KR102104160B1 - Four-layered feed spacer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공급 스페이서(Feed Spacer)에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 공급 스페이서를 구성하는 세트를 4층 구조로 형성함으로써, 역삼투막과 접촉하는 세트가 공급 스페이서 구조의 중앙으로 원수를 대류시키고 중앙에서는 층류성 유속 구배가 발생하여 역삼투압 필터 모듈의 분극현상을 감소시키고, 압력손실을 최소화할 수 있는 4층 구조의 공급 스페이서에 관한 것이다. The present invention relates to a feed spacer, and more specifically, by forming a set constituting the feed spacer into a four-layer structure, the set contacting the reverse osmosis membrane convects the raw water to the center of the feed spacer structure and centers it. In the present invention relates to a supply spacer having a four-layer structure capable of reducing the polarization phenomenon of the reverse osmosis filter module by generating a laminar flow velocity gradient and minimizing pressure loss.

Description

4층 구조의 공급 스페이서{FOUR-LAYERED FEED SPACER}Four-layer structure supply spacer {FOUR-LAYERED FEED SPACER}

본 발명은 공급 스페이서(Feed Spacer)에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 공급 스페이서를 구성하는 세트를 4층 구조로 형성함으로써, 역삼투막과 접촉하는 세트가 공급 스페이서 구조의 중앙으로 원수를 대류시키고 중앙에서는 층류성 유속 구배가 발생하여 역삼투압 필터 모듈의 분극현상을 감소시키고, 압력손실을 최소화할 수 있는 4층 구조의 공급 스페이서에 관한 것이다. The present invention relates to a feed spacer, and more specifically, by forming a set constituting the feed spacer into a four-layer structure, the set contacting the reverse osmosis membrane convects the raw water to the center of the feed spacer structure and centers it. In the present invention relates to a supply spacer having a four-layer structure capable of reducing the polarization phenomenon of the reverse osmosis filter module by generating a laminar flow velocity gradient and minimizing pressure loss.

전 세계적으로 지구온난화에 따른 물 부족 현상이 심화되고 있는 가운데 대체 수자원 확보기술인 물 정화 기술이 주목을 받고 있다. As water shortages due to global warming are intensifying around the world, water purification technology, an alternative water resource securing technology, is drawing attention.

따라서, 해수담수화, 물의 재이용 등 대체 수자원을 활용한 차세대 수도사업의 핵심기술인 역삼투막(Reverse osmosis membrane)을 이용한 수처리 공정이 물 산업 시장을 주도할 것으로 예상되고 있다. Therefore, it is expected that the water treatment process using the reverse osmosis membrane, which is the core technology of the next-generation water supply business using alternative water resources such as seawater desalination and reuse of water, will lead the water industry market.

이러한 역삼투막에 의한 역삼투막 투과수는 순수한 물 내지 한없이 순수한 물에 가까운 물이 되어 의료용의 무균수나 인구 투석용 정제수, 혹은 전자 산업의 반도체의 제조용 물 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. The reverse osmosis membrane-permeable water by the reverse osmosis membrane becomes pure water to almost infinitely pure water, and is used in various fields, such as sterile water for medical use, purified water for dialysis for population, or water for manufacturing semiconductors in the electronics industry.

여기서, 역삼투란 농도차가 있는 두 용액을 반투막으로 분리하고 일정 시간이 지나면 농도가 낮은 용액이 농도가 높은 쪽으로 이동하면서 일정한 수위차를 발생시키는데 이를 삼투 현상이라고 한다. 아울러 이 과정에서 발생하는 수위의 차이를 역삼투압이라고 한다. 이 원리를 이용해 물 분자만 반투막을 통과시켜 물을 정화하는 장치를 역삼투압 설비라고 하며, 여기에 들어가는 반투막이 역삼투압 필터 모듈이다. Here, the two solutions having the difference in the concentration of reverse osmosis are separated into a semi-permeable membrane, and after a certain period of time, a solution having a low concentration moves to a higher concentration to generate a constant water level difference, which is called an osmotic phenomenon. In addition, the difference in water level generated in this process is called reverse osmosis. A device that purifies water by passing water molecules through a semi-permeable membrane using this principle is called a reverse osmosis equipment, and the semi-permeable membrane that enters the filter is a reverse osmosis filter module.

이러한 역삼투압 필터 모듈은 중앙 튜브, 공급 스페이서(Feed spacer), 역삼투막(RO membrane), 트리코트 여과수로 등을 포함하여 구성된다. The reverse osmosis filter module includes a central tube, a feed spacer, a reverse osmosis membrane (RO membrane), and a tricot filtered water channel.

이 중, 공급 스페이서는 원수가 유입되는 통로 역할을 수행한다. 원수가 공급 스페이서를 통하여 유입되는 경우에 공급 스페이서에 의한 흐름 방해로 차압이 발생하게 되면 이는 에너지 비용의 증가로 귀결되기 때문에, 이러한 차압은 낮을수록 역삼투압 필터 모듈의 효율을 증가시키게 된다. Among them, the supply spacer serves as a passage through which raw water flows. When the differential pressure is generated due to the flow obstruction by the supply spacer when the raw water flows through the supply spacer, this results in an increase in energy cost, so the lower the differential pressure, the higher the efficiency of the reverse osmosis filter module.

한편, 수투과 플럭스에 의해 필연적으로 역삼투막 근처에서는 농도 분극 현상이 발생하게 되며 이러한 현상이 심해질수록 역삼투막 근처에서 삼투압이 높아져 수투과율이 저하되게 된다. Meanwhile, a concentration polarization phenomenon inevitably occurs in the vicinity of the reverse osmosis membrane due to the water permeation flux, and as the phenomenon increases, the osmotic pressure increases in the vicinity of the reverse osmosis membrane and the water permeability decreases.

