KR20140132612A - 중공사막 모듈 - Google Patents

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KR20140132612A
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Abstract

본 발명은 중공사막 모듈에 관한 것으로서, 중공사막; 산기공을 구비하고, 상기 중공사막의 하부에 결합되는 지지부; 상기 중공사막의 상부에 결합되어 투과수를 수집하는 콜렉터; 내부에 공기유로가 구비되고, 일 단은 상기 지지부에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터에 연결되어 상기 산기공으로부터 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관; 및 내부에 관통공을 구비하고, 상기 관통공이 상기 공기유로와 연통되게 상기 산기관의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부;를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 중공사막의 상부영역 및 하부영역으로 공급되는 공기량을 조절할 수 있다.

Description

중공사막 모듈{HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE}
본 발명은, 중공사막 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 공기를 적절히 분배하여 중공사막의 오염물질이 효과적으로 제거될 수 있도록 한 중공사막 모듈에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 분리막 기술은 고분자 재료의 물질 선택투과 성질을 이용한 분리기술의 일 종이다.
기존의 분리막은 나권형(spiral wound), 관형(tubular), 중공사형(hollow), 판틀형(plat and frame) 등 여러 형식이 있다.
상기 중공사형은 직경이 0.2~2 mm이고 중앙이 비어있는 실관 형상의 중공사를 이용하므로, 단위부피당 막면적비가 다른 형식에 비하여 상대적으로 높아서 더 높은 생산성을 가진다.
중공사형 분리막은 중공사를 다발지어 모듈로 형성된다.
중공사막 모듈 중 소위 침지식 중공사막 모듈은 처리하고자 하는 유체의 수조에 직접 침지하여 사용된다.
도 1은 종래의 침지식 중공사막 모듈을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 중공사막 모듈은, 내부에 중공(12)이 구비된 중공사막(10)과, 상기 중공사막(10)의 하단에 결합되는 지지부(20)와, 상기 중공사막(10)의 상단에 결합되는 콜렉터(30)를 구비한다.
상기 지지부(20) 및 콜렉터(30) 사이에는 상기 지지부(20) 및 콜렉터(30)를 연결하는 지지체(40)가 마련된다.
상기 지지부(20)에는 공기가 유출되는 유출공, 노즐, 산기구 또는 산기공(22)(이하, "산기공(22)"이라 표기함)이 마련된다.
상기 산기공(22)을 통해 유출된 공기는 상부영역으로 이동하면서 상기 중공사막(10)을 흔들어 상기 중공사막(10)의 표면의 오염물질이 분리막 표면에서 제거되도록 한다.
그런데, 이러한 종래의 침지식 중공사막 모듈에 있어서는, 상기 지지부(20)의 산기공(22)을 통해 유출된 공기(기포) 중 일부는 중공사막 모듈의 외측으로 이탈(이동)되어 중공사막(10)의 표면의 오염물질 분리에 기여하지 못하게 된다. 특히, 중공사막(10)의 상부영역은 하부영역에 비해 운전 압력 차에 기인하여 오염정도는 심하고 공기의 이탈이 발생되므로 오염이 더욱 가중될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 중공사막의 상부영역의 오염발생을 억제할 수 있는 중공사막 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 공기를 골고루 산기시킬 수 있는 중공사막 모듈을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 중공사막의 상부영역 및 하부영역으로 공급되는 공기량을 조절할 수 있는 중공사막 모듈을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 중공사막; 산기공을 구비하고, 상기 중공사막의 하부에 결합되는 지지부; 상기 중공사막의 상부에 결합되어 투과수를 수집하는 콜렉터; 내부에 공기유로가 구비되고, 일 단은 상기 지지부에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터에 연결되어 상기 산기공으로부터 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관; 및 내부에 관통공을 구비하고, 상기 관통공이 상기 공기유로와 연통되게 상기 산기관의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부;를 포함하는 중공사막 모듈을 제공한다.
여기서, 상기 공기분배부의 관통공은 최소 유동단면적이 3.0＊10-4 내지 3.2＊10-4㎡을 구비하게 형성될 수 있다.
