KR101752326B1 - 전기삼투압을 이용한 펌프모듈 - Google Patents

Abstract

전기삼투압을 이용한 펌프모듈이 개시되어 있다.
개시된 전기삼투압을 이용한 펌프모듈은 유로블록과, 상기 유로블록에 설치되는 전기삼투펌프로 이루어진 전기삼투압을 이용한 펌프모듈로서, 상기 유로블록은 그 내부에 유입유로와 배출유로를 갖는 유로부, 상기 유로부와 연통되며 상기 전기삼투펌프가 설치되는 펌프 설치부로 구성되며, 상기 전기삼투펌프는 내부에 제1 공간부를 갖는 중공형의 제1 스페이서, 상기 제1 스페이서의 외측 개구부를 밀폐하는 제1 다이아프램, 내부에 제2 공간부를 갖는 중공형의 제2 스페이서, 상기 제2 스페이서의 외측 개구부를 밀폐하며 상기 유로부를 향하고 있는 제2 다이아프램, 상기 제1 스페이서의 내측 개구부에 설치되는 제1 전극, 상기 제2 스페이서의 내측 개구부에 설치되는 제2 전극 및 상기 제1, 2 전극 사이에 배치되는 다공성 멤브레인으로 구성되며, 상기 제1, 2 다이아프램 사이에는 상기 다공성 멤브레인을 투과하여 작동되는 작동유체가 충진된 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기삼투압을 이용한 펌프모듈{pump module}

본 발명은 전기삼투압을 이용한 펌프모듈에 관한 것이다.

특히, 전기삼투펌프와 유로블록이 일체로 된 전기삼투압을 이용한 펌프모듈에 관한 것이다.

일반적으로 전기삼투펌프는 모세관 또는 다공성 막의 양단에 전압을 걸었을 때 발생되는 전기삼투현상에 의해 유체가 이동되는 것을 이용한 펌프로, 일반 펌프와는 달리 기계적으로 움직이는 부분이 없어 무소음이며, 인가된 전압에 비례하여 유속을 효과적으로 조절할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명과 대응되는 가장 유사한 선행문헌으로 특허등록 제10-1305149호가 제안된 바 있다.

상기 선행문헌은 가역적 전극반응을 이용한 전기삼투펌프 및 이를 이용한 유체 펌핑 시스템에 관한 것으로, 용기로부터 외부로 이송대상유체를 이송시키기 위한 경로를 제공하는 이송라인과, 상기 이송라인에 서로 이격되도록 설치되고, 상기 이송대상유체가 이송방향에 역방향으로 이송하는 것을 제한하는 제 1 및 제 2 체크밸브와, 상기 이송라인에서 상기 제 1 및 제 2 체크밸브 사이에 연결되는 펌핑라인과, 상기 펌핑라인에 펌핑력을 제공하도록 설치되는 전기삼투펌프 및 상기 전기삼투펌프가 상기 이송대상유체로부터 격리되도록 하되, 상기 전기삼투펌프의 펌핑력을 상기 이송대상유체에 전달하도록 설치되는 격리재를 포함하여 구성된 것이다.

그러나, 상기한 종래의 유체 펌핑 시스템은 이를 이루고 있는 전기삼투펌프 및 기타 부품들이 개별적으로 구성되어 있어서 유체 펌핑 시스템을 구축하기 위해서는 이들을 개별적으로 구매하여 조립해야 하므로 불편하였다.

특허문헌 1 : 등록특허공보 제10-1305149호 특허문헌 2 : 공개특허공보 제10-2010-0069520호

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 전기삼투펌프와 유로블록이 일체로 된 전기삼투압을 이용한 펌프모듈을 제공함에 있다.

상기 목적에 따라, 유로블록과, 상기 유로블록에 설치되는 전기삼투펌프로 이루어진 전기삼투압을 이용한 펌프모듈로서, 상기 유로블록은 그 내부에 유입유로와 배출유로를 갖는 유로부, 상기 유로부와 연통되며 상기 전기삼투펌프가 설치되는 펌프 설치부로 구성되며, 상기 전기삼투펌프는 내부에 제1 공간부를 갖는 중공형의 제1 스페이서, 상기 제1 스페이서의 외측 개구부를 밀폐하는 제1 다이아프램, 내부에 제2 공간부를 갖는 중공형의 제2 스페이서, 상기 제2 스페이서의 외측 개구부를 밀폐하며 상기 유로부를 향하고 있는 제2 다이아프램, 상기 제1 스페이서의 내측 개구부에 설치되는 제1 전극, 상기 제2 스페이서의 내측 개구부에 설치되는 제2 전극 및 상기 제1, 2 전극 사이에 배치되는 다공성 멤브레인으로 구성되며, 상기 제1, 2 다이아프램 사이에는 상기 다공성 멤브레인을 투과하여 작동되는 작동유체가 충진된 것을 더 포함하는 전기삼투압을 이용한 펌프모듈이 제공된다.

