KR20230166135A - 폐기된 투석기를 사용하여 물을 여과하는 디바이스 및 방법 - Google Patents

Abstract

투석기를 수 파이프의 측벽의 구멍에 연결하기 위한 커넥터로서, 상기 커넥터는 커넥터 몸체를 포함하고, 상기 커넥터 몸체는 상기 커넥터 몸체의 제1 단부로부터 제2 단부로 물이 흐를 수 있도록 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 상기 커넥터 몸체를 가로지르는 공동을 포함하고, 상기 제1 단부에 있는 상기 공동은 투석기의 포트 상으로 가압되기 위한 형상 및 크기를 갖고, 상기 제2 단부에 있는 상기 공동은 수 파이프의 측벽의 구멍 내로 가압되기 위한 형상 및 크기를 갖는다. 물 여과용 투석기를 포함하는 물 여과 시스템에서 투석기를 세정하는 방법으로서, 제2 투석기를 역 세척하기 위해 하나의 제1 투석기의 청정수 배출구로부터 하나의 상기 제2 투석기의 청정수 배출구로 청정수를 제공하는 단계를 포함하는, 상기 투석기를 세정하는 방법이 제공된다. 또한 관련된 장치 및 방법이 설명된다.

Description

폐기된 투석기를 사용하여 물을 여과하는 디바이스 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR WATER FILTRATION USING DISCARDED DIALYZERS}

우선권 주장

본 출원은 2016년 10월 5일자로 제출된 미국 가특허 출원 번호 62/404,257의 우선권을 주장한다.

기술 분야

본 발명은 일부 실시예에서 물을 여과하는 것, 의료용으로부터 폐기된 의료용 필터를 물 여과 시스템에 재사용하는 것, 및 이 의료용 필터를 물 여과 시스템에 연결하는 것, 및 보다 상세하게는, 비-제한적으로, 의료용으로부터 폐기된 투석기에 연결하는 것에 관한 것이다.

폐수, 지표수, 우수, 지하수 및 해수는 인간 또는 다른 동물의 배설물로 자주 오염된다. 와포자충 낭종(Cryptosporidium oocyst)(원생 동물 감염), 대장균 및 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)(박테리아 감염), 및 A형 간염(바이러스 감염)은 오염 물질의 단지 일부 예이다. 물을 여과하고 정수하는 것은 많은 상황에서 필요하다. 또한 오염된 물은 물을 정화하고 특히 담수화하는데 사용되는 값 비싼 역삼투 막(Reversed Osmosis ("RO") membrane)을 파괴할 수 있는 콜로이드 물질을 포함할 수 있다. 이러한 값 비싼 막이 오염되는 것은 역 삼투압 처리를 받기 전에 물을 전처리하는 것에 의해 방지될 수 있다.

울트라 여과(Ultra-filtration: "UF")는, 예를 들어, 도시 폐수 수처리 설비의 2차 유출물(effluent)로부터 3차 유출물을 생산하기 위해, 예를 들어, 모래 필터 3차 유출물을 "광택 여과(polish)"하기 위해, 및 예를 들어, 해수 및 염수의 담수화와 같은 역삼투 응용에서 물을 전처리하기 위해 사용될 수 있다. 울트라 여과는 0.1 마이크론(100 나노미터) 내지 0.001 마이크론(1 나노미터) 범위의 기공 크기를 갖는 필터 막을 사용하는 분리 공정이다. UF 막은 역삼투 담수화 설비 또는 다른 유형의 담수화 설비에서 1차 처리로서 또는 전처리로서 지표수, 우수, 지하수, 해수 및 폐수를 처리하는 데 사용된다. 이들 응용 및 다른 응용에서, UF 필터는 물 여과에서 고분자량 물질, 콜로이드 물질, 유기 및 무기 중합체 분자 및 병원균을 제거하는데 사용된다.

그러나, UF 정수 필터(water filter)는 비싸다.

대규모 수처리 설비는 일반적으로 500 내지 1000 UF 필터를 수백만 달러(지원 시스템을 포함)의 비용으로 사용한다. 이러한 필터 중 하나는 일반적으로 1000 달러를 초과하는 비용이 든다. 예를 들어, 본 출원의 출원 시 현재 소매 가격에서, 적용된 막 모델 M-UB8040PES 8"x40" UF PES 막 10,000 MWCO(Molecular Weight Cut Off: 분자량 차단) 비용은 압력 탱크 없이 1544 달러이다. 히드라노틱스 히드라캡(Hydranautics Hydracap) UF 필터는 2550 달러에 판매된다.

UF 막 그 자체와는 별개로, 물 여과 장치는 산업계에서 사용되거나 US 4,923,226, US 2009/227954 및 WO 2007/049053과 같은 간행물에 기재된 바와 같이 다양한 튜브 및 결합구(예를 들어, 신속 해제형)를 필요로 한다.

추가적인 배경 기술은 다음 문헌을 포함한다:

펜트레스 등(Fentress et al)의 미국특허 4,707,335;

촘카 등(Chomka et al)의 미국특허 5,397,468;

니프로(NIPRO CORP)의 유럽특허 1 488 826;

데그레몽(Degremont)의 프랑스특허 2 957 272;

쇼이 더크(Scheu Dirk)의 미국특허출원공보 2011/056894; 및

요람 라스(Yoram LASS)의 간행된 PCT 특허 출원 WO 2010/143184.

상기 언급된 모든 참고 문헌 및 본 명세서 전반에 걸친 공개 문헌 및 이들 참고 문헌에 언급된 모든 참고 문헌의 전체 개시 내용은 본 명세서에 병합된다.

본 발명은 일부 실시예에서 물을 여과하는 것, 의료용으로부터 폐기된 의료용 필터를 물 여과 시스템에 재사용하는 것, 및 이 의료용 필터를 물 여과 시스템에 연결하는 것, 및 보다 상세하게는, 비-제한적으로, 의료용으로부터 폐기된 투석기에 연결하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 일부 실시예의 일 양태에 따르면, 물 여과 시스템으로서, 적어도 하나의 투석기; 상기 투석기의 혈액 포트에 연결된 물 유입 파이프; 및 제1 압입 커넥터에 의해 상기 투석기의 투석액 포트에 직접 연결된 청정수 배출 파이프를 포함하고, 상기 투석기의 상기 투석액 포트는 상기 배출 파이프의 측벽의 구멍에 연결된, 상기 물 여과 시스템이 제공된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 배출 파이프는 2개의 압입 커넥터에 의해 상기 투석기의 두 투석액 포트에 직접 연결된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 투석기의 상기 투석액 포트의 팁(tip)이 상기 배출 파이프의 상기 측벽의 구멍 내에 있도록, 상기 제1 압입 커넥터는, 상기 투석기의 상기 투석액 포트를 상기 배출 파이프의 상기 측벽의 구멍에 연결하도록 형성된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 투석기의 상기 투석액 포트의 팁과 상기 배출 파이프의 상기 측벽 사이의 거리가 10 밀리미터 이하이도록, 상기 제1 압입 커넥터는, 상기 투석기의 상기 투석액 포트를 상기 배출 파이프의 상기 측벽의 구멍에 연결하도록 형성된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 투석기의 상기 투석액 포트의 팁과 상기 배출 파이프의 상기 측벽 사이의 거리가 5 밀리미터 이하이도록, 상기 제1 압입 커넥터는, 상기 투석기의 상기 투석액 포트를 상기 배출 파이프의 상기 측벽의 구멍에 연결하도록 형성된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제1 압입 커넥터는 상기 투석기의 상기 투석액 포트의 외측 표면에 순응하도록 적어도 부분적으로 형성된 내부 표면을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제1 압입 커넥터의 상기 내부 표면은 상기 투석기의 상기 투석액 포트의 니플(nipple)의 형상에 순응하는 그루브(groove)를 포함하는 것에 의해 상기 투석기의 상기 투석액 포트의 외측 표면에 순응한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제1 압입 커넥터는, 제1 테이퍼진 단부; 및 상기 제1 테이퍼진 단부 이후에 적어도 상기 청정수 배출 파이프의 벽만큼 넓은 상기 제1 압입 커넥터 둘레의 절개부(cutout)를 포함하는 외측 표면을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 물 유입 파이프는 적어도 하나의 제2 압입 커넥터에 의해 상기 투석기의 상기 혈액 포트에 연결된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제2 압입 커넥터는, 적어도 부분적으로 상기 투석기의 투석액 포트의 외측 표면에 순응하도록 형성된 내부 표면을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제2 압입 커넥터는, 제1 테이퍼진 단부; 및 상기 제1 테이퍼진 단부 이후에 적어도 상기 청정수 배출 파이프의 벽만큼 넓은 상기 제2 압입 커넥터 둘레의 절개부를 포함하는 외측 표면을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 물 여과 시스템은 제2 투석기; 및 상기 제2 투석기를 역 세척(backwashing)하기 위해 상기 제1 투석기로부터의 청정한 배출수를 상기 제2 투석기의 투석액 포트에 연결할 수 있게 하는 적어도 하나의 밸브를 더 포함한다.