상기 지지부에는 상기 산기공 및 상기 산기관으로 유입되는 공기가 일시 저장되는 저장공간이 형성되고, 상기 공기분배부는 상기 저장공간의 천장으로부터 0.1 내지 100㎜ 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 공기분배부의 외면은 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭이 감소되게 형성될 수 있다.
상기 공기분배부는 단면이 원형 또는 다각형으로 구성될 수 있다.
상기 공기분배부의 외면에는 일부가 절취되거나 관통되어 공기를 안내하는 안내부가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부는 상기 지지부 또는 상기 산기관에 착탈가능하게 구비될 수 있다.
상기 공기분배부는 상기 저장공간의 천장에 대한 돌출 길이를 조절 가능하게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부는 상기 지지부 또는 상기 산기관에 나사결합되게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부는 상기 산기관에 나사결합되고, 상기 공기분배부는, 내부에 상기 관통공이 형성된 바디; 상기 관통공의 둘레에 상기 바디를 절개하여 형성된 절개부; 및 돌출방향을 따라 내폭이 감소되는 경사부;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 산기관의 단부에는 돌출방향을 따라 외폭이 감소되게 형성된 안내경사면이 구비되게 구성될 수 있다.
상기 안내경사면은 상기 경사부와 면접촉되게 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 산기공을 구비한 지지부 및 내부에 공기유로가 구비고 상기 산기공과 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관을 구비하도록 구성됨으로써, 중공사막의 상부영역의 오염물질이 제거될 수 있다.
또한, 관통공을 구비하고 산기관의 하단으로 돌출되는 공기분배부를 구비함으로써, 중공사막의 하부영역 및 상부영역에 공기가 적절하게 분배될 수 있다.
또한, 공기분배부의 외면이 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭이 감소되도록 구성됨으로써, 지지부의 반경방향을 따라 외측으로 더 많이 공기가 분배될 수 있다.
또한, 공기분배부의 외면에 일부 절취되거나 관통된 안내부를 마련함으로써, 공기분배부에 근접된 영역에 공기가 희박하게 되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 공기분배부를 지지부 또는 산기관에 착탈되게 구성함으로써, 다른 공기분배부로 용이하게 교체될 수 있다.
또한, 공기분배부를 지지부 또는 산기관에 나사결합되도록 함으로써, 공기분배부의 돌출 길이를 조절하여 상기 지지부의 외곽으로 이동하는 공기의 분배량을 조절할 수 있다.
또한, 공기분배부에 절개부를 형성하고 공기분배부를 반경방향으로 확장 또는 수축되도록 함으로써, 산기관의 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절할 수 있다.
도 1은 종래의 침지식 중공사막 모듈을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈의 측면도,
도 3은 도 2의 단면도,
도 4는 도 3의 지지부영역의 확대도,
도 5는 도 2의 상부산기부의 변형례,
도 6은 도 3의 공기분배부의 저면도,
도 7 내지 도 10은 각각 도 3의 공기분배부의 변형례,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공사막 모듈의 요부단면도,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중공사막 모듈의 요부단면도,
도 13은 도 12의 공기분배부의 사시도,
도 14는 도 12의 공기분배부의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈은, 중공사막(110); 산기공(133)을 구비하고, 상기 중공사막(110)의 하부에 결합되는 지지부(130); 상기 중공사막(110)의 상부에 결합되어 투과수를 수집하는 콜렉터(150)(collector); 내부에 공기유로(162)가 구비되고, 일 단은 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터(150)에 연결되어 상기 지지부(130)의 산기공(133)으로부터 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관(160); 및 내부에 관통공(192)을 구비하고, 상기 관통공(192)이 상기 공기유로(162)와 연통되게 상기 산기관(160)의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부(190);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 중공사막(110)은, 예를 들면, 복수의 다발(112)로 구성될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 각 다발(112)은, 예를 들면 도 4에 확대 도시된 바와 같이, 미리 설정된 개수(예를 들면, 수개 내지 수백개)의 중공사(114)(hollow fiber, 中空絲)를 구비할 수 있다.
상기 중공사막(110)의 각 다발(112)은 서로 미리 설정된 간격으로 이격 배치될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 하단부는, 예를 들면, 상기 지지부(130)의 포팅재(134)에 의해 차단되게 구성될 수 있다. 상기 중공사막(110)의 하단부는 상기 포팅재(134)에 의해 둘러쌓여 차단된다.
