KR101877068B1

KR101877068B1 - 전기탈이온 장치의 위생처리 방법

Info

Publication number: KR101877068B1
Application number: KR1020127028289A
Authority: KR
Inventors: 존 해럴드 바버; 보치에흐 구토우스키
Original assignee: 제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2018-07-10
Also published as: BR112012027872A2; EP2563722A1; WO2011136980A1; EP2563722B1; KR20130100886A; CA2796881A1; US20110266216A1; JP5903428B2; SG10201503360PA; SG185043A1; JP2013525003A; US9790109B2; CA2796881C; TW201144234A; CN102858692A; TWI603922B

Abstract

본 발명은 정수 시스템의 전기탈이온 장치를 소독하는 기술적 효과를 갖는다. 본 발명은 이온 교환 성분들을 포함하는 내부 챔버를 가진 전기탈이온 장치에 적용될 수 있다. 내부 챔버는 애노드 격실과 캐소드 격실 사이에 위치한 복수의 이온 선택 막을 또한 포함할 수 있다. 본 명세서에 도시되고 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 위생처리 화학 물질 또는 물 공급없이 전기탈이온 장치를 위생처리하고자 한다. 본 발명의 실시예는 전력을 인가함으로써 전기탈이온 장치를 소독한다. 여기서, 전기 공급 장치는 내부 챔버의 저항성 가열을 통해 전기탈이온 장치를 위생처리 온도로 가열한다. 저항성 가열은 내부 챔버를 통한 이온 이동의 결과다. 이온 이동을 통해 생성되는 마찰은 내부 챔버 내의 온도를 증가시킨다.

Description

전기탈이온 장치의 위생처리 방법{METHOD FOR SANITIZING AN ELECTRODEIONIZATION DEVICE}

본 발명은 전기탈이온(EDI: electrodeionization) 장치를 통합한 정수 시스템에 관한 것이고, 특히, 전기탈이온 장치를 위생처리하기 위한 방법에 관한 것이다.

전기탈이온법은 일반적으로 액체를 정화시키기 위해 이온 교환 수지, 이온 교환막 및 전기를 조합함으로써 액체를 정화하기 위한 프로세스를 의미한다. 정수 시스템의 이용은 많은 산업 분야에서 증가하고 있다. 특히, 순수(pure water)가 여러 산업 프로세스에서 사용되고 있다. 이러한 프로세스들 중 일부는, 반도체 칩 제조, 발전소 작동, 석유화학 응용예, 및 의약품 제조를 포함한다. 이온 교환 수지, 역삼투(RO: Reverse Osmosis) 여과, 및 전기투석 기술은 액체 내 이온 농도를 감소시키기 위해 사용되고 있다. 전기탈이온 장치는 초순수를 생성하는 이온의 농도를 감소시키기 위해 역삼투 포스트 처리로 지금 흔히 사용되고 있다.

전기탈이온 장치는 일반적으로 내부 챔버를 포함하고, 상기 내부 챔버 내에는 양이온 투과성 막과 음이온 투과성 막의 교번 구성이 격실을 형성한다. 희석 격실(diluting compartments)은 이온 교환 수지 입자를 지니고, 이러한 이온 교환 수지 입자들은 전기장-유도 물 해리를 통해 재발생된다. 농축 격실(concentrate compartments)은 막 분리를 유지하고 물을 유동시키기 위해 이온 교환 입자 또는 비활성 플라스틱 망을 지닐 수 있다. 인가된 전류는 희석 격실로부터 이온 교환 매체 및 이온 투과성 막을 통해 농축 격실 내로 이온 이동을 유도한다. 농축 격실을 통해 흐르는 전류는 버려지거나 부분적으로 재순환된다. 희석 격실을 통해 흐르는 정화된 액체는 탈염 액체 생성물로 복원된다.

정수 시스템의 작동은 박테리아 및 그외 바람직하지 않은 물질들로 전기탈이온 장치를 감염시킨다. 전기탈이온 장치를 소독하기 위해 위생 처리가 사용된다. 일부 소독 방법은 소독 용액을 통과하는 단계를 포함하며, 이는 전기탈이온 장치 내 임의의 미생물을 무력화시키기 위해 충분한 온도에서 화학 물질을 포함할 수 있다.

