KR20160052902A - 중공사막 고정모듈 및 이를 구비한 정수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유체를 필터링하는 중공사막의 내부에 형성된 생산수 홀이 외부와 차단되도록 상기 중공사막의 일단부를 고정하는 중공사막 고정모듈에 있어서, 상기 중공사막의 일단부가 수용되는 컵; 상기 컵이 안착되는 분배판; 및 상기 중공사막의 일단부 사이에 개재되도록 상기 컵의 하면에 고정되고, 내부에는 상하로 관통하는 관통홀이 형성되어 유체를 상기 중공사막 사이로 분사시키는 분사관을 포함하고, 상기 컵은, 제1컵과, 상기 제1컵의 외주면을 따라 배치되는 복수의 제2컵을 포함하는 중공사막 고정모듈 및 이를 구비한 정수 장치를 제공한다.

Description

중공사막 고정모듈 및 이를 구비한 정수 장치{Module for fixing a bundle of a hollow fiber membrane and Filtering apparatus including the same}

본 발명은, 중공사막 고정모듈 및 이를 구비한 정수 장치에 관한 것이다.

중공사막(hollow fiber membrane)이란, 오염된 물인 원수(原水)를 막의 외부공간에서 내부공간으로 이동시켜 필터링하는 여과지를 의미한다.

그리고 중공사막을 이용한 정수처리는, 일반적으로 다발로 형태로 모듈화한 중공사막 다발 모듈을 처리하고자 하는 원수가 담긴 수조에 침지시키고, 중공사막의 내부공간을 진공 상태로 만들거나 원수를 가압하는 방식으로 진행된다.

이러한, 중공사막 다발 모듈을 이용한 정수처리는, 중공사막에 형성된 세공의 크기에 따라 일정수준의 생산수를 안정적으로 확보할 수 있다는 장점이 있다.

즉, 중공사막 다발 모듈을 이용한 정수처리는, 열적 또는 화학적 처리보다 일정한 수질의 생산수를 안정적으로 확보할 있다는 점에서, 최근에는 음용수의 처리, 오ㆍ폐수의 처리, 산업 폐수 처리 등에 널리 활용되고 있다.

한편, 중공사막 다발 모듈에 구비되는 중공사막은, 일반적으로 PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌) PSF(폴리설폰), PES(폴리에테르설폰), PVDF(폴리플루오르화비닐리덴) 등의 고분자 재료로 만들어진다.

이러한 고분자 재료로 만들어진 중공사막은, 장기간 사용시 수축현상이 외부환경에 인해 발생하기 때문에, 지지체에서 이탈되는 문제점이 있다.

그리고, 원수가 유입되는 부분은 중공사막 다발에 이물질이 쌓이기가 쉬어, 중공사막의 정수효율을 감소시킨다.

한편, 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허 제2014-0049864호에 개시된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 중공사막의 여과성능 저하를 방지하고, 중공사막의 세정의 효과를 높일 수 있는 중공사막 고정모듈 및 이를 구비한 정수 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의한 중공사막 고정모듈은, 유체를 필터링하는 중공사막의 내부에 형성된 생산수 홀이 외부와 차단되도록 상기 중공사막의 일단부를 고정하는 중공사막 고정모듈에 있어서, 상기 중공사막의 일단부가 수용되는 컵; 상기 컵이 안착되는 분배판; 및 상기 중공사막의 일단부 사이에 개재되도록 상기 컵의 하면에 고정되고, 내부에는 상하로 관통하는 관통홀이 형성되어 유체를 상기 중공사막 사이로 분사시키는 분사관을 포함하고, 상기 컵은, 제1컵과, 상기 제1컵의 외주면을 따라 배치되는 복수의 제2컵을 포함한다.

상기 관통홀은 하측에서 상측으로 향할수록 좁아지는 형상일 수 있다.

상기 분사관은, 상기 제1컵에 구비된 제1분사관과, 상기 각 제2컵에 구비된 제2분사관을 포함할 수 있다.

상기 제1컵은, 상기 분배판에 안착되는 제1면과, 상기 제1면의 외주에서 상측으로 연장되어 내부에 공간을 형성하는 제2면을 포함할 수 있다.

상기 제1면은 원형일 수 있다.

상기 컵의 내면에는 복수의 주름이 형성될 수 있다.

상기 주름은 상하 방향으로 형성될 수 있다.

상기 제2컵은 4개 내지 6개가 원형으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 분배판은, 내부에 유체가 유동할 수 있는 제1홀이 형성된 지지단과, 상기 제1홀의 외주에서 서로 이격되도록, 방사형으로 상기 지지단의 상면에 고정되는 복수의 지지돌기와, 상기 지지단의 외각에 서로 이격되어 고정되고, 상기 각 제2컵에 형성되는 고정홈에 삽입되는 고정돌기를 포함할 수 있다.