상기 지지부(130)는, 예를 들면, 원반형상으로 구현될 수 있다.
상기 지지부(130)에는 공기(124)를 산기시키는 하부산기부(131)가 구비될 수 있다.
상기 하부산기부(131)는 상기 지지부(130)를 관통하여 형성된 복수의 산기공(133)을 구비할 수 있다. 상기 산기공(133)은 상기 포팅재(134)를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 산기공(133)은, 예를 들면, 미리 설정된 거리로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 산기공(133)은, 예를 들면, 상기 중공사막(110)의 각 다발(112) 사이에 형성될 수 있다.
상기 산기공(133)은 미리 설정된 패턴(pattern)에 따라 산포되게 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 지지부(130)의 저부로 공급된 공기가 상기 산기공(133)을 통해 산기될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부에는 콜렉터(150)가 구비될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부는 개방되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 각 중공사의 내부로 유입된 물(투과수)는 상기 중공사막(110)의 상단부를 통해 유출되고, 상기 콜렉터(150)에서 수집(합류)되어 유출될 수 있다.
상기 콜렉터(150)는 예를 들면, 원반 형상으로 구현될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부 또는 상기 콜렉터(150)에는 상기 중공사막(110)의 투과수의 유입이 촉진될 수 있게 흡인력(음압, 또는 부압)이 작용하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 콜렉터(150)는 흡입력이 작용할 수 있게 도시 않은 펌프와 연결될 수 있다.
상기 지지부(130)와 상기 콜렉터(150) 사이에는 산기관(160)이 구비될 수 있다.
상기 산기관(160)의 내부에는 공기유로(162)가 구비될 수 있다.
상기 산기관(160)의 일 단부는 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단부는 상기 콜렉터(150)에 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 산기관(160)이 하나로 구성된 경우를 예시하고 있으나, 복수 개로 구성될 수도 있다.
상기 중공사막(110)은 상기 지지부(130) 및 콜렉터(150) 사이의 거리에 비해 더 긴 길이를 구비하여 느슨하게 드리워지게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 지지부(130)의 산기공(133) 및/또는 산기관(160)을 통해 공급된 공기의 작용에 의해 상기 각 중공사막(110)이 유동되면서 상기 중공사(114)의 각 표면에 부착된 이물질이 제거될 수 있다.
한편, 상기 지지부(130)에는 공기가 공급될 수 있게 공기공급부(140)가 구비될 수 있다. 상기 공기공급부(140)는 도면에는 도시하지 아니하였으나 블라워(송풍기)가 구비될 수 있다.
상기 지지부(130)의 저부에는 공기가 일시 저장될 수 있게 저장공간(136)이 형성될 수 있다.
상기 산기관(160)은 하단이 상기 저장공간(136)과 연통되게 상기 지지부(130)에 연결될 수 있다.
상기 산기관(160)의 상부영역에는 상기 지지부(130)의 산기공(133)으로부터 이격되게 상부산기부(161)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 상부산기부(161)는,예를 들면, 상기 산기관(160)을 관통하여 형성된 복수의 산기공(163)을 구비할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 외면에 복수의 노즐공(173)을 구비하여 산기관(160)에 결합되는 적어도 하나의 분기관(172)을 구비하게 상부산기부(172)가 구성될 수도 있다. 상기 분기관(172)은, 예를 들면, 복수 개로 구성되어 상하방향 및/또는 둘레방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 지지부(130)에는 공기분배부(190)가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는 상기 지지부(130)의 산기공(133) 및 상기 산기관(160)으로 공기가 적절히 분배되게 할 수 있다. 여기서, 상기 산기관(160)의 상부산기부(161)는 상기 지지부(130)의 하부산기부(131)에 비해 출구 압력이 상대적으로 낮기 때문에 상기 저장공간(136)의 내부에 공급된 공기가 상기 산기관(160)으로 집중 및 유출되고, 상기 산기관(160)의 입구로부터 상대적으로 멀리 배치된 상기 지지부(130)의 외곽에 배치된 산기공(133)에는 상대적으로 공기가 덜 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 지지부(130)의 반경방향을 따라 외측에 배치된 중공사막(110)은 중앙에 배치된 중공사막(110)들에 비해 오염물질이 상대적으로 덜 제거될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는 상기 저장공간(136)의 천장(138)으로부터 하향 돌출되게 배치되어 상기 저장공간(136)의 내부의 공기를 상기 지지부(130)의 반경방향을 따라 외측으로 더 많이 이동되게 분배되게 할 수 있다. 이에 의해, 상기 지지부(130)의 외곽에 배치된 중공사막(110)의 표면에 부착된 오염물질의 제거를 촉진시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공기분배부(190)는 관통공(192)을 구비하고 상기 관통공(192)이 상기 산기관(160)의 공기유로(162)와 연통되게 배치될 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(190)를 통과한 공기가 상기 산기관(160)의 내부로 유입될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는, 예를 들면, 상기 산기관(160)의 하단으로부터 하향 돌출되게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는, 예를 들면, 내부에 관통공(192)이 구비된 바디(191)를 구비할 수 있다.
