KR20180041022A - 멤브레인 세정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멤브레인 세정장치를 개시한다. 개시된 멤브레인 세정장치는 세정액을 수용하는 세정액 탱크와, 세정액 탱크의 세정액을 역삼투 멤브레인 모듈로 이송시키는 펌프와, 역삼투 멤브레인 모듈과 펌프 사이에 구비되어 역삼투 멤브레인 모듈로 이송하는 세정액에 기포를 발생시키는 기포발생부와, 기포발생부와 역삼투 멤브레인 모듈 사이에 구비되어 역삼투 멤브레인 모듈로 공급되는 세정액에 와류를 발생시키는 와류발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

멤브레인 세정장치{ADVANCED CLEANING SYSTEM FOR MEMBRANE}
본 발명은 멤브레인 세정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 역삼투 멤브레인 모듈을 세척하기 위하여 순환되는 세정액에 기포와 와류를 발생시켜 역삼투 멤브레인 모듈의 세정효과를 향상시킬 수 있도록 하는 멤브레인 세정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 오염물질이나 불순물로 오염된 물을 정화하기 위한 정화장치에는 매우 다양한 종류가 있으며, 대부분의 정화장치에는 오염물질을 걸러내기 위한 멤브레인이 내장된다.
멤브레인은, 여과입자의 크기에 따라 UF(Ultra Filtration:0.005∼0.05micron), NF(Nano filtration:0.0005~0.005micron), R0(Reverse Osmosis:0.0001??0.001micron)등으로 분류할 수 있으며, 형태에 따라서 중공사형(Hollow fiber), 관형(Tubla), 나선원통형(Spiral wound), 평판형(Plate and frame) 등이 사용되고 있다.
특히 상기 RO는 매우 미세한 조직을 가지므로, 물에 함유된 모든 입자성 물질이나 각종 바이러스는 물론 무기물과, 물에 용해되어 있는 유기물질까지 걸러낼 수 있어, 역삼투압(Reverse Osmosis) 방식 담수화 장치 및 폐수재이용 장치 등에 적용되고 있다.
그러나, 상기 RO는 멤브레인에 형성되어 있는 구멍의 직경이 아주 미세하여 일반적인 역세로는 세정이 어려워 별도의 화학세정액(Chemical Cleaning Solution)을 이용한 화학세정을 하고 있으나, 세정효과가 저하되는 문제점이 내포되어 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0023920호(등록일:2000년05월29일)에는 "공기 양수 펌프를 이용한 멤브레인 세정"가 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 역삼투 멤브레인 모듈을 세척하기 위하여 역삼투 멤브레인 모듈로 투입되는 세정액에 기포와 와류를 발생시켜 역삼투 멤브레인 모듈의 세정효과를 향상시킬 수 있는 멤브레인 세정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 멤브레인 세정장치는, 세정액을 수용하는 세정액 탱크와, 상기 세정액 탱크의 세정액을 역삼투 멤브레인 모듈로 이송시키는 펌프와, 상기 역삼투 멤브레인 모듈과 펌프 사이에 구비되어 상기 역삼투 멤브레인 모듈로 이송하는 상기 세정액에 기포를 발생시키는 기포발생부와, 상기 기포발생부와 상기 역삼투 멤브레인 모듈 사이에 구비되어 상기 역삼투 멤브레인 모듈로 공급되는 상기 세정액에 와류를 발생시키는 와류발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와류발생부는, 상기 기포발생부와 상기 역삼투 멤브레인 모듈을 연결하는 연결배관과, 상기 연결배관의 내부에 결합되며, 상기 연결배관을 통과하는 상기 세정액에 와류가 발생시키는 와류발생부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와류발생부재는, 베이스판과, 상기 베이스판에서 상기 연결배관의 길이방향으로 연장형성되며, 상기 베이스판에서 절곡되는 와류발생판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와류발생판은, 상기 연결배관의 길이방향을 따라 절개되어 제1절곡판과 제2절곡판으로 구분되며, 상기 제1절곡판과 상기 제2절곡판이 반대방향으로 절곡되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 멤브레인 세정장치는 종래 기술과 달리 역삼투 멤브레인 모듈을 세척하기 위하여 역삼투 멤브레인 모듈로 투입되는 세정액에 기포와 와류가 발생하므로, 역삼투 멤브레인 모듈의 세정효과를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 세정장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기포발생부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 나타낸 부분절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 나타낸 평단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생판을 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 멤브레인 세정장치의 바람직한 실시예들을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그럼으로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 세정장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기포발생부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 나타낸 부분절개 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부를 나타낸 평단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생판을 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 세정장치는 역삼투 멤브레인 모듈(110)과, 세정액 탱크(120)와, 펌프(130)와, 기포발생부(140)와, 와류발생부(150)와, 유량조절밸브(160)를 포함한다. 이러한 멤브레인 세정장치는 펌프(130)에 의해 세정액 탱크(120)에 저장된 세정액이 기포발생부(140), 와류발생부(150), 역삼투 멤브레인 모듈(110) 및 유량조절밸브(160)를 순차적으로 순환하여 세정액 탱크(120)로 저정된다.