본 발명의 일부 실시예의 일 양태에 따르면, 투석기를 수 파이프(water pipe)의 측벽의 구멍에 연결하기 위한 커넥터로서, 커넥터 몸체로서, 상기 커넥터 몸체의 제1 단부로부터 상기 커넥터 몸체의 제2 단부로 물이 흐를 수 있도록 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 상기 커넥터 몸체를 가로지르는 공동(cavity)을 포함하는 상기 커넥터 몸체를 포함하고, 상기 커넥터 몸체의 상기 제1 단부에 있는 상기 공동은 투석기의 포트 상으로 가압되기 위한 형상 및 크기를 갖고; 상기 커넥터 몸체의 상기 제2 단부에 있는 상기 공동은 수 파이프의 측벽의 구멍 내로 가압되기 위한 형상 및 크기를 갖는, 상기 커넥터가 제공된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 커넥터 몸체의 상기 제1 단부에 있는 상기 공동은 투석기의 혈액 포트 상으로 가압되기 위한 형상 및 크기를 갖는다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 커넥터 몸체의 상기 제1 단부에 있는 상기 공동은 투석기의 투석액 유체 포트 상으로 가압되기 위한 형상 및 크기를 갖는다.

본 발명의 일부 실시예의 일 양태에 따르면, 물을 여과하는 방법으로서, 물 여과 시스템을 제공하는 단계로서, 적어도 하나의 투석기, 상기 투석기의 혈액 포트에 연결된 물 유입 파이프, 및 적어도 하나의 제1 압입 커넥터에 의해 상기 투석기의 투석액 포트에 연결된 청정수 배출 파이프를 포함하는 상기 물 여과 시스템을 제공하는 단계; 상기 물 유입 파이프에 물을 제공하는 단계; 및 상기 청정수 배출 파이프로부터 청정수를 인출하는 단계를 포함하고, 상기 투석기의 상기 투석액 포트는 상기 배출 파이프의 측벽의 구멍에 연결된, 상기 물을 여과하는 방법이 제공된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 배출 파이프는 2개의 압입 커넥터에 의해 상기 투석기의 두 투석액 포트에 연결된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 투석기의 상기 투석액 포트의 팁이 상기 배출 파이프의 상기 측벽의 구멍 내에 있도록, 상기 제1 압입 커넥터는, 상기 투석기의 상기 투석액 포트를 상기 배출 파이프의 상기 측벽의 구멍에 연결하도록 형성된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제1 압입 커넥터는 적어도 부분적으로 상기 투석기의 상기 투석액 포트의 외측 표면에 순응하도록 형성된 내부 표면을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 물 유입 파이프는 적어도 하나의 제2 압입 커넥터에 의해 상기 투석기의 상기 혈액 포트에 연결된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제2 압입 커넥터는 상기 투석기의 투석액 포트의 외측 표면에 순응하도록 적어도 부분적으로 형성된 내부 표면을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예의 일 양태에 따르면, 물 여과용 투석기를 포함하는 물 여과 시스템에서 투석기를 세정하는 방법으로서, 제2 투석기를 역 세척하기 위해 하나의 제1 투석기의 청정수 배출구로부터 하나의 상기 제2 투석기의 청정수 배출구로 청정수를 제공하는 단계를 포함하는, 상기 투석기를 세정하는 방법이 제공된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 청정수 배출구로부터 청정수를 제공하는 단계는 제2 복수의 투석기를 역 세척하기 위해 제1 복수의 투석기의 청정수 배출구로부터 상기 제2 복수의 투석기의 청정수 배출구로 청정수를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제1 복수의 투석기에 포함된 투석기의 수는 상기 제2 복수의 투석기 내 투석기의 수 이하이다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 청정수 배출구로부터 청정수를 제공하는 단계는 제2 복수의 투석기를 역 세척하기 위해 제1 복수의 투석기의 청정수 배출구로부터 상기 제2 복수의 투석기의 청정수 배출구로 청정수를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제1 복수의 투석기의 전체 막 면적은 상기 제2 복수의 투석기의 전체 막 면적 이하이다.

본 발명의 일부 실시예의 일 양태에 따르면, 물 여과 시스템으로서, 제1 투석기; 상기 제1 투석기의 혈액 포트에 연결된 물 유입 파이프; 상기 제1 투석기의 투석액 포트에 연결된 청정수 배출 파이프; 제2 투석기; 상기 제2 투석기의 혈액 포트에 연결된 물 유입 파이프; 상기 제2 투석기의 투석액 포트에 연결된 청정수 배출 파이프; 및 상기 제2 투석기를 역 세척하기 위해 상기 제1 투석기로부터의 청정한 배출수를 상기 제2 투석기의 투석액 포트에 연결하기 위한 밸브를 포함하는, 상기 물 여과 시스템이 제공된다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제1 투석기의 두 투석액 포트에 연결된 상기 청정수 배출 파이프를 더 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제1 투석기는 제1 복수의 투석기를 포함하고; 상기 제2 투석기는 제2 복수의 투석기를 포함하고; 상기 밸브는 적어도 하나의 밸브를 포함하고, 상기 제2 복수의 투석기를 역 세척하기 위해 상기 제1 복수의 투석기로부터 청정한 배출수를 상기 제2 복수의 투석기의 투석액 포트에 연결할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제1 복수의 투석기에 포함된 상기 투석기의 카운트(count)는 상기 제2 복수의 투석기에 포함된 상기 투석기의 카운트 이하이다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 제1 복수의 투석기에 포함된 상기 투석기의 전체 막 면적은 상기 제2 복수의 투석기에 포함된 전체 막 면적 이하이다.

달리 한정되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및/또는 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 기술된 것과 유사하거나 동등한 방법 및 물질이 본 발명의 실시예를 실시하거나 테스트하는데 사용될 수 있지만, 예시적인 방법 및/또는 물질이 아래에 기술된다. 충돌이 있는 경우, 정의를 포함한 본 특허 명세서가 우선한다. 또한, 물질, 방법 및 실시예는 단지 예시적인 것이며, 본 발명을 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다.

본 발명의 일부 실시예는 첨부 도면을 참조하여 단지 일례로서 본 명세서에 설명된다. 이제 구체적으로 도면을 상세히 참조하면, 도시된 상세는 예로서 그리고 본 발명의 실시예에 대한 예시적인 설명을 위한 것임이 강조된다. 이와 관련하여, 도면과 함께 취해진 설명은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예를 실시할 수 있는 방법을 명백히 이해할 수 있게 할 것이다.
도 1a는 종래 기술에 따른 투석기의 단면을 단순화된 선으로 도시한 도면이다;
도 1b는 종래 기술에 따른 가요성 튜빙에 연결된 투석기의 이미지이다;
도 2는 다양한 유체 정화 필터에 비해, 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 정수 필터로서 사용될 때 투석기의 여과 효율을 나타내는 그래프이다;
도 3은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 투석기를 파이프에 연결하는 커넥터를 단순화된 선으로 도시한 도면이다;
도 4는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 투석기를 파이프에 연결하는 커넥터를 단순화된 선으로 도시한 도면이다;
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 투석기를 파이프에 연결하는 커넥터를 단순화된 선으로 도시한 도면이다;
도 6a는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 물을 여과하는데 사용되는 제1 투석기 및 제2 투석기의 출구로부터 청정수의 흐름 경로를 단순화된 선으로 도시한 도면이다;
도 6b는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 역 세척에 의해 제2 투석기를 세정하는데 사용되는 제1 투석기의 배출구로부터 청정수의 흐름 경로를 단순화된 선으로 도시한 도면이다;
도 7a는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 물을 여과하는데 사용되는 여러 투석기의 배출구로부터 청정수의 흐름 경로를 단순화된 선으로 도시한 도면이다;
도 7b는 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 역 세척에 의해 투석기의 제2 그룹을 세정하는데 사용되는 투석기의 제1 그룹의 배출구로부터의 청정수의 흐름 경로를 단순화된 선으로 도시한 도면이다; 그리고
도 8은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 물 여과 유닛의 단순화된 개략도이다.