전기탈이온 장치를 소독하는 공지 방법들에는 몇 가지 문제점이 있다. 공지된 방법은 전기탈이온 장치의 소독을 위해 외부 장비를 필요로 한다(물 공급, 가열 수단 등). 화학적 소독 용액은 전기탈이온 장치의 활성 성분들과 반응하는 화학 물질을 함유할 수 있다. 이는 전기탈이온 장치의 가용 수명의 감소와 성분 분해를 야기할 수 있다. 이러한 문제점들은 정수 시스템의 비용 및 복잡도에 추가된다.

전술한 사유로, 전기탈이온 장치의 개선된 소독 방법이 요망된다. 이러한 방법은 외부 장비에 대한 필요성 및 소독 화학 물질을 감소시켜야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기탈이온(EDI) 장치의 위생처리 방법이 제공되며, 상기 방법은, 내부 챔버를 포함하는 전기탈이온 장치를 제공하는 단계로서, 상기 내부 챔버는 상기 내부 챔버의 제 1 단부에 인접하여 위치한 애노드 격실과, 상기 내부 챔버의 대향하는 제 2 단부에 인접하여 위치한 캐소드 격실과, 상기 애노드 격실과 캐소드 격실 사이에 위치하는 복수의 이온막을 포함하는, 상기 전기탈이온 장치 제공 단계와, 상기 내부 챔버로의 유체 공급을 중단시키는 단계와, 상기 내부 챔버 내의 온도가 위생처리 범위 내에 있을 때까지 상기 애노드 격실 및 캐소드 격실을 가로질러 전력을 공급하는 단계와, 위생처리 범위 내에서 내부 챔버 내의 온도를 유지하도록 상기 전력을 제어하는 단계를 포함하며, 유체 공급이 감소하는 동안 상기 전력에 의해 생성된 온도 상승이 전기탈이온 장치를 위생처리한다.

본 발명의 대안의 실시예에 따르면, 탈이온수 생성 시스템과 연계된 전기탈이온(EDI) 장치의 위생처리 방법이 제공되며, 상기 방법은, 탈이온수를 생성하도록 구성되고, 마이크로-여과 장치, 활성 탄소 타워, 또는 역삼투 장치 중 적어도 하나를 포함하는, 정수 시스템을 제공하는 단계와, 상기 정수 시스템과 통합된 전기탈이온 장치를 제공하는 단계로서, 상기 전기탈이온 장치는 내부 챔버를 포함하고, 상기 내부 챔버는 상기 내부 챔버의 제 1 단부에 인접하여 위치한 애노드 격실과, 상기 내부 챔버의 대향하는 제 2 단부에 인접하여 위치한 캐소드 격실과, 상기 애노드 격실과 캐소드 격실 사이에 위치하는 복수의 이온막을 포함하는, 상기 전기탈이온 장치 제공 단계와, 상기 내부 챔버로의 유체 공급을 중단시키도록 차단 밸브를 조절하는 단계와, 상기 내부 챔버에 전력을 공급하여 상기 내부 챔버에서의 온도 상승을 생성하는 단계와, 상기 내부 챔버 내의 온도가 위생처리 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계와, 상기 위생처리 범위 내에서 온도를 유지하는 단계를 포함하며, 상기 전력은 상기 전기탈이온 장치를 위생처리한다.

도 1은 공지된 정수 시스템을 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 정수 시스템을 나타내는 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기탈이온 장치의 소독 방법을 나타내는 순서도.

본 발명은 정수 시스템의 전기탈이온 장치를 소독시키는 기술적 효과를 갖는다. 본 발명은 이온 교환 성분을 포함하는 내부 챔버를 갖는 전기탈이온 장치에 적용될 수 있다. 이온 교환 성분은 내부 챔버의 제 1 단부에 인접하여 위치하는 애노드 격실과, 대향하는 제 2 단부에 인접하여 위치하는 캐소드 격실을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 내부 챔버는 애노드와 캐소드 격실 사이에 위치하는 복수의 이온 선택 막을 또한 포함할 수 있다. 본 명세서에 도시 및 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 위생 화학 물질 또는 보조 고온수 공급의 이용없이 전기탈이온 장치를 위생처리하고자 한다.

