KR20170093443A - 유체 분리막 모듈 - Google Patents

Abstract

유체 분리막 모듈이 제공된다. 유체 분리막 모듈은 상호 중첩하도록 적층된 복수의 분리막, 각 분리막 사이에 배치되고, 테두리부 및 테두리부에 둘러싸여 적어도 부분적으로 개방된 중앙부를 포함하는 복수의 층간 이격재, 및 복수의 분리막과 복수의 층간 이격재를 관통하는 조립 파이프를 포함하되, 분리막은 테두리부의 양면 상에 배치된다.

Description

유체 분리막 모듈{Fluid separating film module}

본 발명은 유체 분리막 모듈에 관한 것이다.

현재 전 세계적으로 관심의 대상이 되는 지구 온난화는 이산화탄소와 메탄가스 등에 의한 온실효과가 큰 역할을 하고 있다. 이러한 온난화는 생태계를 교란시킬 뿐만 아니라 인간의 사회생활에 커다란 영향을 미치고 있어서 온실가스의 대기 중 방출을 줄이고자 하는 노력이 여러 방면에서 진행되고 있다.

이산화탄소는 최근 온실가스로 가장 주목을 받는 것 중 하나이다. 이산화탄소는 하수처리장, 폐수처리장 및 매립장 등에서는 폐기물 연소 시에 생성되는 것 외에도 화력 발전소 또는 제철소 등에서 다량 생성될 수 있다. 따라서, 폐가스 중에서 이산화탄소만을 분리하여 제거하는 기술이 연구되고 있다. 이산화탄소 이외에도, 수소 연료에 대한 관심이 증폭되면서, 수소 가스를 분리하는 기술도 많은 관심의 대상이 되고 있다. 또한, 순수하게 분리된 산소나 질소 등도 다양한 분야에 활용이 가능하기 때문에 그 분리 방법에 대한 연구가 지속되고 있다. 향후, 특정 기체나 액체의 활용 기술이 발전함에 따라, 더욱 다양한 유체에 대한 분리 기술이 필요할 것으로 전망된다.

특정 유체의 분리는 단순히 분리 이론을 정립하는 것만으로는 산업계에서 활용하기 어렵다. 일 예로, 이산화탄소 분리 기술은 흡수법, 흡착법, 심냉법 또는 막분리법 등이 오래 전부터 제시되어 왔지만, 막대한 에너지가 필요하다거나, 부작용이 있다든지, 대형화가 어렵다는 등의 현실적인 이유로 현재까지 상용화된 예는 극히 미미한 수준이다.

그나마, 막분리법이 다른 방법에 비해 상대적으로 저에너지를 사용하기 때문에, 상용화에 적합하다는 평가가 있다. 막분리법에서 지금까지 연구되고 있는 방향은 주로 분리막의 분리 효율을 높이는 데에 있다. 실험실 내에서 90% 이상의 분리 효율을 나타낼 수 있는 작은 사이즈(예컨대 1인치 X 1인치)의 분리막을 개발하는 것이 1차 목표이다. 대형화 및 상용화는 그 다음 과제로 여겨지고 있다.

실험실 내에서 90% 이상의 분리 효율을 얻어내기 위하여, 많은 연구자들은 분리막의 두께를 보다 얇게 만들고, 분리막 내외부의 압력 차이를 보다 높게 설정하고자 한다. 그러나, 두께가 얇고, 압력이 높을수록 분리막의 내구성이 취약해진다. 따라서, 일부의 연구자들은 위와 같은 조건에서도 내구성을 갖춘 분리막의 재질에 대한 연구도 병행한다.

그러나, 위와 같이 실험실 수준에서 고효율 분리막을 개발하였다 하더라도, 이를 상용화하는 것은 별개의 문제이다. 우선, 박막의 분리막은 대량으로 생산하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라 고가의 원재료를 사용하여야 하므로 생산 비용도 크게 증가한다. 또한, 박막의 분리막을 대형화된 장비에 적용하려면 수 많은 분리막을 조립하여야 하므로, 조립 시간 및 조립 비용이 증가한다. 또한, 고효율을 위해 높은 압력을 사용하므로 처리비용이 증가한다. 이론적으로 분리가 가능하더라도 생산 및 처리 비용 등이 과도하면, 현실적인 상용화는 불가능하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대용량 유체 분리가 가능하면서 대량 생산이 용이한 유체 분리막 모듈을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈은 상호 중첩하도록 적층된 복수의 분리막, 상기 각 분리막 사이에 배치되고, 테두리부 및 상기 테두리부에 둘러싸여 적어도 부분적으로 개방된 중앙부를 포함하는 복수의 층간 이격재, 및 상기 복수의 분리막과 상기 복수의 층간 이격재를 관통하는 조립 파이프를 포함하되, 상기 분리막은 상기 테두리부의 양면 상에 배치된다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈은 상호 중첩하도록 적층된 복수의 분리막, 및 상기 각 분리막 사이에 배치되고, 테두리부 및 상기 테두리부에 둘러싸여 적어도 부분적으로 개방된 중앙부, 및 상기 테두리부를 측면 방향으로 관통하는 측면 개구를 포함하는 복수의 층간 이격재를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 유체 분리 모듈에 의하면, 상업적인 수준의 대용량 유체 분리가 가능하다. 뿐만 아니라, 유체 분리 모듈의 자동화가 용이하여 분리 단가를 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 2의 유체 분리막 모듈의 정면도이다.
도 4는 도 2의 유체 분리막 모듈의 부분 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막의 평면도이다.
도 6은 도 2의 제1 층간 이격재의 평면도이다.
도 7은 도 2의 제2 층간 이격재의 평면도이다.
도 8은 도 2의 A 영역의 부분 사시도이고, 도 9는 도 2의 B 영역의 부분 사시도이다.
도 10은 도 6의 C 영역의 사시도이다.
도 11은 도 2의 테두리 조립 파이프의 사시도이다.
도 12는 도 2의 XII-XII'선을 따라 자른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 분해 사시도이다.
도 14는 도 13의 막간 이격재의 사시도이다.
도 15는 도 13의 분리막, 제2 층간 이격재와 막간 이격재를 함께 도시한 평면 배치도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 분리막, 제2 층간 이격재와 막간 이격재를 함께 도시한 평면 배치도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 부분 단면도이다.
도 18은 도 17의 제1 층간 이격재, 분리막 및 제2 층간 이격재의 분해 사시도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 사시도이다.
도 20은 도 19의 XX-XX'선을 따라 자른 단면도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 분해 사시도이다.
도 22는 도 21의 제1 층간 이격재의 평면도이다.
도 23은 도 21의 제2 층간 이격재의 평면도이다.
도 24는 도 22의 D 영역의 사시도이다.
도 25는 도 24의 XXV-XXV'선을 따라 자른 단면도이다.
도 26은 도 21의 유체 분리막 모듈의 정면도이다.
도 27은 도 21의 집합기와 제1 층간 이격재의 결합부의 단면도이다.
도 28은 도 21의 분리막과 제2 층간 이격재를 함께 도시한 평면 배치도이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 측면도이다.
도 30은 도 29의 유체 분리막 모듈의 제1 층간 이격재, 분리막과 제2 층간 이격재의 분해 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 유체 분리막 모듈(10)은 유체 혼합물(MF)로부터 특정 유체를 분리하는 데에 사용되는 장치이다.

유체는 기체나 액체일 수 있다. 유체 혼합물(MF)은 서로 다른 복수의 유체를 포함한다. 예를 들어, 유체 혼합물(MF)은 화력발전소나 공장의 배기가스, 자동차 배기가스, 부생 가스, 폐기물 매립가스, 폐수 등일 수 있다.

복수의 기체는 상호 균일하게 완전히 혼합될 수도 있지만, 그에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 유체와 제2 유체를 포함하는 유체 혼합물이 배치된 공간 내에서 특정 부위에는 제1 유체만 존재하고, 다른 특정 부위에는 제2 유체만 존재할 수도 있다. 또한, 특정 부위에서의 제1 유체의 함량이 다른 특정 부위에서의 제1 유체의 함량보다 클 수도 있다.

