KR20050086742A

KR20050086742A - 수살균과 발전을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20050086742A
Application number: KR1020057008985A
Authority: KR
Inventors: 그레고리 비 리안
Original assignee: 그레고리 비 리안
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-08-30
Also published as: PT1563173E; EP1563173A1; US6931860B2; WO2004046524A1; US20040103670A1; CA2506750A1; WO2004046524B1; AU2003295494B2; MXPA05005297A; US7571613B1; RU2005119199A; CA2506750C; ES2457020T3; RU2338909C2; EP1563173B1; AU2003295494A1; KR101001790B1

Abstract

본 발명은 동력을 생성하고 물을 살균하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 상기 시스템은 동력발전 서브시스템과 수살균서브시스템을 포함하며 이하의 장치들과 결합된다. 상기 동력발전 서브시스템은 터빈동력발전기를 포함한다. 공기는 알려진 방법에 의해 동력을 발전하는 터빈 동력발전기를 통해 흐른다. 상기 공기는 보다 큰 동력을 위해 스피드를 증가하기 위해 터빈으로 흐르기 전에 가열된다. 상기 수살균 서브시스템은 하나 또는 그 이상의 열교환기를 포함하고 열교환기의 적어도 하나는 터빈을 빠져나오는 뜨거운 공기흐름을 수용하도록 연결된다. 상기 터빈을 빠져나오는 공기흐름으로부터 가열은 열교환기 내측에 보다 차가운 폐수를 살균하기 위해 이용된다.

Description

수살균과 발전을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR WATER PASTEURIZATION AND POWER GENERATION}

본 발명은 수살균에 관한 것으로 특히 수살균과 터빈발전에 관한 것이다.

폐수를 정화하기 위한 종래의 방법은 염소처리, 자외선 노출 및 초여과를 포함한다. 하지만 상술한 방법들은 여러가지 문제점이 있다.

염소처리방법은 염소 또는 염소화합물을 이용한 수처리이다. 염소농도가 매우 충분하다면 처리수는 좋지 못한 냄새와 맛이 될 것이다. 몇몇 사람들은 염소의 양을 매우 적게한 냄새와 맛을 목표로 한다. 또한 염소처리는 인체에 해로울 수 있다. 물공급이 부식질 복합물, 즉 낙엽, 잔디, 숲, 또는 동물의 배설물과 같은 유기물의 분해물질과 같은 물질을 함유한다면 물공급중의 염소는 트리할로메탄(THMs)을 생성할 수 있다. 트리할로메탄(THMs)은 지하수와 흔히 결합되지 않기 때문에, 트리할로메탄(THMs)은 표면수 공급이 이용될 때 기본적으로 우려가 되는 것이다. 리터당 0.10 밀리그람 보다 과도한 상태에서 트리할로메탄(THMs)을 갖는 물공급의 소비는 암의 원인이 될 수 있는 것으로 환경 보호청(Environmental Protection Agency)에 의해 판단되고 있다.

자외선 방사의 노출에 의한 수처리는 복잡하고 유지관리가 필요하다. 수처리는 자외선 램프를 이용할 수 있으며 자외선 램프는 주기적으로 대체될 수 있다. 자외선 처리는 물방향으로 자외선 빛을 집중하기 위한 반사경을 자주 이용한다. 상기와 같은 반사경은 자주 세척되어야 한다. 또한 자외선 노출의 일정함을 촉진하도록 자외선 처리 쳄버를 통해 층류로 유수가 흐르는 것이 바람직하다. 이러한 것들은 배플과 특별하게 설계된 처리 쳄버를 이용해야 하는 필요성이 있으며 비용이 증가한다.

여과는 일련의 필터를 통해 흐르는 유수를 일으키는 것을 포함한다. 자외선처리에서와 같이 여과는 지속적인 관리가 필요하다. 상기 필터는 주기적으로 세척되어야 하고 교체되어야 한다. 또한 여과는 몹시 느린 공정이다.

살균은 물정화를 위한 방법으로서 아직 잘 알려지지 않는 방법이다. 이 방법은 적어도 150-170℉의 온도로 물을 가열하는 공정을 포함한다. 살균은 캠프사이트(campsite) 및 다른 원거리 지역, 농촌과 같이 수량이 적은 곳에서 일반적으로 이루어진다. 작고 포터블한 솔라 수살균 유닛 또는 솔라 쿠커는 태양열로부터 수살균을 위해 이용된다. 일반적으로 살균은 많은 양의 물을 가열하는 단계로 인한 높은 비용 때문에 대규모의 수처리를 위해 이용되지는 않는다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 수살균과 발전시스템을 도시한 다이어그램이고,

도2는 본 발명의 바람직한 실시예에서 이용되는 열교환기의 구조도이고,

도3은 폐수로부터 침지가스가 덕트버너에서의 부가적인 열원으로 시용되는 본 발명의 바람직한 실시예의 다이어그램이고,

도4는 폐수로부터 침지가스가 천연가스 연료원과 혼합되는 본 발명의 바람직한 실시예의 다이어그램이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 종래의 기술과 다른 발전과 수처리의 방법 사이에서 합성하기 위한 새로운 것이라 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 터빈발전으로부터 많은 양의 물을 살균하기 위한 가열탈기(heat exhaust)를 이용한다.

