KR20200131849A - 수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 물로부터 불순물을 제거하기 위해 사용될 수도 있는 수처리 시스템, 특히 건물 내로의 상수도의 입구 지점에 삽입되는 시스템에 관한 것이다.

Description

수처리 시스템

수질(water quality)은 다수의 개인과 조직의 관심사이다. 예를 들어, 지자체는 종종 수질 표준을 충족시키기 위해 노력이 요구된다. 또한, 몇몇 개인은 지자체의 상수도(water supply)에 의존하지 않고 우물물이나 다른 수원(water source)을 사용하며, 이들 개인은 이들의 수원으로부터 물의 추가의 정제(purification)를 원할 수도 있다. 게다가, 많은 사람들은 확립된(예를 들어, 정부 지정) 수질 표준을 초과하는 상수도를 선호할 것이다.

따라서, 몇몇 개인이나 조직은 다수의 상황에서 건물 또는 지역에 공급되는 물을 추가로 정제하는 것이 바람직하다는 것을 깨달을 수도 있다. 건물로의 상수도의 입구 지점에 또는 부근에 배치될 수도 있는 수처리 시스템(water treatment systems)에 대한 요구가 존재한다. 기존의 시스템은 다루기 어렵고, 큰 푸트프린트를 가지며, 정제수(purified water)의 회수와 관련하여 열악한 효율을 갖는다. 부가적으로, 이들 시스템이 건물의 소유주 또는 거주자와 같은 경험이 없는 사용자가 사용하고, 조립하고, 모니터링하기에 용이해야 하는 것에 대한 요구가 또한 존재한다.

본 개시내용은 조립 및 모니터링이 용이한 수처리 시스템에 관한 것이다. 본 개시내용은 또한 상수도의 입구 지점에서 건물 내에 피팅될 수도 있지만 높은 물 정제 용량을 보유할 수도 있는 시스템에 관한 것이다.

도 1은 일 측면으로부터의 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 일 예의 도면을 도시하고 있다.
도 2는 다른 측면으로부터의 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 도면을 도시하고 있다.
도 3은 시스템 내부를 나타내기 위해 시스템의 일부가 절결되어 있는 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 도면을 도시하고 있다.
도 4는 다른 측면으로부터의 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 도면을 도시하고 있다.
도 5는 다른 측면으로부터의 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 도면을 도시하고 있다.
도 6은 위로부터의 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 도면을 도시하고 있다.
도 7a는 위로부터의 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 도면을 도시하고 있다.
도 8은 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 분해도를 도시하고 있다.
도 9a는 본 개시내용에 따른 여과 카세트를 도시하고 있다.
도 9b는 본 개시내용에 따른 어댑터를 도시하고 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시내용에 따른 매니폴드의 도면을 도시하고 있다.
도 11은 본 개시내용에 따른 역삼투 카세트의 도면을 도시하고 있다.
도 12a 및 도 12b는 조립 및 분해 상태에서 본 개시내용의 수처리 시스템의 프레임을 도시하고 있다.
도 13은 본 개시내용에 따른 상부 매니폴드의 예의 도면을 도시하고 있다.
도 14는 본 개시내용에 따른 하부 매니폴드의 예의 도면을 도시하고 있다.
도 15는 본 개시내용에 따른 상부 매니폴드의 다른 예의 도면을 도시하고 있다.
도 16은 본 개시내용에 따른 하부 매니폴드의 예의 도면을 도시하고 있다.
도 17은 본 개시내용에 따른 어댑터의 예의 도면을 도시하고 있다.
도 18은 본 개시내용에 따른 바이패스 유닛의 예의 도면을 도시하고 있다.
도 19는 본 개시내용에 따른 조합 밸브의 예의 도면을 도시하고 있다.
도 20은 본 개시내용에 따른 시스템의 개략도를 도시하고 있다.
도 21은 플러시(flush) 동작 중에 도 20의 시스템 개략도를 도시하고 있다.
도 22는 시스템의 내부를 나타내기 위해 역삼투 유닛이 제거되어 있는 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 사시도를 도시하고 있다.
도 23은 시스템의 내부를 나타내기 위해 역삼투 유닛이 제거되어 있는 본 개시내용에 따른 수처리 시스템의 측면도를 도시하고 있다.
도 24a 내지 도 24c는 본 개시내용에 따른 투과물 플러시 밸브 조립체의 상이한 도면을 도시하고 있다.
도 25는 본 개시내용에 따른 투과물 플러시 밸브의 단면도를 도시하고 있다.
도 26은 본 개시내용에 따른 시스템을 플러싱하는 절차를 예시하는 개략도를 도시하고 있다.

본 명세서에 설명된 시스템 및 방법은 상세한 설명에 설명되거나 또는 도면에 도시되어 있는 구성요소의 구성 및 배열의 상세에 그 용례가 한정되는 것은 아니다. 본 개시내용은 다른 개시가 가능하고 다양한 방식으로 실시되거나 수행되는 것이 가능하다. 또한, 본 명세서에 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것이며 한정적인 것으로서 고려되어서는 안된다. 본 명세서에서 "구비하는", "포함하는", "갖는", "함유하는", "수반하는" 및 이들의 변형의 사용은 그 다음에 열거된 항목, 이들의 등가물 및 부가의 항목, 뿐만 아니라 그 다음에 열거된 항목들로만 이루어진 대안 예를 포함하는 것으로 의도된다.

이들 예시적인 양태 및 실시예의 다른 양태, 실시예 및 장점이 이하에 상세히 설명된다. 이 설명은 청구된 양태 및 예의 성질과 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하도록 의도된다. 첨부 도면은 다양한 양태 및 실시예의 예시 및 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 합체되어 그 부분을 구성한다. 도면은, 명세서와 함께, 설명되고 청구된 양태 및 실시예를 설명하는 역할을 한다.

본 개시내용은 물의 순도를 증가시키기 위해 사용될 수도 있는 시스템에 관한 것이다. 본 개시내용에 따르면, 시스템은 시스템 내로 입력되거나 유입되는 유입수(input water) 또는 공급수 샘플 내의 불순물 또는 바람직하지 않은 물질의 농도를 감소시킨다. 즉, 본 개시내용의 수처리 시스템은 유입수 또는 공급수 샘플 내의 이들 불순물의 농도와 비교하여 용해된, 현탁된, 미립자 또는 비용해된 불순물의 감소된 농도를 갖는 유출수(output water)를 생성할 수도 있다. 바람직한 예에서, 본 개시내용의 시스템은 유입수의 총 용존 고형물(total dissolved solids: TDS)을 감소시킬 수도 있다. 본 개시내용의 시스템은 비용해된 물질과 같은 미립자를 감소시킬 수도 있고, 여기서 미립자는 다양한 크기 또는 형상을 가질 수도 있다. 시스템은 유입수 내에 용해된 분자의 농도를 감소시킬 수도 있다. 본 개시내용의 시스템은 하전 또는 비하전 분자, 이온, 유기 또는 무기 화합물의 농도를 감소시킬 수도 있다.

본 개시내용의 시스템은 특정 수처리 상황을 다루기 위해 맞춤화될 수도 있다. 예를 들어, 비한정적으로, 유입수가 용해된 또는 비용해된 물과 같은 더 많은 또는 더 적은 양의 몇몇 불순물 또는 바람직하지 않은 물질을 가질 수도 있는 상황을 다루기 위해 시스템으로부터 제거된 가용성 또는 불용성 성분을 더 감소시키도록 부가의 성분이 첨가될 수도 있다. 바람직한 예에서, 본 개시내용의 시스템은 주거용 또는 상업용 건물로 전달되는 물을 처리하는 데 사용될 수도 있다. 즉, 시스템은 건물 내로의 상수도의 입구 지점에 또는 부근에 배치될 수도 있다. 바람직한 예에서, 본 개시내용의 시스템은 개인 주택에서 사용하기에 적합하다. 개인 주택용 상수도는 도시 또는 다른 방식의 공공 상수도로부터 올 수도 있다. 다른 예에서, 물은 예를 들어 우물로부터 발원할 수도 있다.

