KR102014211B1 - Fluid separating membrane module - Google Patents

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Abstract

유체 분리막 모듈이 제공된다. 유체 분리막 모듈은 상호 중첩하도록 적층된 복수의 튜브 형상의 분리막, 분리막의 양단에 설치된 종단 이격재, 이웃하는 분리막 사이에서 종단 이격재와 중첩하도록 배치된 관간 이격재, 및 종단 이격재, 및 관간 이격재를 관통하는 조립 파이프를 포함한다.A fluid separator module is provided. The fluid separator module includes a plurality of tubular separators stacked to overlap each other, terminal spacers disposed at both ends of the separator, interspace spacers disposed to overlap the terminal spacers between neighboring separators, and terminal spacers, and the tube spacers. Assembly pipes through the ash.

Description

유체 분리막 모듈{Fluid separating membrane module}Fluid separating membrane module

본 발명은 유체 분리막 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a fluid membrane module.

현재 전 세계적으로 관심의 대상이 되는 지구 온난화는 이산화탄소와 메탄가스 등에 의한 온실효과가 큰 역할을 하고 있다. 이러한 온난화는 생태계를 교란시킬 뿐만 아니라 인간의 사회생활에 커다란 영향을 미치고 있어서 온실가스의 대기 중 방출을 줄이고자 하는 노력이 여러 방면에서 진행되고 있다.At present, global warming, which is of interest to the world, plays a big role in greenhouse effect caused by carbon dioxide and methane gas. This warming not only disrupts the ecosystem but also has a great impact on human social life, and efforts are being made in various ways to reduce the emission of greenhouse gases into the atmosphere.

이산화탄소는 최근 온실가스로 가장 주목을 받는 것 중 하나이다. 이산화탄소는 하수처리장, 폐수처리장 및 매립장 등에서는 폐기물 연소 시에 생성되는 것 외에도 화력 발전소 또는 제철소 등에서 다량 생성될 수 있다. 따라서, 폐가스 중에서 이산화탄소만을 분리하여 제거하는 기술이 연구되고 있다. 이산화탄소 이외에도, 수소 연료에 대한 관심이 증폭되면서, 수소 가스를 분리하는 기술도 많은 관심의 대상이 되고 있다. 또한, 순수하게 분리된 산소나 질소 등도 다양한 분야에 활용이 가능하기 때문에 그 분리 방법에 대한 연구가 지속되고 있다. 향후, 특정 기체나 액체의 활용 기술이 발전함에 따라, 더욱 다양한 유체에 대한 분리 기술이 필요할 것으로 전망된다. Carbon dioxide is one of the hottest sources of greenhouse gas in recent years. Carbon dioxide can be generated in large amounts in thermal power plants or steel mills, in addition to the generation of waste in wastewater treatment plants, wastewater treatment plants and landfills. Therefore, a technique for separating and removing only carbon dioxide from waste gas has been studied. In addition to carbon dioxide, as interest in hydrogen fuel is amplified, a technique of separating hydrogen gas is also of great interest. In addition, since pure oxygen or nitrogen can be used in various fields, research on the separation method continues. In the future, as the technology of utilizing a specific gas or liquid is developed, it is expected that a separation technology for a more diverse fluid is required.

특정 유체의 분리는 단순히 분리 이론을 정립하는 것만으로는 산업계에서 활용하기 어렵다. 일 예로, 이산화탄소 분리 기술은 흡수법, 흡착법, 심냉법 또는 막분리법 등이 오래 전부터 제시되어 왔지만, 막대한 에너지가 필요하다거나, 부작용이 있다든지, 대형화가 어렵다는 등의 현실적인 이유로 현재까지 상용화된 예는 극히 미미한 수준이다. Separation of specific fluids is difficult to use in industry simply by establishing separation theory. For example, the carbon dioxide separation technology has been proposed for a long time, such as absorption method, adsorption method, deep cooling method or membrane separation method, but the commercialized examples to date for practical reasons such as needing enormous energy, side effects, or difficulty in enlargement It's very minimal.

그나마, 막분리법이 다른 방법에 비해 상대적으로 저에너지를 사용하기 때문에, 상용화에 적합하다는 평가가 있다. 막분리법에서 지금까지 연구되고 있는 방향은 주로 분리막의 분리 효율을 높이는 데에 있다. 실험실 내에서 90% 이상의 분리 효율을 나타낼 수 있는 작은 사이즈(예컨대 1인치X1인치)의 분리막을 개발하는 것이 1차 목표이다. 대형화 및 상용화는 그 다음 과제로 여겨지고 있다. However, there is an evaluation that the membrane separation method is suitable for commercialization because it uses a relatively low energy compared to other methods. The direction currently studied in the membrane separation method is mainly to increase the separation efficiency of the membrane. The primary goal is to develop small size membranes (eg 1 inch by 1 inch) that can exhibit separation efficiency of 90% or higher in the laboratory. Larger scale and commercialization are considered the next challenge.

실험실 내에서 90% 이상의 분리 효율을 얻어내기 위하여, 많은 연구자들은 분리막의 두께를 보다 얇게 만들고, 분리막 내외부의 압력 차이를 보다 높게 설정하고자 한다. 그러나, 두께가 얇고, 압력이 높을수록 분리막의 내구성이 취약해진다. 따라서, 일부의 연구자들은 위와 같은 조건에서도 내구성을 갖춘 분리막의 재질에 대한 연구도 병행한다. In order to achieve a separation efficiency of more than 90% in the laboratory, many researchers try to make the membrane thinner and set a higher pressure difference inside and outside the membrane. However, the thinner the thickness and the higher the pressure, the weaker the durability of the separator. Therefore, some researchers have also studied the material of the durable membrane even under the above conditions.

그러나, 위와 같이 실험실 수준에서 고효율 분리막을 개발하였다 하더라도, 이를 상용화하는 것은 별개의 문제이다. 우선, 박막의 분리막은 대량으로 생산하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라 고가의 원재료를 사용하여야 하므로 생산 비용도 크게 증가한다. 또한, 박막의 분리막을 대형화된 장비에 적용하려면 수 많은 분리막을 조립하여야 하므로, 조립 시간 및 조립 비용이 증가한다. 또한, 고효율을 위해 높은 압력을 사용하므로 처리비용이 증가한다. 이론적으로 분리가 가능하더라도 생산 및 처리 비용 등이 과도하면, 현실적인 상용화는 불가능하다. However, even if a high efficiency separator is developed at the laboratory level as described above, commercializing it is a separate problem. First of all, it is very difficult to produce a large amount of membranes, and the production cost also increases significantly because expensive raw materials must be used. In addition, in order to apply a thin film separator to an enlarged equipment, a large number of separators must be assembled, thereby increasing assembly time and assembly cost. In addition, the use of high pressure for high efficiency increases processing costs. Although theoretically separable, if the production and processing costs are excessive, realistic commercialization is impossible.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대용량 유체 분리가 가능하면서 대량 생산이 용이한 유체 분리막 모듈을 제공하고자 하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a fluid separation membrane module capable of large-capacity fluid separation and easy mass production.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈은 상호 중첩하도록 적층된 복수의 튜브 형상의 분리막, 상기 분리막의 양단에 설치된 종단 이격재, 이웃하는 상기 분리막 사이에서 상기 종단 이격재와 중첩하도록 배치된 관간 이격재, 및 상기 종단 이격재, 및 상기 관간 이격재를 관통하는 조립 파이프를 포함한다.Fluid separation membrane module according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a plurality of tube-shaped separators stacked so as to overlap each other, terminal spacers provided at both ends of the membrane, the terminal spacer between the adjacent separators And an interpipe spacer disposed to overlap with the end spacer, and an assembly pipe penetrating the intertube spacer.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 실시예들에 따른 유체 분리 모듈에 의하면, 상업적인 수준의 대용량 유체 분리가 가능하다. 뿐만 아니라, 유체 분리 모듈의 자동화가 용이하여 분리 단가를 감소시킬 수 있다. According to the fluid separation module according to the embodiments of the present invention, it is possible to separate a large volume of fluid at a commercial level. In addition, automation of the fluid separation module can be facilitated to reduce the separation cost.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 2의 유체 분리막 모듈의 정면도이다.
도 4는 도 2의 유체 분리막 모듈의 측면도이다.
도 5는 도 2의 유체 분리막 모듈의 평면도이다.
도 6은 도 2의 VI-VI'선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 도 2의 종단 이격재의 사시도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII'선을 따라 자른 단면도이다.
도 9는 도 2의 관간 이격재의 사시도이다. 도 10은 도 2의 조립 파이프의 사시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 종단 이격재의 부분 측면도들이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재의 측면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관간 이격재의 측면도이다.
도 15는 도 14의 XV-XV'선을 따라 자른 단면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재와 관간 이격재를 함께 도시한 평면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재와 관간 이격재를 함께 도시한 평면도이다.
도 18은 도 17의 종단 이격재와 관간 이격재를 복수개 체결한 상태를 나타낸 개략도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재의 평면도이다. 도 20은 도 19의 측면도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 부분 평면도이다.
도 22는 도 21의 유체 분리막 모듈의 정면도이다.
도 23은 도 21의 유체 분리막 모듈의 부분 측면도이다.
도 24는 도 21의 조립 파이프의 사시도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 분리막의 분해 사시도이다.
도 26은 도 25의 분리막의 단면도이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재의 측면도이다.
도 28은 도 26의 분리막과 도 27의 종단 이격재의 체결 관계를 나타내는 정면도이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지지막의 사시도이다.
도 30은 도 29의 지지막의 단면도이다. 1 is a schematic diagram of a fluid separation membrane module according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a fluid separation membrane module according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view of the fluid separation membrane module of FIG. 2.
4 is a side view of the fluid separation membrane module of FIG. 2.
5 is a plan view of the fluid separation membrane module of FIG. 2.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI 'of FIG. 2.
FIG. 7 is a perspective view of the terminal spacer of FIG. 2. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII ′ of FIG. 7.
9 is a perspective view of the interspace spacer of FIG. 2. 10 is a perspective view of the assembly pipe of FIG. 2.
11 and 12 are partial side views of a termination spacer according to another embodiment of the present invention.
13 is a side view of a termination spacer according to another embodiment of the present invention.
14 is a side view of the spacer spacer according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV ′ of FIG. 14.
16 is a plan view illustrating a terminal spacer and a tube spacer according to another embodiment of the present invention.
17 is a plan view illustrating a terminal spacer and a tube spacer according to another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic view illustrating a state in which a plurality of terminal spacers and a tube spacer are fastened in FIG. 17.
19 is a plan view of the terminal spacer according to another embodiment of the present invention. 20 is a side view of FIG. 19.
21 is a partial plan view of a fluid separation membrane module according to another embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a front view of the fluid separation membrane module of FIG. 21.
FIG. 23 is a partial side view of the fluid separation membrane module of FIG. 21.
24 is a perspective view of the assembly pipe of FIG. 21.
25 is an exploded perspective view of a separator of a fluid membrane module according to another embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a cross-sectional view of the separator of FIG. 25.
27 is a side view of a termination spacer according to another embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a front view illustrating a fastening relationship between the separator of FIG. 26 and the terminal spacer of FIG. 27.
29 is a perspective view of a support membrane according to another embodiment of the present invention.
30 is a cross-sectional view of the support membrane of FIG. 29.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.References to elements or layers "on" other elements or layers include all instances where another layer or other element is directly over or in the middle of another element. Like reference numerals refer to like elements throughout.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 유체 분리막 모듈(10)은 유체 혼합물(MF)로부터 특정 유체를 분리하는 데에 사용되는 장치이다. 1 is a schematic diagram of a fluid separation membrane module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the fluid membrane module 10 is a device used to separate a particular fluid from the fluid mixture MF.