본 발명의 제1 실시예에서 물을 살균하고 동력을 생산하기 위한 시스템을 제공하는 것으로 터빈, 발전기, 열교환기 및 열원을 포함한다. 상기 터빈은 작동유체의 흐름을 수용하고 상기 작동유체는 블레이드와 터빈의 출력샤프트를 회전하는 구조이다. 상기 열교환기는 제1과 제2 내부쳄버를 갖는다. 상기 제1 쳄버는 터빈을 빠져나오는 작동유체를 수용하는 구조이고 제2 쳄버는 처리되지 않거나 도시형 폐수저장탱크로부터 부분적으로 가열된 폐수와 같은 물을 수용하는 구조이다. 열교환기의 쳄버는 제1 쳄버 내의 작동유체와 제2 쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하는 구조이다. 열은 적어도 수살균온도로 물온도를 상승하기 위해 뜨거운 작동유체로부터 비교작 차가운 물까지 흐른다. 상기 열원은 터빈과 열교환기의 제1쳄버를 통해 흐르는 작동유체에 열을 전달하는 구조이다. 일반적으로 열원은 열교환기의 작동유체 업스트림에 열을 전달한다. 구체적인 실시예에서 열원은 터빈의 업스트립과 다운스트림 사이의 작동유체에 열을 전달한다.

본 발명의 다른 실시예에서 본 발명은 전력을 생산하고 물을 살균하기 위한 시스템을 제공하며 터빈발전기와 열교환기를 포함한다. 상기 터빈발전기는 작동유체의 흐름이 전원으로 변환하는 구조이다. 열교환기는 제1과 제2 유체분리쳄버를 갖는다. 상술한 "유체분리(fluidly separate)" 쳄버는 쳄버 내의 유체가 혼합되지 않도록 구비된 쳄버이다. 제1 내부쳄버는 터빈발전기로부터 작동유체의 배기흐름을 수용하도록 구비되는 반면에 제2 내부쳄버는 물을 수용하는 구조이다. 상기 쳄버들은 제2 쳄버 내의 물을 바람직하게 살균하도록 제1 쳄버 내의 작동유체와 제2 쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하도록 구비된 구조이다. 협의적면에서 시스템은 터빈발전기로 흐르는 작동유에 열을 전달하는 구조의 열원을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서 본 발명은 동력을 생산하고 물을 살균하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 작동유체 터빈동력발전기를 통해 흐르게 된다. 상기 작동유체의 흐름은 터빈동력발전기가 전력을 발생하도록 한다.

상기 작동유체는 터빈동력발전기를 빠져나온 후에 작동유체는 열교환기의 두개의 분리 내부쳄버 중의 제1 쳄버로 향하게 된다. 상기 쳄버는 제1 쳄버 내의 작동유체와 두개 쳄버 중의 제2 쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하는 구조이다. 상기 제1 쳄버 내의 작동유체는 물 살균온도 보다 높은 온도이다. 물은 열교환기의 제2 쳄버를 통해 흐르게 되고 물은 초기에 물 살균온도 보다 더 차가워진다. 상기 제2 쳄버를 통해 흐르는 물은 제1 쳄버 내의 작동유체로부터 열을 흡수하도록 허용된다. 열교환기의 제2 쳄버를 통해 흐르는 물의 흐름비는 물온도가 살균온도로 올라가도록 제어된다.

다른 실시예에서 본 발명은 전력을 생산하는 방법과 물을 살균하는 방법을 제공한다. 공기는 터빈동력발전기를 통해 펌프된다. 상기 공기는 터빈동력발전기가 전력을 발생하도록 한다. 공기가 터빈너력발전기를 빠져나온 후에 열은 적어도 수살균온도로 물온도를 상승하도록 공기로부터 물로 전달된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

전력을 생산하기 위한 잘 알려진 방법은 터빈동력발전기를 통해 고속에서 스팀 또는 공기와 같은 유체를 흐르도록 하는 것이다. 상기 터빈동력발전기는 동력발전기와 결합되는 터빈을 포함한다. 상기 동력발전기는 상기 터빈출력샤프트와 결합될 수 있는 샤프트를 포함한다. 상기 발전기 샤프트는 샤프트 회전을 전력으로 변환하기 위한 자석으로 구비된다. 일반적으로 작동유체는 터빈을 통해 고속흐름을 촉진하도록 과열가스상태로 된다. 상기 유체는 터빈과 발전기 샤프트의 회전을 발생하는 터빈블레이드를 통해 흐른다. 상기 자석의 자장에서의 연속적인 움직임은 전류를 생성한다. 상기 발전기는 발전된 전력을 캡쳐 및 저장하기 위한 부가적인 장치를 포함한다. 또한 동화장치 및 방법은 전력발생을 위해 필요하고 기본적인 원칙하에 기반된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 물을 살균하는 터빈동력 발전기를 여자한 후에 작동유체의 열을 이용한다. 그러므로 본 발명의 구체적인 실시예는 종래 전력발생과 수살균 사이의 시너지를 것이라 할 수 있다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력발전시스템(6)과 수살균을 도시한 것이다. 상기 시스템(5)은 도1에서 점선에 의해 구별되는 수살균 서브시스템(6)과 전력발생 서브시스템(8)을 포함하는 것이다. 이하에 설명되는 바와 같이 수살균 서브시스템(6)은 폐수방류수(12)와 살균된 정화수(30) 출력을 수용한다. 동시에 전력발생서브시스템(8)은 터빈발전기(61)를 통해 공기와 물과 같은 작동유체의 과열흐름으로부터 전력을 생성한다. 또한 이하에 설명되는 바와 같이 수살균 서브시스템(6)은 전력발생 서브시스템(8)으로부터의 가열배기를 이용하고 전력발생서브시스템(8)으로부터 용이하게 분리되는 에너지의 일부가 있고 두개의 서브시스템 사이에서 시너지를 생성한다.

상기 상세한 설명은 시스템의 동작을 설명하고 시스템(5)의 구조를 설명한다.

수살균서브시스템(6)의 주요한 구성요소는 제1열교환기(16), 제2열교환기(20) 및 저수탱크(24)이다. 상기 서브시스템(6)은 여러가지 구성요소 사이의 연결을 위한 다수의 흐름 채널을 포함한다. 상기 서브시스템(6) 구조가 설명된다.