상기 중공사막 고정모듈은 상기 제1홀과 연통되도록 상기 지지단의 하면에 고정되는 유체유입관을 더 포함할 수 있다.

상기 각 지지돌기는, 상기 제1컵의 하면과 접촉되는 제1지지돌기와, 상기 제1컵의 측면과 접촉되는 수직면과 상기 각 제2컵의 하면과 접촉되는 수평면을 구비한 제2지지돌기를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 유체가 유동하는 유동관; 상기 유동관의 내부에 배치되어 상기 유체를 필터링하는 중공사막; 상기 유동관의 하부에 설치되고, 상기 중공사막에 형성된 생산수 홀이 외부와 차단되도록 상기 중공사막의 일단부를 고정하는 제1고정모듈; 및 상기 유동관의 상부에 설치되고, 상기 중공사막에 형성된 생산수 홀이 외부와 연통되도록 상기 중공사막의 타단부를 고정하는 제2고정모듈을 포함하고, 상기 제1고정모듈은, 상기 중공사막의 일단부가 수용되는 하부컵과, 상기 하부컵이 안착되는 하부분배판과, 상기 중공사막의 일단부 사이에 개재되도록 상기 하부컵의 하면에 고정되고, 내부에는 상하로 관통하는 관통홀이 형성되어 유체를 상기 중공사막 사이로 분사시키는 분사관을 포함하는 정수 장치를 제공한다.

상기 하부컵 또는 상기 분배판이 삽입되는 삽입공간이 내부에 형성되고, 외주에는 상기 유동관의 내면과 접촉되는 복수의 돌기가 구비된 이격프레임 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 중공사막 고정모듈 및 이를 구비한 정수 장치는, 중공사막 사이에 이물질이 쌓이는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 외부의 충격에 의해 고정모듈에 고화된 접착제가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치의 사시도,
도 2는 도 1의 수처리 장치의 정수 장치의 사시도,
도 3은 도 2의 측면도,
도 4는 도 2의 정수 장치의 중공사막, 제1고정모듈 및 제2고정모듈의 사시도,
도 5는 도 2의 정수 장치의 배치된 중공사막의 부분단면도,
도 6은 도 4의 A-A의 부분단면도,
도 7은 도 4의 제2고정모듈의 상측에서 바라본 모습의 도면,
도 8은 도 4의 제1고정모듈의 사시도,
도 9는 도 8의 제1고정모듈의 평면도,
도 10은 도 8의 제1고정모듈의 제1컵의 사시도,
도 11은 도 8의 제1고정모듈의 제2컵의 사시도,
도 12는 도 8의 제1고정모듈의 분배판의 사시도,
도 13은 도 4의 제2고정모듈의 사시도,
도 14는 도 2의 정수 장치에서 원수가 정수되는 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 15는 도 2의 정수 장치에서 중공사막이 세척되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 장치 및 이에 구비된 중공사막 고정구조를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 수처리 장치의 정수 장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 측면도이며, 도 4는 도 2의 정수 장치의 중공사막, 제1고정모듈 및 제2고정모듈의 사시도이다.

도 1 내지 도4를 참조하면, 상기 수처리 장치(1)는 상기 정수 장치(10)를 포함할 수 있다.

상기 수처리 장치(1)의 원수 공급관(70)은, 상기 정수 장치(10)에 필터링(filtering)이 필요한 오염된 물(이하 ‘원수’)를 공급한다. 그리고 상기 정수 장치(10)는 상기 원수를 정수시킨 물(이하 ‘생산수’)를 생산하여 생산수 유출관(80)으로 안내한다.

이러한 정수 장치(10)는 유동관(20), 중공사막(30), 제1고정모듈(40) 및 제2고정모듈(50)을 포함한다.

상기 유동관(20)의 양단부에는 제1커넥터(21)와 제2커넥터(22)가 각각 설치될 수 있다.

더 상세하게 설명하면, 상기 제1커넥터(21)는 상기 유동관(20)의 하단부에 설치되거나 하단부와 중첩되게 설치될 수 있고, 상기 제2커넥터(22)는 상기 유동관(20)의 상단부에 설치되거나 상단부와 중첩되게 설치될 수 있다.

상기 제1커넥터(21)는 상기 원수와 공기가 각각 상기 유동관(20)으로 유입될 수 있는 통로를 제공한다. 그리고, 상기 제2커넥터(22)는 상기 생산수가 유출될 수 있는 통로와, 공기와 여과되지 않는 상기 원수(이하 ‘리턴수’)가 동시에 유출될 수 있는 통로를 제공한다.

즉, 상기 제1커넥터(21)는 상기 유동관(20)의 하단부에 설치되어, 상기 원수를 공급하는 상기 원수 공급관(70) 및 공기를 공급하는 공기공급관(미도시)에서 유입되는 상기 원수와 공기를 각각 상기 유동관(20)으로 안내한다.