특정 유체의 분리는 유체 혼합물(MF)로부터 특정 유체를 완전히 분리하는 것 뿐만 아니라, 입력된(제공된) 유체 혼합물(MF)로부터 특정 유체의 함량이 높아진 유체 혼합물(MF1, MF2)을 출력(생성)해내는 것을 포함한다. 입력되는 유체 혼합물(MF)이 질소와 이산화탄소를 포함하고, 그 함량비가 3:1인 경우를 예로 하여 설명하면, 출력되는 유체(MF1, MF2)가 100% 이산화탄소인 경우 또는 출력되는 유체 혼합물(MF1, MF2)의 질소와 이산화탄소 함량비가 3:1보다 작은 경우에는 이산화탄소의 분리가 이루어진 것으로 해석된다. 출력되는 유체(MF1, MF2)가 100% 질소이거나 출력되는 유체 혼합물(MF)의 질소와 이산화탄소 함량비가 3:1보다 큰 경우에는 질소의 분리가 이루어진 것으로 해석된다. 아울러, 특정 유체의 함량이 높아진 정도가 클수록 특정 유체 분리의 효율이 높은 것으로 해석된다.

분리되는 유체의 예로는 상술한 이산화탄소나 질소 이외에도 다양할 수 있다. 예를 들어, 아세톤, 암모니아, 아르곤, 벤젠, 부탄(n-C4H10), 이황화탄소(CS2), 일산화탄소, 에탄, 에틸렌, 헬륨, 헥산(n-C6H14), 수소, 황화수소, 메탄, 메탄올, 일산화질소, 이산화질소, 아산화질소(N2O), 옥탄, 산소, 펜탄, 프로판, 이산화황, 톨루엔, 수증기 등이 분리되는 대상 유체가 될 수 있으나, 그에 제한되는 것은 아니다.

유체 분리막 모듈(10)은 적층된 복수의 분리막(20) 및 복수의 층간 이격재(30, 40)를 포함한다. 각 분리막(20)은 판상형으로 이루어질 수 있다. 각 분리막은 상호 중첩하도록 배치된다.

분리막(20)의 일측과 타측은 분리막(20) 자체의 벽을 기준으로 물리적으로 분리되어 있다. 적어도 일부의 유체는 분리막(20)을 통과하여 분리막(20)의 일측과 타측을 소통할 수 있고, 이것이 특정 유체 분리에 이용된다. 이웃하는 분리막(20) 사이에는 층간 이격재(30, 40)가 설치되어 이웃하는 분리막(20)을 상호 결합하는 한편, 이웃하는 분리막(20) 사이의 공간을 물리적으로 구분한다. 본 명세서에서는 이웃하는 분리막(20)과 층간 이격재(30, 40)에 의해 둘러싸인 공간을 "단위 제한 공간"이라 지칭하기로 한다.

단위 제한 공간은 적층 방향으로 복수개가 중첩하여 배열된다. 복수의 단위 제한 공간은 제1 단위 제한 공간(ULS1) 및 제2 단위 제한 공간(ULS2)을 포함한다.

제1 단위 제한 공간(ULS1)은 유체 혼합물(MF)을 직접 제공받는 공간이다. 이를 위해 제1 단위 제한 공간(ULS1)은 유체 투입구(FS)를 포함한다. 또한, 제1 단위 제한 공간(ULS1)은 분리 후 잔류하는 잔여 유체(MF1)를 배출하는 제1 유체 배출구(FD1)를 포함한다.

제2 단위 제한 공간(ULS2)은 유체 혼합물(MF)을 직접 제공받지 않는 공간이다. 따라서, 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 별도의 유체 투입구를 포함하지 않는다. 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 분리된 유체(MF2)를 배출하는 제2 유체 배출구(FD2)를 포함한다.

제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 인접 배치된다. 예를 들어, 복수의 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2)이 상호 교대로 배치될 수 있다. 인접하는 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 상호 하나의 분리막(20)을 공유할 수 있다. 공유하는 분리막(20)을 통해 유체의 이동이 이루어질 수 있다.

예를 들어, 제1 단위 제한 공간(ULS1)의 유체 투입구(FS)를 통해 제공되는 유체 혼합물(MF)이 질소와 이산화탄소를 포함하고, 분리막(20)을 통한 이산화탄소의 이동도가 질소보다 높을 경우, 제1 단위 제한 공간(ULS1) 내부는 이산화탄소의 농도가 상대적으로 낮아지면서 질소의 농도는 상대적으로 높아지고, 인접하는 제2 단위 제한 공간(ULS2) 내부는 이산화탄소의 농도가 높아지면서 질소의 농도는 상대적으로 낮아지게 된다. 따라서, 제1 유체 배출구(FD1)에서는 상대적으로 질소의 함량이 높은 유체 혼합물(MF1)이 배출되고, 제2 유체 배출구(FD2)에서는 상대적으로 이산화탄소의 함량이 높은 유체 혼합물(MF2)이 배출될 수 있다.

각 제1 단위 제한 공간(ULS1) 및 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 2개의 적층된 분리막(20)을 포함하고 있어, 2개의 분리막(20)을 통해 양측에서 유체의 이동이 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 제1 단위 제한 공간(ULS1)의 양측에는 제2 단위 제한 공간(ULS2)이 배치되어, 제1 단위 제한 공간(ULS1) 내에 제공된 혼합 유체(MF)의 일부가 양측의 제2 단위 제한 공간(ULS2)으로 이동할 수 있다. 또한, 하나의 제2 단위 제한 공간(ULS2)의 양측에는 2개의 제1 단위 제한 공간(ULS1)이 배치되어, 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 양측의 제1 단위 제한 공간(ULS1)으로부터 혼합 유체(MF)의 일부가 이동할 수 있다.

본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(10)은 적층 방향으로 복수개의 단위 제한 공간이 배치되므로, 하나의 모듈 내에서 복수의 분리 공간을 확보할 수 있다. 적층 개수는 예를 들어, 수십 개에서 수천 개 이상일 수 있다. 단위 제한 공간의 적층 개수가 늘어날수록 분리 용량도 함께 늘어날 수 있다. 따라서, 대용량의 유체 분리가 가능하다.

이하, 상술한 유체 분리막 모듈의 구조에 대해 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 사시도이다. 도 3은 도 2의 유체 분리막 모듈의 정면도이다. 도 4는 도 2의 유체 분리막 모듈의 부분 분해 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(100)은 복수의 분리막(200), 복수의 제1 층간 이격재(300), 복수의 제2 층간 이격재(400), 및 적어도 하나의 조립 파이프(610, 621-624)를 포함한다.

분리막(200)은 특정 유체에 대하여 분리 선택도를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 분리막은 셀롤로스 아세테이트, 폴리술폰, 실리콘 고무 등과 같은 고분자 물질이나 실리카계 세라믹스, 실리카계 유리, 알루미나계 세라믹스, 스텐레스 다공체, 티탄 다공체, 은 다공체 등의 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 분리막을 구성하는 물질의 선택에는 혼합 유체의 종류와 분리하고자 하는 대상 및 유체의 선택도 뿐만 아니라, 제조 방법의 용이성, 대량 생산 가능성, 내구성 등이 함께 고려될 수 있다. 일반적으로 고분자 물질은 무기 물질보다 상대적으로 제조가 간편하다. 예를 들어 실리콘 고무의 경우, 상대적으로 가격이 저렴할 뿐만 아니라 대량 생산 또한 용이하다. 실리콘 고무는 그 종류 및 제조 방식에 따라 상이하긴 하지만, 이산화탄소와 질소의 선택비가 대략 3:1 이상이고, 5:1 이상인 것도 제조하기가 어렵지 않아서, 이산화탄소와 질소의 혼합 기체로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리하는 데에 용이하게 사용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막의 평면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 분리막(200)은 직사각 판상 형상을 가지며, 4개의 변과 4개의 모퉁이에서 꼭지점을 갖는다. 본 명세서에서, 평면도 상 다각형의 꼭지점을 이루는 부분을 모서리라고 지칭하기로 한다. 아울러, 상기 4개의 모서리 중 좌상부에 위치하는 모서리를 제1 모서리(V1)로 하고, 반시계 방향을 따라 순차적으로 제2 모서리(V2), 제3 모서리(V3) 및 제4 모서리(V4)로 지칭한다.

분리막(200)은 복수의 개구(COP, POP)를 포함한다. 도면에서는 하나의 중앙 개구(COP)와 4개의 주변 개구(모서리 개구, POP)가 형성된 경우가 도시되어 있고, 이를 예로 하여 설명하지만, 분리막 개구(COP, POP)의 수와 형성 위치는 위에 제한되지 않고, 다양하게 변형 가능하다.