본 발명은 일부 실시예에서 물을 여과하는 것, 의료용으로부터 폐기된 의료용 필터를 물 여과 시스템에 재사용하는 것, 및 이 의료용 필터를 물 여과 시스템에 연결하는 것, 및 보다 상세하게는, 비-제한적으로, 의료용으로부터 폐기된 투석기에 연결하는 것에 관한 것이다.

개요

전술된 요람 라스의 간행된 PCT 특허 출원 WO 2010/143184는 재활용된 의료용 필터 또는 어떤 이유로 의료용으로부터 폐기된 의료용 필터를 사용하여 물을 여과하는 것을 기술한다.

본 발명의 일부 실시예의 일 양태는 폐기된 의료용 투석기를 수 파이프(water pipe)에 긴밀하게 연결하는 것을 포함하는 물 여과 시스템을 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 투석기의 포트를 수 파이프에 연결하기 위한 커넥터는 짧도록 설계되고, 상기 투석기를 상기 수 파이프에 걸기 위해 기계적 지지를 제공하거나 적어도 일부 기계적 지지를 제공한다. 이러한 커넥터는 또한 결합된 구조물에 기계적 지지를 제공하기 위해 상기 투석기와 상기 수 파이프 사이에 유체 커넥터를 사용할 수 있다. 이러한 커넥터는 또한 상기 투석기(들)에 원하는 기계적 지지를 달성하면서 더 적은 부품, 더 적은 기계적 지지 부품을 사용하여 상기 물 여과 시스템을 조립하는데 장점을 제공할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 수 파이프는 상기 투석기에 기계적 지지를 제공하기 위해 비-제한적인 예로서 금속 또는 강성 플라스틱과 같은 강성 물질로 제조될 수 있다.

*일부 실시예에서, 상기 투석기의 포트를 수 파이프에 연결하기 위한 커넥터는 상기 투석기 포트의 팁이 실제로 상기 수 파이프의 측벽의 구멍(hole) 내에 있도록 설계된다.

일부 실시예에서, 이러한 커넥터는, 유체를 이송하도록 설계된 내부 채널을 갖고, 상기 투석기의 포트, 예를 들어, 투석액 유체 포트를 수용하고, 상기 투석기 포트를 상기 커넥터의 내부 채널에 가압하는 것에 의해 상기 커넥터에 끼워져 밀봉하기 위한 형상을 갖는 압입 커넥터일 수 있다.

상기 투석기 포트를 상기 커넥터 내로 가압하는 것은 상기 물 여과 시스템의 조립을 간단하게 하고, 조립용 공구를 사용할 필요성을 없애주고, 물 여과 시스템의 제한될 수 있는 공간에서 상기 투석기를 상기 커넥터 상으로 또는 상기 커넥터를 상기 투석기 상으로 회전시킬 필요성을 없애줄 수 있다.

일부 실시예에서, 이러한 커넥터는, 수 파이프의 측벽 내로 삽입되고, 상기 커넥터를 수 파이프의 상기 측벽 내로 가압하는 것에 의해 상기 커넥터를 상기 수 파이프에 밀봉하도록 설계된 외부 표면 형상을 갖는 압입 커넥터일 수 있다.

상기 커넥터를 상기 수 파이프의 측벽 내로 가압하는 것은 물 여과 시스템의 조립을 간단하게 하고, 조립용 공구를 사용할 필요성을 없애주고, 물 여과 시스템의 제한될 수 있는 공간에서 상기 커넥터를 상기 수 파이프의 구멍 내로 또는 상기 파이프를 상기 커넥터 상으로 회전시킬 필요성을 없애줄 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 커넥터는 가요성이고, 상기 투석기의 포트 상으로 신장되어, 상기 투석기 포트와 상기 커넥터 사이에 밀봉을 제공할 만큼 충분히 가요성이다.

일부 실시예에서, 상기 커넥터는 가요성이고, 상기 수 파이프의 구멍 내로 신장되어, 상기 커넥터와 상기 수 파이프 사이에 밀봉을 제공할 만큼 충분히 가요성이다.

일부 실시예에서, 상기 내부 채널의 형상에 의해 결정된, 상기 투석기의 포트의 팁과 상기 수 파이프의 벽 사이의 거리는 1, 2, 5, 10, 15, 20 밀리미터보다 더 짧도록 설계된다.

일부 실시예에서, 상기 커넥터는 플라스틱 및/또는 고무 및/또는 EPDM(에틸렌 프로필렌 디엔 단량체) 고무 및/또는 가요성 실리콘 고무와 같은 가요성 물질로 제조된다.

본 발명의 일부 실시예의 일 양태는 하나의 투석기로부터 배출되는 청정수를 사용하여 다른 투석기를 통해 역류(역 세척)시키는 것에 의해 투석기를 세정하는 것을 포함한다.

투석기는 특히 매끄러운(smooth) 막 물질로 구성되고 하나의 투석기를 다른 투석기의 배출수로 세정할 수 있는 모세관 튜브 막으로 구성된다.

일부 실시예에서, 하나의 투석기의 여과된 배출수는 하나의 다른 투석기를 역 세척하는데 사용된다.

일부 실시예에서, 2개의 투석기를 갖는 물 여과 시스템은 하나의 투석기의 여과된 배출수를 하나의 다른 투석기를 역 세척하는데 사용한다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 밸브가 상기 물 여과 시스템에 내장되되, 여기서 하나의 위치 또는 위치들에서 상기 밸브(들)는, 상기 2개의 투석기의 유입구로 유입수가 흐르게 하고, 상기 2개의 투석기로부터 여과된 청정수를 생산 배출하도록 설치되고, 다른 위치(들)에서 상기 밸브(들)는, 상기 투석기들 중 제1 투석기의 유입구로 유입수가 흐르게 하고, 상기 제1 투석기로부터 여과된 청정수를 생산 배출하고, 상기 여과된 청정수를 상기 투석기들 중 제2 투석기를 통해 역류시켜 상기 제2 투석기를 역 세척하도록 설치된다.

도면 중 도 2 내지 도 8에 도시된 본 발명의 일부 실시예를 더 잘 이해하기 위해, 종래 기술에 따른 투석기를 단순화된 선으로 도시한 도면인 도 1a를 먼저 참조한다.

도 1a는 혈액 유입/배출 포트(102a, 102b) 및 투석액 유체 유입/배출 포트(103a, 103b)를 포함하는 투석기(100)를 도시한다. 도 1a는 단면도로서 모세관 막 튜브(106)를 단순화된 선으로 도시한 도면을 도시한다.

또한 종래 기술에 따라 가요성 튜빙에 연결된 투석기의 이미지인 도 1b를 참조한다.

도 1b는 혈액 유입/배출 포트(102a, 102b) 및 투석액 유체 유입/배출 포트(103a, 103b)를 포함하는 투석기(100)를 도시한다. 도 1b는 종래 기술의 커넥터(108a, 108b)에 의해 연결된 혈액 유입 및 배출 튜브(107a, 107b)를 더 도시한다. 도 1b는 또한 종래 기술의 커넥터(110a, 110b)에 의해 연결된 투석액 유체 유입 및 배출 튜브(109a, 109b)를 도시한다.

