KR20190126470A - 유로수축 개선 스페이서 및 이를 포함하는 수처리용 막 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유로수축 개선 스페이서 및 이를 포함하는 수처리용 막 모듈에 관한 것으로, 정수관의 둘레에 적층되는 제1,2 멤브레인; 및 상기 제1,2 멤브레인의 사이에 배치되어 상기 제1,2 멤브레인 간을 지지하여 유로를 형성하는 스페이서;를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예는 유로수축 개선 스페이서 및 이를 포함하는 수처리용 막 모듈에 관한 것이다.
수처리 기술의 핵심은 불순물을 제거하는 여과 유닛으로서, 이와 같은 여과 유닛은 분리 성능에 따라 정밀여과막(Microfiltration), 한외여과막(Ultrafiltration), 나노여과막(Nanofiltration), 역삼투막(Reverse Osmosis)으로 분류된다.
일반적으로 정밀여과막과 한외여과막의 경우에는 여과 유닛으로 평판 형태의 평판형 분리막 모듈(Plate & Frame Type Module)을 주로 사용하고, 나노여과막, 역삼투막 그리고 정삼투막의 경우는 나권형 분리막 모듈(Spiral-Wound Module)을 주로 사용한다.
이와 같은 여과 유닛은 멤브레인과 스페이서가 교대로 적층 되어 있는데, 멤브레인은 실질적으로 불순물을 거르는 역할을 하며, 이와 같은 멤브레인 층 사이에는 스페이서(spacer)를 삽입한다.
도 1은 종래 기술에 따른 여과 유닛인 수처리용 막 모듈을 도시한 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 수처리용 막 모듈의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 수처리용 막 모듈은 각 멤브레인(10, 20)의 마주보는 면에 스페이서(11, 21)가 배치되는 구조로 구성된다.
그러나, 이와 같은 종래 기술의 수처리용 막 모듈은 수압(30)에 의한 수축으로 유로(40)가 좁고 복잡하게 되어, 유로(40)의 마찰의 증가로 내부 구조의 변형 및 손상과 유로 내의 압력강하가 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 유로수축 개선 스페이서 및 이를 포함하는 수처리용 막 모듈은 멤브레인의 사이에 배치되는 격자형 구조부 및 상기 격자형 구조부의 격자점 상에서 상기 멤브레인 간을 지지하여 유로를 형성하는 기둥부를 포함하는 스페이서의 구조를 통해, 멤브레인의 견고한 지지가 가능하면서도 스페이서가 비교적 적은 면적과 부피를 차지하도록 하여, 유로를 방해하지 않으므로 유로 마찰을 최소화하여 유로 내의 압력강하를 방지 할 수 있으며, 멤브레인의 표면에서의 유속이 균등하도록 하여 높은 평균 유속을 유지하도록 하고자 한다.
또한, 본 발명에 따르면 격자형 구조부를 통해 멤브레인의 지지가 용이하고 구조적 안정성이 높은 유로수축 개선 스페이서를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에 따른 유로수축 개선 스페이서는 멤브레인 접촉부재를 원뿔대(circular truncated cone)의 형태로 구성하여, 지지력이 멤브레인의 표면에 넓게 전달되어 멤브레인 간의 수축에 효과적이고 안정적으로 대처할 수 있도록 하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈은 정수관의 둘레에 적층되는 제1,2 멤브레인; 및 상기 제1,2 멤브레인의 사이에 배치되어 상기 제1,2 멤브레인 간을 지지하여 유로를 형성하는 스페이서;를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 스페이서는 상기 제1,2 멤브레인의 사이에 배치되는 격자형 구조부; 및 상기 격자형 구조부의 격자점 상에서 상기 제1,2 멤브레인 간을 지지하여 유로를 형성하는 기둥부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 기둥부는 상기 격자형 구조부의 격자점 상에서, 상기 제1,2 멤브레인에 각각 접촉하도록 형성되는 멤브레인 접촉부재; 및 상기 제1,2 멤브레인에 각각 접촉하도록 형성되는 멤브레인 접촉부재 간의 간격을 지지하는 멤브레인 지지부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 멤브레인 접촉부재는 밑면이 상기 제1,2 멤브레인에 접하고, 윗면이 상기 멤브레인 지지부에 접하는 원뿔대의 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서는 정수관의 둘레 적층되는 제1,2 멤브레인의 사이에 배치되는 격자형 구조부; 및 상기 격자형 구조부의 격자점 상에서 상기 제1,2 멤브레인 간을 지지하여 유로를 형성하는 기둥부;를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 기둥부는 상기 격자형 구조부의 격자점 상에서, 상기 제1,2 멤브레인에 각각 접촉하도록 형성되는 멤브레인 접촉부재; 및 상기 제1,2 멤브레인에 각각 접촉하도록 형성되는 멤브레인 접촉부재 간의 간격을 지지하는 멤브레인 