중앙 개구(COP)는 분리막(200)의 직사각 형상의 중앙부에 위치한다. 중앙 개구(COP)는 직사각 형상의 무게 중심에 위치할 수 있다. 분리막(200)의 중앙 개구(COP)에는 중앙 조립 파이프(610)가 삽입된다.

주변 개구(POP)는 분리막(200)의 변 또는 모서리에 인접 배치된다. 도면에서는 주변 개구(POP)로서 각 모서리마다 하나씩의 모서리 개구(POP)가 형성된 경우가 예시되어 있다. 서로 대각 방향으로 마주하는 제1 모서리 개구(POP1)와 제3 모서리 개구(POP3)는 각각 제1 단위 제한 공간(ULS1)마다 개구하는 테두리 조립 파이프(621, 623)가 삽입되고, 제2 모서리 개구(POP2)와 제4 모서리 개구(POP4)는 각각 제2 단위 제한 공간(ULS2)마다 개구하는 테두리 조립 파이프(622, 624)가 삽입된다.

층간 이격재는 교대로 적층되는 제1 층간 이격재(300) 및 제2 층간 이격재(400)를 포함한다. 제1 층간 이격재(300)는 제1 단위 제한 공간(ULS1)을 정의하고, 제2 층간 이격재(400)는 제2 단위 제한 공간(ULS2)을 정의한다. 제1 층간 이격재(300)와 제2 층간 이격재(400) 사이에는 분리막(200)이 개재된다.

도 6은 도 2의 제1 층간 이격재의 평면도이다. 도 7은 도 2의 제2 층간 이격재의 평면도이다. 도 2 내지 도 7을 참조하면, 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)는 사각 틀 형상의 테두리부(BA)를 가지며, 테두리부(BA)에 둘러싸인 중앙부(CA)가 적어도 부분적으로 개방되어 있다. 분리막(200)은 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리부(BA) 양면(상하면) 상에 배치된다. 이와 같은 배치를 위해 분리막(200)의 크기는 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리부(BA) 크기보다 작거나 같고, 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리부(BA)에 둘러싸인 중앙부(CA)보다는 클 수 있다.

유체 분리막 모듈(100)이 조립 파이프(610, 621-624) 등에 의해 강하게 결합되었을 때, 분리막(200)은 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리부(BA) 양면에 완전히 밀착될 수 있다. 따라서, 분리막(200)과 그에 접하는 테두리부(BA) 사이는 유체 이동이 억제되어 실질적인 밀폐 공간을 형성할 수 있다.

한편, 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 중앙부(CA)는 개방되어 있으므로, 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 양측(테두리부(BA) 상하면)에 분리막(200)을 설치하였을 때, 분리막(200) 사이에서 유체가 이동하거나 저장될 수 있는 공간이 확보될 수 있다.

제1 및 제2 층간 이격재는 테두리부(BA)에 형성된 복수의 테두리 개구(BTO)를 포함한다. 테두리 개구(BTO)는 테두리부(BA)의 두께 방향을 관통하도록 형성된다. 분리막(200)이 4개의 모서리 개구(POP)를 갖는 경우, 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)도 그에 상응하는 위치에 형성된 4개의 테두리 개구(BTO), 즉 제1, 제2, 제3 및 제4 테두리 개구(BTO1, BTO2, BTO3, BTO4)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 각 테두리 개구(BTO)는 그에 상응하는 분리막(200)의 모서리 개구(POP)와 중첩하도록 정렬된다.

도 8은 도 2의 A 영역의 부분 사시도이고, 도 9는 도 2의 B 영역의 부분 사시도이다.

도 2 내지 도 9를 참조하면, 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리 개구(BTO)가 형성된 모서리 부위는 내측으로 돌출될 수 있다. 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 내측 모서리가 돌출된 형상을 가지면, 모서리에 충분한 크기의 개구를 확보하기 용이하다. 도면에서는 내측 모서리 형상이 내측으로 볼록한 곡면인 경우가 예시되어 있지만, 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 내측 모서리는 평면상 경사면이거나, 볼록한 형태의 다각면일 수도 있다.

제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)는 테두리 개구(BTO)의 내부 및 층간 이격재의 테두리부(BA)에 의해 둘러싸인 개방된 중앙부(CA)를 연결하는 테두리 유체 유통로(BFP)를 더 포함할 수 있다. 테두리 유체 유통로(BFP)의 일단은 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리부(BA)의 내측면(모서리의 내측면)으로 개구하고, 타단은 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리 개구(BTO)와 연결된다.

제1 단위 제한 공간(ULS1)에서 배출되는 유체와 제2 단위 제한 공간(ULS2)에서 배출되는 유체가 서로 섞이지 않도록 하기 위해, 제1 층간 이격재(300)의 테두리 유체 유통로(BFP)와 제2 층간 이격재(400)의 테두리 유체 유통로(BFP)는 상호 중첩하지 않는 서로 다른 위치의 테두리 개구(BTO)에 설치될 수 있다.

예를 들어, 제1 층간 이격재(300)의 테두리 유체 유통로(BFP)는 제1 테두리 개구(BTO1)와 제3 테두리 개구(BTO3)에 연결 설치될 수 있다. 즉, 제1 테두리 개구(BTO1)와 제3 테두리 개구(BTO3)는 제1 층간 이격재(300)의 개방된 중앙부(COP), 다시 말하면 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 공간적으로 연결된 개방형 테두리 개구일 수 있다.

반면, 제1 층간 이격재(300)의 제2 테두리 개구(BTO2)와 제4 테두리 개구(BTO4)에는 테두리 유체 유통로가 설치되지 않을 수 있다. 즉, 제1 층간 이격재(300)의 제2 테두리 개구(BTO2)와 제4 테두리 개구(BTO4)는 제1 층간 이격재(300)의 개방된 중앙부(CA), 다시 말하면 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 공간적으로 연결되지 않는 폐쇄형 테두리 개구일 수 있다.

반대로, 제2 층간 이격재(400)의 테두리 유체 유통로(BF)P)는 제2 테두리 개구(BTO2)와 제4 테두리 개구(BTO4)에 연결 설치될 수 있다. 즉, 제2 테두리 개구(BTO2)와 제4 테두리 개구(BTO2)는 제2 층간 이격재(400)의 개방된 중앙부(CA), 다시 말하면 제2 단위 제한 공간(ULS2)과 공간적으로 연결된 개방형 테두리 개구일 수 있다.

반면, 제2 층간 이격재(400)의 제1 테두리 개구(BTO1)와 제3 테두리 개구(BTO3)에는 테두리 유체 유통로가 설치되지 않을 수 있다. 즉, 제2 층간 이격재(400)의 제1 테두리 개구(BTO1)와 제3 테두리 개구(BTO3)는 제2 층간 이격재(400)의 개방된 중앙부(CA), 다시 말하면 제2 단위 제한 공간(ULS2)과 공간적으로 연결되지 않는 폐쇄형 테두리 개구일 수 있다.

제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리 개구(BTO)에는 테두리 조립 파이프(621-624)가 삽입되는데, 테두리 유체 유통로(BFP)는 테두리 조립 파이프(621-624)의 분지구(DH)와 연결될 수 있다. 따라서, 단위 제한 공간(ULS1, ULS2)은 테두리 유체 유통로(BFP)를 통해 테두리 조립 파이프(621-624) 내부와 공간적으로 연결될 수 있다. 테두리 유체 유통로(BFP)는 유체 투입구, 제1 유체 배출구 및 제2 유체 배출구 중 어느 하나의 역할을 할 수 있다. 즉, 테두리 유체 유통로(BFP)를 통해 유체는 단위 제한 공간(ULS1, ULS2)과 테두리 조립 파이프(621-624) 사이를 원활하게 이동할 수 있다.

제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리부(BA) 두께는 균일할 수도 있지만, 테두리 유체 유통로(BFP)가 형성되는 부분이 그렇지 않은 부분에 비해 더 두꺼울 수도 있다. 이처럼, 테두리 유체 유통로(BFP)가 형성되는 부분이 상대적으로 두꺼우면, 충분한 크기의 내경을 갖는 테두리 유체 유통로(BFP)를 확보하는 데에 유리하다.