상기 공기분배부(190)의 바디(191)는, 예를 들면, 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭(또는 외경)이 감소된 외면(193)을 구비하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 공기가 상기 공기분배부(190)의 외면(193)을 따라 상기 공기분배부(190)로부터 멀어지게 안내될 수 있다. 이에 따라, 상기 지지부(130)의 반경방향을 따라 상기 지지부(130)의 외곽(테두리)영역으로 더 많은 공기(공기량)가 이동되어 상기 지지부(130)의 전면적에 대해 상대적으로 균일하게(골고루) 산기가 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 상기 공기분배부(190)의 외면(193)이 직선(단면)으로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 곡선(단면)으로 구성될 수도 있다.
상기 공기분배부(190)의 관통공(192)은, 예를 들면, 최소 유동단면적(A1)이 상기 산기관(160)의 최소 유동단면적(A)보다 작게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 산기관(160)의 내부로 유입되는 공기(공기량)를 억제할 수 있다.
상기 공기분배부(190)의 관통공(192)은, 예를 들면, 최소 유동단면적이 3.0＊10-4 내지 3.2＊10-4㎡을 구비하게 형성될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는, 예를 들면, 상기 저장공간(136)의 천장(138)으로부터 0.1 내지 100㎜ 돌출되게 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공기분배부(190)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 일부(상부)영역이 상기 지지부(130)의 내부로 삽입되게 구성될 수도 있다.
상기 저장공간(136)의 천장(138)에는 상기 공기분배부(190)가 삽입될 수 있게 상향 함몰된 함몰부(139)가 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 공기분배부(190)의 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H1)를 미세하게 조절할 수 있다.
상기 공기분배부(190)의 바디(191)는, 예를 들면, 외면(193)이 원형 또는 다각형 형상으로 구현될 수 있다. 이에 의해, 공기분배부(190)의 외측으로 안내되는 공기의 패턴을 다양하게 구성할 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 공기분배부(190)는 원형의 외면(193a)을 구비하게 구성될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 공기분배부(190)는 사각형 형상의 외면(193b)을 구비하게 구성될 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 공기분배부(190)는 다각형 형상의 외면(193c)을 구비하게 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 공기분배부(190)의 외면(193)이 다각형 중 육각형으로 구현된 경우를 예시하고 있지만, 삼각형, 오각형, 팔각형 등 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 상기 관통공(192)이 원형으로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 최소 유동단면적(A)이 동일하게 다른 형상으로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 공기분배부(190)의 외면(193)에는, 일부가 절취되거나 관통되어 공기를 안내하는 안내부(195)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(190)의 외면(193)에 의해 공기가 공기분배부(190)로부터 멀어지는 방향으로 안내되어 오히려 상기 공기분배부(190)의 근접영역에 공기가 부족하게 되는 것을 억제할 수 있다.
상기 안내부(195)는, 예를 들면 도 10에 도시된 바와 같이, 내측으로 절취(함몰)되게 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 안내부(195)가 원호형으로 절취 형성된 경우를 예시하고 있으나, 크기, 모양, 위치, 개수는 적절히 조절될 수 있다.
