KR100364163B1 - 여과 시스템 - Google Patents

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Abstract

모듈화된 여과 시스템(110)은 생성물 체인을 형성하도록 기계적으로 직렬로 연결되고, 병렬 공급 유체(122), 폐 유체(134), 및 생산 유체(132) 흐름로들에 의해 유체적으로 연결되는 다중 생성물 모듈(160)들을 포함한다. 상기 시스템은 또한 터빈(140A), 일 교환 유닛, 또는 폐 유체로부터 에너지를 추출하는 다른 에너지 회수 장치(140)를 포함한다. 상기 시스템은 또한 공급 유체(122)를 가압하기 위한 가압 장치(120)를 유리하게 포함하고, 에너지 회수(140) 및 가압(120) 장치들을 위한 공용 구동 축(120C)를 제공한다.

Description

여과 시스템 {FILTRATION SYSTEM}
정화된 유체들에 대한 범 세계적인 요구가 있고, 이중 가장 상업적으로 중요한 것 중의 하나는 신선한 물의 생산이다. 세계의 많은 지역들은 식수 또는 농업용수로 사용되는 신선한 물이 부족하고, 신선한 물을 충분히 공급하는 다른 지역들도 종종 화학적이나 생물학적 오염 물질들, 금속 이온들 등에 의해 오염되었다. 또한, 산업 화학물들과 음식물즙들과 같은 다른 유체들의 상업적 정화가 끊임없이 요구되고 있다. 예컨대, 미국 특허 4,759,850호에는 에테르들이 추가된 상태에서 탄화수소들로부터 알콜을 제거하는 역삼투압의 이용이 기술되어 있고, 미국 특허 4,959,237호에는 오렌지 쥬스용 역삼투압의 이용이 기술되고 있다.
증류 기술들 이외에, 물과 다른 유체들의 정화는 주로 여과에 의해 이루어진다. 여과에는 역삼투압, 울트라-여과(ultra-filtration), 하이퍼-여과(hyper-filtration)를 포함하는 많은 형태들이 있는데, 이런 모든 기술들을 본 발명에서 "여과"라는 용어로 지칭한다.
역삼투압은 반투막을 이용한 압력하의 원소 분리를 포함한다. 본 발명에서 이용된 대로, 상기 반투막은 기능적인 여과 유닛을 지칭하며, 하나 이상의 반투과층들과 하나 이상의 지지층들을 포함할 수 있다. 사용된 막의 미세함에 따라, 역삼투압은 거대 분자부터 극히 미세한 크기까지 다양한 입자들을 제거할 수 있고, 최신의 역삼투압 유닛들은 입자들, 박테리아, 포자들, 바이러스들 및 Cl-나 Ca++와 같은 이온들까지 제거할 수 있다.
역삼투압에 관련해서는 막들의 과도한 오염과 막에 가해지는 필요 압력을 발생시키는 것에 관한 고비용을 포함하는 몇가지 문제점들이 있다. 이러한 두가지 문제점들은 거의 대부분의 공지된 역삼투압 유닛들이 작동 중에 막을 투과한 생산 유체 양에 비해 상대적으로 큰 양의 공급 유체로 막들을 세척해야 한다는 점과 상호 관련이 있다. 예컨대, 바닷물의 담수에서 거부된 세척 액체 대 투과 회수된 액체 비율은 약 3:2이다. 이용된 단지 소정의 바닷물의 일부만이 정화된 물로 회수되기 때문에, 정화되지 않은 물에 사용된 에너지는 낭비되어 고유의 에너지 효율성이 저하된다.
본 발명에서 참조한 미국 특허 3,489,159호( Cheng 등, Jan. 1970)에는 일 교환 펌프(work exchange pump)를 이용하여 여과 펌핑 에너지 비용을 감소시키는 기술이 공지되어 있다. 이러한 시스템에서, 필터 소자들을 통과한 "폐(waste)" 유체의 압력은 공급 유체를 가압하는데 이용된다. 불행히도, 일 교환 펌프들은 상대적으로 복잡한 배관설비를 사용하며, 어떤 경우에는 불연속적으로 작동한다. 이러한 요소들은 전체적으로 설치 비용 및 작동 비용을 현저하게 증가시킨다.