혈액 유입/배출 포트(102a, 102b) 및 투석액 유체 유입/배출 포트(103a, 103b)는 일반적으로 표준 크기 및 형상을 갖는다. 혈액 유입/배출 포트(102a, 102b)와 연결되는 커넥터(108a, 108b) 및 투석액 유체 유입/배출 포트(103a, 103b)와 연결되는 커넥터(110a, 110b)는 일반적으로 클립-온(clip-on) 커넥터 또는 한센(Hansen) 커넥터 또는 루어 테이퍼(Luer taper)에 의해 가요성 혈액 튜브(107a, 107b) 및/또는 투석액 유체 튜브(109a, 109b)의 단부에 연결된다. 종래 기술의 커넥터는 일반적으로 가요성 튜브를 팽창시켜 팁 상으로 가압되는 플라스틱 팁에 의해 가요성 튜브의 단부에 연결된다.

본 발명의 적어도 하나의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 그 응용이 이하의 설명에 제시되거나 및/또는 도면 및/또는 예에 도시된 구성 요소 및/또는 방법의 구성 및 배열의 상세로 제한되는 것은 아닌 것으로 이해된다. 본 발명은 다른 실시예도 가능하고 또는 다양한 방법으로 실시되거나 수행될 수 있다.

서언

투석기는 확산에 의해 혈액으로부터 폐기물을 제거하는 디바이스로서 의료용으로 사용된다. 이를 위해, 투석기는 이러한 확산에 특히 적합한 막 물질 및 기공 크기를 갖는 막 필터를 사용한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 혈액 투석기의 막은 여과하는데 유용하고, 의료용으로 제작된 하나 이상의 투석기는 더러운 물을 여과하고 여과된 물을 제공하기 위해 재사용되고 필터로서 사용되는 것으로 실현된다.

투석기는 모세관 튜브 막 세트의 튜브의 내측에 2개의 혈액 유입/배출 포트; 및 모세관 튜브 막의 튜브의 외측에 2개의 투석액 유체 유입/배출 포트를 포함한다.

투석기는 원래 의료용 디바이스로서 설계, 제작, 교정 및 품질 테스트를 거친 것이다. 투석기는 30 nm(나노미터)의 기공 크기에 해당하는 절대 여과 및 3.3 nm의 기공 크기에 해당하는 공칭 여과를 제공할 수 있다.

투석기는 산업 필터에 비해 매끄러운 막 표면을 갖고 있어, 오염도가 낮고 막 표면이 쉽게 세정될 수 있다.

투석기는 강인해서, 즉 실험적으로 정수 필터로서 사용되는 투석기는 3년을 초과하여 연속적으로 동작하는데 사용되었으며 아직 수행 중이다.

본 발명의 일부 실시예에서 투석기는 혈액 투석기 막의 일측에서 하나의 또는 2개의 유입 포트를 통해 물 유입을 갖고, 이 혈액 투석기 막의 타측으로부터 물 배출을 갖는 정수 필터로서 구성된다. 막의 일측은 적어도 정수 필터로서 사용되는 동안 선택적으로 물 배출만을 제공한다. 일부 실시예에서, 배출 측은 세척되고 있을 때 선택적으로 물 유입을 가질 수 있다. 이러한 세척은 선택적으로 밸브 및/또는 플러그를 사용하여 물의 흐름을 방향 전환함으로써 달성된다.

본 발명의 일부 실시예에서, 투석기는 하나의 또는 2개의 혈액 유입구를 통해 물 유입을 갖고 2개의 투석액 유체 포트를 통해 물 배출을 갖는 정수 필터로서 구성된다.

본 발명의 일부 실시예에서, 투석기는 하나의 또는 2개의 혈액 유입구를 통해 물 유입을 갖고 하나의 투석액 유체 포트를 통해 물 배출을 갖는 정수 필터로서 구성되고, 다른 투석액 유체 포트는 플러깅되어 차단된다.

본 발명의 일부 실시예에서, 투석기는 약 200μ의 입자를 위한 개선된 기계적 필터를 갖는 정수 필터로서 구성될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 투석기(들)는 선택적으로 고온에 견디는 막에 기초하여 일렬로 증기 살균될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 투석기(들)는 선택적으로 의료용 사양으로 제조되었지만 전혀 포장되지 않거나 전혀 사용되지 않는 투석기일 수 있다.

투석기는 연간 수백만 명의 환자를 치료하는 데 사용되므로 투석기의 사용 가능성은 풍부할 수 있다.

투석기를 정수 필터로 사용하는 정수 필터는 폐기된 요소를 재사용할 수 있어 의료 폐기물의 처분을 절약할 수 있다.

투석기를 정수 필터로 사용하는 정수 필터는,

- 화학 물질을 전혀 사용하지 않고;

- 에너지 소비를 거의 요구하지 않고;

- 낮은 동작 비용으로

오염된 물을 재활용할 수 있게 한다.

이제, 다양한 유체 정화 필터에 비해 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 정수 필터로서 사용될 때 투석기의 여과 효능을 나타내는 그래프를 도시하는 도 2를 참조한다.

도 2는 혈액으로부터 혈액 폐기물이 확산되도록 설계된 혈액 투석기의 막 물질이 종래의 필터에 비해, 필터로서 재사용되는 혈액 투석기의 성능이 나노 여과(nano-filtration) 및 울트라 여과로 분류된 오버랩(overlapping) 능력 범위에 해당하는 것을 도시한다.

도 2는,

- 다양한 유체 정화 필터에 의해 차단된 입자의 대수 스케일(logarithmic scale)인 제3 행(203);

- 제3 행(203)에 기술된 크기의 입자를 관찰하거나 검출할 수 있는 방법을 나열하는 제1 행(201);

- 제3 행(203)에 기술된 크기를 기술하는 용어를 나열하는 제2 행(202);

- 제3 행(203)에 기술된 크기를 갖는 공통 물질을 나열하는 제4 행(204); 및

- 제3 행(203)에 기술된 크기를 갖는 입자를 차단하기 위한 필터를 분류하는데 사용되는 이름을 나열하는 제5 행(205)을 도시한다.

제5 행(205)의 블록(200)은 투석기가 필터로서 사용될 때 여과하는데 사용될 수 있는 크기 범위를 나타낸다.

블록(200)의 위치는 투석기가 유체 필터로서 사용될 때 울트라 여과 범위의 높은 종단(high end)에서 및 나노 여과 범위로의 성능을 제공하는 것을 나타낸다. 투석기가 사용된 후의 것이든 또는 사용되지 않은 것이든 상관없이 의료용으로부터 폐기된 경우 우수한 성능의 정수 필터가 저비용으로 제조될 수 있어서 초기에 의도된 값 비싼 사용으로부터 폐기된 값 비싼 제품을 저비용으로 얻을 수 있다는 것이 주목된다.

투석기를 수 파이프에 연결하기 위한 커넥터

투석기의 유입 포트와 배출 포트는 가요성 의료용 튜브의 단부에 연결하기 위한 커넥터에 끼워지도록 형성된다.

본 발명의 일부 실시예에서, 압입 커넥터는 제1 측이 도 1a 및 도 1b에 도시된 포트(103a, 103b)와 같은 투석기의 투석액 포트에 연결되고, 제2 측이 수 파이프의 벽 또는 측면에 연결되도록 제공된다.

일부 실시예에서, 압입 커넥터는 선택적으로 가요성 물질로 제조되고, 투석기 포트 상으로 신장되고 수 파이프 벽의 구멍 내로 끼워져, 커넥터를 투석기 포트 및 수 파이프 구멍에 밀봉할 수 있다.

일부 실시예에서, 오염된 물은 모세관 막의 내측으로부터 모세관 막의 외측으로 여과되고, 모세관 막의 외측행 포트인 투석액 포트는 물 여과 시스템의 청정수 파이프에 연결된다.

본 발명의 일부 실시예에서, 압입 커넥터는 제1 측이 도 1a 및 도 1b에 도시된 포트(102a, 102b)와 같은 투석기의 혈액 포트에 연결되고, 제2 측이 수 파이프에 연결되도록 제공된다.

일부 실시예에서, 오염된 물은 모세관 막의 내측으로부터 모세관 막의 외측으로 여과되고, 모세관 막의 내측행 포트인 혈액 포트가 물 여과 시스템의 오염된 수 파이프에 연결된다.

