KR20090096445A - 물 처리 시스템을 위한 유체 유동 디렉터 - Google Patents
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Abstract
물 처리 시스템을 위한 실질적으로 자외선을 투과시키지 않는 보호 코팅이 된 플라스틱 기판을 구비한 플라스틱 유체 유동 디렉터가 제공된다. 상기 플라스틱 기판은 초고분자량의 폴리에틸렌일 수 있고, UV 불투과 코팅은 발포시키지 않은 폴리테트라플루오르에틸렌("PTFE")일 수 있다. 상기 UV 불투과 코팅은 물 처리 공정 동안 플라스틱을 파괴할 수 있는 자외선으로부터 플라스틱 기판을 보호한다. 상기 코팅은 물과 접촉되는 용도 및 종래의 물 처리 시스템의 작동에 적절하고, 장기간 동안 자외선의 존재 하에서 파손되지 않는다. UV 불투과 코팅을 구비한 플라스틱 기판은 스테인리스 강 유체 유동 디렉터에 대한 적절한 대체품이다.
물 처리 시스템, 필터, 자외선 조립체, 유체 유동 디렉터, 물 처리 조립체
Description
본 발명은 물 처리 시스템에 관한 것이며, 더 구체적으로는 자외선(UV) 존재 하에서 물 처리 시스템에 사용되는 유체 유동 디렉터(fluid flow director)에 관한 것이다.
물에 있는 오염물을 처리하고 여과하기 위한 물 처리 시스템이 알려져 있다. 많은 물 처리 시스템은 물의 경로 내에 배플(baffle) 또는 유체 유동 디렉터를 사용하여 물 처리 시스템을 통하는 물의 통로나 유동을 편향, 전환, 점검, 조절하거나 조작한다. 유체가 유체 유동 디렉터와 접촉하기 때문에, 유체 유동 디렉터는 전형적으로 불순물을 걸러내지 않는 재료나 물을 더럽히지 않는 재료로 제조된다. 대개, 이러한 유도된 유체 유동은 자외선의 존재 하에 놓인다. 자외선은 다수의 플라스틱을 포함한 광범위한 재료에 불리한 영향을 주거나 파손시키는 고유의 특성을 갖는다. 물을 더럽히지 않고 이들 물 처리 시스템에 사용되는 자외선에 견디기 위하여, 유체 유동 디렉터는 통상 물리적 성질과 화학적 비활성을 이유로 스테인리스 강으로 만들어진다. 불행히도, 스테인리스 강은 상대적으로 비싸고 물 처리 시스템의 전체 비용에서 재료가 차지하는 비율을 증가시킨다. 몇몇의 용도에서, 유 체 유동 디렉터는 일회용 필터 카트리지 내에 설치된다. 따라서, 스테인리스 강 유체 유동 디렉터는 필터 카트리지가 교체될 때마다 교체된다. 이는 스테인리스 강의 사용과 관련된 비용 문제를 악화시킨다.
따라서, 수질에 불리한 영향을 끼치지 않고 자외선에의 장기 노출을 견딜 수 있는, 스테인리스 강 유체 유동 디렉터에 대한 비싸지 않은 대체품이 요구된다.
전술한 문제는 실질적으로 자외선 불투과성인 보호 코팅이 된 플라스틱 기판을 구비한 유체 유동 디렉터(또는 배플)를 제공하는 본 발명에 의하여 극복된다. 일 실시예에서, 상기 플라스틱 기판은 폴리에틸렌이고 UV 불투과 코팅은 폴리테트라플루오르에틸렌("PTFE")이다.
UV 불투과 코팅은 플라스틱을 파괴할 수 있는 자와선으로부터 플라스틱 기판을 보호한다. 또한, 상기 코팅은 물과 접촉되는 용도로 사용되기 적절하고, 장기간 동안 자외선의 존재 하에서 파손되지 않고, 어떤 더러운 냄새나 맛을 내지 않고, 외부 수압의 적당한 양에 견딜 수 있고, 기타 종래의 물 처리 시스템의 정격 수명을 위한 다른 구조적 요건을 실질적으로 모두 충족한다.