도 10은 도 6의 C 영역의 사시도이다. 도 2 내지 도 10을 참조하면, 제1 층간 이격재(300)는 마주보는 테두리부(BA)를 연결하는 보강재(310)를 더 포함할 수 있다. 보강재(310)는 테두리부(BA)의 일측변으로부터 그에 대향하는 타측변을 연결할 수 있다. 보강재(310)는 제1 층간 이격재(300)의 중앙부(CA)를 지나도록 배치될 수 있다. 도면에서는 서로 다른 방향으로 대향하는 변들을 연결하는 2개의 보강재(310)가 설치된 경우가 예시되어 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 각 보강재(310)는 제1 층간 이격재(300)의 중앙부(CA)를 가로지르도록 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 보강재(310)는 강선으로 이루어질 수 있다. 보강재(310)는 폐곡선으로 이루어지되, 일부는 테두리부(BA)의 내측에 삽입되어 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 보강재(310)는 사출 등에 의해 테두리부(BA)와 일체로 형성될 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 보강재(310)는 판상형으로 이루어질 수도 있다.

제1 층간 이격재(300)에 보강재(310)가 설치됨에 따라 제1 단위 제한 공간(ULS1)의 압력 팽창에 따른 테두리부(BA)의 비틀림이 방지될 수 있다.

보강재(310)의 두께는 테두리부(BA) 두께보다 얇아서 보강재(310)가 배치된 영역 상에도 소정의 공간이 확보되도록 할 수 있다. 보강재(310)의 두께는 테두리부(BA) 두께의 2 내지 70% 정도일 수 있다.

한쌍의 보강재(310)가 교차하는 교차 영역은 분리막(200)의 중앙 개구(COP)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 아울러, 한쌍의 보강재(310)의 교차 영역 상에는 중앙 개구 구조물(320)이 설치될 수 있다.

중앙 개구 구조물(320)은 도우넛 형상으로 형성되며, 내부에 개구(321)를 포함한다. 중앙 개구 구조물 내부(320)의 개구(321)는 분리막(200)의 중앙 개구(COP)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 중앙 개구 구조물 내부(320)의 개구(321)와 분리막(200)의 중앙 개구(COP)에는 중앙 조립 파이프(610)가 삽입된다.

몇몇 실시예에서, 중앙 조립 파이프(610)가 분지구(DH)를 포함하는 경우, 중앙 개구 구조물(320)은 복수의 중앙 유체 유통로(CFP)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중앙 유체 유통로(CFP)의 일단은 중앙 개구 구조물(320)의 옆면에서 개구하고, 중앙 개구 구조물(CFP)의 내부 개구(321)와 연결될 수 있다. 따라서, 중앙 조립 파이프(610)의 내부는 분지구(DH) 및 중앙 유체 유통로(CFP)를 통해 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 공간적으로 연결될 수 있다. 중앙 유체 유통로(CFP)는 유체 투입구, 제1 유체 배출구, 제2 유체 배출구 중 어느 하나의 역할을 할 수 있다. 즉, 중앙 유체 유통로(CFP)를 통해 유체는 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 중앙 조립 파이프(610) 사이를 원활하게 이동할 수 있다. 다만, 중앙 조립 파이프가 단지 기계적인 강도를 보강하기 위해 사용되는 경우, 상술한 분지구나 중앙 유체 유통로는 생략될 수도 있다.

도 11은 도 2의 테두리 조립 파이프의 사시도이다. 도 12는 도 2의 XII-XII'선을 따라 자른 단면도이다.

도 2 내지 도 12를 참조하면, 각 테두리 조립 파이프(621-624)는 실질적으로 동일한 형상으로 형성된다. 테두리 조립 파이프(621-624)는 내부가 빈 중공 파이프 형상으로 형성된다. 테두리 조립 파이프(621-624)의 내부 빈 공간은 단위 제한 공간(ULS1, ULS2)들로부터 유입된 유체의 유로로 활용된다.

테두리 조립 파이프(621-624)는 복수의 분지구(DH)를 포함한다. 각 분지구(DH)는 적층되는 단위 제한 공간(ULS1, ULS2)의 피치 또는 그 피치의 2배의 간격으로 배치된다. 테두리 조립 파이프(621-624)의 분지구(DH)는 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리 유체 유통로(BFP)에 연결된다. 분지구(DH)를 통해 테두리 조립 파이프(621-624)의 내부 빈 공간이 테두리 유체 유통로(BFP)와 공간적으로 연결될 수 있다. 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2)이 교대로 적층되어 있는 경우, 제1 테두리 개구(BTO1) 및 제3 테두리 개구(BTO3)에 각각 삽입되는 테두리 조립 파이프(621, 623)는 제1 단위 제한 공간(ULS1)마다 분지구(DH)가 설치되고, 제2 테두리 개구(BTO2) 및 제4 테두리 개구(BTO4)에 각각 삽입되는 테두리 조립 파이프(622, 624)는 제2 단위 제한 공간(ULS2)마다 분지구(DH)가 설치될 수 있다.

테두리 조립 파이프(621-624)의 양단에는 조립용 나사산(ST)이 형성될 수 있다. 복수의 분리막(200)과 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)를 적층하고, 중앙 조립 파이프(621-624)를 삽입한 후, 조립용 나사산(ST)에 조립 너트(640)를 체결함으로써, 분리막(200)과 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)들을 상호 강하게 결합할 수 있다.

테두리 조립 파이프(621-624)는 양단에 형성된 고정 구멍(FH)을 더 포함할 수 있다. 고정 구멍(FH)에는 고정핀(714)이 삽입됨으로써, 테두리 조립 파이프(621-624)가 회전하지 않고 정확한 위치를 유지하도록 할 수 있다. 고정 구멍(FH) 및 고정핀(714)은 생략될 수도 있다.

중앙 조립 파이프(610)는 고정 구멍(FH)을 갖지 않는 것을 제외하면 테두리 조립 파이프(621-624)와 실질적으로 동일한 외형을 가질 수 있다. 즉, 중앙 조립 파이프(610)의 양단에는 조립용 나사산(ST)이 형성되고, 조립 너트(640)에 의해 체결될 수 있다. 중앙 조립 파이프(610)가 기계적인 강도를 높이기 위하여 사용되는 경우, 중앙 조립 파이프(610) 내부는 채워져 있을 수 있다. 그러나, 중앙 조립 파이프(610)를 추가적인 유체의 이동 통로로 활용하는 경우에는 테두리 조립 파이프(621-624)와 마찬가지로 중공 형상이 적용되고, 분지구(DH)가 형성될 것임은 물론이다.

제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 서로 다른 압력이 가해질 수 있다. 예를 들어, 유체 혼합물이 제공되는 제1 단위 제한 공간(ULS1)은 상대적으로 높은 압력이 인가되고, 분리 유체가 배출되기만 하는 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 상대적으로 낮은 압력이 인가될 수 있다. 이를 위해, 제1 단위 제한 공간(ULS1)으로 유체를 투입하는 조립 파이프, 예컨대 제1 및 제3 테두리 조립 파이프(621, 623)에는 0 내지 4kgf/cm2의 압력을 가하는 제1 펌프(미도시)가 연결 설치되고, 제2 단위 제한 공간(ULS2)으로부터 유체를 배출하는 제2 및 제4 테두리 조립 파이프(622, 624)에는 0 내지 -1kgf/cm2의 압력을 가하는 제2 펌프(미도시)가 연결 설치될 수 있다.

한편, 제2 층간 이격재(400)는 제1 층간 이격재(300)와는 달리 보강재(310) 및 중앙 개구 구조물(320)을 구비하지 않고, 테두리부(BA)만으로 구성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 단위 제한 공간(ULS1) 대비 제2 단위 제한 공간(ULS2)의 압력을 상대적으로 낮게 설정하면, 제2 층간 이격재(400)는 압력 팽창에 따른 비틀림 우려가 낮으므로, 보강재(310) 등이 생략될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

유체 분리막 모듈(100)은 최외곽 커버(710, 720)를 더 포함할 수 있다. 최외곽 커버(710, 720)는 유체 분리막 모듈(100)의 적층 방향 양측 최외곽에 위치한다. 최외곽 커버(710, 720)는 분리막(200)과 동일하게 복수의 주변 개구 및/또는 중앙 개구를 포함할 수 있다.