이를 위해, 상기 제1커넥터(21)의 일측에는 상기 원수 공급관(70)과 연통되는 원수 유입구(21a)가 형성되고, 상기 제1커넥터(21)의 타측에는 공기공급관(미도시)과 연통되는 공기 유입구(21b)가 형성될 수 있다.

상기 원수 유입구(21a)으로 유입되는 상기 원수와 상기 공기 유입구(21b)로 유입되는 공기는 서로 섞인 상태로, 상기 유동관(20)의 하측으로부터 상측으로 이동한다.

이때, 상기 유동관(20)의 하측에서 상기 원수와 섞인 공기는, 방울 형태로 상기 유동관(20)의 상측으로 이동할수록 부풀어 올라, 상기 중공사막(30)에 사이에 오염물질이 침작되는 것을 방지한다.

상기 제2커넥터(22)는 상기 중공사막(30)에서 필터링된 상기 생산수와, 상기 중공사막(30)에서 필터링되지 않는 상기 리턴수와, 상기 유동관(20)의 하측에서 상측으로 유동하는 공기를 외부로 안내한다.

이를 위해 상기 제2커넥터(22)의 일측에는 상기 생산수를 상기 생산수 유출관(80)으로 안내하는 상기 생산수 유출구(22a)가 형성된다. 또한 상기 제2커넥터(22)의 타측에는 상기 리턴수와 공기가 혼합된 유체(이하 ‘혼합유체’)를 오염수 배출관(90)으로 배출하는 유체 배출구(22b)가 각각 형성된다.

상기 생산수를 외부로 유출시키는 상기 생산수 유출관(80)은 상기 생산수 유출구(22a)와 연통되고, 상기 혼합유체를 외부로 유출시키는 상기 오염수 배출관(90)은 상기 유체 배출구(22b)와 연통된다. 상기 오염수 배출관(90)과 상기 유체 배출구(22b)는서브 배관(85)을 통해 서로 연결될 수 있다.

도 5는 도 2의 정수 장치의 배치된 중공사막의 부분단면도이고, 도 6은 도 4의 A-A의 부분단면도이고, 도 7은 도 4의 제2고정모듈의 상측에서 바라본 모습의 도면이다.

도 5 내지 도7을 참조하면, 상기 중공사막(30)은 상기 유동관(20)의 내부에 설치되어, 상기 제1커넥터(21)로부터 유입된 상기 원수를 필터링한다.

상기 중공사막(30)은 양 단부가 상기 제1고정모듈(40) 및 제2고정모듈(50)에 의해 각각 고정된다. 그리고, 상기 제1고정모듈(40)은 상기 유동관(20)의 내부 하측 또는 상기 제1커넥터(21)에 설치될 수 있다. 또한 상기 제2고정모듈(50)은 상기 유동관(20)의 내부 상측 또는 상기 제2커넥터(22)에 설치될 수 있다.

상기 제1고정모듈(40)은 상기 중공사막(30)의 내부에 형성된 상기 생산수 홀(30a)이 외부와 차단되도록 상기 중공사막(30)의 일단부, 즉 상기 중공사막(30)의 하단부를 고정한다.

더 상세히 설명하면, 상기 생산수 홀(30a)은 상기 제1고정모듈(40)에 의해 상기 원수 유입구(21a) 및 상기 공기 유입구(21b) 측과 차단된다. 즉, 상기 제1고정모듈(40)은 상기 원수 유입구(21a) 및 상기 공기 유입구(21b)로부터 유입된 필터링되지 않은 상기 원수와 공기가 상기 생산수 홀(30a)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제2고정모듈(50)은 상기 유동관(20)의 상부에 설치된다. 그리고 상기 제2고정모듈(50)은 상기 생산수 홀(30a)이 상기 생산수 유출구(22a) 측으로 연통되도록 상기 중공사막(30)의 타단부, 즉 상기 중공사막(30)의 상단부를 고정한다.

따라서 상기 제1커넥터(21)로부터 유입된 상기 원수는 상기 중공사막(30)의 외부 공간(30b)에서 상기 중공사막(30)을 관통하여 상기 생산수 홀(30a) 내부로 유동하면서 필터링될 수 있다.

그리고 상기 원수가 상기 중공사막(30)을 관통하여 생성된, 상기 생산수 홀(30a) 내부의 상기 생산수는 상기 제2커넥터(22)의 상기 생산수 유출구(22a)를 통해 상기 생산수 유출관(80)으로 이동할 수 있다.

한편, 상기 중공사막(30)은, PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌) PSF(폴리설폰), PES(폴리에테르설폰), PVDF(폴리플루오르화비닐리덴) 등의 고분자 재료로 만들어질 수 있다.

