KR101754274B1 - Energy-saving type Dehumidifying membrane module - Google Patents

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KR101754274B1 KR1020150159563A KR20150159563A KR101754274B1 KR 101754274 B1 KR101754274 B1 KR 101754274B1 KR 1020150159563 A KR1020150159563 A KR 1020150159563A KR 20150159563 A KR20150159563 A KR 20150159563A KR 101754274 B1 KR101754274 B1 KR 101754274B1
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Abstract

본 발명은 종래의 제습분리막이 스윕가스를 균등하게 분배하지 못하여 분리효율이 떨어지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중공사가 집합되는 헤더에 스윕가스가 유입되는 유입구를 여러 개 설치하고, 효율적으로 배치함으로써 중공사 모두에 스윕가스를 균등하게 분배하여 유입시키는 결과 분리효율이 높아진 에너지절약형 제습분리막 모듈에 관한 것이다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to solve the problem that the conventional dehumidification separator can not uniformly distribute the sweep gas, The present invention relates to an energy saving type dehumidification membrane module in which a sweep gas is uniformly distributed and introduced into all of the tubes.

Description

에너지절약형 제습분리막 모듈{Energy-saving type Dehumidifying membrane module}[0001] The present invention relates to an energy saving type dehumidifying membrane module,

본 발명은 에너지절약형 제습분리막 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스윕가스의 유입구와 배출구를 여러 개로 늘리고 적정 배열방법 및 이격거리를 달리하여 스윕가스가 분리막 내에서 균등하게 분배되어 흐르도록 함으로써 에너지 소비량 대비 제습효율을 높일 수 있는 에너지절약형 제습분리막 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an energy-saving dehumidification membrane module, and more particularly, to an energy-saving dehumidification membrane module, in which an inlet and an outlet of a sweep gas are increased to several, a proper arrangement method and a separation distance are varied, To an energy-saving dehumidifying membrane module capable of increasing the efficiency of the dehumidification.

산업현장 특히 발전소 등에서 배출되는 배기가스는 수증기를 포함하여 백연을 발생시킨다. 백연은 경관을 해칠 뿐만 아니라 거주민들의 민원을 야기하고, 가시거리를 제한하여 여러 사고의 원인이 된다. 또, 건물의 공조시스템 내에서 순환하거나 외부로부터 유입되는 공기는 특히 여름철에 습도가 높아 불쾌감을 야기하고, 체감온도를 상승시킨다.Exhaust gas emitted from industrial sites, especially power plants, generates white smoke including water vapor. It not only hurts the landscape, it also causes the complaints of residents and limits the visibility, which causes various accidents. In addition, the air circulated in the air conditioning system of the building or introduced from the outside causes an unpleasant feeling due to high humidity particularly in summer, and raises the sensation temperature.

따라서 종래부터 습기를 제거하기 위한 여러 가지 방안이 연구되어 왔다. 근래에 가장 효율적인 방안은 기체 분리막을 이용하여 혼합가스에 포함된 수증기를 제거하는 방안으로 막에 의한 선택적인 가스투과원리에 의하여 진행된다. 기체혼합물이 막 표면에 접촉하였을 때 기체성분은 막 속으로 용해, 확산하게 되는데 이 때 각각의 기체성분의 용해도와 투과도는 막물질에 대하여 서로 다르게 나타나게 되는 원리를 이용한 것이다. 분리막을 이용한 막분리공정은 상(Phase)변화가 없고 에너지 소모가 적은 장점 때문에 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다. 그럼에도 불구하고 제습에 사용되는 분리막의 경우 아직까지 분리효율이 낮고, 이에 따른 설치면적 증가의 문제 등에 의하여 잘 사용되고 있지 않다. 또, 최근 들어 발전소 같은 대형 산업설비뿐만 아니라 건물의 공조시스템 내에도 제습분리막을 설치려는 시도가 있지만 위와 같은 문제점 때문에 상용화되기 어려운 실정이다.Therefore, conventionally, various methods for removing moisture have been studied. In order to remove water vapor contained in the mixed gas by using a gas separation membrane, the most efficient method in recent years is carried out by the selective gas permeation principle of the membrane. When the gas mixture comes into contact with the membrane surface, the gas component dissolves and diffuses into the membrane. The solubility and permeability of each gas component is different from that of the membrane material. Membrane separation process is widely used in various fields because it has no phase change and energy consumption is low. Nevertheless, the separation membrane used for dehumidification has not yet been used because of the low efficiency of separation and the problem of increased installation area. In recent years, attempts have been made not only to install a dehumidification membrane in a large-scale industrial facility such as a power plant but also in an air conditioning system of a building, but it is difficult to commercialize the dehumidification membrane due to the above problems.

통상적인 제습분리막으로는 설치면적 대비 분리효율이 높은 중공사막이 이용된다. 중공사막 모듈은 헤더에 중공의 가느다란 실형태의 미세관이 다발로 꽂혀있는 형태가 하나의 모듈을 이룬다. 중공사는 수증기를 포함한 혼합가스의 흐름방향과 수직으로 배열되고, 중공사의 면은 수증기만을 선택적으로 투과시켜 중공사막 내부로 혼합가스에서 제거된 수증기가 분리된다. As a typical dehumidification separation membrane, a hollow separation membrane having a high separation efficiency compared to the installation area is used. The hollow fiber membrane module is a module in which a bundle of fine tubular hollow tubes is inserted into the header. The hollow fiber is arranged perpendicular to the flow direction of the mixed gas including water vapor, and the surface of the hollow fiber selectively passes water vapor to separate water vapor removed from the mixed gas into the hollow fiber membrane.

