KR20160091032A

KR20160091032A - 중공사막 모듈

Info

Publication number: KR20160091032A
Application number: KR1020150011114A
Authority: KR
Inventors: 이석헌; 윤택근
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2016-08-02
Also published as: KR101902458B1

Abstract

본 발명은 중공사막 모듈(100)에 관한 것으로, 본 발명에 따른 중공사막 모듈(100)은, 일단 또는 양단이 개방되어 중공부(111)가 형성되고, 길이 방향의 측면에 제1 개구부(112) 및 제2 개구부(114)가 형성된 하우징(110), 상기 하우징(110)의 중공부(111)에 삽입되는 중공사막(120), 상기 중공사막(120)이 포팅되고, 상기 하우징(110)의 상기 일단 또는 상기 양단에 분리가능하게 결합하는 포팅부(130), 및 상기 하우징(110)의 상기 일단 또는 상기 양단에 분리가능하게 결합하고, 제3 개구부(142)가 형성된 모듈캡(140)을 포함한다.

Description

중공사막 모듈{Hollowfiber Membrane Moldule}

본 발명은 중공사막 모듈에 관한 것이다.

중공사막(hollowfiber membrane)은, 가는 형태의 유기 또는 무기 재질의 여과막에 중공이 형성되고, 내부와 외부의 압력, 삼투압, 기체 분압차 등과 같은 다양한 에너지 준위 차이에 의해 유체 또는 고체의 분리가 가능한 분리막이다. 일반적으로 외경(outer diameter)이 1 mm 이하인 것을 중공사막으로 구분하며, 1mm 보다 크면 관형 막(tubular membrane)으로 구분한다. 중공사막은 각종 수처리(정수 및 하수처리, 폐수처리), 해수담수화(전처리, 역삼투 공정, 정삼투 공정, 막증류 공정), 의약 및 식품 농축 공정, 그리고 가스 분리 공정 등에 다양하게 활용되고 있다. 중공사막 모듈은 평막 또는 와권형 막에 비해 컴팩트(compact)한 형태로 구성이 가능하여 많은 응용공정에 있어서 풋프린트(foot-print)를 줄이면서 최대의 처리량을 확보할 수 있다.

한편, 중공사막을 실제 공정에 활용하고자 할 때에는 모듈 형태로 제작이 되어야 한다. 중공사막 모듈은 중공사막이 모듈의 가운데에 위치하며, 중공사막 내부로 흐르는 유체와 중공사막 외부로 흐르는 유체의 물리, 화학적 포텐셜 차이에 의해 흐름 또는 분리 현상이 유도된다. 내부와 외부로 흐르는 유체의 특징 및 유속 등은 공정에 따라 다양하게 적용될 수 있으며, 서로 다른 온도를 가진 유체가 적용될 수도 있다. 유체는 분리 대상물과 잔류물으로 구분될 수 있고, 이 유체는 중공사막의 내부 또는 외부를 통해 이송될 수 있다.

중공사막 모듈은 모든 유체가 100 % 분리막을 통과하는 데드엔드(dead-end) 방식과, 일부 유체는 계속 진행하고 분리 대상물을 포함한 일부 유체가 막을 통과하는 크로스플로우(cross-flow) 방식이 있다. 또한, 유체를 가압하여 분리하는 가압형 중공사막 모듈과 음압으로 유체를 흡입(suction)하여 분리하는 침지식 중공사막 모듈로도 구분될 수도 있다.

한편, 가압형 중공사막 모듈에 있어서, 중공사막이 파손된 경우, 중공사막을 교체할 필요가 있고, 중공사막의 분리 성능이 저하된 경우, 고압수 세척 등을 위하여, 중공사막을 분리할 필요가 있다.

하지만, 종래기술에 따른 중공사막 모듈은 하기 선행기술의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 원통형의 하우징 내에 중공사막을 레진으로 고정 제작하여, 누수 또는 중공사막의 파손 등의 문제 발생 시 중공사막의 분리 또는 교체가 어려운 문제점이 있다. 또한, 중공사막 모듈 자체를 파손하지 않고는 중공사막을 분리할 수 없어, 외부 하우징의 재사용 및 재활용이 불가능한 문제점도 존재한다.

KR 10-2012-0038844 A

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일측면은 중공사막 모듈을 파손시키지 않고, 내부 중공사막 모듈의 관찰, 분석 및 교체가 가능한 중공사막 모듈을 제공하기 위한 것이다.