"폐" 유체에 포함된 에너지를 회수시키기 위해 하나 이상의 터빈들을 사용하여 여과 펌핑시의 에너지 비용을 감소시키는 기술도 또한 공지되어 있다. 이는 반퀘쯔 휘구에로아(Vanquez-Figueroa)에게 1996년 10월에 허여되고 본 발명에서 참조한 국제 특허 출원 제 PCT/ES96/00078호의 도 3에 제시되어 있다. 이러한 특허출원에서, 공급 유체는 산허리로 끌어올려지고, 여과 유닛 안으로 흐르고, 일부분은 산 밑으로 흐르고, 폐 유체는 소정의 펌핑 에너지를 회수하도록 터빈을 통해 흐른다.
에너지 회수 터빈을 사용하는 더 일반화된 개략적인 선행 기술이 도 1에 도시되어 있다. 여기서 여과 시스템(10)은 일반적으로 펌프(20), 복수의 병렬 투과기(30), 에너지 회수 터빈(40), 및 투과물 또는 여과된 유체 보유 탱크(50)를 포함한다. 유체 공급 라인들은 직선 형태이며, 예비처리 장치(도시되지 않음)로부터 펌프(20)로 공급 유체를 운반하는 수취구 라인(도시되지 않음), 펌프(20)로부터 투과기(30)로 가압된 공급 유체를 이송하는 공급 유체 라인(22), 투과기(30)로부터 보유 탱크(50)로 감압된 투과물을 운반하는 투과물 수집 라인(32), 투과기(30)들로부터 에너지 회수 터빈(40)으로 가압된 폐 유체를 이송하는 폐 유체 수집 라인(34), 및 에너지 회수 터빈(40)으로부터 감압된 폐 유체를 시스템(10)으로부터 멀리 이격되게 운반하는 폐 유체 배출 라인(42)을 포함한다.
도 1에 따른 시스템은 상대적으로 에너지가 효율적이나, 여전히 배관 설비가 다소 복잡하다. 여러 다른 시스템들 중에서, 각각의 투과기(30)는 적어도 3개의 압력 연결기, 즉 공급 유체용, 폐 유체용, 투과물용의 압력 연결기들을 가진다. 대용량 시스템에서, 특히 투과기의 여과 소자들이 몇 년마다 교체될 필요가 있기 때문에, 이런 유체 연결기들은 유지하는데 비용이 많이 든다.
WIPO 공개 공보 98/46338호에는 나선형으로 감긴 필터들을 포함하는 생성물 모듈들이 공급, 여과 및 폐 유체 흐름경로를 제공하며서 기계적으로 직렬로 연결된 개선 기술이 게시되어 있다. 때때로 S/P 모듈화로서 본발명에서 참조되는 이러한 배열에서, 일련의 연결 모듈들은 편리하게 설치되고, 접근되고, 제거될 수 있다. WO 98/46338에는 깊거나 얕은 관정, 타워, 지면을 따라, 언덕이나 산의 기슭 안으로, 또는 도로 밑이나 주차장 아래에까지 삽입하는 것처럼, 공간에 효율적인 방식으로 모듈들을 배치하는 수많은 방법들이 게시되어 있다. 또한, 인접한 생성물 모듈들을 슬립 맞춤 조인트를 이용하여 서로 맞물리게 하여 설치와 제거의 효율성을 증가시킬 수 있고, 생성물 모듈들이 서로 연결부를 통해 지지 케이블이나 막대들에 맞물림 관계로 유지될 수도 있음이 게시되어 있다.
그러나, WIPO 공보 WO 98/46338호는 모듈화된 에너지 회수 장치를 사용하여 S/P 모듈화된 생성물 모듈들의 에너지 비용을 감소시키는 것을 설명하고 있지 않다. 그래서, 이런 시스템들, 특히 효율성이 현저하게 떨어지는 큰 시스템(하루당 적어도 1만 갤론)들에서 사용되는 회수 에너지 비용에 관한 간단한 방법들이 계속해서 요구되고 있다.