제거된 수증기는 헤더를 통해 중공사 내부로 유입되는 스윕가스에 의해 휩쓸려 배출된다. 분리막을 경계로 일측과 타측의 물질농도 차이가 높을수록 선택적 투과가 활발하게 일어나기 때문에 중공사 내부의 수증기를 제거함으로써 분리효율을 높이기 위함이다.The removed water vapor is swept away by the sweep gas flowing into the hollow fiber through the header. Since the selective permeation occurs actively as the concentration of the material at one side and the other at the other side increases, the water vapor inside the hollow fiber is removed to increase the separation efficiency.

하지만 종래기술은 스윕가스의 유입구를 하나만 설치해 유입되는 부분 주변의 중공사에만 집중적으로 스윕가스가 공급되는 문제점이 있다. 동일한 에너지가 소비되더라도 모든 중공사에 스윕가스가 균등하게 분배된다면 분리효율이 높아질 수 있을 것이다. However, in the prior art, there is a problem that only one sweep gas inlet is provided, and the sweep gas is supplied intensively only to the hollow fiber around the inflow portion. Even if the same energy is consumed, if the sweep gas is evenly distributed to all the hollow fibers, the separation efficiency can be increased.

특허문헌 1 : 한국등록특허 제 10-1328447 호Patent Document 1: Korean Patent No. 10-1328447

본 발명은 종래기술의 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중공사막 내측으로 유입되고 배출되는 스윕가스를 단위 모듈의 모든 중공사에 균등하게 분배되어 유입되게 함으로써 분리효율을 높일 수 있는 에너지 절약형 제습분리막모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an energy saving type dehumidifying and separating membrane module capable of increasing the separation efficiency by uniformly distributing the sweep gas introduced into and discharged from the hollow fiber membrane into all the hollow fibers of the unit module. The purpose is to provide.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 에너지 절약형 제습분리막모듈은 중공사 형태이고, 양단에 개구가 형성되어 있는 여러 개의 분리막과 일면은 상기 분리막의 일단에 형성되어 있는 개구와 연통하고, 타면에는 스윕가스가 유입되는 여러 개의 유입구가 설치되어 있는 유입헤더와 일면은 분리막의 타단에 형성되어 있는 개구와 연통하고, 타면에는 스윕가스가 배출되는 여러 개의 배출구가 설치되어 있는 배출헤더를 포함하고, 분리막은 수증기를 포함한 혼합가스의 진행방향과 상기 분리막의 길이방향이 수직되게 배치되고, 내측으로 수증기를 선택적으로 분리하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an energy saving type dehumidification / separation membrane module in which a plurality of separators having openings formed at both ends thereof, one side of which is in communication with an opening formed at one end of the separation membrane, And a discharge header having a plurality of outlets through which the sweep gas is discharged, the discharge header including a plurality of outlets through which the sweep gas flows, and a discharge header having one end communicating with an opening formed at the other end of the separator, Is characterized in that the traveling direction of the mixed gas including water vapor and the longitudinal direction of the separation membrane are arranged to be perpendicular to each other and the water vapor is selectively separated to the inside.

또, 여러 개의 유입구와 여러 개의 배출구는 각각 일대일 대응하여 서로 대향되게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.The plurality of inlets and the plurality of outlets are provided so as to face each other in a one-to-one correspondence.

또, 여러 개의 유입구는 상하, 좌우 방향으로 열을 맞추어 배열되고, 동일한 열에 배열된 유입구는 배열된 열이 속하는 유입헤더 타면의 분할선 길이의 30% 이상 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.Further, the plurality of inlets are arranged so as to be aligned in the vertical and horizontal directions, and the inlets arranged in the same column are spaced apart from each other by 30% or more of the split line length of the other side of the inlet header to which the arranged heat belongs.

또, 동일한 열에 배열된 유입구에서 선두와 후미에 배열된 유입구는 분할선 양 끝점에서 분할선 길이의 15% 이상 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet and outlet arranged at the inlet and the outlet arranged at the same column are characterized in that they are installed at 15% or more of the division line length at both ends of the division line.

또, 제 1 헤더의 일면과 타면의 거리는 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the distance between one surface of the first header and the other surface can be adjusted.

또, 제 2 헤더의 일면과 타면의 거리는 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다. The distance between one surface of the second header and the other surface can be adjusted.

본 발명에 따르면, 스윕가스 유입구를 여러 개 설치하고, 효율적으로 배치하여 모듈 내의 모든 중공사 내부에 스윕가스가 균등하게 유입된다. 따라서 종래의 제습분리막과 비교하여 소비되는 에너지는 동일하지만 수증기의 분리효율은 증가한다. 그 결과 동일한 수증기를 제거하는데 필요한 분리막 유닛의 설치면적을 줄일 수 있는 에너지절약형 제습분리막 모듈을 제공한다.According to the present invention, a plurality of sweep gas inlets are provided, efficiently arranged, and the sweep gas is uniformly introduced into all the hollow fibers in the module. Therefore, the energy consumed is the same as that of the conventional dehumidifying separator, but the efficiency of separation of steam is increased. As a result, there is provided an energy saving type dehumidification membrane module capable of reducing the installation area of the separation membrane unit required to remove the same water vapor.