제1 열교환기(16)는 이하에 설명되는 네개의 흐름 채널과 연결된다. 여기서 "흐름채널(flow channel)"은 하나 또는 그 이상의 흐름 경로 또는 쳄버이고 다양한 다른 사이즈와 구조를 가정할 수 있다. 제1 열교환기(16)는 두개의 흐름 분리 내부 쳄버를 포함한다. 제1 쳄버는 폐수입력 흐름 채널(14)과 전열 물흐름채널(18) 사이의 도관으로 제공된다. 도1에 도시되지는 않았지만 제1 열교환기(16)의 두개의 쳄버는 두개의 쳄버 내의 흐름 사이에서 열교환을 증진하도록 열교환기 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이 바람직하게 구비된다. 바람직하게 두개의 쳄버는 보다 큰 열전달을 촉진하도록 하나와 결합되는 큰 표면의 영역을 갖는다.

도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열교환기(80)의 구조를 도시한 것이다. 특히 열교환기(80)는 도1에 도시된 제1 열교환기 및/또는 제2 열교환기(20)와 같이 사용하기 위해 적합하고 부가적인 열교환기가 바람직하다. 상기 열교환기(80)는 쳄버를 분리하는 인터페이스(82)와 두개의 유체분리 내부쳄버(A,B)를 포함한다. 상기 열교환기(80)는 인렛(84,88)과 아웃렛(86,90)을 포함한다. 상기 쳄버(A)는 인렛(84)과 아웃렛(88)에 연결되고 쳄버(B)는 인렛(88)과 아웃렛(90)에 연결된다. 도2는 2차원으로 도시한 것으로 열교환기(80)가 3차원구조인 것이 이해될 수 있다. 도시된 바와 같이 쳄버(A,B)는 3차원 쳄버이다. 쳄버(B)는 두개 부분으로 보여짐과 동시에 쳄버(B)는 쳄버(A)가 연속적인 쳄버가 되는 것과 같이 하나의 연속적인 쳄버이다. 도시된 구조에서 두개의 간단한 선형세그먼트가 도시되며 인터페이스는 보다 큰 열전달을 촉진하도록 쳄버(A)와 쳄버(B) 사이의 큰 접촉면에서 초래되는 바람직한 구조이다. 상기 두개의 쳄버는 유체분리이다. 그러므로 유체(1)은 인렛(84)과 아웃렛(86)을 통해 쳄버(A)를 흐르고 유체(2)는 열교환기(80) 내측 두개의 흐름의 혼합이 없이 인렛(88)과 아웃렛(90)을 통해 쳄버(B)를 통해 흐른다.

도1에 계속해서 제2 열교환기(20)가 이하에 설명되는 바와 같이 두개의 공기흐름 채널과 두개의 물흐름채널과 연결된다. 제1열교환기(16)과 마찬가지로 제2 열교환기(20)는 두개의 유체분리 내부 쳄버를 포함한다. 제1 흐름쳄버는 전열물흐름채널(18)과 살균물흐름채널(22) 사이의 도관으로써 제공된다. 상기 제2쳄버는 공기흐름채널(66)과 공기흐름 방사채널(68) 사이의 도관으로써 제공된다. 도시되진 않았지만 제2히트열교환기(20)의 두개의 쳄버는 두개의 쳄버 내의 유체 사이의 열교환을 증가하도록 열교환기 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이 바람직하게 구성된다. 바람직하게는 두개의 쳄버는 보다 큰 열전달을 촉진하도록 서로 접촉되는 큰 면적을 갖는 구조이다.

상기 살균된 물흐름채널(22)은 제2열교환기(20)과 저수탱크(24) 사이의 도관으로써 제공된다. 상시 살균물흐름채널(26)은 상술한 바와 같이 제1 열교환기(16)의 내부 쳄버 중의 하나와 저수탱크를 연결한다. 살균서브시스템(6)의 하나 또는 그 이상의 물흐름채널은 열손실 또는 이득을 완전하게 또는 부분적으로 절연된다. 구체적인 실시예에서 흐름채널의 전체가 절연된다. 바람직하게 각 열교환기 내에서의 쳄버 사이에 절연이 이루어지지 않는다.

전력발생서브시스템(8)의 주요 구성요소는 연료원(42), 가스압축기(46), 펌프(41), 가스이그니션쳄버(50), 터빈발전기(61) 및 덕트버너(64)이다. 상기 서브시스템(8)은 구성요소들 사이에 연결을 위해 다수의 흐름채널을 포함한다. 상기 서브시스템(8)의 구조는 이하에 설명된다.

상기 가스연료원(42)은 비압축된 가스흐름채널(44)를 통해 가스 압축기(46) 및 덕트버터(64)에 연결된다. 상기 가스연료원(42)은 바람직하게 가능한 메탄, 프로판 또는 부탄과 같은 천연가스를 포함한다. 상기 가스압축기(46)는 압축된 가스흐름채널(48)를 통해 가스이그니션 쳄버(50)에 연결된다. 상기 가스이그니션쳄버(50)는 공기흐름채널(52)과 터빈 인렛 공기흐름채널(54)에 연결된다. 구체적인 실시예에서 펌프(41)는 공기흐름채널(52)로 펌프인렛(39)에서 수용되는 펌핑공기(40)를 위해 공급된다. 상기 가스이그니션쳄버(50)는 전기스파크 발생기, 불꼭발생기 또는 다른 장치와 같은 천연가스이그니터를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 터빈인렛 공기흐름채널(54)은 터빈발생기(61)의 인렛에 연결된다. 구체적인 실시예에서 터빈발전기(61)는 동력발전기와 결합되는 출력샤프트(58)를 갖는 터빈(56)을 포함한다. 여기서 상기 "터빈발전기" 는 터빈과 동력발전기의 조합이고 터빈출력샤프트는 발전기를 구동하는 구조이다.