유체는 기체나 액체일 수 있다. 유체 혼합물(MF)은 서로 다른 복수의 유체를 포함한다. 예를 들어, 유체 혼합물(MF)은 화력발전소나 공장의 배기가스, 자동차 배기가스, 부생 가스, 폐기물 매립가스, 폐수 등일 수 있다. The fluid can be a gas or a liquid. The fluid mixture MF includes a plurality of different fluids. For example, the fluid mixture MF may be exhaust gas of a thermal power plant or a plant, automobile exhaust gas, by-product gas, waste landfill gas, waste water, or the like.

복수의 기체는 상호 균일하게 완전히 혼합될 수도 있지만, 그에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 유체와 제2 유체를 포함하는 유체 혼합물이 배치된 공간 내에서 특정 부위에는 제1 유체만 존재하고, 다른 특정 부위에는 제2 유체만 존재할 수도 있다. 또한, 특정 부위에서의 제1 유체의 함량이 다른 특정 부위에서의 제1 유체의 함량보다 클 수도 있다. The plurality of gases may be mixed completely evenly with each other, but is not limited thereto. For example, only a first fluid may be present at a specific site and only a second fluid may be present at a specific site within a space in which a fluid mixture comprising a first fluid and a second fluid is disposed. Also, the content of the first fluid at a particular site may be greater than the content of the first fluid at another particular site.

특정 유체의 분리는 유체 혼합물(MF)로부터 특정 유체를 완전히 분리하는 것 뿐만 아니라, 입력된(제공된) 유체 혼합물(MF)로부터 특정 유체의 함량이 높아진 유체 혼합물(MF1, MF2)을 출력(생성)해내는 것을 포함한다. 입력되는 유체 혼합물(MF)이 질소와 이산화탄소를 포함하고, 그 함량비가 3:1인 경우를 예로 하여 설명하면, 출력되는 유체(MF1, MF2)가 100% 이산화탄소인 경우 또는 출력되는 유체 혼합물(MF1, MF2)의 질소와 이산화탄소 함량비가 3:1보다 작은 경우에는 이산화탄소의 분리가 이루어진 것으로 해석된다. 출력되는 유체(MF1, MF2)가 100% 질소이거나 출력되는 유체 혼합물(MF)의 질소와 이산화탄소 함량비가 3:1보다 큰 경우에는 질소의 분리가 이루어진 것으로 해석된다. 아울러, 특정 유체의 함량이 높아진 정도가 클수록 특정 유체 분리의 효율이 높은 것으로 해석된다. Separation of a specific fluid not only completely separates the specific fluid from the fluid mixture MF, but also outputs (generates) the fluid mixtures MF1 and MF2 having a high content of the specific fluid from the input (provided) fluid mixture MF It involves doing it. For example, when the input fluid mixture MF includes nitrogen and carbon dioxide, and the content ratio is 3: 1, the output fluid MF1 and MF2 are 100% carbon dioxide or the output fluid mixture MF1. , MF2) when the ratio of nitrogen to carbon dioxide is less than 3: 1, it is interpreted that the separation of carbon dioxide. When the output fluids MF1 and MF2 are 100% nitrogen or the nitrogen and carbon dioxide content ratio of the output fluid mixture MF is larger than 3: 1, it is interpreted that nitrogen is separated. In addition, the higher the content of the specific fluid is interpreted that the higher the efficiency of the specific fluid separation.

분리되는 유체의 예로는 상술한 이산화탄소나 질소 이외에도 다양할 수 있다. 예를 들어, 아세톤, 암모니아, 아르곤, 벤젠, 부탄(n-C4H10), 이황화탄소(CS2), 일산화탄소, 에탄, 에틸렌, 헬륨, 헥산(n-C6H14), 수소, 황화수소, 메탄, 메탄올, 일산화질소, 이산화질소, 아산화질소(N2O), 옥탄, 산소, 펜탄, 프로판, 이산화황, 톨루엔, 수증기 등이 분리되는 대상 유체가 될 수 있으나, 그에 제한되는 것은 아니다. Examples of the fluid to be separated may be various in addition to the above-described carbon dioxide or nitrogen. For example, acetone, ammonia, argon, benzene, butane (n-C4H10), carbon disulfide (CS2), carbon monoxide, ethane, ethylene, helium, hexane (n-C6H14), hydrogen, hydrogen sulfide, methane, methanol, nitrogen monoxide Nitrogen dioxide, nitrous oxide (N 2 O), octane, oxygen, pentane, propane, sulfur dioxide, toluene, water vapor, etc. may be the target fluid to be separated, but is not limited thereto.

유체 분리막 모듈(10)은 적층된 복수의 분리막(20) 및 복수의 이격재(30, 40)를 포함한다. 각 분리막(20)은 튜브형으로 이루어질 수 있다. 여기서 튜브형이라고 함은 그 형상이 튜브 형상인 것을 지칭하는 것으로, 압출 등의 방법으로 일체형으로 튜브 형상으로 형성된 것 뿐만 아니라, 직사각형 형상의 분리막을 준비하고 대향하는 두변을 말아 접착제 등으로 결합함으로써 튜브 형상을 갖는 것도 튜브형 분리막이라 지칭된다. The fluid membrane module 10 includes a plurality of stacked membranes 20 and a plurality of spacers 30 and 40. Each separator 20 may have a tubular shape. Here, the tubular shape refers to a tubular shape, and is formed in a tubular shape integrally by extrusion or the like, as well as by preparing a rectangular separator and rolling up opposite sides to bond with an adhesive or the like to form a tubular shape. It is also referred to as tubular separator.

분리막(20)은 일 방향으로 연장된 형상을 갖는다. 각 분리막(20)은 상호 중첩하도록 배치된다. 중첩 방향은 분리막(20)의 튜브 연장 방향(길이 방향)과 다른 방향, 예를 들어 수직 방향일 수 있다. 중첩되는 분리막(20)의 수는 제한이 없다. 예를 들어, 수십 개 내지 수천 개 이상일 수 있다.The separator 20 has a shape extending in one direction. Each separator 20 is disposed to overlap each other. The overlap direction may be a direction different from the tube extension direction (length direction) of the separator 20, for example, a vertical direction. The number of overlapping membranes 20 is not limited. For example, there may be dozens to thousands or more.

분리막(20)의 내부와 외부는 분리막(20)의 벽을 기준으로 물리적으로 분리되어 있다. 적어도 일부의 유체는 분리막(20)을 통과하여 분리막(20)의 내부와 외부를 소통할 수 있고, 이것이 특정 유체 분리에 이용된다. The inside and the outside of the separator 20 are physically separated based on the wall of the separator 20. At least some of the fluid may pass through the separator 20 to communicate the inside and outside of the separator 20, which is used for separating a particular fluid.

분리막(20) 내부에는 종단 이격재(30)가 배치되고, 적층 방향으로 이웃하는 분리막(20) 사이에는 관간 이격재(40)가 배치된다. 종단 이격재(30)는 각각 분리막(20)의 튜브 연장 방향 양단에 배치된다. 관간 이격재(40)는 종단 이격재(30)에 인접하도록 배치된다. The terminal spacer 30 is disposed in the separator 20, and the intertube spacer 40 is disposed between the separators 20 adjacent to each other in the stacking direction. The terminal spacer 30 is disposed at both ends of the tube extending direction of the separator 20. The intertube spacer 40 is disposed adjacent to the terminal spacer 30.

분리막(20) 사이에는 이웃하는 2개의 분리막(20)과 종단 이격재(30)에 의해 둘러싸인 제1 단위 제한 공간(ULS1)이 정의된다. 제1 단위 제한 공간(ULS1)은 유체 혼합물(MF)을 직접 제공받는 공간이다. 이를 위해 제1 단위 제한 공간(ULS1)은 유체 투입구(FS)를 포함한다. 또한, 제1 단위 제한 공간(ULS1)은 분리 후 잔류하는 잔여 유체(MF1)를 배출하는 제1 유체 배출구(FD1)를 포함한다. A first unit confined space ULS1 surrounded by two neighboring separators 20 and a terminal spacer 30 is defined between the separators 20. The first unit confined space ULS1 is a space directly provided with the fluid mixture MF. To this end, the first unit confined space ULS1 includes a fluid inlet FS. In addition, the first unit confined space ULS1 includes a first fluid outlet FD1 for discharging the residual fluid MF1 remaining after separation.

분리막(20) 내부에는 분리막(20) 관벽 및 양단의 종단 이격재(30)에 의해 둘러싸인 제2 단위 제한 공간(ULS2)이 정의된다. 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 유체 혼합물(MF)을 직접 제공받지 않는 공간이다. 따라서, 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 별도의 유체 투입구를 포함하지 않는다. 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 분리된 유체(MF2)를 배출하는 제2 유체 배출구(FD2)를 포함한다.Inside the separator 20, a second unit limit space ULS2 surrounded by the separator wall 20 and the terminal spacer 30 at both ends is defined. The second unit confined space ULS2 is a space not directly provided with the fluid mixture MF. Therefore, the second unit confined space ULS2 does not include a separate fluid inlet. The second unit confined space ULS2 includes a second fluid outlet FD2 for discharging the separated fluid MF2.

제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 인접 배치된다. 복수의 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2)이 상호 교대로 배치될 수 있다. The first unit confined space ULS1 and the second unit confined space ULS2 are disposed adjacent to each other. The plurality of first unit confined spaces ULS1 and the second unit confined spaces ULS2 may be alternately arranged.

