KR20070076437A - 수처리 장치 및 발전 장치 - Google Patents

수처리 장치 및 발전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070076437A
KR20070076437A KR1020070002881A KR20070002881A KR20070076437A KR 20070076437 A KR20070076437 A KR 20070076437A KR 1020070002881 A KR1020070002881 A KR 1020070002881A KR 20070002881 A KR20070002881 A KR 20070002881A KR 20070076437 A KR20070076437 A KR 20070076437A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
air
outer cylinder
treated
space
Prior art date
Application number
KR1020070002881A
Other languages
English (en)
Inventor
마사루 고이즈미
Original Assignee
마사루 고이즈미
유겐가이샤 유키와 쇼지
하세가와 긴에이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마사루 고이즈미, 유겐가이샤 유키와 쇼지, 하세가와 긴에이 filed Critical 마사루 고이즈미
Publication of KR20070076437A publication Critical patent/KR20070076437A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/007—Contaminated open waterways, rivers, lakes or ponds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

본 발명은 수처리(水處理) 설비의 소규모화, 피처리수(被處理水)의 대량의 냉각 처리, 및 피처리수의 고효율의 정화(淨化)를 가능하게 한 수처리 장치 및 이것을 이용한 발전 장치를 제공한다. 피처리수 투입구(111)로부터 공간(13) 내에 피처리수를 투입하는 동시에 제1 공기 공급 수단(16a, 16b)으로부터 소정 풍량과 소정 정압(靜壓)의 공기를 공간(13) 내로 분출함으로써 외통체(11)의 내주를 따라 선회하면서 상승하는 피처리수와의 혼합 와류(渦流)(50)를 발생시키고, 이 와류(50)와 공간(13) 내와 최하위의 감압실(20-1) 및 상위의 감압실(20) 내를 감압(減壓)시키는 동시에 피처리수를 에어레이션(aeration) 및 클러스터(cluster) 분해하여 팽창시켜 피처리수를 1차 냉각시키고, 이 1차 냉각된 피처리수를 기액(氣液) 분리 수단(18)에 의해 분리한 후, 감압실(20),(20-1)에서, 2차 냉각시킨다. 2차 냉각한 피처리수를 전기 분해하여 정화하고, 또한 기액 분리 수단(18)에 의해 분리된 기체 와류(51)에 의해 발전기를 구동시켜 발전한다.
수처리, 피처리수, 발전 장치, 감압실, 기액 분리 수단

Description

수처리 장치 및 발전 장치 {WATER TREATMENT SYSTEM AND GENERATING EQUIPMENT BASED ON THE UTILIZATION THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 수처리 장치 및 이것을 이용한 발전 장치의 일부를 노치하여 나타낸 전체의 구성도이다.
도 2는 도 1의 2-2선에 따른 횡단(橫斷) 평면도이다.
도 3은 도 1의 3-3선에 따른 횡단 확대 평면도이다.
도 4는 도 1의 4-4선에 따른 횡단 평면도이다.
본 발명은, 제철소 등에서 배출되는 온수, 풀(pool)이나 호수와 늪 등의 물, 또는 소각(燒却) 설비의 냉각에 사용된 물 등을 냉각하고 정화하여 재이용 가능하도록 처리하는 수처리 장치, 및 상기 각종 물의 정화ㆍ냉각 처리시에 발생하는 배기 와류(渦流)를 이용하여 발전을 가능하게 한 발전 장치에 관한 것이다.
[배경 기술]
제철소에 있어서는, 제철로부터 압연(壓延)까지의 각 생산 공정에, 그 목적에 따라 다량의 물이 사용되는 것이 알려져 있다. 또, 제철소에서의 물의 용도는, 대부분이 각종 노체(爐體)나 냉각기 등의 냉각과, 용광로, 전로(轉爐) 등의 가스 세정이나 압연 롤 냉각 등이며, 이것에 담수(淡水)를 사용하는 경우에는, 그 대부분이 순환 사용되는 것이 원칙으로 되어 있다.
종래, 예를 들면, 열간(熱間) 압연 공정에서의 가열로의 냉각, 압연기의 롤 냉각 등에 사용된 냉각수를 재이용 가능한 수질(水質) 및 온도로 처리하는 경우에는, 먼저, 냉각수 중에 함유된 스케일(scale)이나 슬러지(sludge)를 침전조(沈殿槽)에서 침강 처리한 후, 이 냉각수 중의 현탁 물질을 여과기로 여과하고, 또한 냉각탑에서 냉각 처리하여 냉수조에 저장하고, 이 냉수조로부터 각 열간 압연 공정에 공급하여 순환 사용 가능하도록 하고 있다.