최외곽 커버(710, 720)는 유체 분리막 모듈(100)에서 최외곽부 단위 제한 공간(ULS1 또는 ULS2)을 한정할 수 있다. 즉, 유체 분리막 모듈(100)의 적층 방향 최외곽부의 단위 제한 공간(ULS1 또는 ULS2)은 분리막(200), 층간 이격재(300 또는 400), 및 최외곽 커버(710, 720)로 이루어질 수 있다. 최외곽 커버(710, 720)는 분리막(200)과 실질적으로 동일한 형상(판상형 및 개구)으로 이루어질 수 있지만, 분리막(200)과는 달리 유체의 이동을 허용하지 않는 물질, 예컨대, 소정 강성을 갖는 금속 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 최외곽부의 단위 제한 공간(ULS1 또는 ULS2)에서 유체는 내측 방향의 분리막(200)을 통해서만 소통하게 된다. 적층 방향 최외곽부의 단위 제한 공간은 제1 단위 제한 공간(ULS1)일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 제2 단위 제한 공간(ULS2)일 수도 있다. 또한, 일측 최외곽부 단위 제한 공간은 제1 단위 제한 공간(ULS1)이고, 타측 최외곽부 단위 제한 공간은 제2 단위 제한 공간(ULS2)일 수도 있다.

유체 분리막 모듈(100)에 최외곽 커버(710, 720)가 설치되는 경우, 각 개구들에 조립 파이프(610, 621-624)가 삽입되고, 조립 너트(640)는 최외곽 커버(710, 720)의 외측에서 체결된다. 고정핀(714)은 최외곽 커버(710, 720)의 측면에서 삽입된다. 최외곽 커버(710, 720)가 강성이 있는 금속으로 이루어질 경우, 압력 차이에 따른 변형을 막고, 내부의 분리막(200)을 보호할 뿐만 아니라, 조립 너트(640) 체결시에도 가압에 따른 유체 분리막 모듈(100)의 변형이나 손상을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(100)은 판상형의 분리막(200)과 층간 이격재(300, 400)를 적층하고, 조립 파이프(610, 621-624)를 이용하여 복수의 분리막(200)들을 한꺼번에 고정할 수 있기 때문에, 조립이 간편하다. 이러한 조립 공정은 자동화하기 용이하여 높은 공정 효율을 나타낼 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명한다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 분해 사시도이다. 도 14는 도 13의 막간 이격재의 사시도이다. 도 15는 도 13의 분리막, 제2 층간 이격재와 막간 이격재를 함께 도시한 평면 배치도이다.

도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(101)은 막간 이격재(210)를 더 포함하는 하는 점이 도 2의 실시예와 다른 점이다.

구체적으로 설명하면, 막간 이격재(210)는 제2 단위 제한 공간(ULS2)에 배치될 수 있다. 제2 단위 제한 공간(ULS2)이 제1 단위 제한 공간(ULS1)에 비해 낮은 압력을 가지면 그 압력 차이에 의해 수축할 수 있는데, 2개의 분리막(200)들이 상호 완전히 밀착하게 되면 유체가 이동할 수 있는 공간이 줄어들게 된다. 따라서, 제2 단위 제한 공간(ULS2) 내에서 인접한 2개의 분리막(200) 사이에 막간 이격재(210)를 배치하여, 분리막(200)들이 상호 완전히 밀착되는 것을 방지할 수 있다.

막간 이격재(210)는 제2 단위 제한 공간(ULS2)을 대부분 커버하는 크기를 갖되, 분리막(200)보다는 크기가 작을 수 있다. 분리막(200)은 제1 및 제2 층간 이격재 테두리부(BA)까지 겹쳐지지만, 막간 이격재(210)는 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리부(BA)에 겹치지 않고, 그 내부에만 배치될 수 있다. 막간 이격재(210)는 테두리 개구를 포함하지 않고, 대신 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리 개구(BTO)가 형성된 영역, 즉 모서리 부분이 오목하게 절개된 형상('211' 참조)을 가질 수 있다. 테두리 조립 파이프(621)는 막간 이격재(210)의 오목 절개부(211) 외측으로 지나가게 된다. 그러나, 모서리 부분의 절개 형상이 오목한 형상에 제한되는 것은 아니며, 사선 등 다른 형상으로 절개될 수도 있다.

막간 이격재(210)의 중앙부에는 중앙 조립 파이프(도 2의 610)의 삽입을 허용하는 중앙 개구(COP)가 설치될 수 있다. 중앙 조립 파이프(도 2의 610)의 삽입에 의해 막간 이격재(210)의 유동이 1차 고정되며, 제2 단위 제한 공간(ULS2)의 수축시 인접한 분리막(200)들에 맞닿으면서 유동이 2차 고정될 수 있다.

막간 이격재(210)는 두께 방향으로 유체가 소통할 수 있는 복수의 개구(212)를 갖는다. 예시적인 실시예에서, 막간 이격재(210)는 그물망 형상을 가질 수 있다. 복수의 개구(212)는 제2 단위 제한 공간(ULS2) 내부에서 유체가 머무르거나 이동할 수 있는 공간을 제공한다.

막간 이격재(210)는 평면 방향으로도 유체 이동 통로를 제공할 수 있다. 제2 단위 제한 공간(ULS2) 내부에서 평면 방향으로의 유체 이동 통로는 분리된 유체를 제2 단위 제한 공간(ULS2)의 테두리부(BA)(모서리부)로 전달하기 위해 필요하다. 만약, 인접한 2개의 분리막(200)이 막간 이격재(210)에 완전히 밀착되는 경우, 막간 이격재(210)에 두께 방향으로의 개구(212)만 존재한다면, 유체는 막간 이격재(210)의 개구(212) 내부에 갖히게 되어 제2 층간 이격재(400) 테두리 개구(BTP) 측으로 전달되기 어렵다. 이를 방지하기 위해, 막간 이격재(210)는 평면 방향으로의 유체 이동 통로를 제공하는 구성을 포함할 수 있다. 상기 구성의 예로서, 꼬인 그물망 구조의 막간 이격재가 적용될 수 있다.

꼬인 그물망 구조는, 도 14의 확대도에 도시된 바와 같이, 그물을 구성하는 일 방향의 실들과 타 방향의 실들이 서로 교차할 때 아래로 교차와 위로 교차를 반복하여 이루어진 구성이다. 따라서, 이웃하는 분리막(200)이 막간 이격재(210)에 밀착되더라도, 실들의 교차 영역에 틈이 유지될 수 있다. 이러한 틈이 평면 방향의 유체 이동 통로를 제공할 수 있다.

막간 이격재(210)는 합성 수지, 나일론, 폴리 에스테르 등의 고분자 물질이나, 금속 재질로 이루어질 수 있다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 분리막, 제2 층간 이격재와 막간 이격재를 함께 도시한 평면 배치도이다.

도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈은 분리막(201)의 주변 개구(POP)와 제1 층간 이격재(미도시) 및 제2 층간 이격재(401)의 테두리 개구(BTO)가 형성된 부분이 외측으로 돌출되고, 그에 따라 막간 이격재(220)는 직사각형 형상을 갖는 점에서 도 15의 실시예와 상이하다.

본 실시예에서, 막간 이격재(220)가 직사각형 형상을 갖더라도, 테두리 조립 파이프(도 2의 621-624)가 지나는 제1 및 제2 층간 이격재(300, 400)의 테두리 개구(BTO)가 외측으로 돌출되어 있으므로, 테두리 조립 파이프(도 2의 621-624)가 막간 이격재(220)의 외측으로 지나갈 수 있다. 이처럼, 직사각형 형상의 막간 이격재(220)는 제조가 용이하므로, 제조 원가를 감소시킬 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 부분 단면도이다. 도 18은 도 17의 제1 층간 이격재, 분리막 및 제2 층간 이격재의 분해 사시도이다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(103)은 제1 층간 이격재(302)와 제2 층간 이격재(402)의 테두리부(BA)가 서로 맞물리는 요철 구조를 갖는 점에서 도 2의 실시예와 차이가 있다.

