WO2015099345A1 - 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈 - Google Patents

정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈 Download PDF

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forward osmosis
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이승윤
심연주
이종화
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도레이케미칼 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a porous outflow pipe for osmosis and an osmosis module including the same, and more particularly, a porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delayed osmosis for recovering fresh water from saline using osmosis and a tablet including the same.
  • the present invention relates to an osmotic or pressure delayed osmosis module.
  • Osmosis as described above is the core of desalination technology using seawater, which is one of the ways to solve the severe water shortage caused by climate change caused by global warming, industrial water increase due to industrialization, and water demand increase due to population increase.
  • the desalination technique uses a forward osmosis (FO) method in which a membrane is separated by moving a low concentration solution toward a high concentration solution.
  • the forward osmosis (FO) method is very economical because it does not require a separate pressure by using a natural osmosis membrane phenomenon.
  • the osmosis tube used in the conventional forward osmosis (FO) method is the same as the osmosis tube used in the reverse osmosis system (RO) there was a problem that the osmotic gradient is not smooth.
  • the flow path is provided in series, there is a problem in that the pressure applied to the pipe is increased and is damaged.
  • WO 2010-104895 discloses a spiral wound module central pipe.
  • the conventional spiral wound module central pipe has a flow path through which an induction solution and a diluted induction solution flow in parallel by providing a bypass tube therein to reduce the pressure applied to the pipe as shown in FIG. 1.
  • Such a central pipe has to additionally include a bypass tube and a barrier inside the pipe to provide a flow path through which the induction solution and the diluted induction solution flow, and the manufacturing cost increases because the process of producing the central pipe is complicated. There was a problem.
  • One embodiment of the present invention is provided with a partition wall in the longitudinal direction of the inside of the tube without a bypass tube can be divided into the forward osmosis that can be divided into the space in which the induction solution flows and the dilute induction solution flows to provide a porous outflow tube for pressure or pressure delay osmosis and forward osmosis or pressure delay osmosis module comprising the same.
  • an embodiment of the present invention to prevent the mixing of the induction solution and the diluted induction solution by forming a flow path in parallel with the fluid, for forward osmosis or pressure delay osmosis for reducing the pressure applied to the flow path tube It is to provide a porous outflow tube and forward osmosis or pressure delay osmosis module comprising the same.
  • the partition is provided along the longitudinal direction hollow tube partitioned into a first space through which the induction solution flows and a second space through which the diluted induction solution flows; At least one outlet hole provided in the hollow tube so as to communicate with the first space and outflow of the induction solution; At least one inlet hole provided in the hollow tube so as to communicate with the second space to introduce the diluted induction solution; a porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis comprising and forward osmosis or pressure delay osmosis comprising the same Provide a module.
  • one side of the hollow tube may be provided with an inlet to communicate with the first space, the other side may be provided with an outlet to communicate with the second space.
  • a first blocking plate may be provided on the opposite side of the inlet, and a second blocking plate may be provided on the opposite side of the outlet.
  • the inflow hole and the outflow hole may be provided in opposite directions with respect to the partition wall.
  • the inlet hole and the outlet hole is provided with a plurality in the longitudinal direction of the hollow tube can smoothly flow in and out.
  • the outlet pipe may be provided in plurality, and the first spaces adjacent to each other may be connected in series such that the first spaces are connected to each other and the second spaces are connected to each other.
  • a first blocking plate is provided at the right end of the outlet pipe disposed at the rightmost side of the outlet pipes connected in series to prevent the induction solution flowing through the first space from flowing out.
  • a second blocking plate may be provided at the left end of the induction solution to prevent the induction solution from flowing into the second space.
  • the outlet pipe adjacent to the outlet pipe may be connected to the fastening member.
  • the forward osmosis porous pipe of any one of claims 1 to 8; It provides a forward osmosis module comprising a; and a plurality of separators wound in a spiral wound on the outer circumferential surface of the porous outflow pipe for forward osmosis.
  • the pressure delay osmosis porous outlet of any one of claims 1 to 8 provides a pressure delay osmosis module comprising a; and a plurality of separators wound in a spiral wound on the outer peripheral surface of the pressure delay osmosis porous outflow tube.
  • Porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis according to an embodiment of the present invention and the forward osmosis or pressure delay osmosis module comprising the same is the internal space of the outlet pipe through the partition provided in the longitudinal direction in the outlet pipe It is divided into a space where the induction solution flows and a space where the diluted induction solution flows to prevent mixing of the induction solution and the diluted induction solution, and since the flow paths are formed in parallel, the pressure applied to the flow path pipe is reduced to prevent damage to the outflow pipe. There is an effect that can be prevented.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional central pipe.
  • Figure 2 is a perspective view showing a first embodiment of a porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a coupling method of the porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another coupling method of the porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the osmosis module included in the porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis is to be carried out in a desalination process for desalination of sea water or a process for advanced treatment of wastewater, forward osmosis (FO) process and pressure delay osmosis Used in the (PRO) process.
  • Porous outflow tube 10 for forward osmosis or pressure delay osmosis is a hollow tube 100, the outlet hole 112, the inlet hole 122 as shown in Figs. ).
  • Figure 2 is a perspective view showing a first embodiment of the porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the hollow tube 100 is a tube member having a predetermined length, and forms a flow path through which a fluid flows.
  • the inside of the hollow tube 100 is partitioned along the longitudinal direction 130 is provided to partition the internal space of the hollow tube (100).
  • the partition 130 divides the hollow tube 100 into a first space 110 through which the induction solution A flows and a second space 120 through which the diluted induction solution B flows, thereby inducing solution ( Prevents A) and the diluted draw solution (B) from mixing.
  • the flow paths are arranged in parallel by the barrier ribs 130, the pressure applied when the flow of the fluid is dispersed may prevent the hollow tube 100 from being damaged.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2.
  • an inlet 116 is provided at one side of the hollow tube 100 to communicate with the first space 110 so that the induction solution A is introduced into the first space 110 by osmotic phenomenon. do.
  • the induction solution A flowing through the first space 110 is osmotic wound on the outer surface of the osmosis porous outlet tube 10 through at least one outlet hole 112 communicating with the first space 110. It is introduced into the separator 40.
  • the osmotic separator 40 is fluidly isolated from the inflow water (C) treated in the forward osmosis membrane to form an osmotic pressure gradient around the osmosis membrane (40).
  • the outlet hole 112 is provided in plural and disposed in the longitudinal direction of the hollow tube 100 in order to facilitate the access of the fluid into the osmosis membrane. Accordingly, the induction solution A leaked from the first space 110 through the outlet hole 100 flows into the osmosis membrane 40 wound on the outer surface of the hollow tube 100.
  • the first blocking plate 114 is provided on the opposite side of the inlet 116.
  • the first membrane plate 114 prevents the induction solution A from leaking out because the induction solution A is only discharged through the outlet hole 112.
  • the hollow tube 100 is provided with at least one inlet hole 122 in communication with the second space (120).
  • the inflow hole 122 allows the diluted induction solution B, which flowed inside the osmosis membrane 40, to flow into the second space 120 of the osmosis porous outlet tube 10.
  • the inlet hole 122 is provided in plural and disposed in the longitudinal direction of the hollow tube 100 to facilitate the inflow of the fluid.
  • the diluted induction solution B which has flowed into the osmosis membrane 40 by osmosis, is introduced into the second space 120 through the inflow hole 122.
  • the diluted induction solution B flowing in the second space 120 is communicated with the second space 120 to the outside of the hollow tube 100 through the outlet 126 provided on the other side of the hollow tube 100. Spills.
  • the second membrane plate 124 is provided on the opposite side of the outlet 100 to prevent the inflow (C) flowing through the osmosis membrane 40 to enter the second space (120).
  • the inflow hole 122 and the outflow hole 112 are provided in opposite directions with respect to the partition wall 130.
  • the inflow hole 122 and the outflow hole 112 are provided in diagonal directions with respect to the center of the hollow tube 100.
  • the outlet pipe 10 is provided with a plurality of first space (110a) ) Is in communication with the first space (110b), the second space (120a) is connected in series to communicate with the second space (120b).