일부 실시예에서, 압입 커넥터(304)는 투석기 커넥터(303a)와 같은 투석기 커넥터로부터 수 파이프(305)로 물이 흐르기 위한 관통 공동을 포함한다. 압입 커넥터(304)는 투석기 커넥터(303a)와 같은 투석기 커넥터 위에 끼워지고 수 파이프(305)의 측벽의 구멍 내에 끼워지도록 설계된다. 일부 실시예에서, 압입 커넥터(304)는 파이프(305)의 측벽의 구멍 내로 압입되도록 압축된다.

의료용 튜브를 위한 클램핑 커넥터에 끼워지도록 형성된 투석기의 투석액 및/또는 혈액 포트에 끼워지도록 형성된 압입 커넥터를 제공하면, 투석기를 사용하는 물 여과 시스템에 다음 장점 중 하나 이상을 제공할 수 있다:

수 파이프에 투석기를 장착하는 지점을 제공하는 장점;

선택적으로 투석기의 다수의 연결 장착부를 프레임으로 낮추는 장점;

설치하기 쉬운 장점;

(필터에) 끼우기 쉬운 장점;

O-링이나 추가적인 밀봉재 없이 사용될 수 있는 장점;

누설을 방지하는 장점;

연결이 작고 짧은(대략 5 mm 내지 20 mm 내지 80 mm) 장점;

필터를 제거하기 쉬운 장점; 및

0.2바(bar) 내지 최대 10바의 고압에 견딜 수 있는 장점.

이제 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 투석기(300)를 파이프(305)에 연결하는 커넥터(304)를 단순화된 선으로 도시한 도면인 도 3을 참조한다.

도 3은 혈액 유입/배출 포트(302a, 302b) 및 투석액 유체 유입/배출 포트(303a, 303b), 및 모세관 막 튜브(306)를 단순화된 선으로 도시한 도면을 포함하는 투석기(300)를 도시한다.

도 3은 또한 적어도 하나의 포트, 즉 도 3의 경우 투석액 유체 유입/배출 포트(303a)를 파이프(305)에 연결하는 커넥터(304)의 일례를 도시한다.

일부 실시예에서, 커넥터(304)는 투석기(300)의 투석액 유체 유입/배출 포트(303a)를 커넥터(304) 내로 가압하고 및/또는 커넥터(304)를 파이프(305) 내로 가압할 수 있게 하는 압입 커넥터이다.

일부 실시예에서, 압입 커넥터(304)는 파이프(305)의 측벽의 구멍에 압입되도록 압축된다.

일부 실시예에서, 투석액 유체 유입/배출 포트(303a, 303b) 중 하나, 예를 들어, 도 3의 경우 투석액 유체 유입/배출 포트(303b)는 플러깅되어 차단된다.

압입 커넥터(305)는 연결에 사용되는 다양한 다른 방법 및 디바이스에 비해 여러 장점을 제공할 수 있다. 이 장점은 다음 중 일부를 포함한다.

- 투석기(300)와 파이프(305) 사이에 기계적 부착을 제공하여 투석기(300)와 파이프(305)가 서로 기계적으로 지지될 수 있게 하는 장점. 일부 실시예에서, 투석기(300)는 파이프(305)에 기계적 지지를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 파이프(305)는 투석기(300)에 기계적 지지를 제공할 수 있다; 및

- 유입 파이프이든 또는 배출 파이프이든 또는 유입 파이프와 배출 파이프 둘 모두이든 상관없이 파이프와 투석기 간의 연결을 단순화하는 것에 의해 투석기의 뱅크(bank)를 신속하게 구성할 수 있게 하는 장점.

투석기가 필터로서, 예를 들어, 정수 필터로서 사용될 때 적어도 하나의, 선택적으로 2개의 유입 포트 및 적어도 하나의, 선택적으로 2개의 배출 포트가 존재한다.

일부 실시예에서, 모세관 튜브 투석기(300)인 투석기(300)는 모세관의 내측으로부터 밖으로 유체를 제공함으로써 여과하는데 사용되어, 유체는 혈액 유입/배출 포트(302a, 302b) 중 하나 또는 둘 모두와 같은 혈액 유입/배출 포트로부터 투석기로 유입되고, 여과된 유체는 투석액 유체 유입/배출 포트(303a, 303b)와 같은 투석액 유체 유입/배출 포트로부터 수집된다.

일부 실시예에서, 모세관 튜브 투석기(300)인 투석기(300)는 모세관의 외측으로부터 밖으로 유체를 제공함으로써 여과하는데 사용되어, 유체는 투석액 유체 유입/배출 포트(303a, 303b) 중 하나 또는 둘 모두와 같은 투석액 유체 유입/배출 포트로부터 투석기로 유입되고, 여과된 유체는 혈액 유입/배출 포트(302a, 302b)와 같은 혈액 유입/배출 포트로부터 수집된다.

이제 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 투석기를 파이프에 연결하는 커넥터를 단순화된 선으로 도시한 도면인 도 4를 참조한다.

도 3은 투석기(300)를 파이프(305)에 연결하는 단일 커넥터(304)의 경우를 도시하는 반면, 도 4는 일부 실시예에서 투석기 포트 중 임의의 하나의, 임의의 2개의, 임의의 3개의, 또는 임의의 4개의 투석기 포트가 커넥터에 의해 파이프에 연결될 수 있는 것을 도시한다.

도 4는 혈액 유입/배출 포트(402a, 402b) 및 투석액 유체 유입/배출 포트(403a, 403b), 및 모세관 막 튜브(406)를 단순화된 선으로 도시한 도면을 포함하는 투석기(400)를 도시한다.

도 4는 또한 투석기 포트들을 유체 유입 및/또는 배출 파이프들에 연결하는 커넥터(404a, 404b, 404c, 404d)의 예를 도시한다.

일부 실시예에서, 커넥터(404a, 404b, 404c, 404d)들 중 하나 이상의 커넥터는 압입 커넥터일 수 있어서, 투석기의 포트를 커넥터 내로 가압할 수 있고 및/또는 커넥터를 파이프 내로 가압할 수 있다. 압입 커넥터(404a, 404b, 404c, 404d)는 도 3의 설명에 따라 나열된 전술된 장점 중 하나 이상의 장점을 제공할 수 있다.

이제 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 투석기를 파이프에 연결하는 커넥터를 단순화된 선으로 도시한 도면인 도 5a 내지 도 5d를 참조한다.

도 5a는 투석기(501), 압입 커넥터(502)의 측면도 및 수 파이프(503)의 단면도이다. 투석기(501)는 압입 커넥터(502) 내부에 끼워지는 투석기 포트(504)를 포함하고, 압입 커넥터는 수 파이프(503)의 구멍 내에 끼워진다.

도 5a는 투석기(501)의 단지 일 구획의 측면도를 도시한다. 도 5a는 수 파이프(503)의 벽을 보여주는, 수 파이프(503)의 단면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 수 파이프(503)의 단면은 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 원형이다. 일부 실시예에서, 수 파이프(503)의 단면은 정사각형, 직사각형 또는 타원형과 같은 일부 다른 형상을 갖는다.

도 5b는 투석기(501)의 단면도 및 압입 커넥터(502)의 측면도 및 수 파이프(503)의 짧은 구획의 단면도이다. 투석기(501)는 압입 커넥터(502) 내부에 끼워지는 투석기 포트(504)를 포함하고, 압입 커넥터는 수 파이프(503)의 구멍 내에 끼워진다.

도 5b는 수 파이프(503)의 단지 일 구획의 단면도를 도시한다.

도 5c는 도 5b에서 선 'A'로 표시된 평면의 단면도이다.

도 5c는 투석기(501), 압입 커넥터(502) 및 수 파이프(503)를 도시한다.

도 5c는 도 5d에서 확대 도시된 도 5c의 일 구획을 묘사하는 원 'B'의 도면을 포함한다.

도 5d는 투석기(501), 압입 커넥터(502) 및 수 파이프(503)를 확대 도시한 도면을 도시한다.

도 5d는 투석기(501)의 투석액 포트(501d)의 구조에 대한 일부 상세, 즉 투석액 포트(501d)의 개방 단부에서의 테이퍼부(501a) 및 투석액 포트(501d)의 원주 둘레의 절개부(501b)를 도시한다.