지지부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 멤브레인 접촉부재는 밑면이 상기 제1,2 멤브레인에 접하고, 윗면이 상기 멤브레인 지지부에 접하는 원뿔대의 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서 및 이를 포함하는 수처리용 막 모듈은 멤브레인의 사이에 배치되는 격자형 구조부 및 상기 격자형 구조부의 격자점 상에서 상기 멤브레인 간을 지지하여 유로를 형성하는 기둥부를 포함하는 스페이서의 구조를 통해, 멤브레인의 견고한 지지가 가능하면서도 스페이서가 비교적 적은 면적과 부피를 차지하도록 하여, 유로를 방해하지 않으므로 유로 마찰을 최소화하여 유로 내의 압력강하를 방지 할 수 있으며, 멤브레인의 표면에서의 유속이 균등하도록 하여 높은 평균 유속을 유지하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 격자형 구조부를 통해 멤브레인의 지지가 용이하고 구조적 안정성이 높은 유로수축 개선 스페이서를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서는 멤브레인 접촉부재가 원뿔대(circular truncated cone)의 형태로 구성되어, 지지력이 멤브레인의 표면에 넓게 전달되어 멤브레인 간의 수축에 효과적이고 안정적으로 대처할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서의 상면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈의 유로의 확보 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈의 개선된 유속 및 유로를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈의 개선점을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서의 상면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈의 유로의 확보 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈의 개선된 유속 및 유로를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈의 개선점을 설명하기 위한 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서를 도시한 사시도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서의 부분 확대도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서의 상면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서의 단면도이다.
이후부터는 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서 및 이를 이용한 수처리용 막 모듈의 구성을 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈(100)은 멤브레인(membrane: 110, 120) 및 스페이서(spacer: 130)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성되는 수처리용 막 모듈(100)은 멤브레인(110, 120)과 스페이서(130)가 교대로 적층되며, 상기 멤브레인(110, 120)은 불순물을 거르는 역할을 하며, 이와 같은 멤브레인(110, 120)의 사이에 스페이서(spacer)가 삽입된다.
상기 멤브레인(110)은 불순물이 포함된 물로부터 순수한 물을 분리한다. 멤브레인(110, 120)은 액체나 기체 상태의 용해되지 않는 입자를 분리하는 여과뿐만 아니라, 액체에 용해된 용존 물질이나 혼합기체의 분리까지도 가능하도록 구성되며, 멤브레인(110)은 반투과 성질을 이용하여 대상 물질에서 성질이 다른 물질을 분리하도록 구성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 멤브레인(110, 120)은 폴리아미드(Polyimide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리비닐리딘 플루오르(Polyvinylidene Fluoride), 셀룰로스아세테이트(Cellulose acetate), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리술폰(Polysulfone)의 고분자막, 알루미나(Alumina), 지르코니아(Zirconia)의 세라믹막, 스테인리스, 니켈, 팔라듐, 은, 금, 백금의 금속막을 포함하여 구성될 수 있다.
스페이서(130)는 상기 제1,2 멤브레인(110, 120)의 사이에 배치되어, 상기 제1,2 멤브레인(110, 120) 간을 지지하여 간격을 형성한다.
이와 같이 멤브레인(110, 120)과 스페이서(130)로 구성되는 수처리용 막 모듈은 정수관(101)의 둘레에 나선형으로 권취되는 나권형 모듈(spiral wound type module)을 구성할 수 있다.