상기 터빈(56)의 유체출력은 "배기" 흐름 채널(62)를 통해 덕트버너(64)에 연결된다. 상기 공기흐름채널(62)로 터빈을 통해 빠져나간 공기흐름은 "터빈배기"로 종종 간주된다. 상기 덕트버너(64)는 제2 열교환기(20)에 인도되는 상술한 공기흐름채널(66)에 연결된다. 상기 공기흐름방사 채널(68)은 제2 열교환기(20)에 연결되고 주변으로 공기의 방사를 위해 스택(70)에 인도된다. 연속적인 방사 모니터링(CEM) 시스템(72)은 당해 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이 공기흐름방사채널(68)에 서의 공기 양을 모니터링 하도록 제공되는 것이 바람직하다. 발전서브시스템(8)의 하나 또는 그 이상의 공기흐름 채널은 열손실과 이득을 방지하기 위해 완전하게 또는 부분적으로 절연된다. 구체적인 실시예에서 흐름채널의 전부는 절연된다.

본 발명의 구체적인 실시예에 따라 전체 시스템(5)의 동작이 이하 설명된다. 상술한 바와 같이 전력발전시스템(8)은 과열된 공기흐름을 전력으로 변환한다. 실내온도(59℉)에서 공기(40)는 가스이그니션 쳄버(50)로 공기흐름 채널(52)를 통해 바람직하게 펌프된다. 동시에 천연가스 100psig 는 가스압축기(46)로 비압축된 가스흐름채널(44)을 통해 가스연료원(42)로부터 흐른다. 상기 압축기(46)는 보다 높은 가스압력(예:318psig)로 가스를 압축하고 따라서 이그니션될 때 크게 증가된 가열발전용량을 갖는다. 상기 압축된 가스는 가스이그니션쳄버(50)로 압축된 가스흐름채널(48)을 통해 흐른다. 가스 이그니션 쳄버(50)에서, 압축된 천연가스는 공기(40)와 혼합된다. 상기 천연가스 이그니션수단은 존재하고 있는 공기 내에서 압축된 천연가스를 이그니션하고 공기에 다량의 열을 방출한다. 그 결과로 가스이그니션쳄버(50) 내측 공기는 압축된 가스 상태, 과열된 상태로 된다. 이러한 상태에서 과열공기(이그니션으로부터 배기가스를 포함하는)는 터빈(56)으로 터빈인렛흐름 채널(54)를 통해 고속에서 흐른다. 고속에서 과열된 공기의 흐름은 회전하도록 터빈블레이드를 일으키고 출력샤프트(58)의 회전을 발생한다. 상기 발전기(60)는 상술한 방법에서와 같이 상기 회전을 전기로 변환한다.

상기 과열된 공기는 터빈(56)을 통해 흐른후에 공기는 덕트버너(64)로 배기공기흐름 채널(62)을 통해 계속흐른다. 상기 덕트버너(64)는 비압축된 가스흐름채널(44)를 통해 천연가스를 수용한다. 바람직한 실시예에서, 상기 덕트버너(64)는 압축된 가스 흐름 채널(48)로부터 압축된 가스 흐름을 수용할 수 있다. 가스 이그니션 쳄버(50)와 같이 덕트버너(64)는 전자스파크, 발전기 플레임 발생기 또는 그와 같은 장치와 같은 천연가스 이그니터를 포함한다(미도시). 덕트버너(64) 내부에서 천연가스는 제2열교환기(20)의 두개의 내부 쳄버 주의 하나로 공기흐름채널(66)을 통해 흐르는 것과 같이 공기에 부가적인 열을 전달하여 이그니션되도록 된다. 바람직한 실시예에서 덕트버너(64)가 필요하지 않음을 이해할 수 있다. 이하에 설명하는 바와 같이 제2열교환기(200) 내측에서 공기냉각은 냉각수와 열교환이 일어나기 때문이다. 상기 냉각공기는 공기흐름방사채널(68)을 통해 제2열교환기(20)를 빠져나간다. 상기 냉각된 공기는 스택(70)을 통해 주변에 방사된다.

방사표준에 따르도록 제2열교환기(20)는 스택(70)을 통해 주변으로 방사되기 전에 공기를 세정하는 동안 촉매제를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매제는 질소산화물(Nox)을 환원하기 위해 이용된디. 상기 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매제는 암모니아 또는 요소복합물과 같은 환원제와 결합해서 이용된다. 다른 촉매제는 당해 기술분야에서 잘 알려진 CO 촉매제와 같은 방사표분에 적합하도록 이용된다. 상술한 바와 같이, CEM(72) 시스템은 방사표준에 따르도록 스택(70)을 통해 주변에 방사되는 공기의 특성을 모니터링하도록 바람직하게 이용된다.

동작에서, 수살균 서브시스템(6)은 열교환기(16,20)을 통해 흐르는 폐수(12)를 일으켜서 폐수방출(12)을 살균한다. 수살균 서브시스템(60)으로 들어가기 전에 폐수방출(12) 온도는 근처 실내온도(예:60-66℉) 정도이다. 상기 폐수(12)는 폐수입력흐름채널(14)를 통해 제1열교환기(16)의 두개 내부 쳄버 중의 하나로 흐른다. 도시되지는 않았지만 펌프는 입력흐름채널(14)로 폐수(12)를 펌프하도록 제공된다. 선택적으로 폐수(12)는 중력에 의해 입력흐름채널(14)로 흐를수 있고, 예컨대 집수탱크가 제1열교환기(16) 상부에 종축으로 구비될 수 있다. 몇몇 구조에서 필터는 제1열교환기(16)으로 흐르기 전에 폐수(12)로부터 보다 큰 토석을 필터하도록 구비될 수 있다.

이것은 비살균된 폐수를 터빈배수로부터 열을 전달하기 위한 구조와 시스템으로 이해될 수 있을 것이다. 예를 들어 제2열교환기(20) 내측 터빈배기로부터 제1열교환기(16) 내측의 폐수까지 열을 전달하기 위한 폐루프순환 유체시스템이 제공될 수 있다. 물론 다른 열교환구조와 시스템이 가능할 수 있다.