도 1은 제습시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2는 중공사막 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 3은 중공사막 모듈(300)을 도시한 사시도이다.
도 4, 5는 유입헤더 부분의 종방향 단면을 나타낸 단면도이다.
도 6은 높이를 조절할 수 있는 유입헤더(350)를 나타낸 부분적으로 투시된 사시도이다.
도 7은 실시예 1-6의 중공사막 모듈의 제습량 비와 제습성능비의 실험결과 그래프이다.1 is a block diagram schematically illustrating a dehumidification system.
2 is a perspective view showing a hollow fiber membrane unit.
3 is a perspective view illustrating the hollow fiber membrane module 300. FIG.
Figures 4 and 5 are cross-sectional views showing a longitudinal section of the inlet header portion.
Figure 6 is a partially perspective perspective view of a height adjustable inlet header 350.
7 is a graph showing experimental results of dehumidification ratio and dehumidification performance ratio of the hollow fiber membrane module of Examples 1-6.

이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components, and the same reference numerals will be used to designate the same or similar components. Detailed descriptions of known functions and configurations are omitted.

도 1은 제습시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a dehumidification system.

본 발명의 실시형태에서의 제습시스템(100)은 건물 공조시스템의 구성요소인 덕트(106)에 설치되는 경우를 산정하였다. 하지만 이에 국한되지 않고, 발전소의 냉각탑 등과 같은 여러 산업설비에 설치될 수 있다.The dehumidifying system 100 in the embodiment of the present invention is provided in the duct 106 which is a component of the building air conditioning system. However, the present invention is not limited to this and can be installed in various industrial facilities such as a cooling tower of a power plant.

제습시스템(100)은 수증기가 혼합된 혼합기체가 흐르는 유로인 덕트(106)와 덕트(106) 내에 설치된 중공사막 유닛(200)과 부압펌프(102)와 기액분리기(104)를 포함한다. 중공사막 유닛(200)은 여러 개의 중공사막 모듈(300)이 모여 이루어진다. The dehumidification system 100 includes a duct 106 as a flow path through which a mixed gas containing water vapor flows and a hollow fiber membrane unit 200, a negative pressure pump 102 and a gas-liquid separator 104 installed in the duct 106. The hollow fiber membrane unit 200 includes a plurality of hollow fiber membrane modules 300.

덕트(106)의 상류 측에는 수증기가 혼합된 혼합기체(화살표 A)가 흐르고, 하류 측에는 중공사막 유닛(200)을 통과하여 수증기가 제거된 혼합기체(화살표 B)가 흐른다. 수증기가 제거된 혼합기체는 실내로 공급되며 습도가 낮기 때문에 쾌적감을 제공한다.A mixed gas (arrow A) mixed with water vapor flows on the upstream side of the duct 106 and a mixed gas (arrow B) through which the steam is removed through the hollow fiber membrane unit 200 on the downstream side. The vapor-removed mixed gas is supplied to the room and provides a pleasant feeling because of its low humidity.

스윕가스는 중공사막 유닛(200)으로 유입되어(화살표 C) 중공사 내부에서 분리된 수증기와 함께 중공사막 유닛(200) 밖으로 배출된다.(화살표 D)도 1에서 도시한 바와 같이 혼합기체와 스윕가스가 흐르는 방향은 서로 수직한다.The sweep gas flows into the hollow fiber membrane unit 200 (arrow C) and is discharged to the outside of the hollow fiber membrane unit 200 together with water vapor separated inside the hollow fiber membrane. (Arrow D) As shown in FIG. 1, The direction of gas flow is perpendicular to each other.

부압펌프(102)는 스윕가스가 흐를 수 있도록 스윕가스가 배출되는 측(화살표 D)에 부압을 형성하는 장치로 공지의 부압펌프이다. 따라서 스윕가스는 화살표 C측에서 화살표 D측으로 빨려 들어가 화살표 C, D방향으로 이동하게 된다.The negative pressure pump 102 is a known negative pressure pump for forming a negative pressure on the side (arrow D) where the sweep gas is discharged so that the sweep gas can flow. Therefore, the sweep gas is sucked from the arrow C side to the arrow D side and moves in the directions of the arrows C and D.

기액분리기(104)는 혼합기체에서 분리된 수증기를 응결하여 액상으로 만드는 장치로 공지의 기액분리기(104)이다. 액상으로 변한 수증기는 제습시스템(100) 외부로 배출되거나 저장탱크(미도시)로 이송되어 보관된다.The gas-liquid separator 104 is a known gas-liquid separator 104 as a device for condensing water vapor separated from a mixed gas and converting it into a liquid. The water vapor changed into a liquid phase is discharged to the outside of the dehumidifying system 100 or transferred to and stored in a storage tank (not shown).

도 2는 중공사막 유닛을 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing a hollow fiber membrane unit.