도 5d는 압입 커넥터(502)의 구조의 일부 상세, 즉 압입 커넥터(502)의 제1 단부에서의 테이퍼진 부분(502a), 압입 커넥터(502)의 제1 단부에서의 플랜지(502b), 및 압입 커넥터(502)의 제2 단부에서의 플랜지(502c)를 도시한다.

플랜지(502b)는 선택적으로 투석액 포트(501d)를 둘러쌀 수 있도록 형성된다.

플랜지(502c)는 선택적으로 투석액 포트(501d)의 원주 둘레의 절개부(501b)를 둘러쌀 수 있도록 형성된다.

일부 실시예에서, 압입 커넥터(502)의 플랜지(502b)와 플랜지(502c) 사이의 거리는 투석액 포트(501d)의 테이퍼부(501a)와 절개부(501b) 사이의 거리와 대략 동일하거나 정확히 동일하다.

도 5a 내지 도 5d는 투석기 포트(501d)의 팁, 즉 투석기 포트(501d)의 테이퍼부(501a) 및 몸체의 일부가 실제 수 파이프(503)의 내측에 있는 일 실시예를 도시하는 반면, 도 3 및 도 4는 투석기 포트가 수 파이프의 외측에서 커넥터에 의해 수 파이프에 연결된 것을 도시한다.

역 세척에 의한 투석기 세정

정수 필터는 종종 역 세척에 의해 세정되는데, 즉 정수 필터를 역으로 흐르는 다량의 청정수를 제공하여 막힌 정수 필터를 청소하고 세정하는 것에 의해 세정될 수 있다. 그러나, 일반적인 종래 기술의 정수 필터는 역 세척에 의해 막힘을 뚫거나 세정하는데 많은 물을 필요로 하고, 종래 기술의 단일 정수 필터를 역 세척하는데 여러 정수 필터의 청정수가 필요하거나 또는 다수의 정수 필터의 청정수가 더 적은 수의 종래 기술의 정수 필터를 역 세척하는데 필요하다.

정수 필터로서 사용되는 투석기도 오염되거나 덜 효율적이거나 심지어 막힐 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제1 투석기의 배출구로부터 청정수는 제2 투석기의 배출구로 보내지고, 제2 투석기를 통해 역 방향으로, 즉 역 세척으로 흐를 수 있다. 이러한 역 흐름은 제2 투석기를 세정할 수 있다. 제1 투석기로부터 청정수는 제2 투석기의 청정한 측으로 흐르고, 더러운 물은 제2 투석기의 더러운 측을 통해 다시 흐른다.

모세관 막의 내측에서 혈액이 흐르도록 설계된 투석기의 모세관 막은 특히 매끄럽고 오염에 강하며, 일반적인 울트라 여과 필터보다 세정하기 더 쉽다.

본 발명의 일부 실시예에서, 단일 투석기만으로 역 세척에 의해 다른 단일 투석기를 세정하기 위한 청정수를 제공하기에 충분하다.

일부 실시예에서, 특히 매끄러운 모세관 막으로 제조된 제1 그룹의 투석기는 선택적으로 제2 그룹의 투석기로부터 나오는 청정수의 흐름으로 세정될 수 있으며, 여기서 제1 그룹의 투석기의 수는 제2 그룹의 투석기의 수보다 더 적지 않다.

일부 실시예에서, 특히 매끄러운 모세관 막으로 제조된 투석기는 세정되는 투석기의 전체 막 면적과 동일하거나 심지어 더 작은 전체 막 면적을 갖는 하나 이상의 투석기로부터 나오는 청정수가 흐름으로 선택적으로 세정될 수 있다.

이제, 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 물을 여과하는데 사용되는 제1 투석기 및 제2 투석기의 배출구로부터 나오는 청정수의 흐름 경로를 단순화된 선으로 도시한 도면인 도 6a를 참조한다.

도 6a는 물을 여과하기 위한 예시적인 실시예를 도시한다. 물 유입구(601a, 601b)는 투석기(602a, 602b)에 물을 제공하고, 투석기(602a, 602b)는 물을 여과하여 여과된 물을 배출구(603a, 603b)에 생성한다. 배출구(603a, 603b)는 여과된 물을 분리된 배출구(603a, 603b)로서 개별적으로 제공할 수 있고, 일부 실시예에서 배출구(603a, 603b)는 단일 배출구(604)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 배출구(603a, 603b)는 밸브(605)를 통해 단일 배출구(604)에 연결될 수 있다.

투석기가 정수 필터로서 사용될 때, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에서 하나의 투석기 포트가 물 유입용으로 사용될 수 있고, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에서 2개의 투석기 포트가 물 유입용으로 사용될 수 있다는 것이 주목된다.

투석기가 정수 필터로서 사용될 때, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에서, 하나의 투석기 포트가 물 배출용으로 사용될 수 있고, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에서 2개의 투석기 포트가 물 배출용으로 사용될 수 있다는 것이 주목된다.

이제, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 역 세척에 의해 제2 투석기를 세정하는데 사용되는 제1 투석기의 배출구로부터 나오는 청정수의 흐름 경로를 단순화된 선으로 도시한 도면인 도 6b를 참조한다.

도 6b는 제1 투석기로부터 나오는 청정수로 역 세척함으로써 제2 투석기를 세정하기 위한 예시적인 실시예를 도시한다. 물 유입구(601a)는 제1 투석기(602a)에 물을 제공하고, 투석기(602a)는 물을 여과하여, 여과된 물을 배출구(603a)에 생성한다. 여과된 물은 밸브(605)를 통해 제2 투석기(602b)의 배출구(603b)에 공급되고, 제2 투석기(602b)를 통해 흐르며, 제2 투석기(602b)를 역 세척 및 세정하고, 물 유입구(606b)를 통해 제2 투석기(602b)로부터 배출된다.

일부 실시예에서, 제1 투석기(602a)가 제2 투석기(602b)를 역 세척하는데 사용되고 있을 때, 물은 배출구(604)로부터 밖으로 흐르지 않는다는 것이 주목된다.

제1 투석기가 역 세척에 의해 세정되고 있을 때, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에서 하나의 투석기 포트가 물 유입용으로 사용될 수 있고, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에서 2개의 투석기 포트가 물 유입용으로 사용될 수 있다는 것이 주목된다.

투석기가 역 세척에 의해 세정되고 있을 때, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에서 하나의 투석기 포트가 물 배출용으로 사용될 수 있고, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에서 2개의 투석기 포트가 물 배출용으로 사용될 수 있다는 것이 주목된다.

본 발명의 일부 실시예에서, 물 여과용 투석기를 포함하는 물 여과 시스템에서, 투석기를 세정하는 방법은 상기 제2 투석기를 역 세척하기 위해 하나의 제1 투석기의 청정수 배출구로부터 하나의 제2 투석기의 청정수 배출구로 청정수를 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 청정수 배출구로부터 청정수를 제공하는 단계는 투석기의 제2 그룹을 역 세척하기 위해 투석기의 제1 그룹의 청정수 배출구로부터 상기 투석기의 제2 그룹의 청정수 배출구로 청정수를 제공하는 단계를 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 투석기의 제1 그룹에서의 투석기의 수는 상기 투석기의 제2 그룹의 투석기에서의 투석기의 수 이하이다.

이제, 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 물을 여과하는데 사용되는 여러 투석기의 배출구로부터 나오는 청정수의 흐름 경로를 단순화된 선으로 도시한 도면인 도 7a를 참조한다.

도 7a는 물을 여과하기 위한 예시적인 실시예를 도시한다. 물 유입구(701a ... 701d ... 701k ... 701x ... 701z)는 투석기(702a ... 702d ... 702k ... 702x ... 702z)에 물을 제공하고, 투석기(702a ... 702d ... 702k ... 702x ... 702z)는 물을 여과하고, 여과된 물을 배출구(703a ... 703d ... 703k ... 703x ... 703z)에 생성한다. 배출구(703a ... 703d ... 703k ... 703x ... 703z)는 여과된 물을 분리된 배출구(703a ... 703d ... 703k ... 703x ... 703z)로서 개별적으로 제공할 수 있고, 일부 실시예에서, 배출구(703a ... 703d ... 703k ... 703x ... 703z)는 하나 이상의 배출구(들)(704)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서 배출구(703a ... 703d ... 703k ... 703x ... 703z)는 하나 이상의 밸브(들)(705)를 통해 하나 이상의 배출구(들)(704)에 연결될 수 있다.