  • first space 110a
  • second space 120a
  • the osmosis porous outflow pipe 10 can be used for pressure delayed osmosis (PRO) process as well as forward osmosis (FO) process.
  • the first blocking plate 114 prevents the induction solution (A) from flowing out to other places in order to allow the induction solution (A) to flow into the osmosis membrane (40) through the outlet hole (112).
  • the induction solution A is prevented from entering the second space 120.
  • the two blocking plates 124 are provided.
  • 5 and 6 illustrate a method of coupling the porous outflow pipe for forward osmosis or pressure delay osmosis according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the outlet pipe 10b at a position adjacent to the outlet pipe 10a is connected through the fastening member 200.
  • the fastening member 200 may be provided as a coupling at the end of the outlet pipe 10b adjacent to the outlet pipe 10a as shown in FIG. 6.
  • the fastening member 200 has a plurality of outlet pipes (10a, 10b) by fastening the bolts with flanges respectively at the ends of the outlet pipe 10b adjacent to the outlet pipe (10a) to the interview 10c) can be connected.
  • outlet pipes 10b and the outlet pipes 10b and 10c may be connected in series in various ways.
  • the porous osmosis tube 10 for forward osmosis or pressure delay osmosis is a plurality of separation membrane 40 is wound in a spiral wound around the outer circumferential surface as shown in FIG. This can be configured to configure the forward osmosis module or pressure delay osmosis module is provided and a separate outer case for receiving it.
  • the separator 40 may be used for both forward osmosis or pressure delay, and the detailed description is omitted since the two separators are a conventional configuration forming a pocket shape.
  • the outer case is also a typical configuration used in the forward osmosis module or pressure delay osmosis module, a detailed description thereof will be omitted.
  • the forward osmosis or pressure delay osmosis porous outflow tube and the forward osmosis or pressure delay osmosis module including the same are spaced in the length of the inflow pipe through the partition wall provided in the lengthwise direction of the induction solution flow and diluted induction.
  • the solution is partitioned into a flowing space to prevent mixing of the induction solution and the diluted induction solution, and since the flow paths are formed in parallel, the pressure applied to the flow path pipe is reduced, thereby preventing damage to the outflow pipe.

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Abstract

삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 삼투 모듈을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관은 길이방향을 따라 격벽이 구비되어 유도용액이 흐르는 제 1공간과 희석된 유도용액가 흐르는 제 2공간으로 구획되는 중공관; 상기 제 1공간과 연통되도록 상기 중공관에 구비되어 유도용액를 유출하는 적어도 하나 이상의 유출홀; 상기 제 2공간과 연통되도록 상기 중공관에 구비되어 희석된 유도용액을 유입하는 적어도 하나 이상의 유입홀;을 포함한다.

Description

정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈
본 발명은 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 삼투모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 삼투현상을 이용하여 염수로부터 담수를 회수하기 위한 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈에 관한 것이다.
물은 투과시키지만 물에 용해되어 있는 용질(이온 및 분자)은 거의 투과시키지 않는 성질을 가진 반투과성 멤브레인을 고농도 용액과 저농도 용액 사이에 설치하면 저농도 용액의 용매가 고농도 용액으로 이동하여 농도평형을 이루려 하는 자연현상이 발생하며 이를 "삼투작용" 또는 "삼투현상"이라고 한다.
상기와 같은 삼투현상은 지구온난화에 의한 기후변화, 산업화에 따른 공업용수증가, 인구증가에 따른 물 수요의 증가로 심각해진 물부족을 해결할 수 있는 방법 중의 하나인 바닷물을 이용한 담수화 기술의 핵심이다.
상기 담수화 기술에서는 낮은 농도의 용액이 높은 농도의 용액 쪽으로 이동함으로써 막이 분리되는 정삼투(FO) 방식을 사용한다. 이러한 정삼투(FO) 방식은 자연적인 삼투막 현상을 이용함으로써, 별도의 압력이 요구되지 않아 매우 경제적이다.