도 8은 도 4의 제1고정모듈의 사시도이고, 도 9는 도 8의 제1고정모듈의 평면도이며, 도 10은 도 8의 제1고정모듈의 제1컵의 사시도이고, 도 11은 도 8의 제1고정모듈의 제2컵의 사시도이며, 도 12는 도 8의 제1고정모듈의 분배판의 사시도이다.

도 8 내지 도 12를 참고하면, 상기 제1고정모듈(40)은, 하부컵(41), 하부분배판(42) 및 분사관(43)를 포함한다. 그리고 상기 제1고정모듈(40)을 ‘중공사막 고정모듈’로 이름할 수 있고, 상기 하부컵(41)은 “컵”으로 이름할 수 있다. 상기 하부분배판(42)은 분배판으로 이름할 수 있다.

상기 하부컵(41)에는 상기 중공사막(30)의 일단부가 수용된다. 상기 중공사막(30)의 일단부에 형성된 상기 생산수 홀(30a)은 상기 하부컵(41)의 하부면에 의해 외부와 차단될 수 있다.

상기 하부컵(41)은 제1컵(411)과 복수의 제2컵(412)을 포함할 수 있다.

상기 복수의 제2컵(412)은 상기 제1컵(411)의 외주면을 따라 배치되고, 상기 제1컵(411)은 상기 복수의 제2컵(412)의 배치에 따라 형성된 내부공간에 배치된다.

상기 제1컵(411)은, 제1면(4111)과 제2면(4112)을 포함할 수 있다.

상기 제1면(4111)은 상기 하부분배판(42)에 안착된다.

그리고 상기 제2면(4112)은 상기 제1면(4111)의 외주에서 상측으로 연장되어 내부에는 상기 중공사막(30)의 일단부가 삽입될 수 있는 제1공간(411a)을 형성한다.

상기 중공사막(30)의 일단부는, 상기 제1컵(411)에 채워진 접착제에 의해 상기 컵에 고정된다.

그리고 상기 제1컵(411)의 내면에는 접착제의 접착력을 높이기 위한 제1주름(4113)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1공간(411a)을 향한 상기 제2면(4112)의 내측면에는 상기 제1주름(4113)이 2개 이상 형성된다.

그리고 상기 제1주름(4113)의 줄은 상하 방향으로 형성될 수 있다. 상기 제1주름(4113)의 줄이 상하 방향으로 형성될 경우, 액상의 접착체가 상하로 형성된 상기 제1주름(4113)을 타고 하측으로 흘러 내릴 수 있어, 상기 제1공간(411a)에 접착제를 주입할 때, 접착제 내부에 기포가 발생되는 것이 방지될 수 있다.

그리고, 상기 제1주름(4113)의 줄은 상기 상하 방향에 수직한 방향(미도시)으로 형성될 수 있다. 상기 제1주름(4113)의 줄이 상기 수직한 방향으로 형성될 경우, 접착제와 제2면(4112)의 내측면과의 마찰력이 증가할 수 있어, 상기 중공사막(30)의 수축에 의해, 상기 중공사막(30)의 일단부가 상기 제1컵(411)에서 이탈되는 것이 방지할 수 있다.

또한, 상기 제1주름(4113)의 줄은 상기 상하 방향에 경사진 방향(미도시)으로 형성될 수 있다. 상기 제1주름(4113)의 줄이 상기 경사진 방향으로 형성될 경우, 상기 제1공간(411a)에 접착제를 주입할 때 접착제 내부에 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 접착제와 제2면(4112)의 내측면과의 마찰력을 증가될 수 있는 효과가 발생한다.

한편, 상기 제1면(4111)은 외곽은 원형이 바람직하다. 이 경우 상기 제1컵(411)은, 원형의 바닥면을 구성하는 상기 제1면(4111)과 상기 제1면(4111)에서 상측으로 연장된 제2면(4112)에 의해 전체적으로 원기둥 형상을 할 수 있다.

상기 각 제2컵(412)은, 제3면(4121)과 제4면(4122)을 포함할 수 있다.

상기 제3면(4121)은, 상기 제1컵(411)의 제1면(4111) 또는 상기 제1컵(411)의 제2면(4112)에 인접하게 배치되록 일 모서리가 만곡된 형상이고, 상기 하부분배판(42)에 안착된다.

그리고 상기 제4면(4122)은, 상기 제3면(4121)의 외주에서 상측으로 연장되어 내부에 제2공간(412a)을 형성하고, 상기 제1컵(411)의 제2면(4112)과 일면이 밀착된다.

더 상세히 설명하면, 상기 제3면(4121)의 만곡된 부분에서 상측으로 연장된 상기 제4면(4122)의 일부분(4122a)은 곡면 형상을 하여 상기 제1컵(411)의 제2면(4112)과 밀착될 수 있다.

다만, 상기 제1면(4111)은 외곽이 원형으로 한정되는 것은 아니며, 다각형 등 다양한 형상도 가능하다. 이로 인하여 상기 제4면(4122)의 일부분(4122a)은 복수의 면이 굽어진 형상을 할 수도 있다.