역삼투 멤브레인 모듈(110)은 오염된 물을 정화하는 수처리 시스템에 적용되며, 내부에 구비된 멤브레인 필터를 통해 오염된 물에 함유된 이물질을 필터링하게 된다. 또한, 역삼투 멤브레인 모듈(110)은 특정기간을 사용하게 되면 멤브레인 필터가 이물질에 의해 막히게 되어 세정을 필요로 한다. 이러한 역삼투 멤브레인 모듈(110)은 멤브레인 필터의 세정이 용이하도록 세정액의 순환을 통해 세정이 이루어진다.
세정액 탱크(120)는 내부에 역삼투 멤브레인 모듈(110)을 세정하기 위한 세정액이 수용되며, 세정액이 펌프(130)를 통해 강제순환된다. 또한 세정액 탱크(120)는 역삼투 멤브레인 모듈(110)을 통과한 세정액이 순환되어 다시 수용된다.
펌프(130)는 세정액 탱크(120)의 세정액을 역삼투 멤브레인 모듈(110)으로 강제 이송시키도록 세정액 탱크(120)와 기포발생부(140)를 연결한다.
기포발생부(140)는 와류발생부(150)와 펌프(130) 사이에 구비되며, 펌프(130)에 의해 이송되는 세정액에 기포를 발생시키게 된다. 이를 위하여, 본 실시예에 따른 기포발생부(140)는 세정액 순환라인 상에 구비되는 벤추리관(141)과, 벤추리관(141)과 수직으로 연결되는 공기유입배관(143)과, 세정액이 공기유입배관(143)에서 배출되는 것을 방지하는 체크밸브(145)와, 체크밸브(145)로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위한 보조밸브(147)를 포함한다.
이러한 기포발생부(140)는 세정액이 벤추리관(141)을 통과하면서 발생하는 압력의 차이로 인하여 외부의 공기가 공기유입배관(143)을 통해 유입되어 세정액에 기포를 발생시키게 된다.
또한, 기포발생부(140)는 보조밸브(147)의 개방정도가 조절됨에 따라 공기유입배관(143)으로 유입되는 공기의 량이 조절된다. 이로 인하여 본 발명에 따른 기포발생부(140)는 역삼투 멤브레인 모듈(110)이 세정되는 정도에 따라 세정액에 포함되는 기포의 양을 조절할 수 있게 된다.
기포발생부(140)를 통과하면서 기포가 발생하는 세정액은 와류발생부(150)를 거치면세 와류가 발생되면서 더욱 많은 기포가 발생하게 된다. 이로 인하여 세정액에 의한 역삼투 멤브레인 모듈(110)의 세정효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
도 1, 도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 와류발생부(150)는 기포발생부(140)와 역삼투 멤브레인 모듈(110) 사이에 구비되며, 기포발생부(140)에서 이송되는 세정액에 와류를 발생시켜 역삼투 멤브레인 모듈(110)으로 공급하게 된다.
이를 위하여 본 실시예에 따른 와류발생부(150)는 기포발생부(140)와 역삼투 멤브레인 모듈(110)을 연결하는 세정액 순환라인에 결합되는 연결배관(151)과, 연결배관(151)의 내부에 구비되어 세저액에 와류를 발생시키는 와류발생부재(153)를 포함한다. 이러한, 와류발생부(150)는 와류발생부재(153)를 연결배관(151)에 용이하게 설치할 수 있음은 물론 연결배관(151)을 통과하는 세정액의 와류발생을 더욱 향상시킬 수 있도록 와류발생부재(153)가 배치된다.
연결배관(151)은 세정액 순환라인에 결합하기 위한 연결플랜지(151a)가 양단부에 구비된다.
와류발생부재(153)는 연결배관(151)의 중심부에 위치하는 베이스판(155)과, 세정액의 와류발생을 위하여 베이스판(155)에서 연장형성되는 와류발생판(157)으로 이루어진다. 이러한 와류발생부재(153)는 연결배관(151)의 길이에 따라 연결배관(151)을 삽입되는 수량이 조절됨은 물론 베이스판(155)을 기준으로 와류발생판(157)이 절단될 수도 있다.