또한, 하우징을 재사용하여 비용을 절감하고, 폐기물 발생을 감소시킬 수 있는 중공사막 모듈을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈은, 일단 또는 양단이 개방되어 중공부가 형성되고, 길이 방향의 측면에 제1 개구부 및 제2 개구부가 형성된 하우징, 상기 하우징의 상기 중공부에 삽입되는 중공사막, 상기 중공사막이 포팅되고, 상기 하우징의 일단 또는 양단에 분리가능하게 결합하는 포팅부, 및 상기 하우징의 상기 일단 또는 상기 양단에 분리가능하게 결합하고, 제3 개구부가 형성된 모듈캡을 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 모듈캡의 내주면 및 상기 하우징의 일단 또는 양단의 외주면에 나사선이 형성되어, 상기 모듈캡과 상기 하우징이 나사결합하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 포팅부의 외주면을 둘러싸고, 상기 하우징의 상기 일단 또는 상기 양단에 적층되는 제1 패킹을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 포팅부의 외주면을 둘러싸고, 상기 제1 패킹에 적층되어, 상기 제1 패킹을 고정하는 고정링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 포팅부는, 일단의 단면적과 타단의 단면적이 동일한 제1 포팅부, 및 일단의 단면적이 타단의 단면적보다 큰 제2 포팅부를 포함하고, 상기 제1 포팅부는 상기 하우징의 상기 일단에 삽입되고, 상기 제2 포팅부의 상기 타단이 상기 하우징의 타단에 삽입되며, 상기 제2 포팅부의 상기 일단의 단면적이 상기 하우징의 상기 중공부의 단면적보다 크고, 상기 고정링은, 상기 제1 포팅부의 외주면을 둘러싸고, 상기 하우징의 상기 일단에 적층되는 상기 제1 패킹에 적층되어, 상기 제1 패킹을 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 제2 포팅부의 외주면을 둘러싸고, 상기 하우징의 상기 타단에 적층되어, 상기 제2 포팅부의 상기 일단 및 상기 하우징의 상기 타단 사이에 배치되는 제2 패킹을 더 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 하우징의 일단은 내측으로 경사면이 형성되어, 상기 제1 패킹이 상기 포팅부와 상기 경사면 사이에 안착되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 포팅부의 외주면 및 상기 고정링의 내주면에 나사선이 형성되어, 상기 포팅부와 상기 고정링이 나사결합하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 포팅부의 일단에 적층되어, 일면이 상기 포팅부의 일단과 접촉하고, 타면이 상기 제3 개구부의 입구 테두리로부터 방사상 소정간격으로 이격된 상기 모듈캡의 내부면에 접촉하도록 배치되는 누수방지패킹을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 모듈캡에는, 상기 제3 개구부의 입구 테두리로부터 방사상 소정간격으로 이격된 내부면에 패킹홈이 형성되고, 상기 누수방지패킹이 상기 패킹홈에 안착되어 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 중공사막 모듈에 있어서, 상기 모듈캡은 상기 하우징과 분리가능하게 결합할 수 있도록, 결합구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 중공사막 모듈을 파손시키지 않고, 내부 중공사막의 분리 및 교체가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 하우징을 재사용하여 비용을 절감하고, 폐기물 발생을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중공사막 모듈의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중공사막 모듈의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중공사막 모듈의 분해단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 중공사막 모듈의 분해단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 중공사막 모듈(100)이 적용되는 공정은 특별히 정해진 것은 아니며, 중공사형 모듈을 사용하는 모든 공정에서 적용이 무방하다. 예를 들어, 본 발명의 중공사막 모듈(100)은 정밀여과공정, 한외여과공정, 정삼투 공정, 역삼투 공정, 막 증류 공정등에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중공사막 모듈의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중공사막 모듈의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중공사막 모듈의 분해단면도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 중공사막 모듈의 분해단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중공사막 모듈(100)은, 일단 또는 양단이 개방되어 중공부(111)가 형성되고, 길이 방향의 측면에 제1 개구부(112) 및 제2 개구부(114)가 형성된 하우징(110), 상기 하우징(110)의 중공부(111)에 삽입되는 중공사막(120), 상기 중공사막(120)이 포팅되고, 상기 하우징(110)의 상기 일단 또는 상기 양단에 분리가능하게 결합하는 포팅부(130), 및 상기 하우징(110)의 상기 일단 또는 상기 양단에 분리가능하게 결합하고, 제3 개구부(142)가 형성된 모듈캡(140)을 포함한다.