상기 안내부(195)는 상기 공기분배부(190)의 관통공(192)과 나란하게 연장될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 실시예의 중공사막 모듈이 처리될 원수의 내부에 배치되고 운전이 개시되면, 상기 공기공급부(140)를 통해 상기 지지부(130)의 저장공간(136)의 내부로 공기가 공급될 수 있다.
상기 저장공간(136)의 내부로 공급된 공기는 상향 이동될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는 일부의 공기를 관통공(192)을 통해 상기 산기관(160)으로 공급되게 할 수 있다. 이와 동시에 상기 공기분배부(190)는 외측으로 상향 경사진 외면(193)에 의해 공기가 상기 공기분배부(190)로부터 멀어지는 방향으로 안내할 수 있다.
이에 의해, 상기 저장공간(136)으로 공급된 공기가 주로 상기 산기관(160) 및 상기 산기관(160)에 가깝게 배치된 산기공(133)으로 집중되는 현상을 억제할 수 있다.
상기 공기분배부(190)에 의해 상기 지지부(130)의 각 산기공(133)으로 골고루 공기가 분산됨으로써, 상기 각 중공사막(110)의 표면에 부착된 이물질이 골고루 제거될 수 있다.
이하, 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하여 설명하고, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
본 실시예의 중공사막 모듈은, 중공사막(110); 산기공(133)을 구비하고, 상기 중공사막(110)의 하부에 결합되는 지지부(130); 상기 중공사막(110)의 상부에 결합되어 투과수를 수집하는 콜렉터(150); 내부에 공기유로(162)가 구비되고, 일 단은 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터(150)에 연결되어 상기 산기공(133)으로부터 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관(160); 및 내부에 관통공(215)을 구비하고, 상기 관통공(215)이 상기 공기유로(162)와 연통되게 상기 산기관(160)의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부(210);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 산기관(160)은 상기 지지부(130) 및 콜렉터(150)의 중앙에 배치될 수 있다.
상기 지지부(130)에는 공기가 일시 저장되는 저장공간(136)이 마련될 수 있다.
한편, 상기 저장공간(136)에는 공기분배부(210)가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부(210)에는 공기가 통과할 수 있게 관통공(215)이 구비될 수 있다.
상기 관통공(215)은 미리 설정된 최소 유동단면적(A2)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 도면에는 도시하지 아니하였으나, 서로 다른 최소 유동단면적(A2)을 가지는 복수 개로 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 예를 들면, 상기 지지부(130) 또는 상기 산기관(160)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.
상기 산기관(160)은 상기 저장공간(136)의 천장(138)으로부터 돌출되게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 예를 들면, 상기 산기관(160)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 예를 들면, 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대해 돌출길이(H2)를 조절하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(210)에 의해 상기 지지부(130)의 반경방향을 따라 외측으로 이동되는 공기의 양을 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 산기관(160)에는, 수나사부(165)가 구비되고, 상기 공기분배부(210)에는 상기 수나사부(165)에 나사결합되는 암나사부(214)가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 예를 들면, 내부에 관통공(215)이 형성된 바디(211)를 구비할 수 있다.
상기 바디(211)는, 예를 들면, 원통형상의 원통형상부(212)와, 상기 원통형상부(212)의 일 측에 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭이 감소되게 형성되어 공기를 분배하는 분배부(213)를 구비할 수 있다.
상기 원통형상부(212)의 내부에 상기 암나사부(214)가 형성될 수 있다.
상기 관통공(215)은 상기 분배부(213)의 하단에서 최소 유동단면적(A2)을 구비할 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 실시예의 중공사막 모듈이 처리될 원수의 내부에 배치되고 운전이 개시되면, 상기 공기공급부(140)를 통해 상기 지지부(130)의 저장공간(136)의 내부로 공기가 공급될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는 미리 설정된 돌출길이(H2)로 상기 산기관(160)에 고정될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는 사용도중 상기 산기관(160)에 대해 상대회전되게 하여 상기 공기분배부(210)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H2)를 적절히 조절함으로써, 상기 공기분배부(210)에 의해 상기 지지부(130)의 외곽으로 안내되는 공기량을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공기분배부(210)가 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H2)가 증가하게 이동되면 상기 지지부(130)의 외곽으로 이동되는 공기량이 증가하고, 상기 공기분배부(210)의 돌출길이(H2)가 감소하게 이동되면 상기 지지부(130)의 외곽으로 이동하는 공기량이 감소될 수 있다.