제1 열교환기의 두개의 내부 쳄버 중의 하나의 내측에서, 폐수는 두개 쳄버 중의 나머지 하나 내측에서 살균된 뜨거운 물의 열을 흡수한다. 이것은 살균 또는 인접한 살균 레벨(적어도 130℉ , 바람직하게는 135℉, 약 140-148℉)의 온도를 상승시키는 것이다. 따뜻한 물이 제2 열교환기(20)의 두개의 내부 쳄버 중의 하나로 전열된 물흐름내널(18)을 통해 흐른다. 제2 열교환기에서 물은 열교환기(20)의 다른 내부 쳄버를 통해 뜨거운 공기 흐름으로부터 열을 흡수한다. 이것은 살균레벨(바람직하게 150-170℉, 보다 바람직하게는 160℉, 약 160-161℉)로 온도를 상승시켜서 물온도를 상승시키는 원인이 된다. 살균된 물은 저수탱크(24)로 살균된 물흐름채널(22)을 통해 흐른다. 저수탱크(24)는 다음 단계의 집수탱크로서 제공하기 위해 출력 물흐름채널(28)의 다운스트림으로부터 생략될 수 있는 것을 알 수 있다. 상기 살균된 물은, 폐수입력흐름채널(14)로부터 폐수방출(12)을 입수하는 단계를 포함하는 제1열교환기(16)의 내부쳄버로 살균된 물 흐름 채널(26)를 통해 계속한다. 상술한 바와 같이 뜨거운 살균물은 보다 차가운 폐수(12)에 열을 손실하며 살균된 물의 온도를 하강하는 원인이되고 바람직하게는 실내온도(76℉)로 되돌아 온다. 상기 냉각된 살균된 물은 정수된 출력물(30)로서 정수출력흐름채널(28)을 통해 제1열교환기(16)을 빠져나간다.

제2열교환기(20)를 통해 흐르는 물의 비율을 조절하기 위한 흐름제어기를 제공하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다. 바람직하게는 제2열교환기(20)를 통해 흐르는 물은, 물을 살균하도록 충분한 시간 동안 물이 수살균온도로 온도 내에서 상승하도록 터빈배기공기흐름으로부터 충분한 열을 흡수하도록 조절된다.

바람직한 실시예에서 가스연료원(42)와 비압축된 가스흐름채널(44)에서의 천연가스연료는 약 100 psig 이고 약 7.1MMBtu/hr 동력을 제공한다. 상기 가스가 가스압축기(46) 내에 압축된 후에 약 318psig 가 바람직하고 74.6MMBtu/hr 를 제공한다. 바람직한 실시예에서 상기 터빈발전기(61)는 Solar Turbines of SnaDiego,CA에 의한 TAURUS 70-T1030S 이다. 해발 200 피트의 상공에서 주변온도 59℉ 그리고 습도60% 일때, 터빈발전기는 7.160MW의 총출력을 갖는다. 이러한 상태에서 공기흐름채널(62)에서 상기 터빈배기공기는 210,044lb/hr의 흐름비를 갖고 916℉의 온도를 갖는다. 바람직하게 비압축된 가스흐름채널(44)에서 천연가스로부터의 덕트버너(64) 내의 공기에 전달되는 열은 약 1034℉로 공기열을 가져온다. 구체적인 실시예에서 제2열교환기(20)를 빠져나가는 냉각된 공기는 약250℉의 온도를 갖고 스택(70)으로부터의 210,385lb/hr에서 흐른다.

구체적인 실시예에서 열교환기(16,20)와 저수탱크(24)는 하루 마다 폐수방출(12)의 약 1000만 갤론을 살균하는 구조와 크기이다. 구체적인 실시예에서 상기 시스템은 하루 당 양이 두번 살균하는 구조와 크기는 갖는다. 당해 기술분야의 전문가는 시스템(5)의 용량이 크기와 열교환기(16,20)의 열전달특성을 변화시켜 조절될 수 있고, 저수탱크(24)의 크기와 물흐름채널의 크기를 변화시켜 조절될 수 있고 다른 가열용량을 가즌 천연가스연료의 선택에 의해 조절될수 있고 서로 다른 터빈배기공기 흐름 특성을 갖는 터빈발전기(61)의 선택에 의해 조절될 수 있다. 바람직한 실시예에서 열교환기는 적어도 하루에 500만 갤런을 살균시키는 구조가 바람직하고 보다 바람직하게는 1000만 갤런, 1500만 갤런 및 2000만 갤런의 폐수를 처리하는 것이 바람직하다.

구체적인 실시예에서 물은 적오도 2초, 보다 바람직하게는 5초, 더욱 바람직하게는 10초 및 매우 바람직하게는 15초의 살균온도를 유지한다. 일반적으로 보다 뜨거운 물의 온도는 보다 짧은 시간의 살균시간이 필요하다. 약 5초 동안에 적어도 160℉의 온도에서 물의 살균이 바람직하다. 200℉ 에서는 적어도 2초 동안 살균시간이 필요하다. 상기 물 살균온도(물흐름채널(22)에서의 물의 온도)는 150-212℉ 가 바람직하고 보다 바람직하게는 155-200℉ 가 바람직하다. 150-170℉ 에서의 살균이, 더 높은 온도는 전력발전서브시스템(8)으로부터 보다 큰 열발전이 필요하기 때문에 바람직하며, 비용이 증가하고 생산비율이 감소될 수 있다. 수살균온도는 바람직하게는 최소한 160℉ 가 바람직하다.