제1 단위 제한 공간(ULS1)의 유체 투입구(FS)를 통해 제공되는 유체 혼합물(MF)이 질소와 이산화탄소를 포함하고, 분리막(20)을 통한 이산화탄소의 이동도가 질소보다 높을 경우, 제1 단위 제한 공간(ULS1) 내부는 이산화탄소의 농도가 상대적으로 낮아지면서 질소의 농도는 상대적으로 높아지고, 인접하는 제2 단위 제한 공간(ULS2) 내부는 이산화탄소의 농도가 높아지면서 질소의 농도는 상대적으로 낮아지게 된다. 따라서, 제1 유체 배출구(FD1)에서는 상대적으로 질소의 함량이 높은 유체 혼합물(MF1)이 배출되고, 제2 유체 배출구(FD2)에서는 상대적으로 이산화탄소의 함량이 높은 유체 혼합물(MF2)이 배출될 수 있다. When the fluid mixture MF provided through the fluid inlet FS of the first unit confined space ULS1 includes nitrogen and carbon dioxide, and the mobility of carbon dioxide through the separator 20 is higher than nitrogen, the first unit In the limited space ULS1, the concentration of carbon dioxide is relatively low, and the concentration of nitrogen is relatively high. In the adjacent second unit restriction space ULS2, the concentration of carbon dioxide is increased, the concentration of nitrogen is relatively low. . Accordingly, the fluid mixture MF1 having a relatively high nitrogen content may be discharged from the first fluid outlet FD1, and the fluid mixture MF2 having a relatively high carbon dioxide content may be discharged from the second fluid outlet FD2. have.

각 제1 단위 제한 공간(ULS1) 및 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 분리막(20)에 의해 구분되어 있고, 이 분리막(20)을 통해 유체의 이동이 이루어질 수 있다. 하나의 제1 단위 제한 공간(ULS1)의 양측에는 제2 단위 제한 공간(ULS2)이 배치되어, 제1 단위 제한 공간(ULS1) 내에 제공된 혼합 유체(MF)의 일부가 양측의 제2 단위 제한 공간(ULS2)으로 이동할 수 있다. 또한, 하나의 제2 단위 제한 공간(ULS2)의 양측에는 2개의 제1 단위 제한 공간(ULS1)이 배치되어, 양측의 제1 단위 제한 공간(ULS1)으로부터 제2 단위 제한 공간(ULS2)으로 혼합 유체(MF)의 일부가 이동할 수 있다. Each of the first unit confined spaces ULS1 and the second unit confined spaces ULS2 is divided by a separator 20, and fluid may be moved through the separator 20. The second unit restriction space ULS2 is disposed at both sides of one first unit restriction space ULS1, so that a part of the mixed fluid MF provided in the first unit restriction space ULS1 is located at both sides of the second unit restriction space ULS1. You can move to (ULS2). In addition, two first unit confined spaces ULS1 are disposed on both sides of one second unit confined space ULS2, and are mixed from the first unit confined spaces ULS1 on both sides to the second unit confined space ULS2. A portion of the fluid MF may move.

본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(10)은 적층 방향으로 복수개의 단위 제한 공간이 배치되므로, 하나의 모듈 내에서 복수의 분리 공간을 확보할 수 있다. 적층 개수는 예를 들어, 수십 개에서 수천 개 이상일 수 있다. 단위 제한 공간의 적층 개수가 늘어날수록 분리 용량도 함께 늘어날 수 있다. 따라서, 대용량의 유체 분리가 가능하다. In the fluid separation membrane module 10 according to the present exemplary embodiment, since a plurality of unit restriction spaces are disposed in the stacking direction, a plurality of separation spaces may be secured in one module. The number of stacks may be for example tens to thousands or more. As the number of stacks of unit confined spaces increases, the separation capacity may increase. Therefore, a large amount of fluid separation is possible.

나아가, 제3 단위 제한 공간 등을 더 추가하여 적층함으로써, 1차 분리되어 제2 단위 제한 공간으로 이동한 유체를 다시 제3 단위 제한 공간으로 이동시킬 수도 있다. 이와 같은 다단 분리를 통해 고농도의 유체 분리가 가능해질 수 있다. Further, by further stacking the third unit confined space or the like, the fluid that is first separated and moved to the second unit confined space may be moved back to the third unit confined space. Through this multi-stage separation it can be possible to separate the high concentration of fluid.

이하, 상술한 유체 분리막 모듈의 구조에 대해 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the structure of the above-described fluid separation membrane module will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 사시도이다. 도 3은 도 2의 유체 분리막 모듈의 정면도이다. 도 4는 도 2의 유체 분리막 모듈의 측면도이다. 도 5는 도 2의 유체 분리막 모듈의 평면도이다. 도 6은 도 2의 VI-VI'선을 따라 자른 단면도이다.2 is a perspective view of a fluid separation membrane module according to an embodiment of the present invention. 3 is a front view of the fluid separation membrane module of FIG. 2. 4 is a side view of the fluid separation membrane module of FIG. 2. 5 is a plan view of the fluid separation membrane module of FIG. 2. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI 'of FIG. 2.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(100)은 복수의 분리막(200), 복수의 관간 이격재(400), 복수의 종단 이격재(300), 및 복수의 조립 파이프(620)를 포함한다. 2 to 6, the fluid separation membrane module 100 according to the present embodiment includes a plurality of separation membranes 200, a plurality of tube spacers 400, a plurality of terminal spacers 300, and a plurality of assemblies. Pipe 620.

분리막(200)은 특정 유체에 대하여 분리 선택도를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 분리막(200)은 셀롤로스 아세테이트, 폴리술폰, 실리콘 고무 등과 같은 고분자 물질이나 실리카계 세라믹스, 실리카계 유리, 알루미나계 세라믹스, 스텐레스 다공체, 티탄 다공체, 은 다공체 등의 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 분리막을 구성하는 물질의 선택에는 혼합 유체의 종류와 분리하고자 하는 대상 및 유체의 선택도 뿐만 아니라, 제조 방법의 용이성, 대량 생산 가능성, 내구성 등이 함께 고려될 수 있다. 일반적으로 고분자 물질은 무기 물질보다 상대적으로 제조가 간편하다. 예를 들어 실리콘 고무의 경우, 상대적으로 가격이 저렴할 뿐만 아니라 대량 생산 또한 용이하다. 실리콘 고무는 그 종류 및 제조 방식에 따라 상이하긴 하지만, 이산화탄소와 질소의 선택비가 대략 3:1 이상이고, 5:1 이상인 것도 제조하기가 어렵지 않아서, 이산화탄소와 질소의 혼합 기체로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리하는 데에 용이하게 사용될 수 있다.The separator 200 may be made of a material having separation selectivity for a specific fluid. For example, the separator 200 may include a polymer material such as cellulose acetate, polysulfone, silicone rubber, or the like, or inorganic materials such as silica ceramics, silica glass, alumina ceramics, stainless porous body, titanium porous body, and silver porous body. Can be done. In the selection of the material constituting the separator, not only the type of the mixed fluid and the object and the fluid to be separated, but also the ease of manufacturing, mass production, and durability may be considered. In general, polymer materials are relatively simpler to manufacture than inorganic materials. Silicone rubber, for example, is relatively inexpensive and easy to mass-produce. Although silicone rubber differs depending on its type and manufacturing method, it is not difficult to manufacture carbon dioxide and nitrogen having a ratio of about 3: 1 or more and 5: 1 or more, so that carbon dioxide is selectively separated from a mixed gas of carbon dioxide and nitrogen. It can be used easily.

분리막(200)의 길이 방향 양단에는 종단 이격재(300)가 배치된다. 종단 이격재(300)는 분리막(200)의 내부에 배치될 수 있다. 분리막(200)과 종단 이격재(300) 사이는 접착제를 통해 부착 및 실링될 수 있다. 분리막(200)의 길이 방향 양단은 접착제에 의해 실링될 수 있다. 다른 예로, 분리막(200)의 길이 방향 양단은 그 자체가 막혀져 있거나 실링되어 있을 수도 있다. Terminal spacers 300 are disposed at both ends of the separation membrane 200 in the longitudinal direction. The terminal spacer 300 may be disposed in the separator 200. Between the separator 200 and the terminal spacer 300 may be attached and sealed through an adhesive. Both ends of the membrane 200 in the longitudinal direction may be sealed by an adhesive. As another example, both ends of the separation membrane 200 in the longitudinal direction may be blocked or sealed.

튜브 형상의 분리막(200) 내부에는 막 이격재(210)가 배치될 수 있다. 분리막(200) 내부가 분리막(200) 외부보다 낮은 압력을 가지면 그 압력 차이에 의해 수축할 수 있는데, 분리막(200) 내벽이 완전히 밀착하게 되면 유체가 이동할 수 있는 공간이 줄어들게 된다. 분리막(200) 내부에 막 이격재(210)를 배치함으로써, 분리막(200) 내벽이 완전히 밀착되는 것을 방지할 수 있다. 막 이격재(210)는 그물망 구조, 더욱 구체적으로 꼬인 그물망 구조를 가질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The membrane spacer 210 may be disposed in the tubular separator 200. When the inside of the separator 200 has a lower pressure than the outside of the separator 200, the membrane 200 may shrink due to the pressure difference. When the inner wall of the separator 200 is completely in contact with each other, the space in which the fluid may move is reduced. By disposing the membrane spacer 210 inside the separation membrane 200, the inner wall of the separation membrane 200 may be prevented from coming into close contact with each other. The membrane spacer 210 may have a mesh structure, more specifically, a twisted mesh structure, but is not limited thereto.

분리막(200)은 양단 부위에 복수의 개구를 포함한다. 분리막(200)의 개구는 종단 이격재(300)의 관통홀(이하, 종단 관통홀(300H)) 및 관간 이격재(400)의 관통홀(이하, 관간 관통홀(400H))과 동일한 위치에 형성될 수 있다. 분리막(200)의 개구, 종단 관통홀(300H), 관간 관통홀(400H)의 단면은 모두 동일한 형상(예컨대, 원형) 및 실질적으로 동일한 내경을 가질 수 있다. The separator 200 includes a plurality of openings at both ends. The opening of the separation membrane 200 is located at the same position as the through hole of the terminal spacer 300 (hereinafter, the terminal through hole 300H) and the through hole of the spacer spacer 400 (hereinafter, the through hole 400H). Can be formed. The openings of the separation membrane 200, the end through holes 300H, and the cross section of the intertube through holes 400H may all have the same shape (eg, a circular shape) and substantially the same inner diameter.

종단 이격재(300)와 관간 이격재(400)는 교대로 적층된다. 즉, 종단 이격재(300)와 관간 이격재(400)는 적층 방향으로 교대 배열되며, 상호 중첩하도록 배치될 수 있다. 후술하는 조립 파이프(620)가 분리막(200)의 개구, 종단 관통홀(300H) 및 관간 관통홀(400H)을 관통하도록 삽입되어 이들을 상호 결합시킨다. 조립 파이프(620)의 단면은 삽입되는 분리막(200)의 개구, 종단 관통홀(300H) 및 관간 관통홀(400H)과 동일한 형상(예컨대, 원형)을 가질 수 있다. 조립 파이프(620)의 단면의 외경은 삽입되는 분리막(200)의 개구, 종단 관통홀(300H) 및 관간 관통홀(400H)의 내경보다 작거나 같을 수 있다. 조립 파이프(620)의 외경은 5 내지 50mm일 수 있다. The terminal spacer 300 and the tube spacer 400 are alternately stacked. In other words, the terminal spacer 300 and the spacer spacer 400 are alternately arranged in the stacking direction, and may be disposed to overlap each other. An assembly pipe 620 to be described later is inserted to penetrate through the opening of the separation membrane 200, the terminal through hole 300H and the intertube through hole 400H to couple them together. The cross section of the assembly pipe 620 may have the same shape (eg, a circular shape) of the opening of the separator 200 to be inserted, the terminal through hole 300H, and the intertube through hole 400H. The outer diameter of the cross section of the assembly pipe 620 may be less than or equal to the inner diameter of the opening of the separator 200 to be inserted, the terminal through hole 300H, and the intertube through hole 400H. The outer diameter of the assembly pipe 620 may be 5 to 50mm.