중공사막 유닛(200)은 수 개의 중공사막 모듈(300)과 각각의 중공사막 모듈(300)의 중공사 내측과 연통되고, 중공사막 모듈(300)의 일단에 설치되어 중공사 내측에 스윕가스를 공급하는 유입챔버(240)와 유입챔버(240)에 설치되어 외부에서 유입챔버(240)로 스윕가스를 공급하는 유입관(220)과 각각의 중공사막 모듈(300)의 중공사 내측과 연통되고, 중공사막 모듈(300)의 타단에 설치되어 중공사 내측의 스윕가스를 배출시키는 배출챔버(230)와 배출챔버(230)에 설치되어 배출챔버(230)에 모인 스윕가스가 외부로 배출되는 유로인 배출관(210)을 포함한다.The hollow fiber membrane module 200 is connected to several hollow fiber membrane modules 300 and the hollow fiber membranes of the respective hollow fiber membrane modules 300 and is installed at one end of the hollow fiber membrane module 300, An inflow pipe 220 installed in the inflow chamber 240 and the inflow chamber 240 for supplying the sweep gas from the outside to the inflow chamber 240 and the inner side of the hollow fiber membrane of the hollow fiber membrane module 300 A discharge chamber 230 installed at the other end of the hollow fiber membrane module 300 for discharging the sweep gas inside the hollow fiber membrane and a discharge channel 230 installed at the discharge chamber 230 for discharging the sweep gas collected in the discharge chamber 230 to the outside. And a discharge pipe 210 for discharging the gas.

수증기를 포함한 혼합기체는 덕트(106)의 상류측(화살표 A)에서 여러 개의 중공사막 모듈(300)을 거치고, 중공사막 모듈(300)에서 수증기는 중공사면을 투과하여 중공사 내측으로 분리되지만 수증기를 제외한 혼합기체는 중공사면을 투과하지 못하고 그대로 흘러 덕트(106)의 하류측(화살표 B)에 이른다.The mixed gas including water vapor passes through several hollow fiber membrane modules 300 on the upstream side (arrow A) of the duct 106, and the water vapor is separated from the hollow fiber membrane module 300 through the hollow fiber plane to the inside of the hollow fiber membrane, (Arrow B) of the duct 106 without passing through the hollow sphere.

반면, 스윕가스는 외부(화살표 C)로부터 유입관(220)을 따라 유입챔버(240)로 공급되고, 유입챔버(240)에 공급된 스윕가스는 수개의 중공사막 모듈(300) 각각에 유입되어 중공사 내측을 거치고, 중공사 내측에서 분리된 수증기와 함께 중공사 내측에서 배출되어 배출챔버(230)로 모이고 배출챔버(230)에 모인 스윕가스와 수증기는 배출관(210)을 따라 기액분리기(104)로 이송된다. 배출챔버(230)는 상술한 부압펌프(102)에 의해 부압이 형성되어 있어 대기압보다 낮고, 유입챔버(240)의 기압은 대기압보다 높기 때문에 스윕가스는 이러한 압력 차에 의해 이동하게 된다. On the other hand, the sweep gas is supplied from the outside (arrow C) to the inflow chamber 240 along the inflow pipe 220, and the sweep gas supplied to the inflow chamber 240 flows into each of the several hollow fiber membrane modules 300 The sweep gas and the water vapor collected in the discharge chamber 230 are discharged from the hollow fiber along with the water vapor separated from the inside of the hollow fiber by the gas-liquid separator 104 . The sweep gas is moved by this pressure difference because the discharge chamber 230 has a negative pressure formed by the above-described negative pressure pump 102 and is lower than the atmospheric pressure and the atmospheric pressure of the inlet chamber 240 is higher than the atmospheric pressure.

상술한 혼합기체가 흐르는 계와 스윕가스가 흐르는 계는 중공사막 모듈(300)에 의해 서로 차단되고, 차단된 계 사이는 중공사막 모듈(300)의 중공사를 투과한 수증기만이 이동하게 된다.The system in which the mixed gas flows and the system in which the sweep gas flows are blocked by the hollow fiber membrane module 300 and only water vapor that has passed through the hollow fibers of the hollow fiber membrane module 300 moves between the blocked systems.

도 3은 중공사막 모듈(300)을 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating the hollow fiber membrane module 300. FIG.

중공사막 모듈(300)은 중공 형태이고, 양단에 개구가 형성되어 있는 여러 개의 중공사가 모여 있는 중공사 다발(310)과 직육면체 형태이고, 윗면은 중공사의 아랫단에 형성되어 있는 개구와 연통하고, 아랫면은 스윕가스가 유입되는 2 개의 유입구(360)가 설치되어 있는 유입헤더(350)와 직육면체 형태이고, 아랫면은 중공사의 윗단에 형성되어 있는 개구와 연통하고, 윗면에는 스윕가스가 배출되는 2 개의 배출구(360)가 설치되어 있는 배출헤더(330)를 포함한다.The hollow fiber membrane module 300 is hollow and has a rectangular parallelepiped shape with a hollow fiber bundle 310 in which a plurality of hollow fibers having openings formed at both ends are gathered and has an upper surface communicating with an opening formed at the lower end of the hollow fiber, Is connected to an opening formed at the upper end of the hollow fiber yarn, and two outlets (360, 360, 360, 360, 360, 360) And a discharge header 330 in which a discharge pipe 360 is installed.