특히, 바람직한 예에서, 수처리 시스템은 단일 가족 주택의 상수도에 연결된다. 본 개시내용의 시스템은 또한 멀티 오피스(multi-office) 건물을 포함하는 상업용 건물에 공급되는 물을 정제하는 데 사용될 수도 있다. 시스템은 특정 상황을 수용하도록 확장될(scaled) 수도 있다. 예를 들어, 요구에 따라 다세대 주거용 건물 또는 상업용 시설물에서 사용될 수도 있는 더 큰 용량을 제공하기 위해 2개 이상의 유닛이 연결될 수도 있다. 일반적으로 상수도의 원천은 본 개시내용의 수처리 시스템에 한정되는 것은 아니다.

본 개시내용의 수처리 시스템은 유출된 정제수가 탱크 내에 저장되는 유공압(hydropneumatic) 저장 탱크에 연결될 수도 있다. 유공압 탱크에서, 물은 압력 하에 저장된다. 일반적으로, 공기는 탱크 내로 도입되는데, 여기서 공기가 압력을 인가하여 탱크 외부로의 물 유동을 허용할 수도 있고 또는 공기 압력이 감소되어 탱크가 채워지게 한다. 본 개시내용에 따르면, 유공압 탱크는 블래더 또는 다이아프램을 포함할 수도 있는데, 여기서 물이 블래더 또는 다이아프램 내로 유입되어 저장될 수도 있다. 블래더 또는 다이아프램은 탱크 내에 포함된 공기로부터 압력 하에 있을 수도 있다. 이 방식으로, 물은 주택과 같은 건물에서 사용하기 위해 원천으로 공급되거나 전달될 수도 있다. 다른 예에서, 압력 하의 물은 청결수로 시스템을 플러싱하는 데 사용될 수도 있다. 다른 예에서, 물은 비가압 탱크 내에 저장될 수도 있다. 바람직한 예에서, 탱크는 약 20 내지 약 300 갤런, 또는 약 50 내지 약 200 갤런, 또는 약 50 내지 100 갤런을 수용할 수도 있다.

바람직한 예에서, 본 개시내용의 시스템의 수처리 시스템은 표준 전원 콘센트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 물 시스템은 표준 110 볼트, 15 암페어 콘센트를 사용할 수도 있다. 이들 및 다른 예에서, 수처리 시스템은 약 2500 와트 미만, 또는 약 2000 와트 미만 또는 약 1500 와트 미만, 또는 약 1000 와트 미만을 사용하여 동작할 수도 있다.

본 개시내용의 시스템은 작은 푸트프린트를 가질 수도 있거나 비교적 경량일 수도 있다. 시스템은 독립형(self-contained)일 수도 있다. 본 개시내용의 시스템은 비전문가에 의해 용이하게 조립될 수도 있다. 시스템은 비교적 제한된 공간에서 조립될 수도 있다. 본 개시내용의 시스템은 모듈식 유닛을 사용하여 조립될 수도 있고, 여기서 모듈식 유닛은 수처리 시스템의 하나 이상의 구성요소를 포함할 수도 있다. 모듈식 유닛은 제거되고 교체용 모듈식 유닛이 삽입될 수도 있다. 수처리 시스템은 조립이 용이한 프레임을 가질 수도 있다.

수처리 시스템의 치수는 특정 상황에 적합하도록 맞춤화될 수도 있다. 유사하게, 시스템의 중량은 사용되는 구성요소에 따라 다양할 것이다. 본 개시내용의 시스템은 약 100 파운드 내지 약 250 파운드, 또는 약 100 파운드 내지 약 200 파운드 또는 약 100 파운드 내지 약 150 파운드의 총 중량을 가질 수도 있다. 바람직한 예에서, 본 개시내용의 시스템은 약 110 내지 약 160 파운드의 중량이다. 예를 들어, 본 개시내용에 따른 바람직한 예는 약 140 파운드의 중량이다. 본 개시내용의 다른 바람직한 예는 약 124 파운드의 중량이다.

바람직한 예에서, 본 개시내용의 시스템은 약 15 내지 40 인치 길이, 약 15 내지 약 40 인치 폭, 및 약 25 내지 약 60 인치 높이일 수도 있다. 바람직한 예에서, 시스템은 약 19 인치 길이, 약 22 인치 폭 및 약 49 인치 높이일 수도 있다. 다른 예에서, 치수는 추가된 구성요소에 따라 다양할 수도 있다.

주택에서 사용되는 수처리 시스템은 주택에 요구되는 모든 물을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 수처리 시스템은 최대 20 갤런의 정제수를 제공할 수도 있거나, 분당 최대 약 15 갤런의 정제수, 또는 분당 최대 약 10 갤런의 정제수, 또는 분당 최대 약 7 갤런의 정제수 또는 분당 최대 약 5 갤런의 정제수를 제공할 수도 있다. 다른 예에서, 본 개시내용의 시스템은 건물의 총 물 공급의 일부를 제공할 수도 있다.

본 개시내용의 수처리 시스템은 일반적으로 여과 유닛과 역삼투 카트리지의 조합을 갖는다. 바람직한 예에서, 수처리 시스템은 적어도 하나의 여과 유닛 및 적어도 하나의 역삼투 카트리지를 갖는다. 예를 들어, 비한정적으로, 적어도 하나의 여과 유닛은 0.1 미크론 중공 필터, 5 미크론 필터, 10 미크론 필터, 또는 탄소 필터 또는 이들 필터의 조합일 수도 있다.

바람직한 예에서, 2개 이상의 여과 유닛은 하나의 여과 카세트에 연결되거나 통합될 수도 있다. 바람직한 예에서, 카세트 내로의 여과 유닛의 통합은 누출 경로의 수를 감소시킬 수도 있다. 그 결과, 시스템의 효율은 예를 들어 시스템에 의해 처리되고 유출되는 물의 체적과 관련하여 개선될 수도 있다.

본 개시내용의 수처리 시스템은 물 순도가 역삼투 프로세스에 의해 향상되는 적어도 하나의 역삼투 카트리지를 또한 포함한다. 수처리 시스템은 1개의 역삼투 카트리지, 2개의 역삼투 카트리지, 3개의 역삼투 카트리지, 4개의 역삼투 카트리지, 5개의 역삼투 카트리지, 6개의 역삼투 카트리지 또는 6개 초과의 카트리지를 가질 수도 있다. 카세트는 1개의 역삼투 카트리지를 가질 수도 있고, 2개의 역삼투 카트리지를 가질 수도 있고, 3개의 역삼투 카트리지를 가질 수도 있고, 4개의 삼투 카트리지를 가질 수도 있고 또는 4개 초과의 카트리지를 가질 수도 있다. 바람직한 예에서, 시스템은 연결된 역삼투 카트리지의 카세트를 사용한다. 시스템은 1개의 카세트, 또는 2개의 카세트, 또는 2개 초과의 카세트를 사용할 수도 있다.

표 1은 물 정제에 관한 본 개시내용의 역삼투 카트리지의 특성을 나타내고, 여기서 거부율(percent rejection)은 제거된 선택된 오염물의 양을 나타낸다. 표 1은 역삼투 프로세스에 의해 정제된 웨이퍼 분획물인 투과물의 특성을 나타낸다. 역삼투 프로세스는 또한 농축수 분획물을 생성한다.

표 1

본 개시내용의 수처리 시스템은 일반적으로 원천수의 순도를 개선하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 시스템은 가용성 납 및 미립자 납을 제거할 수도 있다. 바람직한 예에서, 하나 이상의 구성요소는 최대 30 ppm의 납을 제거하거나, 또는 최대 20 ppm의 납을 제거하거나 또는 최대 10 ppm의 납을 제거할 수도 있다.

본 개시내용의 시스템은 정제수로서 유입 공급수의 약 5% 내지 약 90% 또는 약 10% 내지 약 80% 또는 약 10% 내지 약 50%를 회수하거나 유출할 수도 있다. 몇몇 바람직한 예에서, 시스템은 정제수로서 공급수의 최대 80%를 회수할 수도 있다.