상세한 예의 실시예들이 본 명세서에 개시된다. 그러나, 본 명세서에 개시되는 구체적인 구조적 및 기능적 세부사항들은 예시적인 실시예를 설명하기 위한 사항에 지나지 않는다. 그러나 예시적인 실시예들은 많은 대안의 형태로 실시될 수 있고, 본 명세서에 제시되는 실시예만으로 제한된다고 간주되어서는 안된다. 예를 들어, 제한없이, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같은 정수 시스템(100)은, 열 교환기(105), 마이크로-여과 장치(110), 활성 탄소 타워(115), 탱크(120), 펌프(125), 역삼투 장치(130), 및 전기탈이온 장치(140)를 포함한다. 본 발명의 실시예들은 이러한 모든 구성요소들을 포함하는 정수 시스템(100)에 제한되고자 하는 것이 아니다. 게다가, 본 발명의 실시예들은 상술한 구성요소들을 대략 포함하는 다른 정수 시스템(100)에 적용될 수 있다.

따라서, 예시적인 실시예들은 다양한 변형예 및 대안의 형태가 가능하고, 이러한 실시예들은 도면에 예를 들어 제시되고 본 명세서에 세부적으로 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 실시예들은 개시되는 특정 형태로 제한하고자 하는 의도는 없으며, 예시적인 실시예들은 예시적인 실시예들의 범위 내에 있는 모든 변형예, 등가물, 및 대안들을 커버할 것이다.

제 1, 제 2 등과 같은 용어들이 다양한 요소들을 설명하기 위해 본 명세서에 사용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어에 의해 제한되어서는 안된다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하는데만 사용된다. 예를 들어, 예시적인 실시예의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 제 1 요소가 제 2 요소로 호칭될 수 있고, 마찬가지로, 제 2 요소가 제 1 요소로 호칭될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은 나열된 관련 아이템들 중 적어도 하나 중 임의의 것, 모든 것, 또는 이들의 조합을 포함한다.

다양한 도면 부호들이 여러 도면에 걸쳐 유사한 요소를 나타내는 도면을 이제 참조하면, 도 1은 공지된 정수 시스템(100)을 나타내는 개략도이다. 도 1은 정수 시스템(100)의 공지된 구조의 비-제한적인 예로 간주될 수 있다. 공급수는 열 교환기(105)에 유입되고, 마이크로-여과(MF: MicroFiltration) 장치(110)에 의해 처리되고, 그 후 활성 탄소(AC: Activated Carbon) 타워(115)에 의해 처리된다. 그 후, 공급수가 탱크(120)로부터 펌프(125)를 통해 역삼투(RO) 장치(130)로 공급된다. 필요시, 역삼투 장치(130)로부터 투과된 물이 열 교환기(135)에 의해 조건설정된다. 그 후, 공급수가 전기탈이온 장치(140)에 의해 처리된다.

정수 시스템(100) 위생처리의 공지 방법은 다음의 단계들을 포함할 수 있다. 첫 번째로, 소독 용도로, 약 175℉의 온수가 열 교환기(105)로부터 마이크로-여과(MF) 장치(110), 타워(115), 탱크(120), 및 펌프(125)를 통해 역삼투 장치(130)로 유동할 수 있다.

그 후, 전기탈이온 장치(140)가 소독된다. 여기서, 주변 온도의 물이 열 교환기(105), MF 장치(110), 타워(115), 탱크(120), 펌프(125), 역삼투 장치(130), 열 교환기(135), 및 전기탈이온 장치(140)를 통해 유동한다. 열 교환기(135)는 물이 전기탈이온 장치(140)의 희석 격실을 빠져나감에 따라 온도가 약 175℉에 이를 때까지 명시된 속도로 주변수(ambient water)를 가열한다. 그 후, 온수는 지정된 숙성 시간(soak time) 동안 전기탈이온 장치(140)를 통해 유동한다. 그 후, 희석 격실의 유출구의 온도가 약 95℉에 놓일 때까지 온수가 지정 속도로 냉각된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 시스템(100)을 나타내는 개략도이다. 본 발명의 실시예들은 가열 공급수 및/또는 화학물질의 이용없이, 전기탈이온 장치(140)를 소독시키기 위한 시스템을 제공한다. 정수 시스템(100)의 구성요소들 중 다수는 도 1에 도시되는 것과 동일하거나 유사할 수 있다. 비교 용도로, 도 2의 설명은 본 발명의 형태 및 특징들에 대해 초점을 맞출 것이다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 전기탈이온 장치(140)의 소독에 사용하기 위해 물을 가열하고자 열 교환기(135)를 필요로하지 않는다. 아래 설명되는 바와 같이, 차단 밸브(145)는 소독 프로세스가 수행되는 동안, 공급수가 전기탈이온 장치(140) 내로 유동하는 것을 중지시킨다.