한편, 상기 산기관(160)의 내부로 유입되는 공기량을 조절하고자 할 경우, 최소 유동단면적(A2)이 다른(예를 들면, 최초 설치된 공기분배부(210)의 관통공(215)의 최소 유동단면적에 비해 크거나 작은) 관통공(215)을 구비한 공기분배부(210)로 교체할 수 있다.
이하, 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
본 실시예의 중공사막 모듈은, 중공사막(110); 산기공(133)을 구비하고, 상기 중공사막(110)의 하부에 결합되는 지지부(130); 상기 중공사막(110)의 상부에 결합되어 투과수를 수집하는 콜렉터(150); 내부에 공기유로(162)가 구비되고, 일 단은 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터(150)에 연결되어 상기 산기공(133)으로부터 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관(160); 및 내부에 관통공(235)을 구비하고, 상기 관통공(235)이 상기 공기유로(162)와 연통되게 상기 산기관(160)의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부(230);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 지지부(130)의 저부에는, 도 12에 도시된 바와 같이, 공기가 일시 저장되는 저장공간(136)이 마련될 수 있다.
상기 저장공간(136)에는 공기분배부(230)가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 공기가 외측으로 이동되게 돌출방향을 따라 외폭이 감소된 외면을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 상기 지지부(130) 또는 상기 산기관(160)에 대해 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 상기 지지부(130) 또는 상기 산기관(160)에 대해 나사결합되게 구성될 수 있다.
상기 산기관(160)은 상기 저장공간(136)의 천장(138)으로부터 돌출되게 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공기분배부(230)는 상기 산기관(160)의 하단에 나사결합될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H3)를 조절할 수 있게 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 공기분배부(230)는 상기 지지부(130) 또는 산기관(160)에 나사결합되고, 나사부 길이를 길게 하고, 상기 공기분배부(230)가 승강 되도록 함으로써, 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대한 상기 공기분배부(230)의 돌출길이(H3)를 조절할 수 있다.
한편, 상기 공기분배부(230)는, 예를 들면, 관통공(235)의 최소 유동단면적(A3)을 조절할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는, 예를 들면, 내부에 상기 관통공(235)이 형성되는 바디(231); 상기 관통공(235)의 둘레에 상기 바디(231)를 절개하여 형성된 절개부(237); 및 돌출방향을 따라 내폭이 감소되는 경사부(238);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 바디(231)는, 예를 들면, 적어도 일 영역이 돌출방향을 따라 외폭이 감소되게 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 바디(231)는, 원통형상을 구비한 원통형상부(232) 및 상기 원통형상부(232)의 일 측에서 돌출방향을 따라 외폭(외경)이 점진적으로 감소되게 형성되어 공기를 분배하는 분배부(233)를 구비할 수 있다.
상기 원통형상부(232)의 내부에는 상기 산기관(160)의 수나사부(165)에 나사결합될 수 있게 암나사부(234)가 형성될 수 있다.
상기 바디(231)(실제로는 상기 분배부(233))에는, 예를 들면 도 13에 도시된 바와 같이, 일 단(도면상 하단)으로부터 공기의 이동방향을 따라 절개된 복수의 절개부(237)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 절개부(237)의 개수 및 크기(폭 및 길이)는 적절히 조절될 수 있다.
한편, 상기 산기관(160)에는 돌출방향을 따라 외폭이 감소되게 형성된 안내경사면(167)이 구비될 수 있다.
상기 안내경사면(167)은 상기 수나사부(165)의 바깥쪽(도면상 하측)에 형성될 수 있다.
