KR200155104Y1 - 일체로 모듈화된 정수장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정수장치에 관한 것으로서 특히 유체 속에 용해되어 있는 이온성분이나 염을 완전하게 분리 제거하는 일체로 모듈화된 정수장치에 관한 것이다.

종래의 정수장치는 원통형 타워에 수지를 충진하여 사용하는 연수제조 장치와 순수폴리싱장치를 사용함으로써 설치공간을 많이 차지하고 제작비용이 많이 들어가는 단점이 있다.

이에 본 고안은 연수(軟水)제조장치모듈과 순수폴리싱장치모듈이 사각형 유로분배 스페이서(40)와 수지충진 스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리수질에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고, 사각형 덮개(10,20)가 구비하게 하고 전기막 분리장치모듈이 다수의 볼트(60)와 너트(61)에 의해 요구하는 처리수질에 따라 선택적으로 한 몸체에 구성되게 함으로 설치공간을 적게 차지하고 제작비용이 적게 들어가는 정수장치를 제공한다.

Description

일체로 모듈화된 정수장치

본 고안은 정수장치에 관한 것으로서 특히 유체 속에 용해되어 있는 이온성분이나 염을 분리 제거하는 일체로 모듈화된 정수장치에 관한 것이다.

실험실이나 발전 용수 및 정밀화학분야 기타 의약품의 제조시 사용되는 물은 불순물을 포함하지 않는 정수된 물을 사용하여야 한다.

이와 같은 정수된 물을 얻기 위해서는 원수(原水)의 전처리 설비로서 원수중의 경도성분 (Ca⁺⁺, Mg⁺⁺등)만을 제거하는 장치인 연수(軟水)제조장치와, 물속에 용해되어 있는 이온을 제거시키는 전기막 분리장치와, 순수(純水)를 다시 폴리싱시키는 순수폴리싱장치가 필요하다.

전기막 분리장치의 유입수중에 경도 유발 이온 (Ca⁺⁺, Mg⁺⁺등)이 존재하면 전기막 분리장치의 농축실에서 CaSO₄, CaCO₃, MgCO₃등과 같이 스케일이 형성되어 전기막 분리장치의 성능이 저하되기 때문에 전기막 분리장치의 전처리로서 연수제조장치를 설치하여야 한다. 연수제조장치는 원수(原水)를 Na⁺형의 양이온 교환수지에 통과시켜 원수(原水)중의 경도 성분인 칼슘이온(Ca⁺⁺), 마그네슘이온 (Mg⁺⁺)을 수지중의 나트륨이온(Na⁺)과 교환하여 연수(軟水)를 제조하는 방법이다.

양이온 교환수지의 이온 선택성은 Ca⁺⁺Mg⁺⁺Na⁺이므로 경수연화 반응은 다음과 같다.

2(RSO₃Na) + Ca²⁺↔ (RSO₃)₂Ca⁺⁺+ 2Na⁺

종래의 연수제조 장치와 순수폴리싱장치는 원통형 타워에 수지를 충진하여 사용되고 있으며 설치공간을 많이 차지하고 제작비용이 많이 들어가는 단점이 있다.

따라서 본 고안의 목적은 설치공간을 적게 차지하고 제작비용이 적게 들어가는 연수제조장치 모듈과 전기막분리장치 모듈과 순수폴리싱장치 모듈이 요구하는 처리수질에 따라 선택적으로 일체로 모듈화된 정수장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 분해 사시도.

도 2a는 본 고안의 사각형 유로 분배 스페이서의 상세 측단면도.

도 2b는 본 고안의 사각형 수지 충진 스페이서의 상세 측면 단면도.

도 3은 본 고안의 사각형 덮개 상세 사시도.

도 4는 본 고안의 공정유체 흐름도.