급수된 원수는 스페이서(130)에 의해 형성되는 유로를 통해 정수관(101)의 길이 방향을 따라 이동되고, 상기 급수된 원수는 제1,2 멤브레인(110, 120)에 접촉하여 정수되고, 정수된 물은 정수관(101)의 출구를 통해 배출된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 스페이서(130)는 제1,2 멤브레인(110, 120) 간을 지지하여 간격을 형성하도록 구성되며, 보다 구체적으로 상기 제1,2 멤브레인(110, 120)의 사이에 배치되어 상기 제1,2 멤브레인(110, 120) 간을 지지하여 유로를 형성하도록 구성된다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 스페이서(130)는 격자형 구조부(131) 및 기둥부(135)를 포함하여 구성될 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 격자형 구조부(131)는 제1,2 멤브레인(110, 120)의 사이에 배치되고, 상기 격자형 구조부(131)는 유로 방향으로 배치되는 제1 격자부(132)와 상기 제1 격자부(132)에 대해 직교로 배치되는 제2 격자부(133)를 포함하도록 구성되어, 구조적 안정성이 매우 높은 구조를 구성할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 기둥부(135)는 상기 격자형 구조부(131)의 격자점 상에서 상기 제1,2 멤브레인(110, 120) 간을 지지하여 유로를 형성할 수 있다. 즉, 상기 기둥부(135)는 상기 제1 격자부(132)와 제2 격자부(133)가 교차하는 격자점 상에 형성될 수 있다.
또한, 도 5 및 도 7을 참조하면 기둥부(135)는 멤브레인 접촉부재(137)와 멤브레인 지지부재(136)를 포함하여 구성될 수 있다.
멤브레인 접촉부재(137)는 상기 격자형 구조부(131)의 격자점 상에서, 상기 제1,2 멤브레인(110, 120)에 각각 접촉하도록 형성되고, 멤브레인 지지부재(136)는 상기 멤브레인 접촉부재(137) 간을 지지하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 각각의 상기 멤브레인 접촉부재(137)는 원뿔대(circular truncated cone)의 형태로 구성되어, 밑면이 제1 멤브레인(110) 또는 제2 멤브레인(120)에 접하고, 윗면이 멤브레인 지지부(136)에 접하도록 구성됨으로써, 상기 멤브레인 지지부(136)의 지지력이 제1,2 멤브레인(110, 120)의 표면에 넓게 전달되어 제1,2 멤브레인(110, 120) 간의 수축에 효과적이고 안정적으로 대처할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈의 유로의 확보 방법을 설명하기 위한 도면이다.
또한, 도 9 내지 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈의 개선된 유속 및 유로를 설명하기 위한 도면이고, 도 13 및 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈의 개선점을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 멤브레인 접촉부재(137)는 원뿔대(circular truncated cone)의 형태로 구성되고, 밑면이 제1,2 멤브레인(110, 120)에 접하며, 윗면이 멤브레인 지지부(136)에 접하도록 구성된다.
따라서, 상기 멤브레인 지지부(136)의 지지력이 제1,2 멤브레인(110, 120)의 표면에 넓게 전달되어, 제1,2 멤브레인(110, 120)에 가해지는 수압(300)에 의해 유로(201)가 수축되는 것을 경감되도록 하여 유로 내의 마찰을 줄이고, 막 모듈 내의 구조 변형 및 손상을 감소시킬 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 종래 기술에 따른 수처리용 막 모듈은 스페이서가 유로를 차지하고 있으므로 유로 마찰이 높으며, 멤브레인의 표면에서의 유속이 균등하지 않고 정체되는 부분이 발생한다.
그러나, 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 수처리용 막 모듈은 스페이서가 비교적 적은 면적과 부피를 차지하고, 유로를 방해하지 않으므로 유로 마찰을 최소화 할 수 있으며, 멤브레인의 표면에서의 유속이 균등하여 평균 유속이 매우 높음을 알 수 있다.