이와 관련하여, 차압의 발생을 감소시키며 농도 분극 현상을 완화시킴으로써 역삼투압 필터 모듈의 효율을 증가시킬 수 있는 공급 스페이서가 필요한 실정이다. In this regard, there is a need for a supply spacer capable of increasing the efficiency of the reverse osmosis filter module by reducing the occurrence of differential pressure and alleviating the concentration polarization phenomenon.

한국등록특허 제10-0976074호Korean Registered Patent No. 10-0976074

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 역삼투막과 직접 접촉되는 층과 접촉되지 않는 층으로 구성됨으로써, 유체의 압력손실을 야기하는 날실의 두께가 감소된 4층 구조의 공급 스페이서 구조를 제공하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above-described problem, and the object of the present invention is to consist of a layer not directly in contact with the reverse osmosis membrane, thereby reducing the thickness of the warp yarn causing pressure loss in the fluid. The structure is to provide a spacer structure.

또한, 본 발명의 목적은, 원수가 스페이서 구조의 중앙으로 대류함으로써, 역삼투막과 직접 접촉되는 층에서만 국소적으로 난류성 대류가 발생하고 스페이서 구조 중앙에서는 층류성 유속 구배가 발생하여 분극현상을 감소시키는 4층 구조의 공급 스페이서 구조를 제공하는 것이다. In addition, the object of the present invention, by convecting the raw water to the center of the spacer structure, the turbulent convection occurs locally only in the layer directly contacting the reverse osmosis membrane and the laminar flow velocity gradient occurs in the center of the spacer structure to reduce the polarization phenomenon 4 It is to provide a layered supply spacer structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 4층 구조의 공급 스페이서는 복수개의 날실이 평행하게 위치되는 제1 세트; 상기 제1 세트와 교차되어 제공되고, 평행한 날실들로 구성되는 제2 세트; 상기 제1 및 제2 세트의 일측 및 타측에 날실들이 평행하게 위치되는 제3 및 제4 세트;를 포함하되, 상기 제3 및 제4 세트는, 원수 방향과 평행하게 위치되는 것을 특징으로 한다. A supply spacer having a four-layer structure according to an embodiment of the present invention includes a first set in which a plurality of warp yarns are positioned in parallel; A second set provided crossing the first set and consisting of parallel warp yarns; The third and fourth sets, wherein the warp yarns are positioned parallel to one side and the other side of the first and second sets, include the third and fourth sets, wherein the third and fourth sets are positioned parallel to the raw water direction.

일 실시예에서, 상기 제3 및 제4 세트는, 상기 제1 및 제2 세트의 교차점 부근에 접촉되도록 위치되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the third and fourth sets are characterized in that they are positioned to contact near the intersection of the first and second sets.

일 실시예에서, 상기 제3 및 제4 세트의 날실들은, 상기 제1 및 제2 세트의 교차점과 교차점 사이에 접촉되게 위치되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the third and fourth sets of warp yarns are characterized in that they are positioned in contact between the first and second sets of intersections and intersections.

일 실시예에서, 상기 제1 세트는, 원수의 흐름 방향과 10° 내지 80°각도로 위치되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the first set is characterized in that it is located at an angle of 10 ° to 80 ° with the flow direction of the raw water.

일 실시예에서, 상기 제1 내지 제4 세트는, 상기 복수개의 날실 사이 거리가 4㎜ 내지 12㎜인 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the first to fourth sets are characterized in that the distance between the plurality of warp yarns is 4 mm to 12 mm.

일 실시예에서, 상기 날실은, 직경이 170㎛ 내지 220㎛인 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the warp yarn is characterized in that the diameter of 170㎛ to 220㎛.

일 실시예에서, 상기 원수 채널 스페이서는, 두께가 0.1㎜ 내지 0.9㎜인 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the raw channel spacer is characterized in that the thickness is 0.1㎜ to 0.9㎜.

본 발명의 다른 실시예에 따른 4층 구조의 공급 스페이서는 복수개의 날실이 평행하게 위치되는 제1 세트; 상기 제1 세트와 교차되어 제공되고, 평행한 날실들로 구성되는 제2 세트; 상기 제1 및 제2 세트의 일측 및 타측 중 어느 하나의 위치에 위치되는 제3 및 제4 세트;를 포함하되, 상기 제3 및 제4 세트는, 날실들이 서로 교차하여 접촉되도록 위치되는 것을 특징으로 한다. A supply spacer having a four-layer structure according to another embodiment of the present invention includes a first set in which a plurality of warp yarns are positioned in parallel; A second set provided crossing the first set and consisting of parallel warp yarns; Included in the third and fourth sets are located at either one of the first and second sets and the other side of the first and second sets, wherein the third and fourth sets are positioned such that the warp yarns are in contact with each other. Is done.

일 실시예에서, 상기 제3 세트 및 상기 제4 세트는, 상기 제1 세트 및 상기 제2 세트와 엇갈려 접촉되게 위치되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the third set and the fourth set are characterized in that they are positioned to be in contact with the first set and the second set.

일 실시예에서, 상기 제3 및 제4 세트의 날실들은, 서로 수직으로 교차되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the third and fourth sets of warp yarns are characterized in that they intersect each other vertically.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제3 세트 중 어느 하나는, 원수의 흐름 방향과 10° 내지 80°각도로 위치되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, any one of the first and third sets is characterized in that it is located at an angle of 10 ° to 80 ° with the flow direction of raw water.