따라서, 상기 복수의 제2컵(412)이 내부에 원형 공간이 형성되도록 배치될 때, 상기 제1컵(411)은 상기 제2컵(412)에 의해 형성된 원형 공간에 배치될 수 있다.

상기 제2컵(412)은 4개 내지 6개가 원형으로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 제2컵(412)이 3개 이하로 배치되는 경우, 상기 제2컵(412)의 내부 공간이 넓어져, 상기 제2컵(412)에서 고화된 접착제가 파손되는 문제점이 있다.

그리고 상기 제2컵(412)이 7개 이상으로 배치되는 경우 상기 컵의 내부 공간이 좁아져 상기 제2컵(412)에 상기 분사관(43)의 고정이 어렵고, 상기 분사관(43)의 직경이 작아지는 문제점이 있다.

한편, 상기 제2컵(412)도 상기 제1컵(411)과 마찬가지로, 상기 제4면(4122)의 내측면에 상기 접착제의 접착력을 높이기 위한 제2주름(4123)이 2개 이상 형성될 수 있다.

그리고 상기 제2주름(4123)의 줄은 상기 상하 방향, 상기 수직 방향, 또는 상기 경사진 방향으로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 제2주름(4123)도 상술한 상기 제1주름(4113)의 효과와 동일한 효과를 가질 수 있다.

상기 하부분배판(42)은, 지지단(421), 지지돌기(422) 및 고정돌기(423)를 포함할 수 있다.

상기 지지단(421)에는 유체가 유동할 수 있는 제1홀(421a)이 내부에 형성된다. 상기 지지단(421)의 상면은 상기 제1홀(421a) 방향으로 하향 경사질 수 있다.

그리고 상기 제1홀(421a)과 연통되도록 상기 지지단(421)의 하면에는 유체유입관(424)이 고정된다. 상기 유체유입관(424)으로부터 유입된 상기 원수는 상기 제1홀(421a)을 통과하여 상기 제1컵(411) 및 상기 제2컵(412) 측으로 유동할 수 있다.

상기 지지돌기(422)는 상기 제1홀(421a)의 외주에서 외측을 향하여 방사형으로 서로 이격되어, 상기 지지단(421)의 상면에 고정된다.

상기 각 지지돌기(422)는, 제1지지돌기(4221)와, 제2지지돌기(4222)를 포함할 수 있다.

상기 제1지지돌기(4221)에는 상기 제1컵(411)의 하면이 안착된다. 그리고 상기 제2지지돌기(4222)는 상기 제1지지돌기(4221)의 상면과 연결되며 상기 제1컵(411)의 측면과 접촉되는 수직면(4222a)과, 상기 수직면(4222a)과 연결되며 상기 각 제2컵(412)의 하면이 안착되는 수평면(4222b)을 구비한다.

즉, 상기 제1컵(411)은 상기 제1지지돌기(4221)의 상면과, 제2지지돌기(4222)의 측면에 의해 지지되고, 상기 제2컵(412)은 상기 제2지지돌기(4222)의 상면에 의해 지지될 수 있다.

그리고 상기 고정돌기(423)는 상기 지지단(421)의 외각에 2개 이상 형성되며, 서로 이격되어 배치된다. 그리고 상기 각 제2컵(412)에 형성된 고정홈(412b)에 삽입된다.

따라서, 상기 각 제2컵(412)은 상기 고정돌기(423)에 의해 상기 제2지지돌기(4222) 상면에 안착된 상태에서 고정될 수 있다.

상기 분사관(43)의 일단은 상기 하부컵(41)의 내부 하면에 고정되고, 타단은 상기 하부컵(41)의 상부로 노출된다.

그리고 상기 분사관(43)의 내부에는 유체가 유동할 수 있는 관통홀(431a, 432a)이 형성된다. 그리고 상기 분사관(43)이 고정되는 상기 하부컵(41)의 하면에는 상기 관통홀(431a, 432a)과 연통되는 연결홀(미도시)이 형성된다.

즉, 상기 하부분배판(42)의 상면으로 유입되는 유체는, 상기 연결홀(미도시) 및 상기 관통홀(431a, 432a)을 지나 상기 중공사막(30) 사이로 유동할 수 있다.

따라서, 상기 분사관(43)의 상기 관통홀(431a, 432a)로 공기가 유입될 경우, 상기 분사관(43)를 통과한 공기는 상기 중공사막(30) 사이로 이동하면서 상기 중공사막(30)에 붙은 이물질을 제거할 수 있을 뿐 아니라, 이물질에 점착에 의해 상기 중공사막(30)의 외곽면이 서로 붙는 형상을 방지할 수 있다.