또한, 도 13을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈은 종래 기술에 비교하여, 유로 내에서의 압력 손실을 절감할 수 있음을 알 수 있으며, 도 14를 참조하면 종래 기술은 멤브레인으로부터의 거리에 따라 유속에 의한 전단력이 상이하나, 본 발명의 일실시예에 따른 수처리용 막 모듈은 멤브레인로부터의 거리에 상관없이 전단력이 균일함을 알 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈
110: 제1 멤브레인
120: 제2 멤브레인
130: 스페이서
131: 격자형 구조부
132: 제1 격자부
133: 제2 격자부
135: 기둥부
136: 멤브레인 지지부재
137: 멤브레인 접촉부재
110: 제1 멤브레인
120: 제2 멤브레인
130: 스페이서
131: 격자형 구조부
132: 제1 격자부
133: 제2 격자부
135: 기둥부
136: 멤브레인 지지부재
137: 멤브레인 접촉부재
Claims (7)
- 정수관의 둘레에 적층되는 제1,2 멤브레인; 및
상기 제1,2 멤브레인의 사이에 배치되어 상기 제1,2 멤브레인 간을 지지하여 유로를 형성하는 스페이서;
를 포함하는 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 스페이서는,
상기 제1,2 멤브레인의 사이에 배치되는 격자형 구조부;
상기 격자형 구조부의 격자점 상에서 상기 제1,2 멤브레인 간을 지지하여 유로를 형성하는 기둥부;
를 포함하는 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈.
- 청구항 2에 있어서,
상기 기둥부는,
상기 격자형 구조부의 격자점 상에서, 상기 제1,2 멤브레인에 각각 접촉하도록 형성되는 멤브레인 접촉부재; 및
상기 제1,2 멤브레인에 각각 접촉하도록 형성되는 멤브레인 접촉부재 간의 간격을 지지하는 멤브레인 지지부재;
를 포함하는 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈.
- 청구항 3에 있어서,
상기 멤브레인 접촉부재는,
밑면이 상기 제1,2 멤브레인에 접하고, 윗면이 상기 멤브레인 지지부에 접하는 원뿔대의 형태로 형성되는 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈.
- 정수관의 둘레 적층되는 제1,2 멤브레인의 사이에 배치되는 격자형 구조부; 및
상기 격자형 구조부의 격자점 상에서 상기 제1,2 멤브레인 간을 지지하여 유로를 형성하는 기둥부;
를 포함하는 유로수축 개선 스페이서.
- 상기 기둥부는,
상기 격자형 구조부의 격자점 상에서, 상기 제1,2 멤브레인에 각각 접촉하도록 형성되는 멤브레인 접촉부재; 및
상기 제1,2 멤브레인에 각각 접촉하도록 형성되는 멤브레인 접촉부재 간의 간격을 지지하는 멤브레인 지지부재;
를 포함하는 유로수축 개선 스페이서.
- 청구항 6에 있어서,
상기 멤브레인 접촉부재는,
밑면이 상기 제1,2 멤브레인에 접하고, 윗면이 상기 멤브레인 지지부에 접하는 원뿔대의 형태로 형성되는 유로수축 개선 스페이서를 포함하는 수처리용 막 모듈.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180038697A KR102065704B1 (ko) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 유로수축 개선 스페이서 및 이를 포함하는 수처리용 막 모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180038697A KR102065704B1 (ko) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 유로수축 개선 스페이서 및 이를 포함하는 수처리용 막 모듈 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190126470A true KR20190126470A (ko) | 2019-11-12 |
| KR102065704B1 KR102065704B1 (ko) | 2020-01-14 |
Family
ID=68577250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180038697A KR102065704B1 (ko) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 유로수축 개선 스페이서 및 이를 포함하는 수처리용 막 모듈 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR102065704B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0347174A1 (en) * | 1988-06-14 | 1989-12-20 | Desalination Systems Inc. | Improved spiral wound membrane cartridge and method of treatment |
| JPH10230145A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-09-02 | Nitto Denko Corp | スパイラル型膜エレメント |
| JP2007531616A (ja) * | 2004-04-05 | 2007-11-08 | ポール・コーポレーション | フィルタモジュール内で使用されるスペーサ |
| JP5106365B2 (ja) * | 2008-12-07 | 2012-12-26 | 住友化学株式会社 | 高分子電解質膜の洗浄方法及びそれに用いるスペーサ並びに巻取体 |
| KR101711570B1 (ko) * | 2016-06-22 | 2017-03-06 | (주)로멤테크 | 와류 형성을 위한 개방형 스페이서 및 이를 이용한 멤브레인 필터 모듈 |
-
2018
- 2018-04-03 KR KR1020180038697A patent/KR102065704B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102065704B1 (ko) | 2020-01-14 |
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