본 발명은 도시수준에서의 이용과 잇점이 있는 것으로 기대된다. 본 발명은 비용의 효율적인 방법면에서 물을 살균하고 동력을 발생하기 위한 자치단체에 기회가 될 수 있다. 발생된 동력은 보다 큰 회사로부터 구매되어 보충전력으로 사용할 수 있다. 상기 살균된 물은 지역에서 이용될 수 있다. 시골이나 도시에서 이용될 때 수살균의 터빈(56)과 전력발전시스템(5)은 상대적으로 작은 것이 바람직하다. 구체적인 실시예에서 터빈(56)은 50 MW 까지 발생하는 것이 가능하고 1000 MW 하는 것이 바람직하다. 구체적인 실시예에서 수살균과 전력발전시스템(5)은 메가와트 당 200,000 갤런의 물을 처리하는 것이 가능하다. 상기 시스템(5)은 100,000 gallons/MW 를 처리할 수 있고 보다 바람직하게는 500,000 gallons/MW 를 처리하는 것이 바람직하다. 상기 시스템(5)은 최고 2000,000 ~ 1,500,000 gallons/MW 를 처리할 수 있다. 구체적인 실시예에서 상기 시스템은 140만 gallons/MW 를 처리할 수 있다.

당해 기술분야의 전문가는 두개의 열교환기를 포함하는 수살균서브시스템(6)을 필요로 하지 않는다는 것을 알 수 있다. 예를 들어 폐수(12)는 터빈배기공기 흐름을 수용하는 단일 열교환기의 이용에 의해 냉각될 수 있다(예:제1열교환기제거 및 제2열교환기로 폐수(12)를 유도). 그러나 두개의 열교환기는 확실하게 서브시스템(6)의 살균용량을 증가하기 때문에 바람직하다. 단일 열교환기가 이용된다면 이것은 주변실내온도에서 약 100℉를 중가한 적어도 살균온도 150-170℉ 까지 폐수(12)의 온도를 상승시켜야 한다. 많은 양의 물온도를 증가하기 위하여 단일 열교환기를 통화한 물흐름비가 한정되어야 하고 물은 터비배기공기흐름으로부터 열을 충분히 흡수하여야 한다. 단일 열교환기구조에서 시스템(5)은 메가와트 당 250,000 갤론을 살균할 수 있다. 그러나 도시된 바와 같이 두개의 열교환기(16,20)를 이용하여 약 140℉으로 물을 전열하는 제1열교환기(16)가 가능하다. 그러므로 제2 열교환기는 10-31℉에 의한 물온도를 증가하는 것이 필요하다(150-171℉ 까지, 보다 바람직하게는 160-161℉ 까지). 거서은 보다 높은 흐름비를 허용하는 것이다. 두개의 열교환기를 갖는 시스템(5)은 메가와트 당 140만 갤론을 살균할 수 있을 것을 추정된다. 두개의 열교환기를 이용하는 또 다른 잇점은 살균된 물이 실내온도를 냉각시키는 것이다. 두개의 열교환기를 이용하는 구체적인 실시예에서 당해 분야의 전문가들은 시스템(5)가 도1에 도시된 방법으로 연결된 여러개의 열교환기를 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다.

도시된 구체적인 실시예는 터빈발전기로 흘러가고 빠져나오는 공기를 가열하도록 천연가스를 이용할 수 있으며 본 발명의 잇점은 핵에너지 또는 석탄과 같은 열발생의 근원을 이용하여 얻어질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 다양한 형태의 에너지는 터빈발전기로 흘러가거나 빠져나오는 공기를 가열하는데 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도1을 참조하면 수살균과 동력발전시스템(5)은 동력발전서브시스템(8)의 작동유체를 가열하기 위한 연료원과 같은 전열되고 산화된 폐수로부터의 소위 "침지가스"를 이용할 수 있다. 바람직하게 폐수(12)는 제1 열교환기(16)로 들어가지 이전에 전열되고 산화된다. 상기 전열고 산화는 박테리아의 성장을 촉직하고 침지가스 일반적으로 메탄가스를 방출하는 폐수를 일으킨다. 이그니션될 때 침지가스는 작동유체에 부가된 열을 전달할 수 있다.

도3은 동력발전시스템의 작동유체를 위한 부가적인 열원으로서 침지가스를 이용한 본 발명의 구체적인 일실시예로서, 침지가스는 덕트버너(64)에 보내진다. 상기 폐수(12)는 쳄버 또는 탱크(95) 내에서 집수된다. 상술한 바와 같이 폐수(12)는 가스압축기(97)에 연결된 침지가스흐름 채널(96)으로 침지가스의 방출되어 효과적으로 전열 및/또는 산화된다. 상기 침지가스의 압축은 침지가스의 열발생용량을 상승하도록하는 것이 바람직하며 보다 바람직하게는 구체적인 실시예에서 천연가스(42)와 호환되는 레벨이면 더욱 바람직할 것이다. 침지가스는 압축기(97) 내에서 압축된 후에 덕터버너(64)로 침지가스 흐름채널(98)를 통해 흐르며 바람직한 실시예에서 천연가스 흐름채널(44)로부터 천연가스(42)와 혼합된다. 바람직한 실시예에서 압축기(97)는 설계시에 생략되고 보다 바람직하게는 탱크(95)에서 덕트버너(64)까지 단일의 침지가스 흐름채널이 있다.

도4는 동력발전서브시스템의 작동유체를 위한 부가적인 열원으로서 침지가스를 이용하는 다른 바람직한 실시예이며 침지가스는 바람직한 실시예의 천연가스 연료원(42)와 직접적으로 혼합된다. 상기 침지가스는 가스압축기(100)로 침지가스 흐름채널(99)을 통해 탱크(95)로부터 흐른다.

침지가스가 압축기(100)에서 압축된 후에 바람직한 실시예에서 알 수 있는 바와 같이 천연가스원(42)로 직접 침지가스 흐름채널(101)을 통해 흐른다. 구체적인 실시예에서 침지가스는 터빈(56)의 작동유체 업스트림과 혼합한다. 몇몇 실시예에서 터빈(56)으로 유도되는 침지가스는 터빈손상의 위험이 있을 수 있고 터빈성능을 악화시킬 수 있으며 도3의 구체적인 실시예는 도4의 실시예 보다 바람직하다. 그러나 터빈이 손상되고 침지가스의 위험이 없을 때 도4의 구체적인 실시예는 몇몇 경우에서 바람직할 수 있다. 구체적인 실시예에서 압축기(100)는 설계에서 생략되고 보다 바람직하게는 탱크(95)로부터 천연가스연료원까지 단일 침지가스 흐름채널을 갖는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 수살균과 발전을 위한 시스템 및 방법은 물을 살균하고 동력을 생산하기 위해 터빈, 발전기, 열교환기 및 열원을 포함하는 구조로서 살균된 물은 각 지역에서 이용할 수 있으며 발생된 동력은 큰 회사 등의 보충전력으로 사용할 수 있다.