한편, 상기 분사관(43)은 상기 제1컵(411)에 고정되는 제1분사관(431)과 상기 각 제2컵(412)컵에 고정되는 제2분사관(432)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1분사관(431)에는 제1관통홀(431a)이 형성되고, 상기 제2분사관(432)에는 제2관통홀(432a)이 형성될 수 있다.

여기서 제1분사관(431)의 제1관통홀(431a)의 단부의 직경(D1)은 상기 제2분사관(432)의 제2관통홀(432a)의 단부의 직경(D2)보다 큰 것이 바람직하다.

상기 제1분사관(431)의 제1관통홀(431a)의 단부의 직경(D1)이 상기 제2분사관(432)의 제2관통홀(432a)의 단부의 직경(D2)보다 큰 경우, 상기 중공사막(30)의 중심에서 외부를 향하여 유동하는 공기의 양이 늘어나기 때문에, 상기 중공사막(30) 사이의 이물질 효과적으로 제거할 수 있다.

그리고 상기 분사관(43)은 하부에서 상부로 향할수록 좁아지는 형상을 할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1, 제2 관통홀(431a, 432a)의 직경도 하측이 상측보다 클 수 있다.

따라서, 하측에서 상측으로 상기 제1, 제2 관통홀(431a, 432a)을 통과하는 공기는 그 속도가 빨라져, 상기 중공사막(30) 사이의 이물질 효과적으로 제거할 수 있다.

다만, 그리고 상기 분사관(43)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 상하부의 직경이 동일한 관형상일 수도 있다.

한편, 상기 분사관(43)의 길이는 상기 제2면(4112) 및 제4면(4122)의 높이보다 적어도 같거나 크게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 분사관(43)의 길이가 상기 제2면(4112) 및 제4면(4122)의 높이 보다 작을 경우, 상기 중공사막(30)을 상기 하부컵(41)에 고정할 때 접착제가 상기 관통홀(431a, 432a)로 유입될 수 있는 문제점이 발생할 수 있을 뿐 아니라, 고화된 접착제가 상기 원수 및 공기와의 충격에 의해 파손되는 문제점이 발생할 수도 있다.

상기 정수 장치(10)는 이격프레임(60)을 더 포함할 수 있다.

상기 이격프레임(60)의 내부에는 상기 하부컵(41) 또는 상기 하부분배판(42)이 삽입되는 삽입공간이 형성된다. 그리고 상기 이격프레임(60)의 외주에는 유체가 흐르는 유동관(20)의 내면과 접촉되는 복수의 이격돌기(61)가 형성된다.

상기 하부컵(41)은 상기 이격프레임(60)의 삽입공간에 삽입되어, 상기 이격프레임(60)에 의해 지지될 수 있다. 더 상세하게는 원형으로 배치된 상기 복수의 제2컵(412)은 그 둘레를 감싼 상기 이격프레임(60)에 의해 고정될 수 있다.

상기 복수의 이격돌기(61)와 상기 유동관(20)의 내면의 사이 공간으로는 상기 원수와 공기가 유동할 수 있는데, 상기 각 이격돌기(61)는 상기 원수 및 공기 부딪쳐 상기 원수와 공기가 더욱 혼합되게 할 수 있다.

도 13은 도 4의 제2고정모듈의 사시도이다.

도 13을 참조하면, 상기 제2고정모듈(50)은, 상부컵(51)과 고정프레임(52)을 포함할 수 있다.

상기 상부컵(51)은 상기 중공사막(30)의 상단부가 수용된다. 상기 고정프레임(52)에는 상기 상부컵(51)이 안착된다.

상기 상부컵(51)은 관 형상으로 상하로 관통된다. 그리고 상기 중공사막(30)은 접착제에 의해 상기 상부컵(51)의 내부에 고정된다.

상기 상부컵(51)은 상하로 관통된 관 형상을 하기 때문에, 상기 중공사막(30)의 상기 생산수 홀(30a)은 상기 생산수 유출구(22a)와 연통된다.

따라서 상기 중공사막(30)의 상기 생산수 홀(30a) 내부의 상기 생산수는 상기 상부컵(51)의 상측으로 배출될 수 있다. 그리고 상기 중공사막(30)의 상기 생산수 홀(30a)에서 배출된 상기 생산수는 상기 제2커넥터(22)의 상기 생산수 유출구(22a)를 통해 상기 생산수 유출관(80)으로 이동할 수 있다.

더 상세히 설명하면, 상기 제2고정모듈(50)은 상기 제2커넥터(22)의 내부 공간을 상기 생산수 유출구(22a)와 연결된 제1구역(S1)과, 상기 유체 배출구(22b)와 연결된 제2구역(S2)으로 구획할 수 있다(도 14 참조).

상기 제1구역(S1)은 상기 중공사막(30)의 상기 생산수 홀(30a)과 연통되기 때문에, 상기 제1구역(S1)에는 상기 중공사막(30)의 상기 생산수 홀(30a)에서 배출된 상기 생산수만 유동할 수 있다.