본 발명은 주로 유체들의 여과, 특히 물의 여과에 관한 것이다.
도 1은 에너지 회수 터빈을 사용한 종래 기술에 따른 여과 시스템의 개략도이다.
도 2는 에너지 회수 장치를 사용한 본발명에 따른 여과 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전체적인 여과 시스템의 개략도이다.
도 4는 에너지 회수 장치와 수중 펌프를 사용한 본 발명에 따른 여과 시스템의 개략도이다.
도 5는 일 교환 펌프를 사용한 본 발명에 따른 수평 배열된 여과 시스템의 개략도이다.
도 6은 일 교환 펌프를 사용한 본 발명에 따른 여과 시스템의 개략적인 수직 단면도이다.
본 발명은 에너지 회수 장치를 갖는 모듈화된 여과 시스템들에 관한 것이다. 양호한 실시예들에서, 여과 시스템은 다중 생성물 모듈들이 생성물 체인, 각각의 일반적인 공급 유체 흐름경로, 일반적인 폐 유체 흐름경로, 및 생성물 체인을 따라 운반되는 공용 생성물 흐름경로를 형성하도록 기계적으로 직렬로 연결되게 배열된다. 양호한 실시예의 다른 양태에 있어서, 에너지 회수 장치는 우회 유체나 "폐" 유체로부터 에너지를 추출하도록 위치된 터빈을 포함한다. 보다 더 양호한 실시예들은 공급 유체에 압력을 가하는 모듈화된 가압 장치를 더 포함하고 에너지 회수 및 가압 장치용 공용 구동축을 제공한다.
본 발명의 다양한 목적들, 특징들, 관점들 및 장점들은, 동일한 구성 요소에 대해 동일한 도면 부호를 표시한 첨부된 도면을 참조한, 본 발명의 상세한 설명을 통해 더 명백해질 것이다.
도 2에서 양호한 여과 시스템(110)은 일반적으로 가압 장치(120), 복수의 역삼투압 필터 또는 다른 필터(130), 에너지 회수 장치(140), 및 투과물 또는 여과된 유체 보유 탱크(150)를 포함한다. 도 1과 유사하게, 라인(112)으로부터 공급 유체는 예비처리 장치(114)로 유입되고, 라인(116)을 경유하여 가압 장치(120)를 통과한다. 가압과 동시에, 공급 유체 라인(122)은 가압 장치(120)로부터 투과기(130)들로 가압된 공급 유체를 전달하고, 투과물 수집라인(132)은 감압된 투과물을 투과기(130)로부터 유체 보유 탱크(150)로 전달하고, 폐 유체 수집라인(134)은 투과기(130)로부터 에너지 회수 장치(140)로 가압된 폐 유체를 전달하고, 폐 유체 배출 라인(142)은 에너지 회수 장치(140)로부터 여과 시스템(110)으로 감압된 폐 유체를 전달한다. 또한 도 1과 유사하게, 공급 유체가 여과에 의한 처리에 따르는 어떤 유체일 수 있다는 것을 고려할 수 있다. 대부분의 실시예에서 공급 유체는 물이나, 적어도 소금물 또는 바닷물과 같은 수용액을 포함할 것이다. 다른 예에서, 공급 유체는 실시예에서 실시예에서 같은 음식물이나, 정화를 필요로 하는 석유 실시예에서 포함한다.
그러나, 도 1의 여과 시스템(10)과는 상당히 다르게, 도 2의 여과 시스템(110)은 다양한 필터(130), 공급라인(122)의 적어도 일부분들, 투과물 수집라인(132), 및 폐 유체 수집라인(134)이 생성물 체인에 함께 연결되는 일련의 생성물 모듈(160)내에 포함되거나, 생성물 모듈 내에 적어도 부분적으로 한정되도록 구성된다. 양호한 실시예에서, 생성물 체인은 생성물 모듈과 함께 작동하는 채널이나 실시예에서 실시예에서 여러 유체 라인(122, 132 및 134)들 중 적어도 하나를 한정하면서, 대형 튜브 실시예에서(170)를 형성하는 채널이나 실시예에서 안에 포함될 수 있다. 이런 실시예들의 소정의 결합이나 개량으로, 공급 유체 흐름경로, 폐 유체 흐름경로, 생성물 흐름경로는 모두 생성물 체인을 "따라 운반"되도록 모두 고려된다.