본 개시내용에 따른 예에서, 역삼투 유닛은 카세트 내에 조립될 때 병렬 또는 직렬이다. 바람직한 예에서, 역삼투 카트리지는 병렬이다.

본 개시내용에 따르면, 수처리 시스템은 프레임, 적어도 하나의 여과 유닛, 적어도 하나의 역삼투 카트리지, 적어도 하나의 펌프 및 적어도 하나의 바이패스 유닛을 포함한다. 다른 예에서, 시스템은 시스템을 플러싱하기 위한 적어도 하나의 플러시 밸브를 더 포함할 수도 있다. 시스템은 센서를 더 포함할 수도 있거나 또는 배수구를 더 포함할 수도 있다. 본 개시내용의 시스템은 적어도 하나의 매니폴드를 포함할 수도 있다. 바람직한 예에서, 시스템은 2개의 매니폴드를 갖는다. 바람직한 예에서, 매니폴드는 단일 부품이다. 본 개시내용의 시스템은 상태 추적 방법을 또한 포함할 수도 있다. 바람직한 예에서, 본 개시내용의 시스템은 예를 들어 서비스 중에 시스템으로부터 물을 배수하는 데 사용되는 하나 이상의 배수구를 포함한다. 본 개시내용에 따르면, 적어도 하나의 배수 밸브가 프레임 상에 위치될 수도 있다. 바람직한 예에서, 배수 밸브는 배수 밸브를 보호하는 보호 립을 포함할 수도 있다.

예 1

이하에는 본 개시내용의 수처리 시스템의 바람직한 예를 설명한다. 본 예에서, 수처리 시스템은 외부 급수가 시스템을 통해 유동하도록 수처리 시스템이 건물의 상수도에 연결되는 주거용 또는 상업용 건물 내에 배치될 수도 있다. 즉, 수처리 시스템은 건물 내로의 물의 입구 지점 또는 부근에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 시스템은 가정의 상수도에 연결될 수도 있다. 주거용 또는 상업용 건물은 우물로부터 또는 도시 상수도로부터 또는 다른 원천으로부터 물을 수용할 수도 있다.

도 1 내지 도 8은 본 예에 따른 조립된 수처리 시스템(10)의 상이한 도면을 도시하고 있다. 도 3은 시스템의 내부를 나타내기 위해 시스템의 일부가 절결되어 있는 도면을 도시하고 있다. 시스템은 프레임(11), 여과 카트리지(12, 13), 역삼투 카트리지(31, 32, 33), 매니폴드(16), 및 펌프(20)를 포함한다. 시스템은 커버(22)를 또한 포함한다. 역삼투 카트리지는 멤브레인 지지부(24)에 의해 카세트를 형성하기 위해 함께 유지된다.

본 예에서, 시스템은 조립시에 약 18 인치 폭, 약 22 인치 길이, 53 인치 높이 및 약 160 파운드일 수도 있다.

본 예에 따르면, 시스템용 프레임(11)은 상부 지지부(41), 중간 지지부(46), 측면 지지부(42, 45) 및 하부 지지부(47)의 5개 부분을 사용하여 조립될 수도 있다.

본 예에 따르면 수처리 시스템은 2개의 카세트를 갖는다. 제1 카세트는 2개의 연결된 여과 유닛(12, 13)을 포함한다. 2개의 여과 유닛은 어댑터(26)에 의해 연결된다. 커버(22)가 또한 존재한다. 본 예에서, 공급수는 제1 여과 유닛(12)(예를 들어, 10 미크론 필터를 가짐) 내로 공급되고, 이어서 어댑터를 통해 제2 여과 유닛(13)(예를 들어, 탄소 필터를 가짐)으로 통과된다. 도 9a는 2개의 여과 유닛(12, 13)이 어댑터(26)에 의해 연결된 분리 상태의 여과 카세트를 도시하고 있다. 도 9b는 분리 상태의 어댑터를 도시하고 있다. 스크린(50)은 시스템의 동작 파라미터를 업데이트함으로써 애플리케이션의 상태를 표시할 수도 있다.

본 예에서, 도 1 내지 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 카세트는 3개의 역삼투 카트리지(31, 32, 33)를 포함할 수도 있다. 여과 유닛(12, 13)을 통과한 공급수는 이어서 역삼투 카트리지를 통해 유동하거나 통과된다. 본 예에서, 역삼투 카트리지는 물이 카트리지를 병렬로 유동하도록 연결되어 있다. 3개의 카트리지(31, 32, 33)는 상부 매니폴드(16) 및 하부 매니폴드(17)에 의해 유동적으로 연결된다. 각각의 매니폴드는 2개의 채널을 갖는다. 바람직한 예에서, 각각의 채널의 내경은 약 0.3 인치 내지 약 2.0 인치, 또는 약 0.5 내지 약 15 인치, 또는 바람직한 예에서 약 0.5 인치 내지 약 1.0 인치이고, 각각의 채널의 내경은 약 0.7 인치이다.

바람직한 예에 따르면, 유입수는 하나의 채널을 통해 하부 매니폴드를 통해 유입될 수도 있다. 멤브레인을 통과한 후, 투과수는 하부 매니폴드 내의 제2 채널을 통해 압력에 의해 강제로 하강될 수도 있다. 농축물 분획물은 상부 매니폴드의 채널을 통과한다. 농축물은 폐기물로 보내지거나 시스템을 통해 재생될 수도 있다. 바람직한 예에서, 카세트는 시스템이 서비스되도록 요구될 때 제거되어 새로운 카세트로 교체될 수도 있다.

도면들은 또한 프레임(11)의 구성요소(항목 41, 42, 45, 46, 47)를 도시하고 있다. 펌프(20)가 또한 존재한다. 스크린(50)이 존재하고 시스템의 상태를 나타내는 데 사용된다. 배관(53, 62)이 도시되어 있다. 플레이트(60)가 펌프(20)에 부착된다. 압력 릴리프 밸브(63, 64)가 도시되어 있다.

도 10a는 역삼투 카트리지를 연결하는 데 사용하는 단일편 매니폴드의 확대도를 도시하고 있다. 본 예에서, 매니폴드는 플라스틱으로부터 형성된다. 매니폴드의 디자인은 역삼투 카트리지가 함께 밀접하게 장착되게 하여, 이에 의해 역삼투 카트리지의 더 치밀한 패킹을 허용한다. 매니폴드는 각각의 투과물 및 농축물에 대해 개별 채널(51, 52)을 가짐으로써 각각의 유닛으로부터 투과물 및 농축물 유동의 모두를 수용할 수도 있다. 매니폴드는 모든 역삼투 카트리지를 연결하는 단일 부품이다. 누출 경로가 이 디바이스의 사용에 의해 최소화된다. 유동 제한이 또한 최소화된다. 도 10b는 단부캡이 매니폴드(16)를 역삼투 카트리지에 고정하고 있는, 상부 매니폴드(16)와 단부캡(37)을 도시하고 있는, 역삼투 카세트의 상부 부분을 단면도로 도시하고 있다.

본 예의 변형에서, 도 11b에 도시되어 있는 바와 같이, 2개의 역삼투 카세트가 도시되어 있는 바와 같이 함께 결합될 수도 있어, 이에 의해 수처리 시스템의 부분으로서 6개의 역삼투 성분 카트리지를 갖는 다중 카세트를 형성한다. 3개의 카트리지의 단일 카세트가 도 11a에 도시되어 있다. 역삼투 카세트는 매니폴드(16, 17), 멤브레인 지지부(24)를 포함한다.

예 2

도 11c 내지 도 11k는 본 개시내용에 따른 역삼투 카세트의 다른 예를 도시하고 있다. 도 11c는 3개의 역삼투 유닛(152)을 갖는 카세트(150)를 도시하고 있다. 멤브레인 브래킷(156, 158)이 역삼투 유닛을 함께 유지한다. 상부 매니폴드(154) 및 하부 매니폴드(155)가 도시되어 있다.