도 5는 본 고안의 연수제조장치와 순수 폴리싱 장치의 재생 및 수지교환 공정도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 연수제조장치와 순수폴리싱 장치의 모듈외부 덮개

20 : 연수제조장치와 순수폴리싱 장치의 모듈내부 덮개

30 : 전기막 분리장치 모듈 덮개 40 : 유로분배 스페이서

50 : 수지충진 스페이서 100: 연수제조장치 모듈

200: 전기막분리 장치 모듈 300: 순수 폴리싱 장치 모듈

11, 12, 41, 42, 51, 52 : 하부유체 유로

13, 14, 43, 44, 53, 54 : 상부유체 유로

15 : 수지유입구 16 : 수지배출구

45, 55 : 수지충진 공간 46, 47 : 유로 분배 영역

60, 61 : 모듈 조임 볼트, 너트

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 연수(軟水)제조장치모듈이 유체를 분배하여 처리하는 사각형 유로분배 스페이서(40)와 양이온 수지가 충진되어 있는 수지충진 스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고 사각형 덮개(10,20)가 구비되어 설치되며, 그 일측에 상기 연수제조장치모듈을 거친 물속에 용해되어 있는 이온을 제거시키는 전기막 분리장치모듈이 설치되며, 그 일측에 이온이 제거된 순수(純水)를 다시 폴리싱시키도록 사각형 유로 분배 스페이서(40)와 혼상수지가 충진된 수지충진스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고 사각형 덮개(10,20)가 구비된 순수폴리싱장치모듈이 다수의 볼트(60)와 너트(61)에 의해 선택적으로 일체에 구성된 것을 특징으로 한다.

다만 주의할 것은, 선택적으로 일체에 구성된다는 것은 연수제조장치모듈과, 전기막분리장치모듈과, 이온교환장치모듈을 일체로 구성함에 있어 요구되는 수질에 따라 연수제조장치모듈과, 전기막분리장치모듈이 일체로 구성되게 하거나, 또는 전기막분리장치모듈과, 이온교환장치모듈이 일체로 구성되게 하거나, 연수제조장치모듈과, 전기막분리장치모듈과, 이온교환장치모듈이 일체로 구성되게 한다는 것이다.

즉, 본 고안에서 제안하는 일체로 모듈화된 정수장치는 유체를 분배하여 처리하는 사각형 유로분배 스페이서(40)와 양이온 수지가 충진되어 있는 수지충진 스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고 사각형 덮개(10,20)가 구비된 연수(軟水)제조장치모듈과, 상기 연수제조장치모듈을 거친 물속에 용해되어 있는 이온을 제거시키는 전기막 분리장치모듈이 다수의 볼트(60)와 너트(61)에 의해 일체로 구성된 것을 특징으로 하며,

또한 물속에 용해되어 있는 이온을 제거시키는 전기막 분리장치모듈과, 이온이 제거된 순수(純水)를 다시 폴리싱시키도록 유체를 분배하는 사각형 유로 분배 스페이서(40)와 혼상수지가 충진된 수지충진스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고 사각형 덮개(10,20)가 구비된 순수폴리싱장치모듈이 다수의 볼트(60)와 너트(61)에 의해 일체로 구성된 것을 특징으로 하며,

또한 유체를 분배하여 처리하는 사각형 유로분배 스페이서(40)와 양이온 수지가 충진되어 있는 수지충진 스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고 사각형 덮개(10,20)가 구비된 연수(軟水)제조장치모듈과, 상기 연수제조장치모듈을 거친 물속에 용해되어 있는 이온을 제거시키는 전기막 분리장치모듈과; 이온이 제거된 순수(純水)를 다시 폴리싱시키도록 사각형 유로 분배 스페이서(40)와 혼상수지가 충진된 수지충진스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고, 사각형 덮개(10,20)가 구비된 순수폴리싱장치모듈이 다수의 볼트(60)와 너트(61)에 의해 일체로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 처리용량에 알맞게 사각 스페이서 쌍의 수를 변화시켜 적층하여 조립이 간편하게 되고, 유로분배 스페이서(40)를 사용하여 유로의 분배가 효율적으로 이루어지므로 유체가 연수제조장치와 이온교환 장치의 수지층을 균일하게 흐르게 되어 두 장치의 처리 효율이 매우 좋아지며, 연수제조장치, 전기막분리장치, 이온교환장치가 요구하는 처리유량에 따라 선택적으로 일체에 구성되어 설치 공간이 매우 작고 조립이 매우 간편하게 된다.