UV 불투과 코팅된 플라스틱 기판은 스테인리스 강 유체 유동 디렉터를 적절히 대체할 수 있고, 훨씬 덜 비싸다. 따라서, UV 불투과 코팅된 플라스틱 기판은 물 처리 시스템의 품질이나 성능을 저하시키지 않는 비용 효율이 높은 해결책을 제공한다.
본 발명의 이러한 목적, 이점, 특징과 다른 목적, 이점, 특징은 실시예의 상세한 설명 및 도면을 참조하여 쉽게 이해되고 인식될 것이다.
도 1은 UV 불투과 코팅된 플라스틱 기판으로 만들어진 유체 유동 디렉터를 사용하는 물 처리 시스템의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 물 처리 시스템의 필터 카트리지의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 물 처리 시스템의 필터 카트리지의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 필터 카트리지의 단부도이다.
도 5는 도 4의 선 A-A를 따라 취한 필터 카트리지의 단면도이다.
도 6은 도 4의 선 B-B를 따라 취한 필터 카트리지의 단면도이다.
도 7은 개방 단부 캡 인터페이스부를 도시한 도 5의 C 영역의 확대 단면도이다.
도 8은 폐쇄 단부 캡 인터페이스부를 도시한 도 5의 D 영역의 확대 단면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 필터 카트리지의 유체 유동 디렉터의 단부도이다.
도 10은 도 9에 도시된 유체 유동 디렉터의 부분 확대도이다.
본 발명의 실시예에 따른 물 처리 시스템이 도 1에 도시되고 대체로 도면 부호(100)으로 지정된다. 이 실시예에서, 물 처리 시스템은 대체로 베이스 유닛(102)과 필터 카트리지(104)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 필터 카트리지(104)는 도 3에 도시된다. 이 실시예의 필터 카트리지(104)는 특히, 자외선(UV) 조립체(302)와 대체로 도면 부호(304)로 지정되는 UV 불투과 코팅(902)을 구비한 플라스틱 유체 유동 디렉터(900)를 포함한다. 기술된 실시예의 UV 불투과 코팅(902)은 발포시키지 않은(unexpanded) 폴리테트라플루오르에틸렌("PTFE")으로 만들어지고 플라스틱(900)이 UV에 의하여 손상되는 것으로부터 보호한다. 본 발명은 특정한 물 처리 시스템의 분야 내에서 기술된다. 그러나 본 발명은 대체로 임의의 어떤 물 처리 시스템 내에 기본 구성으로 적합하게 사용될 수 있다.
스테인리스 강 유체 유동 디렉터를 포함하는 물 처리 시스템이 알려져 있다. 스테인리스 강 유체 유동 디렉터를 UV 불투과 코팅을 구비한 플라스틱 유체 유동 디렉터로 교체하는 것에 의하여 물 처리 시스템을 가동하는 방법이 실질적으로 변경되지 않는다. 따라서, 상기 물 처리 시스템은 대체로 상세히 기술되지 않는다. 물 처리 시스템의 작동이 상세히 기술되지 않더라도, 물 처리 시스템의 구성 및 작동에 대한 더 상세한 기술이 2002년 9월 17일에 쿠엔넨(Kuennen) 등에게 허여된 미국 특허 제6,451,202호에 개시되며, 본 명세서에 참조 문헌으로 인용된다.