도 11d는 함께 연결된 3개의 역삼투 유닛을 각각 갖는 2개의 역삼투 카세트를 도시하고 있다. 역삼투 다중 카세트(250)는 6개의 역삼투 유닛(252), 2개의 상부 멤브레인 브래킷(256) 및 2개의 하부 멤브레인 브래킷을 포함한다. 상부 매니폴드(254) 및 하부 매니폴드(255)가 도시되어 있다.

도 11e는 2개의 역삼투 유닛(352)을 갖는 카세트(350)를 도시하고 있다. 멤브레인 브래킷(356, 358)은 역삼투 유닛을 함께 유지한다. 상부 매니폴드(354) 및 하부 매니폴드(355)가 도시되어 있다.

도 11f 내지 도 11h는 역삼투 카세트를 통한 3개의 수직 단면을 도시하고 있다. 도 11f는 각각의 유닛의 농축물측에서 카세트를 통한 섹션을 도시하고 있다. 카세트(450)는 3개의 역삼투 유닛(452), 및 멤브레인 브래킷(456, 458)을 갖는다. 상부 매니폴드(454) 및 하부 매니폴드(458). 상부 단부캡(457) 및 하부 단부캡(459)이 단면도로 도시되어 있다. 유닛(461)의 내부가 도시되어 있다. 도 11g는 동일한 카세트를 통한 섹션을 도시하고 있지만, 여기서 섹션은 카세트의 중심을 향해 도시되어 있다. 투과물 경로(463)가 도시되어 있고 카트리지의 농축물측이 464로 도시되어 있다. 도 11h는 역삼투 유닛의 투과물(청결수)측을 통한 단면을 도시하고 있다.

본 예 및 다른 바람직한 예에서, 물은 하부 매니폴드(455)의 제1 채널을 통해 농축물측(464)의 역삼투 카트리지 내로 각각의 역삼투 유닛 내로 유입된다. 물의 분획물이 멤브레인을 통해 투과물 경로(463)로 통과한다. 투과물 분획물은 카트리지 내의 압력차의 결과로서, 하부 매니폴드의 제2 채널로 유동한다. 이들 예에서, 농축물 분획물은 상부 매니폴드의 채널을 통해 유동할 수도 있다. 다른 예에서, 유입수의 유동은 역전될 수도 있어, 물이 상부 매니폴드를 통해 유동하고 농축물 및 투과물의 유동이 각각 하부 및 상부 매니폴드를 통해 발생하게 된다.

도 11i는 역삼투 유닛 단부캡을 사시도로 도시하고 있다. 단부캡(550)은 본체(551) 및 투과물 유동 및 농축물 유동 각각을 위한 2개의 채널을 포함하는 2개의 튜브(554, 556)를 갖는다. 도 11j는 도 11i의 단부캡을 단면도로 도시하고 있다.

도 12a 및 도 12b는 각각 조립 및 분해 상태에서 프레임(11)의 예를 도시하고 있다. 본 예는 측면 지지부(1042, 1045), 상부 지지부(1041), 중간 지지부(1046) 및 하부 지지부(1047)를 포함한다. 프레임은 녹슬거나 그렇지 않으면 부식되지 않는 재료로부터 제조된다. 예를 들어, 프레임의 부분은 플라스틱과 같은 경량의 방청 재료로 제조된다. 프레임의 조립은 용접 또는 유사한 프로세스를 요구하지 않는다. 대신에, 프레임의 부분은 탭을 함께 피팅함으로써 조립될 수도 있다. 바람직한 예에서, 프레임은 편평한 패키징을 사용하여 분해 상태로 용이하게 배송될 수도 있다.

도 13은 본 개시내용에 따른 매니폴드의 예의 다른 도면을 도시하고 있다. 도 13a는 매니폴드가 유닛의 상부에서 3개의 역삼투 카트리지를 연결하도록 설계되어 있는 매니폴드(500)의 사시도를 도시하고 있다. 본 예에서, 매니폴드(500)는 단일 부품으로서 제조된다. 바람직한 예에서, 매니폴드는 경량의 강인한 재료로 구성된다. 바람직한 예에서, 매니폴드는 플라스틱으로부터 제조된다. 본 예에서, 매니폴드는 수평 본체 섹션(504)을 포함한다. 바람직한 예에서, 수평 본체 섹션은 3개의 역삼투 카세트를 연결하기 위해 충분히 길다. 본 예에서, 매니폴드(500)는 카세트의 상부에서 역삼투 카세트를 연결한다. 매니폴드는 2개의 어댑터(501, 502)를 포함한다. 어댑터(502)는 RO 카세트로부터의 농축물 유동을 위한 피팅(512)을 포함한다.

본 예에서, 매니폴드의 수평 본체 섹션(504)은 이 도면에는 도시되어 있지 않은 채널을 각각 포함하는 2개의 개별 튜브(505, 507)를 갖는다. 본 예에서, 튜브(505)는 투과물을 운반하도록 설계되고 튜브(507)는 농축물을 운반하도록 설계된다. 채널은 각각의 채널 내의 유체가 혼합되지 않도록 서로로부터 격리되어 있다.

도 13a에 도시되어 있는 바와 같이, 매니폴드는 수평 본체 섹션(504)에 통합된 3개의 수직 섹션(510)을 또한 포함한다. 3개의 수직 섹션의 각각은 2개의 튜브(517, 519)를 가지며, 각각의 튜브는 수평 본체 섹션의 채널과 유체 연통하는 채널을 포함한다. 튜브(517)의 채널은 수평 본체 섹션(505)의 채널과 유체 연통하고 투과물 유동을 수용한다. 튜브(519)는 튜브(507)와 유체 연통한다. 수직 본체 섹션(510)은 역삼투 카트리지의 피팅 내에 배치되는 피팅(514, 515)을 포함한다. 매니폴드 피팅은 O-링(506)을 포함할 수도 있다. 수직 섹션은 매니폴드를 시스템에 부착하는 데 사용될 수도 있는 탭(508)을 또한 포함할 수도 있다.

도 13b는 도 13a에 도시되어 있는 것과 유사하지만 매니폴드 아래로부터 본 매니폴드를 도시하고 있다. 매니폴드(500)는 2개의 튜브(504, 507)를 갖는 수평 본체 섹션(505)을 포함하는 탭을 포함한다. 수직 섹션(514)이 도시되어 있다. 각각의 수직 섹션은 유체가 혼합하지 않도록 채널이 서로로부터 격리되어 있는 채널을 포함한다. 단부편(501, 502)이 또한 도시되어 있다.

도 13c는 일 측으로부터 본 상부 매니폴드를 도시하고 있다. 도 13d는 위로부터 본 도 13c의 매니폴드의 단면을 도시하고 있다. 매니폴드(500)는 수평 본체부(504) 및 수직 본체부(510) 및 피팅(514)을 갖는다. 어댑터(501, 502)가 또한 도시되어 있다. 도 13d에서, 튜브(505, 507)는 단면도로 도시되어 있고 투과물 및 농축물 채널을 도시하고 있다.

도 14는 사시도로 매니폴드(600)의 도면을 도시하고 있고, 여기서 매니폴드는 유닛의 하부에서 3개의 역삼투 카트리지를 연결하고 있다. 본 예에서, 매니폴드(600)는 단일 부품으로서 제조된다. 바람직한 예에서, 매니폴드는 경량의 강인한 재료로 구성된다. 바람직한 예에서, 매니폴드는 플라스틱으로부터 제조된다. 매니폴드(600)는 수평 본체 섹션(604)을 포함한다. 바람직한 예에서, 수평 본체 섹션은 3개의 역삼투 카트리지를 연결하기 위해 충분히 길다. 본 예에서, 매니폴드는 카트리지의 하부에서 역삼투 카트리지를 연결한다. 매니폴드는 2개의 어댑터(601, 602)를 포함한다. 본 예에서, 매니폴드는 채널을 각각 포함하는 2개의 개별 튜브(605, 607)를 갖는다. 예를 들어, 튜브(605)는 투과물을 운반할 수도 있고 튜브(607)는 농축물을 운반할 수도 있다. 채널은 각각의 채널 내의 유체가 혼합되지 않도록 서로로부터 격리되어 있다.