예를 들어, 제1 층간 이격재(302)는 테두리부(BA)의 양 표면을 따라 볼록하게 돌출된 복수의 철부(312)를 포함하고, 제2 층간 이격재(402)는 테두리부(BA)의 양 표면을 따라 오목하게 함몰된 복수의 요부(412)를 포함할 수 있다. 제2 층간 이격재(402)의 요부(412)는 제1 층간 이격재(302)의 철부(312)에 형합하는 형상을 가질 수 있다. 철부(312)의 높이와 요부(412)의 깊이는 각각 테두리부(BA) 두께의 5 내지 80%일 수 있다.

이와 같은 구조에 의해 제1 층간 이격재(302)와 제2 층간 이격재(402)가 분리막(200)을 사이에 두고 교대로 배치되어 체결될 때, 제1 층간 이격재(302)의 철부(312)가 제2 층간 이격재(402)의 요부(412)에 삽입됨으로써, 유체 분리막 모듈(103)의 기밀 유지를 더욱 양호하게 하고, 기구적 안정성을 높일 수 있다.

도면에서는 제1 층간 이격재(302)의 양 표면을 따라 2줄의 선형 철부(312)가 형성되어 있고, 제2 층간 이격재(402)의 양 표면을 따라 2줄의 선형 요부(412)가 형성되어 있는 경우가 예시되어 있지만, 철부(312)와 요부(412)의 수, 형상, 배치 등은 다양하게 변형가능하다. 예를 들어, 철부와 요부의 수가 각각 하나이거나 3개 이상일 수도 있고, 철부와 요부의 패턴이 선형이 아닌 복수의 섬형 패턴일 수도 있다. 또한, 제1 층간 이격재에 요부가 형성되고, 제2 층간 이격재에 철부가 형성될 수도 있다. 아울러, 제1 층간 이격재 및 제2 층간 이격재의 일면과 타면에 각각 철부 및 요부가 형성될 수도 있다. 더 나아가, 제1 및 제2 층간 이격재의 일 표면에 철부와 요부가 모두 배치될 수도 있다. 그 밖에, 유체 분리막 모듈의 기밀 유지 및 기구적 안정성을 높이기 위한 더욱 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명할 것이다.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 사시도이다. 도 20은 도 19의 XX-XX'선을 따라 자른 단면도이다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(104)은 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2) 외에 제3 단위 제한 공간(ULS3)을 더 포함하는 점이 도 2의 실시예와 상이한 점이다. 제3 단위 제한 공간은 제2 단위 제한 공간(ULS2)에 인접하도록 배치되어, 유체의 다단 분리를 가능하도록 한다.

더욱 구체적으로 설명하면, 제3 단위 제한 공간(ULS3) 및 제1 단위 제한 공간(ULS1)의 양측에는 제2 단위 제한 공간(ULS2)이 배치될 수 있다. 또, 제2 단위 제한 공간(ULS2)의 일측에는 제1 단위 제한 공간(ULS1)이, 타측에는 제3 단위 제한 공간(ULS3)이 배치될 수 있다. 즉, 유체 분리막 모듈(104)의 각 단위 제한 공간은 제1 단위 제한 공간(ULS1), 제2 단위 제한 공간(ULS2), 제3 단위 제한 공간(ULS3), 제2 단위 제한 공간(ULS2), 제1 단위 제한 공간(ULS1) 순으로 적층될 수 있다. 유체 분리막 모듈(104)에서 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제3 단위 제한 공간(ULS3)의 수는 상호 실질적으로 동일하고, 제2 단위 제한 공간(ULS2)의 수는 제3 단위 제한 공간(ULS3)의 수 대비 2배일 수 있다.

제1 단위 제한 공간(ULS1)으로 혼합 유체가 제공되면, 인접한 제2 단위 제한 공간(ULS2) 측으로 유체의 1차 분리가 이루어진다. 1차 분리된 혼합 유체는 인접한 제3 단위 제한 공간(ULS3) 측으로 이동하면서 2차 분리가 이루어진다. 이렇게 제1 단위 제한 공간(ULS1)으로부터 2개의 분리막을 통과하여 2차 분리된 유체는 특정 유체에 대해 더 높은 농도를 가지게 된다. 즉, 다단 분리를 통해 고농도의 특정 유체를 수득할 수 있다. 더욱 높은 농도의 특정 유체를 분리하기 위해 더 많은 단위 제한 공간을 배열할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 제3 단위 제한 공간(ULS3)에 인접하게 제4 단위 제한 공간을 배치하면, 3차 분리가 가능해져 더욱 높은 농도의 유체를 분리할 수 있고, 같은 방식으로 필요로 하는 유체의 농도에 따라 단위 제한 공간의 수를 가감할 수 있다.

제3 단위 제한 공간(ULS3)은 제2 단위 제한 공간(ULS2)과 마찬가지로 2개의 분리막(200)과 제3 층간 이격재(500)를 포함한다. 제3 층간 이격재(500)는 제2 층간 이격재(400)와 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 또한, 제3 단위 제한 공간(ULS3) 및/또는 제2 단위 제한 공간(ULS2) 내에는 도 13의 실시예처럼, 막간 이격재가 배치될 수 있다.

한편, 제1 내지 제3 단위 제한 공간(ULS1-ULS3)에서 배출되는 유체가 섞이지 않도록 하기 위해, 제1 내지 제3 층간 이격재(300, 400, 500)의 테두리 유체 유통로(BFP)는 그 설치 위치가 상이할 수 있다.

예를 들어, 제1 단위 제한 공간(ULS1)을 구성하는 제1 층간 이격재(300)는 제1 테두리 개구(BTO1)와 제3 테두리 개구(BTO3)에 테두리 유체 유통로(BFP)가 설치되고, 제2 단위 제한 공간(ULS2)을 구성하는 제2 층간 이격재(400)는 제2 테두리 개구(BTO2)에 테두리 유체 유통로(BFP)가 설치되고, 제3 단위 제한 공간(ULS3)을 구성하는 제3 층간 이격재(500)는 제4 테두리 개구(BTO4)에 테두리 유체 유통로(BFP)가 설치될 수 있다. 아울러, 각 테두리 개구(BTO)들을 관통하는 테두리 조립 파이프(621-624)는 체결시 테두리 유체 유통로(BFP)에 연결되는 분지구(DH)를 포함할 수 있다. 테두리 조립 파이프(521-524)에 형성되는 분지구(DH)의 간격은 테두리 유체 유통로(BFP)의 배치 및 적층시 간격에 따라 달라질 것임은 자명하다.

제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제3 단위 제한 공간(ULS3)은 서로 다른 압력이 가해질 수 있다. 예를 들어, 유체 혼합물이 제공되는 제1 단위 제한 공간(ULS1)은 상대적으로 높은 압력이 인가되고, 분리 유체가 배출되기만 하는 제3 단위 제한 공간(ULS3)은 상대적으로 낮은 압력이 인가될 수 있다. 제1 단위 제한 공간(ULS1)으로 유체를 투입하는 제1 및 제3 테두리 조립 파이프(621, 623)에는 0 내지 8kgf/cm2의 압력을 가하는 제1 펌프(미도시)가 연결 설치되고, 제3 단위 제한 공간(ULS3)으로부터 유체를 배출하는 제4 테두리 조립 파이프(624)에는 0 내지 -1kgf/cm2의 압력을 가하는 제2 펌프(미도시)가 연결 설치될 수 있다. 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 직접적인 압력 인가가 없더라도, 인접한 제1 단위 제한 공간(ULS1)의 압력과 제3 단위 제한 공간(ULS3)의 압력의 중간 압력이 걸릴 수 있다.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 분해 사시도이다. 도 22는 도 21의 제1 층간 이격재의 평면도이다. 도 23은 도 21의 제2 층간 이격재의 평면도이다. 도 24는 도 22의 D 영역의 사시도이다. 도 25는 도 24의 XXV-XXV'선을 따라 자른 단면도이다.

도 21 내지 도 25를 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(105)은 제1 층간 이격재(303)와 제2 층간 이격재(403)에 테두리부(BA)를 두께 방향을 관통하는 테두리 개구가 생략된 대신, 측면 방향으로 테두리부(BA)를 관통하는 적어도 하나의 측면 개구(BSO)가 형성된 점이 도 2의 실시예와 상이하다.

측면 개구(BSO)는 제1 층간 이격재(303)와 제2 층간 이격재(403)의 테두리부(BA) 측면의 외면과 내면을 관통하도록 형성된다. 측면 개구(BSO)의 폭은 테두리부(BA) 두께의 10 내지 90%의 범위일 수 있다. 도면에서는 측면 개구(BSO)의 단면이 원형인 경우를 예시하고 있지만, 그 단면 형상이 원형이 제한되지 않음은 물론이다.