일 실시예에서, 상기 제1 내지 제4 세트는, 상기 복수개의 날실 사이 거리가 4㎜ 내지 12㎜인 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the first to fourth sets are characterized in that the distance between the plurality of warp yarns is 4 mm to 12 mm.

일 실시예에서, 상기 날실은, 직경이 170㎛ 내지 220㎛인 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the warp yarn is characterized in that the diameter of 170㎛ to 220㎛.

일 실시예에서, 상기 원수 채널 스페이서는, 두께가 0.1㎜ 내지 0.9㎜인 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the raw channel spacer is characterized in that the thickness is 0.1㎜ to 0.9㎜.

본 발명에 따르면, 공급 스페이서는 역삼투막과 직접 접촉되는 층과 접촉되지 않는 층으로 구성됨으로써, 원수의 난류 유동을 스페이서 구조의 중앙으로 집중시켜 압력손실을 최소화하는 효과가 발생하게 된다. According to the present invention, the supply spacer is composed of a layer that is not in contact with the layer directly contacting the reverse osmosis membrane, thereby concentrating the turbulent flow of raw water into the center of the spacer structure, thereby minimizing pressure loss.

또한, 본 발명에 따르면, 원수가 스페이서 구조의 중앙으로 대류함으로써, 역삼투막과 직접 접촉되는 층에서만 국소적으로 난류성 대료가 발생하고 스페이서 구조 중앙에서는 층류성 유속 구배가 발생하여 분극현상을 감소시키는 효과가 발생하게 된다. In addition, according to the present invention, by convecting the raw water to the center of the spacer structure, a turbulent charge is generated locally only in the layer directly contacting the reverse osmosis membrane, and a laminar flow velocity gradient occurs in the center of the spacer structure, thereby reducing the polarization phenomenon. Will occur.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 4층 구조의 공급 스페이서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 4층 구조의 공급 스페이서의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 4층 구조의 공급 스페이서의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a supply spacer having a four-layer structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a supply spacer having a four-layer structure according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a supply spacer having a four-layer structure according to another embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있다. If described in detail with reference to the accompanying drawings the present invention. Here, repeated descriptions and detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted. Embodiment of this invention is provided in order to fully describe this invention to those skilled in the art. Therefore, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a more clear description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments are provided to help understanding of the present invention. However, the following examples are provided only to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples.

<공급 <Supply 스페이서Spacer >>

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 4층 구조의 공급 스페이서를 도시한 단면도이다. 본 발명에 따른 공급 스페이서는 복수개의 날실(Stand)이 평행하게 위치되는 제1 세트(10), 제2 세트(20), 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)로 구성될 수 있고, 적층 순서는 제3 세트(30), 제1 세트(10), 제2 세트(20), 제4 세트(40)일 수 있다. 여기서, 제3 세트(30)와 제4 세트(40)는 적층 순서 및 위치가 서로 바뀔 수 있고, 제1 세트(10)와 제2 세트(20) 또한 적층 순서 및 위치가 서로 바뀔 수 있다. 1 and 2 are cross-sectional views showing a supply spacer having a four-layer structure according to the present invention. Supply spacer according to the present invention may be composed of a first set (10), a second set (20), a third set (30) and a fourth set (40) in which a plurality of warps (Stand) are located in parallel , The stacking order may be the third set 30, the first set 10, the second set 20, and the fourth set 40. Here, the stacking order and position of the third set 30 and the fourth set 40 may be interchanged, and the stacking order and position of the first set 10 and the second set 20 may also be interchanged.

제1 세트(10)는 하나 이상, 복수개의 날실이 평행하게 위치될 수 있는데, 여기서 날실은 원수 방향과 경사지게 위치될 수 있다. 그리고, 제2 세트(20)는 제1 세트(10)와 교차되게 위치될 수 있다. 또한, 제2 세트(20)는 제1 세트(10)와 기울기 방향이 반대로 위치되어 제1 세트(10) 및 제2 세트(20)는 격자 모양으로 제공될 수 있다. In the first set 10, one or more, a plurality of warp yarns may be positioned in parallel, wherein the warp yarns may be positioned in an inclined direction with the original direction. And, the second set 20 may be positioned to intersect with the first set 10. In addition, the second set 20 may be provided in a grid shape because the first set 10 and the inclination direction are opposite to each other.

아울러, 제1 세트(10)는 원수의 흐름 방향으로부터 10°내지 80°각도(a)로 위치될 수 있고, 제2 세트(20)는 원수의 흐름 방향으로부터 100°내지 170°기울기로 위치될 수 있다. 예를 들어, 제1 세트(10)를 구성하는 날실이 원수의 흐름 방향으로부터 30°기울어져 있을 경우, 제2 세트(20)의 날실은 원수의 흐름 방향으로부터 120°기울어져 위치될 수 있다. In addition, the first set 10 may be positioned at an angle of 10 ° to 80 ° from the flow direction of the raw water, and the second set 20 may be positioned at an angle of 100 ° to 170 ° from the flow direction of the raw water. You can. For example, when the warp constituting the first set 10 is inclined 30 ° from the flow direction of raw water, the warp of the second set 20 may be positioned 120 ° from the flow direction of raw water.