상기 하우징(110)은 중공사막(120) 다발이 삽입되고, 원수가 유입되어, 중공사막(120)이 원수를 분리하는 공간을 제공한다. 여기서, 하우징(110)은 원기둥 형상인 것이 일반적이며, 일단 또는 양단이 개방되어 중공부(111)가 형성될 수 있다.

상기 제1 개구부(112) 및 제2 개구부(114)는 하우징(110)의 길이방향의 측면에 형성되고, 원수를 투입하거나, 농축수를 배출하는 역할을 한다. 여기서, 원수는 순수(pure water)를 분리할 필요가 있는 것이라면 어떠한 것이라도 무방하며, 예를 들면 오폐수, 해수 등일 수 있다.

구체적으로, 하우징(110)에는 원수를 투입하는 제1 개구부(112) 및 농축수를 배출하는 제2 개구부(114)가 형성될 수 있다. 원수가 제1 개구부(112)를 통해 하우징(110)에 투입되면, 원수 중의 순수(pure water)는 중공사막(120)의 내부로 투과하여 유입되고, 중공사막(120)의 말단을 통해 배출된다. 이때 배출된 순수(pure water)는 후술하는 제3 개구부(142)를 통해 배출될 수 있다.

상기 중공사막(120)은 원수로부터 순수(pure water) 및 농축수를 분리하는 역할을 하며, 순수(pure water)는 중공사막(120)을 투과할 수 있고, 농축수는 중공사막(120)을 투과할 수 없다.

여기서, 중공사막(120)은 고분자 분리막 또는 세라믹 분리막 등이 될 수 있다. 예를 들어, 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리설폰(polysulfone, PSF), 폴리에테르설폰(Polyether sulfone, PES), 폴리에테르이미드(Polyether lmide, PEI), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 및 폴리아마이드(Polyamide, PA), 아세트산셀룰로오스(cellulose acetate, CA), 트리아세틸셀룰로오스(cellulose triacetate, CTA), 알루미나(alumina), 지르코늄 (zirconium, Zr), 및 산화규소(SiO2) 중에서 어느 하나 이상을 선택한 것일 수 있다.

상기 포팅(potting)부(130)는 중공사막(120)과 하우징(110)이 결합될 수 있도록 매개체 역할을 한다. 구체적으로, 포팅부(130)에는 중공사막(120)이 포팅되고, 포팅부(130)는 상기 하우징(110)의 일단에 분리가능하도록 삽입, 또는 결합할 수 있다. 따라서, 포팅부(130)를 하우징(110)으로부터 분리하면, 결과적으로 중공사막(120)을 하우징(110)으로부터 분리할 수 있는 효과가 있다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 포팅부(130)의 일단에는 중공사막(120) 다발이 포팅될 수 있는 포팅층(132)이 형성되고, 중공사막(120)이 포팅층(132)에 의하여, 포팅부(130)에 포팅될 수 있다. 여기서, 포팅층(132)은 포팅부(130)의 일단을 밀봉하는 형태가 될 수 있고, 포팅층(132)은 접착제로 형성될 수 있다. 이때, 사용되는 접착제의 종류는 한정된 것이 아니며, 소재, 적용되는 공정 및 목적에 따라 다양하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 무기접착제 및 유기접착제(합성수지계 접착체포함)에서 하나 이상 선택할 수 있다.

한편, 포팅층(132)은 열경화성 수지로 구성될 수 있다. 예를 들어, 포팅층(132)은 에폭시 수지, 우레탄 수지, 또는 실리콘 고무로 형성될 수 있다. 또한, 열경화성 수지에 실리카, 카노 블랙, 불화 카본 등의 충전재를 혼입시킴으로써 포팅층(132)의 강도 향상 및 경화 수축 감소를 도모할 수 있다.

상기 모듈캡(140)은 중공사막(120)을 빠져나온 순수(pure water)를 축적하여 외부로 배출하는 역할을 한다. 여기서, 모듈캡(140)은 포팅부(130)를 덮으면서, 하우징(110)의 일단에 결합할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 모듈캡(140)은 제1 패킹(152), 제2 패킹(153), 누수방지패킹(154), 및 고정링(156)을 덮을 수 있다.