본 발명의 실시예는 전력을 이용하여 전기탈이온 장치(140)를 소독한다. 여기서, 전기 공급 장치(160)는 저항성 가열을 이용하여 전기탈이온 장치(140)의 내부 챔버를 가열할 수 있다. 가열은 내부 챔버가 위생처리 온도에 도달할 때까지 이루어질 수 있다.

저항성 가열은 내부 챔버를 통한 이온 운동의 결과이다. 이온 운동을 통해 생성되는 마찰은 내부 챔버 내의 온도를 증가시킨다. 내부 챔버의 온도가 증가함에 따라, 내부 챔버 내의 유체의 점도가 감소하고, 마찰도 감소하여, 이온 운동이 증가한다. 이는, 다른 물 분리 현상과 함께, 전기탈이온 장치(140)의 전기 저항의 전체적 감소를 야기할 수 있다. 전압(V)과 전류(I) 및 저항(R)의 산물 사이에 비례 관계, V=I*R이 주어졌을 때, 다음의 비-제한적인 예는 본 발명의 일 실시예에서, 내부 챔버의 가열 효과를 나타낸다.

■ 최초에, 내부 챔버의 온도는 약 20℃이고, 전압은 약 150V이다.

■ 일정 전류가 인가되고, 전압은 저항의 표시가 된다.

■ 내부 챔버 내의 물이 위생처리 온도 범위 내에 있을 때 전압은 약 100V로 감소한다.

따라서, 전기탈이온 장치(140) 양단의 전압 강하는 내부 챔버가 위생처리 범위 내에 있는 지 여부를 결정하기 위해 모니터링될 수 있다.

온도계, 저항 온도 검출기(RTD: Resistance Temperature Detectors) 등과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 온도 장치들은, 위생 처리 온도에 도달하였을 때를 또한 결정할 수 있다. 온도 장치의 제 1 실시예는 외부 온도 장치(155)를 포함할 수 있고, 이는 전기탈이온 장치(140) 외부 표면 상의 온도를 결정할 수 있다. 이는 표피 온도(skin temperature)로 간주될 수 있고, 내부 챔버 내의 온도에 상관될 수 있다. 온도 장치의 제 2 실시예는 내부 온도 장치(150)를 포함할 수 있고, 이는 내부 챔버 내부의 온도를 결정할 수 있다. 온도 장치의 제 3 실시예는 내부 챔버 내의 물의 온도를 측정하는 장치를 포함할 수 있고, 이러한 물의 온도는 내부 챔버 내부의 온도에 상관된다.

내부 챔버가 숙성 시간동안 위생처리 온도를 유지한 후, 전기탈이온 장치(140)로부터 수집된 유기 및 무기 불순물을 제거하기 위해 린스(rinse)가 실행될 수 있다.

본 발명의 대안의 실시예에서, 재순환 시스템(165)은 전기탈이온 장치(140)와 통합될 수 있다. 이러한 특징은 위생처리 프로세스의 효율을 증가시킬 수 있다. 재순환 시스템(165)의 일 실시예에서, 전기탈이온 장치(140)의 유출구를 통해 유동하는 방출물은 전기탈이온 장치(140)의 유입구로 다시 복귀한다.

본 발명의 다른 대안의 실시예에서, 전기탈이온 장치(140)는 정수 시스템(100)을 위생처리하기 위한 주 히트 소스(primary heat source)로 기능할 수 있다. 예를 들어, 제한없이, 전기탈이온 시스템(100)의 유출구를 빠져나오는 물은 위생처리 범위 내에 있을 수 있다. 이러한 물은 위생처리를 필요로 하는 정수 시스템(100)의 구성요소들을 통해 순환될 수 있다.

정수 시스템(100)의 크기 및 복잡도에 따라, 전기탈이온 장치(140)로부터의 가용 열이 일부 구성요소를 위생처리하는 데 부적합할 수 있다. 여기서, 본 발명의 실시예는 부스터 히터(170) 등과의 통합을 가능하게 할 수 있다. 이는 기존의 외부 히트 소스, 새로운 외부 히트 소스, 또는 이들의 조합의 형태를 포함할 수 있다. 사용시, 전기탈이온 장치(140)는 주 히트 소스로 기능할 수 있고, 부스터 히터(170)는 보조 히트 소스로 기능할 수 있으며, 이들은 집합적으로 작동하여 정수 시스템(100)의 구성요소들을 위생처리하는 데 충분한 열을 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전기탈이온 장치를 소독하는 방법(300)을 설명하는 순서도이다. 방법(300)의 단계들은 수동으로, 제어 시스템 등을 통해 자동으로, 또는, 수동 및 자동 단계의 조합을 통해, 실행될 수 있다. 다음의 설명은 방법(300)의 단계들이 제어 시스템 등을 통해 자동적으로 실행되는 응용예에 초점을 맞춘다.