그리고 상기 제2구역(S2)의 상기 혼합유체는, 상기 제2고정모듈(50)에 의해 상기 제1구역(S1)으로의 유동이 차단되고, 상기 유체 배출구(22b)를 통해 오염수 배출관(90)으로 유동한다.

한편, 상기 중공사막(30)의 상단부는 상기 상부컵(51)에 채워진 접착제에 의해 상기 상부컵(51)에 고정될 수 있다.

그리고, 상기 상부컵(51)의 내면에는 내부로 돌출된 고정막(5112, 5122)이 구비될 수 있다.

상기 상부컵(51)은, 제3컵(511)과 복수의 제4컵(512)을 포함할 수 있다.

상기 제3컵(511)의 외주면을 따라 복수의 제4컵(512)이 배치되고, 상기 복수의 제4의 배치에 따라 형성된 내부 공간에는 상기 제3컵(511)이 배치된다.

상기 제1컵(411)과 상기 제2컵(412)과 마차단가지로 상기 제3컵(511)의 내부에는 제3주름(5111)이 형성되고, 상기 각 제4컵(512)의 내부에는 제4주름(5121)이 형성될 수 있다. 상기 제3주름(5111)와 제4주름(5121)은 접착제의 접착력을 높여줄 수 있다.

한편, 상기 제1컵(411)과 상기 제3컵(511)은 서로 대응되고, 상기 제2컵(412)과 상기 제4컵(512)은 서로 대응된다.

더 상세하게 상기 중공사막(30)의 일부는 서로 마주보며 상하로 배치된 상기 제1컵(411)과 상기 제3컵(511)을 연결하고, 또한 상기 중공사막(30)의 다른 일부는 서로 마주보며 상하로 배치된 상기 제2컵(412)과 상기 제4컵(512)을 연결한다(도 4참조).

이하에서는 도면을 참고하여 상기 수처리 장치에서 상기 원수가 정수되어 상기 생산수가 생산되는 과정을 설명한다.

도 14는 도 2의 정수 장치에서 상기 원수가 정수되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 원수 공급관(70)을 통해 공급된 상기 원수는 상기 제1커넥터(21)의 상기 원수 유입구(21a)로 유입된다. 이와 동시에 상기 공기공급관(미도시)을 통해 공급된 공기는 상기 제1커넥터(21)의 공기 유입구(21b)로 유입된다.

그리고, 상기 제1커넥터(21)의 상기 원수 유입구(21a)와 공기 유입구(21b)를 통해 유입된 상기 원수는 상기 제1커넥터(21)의 내부에서 혼합된다.

상기 원수와 공기가 혼합된 상기 혼합유체 상기 분사관(43)과, 상기 복수의 이격돌기(61)와 상기 유동관(20)의 내면의 사이 공간로 통하여 상기 중공사막(30)의 외부로 유동한다.

이때, 상기 혼합유체 내부의 공기는 상기 중공사막(30) 사이에 이물질이 쌓이는 현상을 방지할 수 있다.

특히, 상기 분사관(43)을 통해 상기 중공사막(30)으로 배출된 상기 혼합유체에 포함된 공기는, 상기 유동관(20)의 하측 중심부에서 상기 유동관(20)의 상측 외각부를 향해 유동하면서, 상기 중공사막(30) 사이에 쌓인 이물질을 제거할 수 있다.

그리고 상기 혼합유체에 포함된 상기 원수는 상기 중공사막(30)의 외부 공간(30b)에서 상기 중공사막(30)을 관통하여 중공사막(30)의 상기 생산수 홀(30a)로 유동하면서 필터링될 수 있다.

그리고 상기 생산후 홀(30a) 내부의 상기 생산수는 상기 상부컵(51)의 상측, 즉 상기 제1구역(S1)으로 배출된다.

상기 제1구역(S1)으로 배출된 상기 생산수는 상기 제2커넥터(22)의 상기 생산수 유출구(22a)를 통해 상기 생산수 유출관(80)으로 유동한다.

그리고, 필터링 되지 않는 상기 혼합유체는 상기 제2구역(S2)을 지나 상기 제2커넥터(22)의 유체 배출구(22b)를 통해 오염수 배출관(90)으로 배출된다.

이하에서는 도면을 참고하여 상기 수처리 장치에서 중공사막의 세척과정을 설명한다.

도 15는 도 2의 정수 장치에서 중공사막이 세척되는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 15를 참고하면, 상기 수처리 장치(1)에서 상기 중공사막(30)의 세척은, 상기 원수가 정수될 때의 유체의 흐름과 반대되는 유체의 흐름을 형성함으로써 이루어진다.