이제, 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 역 세척에 의해 투석기의 제2 그룹을 세정하는데 사용되는 투석기의 제1 그룹의 배출구로부터 나오는 청정수의 흐름 경로를 단순화된 선으로 도시한 도면인 도 7b를 참조한다.

도 7b는 투석기의 제1 그룹으로부터 나오는 청정수로 역 세척함으로써 투석기의 제2 그룹을 세정하기 위한 예시적인 실시예를 도시한다. 물 유입구(701a ... 701d)는 투석기(702a ... 702d)의 제1 그룹에 물을 제공하고, 투석기(702a ... 702d)의 제1 그룹은 물을 여과하여, 여과된 물을 배출구(703a ... 703d)에 생성한다. 여과된 물은 밸브(705a)를 통해 투석기(702k ... 702x)의 제2 그룹의 배출구(703k ... 703x)에 공급되고, 투석기(702k ... 702x)의 제2 그룹을 통해 흐르며, 투석기(702k ... 702x)의 제2 그룹을 역 세척 및 세정하고, 물 유입구(706k ... 706x)를 통해 투석기(702k ... 702x)의 제2 그룹으로부터 배출된다.

일부 실시예에서 투석기(702a ... 702d)의 제1 그룹이 투석기(702k ... 702x)의 제2 그룹을 역 세척하는데 사용되고 있을 때 물이 배출구(704a)로부터 밖으로 흐르지 않는다는 것이 주목된다.

일부 실시예에서, 투석기(702a ... 702d)의 제1 그룹이 투석기(702k ... 702x)의 제2 그룹을 역 세척하는데 사용되고 있을 때 물은 선택적으로 동일한 밸브(704a)를 통해 또는 상이한 밸브(704b)를 통해 투석기(702z)의 제3 그룹으로부터 밖으로 흐를 수 있다는 것이 주목된다.

이제, 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 물 여과 유닛의 단순화된 개략도인 도 8을 참조한다.

도 8은 2개의 투석기 모듈(801a, 801b)을 포함하는 물 여과 유닛(800)을 도시하며, 여기서 각각의 투석기 모듈은 40개의 투석기를 포함한다. 투석기 모듈(801a, 801b) 중 하나의 투석기 모듈을 역 세척하는 것은 투석기 모듈(801a, 801b) 중 다른 하나의 투석기 모듈에 의해 생성된 청정수를 사용하여 수시로 일어난다.

물 여과 유닛(800)에서 역 세척하는 것에 대한 간략한 설명이 아래에 제공된다.

물은 물 유입구(802)에 제공된다. 일부 실시예에서, 물은 3 기압의 압력으로 제공되지만, 0.2 내지 10 기압의 압력 범위가 선택적으로 고려된다.

일부 실시예에서, 물 유입구(802)에서 유입되는 물에 수압을 제공하기 위해 압력 펌프(미도시)가 물 여과 유닛(800)의 일부로서 포함된다.

일부 실시예에서, 물 유입구(802)에 제공된 물은 시간당 43 입방미터의 율로 제공되지만, 시간당 0.5 내지 10,000 입방미터의 물 제공 율 범위도 선택적으로 고려된다.

공급된 물은 투석기 모듈(801a, 801b)을 통해 여과된다.

일부 실시예에서, 투석기 모듈(801a, 801b)은, 물 유입구(802)에 제공된 물이 투석기 모듈(801a, 801b)을 빠져 나가지 않는, 종단이 막힌 구성(dead-end configuration)에서 동작한다.

여과된 물은 선택적으로 물 배출구(803)에 제공된다.

일부 실시예에서, 여과 정도는, 추가 여과 없이, 예를 들어, 담수화를 위해 역삼투 유닛에 공급할 만큼 양호할 수 있기 때문에, 물 배출구(803)는 여과된 물을 역삼투 유닛(도시되지 않음)에 선택적으로 공급한다.

일부 실시예에서, 물은 또한 선택적으로 염소 탱크(804)에 의해 염소화된다. 일부 실시예에서, 염소화된 물은 선택적으로 SMBS 투여 유닛(도시되지 않음)에 의해 중화된다.

일부 실시예에서, SMBS 투여 유닛(도시되지 않음)은 선택적으로 산화 환원 제어기(도시되지 않음)에 의해 제어된다.

일부 실시예에서, 물 여과 유닛(800)은 2개의 스키드(skid)를 포함하고, 각각의 스키드는 80개의 투석기의 3개의 모듈을 구비한다.

일부 실시예에서 스키드가 역 세척을 위해 여과된 물을 다른 스키드에 제공하는, 60초의 역 세척 동작은 매 2시간마다 한 번 수행된다.

일부 실시예에서 제1 스키드는 물을 여과하고, 제2 스키드를 역 세척하기 위해 여과된 물을 제공한다. 나중에 제2 스키드는 물을 여과하고, 제1 스키드를 역 세척하기 위해 여과된 물을 제공한다.

일부 실시예에서, 역 세척의 빈도 및 지속 시간은 선택적으로 가변적이며, 유입수의 물리적 및/또는 미생물학적 부하에 의해 결정된다. 일부 실시예에서, 역 세척 빈도는 선택적으로 매 5분마다 한번 내지 최대 1주일에 한번으로 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 일반적인 역 세척 시간은 30초 내지 최대 10분으로 변할 수 있다.

일부 실시예에서, 역 세척은 비-제한적인 예로서 투석기 그룹의 투석기의 유입구에서 수압을 감지함으로써 및/또는 투석기 또는 투석기 그룹의 유입구와 배출구 사이의 수압 차를 감지함으로써 자동적으로 개시된다.

일부 실시예에서, 역 세척은 역 세척 물이 맑은(clear) 것을 보는 조작자에 의해 수동으로 종료된다.

일부 실시예에서, 역 세척 물의 투명도가 특정 값을 넘을 때 및/또는 역 세척 불투명도가 특정 값 미만일 때 종료 신호를 제공하는 센서에 의해 역 세척이 자동으로 종료된다.

일부 실시예에서, 역 세척은 역 세척 물을 위한 추가적인 압력을 제공하지 않고 동작한다.

일부 실시예에서, 역 세척은 역 세척을 위한 청정수를 수집하기 위한 용기를 제공하지 않고 수압 및/또는 수압과 같거나 유사한 물 흐름율 및/또는 비-역 세척을 위해 물을 여과하는데 사용되는 흐름율 하에서 동작하는 하나 이상의 투석기 또는 투석기 그룹으로부터 역 세척을 위해 청정수를 제공하는 것에 기초하여 동작한다.

일부 실시예에서, 역 세척은 역 세척을 위한 청정수를 수집하기 위한 용기 없이 원하는 역 세척 압력을 유지하는 압력 부스터 펌프로 동작한다. 일부 실시예에서 압력 부스터는 압력을 가하기 위해 동작하고, 압력 완화 밸브는 선택적으로 압력을 완화한다.

일부 실시예에서, 역 세척 물은 선택적으로 0.4바 내지 6바의 압력 범위에서 제공된다.

역 세척용 수압 펌프 없이 및/또는 역 세척용 청정수를 수집하기 위한 용기 없이 선택적으로 역 세척을 동작시키는 상기 특징은 역 세척을 수행하기 위한 용기 또는 압력 공급원을 요구하는 일반적인 울트라 여과 유닛에 비해 장점을 제공한다.

역 세척을 위한 청정수를 수집하기 위한 용기 없이 선택적으로 물을 사용하지 않고 역 세척을 동작시키는 상기 특징은 이러한 수집 용기를 사용하고 모든 비-역 세척 기간 동안 물이 정지해 있기 때문에 이후 수집 용기에서 물을 염소화하는데 필요한 일반적인 울트라 여과 유닛에 비해 장점을 제공할 수 있다.