측면 개구(BSO)는 제1 층간 이격재(303)와 제2 층간 이격재(403)의 테두리부(BA)의 변에 하나 이상 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나의 테두리부(BA) 변에 1 내지 30개의 측면 개구(BSO)가 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.

측면 개구(BSO)가 형성되는 위치는 제1 층간 이격재(303)와 제2 층간 이격재(403)간 서로 엇갈리도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 층간 이격재(303)의 경우 테두리부(BA)의 좌측변 상부 및 우측변 하부에 하나 이상의 측면 개구(BSO)가 형성되는 반면, 제2 층간 이격재(403)의 경우 테두리부(BA)의 우측변 상부 및 좌측변 하부에 하나 이상의 측면 개구(BSO)가 형성될 수 있다.

측면 개구(BSO)의 외측에는 테두리 유체 유통관(BFT)이 설치될 수 있다. 테두리 유체 유통관(BFT)은 테두리부(BA)의 외측면에 돌출되도록 형성될 수 있다. 테두리 유체 유통관(BFT)은 측면 개구(BSO)와 연결된다. 측면 개구(BSO) 및 테두리 유체 유통관(BFT)을 통해, 제1 층간 이격재(303)와 제2 층간 이격재(403)의 테두리부(BA)에 의해 둘러싸인 중앙부(CA), 다시 말하면 제1 단위 제한 공간(ULS1) 또는 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 외부와 공간적으로 소통한다. 측면 개구(BSO)(및 테두리 유체 유통관)는 테두리 유체 유통로의 역할을 한다. 즉, 측면 개구(BSO)는 유체 투입구, 제1 유체 배출구, 및 제2 유체 배출구 중 어느 하나의 역할을 할 수 있다.

본 발명을 제한하지 않는 예시적인 실시예에서, 제1 층간 이격재(303)의 테두리부(BA) 좌측 상부에 배치된 측면 개구(BSO)들은 유체 투입구로 사용되고, 우측 하부에 배치된 측면 개구(BSO)들은 제1 유체 배출구로 사용될 수 있다. 또한, 제2 층간 이격재(403)의 테두리부(BA) 우측 상부 및 좌측 하부에 배치된 측면 개구(BSO)들은 제2 유체 배출구로 사용될 수 있다.

도 26은 도 21의 유체 분리막 모듈의 측면도이다. 도 27은 도 21의 집합기와 제1 층간 이격재의 결합부의 단면도이다.

도 21 내지 도 27을 참조하면, 그 기능이 동일한 측면 개구(BSO) 및 그에 연결된 테두리 유체 유통관(BFT)은 집합기(701-704)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 층간 이격재(303, 403)들의 좌측 상부, 좌측 하부, 우측 상부, 및 우측 하부에 복수의 집합기(701-704)가 배치되어, 각각 인접한 측면 개구(BSO)에 연결된 테두리 유체 유통관(BFT)과 연결될 수 있다. 집합기(701-704)를 통해 그에 연결된 복수의 단위 제한 공간(ULS1, ULS2)으로 혼합 유체를 제공하거나, 각 단위 제한 공간(ULS1, ULS2)으로부터 배출된 분리 유체를 모을 수 있다.

집합기(701-704)는 유체 유통관 삽입홀(TIS)을 포함한다. 유체 유통관 삽입홀(TIS)은 집합기(701-704) 내측으로 돌출될 수 있다. 유체 유통관 삽입홀(TIS)의 내측 돌출부는 안쪽으로 갈수록 폭이 작아지도록 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 집합기(701-704)와 그에 연결되는 제1 및 제2 층간 이격재(301, 401) 사이에는 개스킷과 같은 유체 유출을 방지하는 실링재(750)가 부착될 수 있다.

도 28은 도 21의 분리막과 제2 층간 이격재를 함께 도시한 평면 배치도이다. 도 21 내지 도 28을 참조하면, 분리막(203)은 제1 및 제2 층간 이격재(303, 403)의 테두리부(BA) 상하면 상에 배치된다. 분리막(201)의 크기는 제1 및 제2 층간 이격재(303, 403)의 테두리부(BA) 크기보다 작거나 같고, 제1 및 제2 층간 이격재(303, 403)의 테두리부(BA)에 둘러싸인 중앙부보다는 클 수 있다. 본 실시예에서와 같이, 제1 층간 이격재(303)와 제2 층간 이격재(403)의 테두리부(BA)를 두께 방향으로 관통하는 개구가 생략된 경우, 분리막(203)에서도 주변 개구가 생략될 수 있다. 다만, 분리막(203)은 중앙 개구(COP)를 포함하고, 제1 층간 이격재(303)는 중앙 개구 구조물(320)을 포함하며, 이들을 중앙 조립 파이프(610)가 관통함으로써 분리막(203)의 유동이 방지될 수 있다.

한편, 유체 분리막 모듈(105)은 최외곽 커버(711, 721)를 더 포함할 수 있다. 최외곽 커버(711, 721)는 유체 분리막 모듈(105)의 적층 방향 양측 최외곽에 위치한다. 최외곽 커버(711, 721)는 중앙 조립 파이프(610)가 지나가는 중앙 개구 뿐만 아니라 주변 개구를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 최외곽 커버(711, 721)의 모서리와 변에 하나 이상의 주변 개구가 형성될 수 있다. 최외곽 커버(711, 721)는 그 크기가 제1 및 제2 층간 이격재(303, 403)와 분리막(203)보다 클 수 있다. 나아가, 최외곽 커버(711, 721)의 주변 개구는 제1 및 제2 층간 이격재(303, 403)와 분리막(203)의 외측에 위치할 수 있다.

양측에 위치하는 최외곽 커버(711, 721)의 대응하는 주변 개구에는 각각 테두리 조립 파이프(631-638)가 삽입된다. 테두리 조립 파이프(631-638)는 제1 및 제2 층간 이격재(303, 403)의 외측을 지나 양측의 최외곽 커버(711, 721)의 주변 개구를 관통한다. 중앙 및 테두리 조립 파이프(610, 631-638)를 고정하기 위한 조립 너트(640)는 최외곽 커버(631-638)의 외측에서 체결된다.

본 실시예의 경우, 유체의 소통은 제1 및 제2 층간 이격재(303, 403)의 측면 개구(BSO) 및 테두리 유체 유통관(BFT)에 의해 이루어지므로, 중앙 및 테두리 조립 파이프(610, 631-638)에는 분지구(DH)가 구비되지 않을 수 있다.

별개의 도면으로 설명하진 않았지만, 본 실시예의 경우에도 도 19의 실시예와 유사한 방식으로, 제3 단위 제한 공간(ULS3) 등을 더 배치함으로써, 다단 분리가 적용될 수 있음은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 측면도이다. 도 30은 도 29의 유체 분리막 모듈의 제1 층간 이격재, 분리막과 제2 층간 이격재의 분해 사시도이다.

도 29 및 도 30을 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(106)은 제1 및 제2 층간 이격재(304, 404)의 테두리부(BA)의 두께가 균일하지 않은 점이 도 21의 실시예와 다른 점이다.

구체적으로 설명하면, 제1 및 제2 층간 이격재(304, 404)의 테두리부(BA)는 측면 개구(BSO)가 형성된 부분은 상대적으로 두껍고, 측면 개구(BSO)가 형성되지 않은 부분은 상대적으로 얇게 형성된다. 측면 개구(BSO)가 형성된 부분은 상대적으로 두꺼우면 충분한 크기의 측면 개구(BSO)를 확보하기 용이하다. 아울러, 측면 개구(BSO)가 형성된 부분을 얇게 형성함으로써, 유체 분리막 모듈(106)의 전반적인 두께를 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 제1 층간 이격재(304)의 테두리부(BA)의 좌측변 상부 및 우측변 하부에 하나 이상의 측면 개구(BSO)가 형성되고, 좌측변 하부 및 우측변 상부에는 측면 개구(BSO)가 형성되지 않은 경우, 제1 층간 이격재(304)의 테두리부(BA)의 좌측변 상부 및 우측변 하부는 상대적으로 두껍게 형성되고, 좌측변 하부 및 우측변 상부는 상대적으로 얇게 형성된다. 따라서, 제1 층간 이격재(304)의 좌측변과 우측변은 두꺼운 상부와 얇은 하부를 포함한다. 아울러, 윗변과 아랫변의 경우에도 인접한 좌측변과 우측변의 두께에 상응하는 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 윗변 좌측과 아랫변 우측은 상대적으로 두껍고, 윗변 우측과 아랫변 좌측은 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 또한, 제1 층간 이격재(304)의 각 변의 두꺼운 부분과 얇은 부분 사이에는 이들을 연결하는 경사부(SLP)가 형성될 수 있다.