종래의 중공사막 모듈은 유입구와 배출구가 각각 1개씩 형성되어 있는 것에 반해 본 발명의 실시형태에서는 유입구, 배출구(360)의 개수는 각각 2 개이고 나아가 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않고 유입구, 배출구의 개수가 2 이상인 경우도 포함한다. 헤더(330, 350)의 형태 또한 제한되지 않는다.In the conventional hollow fiber membrane module, one inlet and one outlet are formed, whereas in the embodiment of the present invention, the number of the inlet and outlet 360 is two, and the scope of the present invention is not limited thereto. The number of which is two or more. The forms of the headers 330 and 350 are also not limited.

중공사는 중공의 미세한 원통형태이고, 양단에 개구가 형성되어 있다. 중공사 면은 혼합기체 중 수증기만을 선택적으로 투과하여 중공사 내측으로 분리한다. The hollow fiber has a hollow, fine cylindrical shape and openings are formed at both ends. The hollow surface selectively permeates only the water vapor in the mixed gas and is separated inside the hollow fiber membrane.

중공사의 아랫단 개구는 유입헤더(350)와 연통되어있고, 유입헤더(350)는 유입구(360)를 통하여 유입챔버(240)와 연통되어 있기 때문에 스윕가스가 공급된다.The bottom opening of the hollow fiber is in communication with the inlet header 350 and the inlet header 350 is connected to the inlet chamber 240 through the inlet 360 to supply the sweep gas.

중공사의 윗단 개구는 배출헤더(330)와 연통되어 있고, 배출헤더(330)는 배출구(360)를 통하여 배출챔버(230)와 연통되어 있기 때문에 스윕가스가 배출된다. The upper end opening of the hollow fiber communicates with the discharge header 330 and the discharge header 330 communicates with the discharge chamber 230 through the discharge port 360 so that the sweep gas is discharged.

스윕가스는 유입구(360)를 통해 유입헤더(350)로 공급되어 중공사 내측을 거치고, 중공사 내측에서 분리된 수증기와 함께 배출해더(330)로 모여 배출구(360)를 통해 배출된다.The sweep gas is supplied to the inlet header 350 through the inlet 360, passes through the inside of the hollow fiber, and is discharged together with water vapor separated from the inside of the hollow fiber to be collected at the outlet 330 and discharged through the outlet 360.

유입구, 배출구(360) 공지의 노즐일 수 있고, 바람직하게는 여러 개의 유입구와 상기 여러 개의 배출구는 각각 일대일 대응하여 서로 대향되게 설치되어 있을 수 있다. 따라서 스윕가스가 균등하게 유입되고, 이를 유지하면서 배출될 수 있다.An inlet, and an outlet 360. Preferably, the plurality of inlets and the plurality of outlets may be provided so as to face each other in a one-to-one correspondence with each other. Therefore, the sweep gas can flow uniformly and can be discharged while maintaining it.

더 바람직하게는 배출구(360)는 유입구(360)와 일대일 대응하여 서로 대향되게 설치되고, 유입구(360)는 상하, 좌우 방향으로 열을 맞추어 배열되고, 동일한 열에 배열된 유입구(360)는 배열된 열이 속하는 유입헤더 타면의 분할선(A) 길이의 30% 이상 이격되어 설치될 수 있다. More preferably, the outflow ports 360 are disposed to face each other in a one-to-one correspondence with the inflow ports 360, and the inflow ports 360 are arranged in rows in the up-and-down direction and in the left-right direction, Can be installed at a distance of 30% or more of the length of the dividing line (A) on the other side of the inlet header to which the heat belongs.

더욱 더 바람직하게는 동일한 열에 배열된 유입구(360)에서 선두와 후미에 배열된 유입구(360)는 상술한 분할선(A) 양 끝점에서 분할선(A) 길이의 15% 이상 이격되어 설치될 수 있다. 이하 그 이유를 설명한다.Still more preferably, the inlet 360 arranged at the leading and trailing ends of the inlet 360 arranged in the same column may be installed at 15% or more of the length of the dividing line A at both ends of the dividing line A described above . Hereinafter, the reason will be explained.

도 4, 5는 유입헤더 부분의 종방향 단면을 나타낸 단면도이다.Figures 4 and 5 are cross-sectional views showing a longitudinal section of the inlet header portion.

도 4에서 나타낸 바와 같이 유입구(360)가 2개인 경우 1개인 경우보다 스윕가스가 균등하게 분배된다. a는 유입구(360)간 이격된 거리이고, b는 유입헤더(350) 아랫면의 가장자리로부터 유입구(360)가 이격된 거리이다.As shown in FIG. 4, the sweep gas is evenly distributed when the number of the inlet ports 360 is two. a is the distance between the inlet 360 and b is the distance the inlet 360 is spaced from the edge of the bottom of the inlet header 350.