본 예에서, 매니폴드는 수평 본체 섹션(604)에 통합된 3개의 수직 섹션(610)을 또한 포함한다. 각각의 수직 섹션(610)은 2개의 튜브(617, 619)를 갖고, 여기서 하나의 튜브(617)는 투과물을 운반하는 채널을 갖고 제2 튜브(619)는 농축물을 운반하는 채널을 갖는다. 각각의 수직 본체 섹션은 역삼투 카트리지의 피팅 내로 끼워지는 피팅(614, 615)을 포함한다. 매니폴드 피팅은 O-링(606)을 포함할 수도 있다. 수직 섹션은 매니폴드를 시스템에 부착하는 데 사용될 수도 있는 탭(608, 609)을 또한 포함할 수도 있다.

도 14b는 도 14a에 도시되어 있는 것과 유사하지만, 매니폴드의 하부에서 위를 바라본 매니폴드를 도시하고 있다. 매니폴드(600)는 탭(608, 609)을 포함하고, 2개의 튜브(604, 607)를 갖는 수평 본체 섹션(605)을 포함한다. 단부편(601, 602)이 또한 도시되어 있다.

도 15a는 사시도로 매니폴드(700)의 도면을 도시하고 있고, 여기서 매니폴드는 유닛의 상부에서 2개의 역삼투 카트리지를 연결하고 있다. 바람직한 예에서, 수평 본체 섹션(704)은 2개의 역삼투 카트리지를 연결하기 위해 충분히 길다. 본 예에서, 매니폴드는 유닛의 상부에서 2개의 역삼투 카트리지를 연결한다. 매니폴드는 2개의 어댑터(701, 702)를 포함한다.

본 예에서, 매니폴드는 수평 본체 섹션(704)에 통합된 2개의 수직 섹션(710)을 또한 포함한다. 각각의 수직 본체 섹션은 역삼투 카트리지의 피팅 내에 끼워지는 피팅(714, 715)을 포함하고, 매니폴드 피팅은 O-링(706)을 포함할 수도 있다. 수직 섹션은 매니폴드를 시스템에 부착하는 데 사용될 수도 있는 탭(708, 709)을 또한 포함할 수도 있다.

본 예에서, 매니폴드는 채널을 각각 포함하는 2개의 개별 튜브(705, 707)를 갖는다. 채널은 각각의 채널 내의 유체가 혼합되지 않도록 서로로부터 격리되어 있다. 도 15b는 도 15a에 도시되어 있는 것과 유사하지만, 매니폴드의 하부에서 본 매니폴드를 도시하고 있다. 매니폴드(700)는 2개의 튜브(705, 707)를 갖는 수평 본체 섹션(704)을 포함하는 탭을 포함한다. 수직 섹션(714)이 도시되어 있다. 각각의 수직 섹션은 유체가 혼합하지 않도록 채널이 서로로부터 격리되어 있는 채널을 포함한다. 단부편(701, 702)이 또한 도시되어 있다. 출구(717)가 또한 도시되어 있다.

도 16은 사시도로 매니폴드의 도면을 도시하고 있고, 여기서 매니폴드는 카트리지의 하부에서 2개의 역삼투 카트리지를 연결하고 있다. 본 예에서, 매니폴드(800)는 단일 부품으로서 제조된다. 바람직한 예에서, 매니폴드는 경량의 강인한 재료로 구성된다. 바람직한 예에서, 매니폴드는 플라스틱으로부터 제조된다. 매니폴드(800)는 수평 본체 섹션(804)을 포함한다. 바람직한 예에서, 수평 본체 섹션은 2개의 역삼투 카트리지를 연결하기 위해 충분히 길다. 본 예에서, 매니폴드는 유닛의 하부에서 역삼투 카트리지를 연결한다. 매니폴드는 2개의 어댑터(801, 802)를 포함한다. 본 예에서, 매니폴드는 도면에는 도시되어 있지 않은 채널을 각각 포함하는 2개의 개별 튜브(805, 807)를 갖는다. 본 예에서, 튜브(805)는 투과물을 운반하도록 설계되고 튜브(807)는 농축물을 운반하도록 설계된다. 채널은 각각의 채널 내의 유체가 혼합되지 않도록 서로로부터 격리되어 있다.

본 예에서, 매니폴드는 수평 본체 섹션(804)에 통합된 2개의 수직 본체 섹션(810)을 또한 포함한다. 각각의 수직 섹션(810)은 2개의 튜브(817, 819)를 갖고, 여기서 하나의 튜브(817)는 투과물을 운반하는 채널을 갖고 제2 튜브(819)는 농축물을 운반하는 채널을 갖는다. 각각의 수직 본체 섹션은 역삼투 카트리지의 피팅 내로 끼워지는 피팅(814, 815)을 포함한다. 매니폴드 피팅은 O-링(806)을 포함할 수도 있다. 수직 섹션은 매니폴드를 시스템에 부착하는 데 사용될 수도 있는 탭(808, 809)을 또한 포함할 수도 있다.

도 17은 본 개시내용의 매니폴드용 어댑터의 도면을 도시하고 있다. 도 17a는 본체(855) 및 포트(851, 852, 853, 854)를 포함하는 어댑터(850)의 사시도를 도시하고 있다. 도 17b에서, 어댑터는 단면으로 도시되어, 어댑터 내의 내부 채널을 드러내고 있다.

바람직한 예에서, 본 개시내용의 시스템은 입구, 출구, 바이패스 및 유량, TDS(총 용존 고형물) 및 수압용 센서 중 적어도 2개를 포함하는 적어도 하나의 모듈식 바이패스 유닛을 포함한다. 모듈식 유닛 내로의 이들 구성요소의 통합은 본 개시내용의 시스템의 조립을 용이하게 한다. 모듈식 유닛은 또한 유닛의 서비스를 용이하게 한다.

도 18a 내지 도 18d는 본 개시내용에 따른 모듈식 유닛의 일 예를 도시하고 있다. 도 18a는 유닛을 사시도로 도시하고 있다. 도 18b는 위로부터 본 유닛을 도시하고 있고, 도 18c는 일 측으로부터 본 유닛을 도시하고 있고, 도 18d는 아래로부터 본 모듈식 유닛을 절결도로 도시하고 있다. 유닛(860)은 바이패스(862), 입구(868)의 유동을 모니터링하기 위한 유량계(864)를 포함한다. 유닛은 대응 유량계(872)를 갖는 출구(870)를 또한 포함한다. 유닛은 필터(886), TDS 센서(874) 및 압력 센서(876)로의 채널을 더 포함한다. 압력 필터(878) 및 TDS 필터(880)가 또한 존재한다. 일방향 체크 밸브(873)가 또한 존재한다. 탭(884)은 유닛을 시스템에 부착하는 데 사용될 수도 있다. 파이프(886)가 여과 및 역삼투 카트리지로부터 복귀하는 물을 운반한다.

본 개시내용에 따르면, 유입수는 입구(868)로 들어가고 파이프(801)를 통해, 유량계(864), 압력 센서(876), TDS 센서(874)를 지나, 채널(866)을 통해 여과 카세트로 통과된다. 여과 유닛 및 역삼투 카세트를 통과한 후, 유출수는 출구(870)를 통해 압력 센서(878) 및 TDS 센서(880)를 지나 채널(886)을 통해 복귀한다. 물은 이어서 저장되거나 사용될 수도 있다.