생성물 모듈(160)들은 본 발명에서 전에 고려된 것보다 직경에 덜 구속되지만 WO 98/09718 및 WO 98/46338 공보에 다양하게 기술된 생성물 모듈(40)들과 많은 면에서 유리하게 유사할 수 있다. 더우기, 생성물 모듈(160)들은 수직, 탈-수직(off-vertical), 및 수평까지 포함하여, 수직에 어떤 관계로도 배열되어질 수 있다. 그와 같이, 대형 튜브 조립체(170)는 지표면 상에, 또는 상하에, 또는 몇몇 예에 있어서는 매설 형태로 다소 수평으로 배열될 수 있다. 예컨대, 다른 실시예들에서, 대형 튜브 조립체(170)는 약 100 피트 미만이나 50 피트 미만 깊이의 얕은 관정(well) 안으로 설치될 수 있다. 다른 실시예에서, 대형 튜브 조립체(170)는 타워, 산허리 또는 산의 내부에 또는 부분으로써 배열될 수 있다. 또 다른 관점에서, 다중 대형 튜브 조립체(170)는 배열의 어떤 결합으로도, 한 필드의 조립체(도시되지 않음)를 형성하도록 함께 연결될 수 있다.
예컨대, 필터 부분은 WO 98/09718호에 기술된 바와 같이, 양호하게 나선형 모양이다. 그러나, 다른 실시예들에서 어떤 다른 형태의 필터들도 사용되어질 수 있다. 그래서, 평면막, 관모양, 나선형, 및/또는 중공 형태의 필터들을 사용하는 것이 특별히 고려될 수 있다. 예컨대, 중공 형태의 필터들은 미국 5,470,469(1995년 11월 에크만에게 허여된)에 기술된 방법과 유사한 방법으로 배치될 수 있다.
가압 장치(120)를 더 상세하게 설명하면, 적당한 펌핑 양과 압력을 제공하는 어떠한 펌프나 펌프 시스템도 공급 유체를 가압하는 여과 시스템(110)에 사용될 수 있다고 생각된다. 이것은 포지티브 변위 펌프(positive displacement pump)들, 임펠러 펌프들, 헤드 압력 장치들, 그 밖의 많은 다른 것들을 포함한다. 한편, 몇몇의 펌프들과 펌프 시스템들은 다른 것들보다 더 효율적이어서, 이런 펌프들과 시스템들은 특히 고려될 수 있다. 특히, 효과적인 시스템은 도 2에 도시된 것처럼 2단 터빈 펌프이다. 여기서, 공급 유체는 상대적으로 낮은 압력 터빈(120A)으로 먼저 흐르고 나서, 상대적으로 높은 압력 터빈(120B)으로 흐른다. 다중 구동 축들 및/또는 다중 모터들을 갖는 다른 실시예들이 고려되지만, 낮고 높은 압력 터빈들(120A, 120B)은 유리하게 단일 구동 축(120C) 및 모터(120D)에 의해 동력 구동될 수 있다.
에너지 회수 장치(140)는 포지티브 변위 장치(도시되지 않음)를 포함하여, 많은 다른 형태들이 있다. 예컨대, 도 2에서, 에너지 회수 장치(140)는 생성물 모듈(160)로부터 가압된 폐 유체를 수용하는 터빈(140A)과 결합한다.