상기 제3 개구부(142)는 순수(pure water)를 배출하는 통로 역할을 한다. 하우징(110) 내부의 원수에서 분리된 순수(pure water)는 중공사막(120)의 중공에 유입되어, 중공사막(120)의 말단으로 빠져나오고, 제3 개구부(142)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 제3 개구부(142)가 모듈캡(140)의 일단에 형성될 수도 있으나, 제3 개구부(142)는 순수(pure water)가 배출될 수 있는 위치라면 모듈캡(140)의 측면 등 어디에나 형성되어도 무방하다.

한편, 종래에 중공사막(120)을 하우징(110)에 바로 접착하는 것과 달리, 본 발명에 따른 중공사막 모듈(100)은, 중공사막(120)을 포팅부(130)에 접착하고, 포팅부(130)를 하우징(110)에 분리 가능하도록 결합하는 것에 특징이 있다. 여기서, 포팅부(130)와 하우징(110)의 결합방식은, 분리가능하게 결합할 수 있는 당업계의 공지된 모든 방식을 포함할 수 있다.

예를 들어, 모듈캡(140)의 내주면 및 하우징(110)의 일단 또는 양단의 외주면에 나사선이 형성되어, 모듈캡(140)과 하우징(110)이 나사결합 방식으로 결합할 수 있다. 구체적으로, 모듈캡(140)의 내주면에 제1 나사선(162)이 형성되고, 상기 제1 나사선(162)에 대응되도록, 상기 하우징(110) 일단 또는 양단의 외주면에 제2 나사선(164)이 형성될 수 있다. 따라서, 중공사막(120) 및 포팅부(130)는 하우징(110)에 삽입되어 하우징(110)의 일단에 일부 노출되고, 모듈캡(140)이 포팅부(130)를 덮으면서 하우징(110)의 일단에 분리가능하도록 결합할 수 있다.

또는, 모듈캡(140)은 하우징(110)과 분리가능하게 결합할 수 있도록, 결합구(180)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 모듈캡(140)에는 한 쌍의 캠록(cam-lock) 결합구(180)가 구비되어 하우징(110)과 모듈캡(140)을 분리가능하게 결합할 수 있다.

중공사막(120)은 대부분 고분자 재질로서 매우 얇고 신축성이 있으며, 미세한 기공(미도시)을 가지는데, 상술한 나사결합 방식의 경우, 모듈캡(140)이 회전하면, 포팅부(130)도 함께 회전할 수 있고, 포팅부(130)에 포팅된 중공사막(120)도 함께 회전한다. 이때, 중공사막(120)에 비틀림 현상이 발생하여, 파손될 우려가 있다. 또는, 파손이 되지 않더라도, 중공사막(120)에 형성된 기공의 크기가 변하거나, 중공사막(120)의 표면에 형성된 코팅층(미도시)의 손상이 야기되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상술한 나사결합과 같은 회전방식이 아닌, 캠록(cam-lock)결합구(140)등을 이용하여 모듈캡(140)을 회전없이 수직 방향으로 분리하면 상기와 같은 문제를 방지할 수 있으며, 결합 및 조립의 편의성을 도모할 수 있는 장점이 있다.

다만, 본 발명의 권리범위는 이러한 예시에 한하지 않고, 하우징(110)과 모듈캡(140)을 분리가능하도록 결합하는 방식이라면, 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 자명하다.

추가적으로, 상기 포팅부(130)의 외주면을 둘러싸고, 상기 하우징(110)의 일단 또는 양단에 적층되는 제1 패킹(152)을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 패킹(152)은, 원수 또는 순수(pure water)의 누수를 방지하는 역할을 한다. 하우징(110) 내부의 원수가 하우징(110) 및 포팅부(130) 사이에 형성된 틈으로 누수될 수 있다. 이러한 누수를 방지하기 위해, 하우징(110)과 모듈캡(140) 사이에 제1 패킹(152)을 배치할 수 있다. 여기서, 제1 패킹(152)의 재질은 고무 등 당업계에 공지된 모든 패킹의 재질을 포함할 수 있으며, 오링(O-ring)형태로 구비될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 일단은 내측으로 경사면이 형성되어, 상기 제1 패킹(152)이 상기 포팅부(130)와 상기 경사면 사이에 안착될 수 있다. 따라서, 상기 제1 패킹(152)의 원수 또는 순수의 누수를 방지하는 효과가 극대화될 수 있다.