이때, 제1 세트(10)와 원수의 흐름 방향 사이 형성되는 각도가 10°미만인 경우, 후술되는 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)와의 간격이 작아짐으로써, 날실에 의해 형성되는 유로의 단면적이 감소하고 공급 스페이서 중앙 부분에서 층류성 유속 구배가 발생하지 않아 분극 현상이 증가하는 문제점이 발생할 수 있고, 80°초과일 경우, 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)와의 간격이 커짐으로써, 유로 단면적이 감소하여 원수의 유동이 상하 방향으로 활발하게 일어나 압력 손실이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. 여기서, 유로는 각 세트를 구성하는 날실에 의해 형성되는 것으로 공급 스페이서의 상부 및 하부에 위치되는 역삼투막과 각 세트 사이의 빈 공간을 의미할 수 있다. At this time, when the angle formed between the first set 10 and the flow direction of the raw water is less than 10 °, the distance between the third set 30 and the fourth set 40, which will be described later, becomes smaller, thereby forming a flow path formed by the warp yarns. When the cross-sectional area of is reduced and the laminar flow velocity gradient does not occur in the central portion of the supply spacer, a problem of an increase in polarization may occur, and if it exceeds 80 °, the distance from the third set 30 and the fourth set 40 As the size increases, a cross-sectional area of the flow passage decreases, and a flow of raw water is actively generated in the vertical direction, which may cause a problem of increased pressure loss. Here, the flow path is formed by the warp constituting each set, and may mean an empty space between each set and the reverse osmosis membrane positioned above and below the supply spacer.

본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)는 원수의 흐름 방향과 평행하게 위치되고, 제1 세트(10) 및 제2 세트(20)의 일측 및 타측에 평행하게 위치될 수 있다. 즉, 제3 세트(30)와 제4 세트(40)는 제1 세트(10) 및 제2 세트(20)를 사이에 두고 평행하게 위치될 수 있다. 제1 세트(10) 일측에 제3 세트(30)가 위치되고, 제2 세트(20) 타측에 제4 세트(40)가 위치될 수 있다. 또는 제1 세트(10) 일측에 제4 세트(30)가 위치되고, 제2 세트(20) 타측에 제4 세트(40)가 위치될 수 있다. The third set 30 and the fourth set 40 according to one and other embodiments of the present invention are located parallel to the flow direction of the raw water, and the first set 10 and the second set 20 It can be located parallel to one side and the other. That is, the third set 30 and the fourth set 40 may be positioned in parallel with the first set 10 and the second set 20 interposed therebetween. The third set 30 may be positioned on one side of the first set 10, and the fourth set 40 may be positioned on the other side of the second set 20. Alternatively, the fourth set 30 may be positioned on one side of the first set 10, and the fourth set 40 may be positioned on the other side of the second set 20.

따라서, 공급 스페이서는 역삼투막과 직접 접촉되는 세트와 접촉되지 않는 세트로 구성될 수 있다. 좀 더 상세하게는, 제3 세트(30)와 제4 세트(40)는 역삼투막과 직접 접촉되고, 제1 세트(10)와 제2 세트(20)는 역삼투막과 접촉되지 않은 구조이다. Thus, the supply spacer can be configured with a set that is not in direct contact with a set that is in direct contact with the reverse osmosis membrane. In more detail, the third set 30 and the fourth set 40 are in direct contact with the reverse osmosis membrane, and the first set 10 and the second set 20 are not in contact with the reverse osmosis membrane.

제3 세트(30) 및 제4 세트(40)는 역삼투막과 접촉되어 공급 스페이서 구조를 지지하는 역할을 할 수 있고, 역삼투막과의 사이 원수의 계면 유동을 주기적으로 공급 스페이서 구조의 중앙으로 대류 시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 공급 스페이서는 원수의 계면 유동을 제1 세트(10)와 제2 세트(20)로 대류시켜 제1 세트(10) 및 제2 세트(20)는 계면 유동의 층류성 유속 구배(Flow Velocity Gradient)를 발생시켜 분극 현상을 감소시키는 효과가 발생할 수 있다. The third set 30 and the fourth set 40 may serve to support the supply spacer structure in contact with the reverse osmosis membrane, and periodically convect the interface flow of raw water between the reverse osmosis membrane to the center of the supply spacer structure. have. That is, the supply spacer according to the present invention convects the interfacial flow of raw water into the first set 10 and the second set 20, so that the first set 10 and the second set 20 have the laminar flow velocity of the interfacial flow. The effect of reducing the polarization phenomenon by generating a gradient (Flow Velocity Gradient) may occur.

아울러, 제3 세트(30)와 제4 세트(40)는 동일 위치에 제공되거나, 서로 다른 위치에 엇갈려 제공될 수 있다. 좀 더 상세하게는, 제3 세트(30)와 제4 세트(40)는 제1 세트(10)와 제2 세트(20) 교차점, 교차점과 교차점 사이 1/5 내지 4/5 지점 중 어느 하나의 위치에 제공될 수 있다. In addition, the third set 30 and the fourth set 40 may be provided at the same location or alternately provided at different locations. More specifically, the third set 30 and the fourth set 40 may be any one of the first set 10 and the second set 20 intersection, 1/5 to 4/5 between the intersection and the intersection. Can be provided at the location.

예를 들어, 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)는 교차점 같은 위치에 형성되어 공급 스페이서를 위에서 봤을 때, 제3 세트(30)와 제4 세트(40)가 하나의 세트로 보일 수 있다. 그리고, 제3 세트(30)는 교차점에 위치되고, 제4 세트(40)는 교차점 사이 1/3 지점에 놓이거나 제3 세트(30)는 교차점 사이 1/3 지점에 놓이고, 제4 세트(40)는 교차점 사이 2/3 지점에 엇갈려 놓일 수 있다. For example, the third set 30 and the fourth set 40 are formed at the same position as the intersection, so that when viewed from above the supply spacer, the third set 30 and the fourth set 40 appear as one set You can. And, the third set 30 is located at the intersection, the fourth set 40 is placed at the 1/3 point between the intersections, or the third set 30 is placed at the 1/3 point between the intersections, and the fourth set 40 may be staggered at 2/3 of the intersection.