또, 이와 같은 종래의 수처리 장치에 적용되는 냉각탑은, 하부에 저수용 피트를 가지는 탑체(塔體), 이 탑체 내에 설치한 충전재(열교환부), 이 충전재의 위쪽에 설치한 살수(撒水) 기구 및 탑체의 상부에 설치한 송풍기 등으로 구성되어 있고, 열간 압연 공정에서 가열된 냉각수(예를 들면, 60℃~70℃)를 살수 기구에 의해 충전재의 윗쪽으로부터 살포하여 충전재 내를 흘러내리게 한다. 이와 동시에 송풍기를 구동하여 외기(外氣)를 탑체 내에 흡인하고, 이 외기와 충전재 내를 흘러내리는 냉각수와 열교환, 즉 물의 증발 잠열을 이용하여 냉각수를 냉각한 후, 저수용 피트 내에 저장하고, 펌프에 의해 각 열간 압연 공정으로 공급하도록 하고 있다(예를 들면, 일본국 특허 출원 공개 번호 일본국 특개 2003-1300488)호 공보를 참조).
상기와 같은 종래의 수처리 장치에 사용되는 냉각탑은, 열간 압연 공정으로부터의 냉각수를 탑체 내의 충전재 내를 흘러내리게 하면서 탑체 내에 흡인되는 외기와의 접촉에 의한 물의 증발 잠열로 냉각시키는 방식이며, 또한 일본 냉각탑 공업회에 있어서 냉각탑의 능력을 결정하는 표준 온도 조건은, 냉각탑의 입구 수온이 37℃, 그 출구 수온이 32℃, 냉각탑의 습구(濕球) 온도가 27℃이다.
그러나, 이와 같은 냉각탑에서 냉각할 수 있는 냉각수의 온도는, 37℃ - 32℃ = 5℃ 정도이며, 그 능력은 낮다. 그러므로, 열간 압연 공정에서, 예를 들면 60℃~70℃의 온도로 가열된 냉각수를 전술한 바와 같은 냉각탑에서 냉각하여 55℃~65℃정도의 온도로 밖에 냉각되지 않으므로, 다량으로 냉각수를 사용하는 열간 압연 공정의 냉각에 지장을 초래하는 것 외에, 여름 철과 같이 기온이 높고, 또한 습도가 높은 시기의 냉각수의 냉각에는 적합하지 않다.
또, 종래, 다량의 냉각수를 냉각 처리하는 데 있어서는, 열간 압연 공정에서의 냉각에 사용된 냉각수(수온이 60℃~70℃)를 냉각지(冷却池)에 모으고, 그 수면으로부터의 증발에 의해 냉각지 내의 물을 냉각시키고, 또한 이 냉각지의 물을 전술한 냉각탑에서 냉각하여 열간 압연 공정에 공급하는 방식이 있다.
그러나, 이와 같은 냉각 방식에는 200미터 사방의 냉각지가 필요해지는 동시에, 이 냉각지와 냉각수 공급 개소 사이의 배관 및 냉각지와 냉각탑 사이의 배관이 번잡하고 방대한 것으로 되어, 그 결과, 냉각탑을 포함한 수처리 설비가 대형화되어 비용이 높아지는 문제가 있다.
한편, 냉각탑에 의해 냉각되고, 열간 압연 공정 측과 순환하여 사용되는 냉 각수 중에 용존(溶存)하는 염류나 질화물 등이 농축 증가하여, 수질을 악화시킨다. 또한, 수질의 악화는, 우물물이나 공업용수, 수도물 등에 의한 보급수의 수질에 의해 한층 조장된다. 그러므로, 스케일(scale)이나 슬라임(slime)이 생성된, 각종 균의 증식을 일으킬 우려가 있다.
그래서, 종래에 있어서는, 냉각탑의 저수용 피트 내에 냉각수 중에 침지된 양전극 및 음전극을 설치하고, 이 양 전극 간에 직류 전압을 인가하여 냉각수를 전해 처리함으로써, 스케일이나 슬라임의 생성을 방지하고, 각종 균의 증식을 방지 하도록 하고 있다.