예 3

본 개시내용은 또한 시스템을 플러싱하기 위한 구성요소 및 방법을 설명한다. 본 개시내용에 따르면, 시스템은 시스템의 표면에 존재하는 바람직하지 않은 물질을 포함하여, 시스템 내에 존재하는 물때(scale), 파편(debris) 및 다른 비용해된 물질과 같은 바람직하지 않은 고형물을 제거하기 위해 플러싱될 수도 있다. 바람직한 예에서, 시스템은 하나 이상의 역삼투 카트리지의 멤브레인에 침착되고, 침전되고, 수집되거나 또는 부착되는 바람직하지 않은 물질을 제거하기 위해 플러싱될 수도 있다. 예를 들어, 역삼투 중에, 오염물이 역삼투 멤브레인의 농축물측에 침착되고, 침전되고, 수집되거나 또는 부착될 수도 있다. 바람직하지 않은 물질의 존재는 시스템에 의한 물 정제의 감소된 효율을 유발할 수도 있고 또는 감소된 멤브레인 수명을 유발할 수도 있다. 시스템의 플러싱은 또한 예를 들어, 여과 유닛, 배관 또는 피팅과 같은 시스템의 다른 부분으로부터 불용성 물질을 제거할 수도 있다.

몇몇 예에서, 큰 체적의 물이 바람직하지 않는 물질을 제거하기 위해 시스템을 통과한다. 몇몇 예에서, 큰 체적의 물이 높은 유량으로 시스템을 통과할 수도 있다. 특히, 바람직한 예에서, 물은 높은 체적, 높은 유량 및 짧은 버스트(burst)로 시스템을 통해 유동한다. 본 개시내용에 따르면, 높은 유량 및 높은 체적에서의 짧은 버스트는 시스템을 통과하는 물의 난류를 증가시킨다. 이 증가된 난류는 바람직하지 않은 물질의 제거를 용이하게 한다. 바람직한 예에서, 물은 동작 유량의 최대 20배, 또는 동작 유량의 최대 10배 또는 동작 유량의 최대 5배로 시스템 내로 유입된다. 물은 5 내지 30초 버스트 또는 10 내지 30초 버스트로 지속하는 버스트로 플러시 중에 유동할 수도 있다.

본 개시내용은 또한 시스템을 통한 물의 유동을 위한 상이한 경로를 제공하거나 시스템이 큰 체적의 물로 플러싱되게 하여, 이에 의해 바람직하지 않은 물질을 제거하는 플러시 조합 밸브에 관한 것이다. 본 개시내용에 따르면, 적어도 하나의 이러한 조합 밸브가 본 개시내용의 시스템의 물 유동 경로 내에 배치되고, 여기서 밸브(들)는 유동 경로를 변경하기 위해 활성화될 수도 있다. 예를 들어, 밸브 조립체는 역삼투를 위해 사용되는 멤브레인 위를 포함하여, 시스템 내의 임의의 장소에서 수집되는 임의의 고체 파편, 침전물 또는 불용성 물질의 시스템의 플러싱을 허용하도록 유동 경로를 변경하는 데 사용될 수도 있다. 플러시 조합 밸브는 농축물 유동을 모니터링하기 위해 시스템 상에 위치될 수도 있다.

플러시 조합 밸브(900)의 예가 도 19에 도시되어 있다. 도 19a 내지 도 19c는 밸브를 단면도로 도시하고 있다. 밸브(900)는 물이 밸브(900)로 들어가는 입구(906)를 포함한다. 밸브(900)는 채널(A)을 포함한다. 체크 밸브(907)가 채널(A)의 단부에 존재하고, 여기서 밸브는 체크 밸브 시트(908), 스프링(910), 계량 제트(912) 및 제트 위치 스크류(916)를 포함한다. 밸브는 채널(B)을 또한 포함한다. 밸브는 다이아프램(904)을 포함한다. 밸브는 상부 액세스 플러그 및 측면 액세스 플러그를 포함한다. 밸브는 물이 밸브(900)를 빠져나가는 출구(914)를 포함한다. 솔레노이드(901)가 또한 존재한다.

본 개시내용에 따르면, 밸브는 시스템 내의 물의 유동을 위한 적어도 2개의 상이한 유동 경로 사이를 스위칭하는 데 사용될 수도 있다. 도 19a에 도시되어 있는 일 예에서, 체크 밸브는 설정값 미만의 수압이 체크 밸브를 통과하는 것을 방지하도록 설정될 수도 있다. 이는 예를 들어 시스템이 사용 중이 아니고, 이에 의해 물을 보존할 때 유리하다.

시스템이 사용 중이고 도 19b에 도시되어 있는 바와 같이 물이 시스템을 통해 펌핑될 때, 수압은 체크 밸브(907)를 개방하기 위해 적절하다. 도 19b의 예에서, 다이아프램(904)은 솔레노이드(901)의 작용을 통해 폐쇄 상태를 유지한다. 물은 체크 밸브를 통과하고 제트 통로(912)를 통과한다. 제트 통로의 크기는 시스템을 통한 출구로의 물의 유동을 조절하기 위해 선택된다.

본 개시내용에 따르면, 밸브는 다른 물 경로를 제공할 수도 있다. 본 예에 따르면, 솔레노이드(901)는 다이아프램(904)을 개방하여, 이에 의해 채널(B)을 통한 물 유동을 허용할 수도 있다. 채널(A)의 수압은 체크 밸브(907)에 대해 설정된 압력 미만의 압력으로 강하될 수도 있다. 그 결과, 물은 계량 제트 오리피스(912)를 통과하지 않는다. 도 19d는 조합 플러시 밸브의 다양한 외부 도면을 사시도로 도시하고 있다. 조합 플러시 밸브(900)는 본체(920), 전기 접속부(921), 입구(908), 솔레노이드(901) 및 체크 밸브(910)를 포함한다.

도 20 및 도 21은 본 개시내용에 따른 시스템(100)의 개략도이다. 정상 동작 중에(도 20), 유입수는 입구(110)를 통해 유동하고 물은 침전물 필터(112)와 탄소 필터(114)를 통과한다. 부스터 펌프(116)가 역삼투 카트리지(118, 120, 122)로의 유동을 증가시키는 데 사용될 수도 있다. 역삼투 중에, 유입수의 분획물이 카트리지 내의 멤브레인을 가로질러 유동하여, 투과물을 형성한다. 본 예 및 유사한 예에서, 멤브레인을 통과한 후에, 투과수(화살촉을 갖는 라인)는 추가의 정제 또는 저장(128)을 위해 역삼투 카트리지의 하부(125)로부터 유동한다. 멤브레인을 교차하는 물의 양은 카트리지 내로의 유입수의 유량과 관련된다. 본 예에 따르면, 농축수는, 유입수의 유동을 조절하고 이에 의해 시스템에 의해 발생되는 투과수의 양을 조절하는 유량 조절기 또는 유량계(124)를 통과한다(물 유동 경로는 점쇄선으로 도시되어 있음).

본 예 및 다른 예에 따르면, 시스템(100)은 미리 결정된 기간 후에 플러시 사이클을 실행할 수도 있다. 예를 들어, 플러시 사이클은 저장 탱크의 충전 후에 수행될 수도 있다. 일 예에서, 플러시 사이클 중에, 유입수는 입구(110)를 통해 들어가고, 전술된 바와 같이 침전물 필터(112) 및 탄소 필터(114) 및 역삼투 카트리지(118, 120, 122)를 통과한다. 플러시 사이클 중에, 플러시 솔레노이드 밸브(126)는 짧은 기간 동안 활성화되고 농축수 유동이 이에 의해 유량 조절기(124)를 바이패스하여 유량이 더 이상 조절되지 않게 된다. 부스터 펌프(116)는 활성화된 상태를 유지하고, 높은 유량의 물은 짧은 버스트로 역삼투 카트리지(118, 120, 122)를 통과한다(물 유동 경로는 점쇄선으로 도시되어 있음). 이 상황에서, 투과물 유동이 거의 또는 전혀 없다. 예를 들어, 솔레노이드는 10초 동안 켜진 상태로 유지되고, 이어서 5초 동안 꺼지고, 이어서 10초 동안 다시 켜질 수도 있다. 이 사이클은 예를 들어 유입수의 특성에 따라 미리 결정된 횟수만큼 반복될 수도 있다. 플러시 사이클 중에 물의 버스트는 시스템 내의 임의의 바람직하지 않은 비용해된 물질을 탈락시키고 제거한다.