일부 실시예에서, 염소화된 물은 선택적으로 역행(backing)하여, 화학적으로 강화된 역 세척(Chemically Enhanced Backwash)을 제공하는데 사용된다.

본 출원 시로부터 성숙된 특허의 수명 동안 많은 관련 투석기가 개발될 것이고 투석기라는 용어의 범위는 이러한 모든 신기술을 선험적으로 포함하는 것으로 의도된 것으로 예상된다.

본 명세서에 사용된 "대략"이라는 용어는 ±25%를 나타낸다.

"포함하는", "구비하는", "갖는"이라는 용어 및 이들의 활용어는 "포함하지만 이에 한정되지는 않는" 것을 의미한다.

"구성된"이라는 용어는 "포함하고 이로 한정된" 것을 의미하도록 의도된다.

"본질적으로 구성된"이라는 용어는 추가적인 성분, 단계 및/또는 부분이 청구된 조성물, 방법 또는 구조물의 기본적이고 신규한 특성을 실질적으로 변경시키지 않는 경우에만 조성물, 방법 또는 구조물이 추가적인 성분, 단계 및/또는 부분을 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 단수 형태의 요소 및 "상기" 요소는, 문맥 상 명백히 달리 지시되지 않는 한, 복수의 요소를 포함한다. 예를 들어, "유닛" 또는 "적어도 하나의 유닛"이라는 용어는 그 조합을 포함하여 복수의 유닛을 포함할 수 있다.

"예" 및 "예시적인"이라는 어구는 본 명세서에서 "예, 예시 또는 도시로서 제공된" 것을 의미하는 것으로 사용된다. "예" 또는 "예시적인" 것으로 기술된 임의의 실시예는 반드시 다른 실시예보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서도 안 되고 및/또는 다른 실시예의 특징을 포함하는 것을 배제하는 것으로 해석되어서도 안 된다.

"선택적으로"이라는 어구는 "일부 실시예에서 제공되며 다른 실시예에서 제공되지 않는" 것을 의미하는 것으로 사용된다. 본 발명의 임의의 특정 실시예는, 복수의 특징이 상충되지 않는 한, 복수의 "선택적인" 특징을 포함할 수 있다.

본 명세서 전반에 걸쳐, 본 발명의 다양한 실시예는 범위 형식으로 제공될 수 있다. 범위 형식에서 설명은 편의상 및 간략화를 위한 것이고, 본 발명의 범위를 융통성 없이 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되는 것으로 이해된다. 따라서, 범위의 설명은 가능한 모든 하위 범위 및 이 범위 내의 개별적인 수치 값을 구체적으로 개시하는 것으로 고려되어야 한다. 예를 들어, 1 내지 6과 같은 범위의 설명은 1 내지 3, 1 내지 4, 1 내지 5, 2 내지 4, 2 내지 6, 3 내지 6 등과 같은 구체적으로 개시된 하위 범위뿐만 아니라, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5 및 6과 같은 이 범위 내의 개별 숫자를 갖는 것으로 고려되어야 한다. 이것은 범위의 폭에 관계없이 적용된다.

본 명세서에서 수치 범위가 언급될 때마다, 이것은 언급된 범위 내에 임의의 인용된 임의의 수치(분수 또는 정수)를 포함하는 것을 의미한다. 제1 지시 숫자와 제2 지시 숫자 "사이의 범위/범위들" 및 제1 지시 숫자"로부터" 제2 지시 숫자"까지" "범위/범위들"이라는 어구는 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용되고, 제1 및 제2 지시된 수 및 이들 수 사이의 모든 소수 및 정수를 포함하는 것을 의미한다.

명료함을 위해 별도의 실시예와 관련하여 기술된 본 발명의 특정 특징은 또한 단일 실시예에서 조합하여 제공될 수 있는 것으로 이해된다. 반대로, 간략화를 위해, 단일 실시예와 관련하여 기술된 본 발명의 다양한 특징은 또한 개별적으로 또는 임의의 적절한 서브 조합으로 또는 본 발명의 임의의 다른 설명된 실시예에 적합하게 제공될 수 있다. 다양한 실시예의 문맥에서 설명된 특정 특징은, 실시예가 이들 요소 없이는 동작할 수 없지 않는 한, 이러한 실시예의 본질적인 특징인 것으로 고려되어서는 안 된다.

본 발명은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 많은 대안, 수정 및 변형이 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다는 것이 자명하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구 범위의 사상 및 넓은 범위 내에 있는 이러한 모든 대안, 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원 문헌이 구체적으로 및 개별적으로 본 명세서에 포함된 것으로 지시된 것처럼 동일한 정도로 전체 내용이 본 명세서에 병합된다. 또한, 본 명세서에서 임의의 참조 문헌을 인용 또는 언급한 것은 이러한 참조 문헌이 본 발명의 선행 기술로서 이용 가능하다는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 표제가 사용되는 한, 표제는 반드시 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (8)

1. 물 여과 시스템으로서,
   제1 투석기;
   상기 제1 투석기의 혈액 포트에 연결된 물 유입 파이프;
   상기 제1 투석기의 투석액 포트에 연결된 청정수 배출 파이프;
   제2 투석기;
   상기 제2 투석기의 혈액 포트에 연결된 물 유입 파이프;
   상기 제2 투석기의 투석액 포트에 연결된 청정수 배출 파이프; 및
   상기 제2 투석기를 역 세척하기 위해 상기 제1 투석기로부터의 청정한 배출수를 상기 제2 투석기의 투석액 포트에 연결하기 위한 밸브를 포함하고,
   상기 제1 투석기의 전체 막 면적은 상기 제2 투석기의 전체 막 면적 이하이고,
   상기 투석기는 매끄러운 모세관 막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 물 여과 시스템.
2. 물 여과 시스템으로서,
   제1 투석기;
   상기 제1 투석기의 혈액 포트에 연결된 물 유입 파이프;
   상기 제1 투석기의 투석액 포트에 연결된 청정수 배출 파이프;
   제2 투석기;
   상기 제2 투석기의 혈액 포트에 연결된 물 유입 파이프;
   상기 제2 투석기의 투석액 포트에 연결된 청정수 배출 파이프; 및
   상기 제2 투석기를 역 세척하기 위해 상기 제1 투석기로부터의 청정한 배출수를 상기 제2 투석기의 투석액 포트에 연결하기 위한 밸브를 포함하고,
   상기 제1 투석기의 전체 막 면적은 상기 제2 투석기의 전체 막 면적 이하이고,
   상기 물 여과 시스템은 역세척을 위한 청정수를 수집하는 용기를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 물 여과 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 투석기의 두 투석액 포트에 연결된 상기 청정수 배출 파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물 여과 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 투석기는 제1 복수의 투석기를 포함하고;
   상기 제2 투석기는 제2 복수의 투석기를 포함하고;
   상기 밸브는 적어도 하나의 밸브를 포함하고, 상기 제2 복수의 투석기를 역 세척하기 위해 상기 제1 복수의 투석기로부터의 청정한 배출수를 상기 제2 복수의 투석기의 투석액 포트에 연결할 수 있는 것을 특징으로 하는 물 여과 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 복수의 투석기에 포함된 상기 투석기의 카운트(count)는 상기 제2 복수의 투석기에 포함된 상기 투석기의 카운트 이하인 것을 특징으로 하는 물 여과 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 복수의 투석기에 포함된 상기 투석기의 전체 막 면적은 상기 제2 복수의 투석기에 포함된 전체 막 면적 이하인 것을 특징으로 하는 물 여과 시스템.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 투석기는 제1 그룹의 투석기를 포함하고;
   상기 제2 투석기는 제2 그룹의 투석기를 포함하고;
   상기 밸브는 적어도 하나의 밸브를 포함하고, 상기 제2 그룹의 투석기를 역 세척하기 위해 상기 제1 그룹의 투석기로부터의 청정한 배출수를 상기 제2 그룹의 투석기의 투석액 포트에 연결할 수 있는 것을 특징으로 하는 물 여과 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 그룹의 투석기에 포함된 상기 투석기의 전체 막 면적은 상기 제2 그룹의 투석기에 포함된 전체 막 면적 이하인 것을 특징으로 하는 물 여과 시스템.