참고로 본 발명의 구체적인 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

Claims

동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템에 있어서,

블레이드와 터빈의 출력샤프트를 회전하는 작동유체의 흐름을 수용하도록 구비된 터빈과;

터빈출력샤프트와 결합되고 출력샤프트의 회전을 동력으로 변환하는 구조의 발전기와;

제1과 제2 내부쳄버를 갖는 열교환기와; 및

터빈과 열교환기의 제1 쳄버를 통해 흐르는 작동유체에 열을 전달하도록 연결된 열원과;를 포함하되

제1 쳄버는 터빈을 빠져나오는 작동유체를 수용하도록 구비되고 제2 쳄버는 물을 수용하도록 구비되며 쳄버는 적어도 수살균온도까지 제2 쳄버 내의 물의 온도를 상승하기 위해 제1 쳄버 내의 작동유체와 제2 쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하도록 구비된 구조인 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 작동유체는 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 수살균온도는 150-170℉ 인 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 수살균온도는 적어도 160℉ 인 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 시스템은 동력 메가와트 당 적어도 200,000 갤론의 물을 살균할 수 있는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 시스템은 동력 메가와트 당 적어도 500,000 갤론의 물을 살균할 수 있는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 시스템은, 열원이 터빈으로 흐르는 작동유체 업스트림에 열을 전달하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 시스템은, 열원이 터빈으로부터 흐르는 작동유체 다운스트림에 열을 전달하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 발전기는 출력샤프트의 회전을 전력으로 변환하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 열원은 천연가스 연료원을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제10항에 있어서,

상기 천연가스 연료원은 메탄, 프로판 및 부탄으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제10항에 있어서,

천연가스 연료원의 출력에 연결된 입력과, 출력을 갖는 가스압축기를 포함하되,

상기 가스압축기는 천연가스연료원으로부터 수용된 천연가스를 압축하기 위한 구조이고 상기 가스압축기의 출력을 통해 흐르는 압축된 천연가스를 허용하며,

가스압축기의 출력에 연결된 천연가스입력과 작동유체를 수용하도록 구비된 작동유체입력을 갖는 천연가스 이그니션쳄버를 포함하되,

상기 천연가스 이그니션 쳄버는 터빈의 입력에 연결된 출력을 갖고 천연가스 이그니션 쳄버 내의 작동유체에 열을 전달하기 위해 천연가스연료를 이그니션하도록 하기 위한 천연가스 이그니터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제12항에 있어서,

상기천연가스 이그니션 쳄버의 천연가스 이그니터는 전기스파크 발생기와 플레임 발생기 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제12항에 있어서,

천연가스 연료원에 연결된 제1입력과 터빈의 출력에 연결된 제2 입력을 갖는 부가적인 천연가스 이그니션 쳄버를 포함하되, 상기 천연가스 이그니션 쳄버는 열교환기의 제1 쳄버내에 연결된 출력을 갖고 부가적인 천연가스 이그니션 쳄버 내의 작동유체에 열을 전달하기 위해 천연가스연료를 이그니션하기 위한 천연가스 이그니터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제14항에 있어서,

상기 부가적인 천연가스 이그니션 쳄버는 덕트버너를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 열원은 석탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 열원은 핵에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 열교환기는 제2 열교환기이고, 상기 시스템은 제2 유체분리 내부 쳄부를 갖는 제1열교환기를 포함하고, 제1열교환기의 쳄버는 제1열교환기의 제1쳄버 내의 물과 제1열교환기의 제2쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하도록 구비되고, 제1열교환기의 제1쳄버는 물을 수용하도록 구비된 입력과 제2열교환기의 제2쳄버의 입력에 연결된 출력을 갖고 제1열교환기의 제2쳄버는 제2열교환기의 제2쳄버의 출력으로부터 방출되는 물을 수용하도록 구비된 입력을 갖으며 제1열교환기의 제2쳄버는 물을 방출하도록 구비된 출력을 갖는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제1항에 있어서,

상기 열교환기의 제1쳄버는 터빈을 빠져나오는 작동유체를 수용하도록 구비된 입력과 주변으로 작동유체를 방출하도록 구비된 출력을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제19항에 있어서,

열교환기의 제1쳄버 내에서 작동유체의 특성이 방사표준에 적합하도록 열교환기의 제1쳄버 내의 작동유체를 세정하도록 촉매제를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제20항에 있어서,

상기 촉매제는 CO 와 SCR(Selective Catalytic Reduction) 중의 하나 또는 두개 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제19항에 있어서,

열교환기의 제1쳄버의 출력으로부터 방사된 작동유체의 특성을 모니터링하기 위한 연속적인 방사 모니터링 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템에 있어서,

작동유체의 흐름을 전력으로 변환하도록 구비된 터빈발전기와; 및 제1과 제2 유체분리 내부쳄버를 갖는 열교환기와; 를 포함하되 상기 제1 내부쳄버는 터빈발전기로부터 작동유체의 배기흐름을 수용하도록 구비되고 제2 내부쳄버는 물을 수용하도록 구비되며, 쳄버는 제1쳄버 내의 작동유체와 제2쳄버 내의 물을 살균하기 위한 제2쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제23항에 있어서,

터빈발전기로 흐르는 작동유체에 열을 전달하기 위한 열원을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템에 있어서,