특히, 모듈캡(140)과 하우징(110)이 나사결합할 때, 상술한 바와 같이, 모듈캡(140)이 회전하면서 포팅부(130) 및 중공사막(120)이 함께 회전할 수 있는데, 포팅부(130)와 하우징(110)의 일단에 형성된 경사면 사이에 제1 패킹(152)이 안착됨으로써, 포팅부(130)가 함께 회전하는 것을 방지할 수 있다. 제1 패킹(152)이 고무 등의 재질로 구비될 수 있다는 점에서, 마찰력으로 인한 회전방지효과를 더욱 기대할 수 있다.

추가적으로, 상기 포팅부(130)의 외주면을 둘러싸고, 상기 제1 패킹(152)에 적층되어, 상기 제1 패킹(152)을 고정하는 고정링(156)을 더 포함할 수 있다.

상기 고정링(156)은 제1 패킹(152)이 이탈되지 않도록 고정하는 역할을 한다. 제1 패킹(152)이 견고하게 고정되지 않으면, 원수 또는 순수(pure water)가 외부로 누수될 위험이 있다. 이를 방지하기 위하여, 하우징(110), 제1 패킹(152), 고정링(156)의 순서로 적층되도록 고정링(156)이 배치될 수 있다.

이때, 제1 패킹(152)이 이탈하지 않도록, 제1 패킹(152)을 고정하는 고정링(156)도 고정상태에 있어야 한다. 또한, 고정링(156)은 포팅부(130)에 분리 가능하도록 결합할 수 있다. 예를 들어, 포팅부(130)의 외주면에 제3 나사선(166)이 형성되고, 상기 제3 나사선(166)에 대응되도록, 상기 고정링(156)의 내주면에는 제4 나사선(168)이 형성될 수 있다. 따라서, 고정링(156)은 포팅부(130)의 외주면에 나사결합방식으로 견고히 결합할 수 있으면서도, 포팅부(130)와 고정링(156)은 서로 분리가능할 수 있다.

이로 인하여, 제1 패킹(152)은 양측에서 하우징(110) 및 고정링(156)으로 인하여 지지되어, 이탈하지 않고 고정될 수 있으므로, 원수 및 순수(pure water)의 누수를 방지할 수 있다.

추가적으로, 상기 포팅부(130)의 일단에 적층되어, 일면이 상기 포팅부(130)의 일단과 접촉하고, 타면이 상기 제3 개구부(142)의 입구 테두리로부터 방사상 소정간격으로 이격된 상기 모듈캡(140)의 내부면에 접촉하도록 배치되는 누수방지패킹(154)을 더 포함할 수 있다.

상기 누수방지패킹(154)은 포팅부(130)와 모듈캡(140)의 결합 구조 사이에 형성되는 틈으로 순수(pure water)가 누수되는 것을 방지하는 역할을 한다. 중공사막(120)을 통하여 배출된 순수(pure water)는 모듈캡(140)의 제3 개구부(142)와 포팅부(130) 사이에 형성되는 틈으로 누수될 수 있다.

구체적으로, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 포팅부(130)의 일단에 누수방지패킹(154)이 적층되고, 누수방지패킹(154)은 제3 개구부(142)의 입구측에 접촉하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제3 개구부(142)에서의 입구는, 중공사막(120)에서 배출된 순수(pure water)가 제3 개구부(142)로 유입되는 개방부이고, 출구는 순수(pure water)가 중공사막 모듈(100)의 외부로 배출되는 개방부이다. 또한, 제3 개구부(142)의 입구측에서, 누수방지패킹(154)과 접촉하여 누수방지패킹(154)을 지지하는 부분은, 제3 개구부(142)의 테두리로부터 방사상 소정 간격으로 이격된 모듈캡(140)의 내부면이다. 결국, 포팅부(130), 누수방지패킹(154), 제3 개구부(142)의 순으로 위치할 수 있다.

한편, 순수(pure water)의 누수 방지효과를 극대화하기 위하여, 누수방지패킹(154)이 견고히 고정되는 것이 바람직하다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 모듈캡(140)에는, 제3 개구부(142)의 입구 테두리로부터 방사상 소정 간격으로 이격된 모듈캡(140)의 내부면에, 누수방지패킹(154)이 안착할 수 있는 패킹홈(170)이 형성될 수 있다.