그러나, 냉각수를 전해 처리하는 경우, 냉각수의 전해를 촉진시키는 알칼리(alkali) 또는 산의 희석액을 냉각수 중에 혼입하여 둘 필요가 있다. 이것은, 냉각수의 정화 처리에 더하여 알칼리 또는 산의 희석액의 제거 처리가 필요해지고, 수처리 시스템이 보다 번잡하고, 또한 대형화되는 문제가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 수처리 설비의 소규모화를 용이하게 하는 동시에 피처리수의 대량의 냉각 처리를 저비용으로 실현할 수 있고, 병행하여 피처리수의 정화를 고효율로, 또한 저비용으로 실현할 수 있는 수처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 피처리수의 냉각에 사용된 정압(靜壓) 공기의 선회 기체 와류를 이용하여 발전을 가능하게 한 발전 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 수처리 장치에 의하면, 피처리수 투입구로부터 상기 공간 내로 피 처리수를 투입하는 동시에 상기 제1 공기 공급 수단으로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 상기 공간 내로 분출하여 상기 외통체(外筒體)의 내주를 따라 선회하면서 상승하는 피처리수와의 혼합 와류를 발생시키고, 이 혼합 와류에 의해 공간 내 및 상기 공간으로 연통하는 최하위의 감압실 및 상기 최하위의 감압실에 제1 처리수 흘러내림 기구를 통하여 연통되는 상위의 감압실 내부를 감압시키는 동시에 피처리수를 에어레이션(aeration) 및 클러스터(cluster) 분해하여 팽창시키고, 이 피처리수의 팽창 작용과 공간 내에서의 정압 공기의 분출 팽창 작용에 의해 혼합 와류 중의 피처리수를 1차 냉각시키고, 이 1차 냉각된 피처리수를 기액 분리 수단에 의해 분리하여 내통체(內筒體)의 상단 개구로부터 내통체 내부로 투하하고, 또 기액 분리 수단에 의해 분리된 기체의 와류를 외통체의 상단 개구로부터 외통체 밖으로 방출하고, 또한 내통체 내부로 투입된 피처리수를 제1 처리수 흘러내림 기구를 통해 최상위의 감압실로부터 최하위의 감압실로 차례로 흘러내리고, 각 감압실 내의 감압에 따른 피처리수의 증발에 의해 감압실 내의 피처리수를 2차 냉각시키도록 했으므로, 수처리 설비의 소규모화가 용이하게 되는 동시에 피처리수의 대량의 냉각 처리를 고효율로, 또한 저비용으로 행할 수 있다.
또, 본 발명의 수처리 장치에 의하면, 외통체의 하단부 내주벽에 설치한 양전극과 음전극 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, 제2 공기 공급 수단으로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 양전극과 음전극의 내주면에 내접하는 방향으로 분출함으로써 피처리수를 선회 운동시켜 양전극 및 음전극의 내주면에 접촉시키면서 에어레이션하고, 양전극 및 음전극의 전극 반응에 따른 환원 반응으로 수소를 생성하는 동시에 산화 반응으로 산소를 생성 가능하도록 하였으므로, 이 수소 및 산소를 에어레이션으로 피처리수 중에 혼입하여 용존 산소량을 증대시킬 수 있는 동시에, 피처리수를 정화ㆍ냉각시킬 수 있고, 또한 선회하는 기체 와류의 기화열을 이용하여 정화ㆍ살균된 물을 냉각하여 재생하도록 했으므로, 피처리수에 전해액 등의 처리액을 혼입시키지 않고, 피처리수의 정화ㆍ살균 및 냉각 처리를 고효율로, 또한 저비용으로 행할 수 있다.
또, 본 발명의 수처리 장치를 이용한 발전 장치에 의하면, 기액 분리 수단에 의해 분리된 기체 와류를 외통체의 상단 개구로부터 외통체 밖으로 분출하여 회전날개를 회전시켜 발전기를 구동하도록 구성하였으므로, 피처리수의 정화ㆍ냉각 처리에 사용된 기체 와류를 이용하여 발전을 효율적으로, 또한 저비용으로 행할 수 있다.
또, 본 발명의 발전 장치에 의하면, 외통체 내부를 선회하면서 상승하는 기체 와류의 풍량을 송풍기에 의해 증대시키고, 이 풍량이 증대된 기체 와류에 의해 발전기를 구동하도록 했으므로, 발전기의 발전 능력을 동일한 수처리 장치를 이용하여 대폭 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 수처리 장치 및 이것을 이용한 발전 장치의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 수처리 장치 및 이것을 사용한 발전 장치의 일부를 노치하여 나타낸 전체의 구성도, 도 2는 도 1의 2-2선에 따른 횡단 평면도, 도 3은 도 1의 3-3선에 따른 횡단 확대 평면도, 도 4는 도 1의 4-4선에 따른 횡단 평면도이다.