하지만 종래에 정삼투(FO) 방식에 사용되는 삼투관은 역삼투 방식(RO)에 사용되는 삼투관과 동일하기 때문에 삼투 구배가 원활하지 못하다는 문제점이 있었다. 또한 유로가 직렬로 구비되기 때문에 파이프에 가해지는 압력이 증가하여 손상이 되는 문제점이 있었다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 국제 특허출원 WO 2010-104895호에는 나권형 모듈 센트럴 파이프를 개시하고 있다. 종래의 나권형 모듈 센트럴 파이프는 도 1에 도시된 바와 같이 파이프에 가해지는 압력을 감소시키기 위하여 내부에 바이-패스관을 구비함으로써 유도용액와 희석된 유도용액이 흐르는 유로를 병렬방식으로 구비하였다.
그러나, 이러한 센트럴 파이프는 유도용액와 희석된 유도용액이 흐르는 유로를 구비하기 위하여 파이프 내부에 바이-패스 관과 차단막을 추가적으로 구비해야 하며, 이에 따른 센트럴 파이프를 생산하는 공정이 복잡해지기 때문에 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 관 내부에 격벽을 길이방향으로 구비함으로써 바이-패스관을 구비하지 않고 유출관의 내부를 유도용액이 흐르는 공간과 희석된 유도용액이 흐르는 공간으로 구획할 수 있는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 일 실시예는 유체가 흐르는 유로를 병렬로 형성함으로써 유도용액과 희석된 유도용액이 혼합되는 것을 방지하며, 유로관 내에 가해지는 압력을 감소시킬 수 있는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 길이방향을 따라 격벽이 구비되어 유도용액이 흐르는 제 1공간과 희석된 유도용액이 흐르는 제 2공간으로 구획되는 중공관; 상기 제 1공간과 연통되도록 상기 중공관에 구비되어 유도용액을 유출하는 적어도 하나 이상의 유출홀; 상기 제 2공간과 연통되도록 상기 중공관에 구비되어 희석된 유도용액을 유입하는 적어도 하나 이상의 유입홀;을 포함하는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈을 제공한다.
이때, 상기 중공관의 일측에는 상기 제 1공간과 연통되도록 유입구가 구비되고, 타측에는 상기 제 2공간과 연통되도록 유출구가 구비될 수 있다.
이때, 상기 유입구의 반대편에는 제 1막음판이 구비되고, 상기 유출구의 반대편에는 제 2막음판이 구비될 수 있다.
이때, 상기 유입홀과 상기 유출홀은 상기 격벽을 기준으로 서로 반대방향에 구비될 수 있다.
이때, 상기 유입홀과 상기 유출홀은 상기 중공관의 길이방향으로 복수 개가 구비되어 유체의 유,출입을 원활하게 할 수 있다.
이때, 상기 유출관은 복수 개로 구비되고, 서로 이웃하는 제 1공간은 제 1공간끼리, 제 2공간은 제 2공간끼리 서로 연결되도록 직렬연결할 수 있다.
이때, 서로 직렬연결되는 상기 유출관 중에서 제일 우측에 배치되는 유출관의 우측단에는 상기 제 1공간을 흐르는 유도용액이 유출되는 것을 방지하기 위해 제 1막음판이 구비되고, 제일 좌측에 구비된 유출관의 좌측단에는 유도용액이 상기 제 2공간으로 유입되는 것을 방지하는 제 2막음판이 구비될 수 있다.
이때, 상기 유출관과 인접한 위치의 유출관은 체결부재를 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 정삼투용 다공성 유출관; 및 상기 정삼투용 다공성 유출관의 외주면에 둘레방향을 따라 나권형으로 권취되는 복수 개의 분리막;을 포함하는 정삼투 모듈을 제공한다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 압력지연 삼투용 다공성 유출관; 및 상기 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 외주면에 둘레방향을 따라 나권형으로 권취되는 복수 개의 분리막;을 포함하는 압력지연삼투 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈은 유출관의 내부에 길이방향으로 구비되는 격벽을 통해 유출관의 내부공간이 유도용액이 흐르는 공간과 희석된 유도용액이 흐르는 공간으로 구획되어 유도용액과 희석된 유도용액이 혼합되는 것을 방지하며, 유로를 병렬로 형성하므로 유로관 내에 가해지는 압력을 감소시켜 유출관의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 센트럴 파이프를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 제 1실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 제 2실시예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 결합방식을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 또 다른 결합방식을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 포함된 삼투모듈의 전개 사시도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 명확해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관은 해수를 담수화하는 담수화 공정 또는 하폐수의 고도처리를 위한 공정에 실시되는 것으로, 정삼투(FO) 공정 및 압력지연삼투(PRO)공정에서 사용된다.