그러나 도 5에서 나타낸 바와 같이 유입구(360)간 이격된 거리가 너무 짧으면 각각의 유입구(360)에서 분사된 스윕가스가 서로 간섭하여 c로 표시된 부분만큼 스윕가스가 제대로 공급되지 않는 음영대가 발생한다. 이러한 현상은 유입헤더(350) 아랫면의 가장자리와 유입구(360) 간의 이격된 거리가 짧을 때도 분사된 스윕가스가 유입헤더(350)의 내벽에 충돌하여 발생하게 된다.However, as shown in FIG. 5, if the distances between the inlet ports 360 are too short, the sweep gas injected from the respective inlet ports 360 interfere with each other, so that a shade band in which the sweep gas is not supplied is generated. This phenomenon occurs even when the distance between the bottom edge of the inlet header 350 and the inlet 360 is short, the sweep gas injected collides against the inner wall of the inlet header 350.

따라서 이러한 음영대가 발생하지 않기 위해서는 유입구(360) 간 또는 유입구(360)와 유입헤더(350) 아랫면의 가장자리가 일정길이 이상 이격되어 있어야 한다.Therefore, in order not to cause such a shadow, the edges of the inlet 360 or the bottom of the inlet 360 and the inlet header 350 should be spaced apart from each other by a predetermined length or more.

후술하는 실험결과에서 나타난 바와 같이 통상적인 중공사막 모듈에서는 a의 길이는 도 3에서 도시한 분할선(A) 길이의 30% 이상 이어야 하고, b의 길이는 이의 1/2인 도 3에서 도시한 분할선(A) 길이의 15% 이상이어야 한다.As shown in the experimental results to be described later, in a conventional hollow fiber membrane module, the length of a should be 30% or more of the length of the dividing line A shown in Fig. 3, and the length of b should be 1/2 It shall be not less than 15% of the length of the dividing line (A).

하지만 통상적이지 않은 중공사막 모듈 예를 들면 도 5에서 도시한 바와 같이 헤더의 높이가 높은 경우 같은 경우에는 헤더의 윗면(일면)과 아랫면(타면)의 거리를 조절함으로써 스윕가스의 기체분자의 운동파동이 서로 간섭되지 않게 할 수 있다. 즉 도 5에서 유입헤더(350)의 윗면을 스윕가스의 기체분자의 운동파동이 서로 간섭되는 지점의 아래까지 내리면 이러한 간섭현상은 발생하지 않는다. 이는 배출헤더(330)에도 동일하게 적용된다.However, as shown in FIG. 5, when the height of the header is high, the distance between the top surface (one surface) and the bottom surface (the other surface) of the header is adjusted, Can be prevented from interfering with each other. That is, in FIG. 5, if the upper surface of the inlet header 350 is lowered below the point where the motion waves of the gas molecules of the sweep gas interfere with each other, this interference phenomenon does not occur. This applies equally to the emission header 330.

도 6은 높이를 조절할 수 있는 유입헤더를 나타낸 부분적으로 투시된 사시도이다.Figure 6 is a partially perspective perspective view of a height adjustable inlet header.

높이를 조절할 수 있는 유입헤더(350)는 높이가 조절되는 상부플레이트(410)와 프레임(430)과 플레임(430) 내벽 내측에 설치된 실링막(450)과 랙-피니언 기어를 포함하는 이동장치(470)를 포함한다.An inlet header 350 capable of adjusting the height includes a top plate 410 whose height is adjusted and a moving device 450 including a frame 430 and a sealing film 450 provided inside the inner wall of the flame 430 and a rack- 470).

상부플레이트(410)는 상술한 유입헤더(350)의 윗면에 대응되는 평판으로 수 개의 중공사가 수용되어 높이를 조절할 수 있는 유입헤더(350)의 내부공간과 연통될 수 있도록 하는 수 개의 개구가 열을 맞추어 형성되어 있다.The upper plate 410 has a plurality of openings for accommodating several hollow fibers in a flat plate corresponding to the upper surface of the inlet header 350 and communicating with the inner space of the inlet header 350, As shown in FIG.

플레임(430)은 윗면이 없는 육면체 형태로 내벽(옆면) 내측에는 실링막(450)이 설치되어 있다. 실링막(450)은 공지의 실링부재로 예를 들면 합성고무가 도포될 수 있다. 이는 상부플레이트(410)와 플레임(430) 내벽(옆면) 내측과 접합하는 부분에서 스윕가스가 빠져나가지 않고 온전히 중공사 내부로 유입되게 하는 동시에 상부플레이트(410)의 이동이 마찰 없이 이동하게하기 위한 것이다.The frame 430 has a hexahedral shape without a top surface, and a sealing film 450 is provided on the inner side of the inner surface (side surface). The sealing film 450 may be a known sealing member, for example, a synthetic rubber. This ensures that the sweep gas does not escape from the upper plate 410 and the inner side of the inner side wall of the flame 430 but flows into the hollow fiber completely without moving the upper plate 410 without friction. will be.