에너지 회수 장치(140)는 포지티브 변위 장치들(도시되지 않음), 터빈 장치들(도시되지 않음), 또는 펠톤 수차(340A, 도 4에 도시됨)를 포함하는 많은 다른 형태들이 있다. 에너지 회수 장치(140)는 또한 양호하게 가압 장치(120)와 모듈로 연결된다. 도 2와 도 3의 특정 실시예에서, 가압 장치(120)와 에너지 회수 장치(140) 양쪽 모두를 공용 파워 모듈(165)내에 배열하여 모듈화되고, 에너지 회수 장치로부터 펌프(120A, 120B)에 힘을 전달하도록 축(120C)을 구동시키는 펌프 구동축을 이용함으로써 더욱 모듈화된다. 선택적인 실시예에서, 또한, 유리하게 공용 구동 트레인에 의해 연결될 수 있는 분리형 파워 모듈(도시되지 않음) 내부에 가압 장치(120)와 에너지 회수 장치(140)를 배열함으로써 모듈화된다.
모듈화에는 실현 가능한 많은 장점들이 있다. 예컨대, 필터들과 생성물 모듈들 안으로 흐름 라인들의 모듈화는 물리적으로 직렬로 배열되나, 유체적으로 병렬로 배열되는 여과 시스템들의 구축을 촉진하기 때문에 매우 유리하다. 이런 시스템들은 본래 도 1에서 도시된 대로, 전형적인 시스템들과 관련하여 구축되고 유지되는데 비용이 효율적이다. 가압 및 에너지 회수 장치들의 모듈도 비용 효율의 관점에서 유리하다. 다른 것들 중에서, 이런 파워 모듈들은 쉽게 주어진 여과 시스템에 삽입되고 대체될 수 있어서, 이런 한 필드의 여과 시스템들에서 상응하는 모듈들을 교환적으로 대용할 수 있다.
몇몇 이러한 장점들은 도 3의 고찰로써 쉽게 시각화될 수 있다. 도 3의 여과 시스템들의 필드(field, 200)는 제 1의 마이크로 여과 시스템(202), 제 2의 울트라 여과 또는 무(non) 여과 시스템(204), 및 제 3의 하이퍼 여과 또는 역삼투압 시스템(206)을 포함한다. 상기 많은 부분들은 교환성과 비용 효율을 강화하기 위해서 모듈화될 수 있다. 에컨대, 각각의 여과 시스템들은 예비처리 장치(214A, 214B, 214C)를 가질 수 있고, 여기서는 자외선 또는 다른 살균 유닛일 수 있다. 필드(200)의 모든 여과 시스템(202, 204, 206)들은 공급 유체가 관정(209)에 의해 제공되고, 펌프(208)에 의해 제 1의 예비처리 장치(214A)로 끌어 올려진다. 그후, 상기 공급 유체는 라인(216A)을 통해 제 1의 여과시스템(202)을 통과하고, 생성물 모듈(260A)에서 여과된다. 폐 유체는 라인(234A)을 통해 제 1의 여과 시스템(202)을 떠난다. 제 1 여과 시스템(202)로부터 투과물은 라인들 통해 제 2의 여과 시스템(204)으로 운반되고 생성물 모듈(260B)에서 더 여과된다. 폐 유체는 라인(234B)을 통해 제 2의 여과 시스템(204)을 떠난다. 제 2 여과 시스템 (204)로부터 투과물은 라인(216C)을 통해 제 3 여과 시스템(206)에 운반된다. 제 3 여과 시스템(206)에서, 상대적으로 정화된 유체는 가압 장치(220)에 의해 가압되고, 생성물 모듈(260C)에서 더 여과된다. 폐 유체는 라인(234C)을 통해 제 3 여과 시스템(206)을 떠난다. 제 3 여과 시스템(206)으로부터 투과물은 에너지 회수 장치(240)를 이용하여 감압되고, 보유 탱크(250)를 통과한다.
물론, 도 2와 도 3에서 도시된 배열은 단지 예이고, 많은 다른 배열들이 고려될 수 있다. 예컨대, 도 3은 공급 유체가 몇몇의 직렬적인 배열 여과를 통해 점진적으로 더 여과되는 필드(200)를 도시한다. 선택적인 실시예들에서 공급 유체를 단지 한번 여과하는 것이 더 적합할 수 있어서, 다양한 여과 시스템들이 직렬보다는 병렬로 작동한다. 또 다른 추가적인 선택적 실시예들에서, 필드는 공용 관정에 반대되는 다중 관정들을 경유하는 것과 같은 수많은 공급 유체의 수원들을 사용할수 있다. 또 다른 선택적 실시예들에서 다양한 여과 시스템들은 조경에 따라 자세를 달리하여 배열될 수 있다. 예컨대, 몇몇의 시스템들은 나머지 시스템들이 지면 수준 가까이나 타워에 배열되는 반면, 주로 지하에 설치될 수 있다.