본 발명은 방법, 시스템, 또는 컴퓨터 프로그램 프로덕트로 구체화될 수 있다. 따라서, 본 발명은 완전히 하드웨어 실시예, 완전히 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로-코드 등을 포함), 또는, "회로", "모듈", 또는 "시스템"으로 본 명세서에 일반적으로 언급되는 소프트웨어 및 하드웨어 형태를 모두 조합하는 실시예의 형태를 취할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 컴퓨터-이용가능 기록 매체 상의 컴퓨터 프로그램 프로덕트의 형태를 취할 수 있고, 상기 컴퓨터-이용가능 기록 매체는 그 내부에 구체화된 컴퓨터-이용가능 프로그램 코드를 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "소프트웨어" 및 "펌웨어"라는 용어는 상호혼용가능하고, RAM 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 및 비휘발성 RAM(NVRAM) 메모리를 포함한, 프로세서에 의한 실행을 위해 메모리에 저장되는 임의의 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 상술한 메모리 타입들은 예시적인 사항일 뿐이며, 따라서, 컴퓨터 프로그램의 기록에 사용가능한 메모리의 타입에 대한 제한사항이 아니다. 임의의 적절한 컴퓨터 판독형 매체가 사용될 수 있다.

컴퓨터-이용가능, 또는 컴퓨터-판독형 매체는 예를 들어, 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치, 소자, 또는 전파 매체일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 컴퓨터-판독형 매체의 더욱 구체적인 예(비제한적인 리스트)는 하나 이상의 와이어를 갖는 전기 연결, 휴대형 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, RAM, ROM, EPROM 또는 플래시 메모리, 광섬유, 휴대형 CD-ROM, 광학 기록 장치, 인터넷 또는 인트라넷을 지원하는 매체와 같은 전송 매체, 또는 자기 기록 장치를 포함할 것이다. 컴퓨터-이용가능, 또는 컴퓨터-판독형 매체는, 프로그램이 예를 들어, 종이 또는 다른 매체의 광학적 스캐닝을 통해, 전자적으로 캡처될 수 있고, 그 후, 필요할 경우, 컴파일되고 인터프리팅되며 그렇지 않을 경우 적절한 방식으로 처리되고, 그 후 컴퓨터 메모리에 저장될 수 있기 때문에, 프로그램이 인쇄되는 종이 또는 다른 적절한 매체일 수 있다. 본 문서의 범주에서, 컴퓨터-이용가능 또는 컴퓨터-판독형 매체는 명령 실행 시스템, 장치, 또는 소자에 의해, 또는 이들과 연계하여 사용하기 위한 프로그램을 소지, 저장, 통신, 전파, 또는 이송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다.

본 명세서에 사용되는 "프로세서"라는 용어는 중앙 처리 장치, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, RISC(Reduced Instruction Set Circuits), ASIC(Application Specific Integrated Circuits), 로직 회로, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC: Programmable Logic Controllers), 및 본 명세서에 설명되는 기능들을 실행할 수 있는 임의의 다른 회로 또는 프로세서를 의미한다.

본 발명의 작동을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는 자바7(Java7), 스몰톡(Smalltalk) 또는 C++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어로 기록될 수 있다. 그러나, 본 발명의 작동을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드가, "C" 프로그래밍 언어 또는 유사 언어와 같이, 기존의 절차형 프로그래밍 언어로 기록될 수도 있다. 프로그램 코드는 전적으로 사용자의 컴퓨터 상에서, 부분적으로 사용자의 컴퓨터 상에서, 독립형 소프트웨어 패키지로, 부분적으로 사용자의 컴퓨터 상에서, 그리고 부분적으로 원격 컴퓨터 상에서, 또는 전적으로 원격 컴퓨터 상에서 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터는 LAN 또는 WAN을 통해 사용자의 컴퓨터에 연결될 수 있고, 또는 이러한 연결이 외부 컴퓨터에 대해 (예를 들어, 인터넷 서비스 제공자를 이용하여 인터넷을 통해) 이루어질 수 있다.