제2 층간 이격재(404)는 제1 층간 이격재(304)와 반대로 테두리부(BA)의 좌측변 하부 및 우측변 상부에는 측면 개구(BSO)가 형성되고, 좌측변 상부 및 우측변 하부에는 측면 개구(BSO)가 형성되지 않을 수 있다. 그에 따라, 제2 층간 이격재(404)의 테두리부(BA)의 좌측변 상부 및 우측변 하부는 상대적으로 얇게 형성되고, 좌측변 하부 및 우측변 상부는 상대적으로 두껍게 형성된다. 아울러 윗변 좌측과 아랫변 우측은 상대적으로 얇고, 윗변 우측과 아랫변 좌측은 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 또한, 제2 층간 이격재(404)의 각 변의 두꺼운 부분과 얇은 부분 사이에는 이들을 연결하는 경사부(SLP)가 형성될 수 있다.

상기와 같은 구조의 제1 층간 이격재(304)와 제2 층간 이격재(404)를 상호 교대로 적층할 경우, 제1 층간 이격재(304) 테두리부(BA)의 두꺼운 부분과 제2 층간 이격재(404) 테두리부(BA)의 얇은 부분이 인접하고, 제1 층간 이격재(304) 테두리부(BA)의 얇은 부분과 제2 층간 이격재(404) 테두리부(BA)의 두꺼운 부분이 인접 배치될 수 있다. 나아가, 제1 층간 이격재(304)와 제2 층간 이격재(404)는 적층 방향으로 서로 형합하는 형상을 가질 수 있다. 그에 따라, 충분한 측면 개구(BSO)를 확보하면서도, 효율적인 공간 활용이 가능하다. 아울러, 교대 적층되는 제1 층간 이격재(304)와 제2 층간 이격재(404)가 상호 형합함에 따라 이들이 더욱 견고하게 밀착될 수 있다.

도면으로 도시하지는 않았지만, 인접하는 제1 층간 이격재(304)와 제2 층간 이격재(404)에 도 17의 실시예와 같은 상호 맞물리는 요철 구조가 더 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1 층간 이격재(304)와 제2 층간 이격재(404)의 밀착이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 유체 분리막 모듈
200: 분리막
300: 제1 층간 이격재
400: 제2 층간 이격재
610: 중앙 조립 파이프
621-624: 테두리 조립 파이프
710, 720: 최외곽 커버
740: 조립 너트

Claims (19)

1. 상호 중첩하도록 적층된 복수의 분리막;
   상기 각 분리막 사이에 배치되고, 테두리부 및 상기 테두리부에 둘러싸여 적어도 부분적으로 개방된 중앙부를 포함하는 복수의 층간 이격재; 및
   상기 복수의 분리막과 상기 복수의 층간 이격재를 관통하는 조립 파이프를 포함하되,
   상기 분리막은 상기 테두리부의 양면 상에 배치되는 유체 분리막 모듈.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 분리막은 주변 개구를 포함하고,
   상기 층간 이격재는 상기 테두리부의 두께 방향으로 관통하고 상기 주변 개구와 중첩하는 테두리 개구를 포함하며,
   상기 조립 파이프는 상기 분리막의 상기 주변 개구 및 상기 층간 이격재의 상기 테두리 개구를 관통하는 테두리 조립 파이프를 포함하는 분리막 모듈.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 주변 개구 및 상기 테두리 개구는 복수개이고,
   상기 복수의 테두리 개구는 상기 중앙부와 공간적으로 연결된 개방형 테두리 개구 및 상기 중앙부와 공간적으로 연결되지 않는 폐쇄형 테두리 개구를 포함하는 분리막 모듈.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 층간 이격재는 그 양면에 배치되는 상기 분리막과 함께 제1 단위 제한 공간을 정의 하는 제1 층간 이격재, 및
   그 양면에 배치되는 상기 분리막과 함께 제2 단위 제한 공간을 정의하는 제2 층간 이격재를 포함하되,
   상기 제1 층간 이격재의 상기 개방형 테두리 개구와 상기 제2 층간 이격재의 상기 개방형 테두리 개구의 위치는 상호 중첩하지 않는 분리막 모듈.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 층간 이격재와 상기 제2 층간 이격재는 적층 방향으로 교대로 배치되는 분리막 모듈.
6. 제4 항에 있어서,
   상기 테두리 조립 파이프는 상기 개방형 테두리 개구마다 배치되어, 상기 개방형 테두리 개구와 연결된 복수의 분지구를 포함하는 분리막 모듈.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 단위 제한 공간은 상기 제2 단위 제한 공간보다 높은 압력으로 유지되는 분리막 모듈.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제1 층간 이격재는 상기 중앙부를 가로질러 마주보는 상기 테두리부를 연결하는 보강재를 더 포함하는 분리막 모듈.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 분리막은 중앙에 형성된 중앙 개구를 포함하고,
   상기 조립 파이프는 상기 중앙 개구를 관통하는 중앙 조립 파이프를 포함하는 분리막 모듈.
10. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 단위 제한 공간 내에서 인접한 상기 분리막들 사이에 배치된 막간 이격재를 더 포함하는 분리막 모듈.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 막간 이격재는 꼬인 그물망 구조를 갖는 분리막 모듈.
12. 제4 항에 있어서,
    상기 층간 이격재는 그 양면에 배치되는 분리막과 함께 제3 단위 제한 공간을 정의하는 제3 층간 이격재를 더 포함하되,
    상기 제1 층간 이격재의 상기 개방형 테두리 개구, 상기 제2 층간 이격재의 상기 개방형 테두리 개구, 및 상기 제3 층간 이격재의 상기 개방형 테두리 개구의 위치는 상호 중첩하지 않는 분리막 모듈.
13. 상호 중첩하도록 적층된 복수의 분리막; 및
    상기 각 분리막 사이에 배치되고, 테두리부 및 상기 테두리부에 둘러싸여 적어도 부분적으로 개방된 중앙부, 및 상기 테두리부를 측면 방향으로 관통하는 측면 개구를 포함하는 복수의 층간 이격재를 포함하는 유체 분리막 모듈.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 측면 개구의 외측에 돌출되도록 설치되고, 상기 측면 개구와 연결된 테두리 유체 유통관을 더 포함하는 분리막 모듈.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 층간 이격재는 그 양면에 배치되는 분리막과 함께 제1 단위 제한 공간을 정의 하는 제1 층간 이격재, 및
    그 양면에 배치되는 분리막과 함께 제2 단위 제한 공간을 정의하는 제2 층간 이격재를 포함하되,
    상기 제1 층간 이격재의 상기 측면 개구와 상기 제2 층간 이격재의 상기 측면 개구는 그 위치가 상이한 분리막 모듈.
16. 제15 항에 있어서,
    복수의 상기 제1 층간 이격재의 테두리 유체 유통관에 연결된 제1 집합기 및 복수의 상기 제2 층간 이격재의 상기 테두리 유체 유통관에 연결된 제2 집합기를 더 포함하는 분리막 모듈.
17. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 층간 이격재 및 상기 제2 층간 이격재의 측면 개구는 복수개이고,
    상기 제1 층간 이격재의 측면 개구는 상기 테두리부의 좌측 상부 및 우측 하부에 배치되고,
    상기 제2 층간 이격재의 측면 개구는 상기 테두리부의 좌측 하부 및 우측 상부에 배치되는 분리막 모듈.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 층간 이격재 및 상기 제2 층간 이격재의 상기 테두리부의 상기 측면 개구가 형성된 영역은 상기 측면 개구가 형성되지 않은 영역에 비해 두께가 두꺼운 분리막 모듈.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 층간 이격재와 상기 제2 층간 이격재의 상기 두께가 두꺼운 부분과 얇은 부분은 상호 형합하는 분리막 모듈.
    

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