포팅부(130)의 단면은 하우징(110)과 같이, 원형 또는 타원형으로 형성되는 것이 일반적이다. 또한, 누수방지패킹(154)은 포팅부(130)의 일단에 적층되므로, 누수방지패킹(154)도 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 여기서, 패킹홈(170)은 누수방지패킹(154)이 안착되는 부분으로서, 누수방지패킹(154)의 형상과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 패킹홈(170)의 형상은 제3 개구부(142)의 직경보다 큰 직경을 가지는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 누수방지패킹(154)이 패킹홈(170)에 안착됨으로써, 누수방지패킹(154)의 일면은 포팅부(130)의 일단에 의해 지지되고, 타면은 패킹홈(170)에 의해 지지되어, 누수방지패킹(154)이 이탈하지 않고, 견고하게 고정될 수 있다. 따라서, 중공사막(120)에서 배출된 순수(pure water)의 누수방지 효과를 극대화 할 수 있다. 여기서, 누수방지패킹(154)은 제1 패킹(152)과 같이, 고무 등 당업계에 공지된 모든 패킹의 재질을 포함할 수 있으며, 오링(O-ring)형태로 구비될 수 있다.

결국, 하우징(110), 제1 패킹(152), 고정링(156)을 적층하고, 포팅부(130)의 일단에 누수방지패킹(154)을 적층함으로써, 원수 또는 순수(pure water)의 누수를 최소화하는 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 중공사막 모듈을 도시한 도면이다.

본 발명의 제1 실시예와 달리, 상기 포팅부(130)는, 일단의 단면적과 타단의 단면적이 동일한 제1 포팅부(131a), 및 일단의 단면적이 타단의 단면적보다 큰 제2 포팅부(131b)를 포함하고, 상기 제1 포팅부(131a)는 상기 하우징(110)의 상기 일단에 삽입되고, 상기 제2 포팅부(131b)의 상기 타단이 상기 하우징(110)의 타단에 삽입되며, 상기 제2 포팅부(131b)의 상기 일단의 단면적이 상기 하우징(110)의 상기 중공부(111)의 단면적보다 크고, 상기 고정링(156)은 상기 제1 포팅부(131a)의 외주면을 둘러싸고, 상기 하우징(110)의 상기 일단에 적층되는 상기 제1 패킹(152)에 적층되어, 상기 제1 패킹(152)을 고정할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명에 따른 중공사막 모듈(100)의 조립의 편의성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제1 실시예와 같이, 일단과 타단의 단면적이 일정하게 동일한 포팅부(130)가 하우징(110)의 양단에 삽입되는 경우에는, 조립과정에서 포팅부(130)가 중공부(111)에 삽입되는 정도를 조절할 수가 없다. 따라서, 조립할 때마다 포팅부(130)의 위치가 달라지고, 포팅부(130)가 흔들리게 되어, 조립에 어려움이 있을 수 있다.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 중공사막 모듈(100)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 일단에 삽입되는 제1 포팅부(131a)는 일단의 단면적과 타단의 단면적이 동일하고, 하우징의 타단에 삽입되는 제2 포팅부(131b)는 일단의 단면적이 타단의 단면적보다 크도록 구비될 수 있다. 또한 제2 포팅부(131b)의 일단의 단면적이 하우징(110)의 중공부(111)의 단면적보다 크게 구비되는데, 제2 포팅부(131b)의 일단의 일면이 하우징(110) 타단상에 배치되어 걸림으로써, 제2 포팅부(131b)의 일단은 하우징(110)의 중공부(111)에 삽입되지 않는다.