도 7은 도 2의 종단 이격재의 사시도이다. 도 8은 도 7의 VIII-VIII'선을 따라 자른 단면도이다. FIG. 7 is a perspective view of the terminal spacer of FIG. 2. FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII ′ of FIG. 7.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 종단 이격재(300)는 분리막(200) 내부에 모여진 유체를 외부로 인출하는 역할 및 분리막(200)을 적층시킬 때 응력을 버텨서 밀폐 상태를 유지시키는 역할을 한다. 종단 이격재(300)는 분리막(200) 내부에서 분리막(200)의 양단에 한쌍씩 배치될 수 있다. 양단에 배치된 종단 이격재(300)는 상호 이격되고, 그 사이 공간에 제2 단위 제한 공간(도 1의 ULS2)이 정의된다.2 to 8, the terminal spacer 300 serves to draw out the fluid collected inside the separator 200 to the outside and to maintain a closed state by maintaining stress in stacking the separator 200. . The terminal spacer 300 may be disposed in pairs at both ends of the separator 200 in the separator 200. The terminal spacers 300 disposed at both ends are spaced apart from each other, and a second unit limit space (ULS2 of FIG. 1) is defined in the space therebetween.

종단 이격재(300)는 적어도 하나의 종단 관통홀(300H) 및 종단 관통홀(300H)과 연결된 적어도 하나의 유체 유통로(BFP)를 포함한다. The end spacer 300 includes at least one end through hole 300H and at least one fluid flow path BFP connected to the end through hole 300H.

종단 이격재(300)는 일측 모서리 부근에서 경사면을 가질 수 있다. 즉, 종단 이격재(300)는 중앙부는 균일한 두께를 갖지만, 분리막(200)의 내부 및 외부를 향하도록 배치되는 모서리 부근에서는 두께가 점차 작아질 수 있다. The terminal spacer 300 may have an inclined surface near one edge. That is, the terminal spacer 300 has a uniform thickness in the center portion, but may be gradually reduced in the vicinity of the corners disposed to face the inside and the outside of the separator 200.

종단 관통홀(300H)은 종단 이격재(300)의 두께 방향을 관통하도록 형성된다. 종단 관통홀(300H)은 두께 방향으로 균일한 두께를 갖는 종단 이격재(300)의 중앙부에 형성될 수 있다. 종단 관통홀(300H)은 복수개 형성될 수 있다. 도면에서는 4개의 종단 관통홀(300H)이 형성된 경우가 예시되어 있지만, 1개, 2개, 3개, 또는 5개 내지 20개가 형성될 수도 있다. 종단 관통홀(300H)은 분리막(200)의 개구와 중첩하도록 배치될 수 있다. The terminal through hole 300H is formed to pass through the thickness direction of the terminal spacer 300. The terminal through hole 300H may be formed at a central portion of the terminal spacer 300 having a uniform thickness in the thickness direction. A plurality of terminal through holes 300H may be formed. In the figure, the case where four terminal through holes 300H are formed is illustrated, but one, two, three, or five to twenty may be formed. The terminal through hole 300H may be disposed to overlap the opening of the separation membrane 200.

복수의 종단 관통홀(300H) 중 적어도 일부에는 유체 유통로(BFP)가 연결될 수 있다. 유체 유통로(BFP)는 제2 단위 제한 공간(ULS2) 즉, 분리막(200)의 내부와 종단 관통홀(300H)을 공간적으로 연결한다. 예를 들어, 유체 유통로(BFP)의 일단은 종단 관통홀(300H)에 연결되고, 유체 유통로(BFP)의 타단은 종단 이격재(300)의 외측으로 개구한다. 구체적으로, 유체 유통로(BFP)의 타단은 분리막(200)의 내부를 향하도록 배치되는 종단 이격재(300)의 모서리에서 개구할 수 있다. 각 종단 관통홀(300H)에 연결된 유체 유통로(BFP)의 수는 복수개일 수 있다. 도면에서는 3개의 유체 유통로(BFP)가 배치된 경우가 예시되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 1 내지 10개의 유체 유통로(BFP)가 배치될 수 있다. 유체 유통로(BFP)의 직경은 종단 이격재(300) 중앙부 두께의 10 내지 80%의 범위일 수 있다. A fluid flow path BFP may be connected to at least some of the plurality of end through holes 300H. The fluid flow path BFP spatially connects the second unit confined space ULS2, that is, the interior of the separator 200 and the terminal through hole 300H. For example, one end of the fluid flow path BFP is connected to the terminal through hole 300H, and the other end of the fluid flow path BFP opens to the outside of the terminal spacer 300. In detail, the other end of the fluid flow path BFP may be opened at an edge of the terminal spacer 300 disposed to face the inside of the separation membrane 200. The number of fluid flow paths BFP connected to each terminal through hole 300H may be plural. In the drawings, a case in which three fluid flow paths BFP are disposed is illustrated, but is not limited thereto, and 1 to 10 fluid flow paths BFP may be disposed. The diameter of the fluid flow path BFP may range from 10 to 80% of the thickness of the central spacer 300.

복수의 종단 관통홀(300H) 중 다른 일부에는 유체 유통로(BFP)가 연결되지 않을 수 있다. 예를 들어, 4개의 종단 관통홀(300H) 중 외곽의 2개의 종단 관통홀(300H)에는 각각 3개의 유체 유통로(BFP)가 연결되는 반면, 중앙의 2개의 종단 관통홀(300H)에는 유체 유통로(BFP)가 설치되지 않을 수 있다. The fluid flow path BFP may not be connected to another part of the plurality of end through holes 300H. For example, three fluid flow paths (BFP) are connected to the outer two terminal through holes 300H, respectively, of the four terminal through holes 300H, while the two terminal through holes 300H at the center are fluid. A distribution channel (BFP) may not be installed.

도 9는 도 2의 관간 이격재의 사시도이다. 도 2 내지 도 9를 참조하면, 관간 이격재(400)는 분리막(200) 외부에 유체 혼합물을 공급하고, 분리가 완료된 잔여 유체를 바깥으로 배출하는 역할 및 인접한 분리막(200)이 상호 밀착되지 않도록 이격시키는 역할을 한다. 분리막(200)의 길이 방향 양단에 배치되는 관간 이격재(400) 중 하나는 유체 혼합물의 공급을 담당하고, 다른 하나는 잔여 유체의 배출을 담당할 수 있다. 9 is a perspective view of the interspace spacer of FIG. 2. 2 to 9, the spacer spacer 400 supplies a fluid mixture to the outside of the separator 200, discharges the remaining fluid to the outside, and prevents adjacent separators 200 from coming into close contact with each other. It serves to separate. One of the tube spacers 400 disposed at both ends of the membrane 200 in the longitudinal direction may be responsible for supplying the fluid mixture, and the other may be responsible for discharging the residual fluid.

관간 이격재(400)도 종단 이격재(300)와 유사한 형상을 가지며, 관간 관통홀(400H) 및 유체 유통로(BFP)를 포함한다. 또한, 관간 이격재(400)도 종단 이격재(300)와 마찬가지로, 분리막(200)의 양단 근처에 한쌍씩 배치될 수 있다. 한쌍의 관간 이격재(400)는 상호 이격되고, 그 사이 공간에 제1 단위 제한 공간(도 1의 ULS1)이 정의된다.The tube spacer 400 also has a shape similar to that of the terminal spacer 300 and includes a tube through hole 400H and a fluid flow path BFP. In addition, the spacer spacer 400 may be disposed in pairs near both ends of the separation membrane 200, similarly to the terminal spacer 300. The pair of interspace spacers 400 are spaced apart from each other, and a first unit confined space (ULS1 of FIG. 1) is defined therebetween.

각 관간 이격재(400)와 각 종단 이격재(300)는 적층 방향으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 나아가, 관간 관통홀(400H)은 종단 관통홀(300H)과 중첩하도록 배치된다. 관간 이격재(400)의 유체 유통로(BFP)는 제1 단위 제한 공간(ULS1) 즉, 분리막(200)의 외부와 관간 관통홀(400H)을 공간적으로 연결한다. Each tube spacer 400 and each terminal spacer 300 may be disposed to overlap each other in the stacking direction. Furthermore, the intertube through hole 400H is disposed to overlap the terminal through hole 300H. The fluid flow path BFP of the interspace spacer 400 spatially connects the outside of the separator 200 to the outside of the separation membrane 200 and the through-hole 400H.

다만, 관간 이격재(400)의 유체 유통로(BFP)는 종단 이격재(300)의 유체 유통로(BFP)와 중첩 방향의 설치 위치가 상이한 것이 바람직하다. 적층되는 종단 이격재(300)와 관간 이격재(400)에서 동일한 위치(적층시 중첩하는 위치)의 종단 및 관간 관통홀(300H, 400H)에 조립 파이프(620)가 삽입되는데, 중첩 방향으로 동일 위치의 종단 및 관간 관통홀(300H, 400H) 모두에 유체 유통로(BFP)가 설치될 경우, 조립 파이프(620)를 통해 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2)이 공간적으로 연결될 수 있다. 이것은 유체가 분리막(200)의 벽을 통해 분리되지 못하고 직접 이동할 수 있음을 의미한다. 따라서, 종단 이격재(300)가 외곽의 2개의 종단 관통홀(300H)에 유체 유통로(BFP)가 연결되어 있는 경우, 관간 이격재(400H)는 중앙의 2개의 관간 관통홀(400H)에 유체 유통로(BFP)가 연결될 수 있다. However, it is preferable that the fluid flow path BFP of the space spacer 400 is different from the fluid flow path BFP of the terminal spacer 300 in an overlapping direction. The assembling pipe 620 is inserted into the terminal and tube through-holes 300H and 400H at the same position (overlapping position when stacked) in the terminal spacer 300 and the tube spacer 400 to be stacked, and the same in the overlapping direction. When the fluid flow path BFP is installed at both the end of the position and the through-holes 300H and 400H, the first unit restriction space ULS1 and the second unit restriction space ULS2 are formed through the assembly pipe 620. It can be connected spatially. This means that the fluid can move directly without being separated through the wall of the separator 200. Accordingly, when the fluid flow path BFP is connected to the outer two terminal through holes 300H at the terminal spacer 300, the tube spacer 400H is disposed at the two inter tube through holes 400H at the center. Fluid flow paths (BFPs) may be connected.