본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 공급 스페이서는 융착법에 의해 제조될 수 있다. 제1 세트(10)와 제3 세트(30)가 접합된 상태로 압출되고, 제2 세트(20)와 제4 세트(40)가 접합된 상태로 압출된 후, 제1 세트(10)와 제2 세트(20)를 교차하여 접합시킬 수 있다. Supply spacers according to one embodiment and another embodiment of the present invention may be manufactured by a fusion method. The first set 10 and the third set 30 are extruded in a bonded state, and the second set 20 and the fourth set 40 are extruded in a bonded state, and then the first set 10 and The second set 20 can be crossed to join.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 4층 구조의 공급 스페이서의 단면도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공급 스페이서는 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)가 교차 형성된 제1 세트(10) 및 제2 세트(20)의 일측 및 타측 중 어느 하나의 위치될 수 있다. 즉, 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)가 제1 세트(10)의 일측에 위치되면 제2 세트(20)와 제3 세트(30)가 역삼투막과 접촉될 수 있고, 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)가 제2 세트(20) 타측에 위치될 경우, 제1 세트(10)와 제4 세트(40)가 역삼투막과 접촉될 수 있다. 3 is a cross-sectional view of a supply spacer having a four-layer structure according to another embodiment of the present invention. The supply spacer according to another embodiment of the present invention is located at one of the first and second sides of the first set 10 and the second set 20 in which the third set 30 and the fourth set 40 are crossed. Can be. That is, when the third set 30 and the fourth set 40 are located on one side of the first set 10, the second set 20 and the third set 30 may be in contact with the reverse osmosis membrane, and the third When the set 30 and the fourth set 40 are located on the other side of the second set 20, the first set 10 and the fourth set 40 may be in contact with the reverse osmosis membrane.

그리고, 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)는 제1 세트(10) 및 제2 세트(20) 중 어느 하나와 동일한 방향으로 위치될 수 있다. And, the third set 30 and the fourth set 40 may be located in the same direction as any one of the first set 10 and the second set 20.

예를 들어, 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)가 제1 세트(10)의 일측에 위치될 경우, 제3 세트(30)는 제1 세트(10)와 동일한 방향으로 기울어져 위치될 수 있고, 제4 세트(40)는 제2 세트(20)와 동일한 방향으로 기울어져 위치될 수 있다. For example, when the third set 30 and the fourth set 40 are located on one side of the first set 10, the third set 30 is inclined in the same direction as the first set 10 It can be positioned, and the fourth set 40 can be positioned inclined in the same direction as the second set 20.

아울러, 제1 세트(10)와 제2 세트(20), 제3 세트(30)와 제4 세트(40)는 수직으로 교차될 수 있고, 제1 세트(10) 및 제3 세트(30)는 원수 흐름 방향과 10° 내지 80°각도(a)를 이루며 위치될 수 있다. 여기서, 제3 세트(30)와 제4 세트(40)는 제1 세트(10) 및 제2 세트(20)와 각각 같은 각도로 기울어져 평행하게 위치되거나, 상이한 각도로 기울어져 위치될 수 있다. In addition, the first set 10 and the second set 20, the third set 30 and the fourth set 40 may be crossed vertically, the first set 10 and the third set 30 May be located at an angle (a) of 10 ° to 80 ° with the raw water flow direction. Here, the third set 30 and the fourth set 40 may be positioned parallel to each other by being inclined at the same angle as the first set 10 and the second set 20, or at different angles. .

예를 들어, 제1 세트(10)와 제3 세트(30)가 상이한 각도로 제공될 경우, 제1 세트(10)는 원수 흐름 방향으로부터 10°각도로 기울어져 제공되고, 제3 세트(30)는 원수 흐름 방향으로부터 20°각도로 기울어져 제공될 수 있다. 이때, 제2 세트(20)는 원수 흐름 방향으로부터 100°각도로 기울어져 제공되며, 제4 세트(40)는 원수 흐름 방향으로부터 110°각도로 기울어져 제공될 수 있다. For example, when the first set 10 and the third set 30 are provided at different angles, the first set 10 is provided at an angle of 10 ° from the raw water flow direction, and the third set 30 ) May be provided at an angle of 20 ° from the raw water flow direction. At this time, the second set 20 may be provided at an angle of 100 ° from the raw water flow direction, and the fourth set 40 may be provided at an angle of 110 ° from the raw water flow direction.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공급 스페이서를 구성하는 날실은 융착법으로 제작될 수 있는데, 제1 세트(10)와 제2 세트(20)가 접합되어 하나의 구성으로 제작되고, 제3 세트(30)와 제4 세트(40)가 하나의 구성으로 제작될 수 있다. 그 후, 제1 세트(10) 일측에 제4 세트(40)를 접합하거나, 제2 세트(10) 타측에 제3 세트(30)를 접합하여 공급 스페이서를 제작할 수 있는데, 이때, 접합된 제3 세트(30)와 제4 세트(40)는 제1 세트(10) 및 제2 세트(20)와 엇갈려 위치될 수 있다. 즉, 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)를 구성하는 날실은 제1 세트(10)와 제2 세트(20)의 교차점 사이 혹은 날실 사이(b)에 위치될 수 있다. 따라서, 제3 세트(30)와 제4 세트(40)의 교차점은 제1 세트(10)와 제2 세트(20)에 의해 형성된 마름모 형태의 채널에 위치될 수 있다. 여기서, 채널이란, 각 세트가 교차됨으로써 날실에 의해 형성되는 평면상 빈공간을 의미할 수 있다. In addition, the warp constituting the supply spacer according to another embodiment of the present invention may be manufactured by a fusion method, wherein the first set 10 and the second set 20 are joined to be manufactured in a single configuration. The three sets 30 and the fourth set 40 can be manufactured in one configuration. Thereafter, the fourth set 40 may be bonded to one side of the first set 10 or the third set 30 may be bonded to the other side of the second set 10 to produce a supply spacer. The third set 30 and the fourth set 40 may be positioned alternately with the first set 10 and the second set 20. That is, the warp constituting the third set 30 and the fourth set 40 may be located between the intersections of the first set 10 and the second set 20 or between the warp (b). Accordingly, the intersection of the third set 30 and the fourth set 40 may be located in a rhombic channel formed by the first set 10 and the second set 20. Here, the channel may mean a flat empty space formed by warp yarns by crossing each set.