예 4

다른 예에서, 본 개시내용에 따른 시스템은 플러싱에 사용되는 물이 유입수 또는 농축수보다 더 낮은 불순물의 농도를 갖는 높은 난류 플러시를 경험한다. 예를 들어, 시스템은 투과수를 사용하여 플러싱될 수도 있다. 즉, 시스템은 시스템의 정상 동작 중에 시스템을 통과한 물을 사용하여 플러싱되고, 여기서 시스템의 정상 동작은 유입수를 처리하는 것이다.

본 예에 따르면, 투과수는, 역삼투 멤브레인과 같은 시스템의 표면 상에 수집된 파편, 침착물, 물때, 침전물 또는 다른 비용해된 물질을 포함하는 임의의 축적된 원하지 않는 물질을 변위시키거나 용해하도록 시스템을 통과한다. 본 개시내용에 따르면, 투과수는 축적된 원하지 않는 물질의 변위, 용해 또는 다른 제거를 보조하는 난류를 생성하기 위해 높은 유량으로 시스템 내로 유입된다. 게다가, 축적된 원하지 않는 물질은, 투과수 내에 낮은 농도의 용해된 물질이 제공되면, 시스템을 플러싱하는 데 사용되는 투과수 내에서 더 용이하게 용해될 수도 있다.

도 22는 수처리 시스템을 사시도로 도시하고 있고, 여기서 시스템은 시스템의 플러시 사이클을 수행하도록 투과수를 사용한다. 도 23은 측면으로부터 본 유사한 시스템을 도시하고 있다. 이들 도면에서, 역삼투 카트리지는 투과물 플러시 밸브 및 그 구성요소를 포함하여, 시스템 내부를 더 명확하게 도시하기 위해 생략되어 있다. 투과물 플러시 밸브는 전술된 시스템의 모든 예에 장착될 수도 있다. 예를 들어, 최대 6개의 역삼투 유닛을 갖는 시스템이다.

시스템(400)은 솔레노이드(404)를 갖는 투과물 플러시 밸브(402)를 포함한다. 입구(408)는 투과수가 플러시 밸브를 투과하도록 허용한다. 플러시 사이클 중에, 투과물 플러시 밸브(402)가 개방되어 투과수가 공급 라인(412)을 통해 부스터 펌프(414)로 통과할 수 있게 한다. 또한, 시스템의 이 뷰에는 리미네랄라이저(remineralizer)(406), 디스플레이(417)를 갖는 상부 커버(416) 및 측면 패널(418, 420)이 시스템의 이 도면에 또한 도시되어 있다. 또한, 라인(424)은 시스템의 정상 사용 중에 사용을 위해 부스터 펌프(414)로의 프리필터(prefilters)(432, 434) 사이에 배치된 것이 도시되어 있다. 농축물 플러시 밸브(428)가 공급 라인(426, 431)과 함께 도시되어 있다. 본 개시내용의 몇몇 바람직한 예에서, 체크 밸브가 410에 포함될 수도 있다.

도 24a 내지 도 24c는 본 개시내용에 따른 투과물 플러시 밸브 조립체의 상이한 도면을 도시하고 있다. 투과물 플러시 조립체(1000)는 투과물 플러시 밸브(402), 솔레노이드(404), 전원 케이블(403), 입구(408), 일방향 체크 밸브(410), 입구로부터 밸브로의 라인(411), 밸브로부터 출구로의 라인(412), 출구 피팅(413)을 포함한다.

도 25는 밸브가 폐쇄 위치에 있는 투과물 플러시 밸브(402)를 단면도로 도시하고 있다. 단면도는 입구(427), 채널(431), 채널(433) 및 출구(429)를 도시하고 있다. 솔레노이드(404) 뿐만 아니라 플런저(425)가 도시되어 있다. 본 개시내용에 따르면, 밸브는 정상 동작 조건 하에서 폐쇄 상태로 유지된다. 플러시 절차 중에, 솔레노이드(404)는 플런저(425)가 분리되도록 밸브(402)를 개방한다. 투과수는 입구(427)를 통해 채널(431)과 채널(433)을 통해 출구(429)로 유동할 수 있다.

도 26은 투과수를 사용하는 높은 난류 플러시의 일 예를 도시하고 있는 개략도이다. 본 예에 따르면, 투과수는 시스템의 정상 동작 중에 탱크 내로 유입된 후에, 압력 하에서 탱크 내에 유지된다. 예를 들어, 탱크는 유공압 탱크일 수도 있다. 탱크는 최대 100 psi(689 킬로파스칼) 또는 최대 90 psi 또는 최대 80 psi, 또는 최대 70 psi 또는 최대 60psi까지 가압될 수도 있다. 바람직한 예에서, 탱크는 약 10 psi 내지 약 100 psi 또는 약 30 내지 약 90 psi로 가압된다.

본 예 및 유사한 예에 따르면, 시스템(950)은 일반적으로 전술된 바와 같은, 투과물 플러시 밸브(957)를 포함한다. 정상 동작 중에, 솔레노이드는 투과물 밸브를 폐쇄 위치에 유지한다. 본 개시내용의 예에 따르면, 투과수는 유입수로부터 생성되고 저장을 위해 탱크(951) 내로 유입된다. 펌프(952), 여과 유닛(954, 955) 및 역삼투 카트리지(956)가 도시되어 있다.

선택된 시간에 그리고 선택된 빈도로, 시스템은 투과수로 플러싱될 수도 있다. 바람직한 예에 따르면, 탱크가 선택된 압력에 있을 때, 투과물 플러시 밸브(957)는 솔레노이드의 작용을 통해 개방된다. 바람직한 예에서, 밸브는 탱크 압력이 약 75 내지 약 90 psi에 도달할 때 개방된다. 특히 바람직한 예에서, 밸브는 탱크 압력이 약 83 psi 일 때 개방된다. 투과물 밸브의 개방은, 탱크로부터 이어지는 얇은 화살표(라인(A))에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 탱크로부터 그리고 시스템의 역삼투 카트리지 내로의 투과수의 유동을 허용한다. 바람직한 예에서, 부스트 펌프는 이러한 투과수의 유동 중에 동작하지 않는다. 바람직한 예에서, 플러싱을 위한 물은 정제를 경험하는 유입수와 동일한 펌프를 통한 역삼투 유닛으로의 경로를 취한다. 바람직한 예에서, 플러시 조합 밸브(952)는 개방되어, 이에 의해 농축물이 시스템으로부터 이격하여 높은 속도로 유동할 수 있게 한다.

선택된 시간 후에, 부스트 펌프는 선택된 기간 동안 스위칭 온된다. 펌프는 밸브가 개방된 후 약 1 내지 30초, 또는 약 1 내지 20초, 또는 약 5초 내지 약 15초 스위칭 온될 수도 있다. 펌프는 약 1초 내지 약 15초, 또는 약 1 내지 약 10초 또는 약 1 내지 약 6초 동안 켜질 수도 있다. 바람직한 예에서, 펌프는 5초 동안 켜져 있다. 부스트 펌프는 시스템을 통한 유량을 증가시켜, 시스템에 축적된 원하지 않는 물질을 제거하기에 충분한 난류를 생성한다. 바람직한 예에서, 유량은 정상 동작시의 유량의 최대 15배까지, 또는 최대 12배, 최대 10배 또는 최대 5배까지 증가된다.

펌프는 선택된 기간 후에 꺼지고, 새로운 사이클이 시작된다. 부스트 펌프 활성화 시간과 펌프 활성화 사이의 간격은 동일하게 유지될 수도 있거나 또는 사이클마다 다를 수도 있다. 다양한 예에서, 각각의 사이클은 약 1 내지 약 8 갤런의 투과수를 사용하고, 각각의 사이클은 약 1 내지 약 8 갤런의 투과수를 사용하고, 각각의 사이클은 약 3 내지 약 5 갤런의 투과수를 사용한다. 특히 바람직한 예에서, 바람직한 예에 따르면, 물은 각각의 사이클 중에 시스템으로부터 플러싱되어 배수구로 보내진다.