본 발명은 발명의 실시예에 따른 방법, 장치(시스템), 및 컴퓨터 프로그램 프로덕트의 순서도 도해 및/또는 블록도를 참조하여 아래에서 설명된다. 순서도 도해 및/또는 블록도의 각각의 블록과, 순서도 도해 및/또는 블록도의 블록들의 조합은, 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 구현될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 공공용 컴퓨터, 전용 컴퓨터, 또는 다른 프로그래머블 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공되어 머신을 생성할 수 있어서, 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령이, 순서도 및/또는 블록도 블록에 명시된 기능/작용을 구현하기 위한 수단을 생성하게 된다.

이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 컴퓨터 판독형 메모리에 또한 저장될 수 있다. 이러한 명령은 특정한 방식으로 기능하도록 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 데이터 처리 장치에 지시할 수 있다. 이는, 컴퓨터 판독형 메모리에 저장된 명령들이 순서도 및/또는 블록도 블록에 명시된 기능/작용을 구현하는 명령 수단을 포함하는 제작 아티클을 생성하도록 이루어진다. 컴퓨터 프로그램 명령은 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 데이터 처리 장치에 또한 로딩될 수 있다. 이러한 명령은 컴퓨터에 의해 구현되는 프로세스를 생성하기 위해 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치 상에서 일련의 작동 단계들을 실행되게 할 수 있다. 여기서, 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치 상에서 실행되는 명령은, 순서도 및/또는 블록도 블록에 명시된 기능/작용을 구현하기 위한 단계를 제공한다.

단계(305)에서, 방법(300)은 전기탈이온 장치의 위생처리가 요구됨을 결정하였을 수 있다. 전기탈이온 장치가 위생처리를 필요로할 때를 결정하는 방식에는 여러 가지가 있다. 이는, 시간 간격, 스케줄 등, 또는, 정수 시스템의 바이오액티비티(bioactivity) 레벨 측정, 또는 성능 감소, 또는 전기탈이온 장치 구성요소의 검사를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

도 3을 다시 참조하면, 단계(310)에서, 방법(300)은 전기탈이온 장치에 대해 유체 공급원을 차단시킬 수 있다. 여기서 차단 밸브 등은 전기탈이온 장치 내로 유체의 유동을 제한하는 방식으로 조절될 수 있다.

단계(315)에서, 방법(300)은 위생처리 프로세스를 개시할 수 있다. 여기서, 전기탈이온 장치는 내부 챔버 내에 존재하는 유체가 실질적으로 배수될 수 있다. 그 후, 전기 공급 장치는 내부 챔버의 애노드 및 캐소드 격실 간에 전력을 제공한다. 전력은 내부 챔버 내의 온도가 위생처리 범위에 도달하도록, 제어된다. 여기서, 전력은 내부 챔버의 구성요소를 통해 흐르는 전류의 형태일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 전류의 크기는 제곱센티미터당 약 20mA까지의 범위를 가질 수 있다.

단계(320)에서, 방법(300)은 내부 챔버 내의 온도가 위생처리 범위 내에 있는 지를 결정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 내부 챔버 내의 온도 상승은 약 120℉로부터 약 212℉까지일 수 있다. 본 발명의 실시예는, 설명되는 바와 같이, 온도 장치를 이용하여, 내부 챔버 내의 온도를 결정할 수 있다. 온도가 위생처리 범위 내에 있을 경우, 방법(300)은 단계(325)로 진행할 수 있고, 그렇지 않을 경우, 방법(300)은 단계(315)로 복귀하여 내부 챔버의 온도를 증가시키는 방식으로 전기 공급 장치가 제어될 수 있다.

단계(325)에서, 방법(300)은 숙성 시간 등으로 간주될 수 있는, 위생처리 홀드(sanitization hold)을 시작할 수 있다. 위생처리 홀드의 길이는 부분적으로, 위생처리 온도에 관련될 수 있다. 높은 위생처리 온도는 짧은 홀드 시간을 필요로하고, 그 역도 성립한다. 본 발명의 일 실시예에서, 홀드 시간은 약 1시간으로부터 약 6시간까지의 범위를 포함할 수 있다. 또한, 위생처리 홀드에 대한 시간 간격은 약 15분 내지 약 6시간의 범위를 포함할 수 있다.