도 10은 도 2의 조립 파이프의 사시도이다. 10 is a perspective view of the assembly pipe of FIG. 2.

도 2 내지 도 10을 참조하면, 복수의 조립 파이프(620)는 실질적으로 동일한 형상으로 형성된다. 조립 파이프(620)는 내부가 빈 중공 파이프 형상으로 형성된다. 조립 파이프(620)의 내부 빈 공간은 단위 제한 공간(ULS1, ULS2)들로부터 유입된 유체의 유로로 활용된다. 2 to 10, the plurality of assembly pipes 620 are formed in substantially the same shape. The assembly pipe 620 is formed in a hollow pipe shape. The inner empty space of the assembly pipe 620 is used as a flow path of the fluid introduced from the unit confined spaces ULS1 and ULS2.

조립 파이프(620)는 복수의 분지구(DH)를 포함한다. 각 분지구(DH)는 삽입 체결시 해당하는 종단/관간 관통홀(300H, 400H)의 유체 유통로(BFP)의 위치에 맞추어 배치된다. 예를 들어, 2개의 외곽 종단/관간 관통홀(300H, 400H)을 통과하는 조립 파이프(620)의 분지구(DH)는 제2 단위 제한 공간(ULS2) 측으로 개구하는 유체 유통로(BFP)와 연결되도록 배치된다. 2개의 중앙 종단/관간 관통홀(300H, 400H)을 통과하는 조립 파이프(620)의 분지구(DH)는 제1 단위 제한 공간(ULS1) 측으로 개구하는 유체 유통로(BFP)와 연결되도록 배치된다. 한편, 도면에서는 3개의 유체 유통로(BFP)에 대응하여 3개의 분지구(DH)가 형성된 예가 도시되어 있지만, 하나의 분지구(DH)가 3개의 유체 유통로(BFP)를 커버할 수 있는 크기로 형성될 수도 있다.Assembly pipe 620 includes a plurality of branches (DH). Each branch (DH) is arranged in accordance with the position of the fluid flow path (BFP) of the corresponding end / tube through-hole (300H, 400H) at the time of insertion fastening. For example, the branch port DH of the assembly pipe 620 passing through the two outer end / pipe through holes 300H and 400H is connected to the fluid flow path BFP that opens to the second unit confined space ULS2. It is arranged to be connected. The branch port DH of the assembly pipe 620 passing through the two center end / intertube through holes 300H and 400H is arranged to be connected to the fluid flow path BFP that opens toward the first unit confined space ULS1. . Meanwhile, in the drawing, an example in which three branches DH are formed corresponding to three fluid flow paths BFP is illustrated, but one branch DH may cover three fluid flow paths BFP. It may be formed in size.

조립 파이프(620)의 양단에는 조립용 나사산(ST)이 형성될 수 있다. 복수의 분리막(200), 종단 이격재(300), 관간 이격재(400)를 적층하고, 조립 파이프(620)를 삽입한 후, 조립용 나사산(ST)에 조립 너트(640)를 체결함으로써, 분리막(200), 종단 이격재(300), 관간 이격재(400)들을 상호 강하게 결합할 수 있다. Assembly threads ST may be formed at both ends of the assembly pipe 620. By stacking the plurality of separators 200, the terminal spacer 300, the tube spacer 400, inserting the assembly pipe 620, and then assembling the assembly nut 640 to the assembly thread ST. Separation membrane 200, terminal spacer 300, the spacer spacer 400 may be strongly coupled to each other.

조립 파이프(620)는 양단에 형성된 고정 구멍(FH)을 더 포함할 수 있다. 고정 구멍(FH)에는 고정핀(714)이 삽입됨으로써, 조립 파이프(620)가 회전하지 않고 정확한 위치를 유지하도록 할 수 있다. 고정 구멍(FH) 및 고정핀(714)은 생략될 수도 있다. The assembly pipe 620 may further include fixing holes FH formed at both ends. The fixing pin 714 is inserted into the fixing hole FH so that the assembly pipe 620 does not rotate and maintains the correct position. The fixing hole FH and the fixing pin 714 may be omitted.

조립 파이프(620)의 양단은 개방되고, 개방된 양단을 통해 유체가 유통할 수 있다. 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 연결된 조립 파이프(620)에 유체 혼합물을 투입하면, 이산화탄소와 같은 특정 유체가 분리막(200)을 통해 제2 단위 제한 공간(ULS2)으로 이동하고, 그에 연결된 조립 파이프(620)를 통해 배출될 수 있다.Both ends of the assembly pipe 620 may be open, and fluid may flow through both open ends. When the fluid mixture is introduced into the assembly pipe 620 connected to the first unit restriction space ULS1, a specific fluid, such as carbon dioxide, moves to the second unit restriction space ULS2 through the separator 200, and the assembly pipe connected thereto. May be exhausted through 620.

제1 단위 제한 공간(ULS1)과 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 서로 다른 압력이 가해질 수 있다. 예를 들어, 유체 혼합물이 제공되는 제1 단위 제한 공간(ULS1)은 상대적으로 높은 압력이 인가되고, 분리 유체가 배출되기만 하는 제2 단위 제한 공간(ULS2)은 상대적으로 낮은 압력이 인가될 수 있다. 이를 위해, 제1 단위 제한 공간(ULS1)으로 유체를 투입하는 조립 파이프(620)에는 0 내지 4kgf/cm2의 압력을 가하는 제1 펌프(미도시)가 연결 설치되고, 제2 단위 제한 공간(ULS2)으로부터 유체를 배출하는 조립 파이프(620)에는 0 내지 -1kgf/cm2의 압력을 가하는 제2 펌프(미도시)가 연결 설치될 수 있다. Different pressures may be applied to the first unit confined space ULS1 and the second unit confined space ULS2. For example, a relatively high pressure may be applied to the first unit confined space ULS1 where the fluid mixture is provided, and a relatively low pressure may be applied to the second unit confined space ULS2 where only the separation fluid is discharged. . To this end, a first pump (not shown) for applying a pressure of 0 to 4 kgf / cm2 is connected to the assembly pipe 620 for injecting fluid into the first unit restriction space ULS1, and the second unit restriction space ULS2. A second pump (not shown) applying a pressure of 0 to −1 kgf / cm 2 may be connected to the assembly pipe 620 for discharging the fluid.

유체 분리막 모듈(100)은 최외곽 커버(710, 720)를 더 포함할 수 있다. 최외곽 커버(710, 720)는 유체 분리막 모듈(100)의 적층 방향 양측 최외곽에 위치한다. 최외곽 커버(710, 720)는 조립 파이프(620)가 삽입되는 개구를 포함할 수 있다. The fluid separation membrane module 100 may further include outermost covers 710 and 720. The outermost covers 710 and 720 are located at the outermost sides of the stacking direction of the fluid separation membrane module 100. The outermost covers 710 and 720 may include an opening into which the assembly pipe 620 is inserted.

유체 분리막 모듈(100)에 최외곽 커버(710, 720)가 설치되는 경우, 각 개구들에 조립 파이프(620)가 삽입되고, 조립 너트(640)는 최외곽 커버(710, 720)의 외측에서 체결된다. 고정핀(714)은 최외곽 커버(710, 720)의 측면에서 삽입된다. 최외곽 커버(710, 720)가 강성이 있는 금속으로 이루어질 경우, 압력 차이에 따른 변형을 막고, 내부의 분리막(200)을 보호할 뿐만 아니라, 조립 너트(640) 체결시에도 가압에 따른 유체 분리막 모듈(100)의 변형이나 손상을 방지할 수 있다. When the outermost covers 710 and 720 are installed in the fluid separation membrane module 100, the assembling pipe 620 is inserted into the openings, and the assembling nut 640 is disposed at the outside of the outermost covers 710 and 720. Is fastened. The fixing pin 714 is inserted at the sides of the outermost covers 710 and 720. When the outermost covers 710 and 720 are made of a rigid metal, it prevents deformation due to the pressure difference and protects the internal separation membrane 200, and the fluid separation membrane according to pressure even when the assembly nut 640 is fastened. Deformation or damage to the module 100 can be prevented.

본 실시예의 경우, 복수의 분리막(200)들이 조립 파이프(620)에 의해 견고하게 결합되어 기계적 강도가 우수하다. 또한, 조립 파이프(620)를 유체 유입/배출로로 활용할 수 있어 인출도관, 인출도관 집합기 등을 생략할 수 있다. 따라서, 구조가 단순화되고 조립이 간편하다.In the present embodiment, the plurality of separators 200 are firmly coupled by the assembling pipe 620 and excellent in mechanical strength. In addition, the assembly pipe 620 may be utilized as a fluid inlet / outlet, so that the drawing conduit, the drawing conduit assembly, and the like may be omitted. Thus, the structure is simplified and assembly is easy.

이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명한다. Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described.

도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 종단 이격재의 부분 측면도들이다. 도 11 및 도 12의 실시예는 종단/관간 관통홀의 크기나 형상이 조립 파이프의 그것과 다름으로써 유체 유통 공간을 확보할 수 있음을 예시한다. 11 and 12 are partial side views of a termination spacer according to another embodiment of the present invention. 11 and 12 illustrate that the fluid distribution space can be secured by the size or shape of the end / pipe through-holes being different from that of the assembly pipe.

도 11의 실시예에서는 조립 파이프(620)의 단면과 종단 이격재(301)의 종단 관통홀(301H) 단면 형상은 실질적으로 동일한 원형이지만, 종단 관통홀(301H)의 크기가 더 크다. 조립 파이프(620)는 종단 관통홀(301H)의 유체 유통로(BFP)가 형성된 부위의 반대편 측벽에 접하도록 설치된다. 따라서, 유체 유통로(BFP) 부근에는 유체 유통 공간(FFS)이 확보될 수 있다. 이를 위해 유체 유통로(BFP) 부근의 종단 관통홀(301H) 내벽에는 돌기(HPP)가 형성될 수 있다. 유체 유통 공간(FFS)의 확보로 수직 방향으로 조립 파이프(620)에 의해 유체의 흐름이 방해받는 것을 방지할 수 있다. In the embodiment of FIG. 11, the cross-sectional shape of the end pipe 620 and the end through hole 301H of the end spacer 301 are substantially the same circular shape, but the end through hole 301H has a larger size. The assembly pipe 620 is installed to be in contact with the side wall opposite to the portion where the fluid flow path BFP of the terminal through hole 301H is formed. Therefore, the fluid distribution space FFF may be secured in the vicinity of the fluid distribution path BFP. To this end, protrusions HPP may be formed on the inner wall of the terminal through hole 301H near the fluid flow path BFP. It is possible to prevent the flow of the fluid by the assembly pipe 620 in the vertical direction by securing the fluid flow space (FFS).