플러싱을 위한 사이클의 수는 미리 설정될 수도 있다. 다른 예에서, 사이클의 수는 시스템의 성능에 연결될 수도 있다. 예를 들어, TDS 모니터는 플러싱된 물에서 발견된 TDS의 양을 추적하는 데 사용될 수도 있다. 일 예에서, 플러싱된 물의 TDS 레벨이 탱크 내에 저장된 투과수의 TDS 레벨에 가까운 레벨에 도달할 때, 플러싱 사이클이 중지될 수도 있다. 본 개시내용에 따르면, 원하는 수의 플러싱 사이클 후에, 플러시 밸브가 폐쇄되고 시스템이 정상 동작을 재개한다. 표 3은 3개의 투과물 플러싱 사이클에 대한 하나의 가능한 시퀀스를 요약하고 있다. 본 개시내용에 따르면, 최대 20개의 사이클, 최대 15개의 사이클, 최대 10개의 사이클, 최대 5개의 사이클이 존재할 수도 있다.

다른 예에서, 제2 펌프는 플러싱 프로세스 중에 시스템으로 투과수의 전달을 용이하게 하기 위해 저장 탱크로부터 시스템으로 물을 펌핑하는 데 이용될 수도 있다. 예를 들어, 저장 탱크가 시스템으로의 투과수의 유동을 위해 충분히 가압되지 않은 경우 펌프가 이용될 수도 있다.

표 3

예 5

바람직한 예에 따르면, 본 개시내용의 시스템은 시스템의 상태에 대해 사용자에게 조언하기 위해 데이터를 모니터링하고 전송할 수도 있다. 데이터는 시스템 전체에 걸쳐 장소에 배치된 센서로부터 얻어질 수도 있다. 몇몇 예에서, 시스템은 시스템에 대한 데이터를 표시하는 모니터 또는 유사한 디바이스를 포함한다. 시스템은 센서 정보를 수신하는 제어 유닛을 포함할 수도 있다. 몇몇 예에서, 사용자는 파라미터 및 따라서 시스템의 동작을 변경하기 위해, 키패드 또는 유사한 디바이스를 사용하여 시스템의 성능을 변경하는 것이 가능할 수도 있다.

바람직한 예에서, 시스템은 원격 장소로 정보를 전송할 수도 있다. 바람직한 예에서, 시스템 상태에 대한 데이터는 셀룰러 네트워크 또는 WiFi 네트워크를 사용하여 사용자의 전자 디바이스로 전송될 수도 있다. 예를 들어, 데이터는 휴대폰과 같은 사용자 디바이스 상의 애플리케이션으로 전송된다. 애플리케이션은 사용자가 모니터링된 파라미터의 리스트로부터 시각화될 원하는 파라미터를 선택할 수도 있도록 설계될 수도 있다.

바람직한 예에서, 시스템은 비한정적으로, 시스템 내의 상이한 부위에서의 수압, 유량, 마지막 서비스 이후의 물의 갤런, 구성요소 수명에 관한 경고, 유입수 내의 총 용존 고형물, 유출수 내의 총 용존 고형물, 물 유동 상세 및 시스템 내의 상이한 부위에서의 압력에 관한 경보 중 적어도 하나에 관한 데이터를 전송할 수도 있다. 예를 들어, 시스템은 표 2에 열거된 파라미터 중 하나 이상을 포함하는 데이터를 전송할 수도 있다.

표 2

몇몇 예에서, 시스템은 단지 시스템의 상태를 사용자에게 통지하기 위해 데이터를 전송할 수도 있고, 사용자는 시스템 성능에 영향을 미치기 위해 시스템 파라미터를 변경하는 것이 가능하지 않을 수도 있다. 다른 예에서, 사용자는 원격 장소에서 시스템의 성능을 변경하는 것이 가능할 수도 있다. 예를 들어, 비한정적으로, 사용자는 물 유동을 정지하고, 유동을 증가시키고, 정제 후에 물에 추가되는 미네랄을 증가 또는 감소시키기 위해 핸드헬드 디바이스 상의 애플리케이션을 사용할 수도 있다.

명백하게, 본 개시내용의 다수의 수정 및 변형이 상기 교시에 비추어 가능하다. 따라서, 본 개시내용의 범주 내에서, 시스템 및 방법은 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (18)

1. 수처리 시스템이며,
   적어도 하나의 여과 카세트로서;
   상기 적어도 하나의 여과 카세트는 적어도 2개의 연결된 여과 유닛을 포함하는, 적어도 하나의 여과 카세트;
   적어도 하나의 역삼투 카세트로서;
   상기 적어도 하나의 역삼투 카세트는 적어도 2개의 연결된 역삼투 카트리지를 포함하고;
   상기 적어도 2개의 역삼투 카트리지는 적어도 하나의 제1 매니폴드에 의해 그리고 적어도 하나의 제2 매니폴드에 의해 유동적으로 연결되고,
   상기 제1 및 상기 제2 매니폴드는 각각 2개의 채널을 갖고;
   상기 제1 메인폴드는 제1 채널에서 상기 적어도 2개의 역삼투 카트리지 내로 유입수를 유동시키고;
   상기 제1 매니폴드는 제2 채널에서 상기 적어도 하나의 역삼투 카트리지로부터 이격하여 투과수를 유동시키고;
   상기 제2 매니폴드는 상기 적어도 2개의 역삼투 카트리지로부터 이격하여 농축수를 유동시키는, 적어도 하나의 역삼투 카세트;
   적어도 하나의 펌프;
   프레임; 및
   적어도 하나의 바이패스 유닛을 포함하는, 수처리 시스템.
2. 제1항에 있어서, 저장 탱크를 더 포함하는, 수처리 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 저장 탱크는 유공압 탱크인, 수처리 시스템.
4. 제2항에 있어서, 상기 탱크는 약 30 갤런 내지 약 100 갤런의 물을 보유하는, 수처리 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 탱크는 상기 탱크가 가득 찼을 때 약 75 psi 내지 약 80 psi로 유지되는, 수처리 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 탱
7. 제1항에 있어서, 상기 시스템의 상태에 대한 실시간 정보를 전송하는 유닛을 포함하는, 수처리 시스템.
8. 제1항에 있어서, 각각의 상기 적어도 하나의 카세트의 상기 적어도 하나의 역삼투 카트리지는 병렬인, 수처리 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 유닛은 출구, 입구, 적어도 하나의 유량계 및 적어도 하나의 센서를 포함하는, 수처리 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 유닛은 출구, 입구, 유량계, 바이패스 밸브, 적어도 하나의 TDS 센서 및 적어도 하나의 압력 센서를 포함하는, 수처리 시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 프레임은 5개의 섹션을 포함하는, 수처리 시스템.
12. 제1항에 있어서, 상기 프레임은 플라스틱으로부터 제조되는, 수처리 시스템.
13. 제1항에 있어서, 플러시 밸브를 더 포함하는, 수처리 시스템.
14. 제11항에 있어서, 농축수 또는 유입수는 플러시 사이클 중에 상기 플러시 밸브를 통해 상기 적어도 하나의 역삼투 카트리지로 유동하는, 수처리 시스템.
15. 제1항에 있어서, 상기 플러시 밸브는 투과물 플러시 밸브인, 수처리 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 탱크로부터의 물은 플러시 사이클 중에 상기 플러시 밸브를 통해 상기 역삼투 카트리지로 유동하는, 수처리 시스템.
17. 제15항에 있어서, 상기 탱크로부터의 물은 상기 플러시 사이클 중에 5 내지 10초 버스트로 상기 플러시 밸브를 통해 상기 역삼투 카트리지로 유동하는, 수처리 시스템.
18. 제15항에 있어서, 상기 탱크로부터의 물은 분당 약 10 내지 약 100 갤런으로 상기 플러시 밸브를 통해 상기 적어도 하나의 역삼투 카트리지로 유동하는, 수처리 시스템.

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