이하에서는 연수제조장치모듈과, 전기막분리장치모듈과, 이온교환장치모듈이 일체로 구성된 정수장치를 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 고안의 분해사시도이다. 도시된 바와 같이 원수(原水)의 경도성분을 제거하도록 사각형 유로분배 스페이서(40)와 수지충진 스페이서(50)가 한쌍이 되어 다수의 쌍으로 반복하여 적층되고 사각형 덮개(10,20)가 구비된 연수(軟水)제조장치가 일측에 설치되고, 상기 연수제조장치를 거친 물속에 용해되어 있는 이온을 제거시키는 전기막 분리장치가 중앙에 설치되고, 이온이 제거된 순수(純水)를 다시 폴리싱시키도록 사각형 유로 분배 스페이서(40)와 수지충진스페이서(50)가 한쌍이 되어 다수의 쌍으로 적층되고 사각형 덮개(10,20)가 설치된 순수폴리싱장치가 다수의 볼트(60)와 너트(61)에 의해 한 몸체로 구성되어 있다.

상세하게 살펴보면 전기막 분리 장치(200)가 중앙에 위치하고 좌,우측에 사각형의 연수제조장치(100)와 순수폴리싱장치(300)가 설치된다. 연수제조장치(100)는 사각형 유로분배 스페이서(40)와 수지충진 스페이서(50)가 한쌍이 되어 다수의 쌍을 반복하여 적층하고 사각형의 내부덮개(20)와 외부덮개(10)가 설치되고 다수의 볼트(60)와 너트(61)로 조인다. 다수의 스페이서 쌍의 내부에는 양이온 교환수지가 충진되어 있다.

순수폴리싱장치(300)도 마찬가지로 사각형 유로 분배 스페이서(40)와 수지충진스페이서(50)가 한쌍이 되어 다수의 쌍을 적층하고 사각형의 내부덮개(20)와 외부덮개(10)가 설치된다. 다수의 스페이서 쌍의 내부에는 혼상수지가 충진되어 있다.

도 2a는 본 고안의 사각형 유로 분배 스페이서(40)의 상세도이며, 도 2b는 사각형 수지 충진 스페이서(50)의 상세도로서, 스페이서 내부공간(45,55)에 양이온 교환 수지를 충진하며, 유입구(41,51)를 통해 원수(原水)가 유입되고 유로분배 영역(46)에서 균일하게 분배되어 상방향으로 흐른 후 유체 수집 영역(47)에서 모여 배출구(43,53)를 통하여 나간다. 유로 분배 스페이서(40)는 사각형의 형태이며, 고분자 재질의 판 형태로 이루어진다. 수지 충진 스페이서(50)는 사각형의 형태이며, 고분자 재질의 판형태로 이루어지며. 두께는 1∼500mm로 한다.

도 3은 본 고안의 사각형 덮개의 상세도를 나타낸 것으로서 내부덮개(20)와 외부덮개(10)로 이루어진다.

내부덮개(20)는 플라스틱이나, 폴리에틸렌 수지와 같은 고분자 재질의 사각형 판으로 이루어지며, 외부덮개(10)는 철이나 알루미늄, 스테인레스 등 금속 재질의 사각형 형태의 판으로 이루어진다.

도 4는 본 고안의 공정 유체 흐름도를 나타낸 것으로서 원수가 연수제조 장치(100)에 상방향으로 유입되고 전기막 분리장치(200)에서는 하방향으로 흐르며 다시 순수폴리싱장치(300)에서는 상방향으로 흘러서 처리수로 배출된다. 전기막 분리장치(200)에서의 농축수는 배출 또는 순환하여 사용된다.

도 5는 본 고안의 연수제조장치(100)와 순수폴리싱장치(300)의 재생 및 수지 교환 공정도를 나타낸 것이다. 연수제조장치(100)에서 농축 염화나트륨(NaCl)수용액을 유입구(13,14)로 유입시켜 연수제조장치 내부에 충진된 양이온 교환막을 통과시켜 양이온 수지를 Na⁺형으로 재생시킨다.