도 11에서는 조립 파이프(620)의 단면과 종단 관통홀(301H) 단면이 모두 원형인 경우를 예시하였지만, 조립 파이프(620)의 단면은 원형인 반면 종단 관통홀(301H) 단면은 타원이더라도 유체 유통 공간(FFS)을 확보할 수 있고, 다른 다양한 변형이 가능하다.In FIG. 11, the cross section of the assembling pipe 620 and the end through hole 301H are both circular, but the cross section of the assembling pipe 620 is circular while the cross section of the end through hole 301H is elliptical. Space (FFS) can be secured, and various other variations are possible.

도 12의 실시예에서는 조립 파이프(620)의 단면이 전체적으로 원형이고, 종단 관통홀(302H)의 단면도 부분적으로 원형이지만, 유체 유통로(BFP)가 형성된 부위로 종단 관통홀(301H)이 더욱 함몰('HRA' 참조)되어 있다. 따라서, 부분적으로 조립 파이프(620)와 종단 관통홀(302H)이 완전히 접하더라도, 종단 관통홀(302H)의 함몰부(HRA)에서 이격되므로 유체 유통 공간(FFS)이 확보될 수 있다. In the embodiment of FIG. 12, the cross section of the assembly pipe 620 is generally circular, and the cross-sectional view of the terminal through hole 302H is partially circular, but the terminal through hole 301H is further recessed to a portion where the fluid flow path BFP is formed. (See 'HRA'). Therefore, even when the assembly pipe 620 and the end through hole 302H partially contact each other, the fluid flow space FFF may be secured because the assembly pipe 620 is spaced apart from the depression HRA of the end through hole 302H.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재의 측면도이다. 도 13을 참조하면, 종단 이격재(303)가 배치되는 분리막(200)의 내부에는 막 이격재(210)가 배치되는데, 분리막(200) 내부에서 막 이격재(210)가 움직일 경우 충분한 기능을 수행하기 어려움은 물론, 분리막(200)에 손상을 가할 수도 있다. 이를 방지하기 위해 종단 이격재(303)는 분리막(200)의 내부를 향하도록 배치되는 모서리 부근에 접합돌기(CPP) 및/또는 접합홀(CHP)을 더 포함할 수 있다. 막 이격재(210)나 기타 내부 기구를 분리막(200) 내부에서 접합홀(CHP)에 매달거나 접합 돌기(CPP)에 접합함으로써, 그 자중이나 바람, 진동, 외부 충격 등에 의해 분리막(200)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 13 is a side view of a termination spacer according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, a membrane spacer 210 is disposed inside the separator 200 in which the terminal spacer 303 is disposed. When the membrane spacer 210 moves inside the separator 200, sufficient function is provided. Of course, the separation membrane 200 may be damaged. In order to prevent this, the terminal spacer 303 may further include a bonding protrusion CPP and / or a bonding hole CHP near a corner disposed to face the inside of the separator 200. By attaching the membrane spacer 210 or other internal mechanism to the bonding hole CHP in the separation membrane 200 or to the bonding protrusion CPP, the separation membrane 200 may be caused by its own weight, wind, vibration, or external impact. It can prevent damage.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관간 이격재의 측면도이다. 도 15는 도 14의 XV-XV'선을 따라 자른 단면도이다. 14 is a side view of the spacer spacer according to another embodiment of the present invention. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV ′ of FIG. 14.

도 14 및 도 15를 참조하면, 관간 이격재(401)는 수평 방향(관간 관통홀의 관통 방향에 대해 수직 방향)으로 관통하는 유체 유통로(HBFP)를 포함할 수 있다. 제1 단위 제한 공간(ULS1)으로 조립 파이프(620)를 통해 유체를 공급하지 않는 경우에는 관간 관통홀(401H)에는 유체 유통로의 연결이 불필요하다. 대신, 관간 이격재(401H)의 수평 방향으로 관통하는 유체 유통로(HBFP)를 형성함으로써, 이를 통해 관간 이격재(401)의 외부에서 제1 단위 제한 공간(ULS1)으로 유체를 공급할 수 있다. 수평 관통 유체 유통로(HBFP)는 관간 관통홀(401H)과 연결되지 않고, 관간 관통홀(401H)의 외곽이나 관간 관통홀(401H)들 사이에 형성될 수 있다. 수평 관통 유체 유통로(HBFP)의 크기는 관간 이격재(401)의 두께의 10 내지 80% 범위일 수 있다.Referring to FIGS. 14 and 15, the interspace spacer 401 may include a fluid flow path HBFP penetrating in the horizontal direction (the direction perpendicular to the penetration direction of the through-hole through-hole). When the fluid is not supplied to the first unit confined space ULS1 through the assembly pipe 620, the connection to the fluid flow path is unnecessary in the intertube through hole 401H. Instead, by forming a fluid flow path (HBFP) penetrating in the horizontal direction of the space between the spacers 401H, it can be supplied to the first unit confined space (ULS1) from the outside of the space between the spacers (401). The horizontal through fluid flow path HBFP may not be connected to the intertube through hole 401H, but may be formed between the periphery of the intertube through hole 401H and the intertube through holes 401H. The size of the horizontal through fluid flow path (HBFP) may range from 10 to 80% of the thickness of the interspace spacer 401.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재와 관간 이격재를 함께 도시한 평면도이다. 16 is a plan view illustrating a terminal spacer and a tube spacer according to another embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 종단 이격재(304)는 종단 관통홀(304H) 주변을 따라 철부(EB1)가 형성되어 있고, 관간 이격재(404)는 관간 관통홀(404H) 주변을 따라 요부(EB2)가 형성되어 있다. 종단 이격재(304)의 철부(EB1)는 관간 이격재(404)의 요부(EB2)와 형합하는 형상이고, 서로 대응되는 위치에 설치된다. 이와 같이 이웃하는 종단 이격재(304)와 관간 이격재(404) 사이에 철부(EB1) 및 요부(EB2)가 형성되면, 모듈 체결시 분리막(200)을 사이에 두고 요철 결합이 이루어져 더욱 양호한 기밀성이 확보될 수 있다. Referring to FIG. 16, the terminal spacer 304 according to the present exemplary embodiment has a convex portion EB1 formed around the terminal through hole 304H, and the tube spacer 404 is formed around the tube through hole 404H. The recessed part EB2 is formed along this. The convex portion EB1 of the terminal spacer 304 is shaped to conform to the recessed portion EB2 of the interspace spacer 404 and is provided at positions corresponding to each other. As such, when the convex portion EB1 and the concave portion EB2 are formed between the adjacent terminal spacer 304 and the tube spacer 404, convexo-concave coupling is performed with the separator 200 interposed therebetween, thereby providing better airtightness. This can be secured.

도시된 예와는 달리, 종단 관통홀 주변을 따라 요부가 형성되고, 관간 관통홀 주변을 따라 철부가 형성될 수도 있다. 또한, 종단/관간 이격재의 일측면에는 요부가 형성되고, 타측면에는 철부가 형성되더라도, 이들이 형합할 수 있는 방식으로 체결할 경우 기밀성 확보가 가능하다. Unlike the illustrated example, recesses are formed around the terminal through-holes, and convex portions may be formed along the periphery of the through-holes. In addition, even if the recess is formed on one side of the terminal / tube spacer, and the other side is formed in the convex, it is possible to ensure the airtightness when fastening in a manner that can be combined.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재와 관간 이격재를 함께 도시한 평면도이다. 도 18은 도 17의 종단 이격재와 관간 이격재를 복수개 체결한 상태를 나타낸 개략도이다.17 is a plan view illustrating a terminal spacer and a tube spacer according to another embodiment of the present invention. FIG. 18 is a schematic view illustrating a state in which a plurality of terminal spacers and a tube spacer are fastened in FIG. 17.

도 17 및 도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 종단 이격재(305)와 관간 이격재(405)는 요철 결합을 하는 것은 도 16과 유사하지만, 종단/관간 관통홀(305H, 405H) 주변의 부분적인 요철 결합이 아닌 전체 두께의 조정을 통한 요철 결합이라는 점에서 도 16의 실시예와 상이하다.Referring to FIGS. 17 and 18, the terminal spacer 305 and the tube spacer 405 according to the present exemplary embodiment are similar to those of FIG. 16 in which concave-convex coupling is performed, but around the terminal / tube through holes 305H and 405H. It is different from the embodiment of FIG. 16 in that the concave-convex coupling through the adjustment of the overall thickness, not the partial concave-convex coupling of.

구체적으로 설명하면, 유체 유통로(BFP)가 연결된 종단/관간 관통홀(305H, 405H)이 있는 부위는 두꺼운 반면(철부), 유체 유통로(BFP)가 없는 종단/관간 관통홀(305H, 405H) 부위는 얇다(요부). 상술한 바와 같이 종단 이격재(305) 및 관간 이격재(405)에서 유체 유통로(BFP)가 형성되는 종단/관간 관통홀(305H, 405H)의 위치는 상이하며, 따라서, 종단 이격재(305)에서 두꺼운 부위는 관간 이격재(405)에서 얇은 부위에 맞닿고, 종단 이격재(305)에서 얇은 부위는 관간 이격재(405)에서 두꺼운 부위에 맞닿을 수 있다. 따라서, 전반적인 두께를 감소시킬 수 있어, 집적도를 향상시킬 수 있다. Specifically, the portion where the end / pipe through-holes 305H and 405H to which the fluid flow path BFP is connected is thick (convex), while the end / pipe through holes 305H and 405H without the fluid flow path BFP. ) The site is thin (causal). As described above, the positions of the terminal / intertube through holes 305H and 405H in which the fluid flow path BFP is formed in the terminal spacer 305 and the tube spacer 405 are different, and thus, the terminal spacer 305 The thick portion may contact the thin portion in the interspace spacer 405, and the thin portion in the terminal spacer 305 may abut the thick portion in the space spacer 405. Therefore, the overall thickness can be reduced, and the degree of integration can be improved.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재의 평면도이다. 도 20은 도 19의 측면도이다. 19 is a plan view of the terminal spacer according to another embodiment of the present invention. 20 is a side view of FIG. 19.

도 19 및 도 20을 참조하면, 상술한 도 17의 종단 이격재(305)와 관간 이격재(405)는 두께가 얇은 부분이 있어 기계적으로 약할 수 있다. 이를 보강하기 위해 본 실시예에 따른 종단 이격재(306)는 그 내부에 보강재(SUP)를 더 포함할 수 있다. 보강재(SUP)의 두께는 종단 이격재(306)의 최소 두께보다 작을 수 있다. 보강재(SUP)는 종단 이격재(306)의 내부에 배치되어, 외부에서는 시인되지 않을 수 있다. Referring to FIGS. 19 and 20, the terminal spacer 305 and the tube spacer 405 of FIG. 17 described above may have a thin portion and may be mechanically weak. In order to reinforce this, the terminal spacer 306 according to the present exemplary embodiment may further include a reinforcing material SUP therein. The thickness of the stiffener SUP may be less than the minimum thickness of the termination spacer 306. The reinforcement SUP is disposed inside the terminal spacer 306 and may not be visually recognized from the outside.