아울러, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공급 스페이서는 동일한 크기와 형태로 채널이 형성되거나, 제4 세트(40)가 우측 혹은 좌측으로 치우쳐 위치될 경우 서로 다른 크기의 채널이 형성될 수 있다. 제3 세트(30) 및 제4 세트(40)의 위치는 제1 세트(10)와 제2 세트(20)가 형성하는 교차점 사이라면 그 위치는 한정되지 않는다. In addition, in the supply spacer according to another embodiment of the present invention, channels of the same size and shape may be formed, or channels of different sizes may be formed when the fourth set 40 is positioned to the right or left. If the positions of the third set 30 and the fourth set 40 are between intersections formed by the first set 10 and the second set 20, the positions are not limited.

본 발명에 따른 제1 내지 제4 세트(10, 20, 30, 40)를 형성하는 날실 간의 간격은 4㎜ 내지 12㎜일 수 있다. 여기서, 날실 간의 간격이 4㎜ 미만일 경우, 유로 단면적이 증가하고 각 층의 날실 사이 간격이 감소하여 원수의 난류 유동이 필요이상으로 발생하여 압력 손실이 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 그리고, 날실 간의 간격이 12㎜ 초과일 경우, 날실간의 간격이 증가하고 원수의 상하 유동이 발생하지 않는 구간이 발생하여 층류성 유속 구배가 발생하지 않는 문제점이 발생할 수 있다. The interval between the warps forming the first to fourth sets 10, 20, 30, 40 according to the present invention may be 4 mm to 12 mm. Here, when the gap between the warp yarns is less than 4 mm, the cross-sectional area of the flow path increases and the gap between the warp yarns of each layer decreases, so that turbulent flow of raw water occurs more than necessary, which may cause a problem of increasing pressure loss. In addition, when the distance between the warp yarns exceeds 12 mm, the gap between the warp yarns increases and a section in which up and down flow of raw water does not occur occurs, so that a laminar flow velocity gradient does not occur.

본 발명에 따른 제1 내지 제4 세트(10, 20, 30, 40)는 각 세트를 형성하는 날실의 직경이 170㎛ 내지 220㎛로 제공될 수 있고, 따라서, 공급 스페이서의 두께는 0.1㎜ 내지 0.9㎜인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 공급 스페이서를 구성하는 날실의 직경은 종래의 공급 스페이서를 구성하는 날실의 직경보다 좁게 제공될 수 있는데, 날실의 직경이 좁아짐으로써 공급 스페이서에 공급되는 유체와 접촉되는 날실의 면적이 감소하여 마찰에 의한 유체의 압력손실이 감소될 수 있는 효과가 발생할 수 있다. The first to fourth sets (10, 20, 30, 40) according to the present invention may be provided with a diameter of the warp forming each set of 170 μm to 220 μm, and thus, the thickness of the supply spacer is 0.1 mm to It is characterized by being 0.9 mm. The diameter of the warp constituting the supply spacer according to the present invention may be provided narrower than the diameter of the warp constituting the conventional supply spacer. As the diameter of the warp is narrowed, the area of the warp in contact with the fluid supplied to the supply spacer is reduced. Thus, an effect that a pressure loss of the fluid due to friction can be reduced may occur.

날실의 직경이 170㎛ 미만이고, 공급 스페이서 두께가 0.1㎜ 미만인 경우, 공급 스페이서 구조를 지지할 수 없는 문제점이 발생할 수 있습니다. 그리고, 날실의 직경이 220㎛ 초과이고, 공급 스페이서 두께가 0.9㎜ 초과일 경우, 공급되는 원수와 접촉되는 면적이 증가하여 저항력이 증가하고 공급 스페이서의 압력 손실이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. If the diameter of the warp is less than 170 µm and the thickness of the supply spacer is less than 0.1 mm, a problem that the supply spacer structure cannot be supported may occur. In addition, when the diameter of the warp yarn is greater than 220 μm and the thickness of the supply spacer is greater than 0.9 mm, an area in contact with the raw water to be supplied may increase, thereby increasing resistance and increasing pressure loss of the supply spacer.

그리고, 본 발명에 따른 날실의 직경은 종래 공급 스페이서를 구성하는 날실의 직경보다 감소됨으로써, 원수가 유동될 수 있는 채널의 공극률(Void Fraction)과 실효 역삼투막 면적(Effective Membrane Area)을 확보할 수 있어 차압 개선뿐만 아니라 생산수의 물성 향상에 효과가 발생할 수 있다. In addition, the diameter of the warp yarn according to the present invention is reduced than the diameter of the warp constituting the conventional supply spacer, thereby securing the void fraction and effective reverse osmosis membrane area of the channel through which the raw water can flow. In addition to improving the differential pressure, it may have an effect on improving the physical properties of the production water.