위에서 언급한 바와 같이, 물 처리 시스템(100)은 베이스 유닛(102)과 필터 카트리지(104)를 포함한다. 상기 베이스 유닛(102)의 구성품은 도 2에 최상으로 도시된 바와 같이, 상부 덮개(200), 전력 어댑터(power adaptor)(202), 전자 모듈(204), 칼라(206), 필터 브래킷(208), 배관(tubing)(212), 하부 덮개(214)를 포함한다. 상부 덮개(200)와 하부 덮개(214)는 협동하여 물 처리 시스템의 내부 가동부를 수용한다. 전력 어댑터(202)는 물 처리 시스템에 전력을 공급하도록 전력 출구(도시되지 않음)에서 전자 모듈(204)까지 연결된다. 상기 전자 모듈(204)에는 상기 물 처리 시스템의 작동을 가능하게 하는 전자 기기가 포함된다. 칼라(206)와 필터 브래킷(208)은 제거식 필터 카트리지(104)가 작동 동안 제 위치에 착좌되어 있도록 보조한다. 추가적으로, 필터 브래킷(208)과 배관(212)은 물 처리 시스템의 안과 밖으로 물의 유동을 유도한다.
필터 카트리지(104)의 구성품은 도 3에 최상으로 도시된 것과 같고, 개방 단부 캡(300), 자외선 조립체(302), UV 불투과 코팅을 구비한 플라스틱 기판으로 만들어진 유체 유동 디렉터(304), 탄소 필터(306), 폐쇄 단부 캡(308), 선택적 보조 필터(310)를 포함한다. 조립된 필터 카트리지는 대체로 도 4 내지 도 6에 도시된다. 자외선 조립체(302), 유체 유동 디렉터(304)와 필터(306)는, 도 7에 최상으로 도시된 바와 같이, 개방 단부 캡(300)과 동축으로 상호 고정되어 있어서, 자외선 조립체(302)를 유체 유동 디렉터(304)로부터 분리시키는 실질적으로 원통형 링인 공간 및 유체 유동 디렉터(304)를 필터(306)로부터 분리시키는 실질적으로 원통형 링인 공간이 존재하게 된다. 유체 유동 디렉터(304)와 필터(306)는, 또한 도 8에 최상으로 도시된 바와 같이, 폐쇄 단부 캡(308)과 동축으로 상호 고정되어 있어서, 물이 필터(306)를 통과함에 따라, 폐쇄 단부 캡(308)을 향하여 방향이 전환된다. 이 실시예에서, 유체 유동 디렉터는 적절한 지점에서 폐쇄 단부 캡(308)에 부착된다. 선택적 보조 필터(310)는 필터(306) 주위에 감긴다. 상기 보조 필터는 플라스틱 섬유와 같은 부직포 재료로 만들어질 수 있다. 보조 필터(310)를 위한 하나의 적절한 재료는 폴리프로필렌일 수 있다.
물 처리 시스템의 실시예를 통한 물의 유동이 도 1에 화살표(106)로 도시된 다. 물은 배관(212)을 통하여 탱크로 공급된 뒤, 탄소 필터(306)를 통과해 나간다. 물이 탄소 필터(306)를 통과한 후에, 상기 물은 유체 유동 디렉터(304)에 의하여 폐쇄 단부 캡(308) 쪽으로 유도된다. 물이 폐쇄 단부 캡(308)에 도달하면, 물은 소독을 위하여 자외선 조립체(302)와 유체 유동 디렉터(304) 사이의 공간 안으로 들어가게 된다. 소독 후, 물은 배관(212)을 통하여 물 처리 시스템 밖으로 배출된다.
UV 불투과 코팅이 구비된 플라스틱 기판으로 만들어진 유체 유동 디렉터(304)의 모양, 크기, 구성 및 다른 특징은 용도마다 다를 수 있다. 앞서 기술된 실시예에서, 플라스틱 기판은 초고분자량의 폴리에틸렌이고, UV 불투과 코팅은 발포시키지 않은 폴리테트라플루오르에틸렌("PTFE")이다. 이 실시예에서, UV 불투과 코팅이 구비된 플라스틱 기판의 모양과 크기는 폐쇄 단부 캡(308) 및 개방 단부 캡(300)과 상호 고정될 수 있는 단부 개방식 관이다. 이 실시예의 PTFE 재료는 미국, 30213 조지아주, 페어번, 보하논 로드, 500(500 Bohannon Road, Fairburn, GA 30213)에 소재한 포렉스 코포레이션(Porex Corporation)으로부터 부품 번호 PM3VR로 입수 가능한 뮤포르™(Mupor™) 미소공성 PTFE이다. PTFE 재료의 두께는 투명도 및 그에 따라 제공되는 자외선으로부터의 보호량에 직접적으로 영향을 준다고 여겨진다. 이 실시예에서, PTFE 코팅의 두께는 0.216mm(8.5mils)이다. 분광 광도계 테스트에 의하면, 이 실시예의 UV 파장에 대하여 충분한 불투과성을 제공하는 PTFE의 두께는 254nm이다. 폴리에틸렌과 PTFE는 미리 적층되고, 관으로 형성되고, 융착되고, 필요한 길이로 절단되는, 포렉스 코포레이션으로부터 또한 부품 번호 41192로 입수할 수 있다.