보강재(SUP)는 예를 들어, 금속판, 질긴 섬유 등으로 이루어질 수 있다. 평면상 배치에서 보강재(SUP)는 종단 관통홀(305H) 및 유체 유통로(BFP)를 가리지 않는 형상으로 이루어질 수 있다. 종단 이격재(306)가 수지로 이루어지고, 보강재(SUP)가 판상형으로 이루어진 경우, 보강재(SUP)는 두께 방향으로 관통하는 복수의 홀(SPH)을 포함할 수 있다. 복수의 홀(SPH)을 통해 보강재(SUP) 양면으로 수지가 서로 연결되므로, 보강재(SUP)와 수지가 분리되는 것을 방지할 수 있다. The reinforcing material SUP may be made of, for example, a metal plate or tough fibers. In the planar arrangement, the reinforcement SUP may be formed in a shape that does not cover the terminal through hole 305H and the fluid flow path BFP. When the terminal spacer 306 is made of a resin and the reinforcement SUP is formed in a plate shape, the reinforcement SUP may include a plurality of holes SPH penetrating in the thickness direction. Since the resin is connected to each other on both sides of the reinforcement SUP through the plurality of holes SPH, the reinforcement SUP and the resin may be prevented from being separated.

이상의 실시예에서는 종단 이격재(306)의 예를 들어 설명하지만, 관간 이격재에도 동일하게 적용가능함은 자명하다. In the above embodiment, the terminal spacer 306 is described as an example, but it is obvious that the same can be applied to the spacer spacer.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 부분 평면도이다. 도 22는 도 21의 유체 분리막 모듈의 정면도이다. 도 23은 도 21의 유체 분리막 모듈의 부분 측면도이다. 도 24는 도 21의 조립 파이프의 사시도이다. 21 is a partial plan view of a fluid separation membrane module according to another embodiment of the present invention. FIG. 22 is a front view of the fluid separation membrane module of FIG. 21. FIG. 23 is a partial side view of the fluid separation membrane module of FIG. 21. 24 is a perspective view of the assembly pipe of FIG. 21.

도 21 내지 도 24를 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 분리막 모듈(101)은 최외곽 커버(711)에 연결 배관(711FT)이 형성되어 있는 점에서 도 2의 실시예와 상이하다. 21 to 24, the fluid separation membrane module 101 according to the present embodiment is different from the embodiment of FIG. 2 in that a connection pipe 711FT is formed at the outermost cover 711.

더욱 구체적으로 설명하면, 4개의 관통홀(711H) 중 중앙부에 위치하는 2개의 관통홀(711H)을 통과하는 조립 파이프(621)는 제1 단위 제한 공간(ULS1)과 공간적으로 연결되어 있고, 유체 혼합물의 공급 또는 잔여 유체의 배출을 담당한다. 4개의 관통홀(711H) 중 외곽에 위치하는 2개의 관통홀(711H)을 통과하는 조립 파이프(621)는 분리된 유체의 이동을 담당한다. More specifically, the assembly pipe 621 passing through the two through holes 711H located at the center of the four through holes 711H is spatially connected to the first unit confined space ULS1, and the fluid It is responsible for the supply of the mixture or the discharge of residual fluid. The assembly pipe 621 passing through the two through holes 711H located at the outer side of the four through holes 711H is responsible for the movement of the separated fluid.

이와 같이, 서로 동일한 기능을 하지만 다른 위치에 있는 관통홀(711H) 및 조립 파이프(621)를 하나로 연결해주면 유체의 공급/배출을 통합적으로 수행할 수 있다. 이를 위해 최외곽 커버(711)에 연결 배관(711FT)이 설치된다. 아울러, 조립 파이프(621)에도 내부 연결 배관(711FT)과 연결될 수 있는 연결 개구(HFC)가 형성될 수 있다. As such, when the through-holes 711H and the assembly pipes 621 having the same function but different positions are connected to one, the supply / discharge of the fluid may be integrally performed. To this end, a connection pipe 711FT is installed at the outermost cover 711. In addition, a connection opening HFC may be formed in the assembly pipe 621 to be connected to the internal connection pipe 711FT.

연결 배관(711FT)은 최외곽 커버(711)의 내부에 형성될 수 있다. 연결 배관(711FT)은 최외곽 커버(711)의 외측에 인출구를 개구할 수 있다. 연결 배관(711FT)의 인출구(711FO)를 통해 유체의 공급이나 배출되는 유체를 수집할 수 있다. 즉, 집합 배관의 역할을 수행할 수 있다. 이 경우, 조립 파이프(621)의 양단은 개방될 필요가 없으며, 볼트 등으로 밀폐할 수 있다.The connection pipe 711FT may be formed inside the outermost cover 711. The connection pipe 711FT may open the outlet port to the outside of the outermost cover 711. Through the outlet 711FO of the connection pipe 711FT may collect the fluid supplied or discharged. That is, it can serve as a collective piping. In this case, both ends of the assembly pipe 621 need not be opened, and can be sealed with a bolt or the like.

연결 배관(711FT)으로는 별도의 배관을 최외곽 커버(711) 내부에 배치할 수도 있지만, 최외곽 커버(711)의 내부를 터널 형상으로 파서 이를 연결 배관(711FT)으로 사용할 수도 있다. 나아가, 최외곽 커버의 표면에 홈을 형성하고, 덮개를 덮어서 연결 배관으로 사용할 수도 있다. A separate pipe may be disposed inside the outermost cover 711 as the connection pipe 711FT, but the inside of the outermost cover 711 may be dug into a tunnel shape and used as the connection pipe 711FT. Furthermore, a groove may be formed on the surface of the outermost cover and the cover may be used as a connecting pipe.

도면에서는 연결 배관(711FT)이 최외곽 커버(711)의 내부에 형성된 경우를 예시하였지만, 동일한 기능을 수행하는 연결 배관(711FT)이 최외곽 커버(711)의 외측에 설치될 수도 있다. Although the drawing illustrates a case in which the connecting pipe 711FT is formed inside the outermost cover 711, the connecting pipe 711FT performing the same function may be installed outside the outermost cover 711.

도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 분리막 모듈의 분리막의 분해 사시도이다. 도 26은 도 25의 분리막의 단면도이다. 도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종단 이격재의 측면도이다. 도 28은 도 26의 분리막과 도 27의 종단 이격재의 체결 관계를 나타내는 정면도이다. 25 is an exploded perspective view of a separator of a fluid membrane module according to another embodiment of the present invention. FIG. 26 is a cross-sectional view of the separator of FIG. 25. 27 is a side view of a termination spacer according to another embodiment of the present invention. FIG. 28 is a front view illustrating a fastening relationship between the separator of FIG. 26 and the terminal spacer of FIG. 27.

먼저, 도 25 및 도 26을 참조하면, 본 실시예에 따른 분리막(201)은 지지막(230) 및 분리박막(220)을 포함한다. First, referring to FIGS. 25 and 26, the separation membrane 201 according to the present embodiment includes a supporting membrane 230 and a separation thin film 220.

지지막(230)은 표면이 거친 다공성 물질로 이루어질 수 있다. 지지막(230)은 50 내지 10000개/cm2의 표면 요철을 포함할 수 있다. 표면 요철의 높이는 1 내지 500um일 수 있다. The support membrane 230 may be made of a porous material having a rough surface. The support film 230 may include surface irregularities of 50 to 10000 pieces / cm 2 . The height of the surface irregularities may be 1 to 500 um.

지지막(230)은 두께 방향으로 관통하는 다수의 홀을 포함할 수 있다. 홀을 통해 유체가 지지막(230)의 일측 및 타측을 이동할 수 있다. 홀의 크기는 1 내지 200um일 수 있다. The support layer 230 may include a plurality of holes penetrating in the thickness direction. The fluid may move on one side and the other side of the support membrane 230 through the hole. The size of the hole may be 1 to 200um.

분리박막(220)은 실제 유체를 분리하는 역할을 하는 부분으로, 상술한 실리콘 고무 등으로 이루어질 수 있다. 분리박막(220)은 지지막(230)의 거친 표면 상에 배치된다. Separation thin film 220 is a part that serves to separate the actual fluid, it may be made of the above-described silicone rubber. The separation thin film 220 is disposed on the rough surface of the supporting film 230.

예시적인 실시예에서, 하나의 분리막(201)을 제조하기 위해 판상형의 지지막(230)과 분리박막(220)이 각각 2장씩 준비된다. 2장의 지지막(230)을 가운데에 두고, 분리박막(230)을 지지막(230)의 외측면에 배치한다. 이어 지지막(230)의 마주보는 두 변(상대적으로 길이가 긴 세로변)을 접착제 등으로 부착하여 실링한다. 실링되지 않은 나머지 두 변은 통기 구멍(201H)으로 활용된다. 전반적인 형상은 튜브형이다.In an exemplary embodiment, two sheets of the plate-shaped support membrane 230 and the separator thin film 220 are prepared in order to manufacture one separator 201. With two support membranes 230 in the center, the separation thin film 230 is disposed on the outer surface of the support membrane 230. Subsequently, two sides (relatively long longitudinal sides) of the support membrane 230 are attached and sealed with an adhesive or the like. The other two unsealed sides are utilized as the vent holes 201H. The overall shape is tubular.

필요에 따라 막 이격재(210)가 분리막(201)의 내부에 배치될 수 있다. 막 이격재(210)는 2장의 지지막(230) 사이에 배치될 수 있다. If necessary, the membrane spacer 210 may be disposed in the separator 201. The membrane spacer 210 may be disposed between the two support membranes 230.

다른 실시예에서, 분리박막(220)은 지지막(230) 상에 직접 형성될 수도 있다. 즉, 지지막(230) 상에 액상의 분리박막용 물질을 코팅하고, 건조 및/또는 경화하여 두께가 얇은 고체 분리박막(220)을 형성할 수 있다. 이 경우, 분리박막(220)은 지지막(230) 상에 직접 코팅되어 일체로 취급될 수 있다. 위와 같은 방법으로 분리박막(220)을 형성하면, 분리박막(220)을 별도로 형성하는 경우에 비해 더욱 얇은 두께의 분리박막을 제조할 수 있다. In another embodiment, the separation thin film 220 may be directly formed on the supporting film 230. That is, the liquid separation thin film 220 may be coated on the support membrane 230, and dried and / or cured to form a thin solid separation thin film 220. In this case, the separation thin film 220 may be directly coated on the support film 230 to be integrally handled. When the separation thin film 220 is formed in the same manner as above, the separation thin film 220 may be manufactured in a thinner thickness than in the case where the separation thin film 220 is formed separately.