이하에서, 발명의 이해를 돕기 위해 정삼투 방식에 사용되는 삼투용 다공성 유출관을 실시예로써 설명하기로 한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관(10)은 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이 중공관(100), 유출홀(112), 유입홀(122)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 제1실시예를 도시한 사시도이다.
도 2를 참고하면, 상기 중공관(100)은 일정길이를 갖는 관부재로써, 유체가 흐르는 유로를 형성한다. 이러한 중공관(100)의 내부에는 길이방향을 따라 격벽(130)이 구비되어 중공관(100)의 내부공간을 구획한다.
즉, 상기 격벽(130)은 중공관(100)을 유도용액(A)이 흐르는 제 1공간(110)과 희석된 유도용액(B)이 흐르는 제 2공간(120)으로 구획함으로써, 유도용액(A)과 희석된 유도용액(B)이 혼합되는 것을 방지한다. 또한, 상기 격벽(130)에 의해 유로가 병렬로 배열됨에 따라 유체의 흐름 시 가해지는 압력이 분산되므로 중공관(100)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 중공관(100)의 일측에는 제 1공간(110)과 연통되도록 유입구(116)가 구비되어 삼투현상에 의해 유도용액(A)이 제 1공간(110)으로 유입된다. 상기 제 1공간(110)을 흐르는 유도용액(A)은 제 1공간(110)과 연통되는 적어도 하나 이상의 유출홀(112)을 통해 삼투용 다공성 유출관(10)의 외부면에 권취되어 있는 삼투 분리막(40)의 내부로 유입된다. 이때, 삼투 분리막(40)의 외부에는 정삼투막에서 처리되는 유입수(C)과 유체적으로 격리되어 상기 삼투 분리막(40)을 경계로 삼투압 구배가 형성된다.
바람직하게 유출홀(112)은 복수 개로 구비되어 삼투 분리막 내부로 유체의 출입을 원활하게 하기 위하여 중공관(100)의 길이방향으로 배치된다. 이에 따라 유출홀(100)을 통해 제 1공간(110)에서 유출된 유도용액(A)는 중공관(100)의 외부면에 권취되어 있는 삼투 분리막(40)의 내부로 유입된다.
상기 유입구(116)의 반대편에는 제 1막음판(114)이 구비된다. 이러한 제 1막음판(114)은 유도용액(A)이 유출홀(112)을 통해서만 유출되도록 하므로 유도용액(A)이 다른 곳으로 유출되는 것을 방지한다.
상기 중공관(100)에는 제 2공간(120)과 연통되는 적어도 하나 이상의 유입홀(122)이 구비된다. 상세히 설명하면, 유입홀(122)은 삼투 분리막(40)의 내부를 흐르던 희석된 유도용액(B)이 삼투용 다공성 유출관(10)의 제 2공간(120)으로 유입되도록 한다. 바람직하게 유입홀(122)은 복수 개로 구비되어 유체의 유입을 원활하게 하기 위하여 중공관(100)의 길이방향으로 배치된다.
이에 따라 삼투현상에 의해 삼투 분리막(40)의 내부에 흐르던 희석된 유도용액(B)이 유입홀(122)을 통해 제 2공간(120)으로 유입된다. 이렇게 제 2공간(120)을 흐르는 희석된 유도용액(B)은 제 2공간(120)과 연통되어 중공관(100)의 타측에 구비된 유출구(126)를 통해서 중공관(100)의 외부로 유출된다. 이때, 유출구(100)의 반대편에는 제 2막음판(124)이 구비되어 삼투 분리막(40)을 흐르는 유입수(C)가 제 2공간(120)으로 유입되는 것을 방지한다.