먼저, 상기 유체 배출구(22b)는 차폐된다. 그리고 상기 생산수 유출관(80)을 통해 오염되지 않은 물을 상기 제2커넥터(22)의 상기 생산수 유출구(22a)로 주입시킨다. 상기 제2커넥터(22)의 상기 생산수 유출구(22a)로 주입된 물은 상기 제1구역(S1)을 통해 상기 중공사막(30)의 상기 생산수 홀(30a) 내부로 이동한다.

그리고, 상기 중공사막(30)의 상기 생산수 홀(30a)의 내부로 유동하는 물은 상기 중공사막(30)을 관통하여 상기 중공사막(30)의 외부 공간(30b)으로 유동한다. 이때 상기 중공사막(30)을 관통하는 물은 상기 중공사막(30)에 침착된 오염물질은 떼어낸다.

상기 오염물질과 섞인 물은 상기 제1커넥터(21)의 상기 원수 유입구(21a)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이때, 상기 공기 유입구(21b)는 차폐되어 상기 오염물질과 섞인 물에 의해 사이 공기공급관(미도시)이 오염되는 것이 방지한다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1:수처리 장치 10:정수 장치
20:유동관 30:중공사막
40:제1고정모듈 41:하부컵
42:분배판 43:분사관
50:제2고정모듈 51:상부컵
52:고정프레임

Claims (13)

1. 유체를 필터링하는 중공사막의 내부에 형성된 생산수 홀이 외부와 차단되도록 상기 중공사막의 일단부를 고정하는 중공사막 고정모듈에 있어서,
   상기 중공사막의 일단부가 수용되는 컵;
   상기 컵이 안착되는 분배판; 및
   상기 중공사막의 일단부 사이에 개재되도록 상기 컵의 하면에 고정되고, 내부에는 상하로 관통하는 관통홀이 형성되어 유체를 상기 중공사막 사이로 분사시키는 분사관을 포함하고
   상기 컵은,
   제1컵과,
   상기 제1컵의 외주면을 따라 배치되는 복수의 제2컵을 포함하는 중공사막 고정모듈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 관통홀은 하측에서 상측으로 향할수록 좁아지는 형상인 중공사막 고정모듈.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 분사관은,
   상기 제1컵에 구비된 제1분사관과,
   상기 각 제2컵에 구비된 제2분사관을 포함하는 중공사막 고정모듈.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1컵은,
   상기 분배판에 안착되는 제1면과,
   상기 제1면의 외주에서 상측으로 연장되어 내부에 공간을 형성하는 제2면을 포함하는 중공사막 고정모듈.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1면은 원형인 중공사막 고정모듈.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 컵의 내면에는 복수의 주름이 형성된 중공사막 고정모듈.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 주름은 상하 방향으로 형성된 중공사막 고정모듈.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2컵은 4개 내지 6개가 원형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 중공사막 고정모듈.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 분배판은,
   내부에 유체가 유동할 수 있는 제1홀이 형성된 지지단과,
   상기 제1홀의 외주에서 서로 이격되도록, 방사형으로 상기 지지단의 상면에 고정되는 복수의 지지돌기와,
   상기 지지단의 외각에 서로 이격되어 고정되고, 상기 각 제2컵에 형성되는 고정홈에 삽입되는 고정돌기를 포함하는 중공사막 고정모듈.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1홀과 연통되도록 상기 지지단의 하면에 고정되는 유체유입관을 더 포함하는 중공사막 고정모듈.
    
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 각 지지돌기는,
    상기 제1컵의 하면과 접촉되는 제1지지돌기와,
    상기 제1컵의 측면과 접촉되는 수직면과 상기 각 제2컵의 하면과 접촉되는 수평면을 구비한 제2지지돌기를 포함하는 중공사막 고정모듈.
    
12. 유체가 유동하는 유동관;
    상기 유동관의 내부에 배치되어 상기 유체를 필터링하는 중공사막;
    상기 유동관의 하부에 설치되고, 상기 중공사막에 형성된 생산수 홀이 외부와 차단되도록 상기 중공사막의 일단부를 고정하는 제1고정모듈; 및
    상기 유동관의 상부에 설치되고, 상기 중공사막에 형성된 생산수 홀이 외부와 연통되도록 상기 중공사막의 타단부를 고정하는 제2고정모듈을 포함하고,
    상기 제1고정모듈은,
    상기 중공사막의 일단부가 수용되는 하부컵과,
    상기 하부컵이 안착되는 하부분배판과,
    상기 중공사막의 일단부 사이에 개재되도록 상기 하부컵의 하면에 고정되고, 내부에는 상하로 관통하는 관통홀이 형성되어 유체를 상기 중공사막 사이로 분사시키는 분사관을 포함하는 정수 장치.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 하부컵 또는 상기 분배판이 삽입되는 삽입공간이 내부에 형성되고, 외주에는 상기 유동관의 내면과 접촉되는 복수의 돌기가 구비된 이격프레임 더 포함하는 정수 장치.

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