도 27 및 도 28을 참조하면, 본 실시예에 따른 종단 이격재(307)는 분리막(201)을 수용하는 수용홈(307RA)을 포함한다. 수용홈(307RA)에는 분리막(201)의 통기 구멍(201H) 측이 삽입된다. 즉, 본 실시예는 종단 이격재(307)가 분리막(201)의 내부에 배치되지 않고, 분리막(201)의 양단 외측에 배치되는 점에서 도 2의 실시예와 상이하다.27 and 28, the terminal spacer 307 according to the present exemplary embodiment includes a receiving groove 307RA for accommodating the separation membrane 201. The vent hole 201H side of the separation membrane 201 is inserted into the accommodation groove 307RA. That is, the present embodiment differs from the embodiment of FIG. 2 in that the terminal spacer 307 is not disposed inside the separation membrane 201, but is disposed outside both ends of the separation membrane 201.

수용홈(307RA)과 그에 인접하는 분리박막(220) 사이를 접착제를 이용하여 실링하면 종단 이격재(307)와 분리막(201)의 안정적인 체결이 가능해진다. 본 실시예에서, 분리막(201)은 도 2의 실시예와는 달리 조립 파이프가 통과하는 개구를 포함하지 않을 수 있다. 도면에서 미설명 부호 '307H'는 종단 관통홀을 나타낸다.Sealing between the receiving grooves 307RA and the separation thin film 220 adjacent thereto using an adhesive enables stable fastening of the terminal spacer 307 and the separation membrane 201. In the present embodiment, unlike the embodiment of FIG. 2, the separation membrane 201 may not include an opening through which the assembly pipe passes. In the drawings, reference numeral 307H denotes a terminal through hole.

도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지지막의 사시도이다. 도 30은 도 29의 지지막의 단면도이다. 29 is a perspective view of a support membrane according to another embodiment of the present invention. 30 is a cross-sectional view of the support membrane of FIG. 29.

도 29 및 도 30을 참조하면, 본 실시예에 따른 지지막(231)은 일면(231a)과 타면(231b)을 갖는다. 지지막(231)의 일면(231a)은 도 26의 실시예에서 설명한 바와 같이 거친 표면을 갖는다. 반면, 지지막(231)의 타면(231b)은 일 방향으로 연장된 라인 타입의 돌기(231L)를 포함한다. 분리막(201) 내에서 거친 표면의 지지막(231)의 일면(231a)은 분리박막(220)이 형성되는 외측면이 되고, 돌기(231L)가 형성된 지지막(231)의 타면(231b)은 분리막(201) 내부 공간을 향하는 내측면이 된다.29 and 30, the support layer 231 according to the present embodiment has one surface 231a and the other surface 231b. One surface 231a of the support film 231 has a rough surface as described in the embodiment of FIG. 26. On the other hand, the other surface 231b of the support film 231 includes a line type protrusion 231L extending in one direction. One surface 231a of the support membrane 231 having a rough surface in the separation membrane 201 becomes an outer surface on which the separation thin film 220 is formed, and the other surface 231b of the support membrane 231 having the protrusion 231L is formed. It becomes an inner surface facing the separation membrane 201.

한편, 하나의 분리막(201) 내에 포함되는 2개의 지지막(231)은 그 내측면이 서로 마주한다. 상호 마주하는 2개의 지지막(231)의 타면(231b)에 형성된 돌기(231L)의 연장방향은 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. On the other hand, the inner surface of the two support membrane 231 included in one separation membrane 201 face each other. The extending directions of the projections 231L formed on the other surfaces 231b of the two supporting films 231 facing each other may be the same as or different from each other.

예를 들어, 대향하는 2개의 지지막(231) 중 하나는 가로 방향 돌기를 포함하고, 다른 하나는 그에 교차하는 세로 방향 돌기를 포함할 수 있다. 이 경우, 상호 교차하는 돌기에 의해 소정의 유체 이동 공간이 확보되어, 막 이격재의 역할을 수행할 수 있다. For example, one of the two opposing support layers 231 may include a horizontal protrusion, and the other may include a longitudinal protrusion that crosses the horizontal protrusion. In this case, a predetermined fluid movement space is secured by the mutually mutually protruding projections, and thus may serve as a membrane spacer.

만약, 대향하는 2개의 지지막(231)의 돌기가 모두 가로 방향 돌기일 경우, 막 이격재가 필요할 수 있는데, 이 경우에도 세로 방향으로 연장된 실들을 갖는 막 이격재를 선택함으로써, 유체 이동 공간을 확보할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 다양한 변형이 가능함은 물론이다.If the projections of the two opposing support membranes 231 are both horizontal projections, a membrane spacer may be needed. In this case, the membrane spacer having the yarns extending in the longitudinal direction may be selected to create a fluid movement space. It can be secured. However, the present invention is not limited thereto and various other modifications are possible.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

100: 유체 분리막 모듈
200: 분리막
300: 관간 이격재
400: 종단 이격재
620: 조립 파이프
710, 720: 최외곽 커버100: fluid separation membrane module
200: separator
300: space spacer
400: termination spacer
620: assembly pipe
710, 720: outermost cover

Claims (13)

상호 중첩하도록 적층된 복수의 튜브 형상의 분리막;
상기 분리막의 양단에 설치된 종단 이격재;
이웃하는 상기 분리막 사이에서 상기 종단 이격재와 중첩하도록 배치된 관간 이격재; 및
상기 종단 이격재, 및 상기 관간 이격재를 관통하는 조립 파이프를 포함하되,
상기 종단 이격재는 적어도 하나의 종단 관통홀을 포함하고,
상기 관간 이격재는 상기 종단 관통홀과 중첩된 적어도 하나의 관간 관통홀을 포함하고,
상기 조립 파이프는 중첩된 상기 종단 관통홀 및 상기 관간 관통홀을 관통하는 유체 분리막 모듈. A plurality of tube-shaped separators stacked to overlap each other;
End spacers disposed at both ends of the separator;
An intertube spacer disposed to overlap the terminal spacer between adjacent separators; And
Including an end pipe, and an assembly pipe penetrating the tube spacer.
The terminal spacer includes at least one terminal through hole,
The tube spacer includes at least one tube through hole overlapping the terminal through hole,
And the assembly pipe penetrates the overlapped end through hole and the intertube through hole. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 종단 관통홀 및 상기 관간 관통홀은 각각 복수개이고,
상기 종단 이격재는 일부의 상기 종단 관통홀과 연결되고, 상기 종단 이격재의 외측으로 개구하는 유체 유통로를 포함하고,
상기 관간 이격재는 일부의 상기 관간 관통홀과 연결되고, 상기 관간 이격재의 외측으로 개구하는 유체 유통로를 포함하는 유체 분리막 모듈.According to claim 1,
The terminal through-hole and the inter-tube through hole are each a plurality,
The terminal spacer is connected to a portion of the terminal through-hole, and includes a fluid flow path opening to the outside of the terminal spacer,
The interspace spacer is connected to a portion of the intertube through hole, the fluid separation membrane module including a fluid passage opening to the outside of the interspace spacer. 제3 항에 있어서,
상기 종단 이격재의 유체 유통로가 연결된 상기 종단 관통홀과 상기 관간 이격재의 유체 유통로가 연결된 상기 관간 관통홀은 중첩 방향으로 서로 상이한 위치에 있는 유체 분리막 모듈.The method of claim 3, wherein
And the terminal through hole connected to the fluid flow path of the terminal spacer and the tube through hole connected to the fluid flow path of the tube spacer are different from each other in an overlapping direction. 제4 항에 있어서,
상기 조립 파이프는 관통하는 종단 관통홀 및 관간 관통홀에 연결된 상기 유체 유통로와 연결되는 분지구를 포함하는 유체 분리막 모듈.The method of claim 4, wherein
The assembly pipe is a fluid separation membrane module including a branch through which is connected to the fluid flow passage connected to the terminal through-hole and the through-pipe through-hole. 제5 항에 있어서,
상기 종단 이격재의 유체 유통로가 연결된 상기 종단 관통홀 및 상기 관간 이격재의 유체 유통로가 연결된 상기 관간 관통홀은 각각 복수개인 유체 분리막 모듈.The method of claim 5,
And a plurality of terminal through-holes connected with the fluid flow path of the terminal spacer and a plurality of through-holes connected with the fluid flow path of the tube spacer. 제6 항에 있어서,
상기 분리막의 적층 방향 양측에 배치된 최외곽 커버를 더 포함하되,
상기 최외곽 커버는 상기 종단 이격재의 유체 유통로가 연결된 상기 종단 관통홀을 통과하는 조립 파이프를 연결하는 연결 배관, 및 상기 관간 이격재의 유체 유통로가 연결된 상기 관간 관통홀을 통과하는 조립 파이프를 연결하는 연결 배관을 포함하는 유체 분리막 모듈.The method of claim 6,
Further including an outermost cover disposed on both sides of the separation direction of the separator,
The outermost cover connects an assembly pipe connecting an assembly pipe passing through the terminal through hole connected to the fluid flow path of the terminal spacer, and an assembly pipe passing through the pipe through hole connected to the fluid flow path of the tube spacer. Fluid separation membrane module comprising a connecting pipe. 제1 항에 있어서,
상기 종단 이격재 또는 상기 관간 이격재는 그 내부에 보강재로서, 두께 방향으로 복수의 홀을 포함하는 보강재를 더 포함하는 유체 분리막 모듈.According to claim 1,
The terminal spacer or the tube spacer is a fluid separation membrane module further comprises a reinforcement including a plurality of holes in the thickness direction as a reinforcement therein. 제1 항에 있어서,
상기 분리막 내부에 배치되며, 꼬인 그물망 구조를 갖는 막 이격재를 더 포함하는 유체 분리막 모듈.According to claim 1,
And a membrane spacer disposed inside the separator and having a twisted net structure. 제1 항에 있어서,
상기 종단 이격재는 상기 분리막의 내부에 배치되는 유체 분리막 모듈.According to claim 1,
The terminal spacer is disposed within the separation membrane module. 제1 항에 있어서,
상기 분리막은 양단에 통기 구멍을 포함하고,
상기 종단 이격재는 수용홈을 포함하며,
상기 수용홈에 상기 분리막의 통기 구멍 측이 삽입되는 유체 분리막 모듈.According to claim 1,
The separator includes a vent hole at both ends,
The terminal spacer includes a receiving groove,
Fluid separation membrane module that is inserted into the vent hole side of the membrane into the receiving groove. 제11 항에 있어서,
상기 분리막은
표면이 거친 다공성 물질로 이루어진 지지막; 및
상기 지지막 상에 배치된 분리박막을 포함하는 유체 분리막 모듈. The method of claim 11, wherein
The separator is
A support membrane made of a porous material having a rough surface; And
Fluid separation membrane module comprising a separation membrane disposed on the support membrane. 제12 항에 있어서,
상기 분리박막은 상기 지지막 상에 액상의 분리박막용 물질을 코팅하여 형성되는 유체 분리막 모듈.

The method of claim 12,
The separation membrane is a fluid separation membrane module formed by coating a liquid separation membrane material on the support membrane.

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