와류발생판(157)은 베이스판(155)의 일측으로 연장되는 제1절곡판(157a) 및 제2절곡판(157b)과 베이스판(155)의 타측으로 연장되는 제3절곡판(157c)과 제4절곡판(157d)을 포함한다. 또한 와류발생판(157)은 제1절곡판(157a)과 제2절곡판(157b)이 연결배관의 길이방향을 따라 절개되어 구분되며, 제1절곡판(157a)과 제2절곡판(157b)이 베이스판(155)에서 연결배관(151)의 직경방향으로 절곡된다. 이때, 제1절곡판(157a)과 제2절곡판(157b)은 베이스판(155)에서 서로 다른 방향으로 절곡된다.
예를 들어 본 실시예에 따른 제1절곡판(157a)과 제2절곡판(157b)은 도 5에 도시된 바와 같이 상측에서 볼 때 "V"자 형태를 가지도록 베이스판(155)을 기준으로 상호 반대 방향으로 절곡된다.
더하여, 와류발생판(157)의 제3절곡판(157c) 및 제4절곡판(157d) 또한 제1절곡판(157a) 및 제2절곡판(157b)과 동일한 형태를 가지도록 베이스판(155)을 기준으로 하여 "V"자 형태로 절곡된다.
이러한 와류발생판(157)은 제1절곡판(157a), 제2절곡판(157b), 제3절곡판(157c) 및 제4절곡판(157d)이 베이스판(155)에서 절곡되므로, 제1절곡판(157a), 제2절곡판(157b), 제3절곡판(157c) 및 제4절곡판(157d)의 탄성력에 의해 연결배관(151)에 지지되므로, 연결배관(151)에 고정하기 위한 별도의 부품을 필요로 하지 않게 된다.
더하여, 와류발생판(157)은 연결배관(151)에 복수개 삽입될 때 어느 하나의 와류발생판(157)의 제1절곡판(157a)과 제2절곡판(157b) 사이로 다른 하나의 와류발생판(157)의 제3절곡판(157c)과 제4절곡판(157d)이 삽입되므로, 와류발생효과가 더욱 향상된다.
한편, 유량조절밸브(160)는 역삼투 멤브레인 모듈(110)의 세정정도에 따라 역삼투 멤브레인 모듈(110)에서 배출되는 세정액의 양을 조절하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 세정장치는 펌프(130)에 의해 이송되는 세정액이 기포발생부(140) 및 와류발생부(150)를 통과하면서 역삼투 멤브레인 모듈(110)을 세정하기 위한 세정액에 보다 미세하고 많은 기포가 포함된다. 이로 인하여, 역삼투 멤브레인 모듈(110)의 세정효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 역삼투 멤브레인 모듈 120 : 세정액 탱크
130 : 펌프 140 : 기포발생부
141 : 벤추리관 143 : 공기유입배관
145 : 체크밸브 147 : 보조밸브
150 : 와류발생부 151 : 연결배관
153 : 와류발생부재 155 : 베이스판
157 : 와류발생판

Claims (4)

  1. 세정액을 수용하는 세정액 탱크;
    상기 세정액 탱크의 세정액을 역삼투 멤브레인 모듈로 이송시키는 펌프;
    상기 역삼투 멤브레인 모듈과 펌프 사이에 구비되어 상기 역삼투 멤브레인 모듈로 이송하는 상기 세정액에 기포를 발생시키는 기포발생부; 및
    상기 기포발생부와 상기 역삼투 멤브레인 모듈 사이에 구비되어 상기 역삼투 멤브레인 모듈로 공급되는 상기 세정액에 와류를 발생시키는 와류발생부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 세정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 와류발생부는,
    상기 기포발생부와 상기 역삼투 멤브레인 모듈을 연결하는 연결배관; 및
    상기 연결배관의 내부에 결합되며, 상기 연결배관을 통과하는 상기 세정액에 와류가 발생시키는 와류발생부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 세정장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 와류발생부재는,
    베이스판; 및
    상기 베이스판에서 상기 연결배관의 길이방향으로 연장형성되며, 상기 베이스판에서 절곡되는 와류발생판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 세정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 와류발생판은, 상기 연결배관의 길이방향을 따라 절개되어 제1절곡판과 제2절곡판으로 구분되며, 상기 제1절곡판과 상기 제2절곡판이 반대방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 시스템용 필터링 장치.
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