여기서, 상기 유입홀(122)과 상기 유출홀(112)은 상기 격벽(130)을 기준으로 서로 반대방향에 구비된다. 바람직하게는 상기 유입홀(122)과 상기 유출홀(112)은 중공관(100)의 중앙부를 기준으로 서로 대각선방향에 구비된다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 제 2실시예를 도시한 단면도로써, 상기 유출관(10)은 복수 개로 구비되어 제 1공간(110a)은 제 1공간(110b)과 연통되고, 제 2공간(120a)은 제 2공간(120b)과 연통되도록 직렬연결된다. 이러한 직렬연결을 통해 상기 삼투용 다공성 유출관(10)은 정삼투(FO) 공정뿐만 아니라 압력지연삼투(PRO) 공정에도 사용할 수 있다.
이때, 복수 개로 구비된 유출관(10a,10b,10c) 중에서 제일 우측에 배치된 유출관(10a)의 우측단에는 제 1공간(110)을 흐르는 유도용액(A)이 유출되는 것을 방지하기 위하여 제 1막음판(114)이 구비된다. 상기 제 1막음판(114)은 유도용액(A)이 유출홀(112)을 통해서 삼투 분리막(40)의 내부로 유출되도록 하기 위해서, 유도용액(A)이 다른 곳으로 유출되는 것을 방지한다. 또한 복수 개로 구비된 유출관(10a,10b,10c) 중 제일 좌측에 배치된 유출관(10c)의 제일 좌측단에는 유도용액(A)이 제 2공간(120)으로 유입되는 것을 방지하기 위하여 제 2막음판(124)이 구비된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 결합방식을 도시하고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 유출관(10a)과 인접한 위치의 유출관(10b)은 체결부재(200)를 매개로 연결된다. 이러한 체결부재(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 유출관(10a)과 인접한 유출관(10b)의 단부에 커플링으로 구비될 수 있다.
또한 체결부재(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 유출관(10a)과 인접한 위치의 유출관(10b)이 면접하는 단부에 각각 플랜지를 구비하여 볼트 체결함으로써 복수 개의 유출관(10a,10b,10c)을 연결할 수 있다.
하지만 이에 한정하는 것은 아니며 다양한 방법으로 유출관(10a)과 인접한 위치의 유출관(10b,10c)을 직렬로 연결할 수 있다.
한편, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관(10)은 도 7에 도시된 바와 같이 외주면에 둘레방향을 따라 나권형으로 귄취되는 다수 개의 분리막(40)이 배치되고 이를 수용하는 별도의 외부케이스가 제공되는 정삼투 모듈 또는 압력지연 삼투 모듈을 구성할 수 있다.
여기서, 분리막(40)은 정삼투용 또는 압력지연용 모두 사용될 수 있으며 2장의 분리막이 겹쳐져 포켓 형상을 이루는 통상적인 구성이므로 상세한 설명은 생략한다. 더불어, 상기 외부케이스 역시 정삼투 모듈 또는 압력지연 삼투 모듈에 사용되는 통상적인 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관 및 이를 포함하는 정삼투 또는 압력지연 삼투모듈은 내부에 길이방향으로 구비되는 격벽을 통해 유출관의 내부공간은 유도용액이 흐르는 공간과 희석된 유도용액이 흐르는 공간으로 구획되어 유도용액과 희석된 유도용액이 혼합되는 것을 방지하며, 유로를 병렬로 형성하므로 유로관 내에 가해지는 압력을 감소시켜 유출관의 손상을 방지하는 효과가 있다.
상기에서 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명을 이와 같은 특정 구조에 한정하는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않고서도 용이하게 수정 또는 변경할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 단순한 설계변형 또는 수정을 통한 등가물, 변형물 및 교체물은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속함을 미리 밝혀둔다.