상기 많은 부분들은 교환성과 비용 효율을 강화하기 위해서 모듈화될 수 있다. 예컨대, 각각의 여과 시스템들은 예비처리 장치(214A, 214B, 214C)를 가질 수 있고, 여기서는 자외선 또는 다른 살균 유닛일 수 있다. 필드(200)의 모든 여과 시스템(202, 204)들의 공급 유체는 관정(209)에 의해 제공되고, 펌프(208)에 의해 제 1 예비처리 장치(114A)로 끌어 올려진다. 그후, 상기 공급 유체는 라인(116A)을 통해 제 1 여과시스템(202)을 통과하고, 생성물 모듈(260)에서 여과된다. 폐 유체는 라인(134A)을 통해 제 1 여과 시스템(202)을 떠난다. 제 1 여과 시스템(202)로부터 투과물은 라인들(112B)을 통해 제 2의 여과 시스템(204)으로 운반된다. 폐 유체는 라인(134B)을 통해 제 2 여과 시스템(204)을 떠나고, 에너지 회수 장치(140)를 통해 통과한다. 제 2 여과 시스템(204)으로부터의 투과물은 보유 탱크(250)를 통과한다.
도 4에서 여과 시스템(310)은 가압 장치(320)를 포함하고 에너지 장치(340)는 공용 파워 모듈(365)에 배열된다. 펠톤 수차 또는 ERT(340A)는 폐 유체 수집 라인(134)에서 폐 유체로부터 에너지를 회수하고, 공용 구동 축(320C)를 통해 수중 펌프(320A, 320B)를 구동하여 첨부된 파워를 공급한다.
도 5에서, 일련의 생성물 모듈(522)들은 대형 튜브 조립체(510)를 형성하도록 함께 연결된다. 이전에 구현된 직경보다 직경이 작더라도, 생성물 모듈(522)들은 '293 출원에 기술된 생성물 모듈(540)들과 많은 면에서 유리하게 유사할 수 있다. 더우기, 생성물 모듈(522)들은 수직, 탈-수직(off-vertical), 및 수평까지 포함하는 어떠한 수직 관계로도 배열될 수 있다. 그래서, 대형 튜브 조립체(510)들은 지표면 상에, 또는 그 상하부, 또는 부분적으로 파묻힌 배열처럼 몇몇의 다른 구성으로 다소 수평하게 배열될 수 있다. 다른 고려되는 실시예들에서, 대형 튜브 조립체(510)는 약 100 피트 미만이나 50 피트 미만 깊이의 얕은 관정 내에 설치될 수 있다. 또다른 실시예에서, 대형 튜브 조립체는 타워, 산허리 또는 산의 일 부분으로써 배열될 수 있다. 또다른 양태에서, 다중 대형 튜브 조립체(510)는 배열의 어떤 결합으로도 필드형 조립체(도시되지 않음)를 형성하도록 함께 연결될 수도 있다.
박막들에 요구되는 다수의 압력이 헤드 압력 이외에 몇몇 소스로부터 추진되도록 고려되는 것을 제외하면, WO 98/09718 출원에 기술된 것과 작동법이 유사하다. 그래서, 도 5에서 액체는 관정 헤드 또는 다른 소스(512)로부터 유입 라인(513)을 통하여 선택적 처리 유닛(514) 안으로 운반되거나 끌어 올려질 수 있다. 액체가 일반적으로 물이거나 적어도 소금물이나 바닷물과 같은 수용액이어서, 본 발명에서 기술된 부분들은 예로써 소금물이나 바닷물을 사용하고, 이것은 실질적으로 어떤 유체가 본 발명에서 기술된 유닛 및 방법에 의해 정화될 수 있음이 명백하다.