바람직하게, 상기 유입유로 및 배출유로의 일단에는 유로 제어부재가 설치된 것을 더 포함하되, 상기 유로 제어부재는 상기 유입유로로는 유체가 유입되는 방향으로만 개방하고, 상기 배출유로로는 유체가 배출되는 방향으로만 개방하는 체크밸브로 될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1, 2 다이아프램의 표면에는 유체의 투과를 방지하기 위한 방수커버가 설치된 것을 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 방수커버는, 고분자 물질로 이루어진 내피 및 외피, 상기 내피 및 외피 사이에 개입되어 있는 금속포일층으로 이루어질 수 있다.

이상의 본 발명은 전기삼투펌프와 유로블록이 일체로 된 전기삼투압을 이용한 펌프모듈이 일체로 구성됨으로써 구매가 손쉽게 별도로 조립을 하지 않아도 되므로 설치가 간편하다.

도 1은 본 발명에 따른 전기삼투압을 이용한 펌프모듈의 분해사시도
도 2는 도 1의 일부 결합 단면도
도 3은 도 1의 완전 결합단면도
도 4는 다이어프램의 상세도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 전기삼투압을 이용한 펌프모듈의 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 일부 결합 단면도이며, 도 3은 도 1의 완전 결합단면도이고, 도 4는 다이어프램의 상세도이다.

위의 도 1 내지 4를 참고하면, 본 발명에 따른 전기삼투압을 이용한 펌프모듈은 유로블록(140)과, 상기 유로블록(140)에 설치되는 전기삼투펌프(110)로 크게 구성된다.

먼저, 상기 유로블록(140)은 그 내부에 유입유로(141a)와 배출유로(141b)를 갖는 유로부(141)와, 상기 유로부(141)와 연통되며 상기 전기삼투펌프(110)가 설치되는 펌프 설치부(142)로 구성된다.

다음, 전기삼투펌프(110)는 내부에 제1 공간부(116a)를 갖는 중공형의 제1 스페이서(116)를 포함한다.

또한, 전기삼투펌프(110)는 상기 제1 스페이서(116)의 외측 개구부를 밀폐하는 제1 다이아프램(118)을 포함한다.

또한, 전기삼투펌프(110)는 내부에 제2 공간부(117a)를 갖는 중공형의 제2 스페이서(117)을 포함한다.

또한, 전기삼투펌프(110)는 상기 제2 스페이서(117)의 외측 개구부를 밀폐하며 상기 유로부(141)를 향하고 있는 제2 다이아프램(120)을 포함한다.

또한, 전기삼투펌프(110)는 상기 제1 스페이서(116)의 내측 개구부에 설치되는 제1 전극(112)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 전극(112)은 제1 전선(111)을 통해 전기가 공급된다.

또한, 전기삼투펌프(110)는 상기 제2 스페이서(117)의 내측 개구부에 설치되는 제2 전극(114)을 포함한다. 여기서, 상기 제2 전극(114)은 제2 전선(115)을 통해 전기가 공급된다.

또한, 또한, 전기삼투펌프(110)는 상기 제1, 2 전극(112,114) 사이에 배치되는 다공성 멤브레인(113)을 포함한다.

한편, 상기 제1, 2 다이아프램(118,120) 사이에는 상기 다공성 멤브레인(113)을 통과하여 작동되는 작동유체가 충진된다. 상기 작동유체는 순수한 물을 반 공간이 발생되지 않는 양을 충진하고, 기포가 발생되지 않도록 충진해야 한다.

그리고, 상기 전기삼투펌프(110)의 옆면 전체에는 외부의 공기가 스며들지 않도록 에폭시를 도포하거나 공기투과를 차단하는 고분자 재질로 포장할 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 전기삼투압을 이용한 펌프모듈은 제1 전선(111) 양극으로하고, 제2 전선(115)를 음극으로 하여 이에 전류를 흘려주면 물이 제1 전선(111)의 방향에서 제2 전선(115)의 방향으로 흐르며, 양 전선간의 전류를 역방향으로 바꿔주면 물 역시 역방향으로 흐르게 된다. 이때 방향을 바꾸는 물의 흐름이 다이아프램을 밀거나 당기고, 이 힘으로 다이어프램 밖에 존재하는 피유동 유체가 빨려오거나 밀려 나가게 된다.