상부플레이트(410)의 각 모서리에는 아래 방향으로 지지다리와 같은 형태로 랙기어가 설치된다. 이에 대응하여 기어이가 맞물리게 플레임(430)의 각 모서리에는 피니언기어가 형성되어 있다. 이동장치(470)는 랙기어와 피니언 기어를 포함할 수 있고, 피니언기어가 회전함에 따라 랙기어가 상부 또는 하부로 이동하여 이와 연결된 상부플레이트(410)의 높이를 조절할 수 있다.At each corner of the upper plate 410, a rack gear is installed in the form of a supporting leg in a downward direction. Corresponding to this, a pinion gear is formed at each corner of the frame 430 to engage with the gear. The moving device 470 may include a rack gear and a pinion gear, and as the pinion gear rotates, the rack gear moves upward or downward to adjust the height of the top plate 410 connected thereto.

상기 랙기어와 피니언 기어는 공지의 기술로서 자세한 설명은 생략한다. 피니언 기어에는 모터(미도시)가 연결되어 회전동력을 제공할 수있고, 모터는 원격조정장치(미도시)에 의해 제어될 수 있다.The rack gear and the pinion gear are well known in the art and will not be described in detail. A motor (not shown) may be connected to the pinion gear to provide rotational power, and the motor may be controlled by a remote control device (not shown).

이하 실험을 통하여 본 발명의 효과를 증명한다.The effects of the present invention are demonstrated through the following experiments.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

1개의 유입관과 1개의 배출관이 서로 대향되게 설치되어 있는 종래의 중공사막모듈이다. A conventional hollow fiber membrane module in which one inlet pipe and one outlet pipe are provided so as to face each other.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

1개의 유입관과 1개의 배출관이 서로 사선 방향으로 유입헤더 또는 배출헤더의 가장자리에 설치되어 있는 중곡사막모듈이다.Wherein one inlet pipe and one outlet pipe are installed at the edges of the inlet header or the outlet header diagonally to each other.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

열을 맞춘 3개의 유입관과 열을 맞춘 3개의 배출관이 서로 대향되게 설치되어 있고, 유입관들과 배출관들의 간격은 배열된 열이 속하는 유입헤더 타면의 분할선 길이의 20%인 중공사막모듈이다.Three inlet pipes aligned with heat and three outlet pipes aligned with each other are arranged so as to face each other and a space between the inlet pipes and the outlet pipes is a hollow fiber membrane module which is 20% of the division line length of the inlet header face to which the arranged heat belongs .

<실시예 4><Example 4>

열을 맞춘 2개의 유입관과 열을 맞춘 2개의 배출관이 서로 대향되게 설치되어 있고, 유입관들과 배출관 들의 간격은 배열된 열이 속하는 유입헤더 타면의 분할선 길이의 30%인 중공사막모듈이다.Two inlet pipes aligned with heat and two outlet pipes aligned with each other are arranged opposite to each other and the interval between the inlet pipes and the outlet pipes is 30% of the split wire length of the inlet header face to which the arranged heat belongs .

<실시예 5>&Lt; Example 5 >

1개의 유입관이 유입헤더 중앙에 설치되어 있고, 열을 맞춘 2개의 배출관이 배열된 열이 속하는 배출헤더 타면의 분할선 길이의 30% 이격되어 배출헤더에 설치되어 있는 중공사막모듈이다.The hollow fiber membrane module is installed in the discharge header with one inlet pipe disposed at the center of the inlet header and spaced by 30% of the division line length of the discharge header surface to which the heat-aligned two discharge pipes belong.

<실시예 6>&Lt; Example 6 >

열을 맞춘 2개의 유입관이 배열된 열이 속하는 유입헤더 타면의 분할선 길이의 30% 이격되어 유입헤더에 설치되어 있고, 1 개의 배출관이 배출헤더 중앙에 설치되어 있는 중공사막 모듈이다.A hollow fiber membrane module in which two inlet pipes aligned with heat are arranged in the inlet header at a distance of 30% of the division line length on the other side of the inlet header to which heat is arranged and one outlet pipe is installed in the center of the outlet header.

도 7은 실시예 1-6의 중공사막 모듈의 제습량비와 제습성능비의 실험결과 그래프이다. 동일한 조건에서 상술한 실시예 1-6의 중공사막 모듈에 상대습도 57%, 기온 30.6?, 이슬점 21.1?의 대기를 각각 5LPM, 10LPM의 투과속도로 투과하여 제습량과 제습성능을 측정하였고, 실시예 1의 실험값을 기준값 1로 하여 실시예 5-6의 실험값을 이에 대한 비율로 나타냈다. 그래프의 x축은 실시예를 의미하고, y축은 도 7a에서는 제습량비(Dehumidification amount rate)를 의미하고, 도 7b에서는 제습성능비(Dehumidification perfomance rate)를 의미한다.7 is a graph showing experimental results of dehumidifying amount ratio and dehumidifying performance ratio of the hollow fiber membrane module of Example 1-6. The dehumidification amount and the dehumidification performance of the hollow fiber membrane modules of Examples 1-6 were measured by the permeation rate of 5 LPM and 10 LPM at the relative humidity of 57%, 30.6?, And 21.1? The experimental value of Example 1 was set as the reference value 1, and the experimental value of Example 5-6 was expressed as a ratio thereof. The x axis of the graph represents the embodiment, the y axis represents the dehumidification amount rate in FIG. 7A, and the dehumidification performance ratio in FIG. 7B.