단계(330)에서, 방법(300)은 위생처리 홀드가 완료되었는지 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 방법(300)은 홀드 시간이 경과하였는지를 결정할 수 있다. 위생처리 홀드가 완료되면, 방법은 단계(335)로 진행할 수 있고, 그렇지 않을 경우, 방법은 단계(325)로 복귀할 수 있다.

단계(335)에서, 방법은 워터 플러싱(water flush)이 실행되어야 하는 지 여부를 결정할 수 있다. 플러싱은 전기탈이온 장치로부터 위생처리 중 생성되는, 축적된 유기 및 무기 불순물을 제거할 수 있다. 플러싱은 내부 챔버의 구성요소들을 또한 냉각할 수 있다. 일반적으로, 플러싱은 TOC 방출, 방출 온도, 또는 방출 산물 저항이 수용가능 범위 내에 있을 때까지 실행될 수 있다. 플러싱이 실행되어야 할 경우, 방법(300)은 단계(340)로 진행할 수 있고, 그렇지 않을 경우 방법은 단계(345)로 진행할 수 있다.

단계(340)에서, 방법(300)은 플러싱을 수행할 수 있다. 차단 밸브는 물과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 유체를 내부 챔버에 유입되게 하는 위치로 조정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 사용자는 플러싱의 지속시간을 결정할 수 있다. 사용자는 플러싱을 수행하는 유체의 물리적 파라미터(온도, 압력, 유량)를 또한 결정할 수 있다.

단계(345)에서, 방법(300)은 완료되었다고 간주될 수 있다. 여기서, 정수 시스템은 정규 작동 대기 상태 등의 상태일 수 있다.

도면의 순서도 및 단계도는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 시스템, 방법, 및 컴퓨터 프로그램 프로덕트의 가능한 구현예들의 구조, 기능, 및 작동을 나타낸다. 이러한 측면에서, 순서도 또는 단계도의 각각의 단계는 명시된 논리 기능을 구현하기 위한 하나 이상의 실행가능한 명령을 포함하는 모듈, 세그먼트, 또는 코드 부분을 나타낼 수 있다. 일부 대안의 구현예에서, 단계에 적시된 기능들은 도면에 적시된 순서와는 다르게 수행될 수 있다. 예를 들어, 순서에 따라 제시되는 2개의 단계들이 실제로는, 동시에 실행될 수 있고, 또는, 이러한 기능들이, 관련 기능에 따라, 역순으로 실행될 수도 있다. 블록도 및/또는 순서도 도해의 각각의 단계와, 블록도 및/또는 순서도 도해의 단계들의 조합은 전용 하드웨어 및 컴퓨터 명령의 조합, 명시된 기능 또는 작용을 수행하는 전용 하드웨어 기반 시스템에 의해 구현될 수 있다.

여러 예시적인 실시예와 관련하여 앞서 설명한 많은 가변적 특징 및 구조들은, 본 발명의 다른 가능한 실시예를 형성하도록 추가로 선택적으로 적용될 수 있다. 아래의 여러 청구항들에 의해 아울러지는 모든 조합 및 가능한 실시예들이 본 출원의 일부분이길 의도함에도 불구하고, 본 발명의 모든 가능한 반복사항들이 세부적으로 제공되거나 설명되지 않음을 더욱 이해하여야 한다. 추가적으로, 발명의 여러 예시적인 실시예들의 위 설명으로부터, 당 업자는 개선점, 변화, 및 변형예를 인지할 수 있을 것이다. 이렇나 개선점, 변화, 및 변형예는 첨부 청구범위에 의해 커버된다고 의도된다. 더욱이, 상술한 사항은 본 출원의 설명되는 실시예들에만 관련되며, 다음 청구범위 및 그 등가물에 의해 규정되는 바와 같이 출원의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 수많은 변화 및 변형예들이 여기에서 이루어질 수 있다.