플라스틱 기판과 UV 불투과 코팅의 모양, 크기, 조성 및 다른 특징은 단순히 예시적인 것이고 이로 제한되지 않는다. 예를 들어, 어떤 용도에서 플라스틱 기판은 대안적으로 고밀도 또는 저밀도의 폴리에틸렌 및 다른 유사한 고분자 재료로 제조될 수 있다. 더 큰 UV 불투과성을 갖는 코팅이 적용되는 용도에서는 자외선에 의한 손상에 저항하는 정도가 더 적은 기판 재료를 사용할 수 있다. 또한, 특정한 UV 파장에 따라 불투과성을 제어하기 위하여 PTFE 코팅의 층의 수와 두께가 선택될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "불투과"라는 용어는 절대적 불투과성을 의미하는 것이 아니라, 유체 유동 디렉터의 수명 동안 코팅의 아래에 놓인 기판이 바람직하지 않은 정도로 퇴화되지 않도록 기판을 보호할 수 있는 충분한 양의 불투과성을 의미하는 것이다.
예시적인 실시예에서, UV 불투과 코팅(902)이 기판(900)의 단일 면에 적용된다. 필요하다면, UV 불투과 코팅(902)은 다수의 면에 적용될 수 있다. 예를 들어, 기판(900)의 다수의 면에 가해지는 용도에서는 자외선이 충돌하는 각각의 면이 UV 불투과 코팅으로 코팅될 수 있다. UV 불투과 코팅의 특징은 예컨대, UV 노출의 세기에 의하여 규정된 대로 면마다(또는 구역마다) 다를 수 있다.
본 발명은 예시적인 물 처리 시스템에 대하여 기술되었지만, 자외선의 존재 하에서 유체 유동 디렉터나 배플을 배치하는 것이 필요한 임의의 물 처리 시스템에서도 실시될 수 있다. 위의 기술은 본 발명의 실시예를 기술한 것이다. 다양한 변경 및 변화가 본 발명의 사상 및 더 넓은 태양을 벗어나지 않고 행해질 수 있다.
Claims (21)
- 물 처리 시스템이며,베이스 유닛과;상기 베이스 유닛에 의하여 지지되는 필터와;상기 베이스 유닛에 의하여 지지되는 자외선 조립체와;상기 필터와 상기 자외선 조립체 사이에 배치되는 유체 유동 디렉터를 포함하고,상기 유체 유동 디렉터는 플라스틱 기판 층 및 실질적으로 자외선 불투과성인 보호층을 포함하고, 상기 기판 층은 UV-대향면을 구비하고, 상기 보호층은 상기 UV-대향면의 적어도 일부 상에 배치되는, 물 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 베이스 유닛은 상기 물 처리 시스템을 위한 하우징으로서 협동하는 상부 덮개 및 하부 덮개와;상기 물 처리 시스템을 작동시키기 위하여 상기 하우징 내부에 놓이는 전자 모듈과;상기 전자 모듈에 전력을 공급하기 위한 전력 어댑터와;상기 하우징 내부에 상기 필터를 착좌시키기 위한 필터 브래킷 및 칼라와;상기 물 처리 시스템의 안과 밖으로 물의 유동을 유도하는 배관을 포함하는, 물 처리 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 필터 브래킷은 상기 물 처리 시스템 내의 물의 유동도 유도하는, 물 처리 시스템.