<역삼투압 필터 모듈><Reverse osmosis filter module>

역삼투압 필터 모듈은 실제적으로 공급되는 물을 역삼투압 원리를 이용하여 정화하는 역할을 수행하는 멤브레인 분리 장치의 구성 요소이다. 역삼투압 필터 모듈은 역삼투막, 공급 스페이서, 트리코트 여과수로 및 길이 방향을 따라 투과액을 수용하는 개구를 포함하는 튜브를 포함할 수 있다. 또한, 한 쌍의 텔레스코핑 방지 장치를 더 포함할 수 있으나 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The reverse osmosis filter module is a component of a membrane separation device that serves to purify water actually supplied using the reverse osmosis principle. The reverse osmosis filter module may include a reverse osmosis membrane, a supply spacer, a tricoat filtrate, and a tube including an opening for receiving the permeate along the longitudinal direction. In addition, a pair of telescoping prevention devices may be further included, but a detailed description thereof will be omitted.

하나 이상의 역삼투막은 삼투 현상을 이용하여 물에 포함된 이물질을 여과시키는 동시에 정제수가 효과적으로 흘러가도록 유로의 역할을 수행한다. 이러한 하나 이상의 역삼투막은 튜브로부터 외측 방향으로 연장되고 튜브 둘레로 권취되게 된다. At least one reverse osmosis membrane filters the foreign substances contained in the water by using the osmosis phenomenon and at the same time serves as a flow path so that purified water flows effectively. The one or more reverse osmosis membranes extend outwardly from the tube and are wound around the tube.

공급 스페이서는 상술된 본 발명에 따른 공급 스페이서가 제공될 수 있다. 좀 더 상세하게, 공급 스페이서는 4층 구조로 제공될 수 있는데, 여기서 4층이란 공급 스페이서를 구성하는 날실이 4개가 적층된 구조로, 복수개의 날실이 평행으로 위치되어 한 층의 세트를 구성하고 4개의 세트가 적층되는 형태를 의미할 수 있다. The supply spacer may be provided with a supply spacer according to the present invention described above. More specifically, the supply spacer may be provided in a four-layer structure, wherein the four-layer is a structure in which four warp yarns constituting the supply spacer are stacked, and a plurality of warp yarns are positioned in parallel to form a set of one layer, It may mean a form in which four sets are stacked.

공급 스페이서는 4층 구조로 제공됨으로써, 역삼투막과 접촉되는 세트와 역삼투막과 접촉되지 않는 세트로 구분될 수 있고, 역삼투막과 접촉되는 세트는 역삼투압 필터 모듈에 공급되는 원수의 유동 방향을 공급 스페이서의 중앙, 즉 역삼투막과 접촉되지 않는 세트로 대류시킬 수 있다. 따라서, 역삼투막과 접촉되지 않는 세트가 위치된 부분에서는 층류성 유속 구배가 발생하고, 역삼투막과 접촉되는 세트 부분에서만 국소적으로 난류성 대류가 발생하여 공급 스페이서의 분극 현상을 감소시키고, 압력 손실을 감소시켜 역삼투압 필터 모듈의 효율을 보다 증가시킬 수 있다. Since the supply spacer is provided in a four-layer structure, it can be divided into a set contacting the reverse osmosis membrane and a set contacting the reverse osmosis membrane, and the set contacting the reverse osmosis membrane controls the flow direction of raw water supplied to the reverse osmosis filter module in the center of the supply spacer. That is, it can be convected in a set that does not contact the reverse osmosis membrane. Therefore, a laminar flow velocity gradient occurs in a portion where the set that is not in contact with the reverse osmosis membrane is located, and a turbulent convection occurs locally only in the set portion that is in contact with the reverse osmosis membrane, reducing polarization of the supply spacer and reducing pressure loss. The efficiency of the reverse osmosis filter module can be further increased.

공급 스페이서는 외부로부터 원수가 유입되는 통로를 형성하며, 하나의 역삼투막과 다른 하나의 역삼투막의 사이의 간격을 유지시키는 역할을 수행한다. 이를 위해, 공급 스페이서는 하나 이상의 역삼투막과 상측 및 하측에서 접촉하며 하나 이상의 역삼투막과 마찬가지로 튜브 둘레로 권취되도록 구성된다. The supply spacer forms a passage through which raw water flows from the outside, and serves to maintain a gap between one reverse osmosis membrane and the other reverse osmosis membrane. To this end, the supply spacer is configured to be in contact with one or more reverse osmosis membranes at the top and the bottom and to be wound around the tube like one or more reverse osmosis membranes.

여기서, 공급 스페이서의 재질은 특별히 한정하지 않지만, 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리염화 비닐(Polyvinyl chloride), 폴리에스테르(Polyseter) 및 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the material of the supply spacer is not particularly limited, but is preferably composed of any one of polyethylene, polyvinyl chloride, polyester, and polypropylene.

트리코트 여과수로는 일반적으로 직물 형태의 구조를 가지며, 역삼투막(10)을 통해 정제된 물이 흘러나갈 수 있는 공간을 만들어 주는 유로 역할을 수행하게 된다. The tricot filtered water generally has a fabric-like structure, and serves as a flow path that creates a space for purified water to flow through the reverse osmosis membrane 10.

이때, 트리코트 여과수로는 일반적으로 직물 형태의 구조를 가지며, 역삼투막(10)을 통해 정제된 물이 흘러나갈 수 있는 공간을 만들어 주는 유로 역할을 수행하게 된다. At this time, the tricot filtered water generally has a structure in the form of a fabric, and serves as a flow path that creates a space for purified water to flow through the reverse osmosis membrane 10.

튜브는 수처리용 역삼투압 필터 모듈의 중심에 위치하며, 여과된 물이 유입되어 배출되는 통로 역할을 수행한다. The tube is located at the center of the reverse osmosis filter module for water treatment, and serves as a passage through which filtered water is introduced and discharged.