처리 유닛(514)으로부터 소금물이나 바닷물이 추가적인 압력을 물에 부과하는데 사용될 수 있는 고압력 일 교환 펌프(516)를 통과하고, 물을 생성물 모듈(522) 내로 통과시킨다. 이런 특별한 예에서, 나머지 물들이 소모 파이프(536) 밖으로 통과하는 동안, 약간의 물이 통로(526)를 통해 흐르는 투과물을 형성하도록 막을 통해 흐르면서, 소금물이나 바닷물은 통로(524)를 따라 흐른다. 통로(526)의 투과물은 이때 파이프(532)를 통해 저장 탱크(534)에 흐른다.
전술한 대로, 대형 튜브 조립체(510)는 실질적으로 어느 위치에나 배열될 수 있지만, 본 발명에서는 지지대(542)에 의해 지면 위로 몇 피트 상승된다. 또한 콘크리트나 다른 지면 덮개의 지지 바닥(544)이 있을 수 있다.
도 6은 대형 튜브(610)가 수직적으로 얕은 관정에 배열된 유사한 배열을 도시한다. 이해를 돕기 위해, 각각의 소자들은 각각의 번호가 100씩 증가하는 것을 제외하고는, 도 5와 같은 번호 시스템을 사용하여 표시되었다.
고압력 펌프(516, 616)를 더 자세히 설명하면, 적당한 펌핑 양과 압력을 제공하는 어떤 펌프나 펌프 시스템도 사용될 수 있도록 구성된다. 이것은 포지티브 전위 펌프들, 임펠러 펌프들 및 많은 다른 펌프들을 포함한다. 한편, 몇몇의 펌프들과 펌핑 시스템들은 다른 것들보다 더 효율적일 것이며, 이러한 펌프 및 펌핑 시스템은 특별히 고려된다. 고압 폐 유체로부터 에너지를 회수하는 미국 특허 3,489,159호에 기술된 열 교환 시스템들과 같은 펌핑 시스템들이 현재 선호된다.
따라서, 모듈화된 에너지 회수 시스템을 갖는 여과 시스템의 특정 실시예와 적용예들에 대해 기술하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 이미 기술된 것 외에 더 많은 변형예들이 가능하다는 것은 당해 기술 분야의 기술자들에게 명백하다. 그러므로, 발명의 요지는 본 발명의 사상내에서 제한되지 않는다.

Claims (11)

  1. 여과 시스템으로서,
    생성물 체인을 형성하도록 기계적으로 직렬로 연결된 2개 이상의 생성물 모듈과,
    상기 생성물 체인을 따라 운반되는 각각의 공용 공급 유체 흐름경로, 공용 폐 유체 흐름경로, 및 공용 생성물 흐름경로와,
    상기 폐 유체 흐름경로 내부의 폐 유체로부터 에너지를 유도하는 에너지 회수 장치와, 그리고
    상기 생성물 모듈에 가압된 유체를 공급하는 압력 펌프를 포함하는 여과 시스템.
  2. 제 1항에 있어서 상기 폐 유체로부터 유도된 에너지의 일부분이 상기 공급 유체를 가압하도록 적용된 구동 축을 더 포함하는 여과 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 공급 유체의 가압을 조력하는 가압 장치를 더 포함하는 여과 시스템.
  4. 제 1항에 있어서 상기 에너지 회수 장치가 펠톤 수차를 포함하는 여과 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 에너지 회수 장치가 일 교환 펌프를 포함하는 여과시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 에너지 회수 장치가 터빈을 포함하는 여과 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 항에 있어서, 상기 생성물 체인이 3개 이상의 상기 생성물 모듈을 포함하는 여과 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 항에 있어서, 상기 생성물 체인이 5개 이상의 상기 생성물 모듈을 포함하는 여과 시스템.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 항에 있어서, 상기 생성물 체인이 길다란 케이싱 내부에 삽입된 여과 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 케이싱이 지면 아래에 배열된 여과 시스템.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 케이싱이 지면 위에 배열된 여과 시스템.
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