이로 인하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 중공사막 모듈(110)을 조립할 때, 제1 포팅부(131a)보다 제2 포팅부(131b)를 하우징(110)에 먼저 삽입하여 제2 포팅부(131b)의 일단을 하우징(110) 타단상에 걸리게 함으로써, 제2 포팅부(131b)를 조립할 때마다 항상 일정한 위치에 놓여 고정될 수 있도록 한다. 그 후에, 제1 포팅부(131a)를 조립하면, 결과적으로, 조립의 안정성, 신속성 및 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 제2 포팅부(131b)의 외주면을 둘러싸고, 상기 하우징(110)의 타단에 적층되어, 상기 제2 포팅부(131b)의 상기 일단의 일면 및 상기 하우징(110)의 상기 타단 사이에 배치되는 제2 패킹(153)을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 패킹(153)은 상기 제1 패킹(152)과 유사한 역할을 하는 것으로, 원수 또는 순수(pure water)의 누수를 방지한다. 이때, 제2 패킹(153)은 제2 포팅부(131b)와 하우징(110) 사이에 배치되어 고정되므로, 제1 패킹(152)과 같이, 패킹을 고정시키기 위한 고정링(156)을 별도로 필요로 하지 않는다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

100: 중공사막 모듈 110: 하우징
111: 중공부 112: 제1 개구부
114: 제2 개구부 120: 중공사막
130: 포팅부 131a: 제1 포팅부
131b: 제2 포팅부 132: 포팅층
140: 모듈캡 142: 제3 개구부
152: 제1 패킹 153: 제2 패킹
154: 누수방지패킹 156: 고정링
162: 제1 나사선 164: 제2 나사선
166: 제3 나사선 168: 제4 나사선
170: 패킹홈 180: 결합구

Claims

일단 또는 양단이 개방되어 중공부가 형성되고, 길이 방향의 측면에 제1 개구부 및 제2 개구부가 형성된 하우징;
상기 하우징의 상기 중공부에 삽입되는 중공사막;
상기 중공사막이 포팅되고, 상기 하우징의 상기 일단 또는 상기 양단에 분리가능하게 결합하는 포팅부; 및
상기 하우징의 상기 일단 또는 상기 양단에 분리가능하게 결합하고, 제3 개구부가 형성된 모듈캡;
을 포함하는 중공사막 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 모듈캡의 내주면 및 상기 하우징의 상기 일단 또는 상기 양단의 외주면에 나사선이 형성되어, 상기 모듈캡과 상기 하우징이 나사결합하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 포팅부의 외주면을 둘러싸고, 상기 하우징의 상기 일단 또는 상기 양단에 적층되는 제1 패킹을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
청구항 3에 있어서,
상기 포팅부의 외주면을 둘러싸고, 상기 제1 패킹에 적층되어, 상기 제1 패킹을 고정하는 고정링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
청구항 4에 있어서,
상기 포팅부는,
일단의 단면적과 타단의 단면적이 동일한 제1 포팅부, 및
일단의 단면적이 타단의 단면적보다 큰 제2 포팅부를 포함하고,
상기 제1 포팅부는 상기 하우징의 상기 일단에 삽입되고,
상기 제2 포팅부의 상기 타단이 상기 하우징의 타단에 삽입되며, 상기 제2 포팅부의 상기 일단의 단면적이 상기 하우징의 상기 중공부의 단면적보다 크고,
상기 고정링은,
상기 제1 포팅부의 외주면을 둘러싸고, 상기 하우징의 상기 일단에 적층되는 상기 제1 패킹;에 적층되어, 상기 제1 패킹을 고정하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 포팅부의 외주면을 둘러싸고, 상기 하우징의 상기 타단에 적층되어, 상기 제2 포팅부의 상기 일단 및 상기 하우징의 상기 타단 사이에 배치되는 제2 패킹;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
청구항 3에 있어서,
상기 하우징의 일단은 내측으로 경사면이 형성되어,
상기 제1 패킹이 상기 포팅부와 상기 경사면 사이에 안착되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
청구항 4에 있어서,
상기 포팅부의 외주면 및 상기 고정링의 내주면에 나사선이 형성되어, 상기 포팅부와 상기 고정링이 나사결합하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 포팅부의 일단에 적층되어, 일면이 상기 포팅부의 일단과 접촉하고, 타면이 상기 제3 개구부의 입구 테두리로부터 방사상 소정간격으로 이격된 상기 모듈캡의 내부면에 접촉하도록 배치되는 누수방지패킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
청구항 9에 있어서,
상기 모듈캡에는,
상기 제3 개구부의 입구 테두리로부터 방사상 소정간격으로 이격된 내부면에 패킹홈이 형성되고,
상기 누수방지패킹이 상기 패킹홈에 안착되어 지지되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 모듈캡은 상기 하우징과 분리가능하게 결합할 수 있도록, 결합구를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.