실험결과를 분석하면, 실시예 1과 실시예 2의 실험결과를 비교하면 유입관과 배출관을 서로 대향되게 설치하는 것이 서로 대향되지 않게 설치하는 것 보다 제습효과를 증대시켜 에너지효율적인 것을 알 수 있다.When the experimental results are analyzed, it can be seen that comparing the experimental results of Example 1 and Example 2 shows that the installation of the inlet pipe and the discharge pipe facing each other is energy efficient by increasing the dehumidifying effect, rather than installing them facing each other.

또, 실시예 4와 실시예 5, 6을 비교하면 유입관과 배출관의 개수를 서로 동일하게 설치해야 하는 것을 알 수 있다.Comparing Example 4 with Examples 5 and 6, it can be seen that the number of inlet pipes and discharge pipes should be equal to each other.

즉 유입관과 배출관은 서로 일대일 대응하여 서로 대향되게 설치되야 한다.That is, the inlet pipe and the discharge pipe should face each other in a one-to-one correspondence with each other.

또, 실시예 4와 3을 비교하면 유입관끼리 또는 배출관끼리의 간격이 중요한 요소인 것을 알 수 있다. 너무 근접하면 상술한 간섭현상이 발생하여 바람직하지 않다. In comparison between Embodiments 4 and 3, it can be seen that the distance between the inlet pipes or between the outlet pipes is an important factor. If it is too close, the aforementioned interference phenomenon occurs, which is not preferable.

실시예 4의 경우 기존의 제습분리막(실시예 1)과 비교하여 제습량은 약 2-17% 상승하고, 제습성능은 약 6-8% 상승하였다. In the case of Example 4, the dehumidifying amount was increased by about 2-17% and the dehumidifying performance was increased by about 6-8% as compared with the conventional dehumidifying separating film (Example 1).

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시형태에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as equivalents thereof.

100 : 제습시스템 102 : 부압펌프
104 : 기액분리기 106 : 덕트
200 : 중공사막 유닛 210 : 배출관
220 : 유입관 230 : 배출챔버
240 : 유입챔버 300 : 중공사막 모듈
310 : 중공사 다발 330 : 배출헤더
350 : 유입헤더 360 : 유입구, 배출구
410 : 상부 플레이트 430 : 플레임
450 : 실링막 470 : 이동장치100: dehumidification system 102: negative pressure pump
104: gas-liquid separator 106: duct
200: Hollow fiber membrane unit 210:
220: inlet pipe 230: exhaust chamber
240: inlet chamber 300: hollow fiber membrane module
310: hollow fiber bundle 330: discharge header
350: inlet header 360: inlet, outlet
410: upper plate 430: flame
450: sealing film 470: moving device

Claims (6)

중공사 형태이고, 양단에 개구가 형성되어 있는 여러 개의 분리막; 일면은 상기 분리막의 일단에 형성되어 있는 개구와 연통하고, 타면에는 스윕가스가 유입되는 여러 개의 유입구가 설치되어 있는 유입헤더; 및 일면은 상기 분리막의 타단에 형성되어 있는 개구와 연통하고, 타면에는 스윕가스가 배출되는 여러 개의 배출구가 설치되어 있는 배출헤더; 상기 분리막은 수증기를 포함한 혼합가스의 진행방향과 상기 분리막의 길이방향이 수직되게 배치되고, 내측으로 수증기를 선택적으로 분리하는 제습 분리막 모듈에 있어서, 상기 유입헤더의 일면과 타면 또는 상기 배출헤더의 일면과 타면의 거리는 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 제습 분리막 모듈.A plurality of separation membranes in the form of hollow fibers having openings formed at both ends thereof; An inlet header communicating with an opening formed at one end of the separator and having a plurality of inlets through which sweep gas flows; And a plurality of discharge ports communicating with openings formed at the other end of the separator and having sweep gas discharged from the discharge port; The separation membrane module according to any one of claims 1 to 3, wherein the separation membrane is disposed vertically to the direction of the mixed gas including water vapor and the longitudinal direction of the separation membrane, and selectively separates water vapor inward. And the distance between the second surface and the second surface is adjustable. 제 1 항에 있어서,
상기 여러 개의 유입구와 상기 여러 개의 배출구는 각각 일대일 대응하여 서로 대향되게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제습분리막 모듈. The method according to claim 1,
Wherein the plurality of inlets and the plurality of outlets are disposed to face each other in a one-to-one correspondence with each other. 제 2 항에 있어서,
상기 여러 개의 유입구는 상하, 좌우 방향으로 열을 맞추어 배열되고, 동일한 열에 배열된 유입구는 배열된 열이 속하는 상기 유입헤더 타면의 분할선 길이의 30% 이상 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 제습분리막 모듈.3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of the inlets are arranged in rows in the vertical and horizontal directions and the inlets arranged in the same column are spaced from each other by at least 30% of the length of the split line of the other header to which the arranged heat belongs. . 제 3 항에 있어서,
상기 동일한 열에 배열된 유입구에서 선두와 후미에 배열된 유입구는 상기 분할선 양 끝점에서 상기 분할선 길이의 15% 이상 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 제습분리막 모듈.
The method of claim 3,
Wherein the inlet ports arranged at the front and rear ends of the inlet ports arranged in the same column are spaced apart from each other by 15% or more of the division line lengths at both ends of the dividing line.
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