Claims

전기탈이온(EDI) 장치(140)의 위생처리 방법(300)에 있어서,
내부 챔버를 포함하는 전기탈이온 장치(140)를 제공하는 단계로서, 상기 내부 챔버는 상기 내부 챔버의 제 1 단부에 인접하여 위치한 애노드 격실과, 상기 내부 챔버의 대향하는 제 2 단부에 인접하여 위치한 캐소드 격실과, 상기 애노드 격실과 상기 캐소드 격실 사이에 위치하는 복수의 이온막을 포함하는, 전기탈이온 장치 제공 단계와,
상기 내부 챔버로의 유체 공급을 중단시키는 단계(310)와,
상기 내부 챔버 내의 온도가 위생처리 범위 내에 있을 때까지 상기 애노드 격실 및 상기 캐소드 격실을 가로질러 전력을 공급하는 단계(315, 320)와,
상기 내부 챔버 내의 온도를 위생처리 범위 내에 유지하도록 상기 전력을 제어하는 단계를 포함하며,
상기 유체 공급이 감소하는 동안 상기 전력에 의해 전기탈이온 장치가 위생처리되는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 온도를 유지하도록 상기 전력을 제어하는 단계는, 위생처리 홀드(sanitization hold)(325)가 완료되었는지 여부를 결정하는 단계(330)를 더 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 위생처리 홀드(325)가 완료된 후 상기 내부 챔버를 플러싱(flushing)하는 단계(340)를 더 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전력을 공급하는 단계는 49℃(120℉) 내지 100℃(212℉)의 내부 챔버 내의 온도 상승을 야기하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 위생처리 홀드(325)에 대한 시간 간격은 15분 내지 6시간의 범위를 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전력은 상기 내부 챔버 내로 흐르는 전류의 형태를 포함하며, 전류 밀도는 제곱센티미터 당 20mA까지의 범위를 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전력은 상기 내부 챔버 내로 흐르는 전류의 형태를 포함하며,
상기 방법은, 상기 내부 챔버가 위생처리 범위 내에 있는지를 결정하기 위해 상기 전기탈이온 장치의 전압을 모니터링하는 단계를 더 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 챔버 내의 유체를 재순환시키는 단계를 더 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 1 항에 있어서,
탈이온수를 생성하도록 구성된 정수 시스템(100)을 제공하는 단계를 더 포함하고,
상기 정수 시스템은 마이크로-여과 장치(110), 활성 탄소 타워(115) 또는 역삼투 장치(130) 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 전기탈이온 장치(140)는 상기 정수 시스템(100) 내에 통합되는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
탈이온수 생성 시스템(100)과 연계된 전기탈이온(EDI) 장치(140)의 위생처리 방법에 있어서,
탈이온수를 생성하도록 구성되고, 마이크로-여과 장치(110), 활성 탄소 타워(115) 또는 역삼투 장치(130) 중 적어도 하나를 포함하는 정수 시스템(100)을 제공하는 단계와,
상기 정수 시스템(100)과 통합된 전기탈이온 장치(140)를 제공하는 단계로서, 상기 전기탈이온 장치는 내부 챔버를 포함하고, 상기 내부 챔버는 상기 내부 챔버의 제 1 단부에 인접하여 위치한 애노드 격실과, 상기 내부 챔버의 대향하는 제 2 단부에 인접하여 위치한 캐소드 격실과, 상기 애노드 격실과 상기 캐소드 격실 사이에 위치하는 복수의 이온막을 포함하는, 전기탈이온 장치 제공 단계와,
차단 밸브(145)를 조절하여 상기 내부 챔버로의 유체 공급을 중단시키는 단계(310)와,
상기 내부 챔버 내의 온도를 상승시키기 위해 상기 내부 챔버에 전력을 공급하는 단계(315, 320)와,
상기 내부 챔버 내의 온도가 위생처리 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계와,
상기 온도를 위생처리 범위 내에 유지하는 단계를 포함하며,
상기 내부 챔버로의 유체 공급이 실질적으로 감소하는 동안 상기 전력에 의해 상기 전기탈이온 장치가 위생처리되는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 10 항에 있어서,
위생처리 홀드(325)가 완료되었는지 여부를 결정하는 단계(330)를 더 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 위생처리 홀드(325)가 완료된 후 상기 내부 챔버를 플러싱하는 단계(340)를 더 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 전기탈이온 장치(140)를 이용하여 상기 정수 시스템(100)을 위생처리하는 단계를 더 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 13 항에 있어서,
a. 상기 유체 공급이 상기 내부 챔버 내로 유동되도록 상기 차단 밸브(145)를 조절하는 단계와,
b. 상기 내부 챔버로부터 상기 유체를 방출하는 단계와,
c. 상기 유체를 상기 정수 시스템(100)을 통해 재순환시키는 단계를 더 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
제 14 항에 있어서,
가열을 돕고 상기 유체 공급을 위생처리 범위 내에 유지시키기 위해 부스터 히터(170)를 제공하는 단계를 더 포함하는
전기탈이온 장치의 위생처리 방법.
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