- 제2항에 있어서, 제거 가능한 필터 카트리지를 더 포함하는, 물 처리 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 개방 단부 캡 및 폐쇄 단부 캡과;상기 필터를 포함하고,상기 필터는 상기 개방 단부 캡 및 상기 폐쇄 단부 캡과 동축으로 상호 고정되어 있어서, 상기 자외선 조립체와 상기 유체 유동 디렉터 사이에 실질적으로 원통형 링인 공간이 형성되고, 상기 유체 유동 디렉터와 상기 필터 사이에 실질적으로 원통형 링인 공간이 형성되는, 물 처리 시스템.
- 제5항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 부직포 재료로 만들어진 보조 필터를 더 포함하고, 상기 보조 필터는 상기 필터 둘레를 감싸는, 물 처리 시스템.
- 제5항에 있어서, 물은 필터 및 배관을 통하여 유동하고, 상기 유체 유동 디렉터에 의하여 상기 폐쇄 단부 캡 쪽으로 유도되며, 상기 물은 상기 배관을 통하여 물 처리 시스템 밖으로 배출되기 전에 소독을 위하여 상기 자외선 조립체와 상기 유체 유동 디렉터 사이의 공간 안으로 유동하는, 물 처리 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 배관은 물 유입관과 물 유출관을 포함하는, 물 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 기판 층은 초고분자량의 폴리에틸렌을 포함하는, 물 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 보호층은 발포시키지 않은 폴리테트라플루오르에틸렌을 포함하는, 물 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 기판 층은 고밀도의 폴리에틸렌 또는 저밀도의 폴리에틸렌을 포함하는, 물 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 보호층의 두께는 약 0.216mm(8.5mils)인, 물 처리 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 필터 카트리지는 상기 유체 유동 디렉터를 포함하는, 물 처리 시스템.
- 물 처리 시스템에 사용하기 위한 유체 유동 디렉터이며,플라스틱 기판과;실질적으로 자외선 불투과성인 보호 코팅을 포함하는, 유체 유동 디렉터.
- 제14항에 있어서, 상기 플라스틱 기판은 초고분자량의 폴리에틸렌을 포함하는, 유체 유동 디렉터.
- 제14항에 있어서, 상기 보호 코팅은 발포시키지 않은 폴리테트라플루오르에틸렌을 포함하는, 유체 유동 디렉터.
- 제14항에 있어서, 상기 플라스틱 기판은 고밀도의 폴리에틸렌 또는 저밀도의 폴리에틸렌을 포함하는, 유체 유동 디렉터.
- 제14항에 있어서, 상기 보호 코팅의 두께는 약 0.216mm(8.5mils)인, 유체 유동 디렉터.
- 물 처리 시스템을 제조하는 방법이며,제1 물처리 조립체 및 UV 물 처리 조립체인 제2 물 처리 조립체를 제공하는 단계와;상기 제1 물 처리 조립체와 제2 물 처리 조립체 사이에 유체 유동로를 제공 하는 단계와;기판 층 및 보호층을 구비한 유체 유동 디렉터를 제공하는 단계와;제2 물 처리 유닛에 의하여 방출된 자외선으로부터 상기 기판 층을 보호하기 위하여 상기 유체 유동 디렉터의 보호층이 상기 제2 물 처리 시스템에 대향하는 상태로 유체 유동 디렉터를 제1 물 처리 조립체와 제2 물처리 조립체 사이의 유체 유동로에 위치시키는 단계를 포함하는, 물 처리 시스템을 제조하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 유체 유동 디렉터의 상기 기판 층은 초고분자량의 폴리에틸렌을 포함하는, 물 처리 시스템을 제조하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 유체 유동 디렉터의 상기 보호층은 발포시키지 않은 폴리테트라플루오르에틸렌을 포함하는, 물 처리 시스템을 제조하는 방법.
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