블레이드 및 터빈의 출력샤프트를 회전하도록 구비된 작동유체의 흐름을 수용하도록 구비된 터빈과; 터빈출력샤프트에 결합되고 출력샤프트의 회전을 전력으로 변환하고 구조의 발전기와; 터빈을 빠져나오는 작동유체를 수용하도록 구비되는 제1쳄버와 물을 수용하도록 구비되는 제2 내부쳄버를 갖으며 열교환기와; 및 터빈과 열교환기의 제1쳄버를 통해 흐르는 작동유체에 열을 전달하도록 구비된 열원과;를 포함하되,

쳄버는 제1쳄버 내의 작동유체와 제2쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 동력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
제25항에 있어서,

상기 열원은, 작동유체가 적어도 수살균온도까지 열교환기의 제2 쳄버를 통해 흐르는 물의 온도를 상승하도록 충분이 뜨겁게 되도록 터빈을 통해 흐르는 작동유체와 열교환기의 제1쳄버에 충분한 열을 전달하는 구조인 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템에 있어서,

작동유체의 흐름을 전력으로 변환하도록 구비된 터빈발전기와; 및 제1과 제2 유체분리 내부쳄버를 갖는 열교환기와; 를 포함하되 상기 제1 내부쳄버는 터빈발전기로부터 작동유체의 배기흐름을 수용하도록 구비되고 제2 내부쳄버는 물을 수용하도록 구비되며, 쳄버는 제1쳄버 내의 작동유체와 제2쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 시스템.
전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법에 있어서,

터빈발전기를 통해 흐르고 터빈발전기가 전력을 발생하도록 하도록 작동유체를 일으키는 단계와;

작동유체가 터빈발전기를 빠져나온 후에 열교환기의 두개의 분리 내부쳄버 중의 제1 쳄버로 작동유체를 유도하는 단계와;

열교환기의 제2쳄버를 통해 흐르는 수살균온도 보다 더 차가운 상태로 물을 일으키는 단계와;

제1쳄버 내의 작동유체로부터 열을 흡수하는 제2쳄버를 통해 흐르는 물을 허용하는 단계와; 및

물온도가 적어도 살균온도까지 상승하도록 열교환기의 제2쳄버를 통해 흐르는 물의 흐름비를 조절하는 단계와; 를 포함하되

상기 쳄버는 수살균온도 보다 높은 온도가 되는 제1 쳄버 내의 작동유체와 두개의 쳄버 중의 제2 쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

터빈발전기로 흐르기전에 작동유체를 가열하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제29항에 있어서,

작동유체를 가열하는 단계는 작동유체와 이그니션 천연가스 연료와를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제30항에 있어서,

천연가스와 작동유체를 혼합하는 단계 이전에 가스압축기 내측에 천연가스연료를 압축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제29항에 있어서,

작동유체를 가열하는 단계는 석탄을 태우는 단계로 부터 열을 흡수하기 위한 작동유체를 일으키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제29항에 있어서,

작동유체를 가열하는 단계는 핵에너지를 흡수하기 위한 작동유체를 일으키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

터빈발전기를 빠져나간 후에 그리고 열교환기의 제1쳄버로 들어가기 전에 작동유체를 가열하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

열교환기는 제2열교환기이고 제2열교환기의 제2쳄버를 통해 흐르는 물을 일으키는 단계로서,

제1열교환기의 두개의 유체 분리 내부쳄버 중의 제1쳄버를 통해 흐르는 비살균된 물을 일으키는 단계와;

제1열교환기의 제2쳄버 내의 물로부터 열을 흡수하는 제1열교환기의 제1쳄버를 통해 흐르는 비살균된 물을 허용하는 단계와;

제1열교환기로부터 제2열교환기의 제2쳄버까지 흐르는 제1열교환기의 제1쳄버 내의 비살균된 물을 일으키는 단계와;

제2열교환기의 제1쳄버 내의 작동유체로부터 열을 흡수하는 제2열교환기의 제2쳄버 내의 물을 허용하여 제2열교환기의 제2쳄버내의 물이 살균온도가 되도록 허용하는 단계와; 및

제2열교환기의 제2쳄버를 빠져나오고 제1열교환기의 제2쳄버를 통해 흐르도록 살균온도에서 물을 일으키는 단계와;를 포함하되

제1열교환기의 쳄버는 체1열교환기의 제1쳄버 내의 비살균된 물과 체1열교환기의 두개의 쳄버 중의 제2쳄버 내의 물 사이의 열교환을 허용하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

상기 수살균온도는 150-170℉ 인 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

상기 수살균온도는 적어도 160℉ 인 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

적어도 5초 동안에 적어도 160℉의 온도에서 잔존하도록 열교환기의 제2쳄버를 통해 흐르는 물을 일으키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

동력 메가와트 당 적어도 200,000 갤론의 물을 살균하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

동력 메가와트 당 적어도 500,000 갤론의 물을 살균하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

물이 침지가스를 방출하도록 열교환기의 제2쳄버를 통해 흐르기 전에 물을 가열하고 산화하는 단계와;

작동유체와 혼합하도록 침지가스를 일으키는 단계와; 및

침지가스가 작동유체에 열을 전달하도록 작동유체의 전면에서 침지가스를 이그니션하는 단계와; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제41항에 있어서,

작동유체와 혼합하는 침지가스를 일으키는 단계 이전에 천연가스와 침지가스를 혼합하는 단계를 부가하여 포함하는 단계를 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
제41항에 있어서,

작동유체와 혼합하는 침지가스를 일으키는 단계 이전에 침지가스를 압축하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.
전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법에 있어서,

터빈발전기를 통해 전력을 발생하는 터빈발전기를 일으키는 공기를 펌핑하는 단계와; 및 공기가 터빈발전기를 빠져나온 후에, 적어도 수살균온도로 물온도를 상승시키기 위해 공기로부터 물까지 열을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력을 발생하고 물을 살균하기 위한 방법.