Claims (10)

  1. 길이방향을 따라 격벽이 구비되어 유도용액이 흐르는 제 1공간과 희석된 유도용액이 흐르는 제 2공간으로 구획되는 중공관;
    상기 제 1공간과 연통되도록 상기 중공관에 구비되어 유도용액이 유출되는 적어도 하나 이상의 유출홀;
    상기 제 2공간과 연통되도록 상기 중공관에 구비되어 희석된 유도용액이 유입되는 적어도 하나 이상의 유입홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중공관의 일측에는 상기 제 1공간과 연통되도록 유입구가 구비되고, 타측에는 상기 제 2공간과 연통되도록 유출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유입구의 반대편에는 제 1막음판이 구비되고, 상기 유출구의 반대편에는 제 2막음판이 구비되는 것을 특징으로 하는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유입홀과 상기 유출홀은 상기 격벽을 기준으로 서로 반대방향에 구비되는 것을 특징으로 하는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유입홀과 상기 유출홀은 상기 중공관의 길이방향으로 복수 개가 구비되어 유체의 유,출입을 원활하게 하는 것을 특징으로 하는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 유출관은 복수 개로 구비되고, 서로 이웃하는 제 1공간은 제 1공간끼리, 제 2공간은 제 2공간끼리 서로 연결되도록 직렬연결하는 것을 특징으로 하는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관.
  7. 제 6항에 있어서,
    서로 직렬연결되는 상기 유출관 중에서 제일 우측에 배치되는 유출관의 우측단에는 상기 제 1공간을 흐르는 유도용액이 유출되는 것을 방지하기 위해 제 1막음판이 구비되고, 제일 좌측에 구비된 유출관의 좌측단에는 유도용액이 상기 제 2공간으로 유입되는 것을 방지하는 제 2막음판이 구비되는 것을 특징으로 하는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 유출관과 인접한 위치의 유출관은 체결부재를 매개로 연결되는 것을 특징으로 하는 정삼투용 또는 압력지연 삼투용 다공성 유출관.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 정삼투용 다공성 유출관; 및
    상기 정삼투용 다공성 유출관의 외주면에 둘레방향을 따라 나권형으로 권취되는 복수 개의 분리막;을 포함하는 정삼투 모듈.
  10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 압력지연 삼투용 다공성 유출관; 및
    상기 압력지연 삼투용 다공성 유출관의 외주면에 둘레방향을 따라 나권형으로 권취되는 복수 개의 분리막;을 포함하는 압력지연 삼투 모듈.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3330229A4 (en) * 2015-08-03 2018-07-18 Foshan Midea Chungho Water Purification Equipment Central tube component of filter element and manufacturing method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4033878A (en) * 1975-05-12 1977-07-05 Universal Oil Products Company Spiral wound membrane module for direct osmosis separations
KR20110069818A (ko) * 2008-10-17 2011-06-23 제너럴 일렉트릭 캄파니 나선형으로 권취된 분리기 조립체용 중앙 코어 요소
US8354026B2 (en) * 2009-03-09 2013-01-15 Hydration Systems, Llc Center tube configuration for a multiple spiral wound forward osmosis element
KR20130064163A (ko) * 2011-12-08 2013-06-18 한국정수공업 주식회사 중공섬유 분리막 모듈

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4033878A (en) * 1975-05-12 1977-07-05 Universal Oil Products Company Spiral wound membrane module for direct osmosis separations
KR20110069818A (ko) * 2008-10-17 2011-06-23 제너럴 일렉트릭 캄파니 나선형으로 권취된 분리기 조립체용 중앙 코어 요소
US8354026B2 (en) * 2009-03-09 2013-01-15 Hydration Systems, Llc Center tube configuration for a multiple spiral wound forward osmosis element
KR20130064163A (ko) * 2011-12-08 2013-06-18 한국정수공업 주식회사 중공섬유 분리막 모듈

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3330229A4 (en) * 2015-08-03 2018-07-18 Foshan Midea Chungho Water Purification Equipment Central tube component of filter element and manufacturing method thereof
US10589229B2 (en) 2015-08-03 2020-03-17 Foshan Midea Chungho Water Purification Equipment Co., Ltd. Central tube component of filter element and manufacturing method thereof
US10967330B2 (en) 2015-08-03 2021-04-06 Foshan Midea Chungho Water Purification Equipment Co., Ltd. Central tube component of filter element and manufacturing method thereof

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