상기 안내경사면(167)은 상기 경사부(238)와 면접촉되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(230)의 상향 이동시 상기 안내경사면(167)에 의해 상기 경사부(238)가 가압되면서 외측으로 벌어져 상기 관통공(235)의 최소 유동단면적(A3)가 증가될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 실시예의 중공사막 모듈이 처리될 원수의 내부에 배치되고 운전이 개시되면, 상기 공기공급부(140)를 통해 상기 지지부(130)의 저장공간(136)의 내부로 공기가 공급될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 미리 설정된 돌출길이(H3)에 위치될 수 있다.
상기 저장공간(136)의 내부로 공기가 공급되고, 공급된 공기는 상향 이동될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 미리 설정된 위치에서 상향 이동되는 공기를 상기 지지부(130)의 외곽으로 이동되게 안내할 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 돌출길이(H3)를 조절함으로써 상기 지지부(130)의 외곽으로 이동되는 공기량을 조절할 수 있다.
또한, 상기 공기분배부(230)는 관통공(235)의 최소 유동단면적(A3)을 조절함으로써 상기 산기관(160)의 내부로 유입되는 공기량을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 관통공(235)의 최소 유동단면적(A3)을 증가시키고자 할 때는, 상기 산기관(160)의 안내경사면(167)과 상기 공기분배부(230)의 경사부(238)가 면접촉되어 상대이동되는 방향으로 상기 공기분배부(230)를 회전시키면 된다.
상기 안내경사면(167)과 상기 경사부(238)가 접촉된 상태에서 상기 공기분배부(230)를 동일한 방향으로 계속 회전시키면, 상기 안내경사면(167)이 상기 경사부(238)를 가압하여 상기 경사부(238)는 도 14에 도시된 바와 같이, 외측으로 벌어지게 된다. 이에 의해, 상기 관통공(235)의 최소 유동단면적(A4)가 증가된다. 이때, 상기 공기분배부(230)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H4)는 작아질 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(230)의 내부로 유입되는 공기량은 증가하고, 상기 공기분배부(230)로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 공기량은 감소될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 중공사막 112 : 다발
114 : 중공사 130 : 지지부
131 : 하부산기부 133,163 : 산기공
134 : 포팅재 136 : 저장공간
138 : 천장 140 : 공기공급부
160 : 산기관 161,171 : 상부산기부
162 : 공기유로 172 : 분기관
173 : 노즐공 190 : 공기분배부
191 : 바디 192 : 관통공
193 : 외면 193a : 원통 형상의 외면
193b : 사각형 형상의 외면 193c : 다각형 형상의 외면
195 : 안내부

Claims (12)

  1. 중공사막;
    산기공을 구비하고, 상기 중공사막의 하부에 결합되는 지지부;
    상기 중공사막의 상부에 결합되어 투과수를 수집하는 콜렉터;
    내부에 공기유로가 구비되고, 일 단은 상기 지지부에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터에 연결되어 상기 산기공으로부터 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관; 및
    내부에 관통공을 구비하고, 상기 관통공이 상기 공기유로와 연통되게 상기 산기관의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부;
    를 포함하는 중공사막 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기분배부의 관통공은 최소 유동단면적이 3.0＊10-4 내지 3.2＊10-4㎡을 구비하게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부에는 상기 산기공 및 상기 산기관으로 유입되는 공기가 일시 저장되는 저장공간이 형성되고,
    상기 공기분배부는 상기 저장공간의 천장으로부터 0.1 내지 100㎜ 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공기분배부의 외면은 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭이 감소되게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공기분배부는 단면이 원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공기분배부의 외면에는 일부가 절취되거나 관통되어 공기를 안내하는 안내부가 구비되는 것을 특징으로 하는 중고사막 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공기분배부는 상기 지지부 또는 상기 산기관에 착탈가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 공기분배부는 상기 저장공간의 천장에 대한 돌출 길이를 조절 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공기분배부는 상기 지지부 또는 상기 산기관에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공기분배부는 상기 산기관에 나사결합되고,
    상기 공기분배부는, 내부에 상기 관통공이 형성된 바디; 상기 관통공의 둘레에 상기 바디를 절개하여 형성된 절개부; 및 돌출방향을 따라 내폭이 감소되는 경사부;를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 산기관의 단부에는 돌출방향을 따라 외폭이 감소되게 형성된 안내경사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안내경사면은 상기 경사부와 면접촉되게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
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