이를 위해, 튜브의 외측에는 여과된 물이 유입되도록 소정 크기의 공극(혹은 개구)이 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 공극은 여과된 물이 보다 효율적으로 유입될 수 있도록 하나 이상 형성되는 것이 바람직하다. To this end, it is preferable that pores (or openings) of a predetermined size are formed so that filtered water is introduced to the outside of the tube. At this time, it is preferable that one or more pores are formed so that filtered water can be introduced more efficiently.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You can understand that you can.

10: 제1 세트
20: 제2 세트
30: 제3 세트
40: 제4 세트 10: first set
20: second set
30: third set
40: fourth set

Claims (14)

복수개의 날실이 평행하게 위치되는 제1 세트;
상기 제1 세트와 교차되어 제공되고, 평행한 날실들로 구성되는 제2 세트;
상기 제1 및 제2 세트의 일측 및 타측에 날실들이 평행하게 위치되는 제3 및 제4 세트;를 포함하되,
상기 제3 및 제4 세트는,
원수 방향과 평행하게 위치되는 것을 특징으로 하는,
4층 구조의 공급 스페이서.
A first set in which a plurality of warp yarns are positioned in parallel;
A second set provided crossing the first set and consisting of parallel warp yarns;
Including; the third and fourth sets of warp yarns on one side and the other side of the first and second sets are located in parallel;
The third and fourth sets,
Characterized in that it is located parallel to the raw direction,
Four-layer structure supply spacer.
제1항에 있어서,
상기 제3 및 제4 세트는,
상기 제1 및 제2 세트의 교차점 부근에 접촉되도록 위치되는 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
According to claim 1,
The third and fourth sets,
A supply spacer having a four-layer structure, characterized in that it is positioned to contact near the intersection of the first and second sets.
제1항에 있어서,
상기 제3 및 제4 세트의 날실들은,
상기 제1 및 제2 세트의 교차점과 교차점 사이에 접촉되게 위치되는 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
According to claim 1,
The third and fourth sets of warp yarns,
A supply spacer having a four-layer structure, characterized in that it is positioned in contact between the first and second sets of intersections and intersections.
제1항에 있어서,
상기 제1 세트는,
원수의 흐름 방향과 10° 내지 80°각도로 위치되는 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
According to claim 1,
The first set,
Supply spacer of a four-layer structure, characterized in that located at an angle of 10 ° to 80 ° with the flow direction of the raw water.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 세트는,
상기 복수개의 날실 사이 거리가 4㎜ 내지 12㎜인 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
According to claim 1,
The first to fourth set,
The distance between the plurality of warp yarns, characterized in that 4㎜ to 12㎜, supply spacer of a four-layer structure.
제1항에 있어서,
상기 날실은,
직경이 170㎛ 내지 220㎛인 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
According to claim 1,
The warp yarn,
Supply spacer having a four-layer structure, characterized in that the diameter is 170㎛ to 220㎛.
제1항에 있어서,
상기 공급 스페이서는,
두께가 0.1㎜ 내지 0.9㎜인 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
According to claim 1,
The supply spacer,
A supply spacer having a four-layer structure, characterized in that the thickness is 0.1 mm to 0.9 mm.
복수개의 날실이 평행하게 위치되는 제1 세트;
상기 제1 세트와 교차되어 제공되고, 평행한 날실들로 구성되는 제2 세트;
상기 제1 및 제2 세트의 일측 및 타측 중 어느 하나의 위치에 위치되는 제3 및 제4 세트;를 포함하되,
상기 제3 및 제4 세트는,
날실들이 서로 교차하여 접촉되도록 위치되는 것을 특징으로 하는,
4층 구조의 공급 스페이서.
A first set in which a plurality of warp yarns are positioned in parallel;
A second set provided crossing the first set and consisting of parallel warp yarns;
The third and fourth sets are located at any one position of the first and second sets of the first and second sides.
The third and fourth sets,
Characterized in that the warp yarns are positioned to be in contact with each other,
Four-layer structure supply spacer.
제8항에 있어서,
상기 제3 및 제4 세트는,
상기 제1 및 제2 세트와 엇갈려 접촉되도록 위치되는 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
The method of claim 8,
The third and fourth sets,
A supply spacer having a four-layer structure, characterized in that it is positioned to be in contact with the first and second sets.
제8항에 있어서,
상기 제3 및 제4 세트의 날실들은,
서로 수직으로 교차되는 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
The method of claim 8,
The third and fourth sets of warp yarns,
Supply spacers of a four-layer structure, characterized in that perpendicular to each other.
제8항에 있어서,
상기 제1 및 제3 세트 중 어느 하나는,
원수의 흐름 방향과 10° 내지 80°각도로 위치되는 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
The method of claim 8,
Any one of the first and third sets,
Supply spacer of a four-layer structure, characterized in that located at an angle of 10 ° to 80 ° with the flow direction of the raw water.
제8항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 세트는,
상기 복수개의 날실 사이 거리가 4㎜ 내지 12㎜인 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
The method of claim 8,
The first to fourth set,
The distance between the plurality of warp yarns, characterized in that 4㎜ to 12㎜, supply spacer of a four-layer structure.
제8항에 있어서,
상기 날실은,
직경이 170㎛ 내지 220㎛인 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
The method of claim 8,
The warp yarn,
Supply spacer having a four-layer structure, characterized in that the diameter is 170㎛ to 220㎛.
제8항에 있어서,
상기 공급 스페이서는,
두께가 0.1㎜ 내지 0.9㎜인 것을 특징으로 하는, 4층 구조의 공급 스페이서.
The method of claim 8,
The supply spacer,
A supply spacer having a four-layer structure, characterized in that the thickness is 0.1 mm to 0.9 mm.
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