한편, 상기 유입유로(141a) 및 배출유로(141b)의 일단에는 유로 제어부재(150)가 설치된 것을 더 포함하되, 상기 유로 제어부재(150)는 상기 유입유로(141a)로는 유체가 유입되는 방향으로만 개방하고, 상기 배출유로(141b)로는 유체가 배출되는 방향으로만 개방하는 체크밸브로 될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 각 유로 제어부재(150)는 개폐식 릴레이 또는 플랫밸브로 될 수도 있다.

또 한편, 상기한 제1, 2 다이어프램(118,120)은 갇혀져있는 물에 공기 등이 투과되어 침투되지 않도록 고분자 재질의 외피와 내피 사이에 알루미늄 증착, 혹은 다른 금속을 증착한 2중 필름일 수 있다.

이와는 다르게 상기 제1, 2 다이어프램(118,120)은 갇혀있는 물에 공기 등이 투과되어 침투되지 않도록 고분자 재질의 외피와 내피 사이에 알루미늄 포일, 혹은 다른 금속 포일을 삽입한 3중구조일 수 있다.

상기 제1, 2 다이어프램(118,120)은 신축성이 없는 물질일 수 있으며, 신축성이 없는 물질을 밀거나 당길 수 있도록 본 다이어프램 재료는 미리 볼록한 형태로 성형하여 사용할 수 있다. 구동부 조립시, 각 다이어프램은 볼록한 부분이 같은 방향으로 위치하도록 붙여 사용한다.

또 한편, 상기 유로블록(140)의 한 쪽 끝은 앞서 설명된 바와 같이 구동부와 결합되고, 그 반대쪽은 두 개의 유로 제어부(150)가 각각 약물통(미도시) 및 외부 토출부로 연결된다.

또 한편, 상기 제1, 2 다이어프램(118,120)은 도 4에서와 같이, 각각 3개층으로 구성될 수 있다. 즉, 내층(118a,120a)과 외층(118c,120c)은 고분자 물질로 이루어지고, 중간층(118b,120b)은 알루미늄 증착층으로 구성될 수도 있다.

110 : 전기삼투펌프 111 : 제1 전선
112 : 제1 전극 113 : 다공성 맴브레인
114 : 제2 전극 115 : 제2 전선
116 : 제1 스페이서 117 : 제2 스페이서
118 : 제1 다이아프램 120 : 제2 다이아프램
140 : 유로블록 150 : 유로제어부

Claims (4)

1. 유로블록과, 상기 유로블록에 설치되는 전기삼투펌프로 이루어진 전기삼투압을 이용한 펌프모듈로서,
   상기 유로블록은 그 내부에 유입유로와 배출유로를 갖는 유로부, 상기 유로부와 연통되며 상기 전기삼투펌프가 설치되는 펌프 설치부로 구성되며,
   상기 전기삼투펌프는 내부에 제1 공간부를 갖는 중공형의 제1 스페이서, 상기 제1 스페이서의 외측 개구부를 밀폐하는 제1 다이아프램, 내부에 제2 공간부를 갖는 중공형의 제2 스페이서, 상기 제2 스페이서의 외측 개구부를 밀폐하며 상기 유로부를 향하고 있는 제2 다이아프램, 상기 제1 스페이서의 내측 개구부에 설치되는 제1 전극, 상기 제2 스페이서의 내측 개구부에 설치되는 제2 전극 및 상기 제1, 2 전극 사이에 배치되는 다공성 멤브레인으로 구성되며,
   상기 제1, 2 다이아프램 사이에는 상기 다공성 멤브레인을 투과하여 작동되는 작동유체가 충진된 것을 더 포함하는 전기삼투압을 이용한 펌프모듈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유입유로 및 배출유로의 일단에는 유로 제어부재가 설치된 것을 더 포함하되, 상기 유로 제어부재는 상기 유입유로로는 유체가 유입되는 방향으로만 개방하고, 상기 배출유로로는 유체가 배출되는 방향으로만 개방하는 체크밸브인, 전기삼투압을 이용한 펌프모듈.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1, 2 다이아프램의 표면에는 유체의 투과를 방지하기 위한 방수커버가 설치된 것을 더 포함하는 전기삼투압을 이용한 펌프모듈.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 방수커버는, 고분자 물질로 이루어진 내피 및 외피, 상기 내피 및 외피 사이에 개입되어 있는 금속포일층으로 이루어진 전기삼투압을 이용한 펌프모듈.

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