유입된 염화나트륨(NaCl) 수용액은 배출구(11,12)로 배출되어 순환시켜 사용한다. 또한 양이온 교환수지를 충진할 때는 수지 유입구(15)로 수지와 물을 유입시켜 수지는 연수제조장치 내부에 채우고 물은 배출구(11,12)로 배출시킨다.

완전히 소모된 수지를 교체하려고 할 때, 즉 내부에 충진된 수지를 배출하려고 할 때는 수지 유입구(15)에 물만 주입하고 수지 배출구(16)로 배출시킨다.

순수폴리싱장치(300)에 혼상수지를 충진할 때는 수지 유입구(15)로 수지와 물을 유입시켜 수지는 이온교환장치 내부에 채우고 물은 배출구(11,12)로 배출시킨다. 혼상수지를 교체하려고 할 때는 즉 충진된 혼상수지를 배출하려고 할 때는 수지 유입구(15)에 물만 주입하고 수지 배출구(16)로 배출시킨다.

따라서 본 고안에 의하면,

첫째 유입수의 경도를 제거하기 위해 다수의 사각 스페이서로 구성된 연수제조 장치 모듈과 전기막 분리 장치를 한 몸체로 조립하므로 장치가 매우 간단하다.

둘째 전기막 분리장치를 통과한 처리수를 폴리싱하여 고 순도의 처리수를 얻기 위하여 이온교환장치를 사각 모듈형태로 구성하여 전기막 분리장치와 한 몸체로 조립하므로 장치가 매우 간단하다.

셋째 처리용량에 알맞게 사각 스페이서 쌍의 수를 변화시켜 조립할 수 있어 제작이 매우 간편하다.

넷째 연수제조장치, 전기막분리장치, 이온교환장치가 한 몸체로 구성되어 설치 공간이 매우 작고 조립이 매우 간편하다.

다섯째 유로분배 스페이서(40)를 사용하기 때문에 유체가 연수제조장치와 이온교환 장치의 수지층을 균일하게 흐르게 할 수 있도록 하기 때문에 두 장치의 처리 효율이 매우 좋다.

Claims (4)

1. 유체를 분배하여 처리하는 사각형 유로분배 스페이서(40)와 양이온 수지가 충진되어 있는 수지충진 스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고, 사각형 덮개(10,20)가 구비된 연수(軟水)제조장치모듈과;

   상기 연수제조장치모듈을 거친 물속에 용해되어 있는 이온을 제거시키는 전기막 분리장치모듈이 다수의 볼트(60)와 너트(61)에 의해 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 일체로 모듈화된 정수장치.
2. 물속에 용해되어 있는 이온을 제거시키는 전기막 분리장치모듈과;

   이온이 제거된 순수(純水)를 다시 폴리싱시키도록 유체를 분배하는 사각형 유로 분배 스페이서(40)와 혼상수지가 충진된 수지충진스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고, 사각형 덮개(10,20)가 구비된 순수폴리싱장치모듈이 다수의 볼트(60)와 너트(61)에 의해 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 일체로 모듈화된 정수장치.
3. 유체를 분배하여 처리하는 사각형 유로분배 스페이서(40)와 양이온 수지가 충진되어 있는 수지충진 스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고, 사각형 덮개(10,20)가 구비된 연수(軟水)제조장치모듈과;

   상기 연수제조장치모듈을 거친 물속에 용해되어 있는 이온을 제거시키는 전기막 분리장치모듈과;

   이온이 제거된 순수(純水)를 다시 폴리싱시키도록 사각형 유로 분배 스페이서(40)와 혼상수지가 충진된 수지충진스페이서(50)가 한쌍이 되어 요구하는 처리유량에 따라 소정의 쌍으로 반복하여 적층되고, 사각형 덮개(10,20)가 구비된 순수폴리싱장치모듈이 다수의 볼트(60)와 너트(61)에 의해 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 일체로 모듈화된 정수장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 유로 스페이서(40)와 수지 충진 스페이서(50)는,

   폴리에틸렌수지(P.E)나 폴리비닐크로라이드수지(PVC)등과 같은 고분자재질로 이루어진 두께 1∼500mm인 사각형 판으로 형성된 것을 특징으로 하는 일체로 모듈화된 정수장치.