도 1에 나타낸 수처리 장치(100)는, 기대(10) 상에 연직(鉛直)으로 설치된 소정 직경(예를 들면, 450mm) 및 소정 길이(예를 들면, 1200mm)를 가지는 외통체(11)와, 이 외통체(11) 내에 위치하는 기대(10) 상에 연직으로 또한 외통체(11)와 동심(同心)에 설치되고, 외통체(11)보다 작은 소정 직경(예를 들면, 300mm) 및 소정 길이(예를 들면, 900mm)를 가지는 내통체(12)를 구비한다. 상기 외통체(11)의 하면은 밀폐되고, 외통체(11)의 상면은 개구되어 있다. 또, 상기 내통체(12)의 하면은 밀폐되고, 그 상면은 개구되어 있다. 외통체(11)의 내주면과 내통체(12)의 외주면 사이에는 양자의 직경의 차이에 따른 공간(13)이 형성되어 있다.
상기 외통체(11)의 상단부 치우친 측벽에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 피처리수를 외통체(11)의 내접 방향을 향해 공간(13) 내에 유입시키기 위한 한쌍의 피처리수 투입구(111a,111b)가 외통체(11)의 원주 방향에 180도의 간격을 두고 설치되고, 이 각 피처리수 투입구(111a), (111b)에는 내열간 압연 공정 등의 냉각에 사용된 피처리수를 공급하기 위한 공통의 공급관(14)이 접속되어 있다.
상기 피처리수 투입구(111)로부터 아래쪽에 위치하는 외통체(11)의 측벽에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 압축 공기를 외통체(11)의 내접 방향을 향해 공간(13) 내로 분출하게 하기 위한 한쌍의 제1 공기 분출구(112a, 112b)가 외통체(11)의 원주 방향에 180도 간격을 두고 설치되고, 이 각 제1 공기 분출구(112a, 112b)에는, 별개의 공기 공급관(15a,15b)을 통하여 별개의 제1 공기 공급 수단(16a, 16b)이 각각 접속되어 있다.
상기 제1 공기 공급 수단(16a, 16b)은, 이들로부터의 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 제1 공기 분출구(112a, 112b)를 통해 공간(13) 내에 분출함으로써, 피처리수 투입구(111a), (111b)로부터 공간(13) 내에 투입된 피처리수와 기액 혼합하는 동시에 외통체(11)의 내주를 따라 선회하면서 상승하는 와류(50)를 발생시키기 위한 것이며, 예를 들면, 풍량이 14.5m3/min이며, 정압이 9.30kPa의 공기를 공급하는 송풍기(161)와, 이 송풍기(161)를 구동하는 전동기(2.2kW)로 구성되고, 이 각 제1 공기 공급 수단(16a)과 (16b)는 별개의 설치대(17a, 17b)를 통하여 기대(10) 상에 설치되어 있다.
상기 외통체(11) 내의 공간(13)의 위쪽에 위치하는 개소에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 기액 분리 수단(18)이 설치되어 있다. 이 기액 분리 수단(18)은, 공간(13) 내를 외통체(11)의 내주를 따라 선회하면서 상승하여 오는 혼합 와류로부터 피처리수와 공기로 분리하는 것이며, 공간(13)의 위쪽에 위치하는 외통체(11)의 내벽면에 내벽면의 내주 방향을 따라 설치된 복수개의 기액 분리 날개(181)에 의해 구성되어 있다. 또, 이 기액 분리 날개(181)는 와류(50)의 선회 방향으로 경사져 있는 동시에 외통체(11)의 중심 방향으로 연장되고, 내통체(12)의 상단 개구에 노출되는 형상으로 구성되어 있다.
상기 내통체(12) 내는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 내통체(12) 내를 수평인 격벽(19)에 의해 연직 방향으로 복수개로 구획함으로써 형성된 복수개의 감압실(20)을 구비하고, 이 각 감압실(20)은, 기액 분리 수단(18)으로 분리된 피처리수를 감압실(20) 내의 감압에 따른 피처리수의 증발에 의해 냉각시키는 것이다.
또, 상부와 하부에 위치하는 감압실(20) 사이에는, 감압실(20) 내에 피처리수를 소정 레벨까지 저류하는 동시에 상부에 위치하는 감압실(20) 내에 저류된 피처리수를 오버플로에 의해 하부에 위치하는 감압실(20) 내로 흘러내리게 하는 제1 처리수 흘러내림 기구(21)가 설치되어 있다.
또한, 내통체(12)의 저부에는, 최하위에 위치하는 감압실(20-1) 내에 피처리수를 소정 레벨까지 저류하는 동시에 최하위의 감압실(20-1) 내의 피처리수(9)를 유출관(23)을 통하여 외부로 유출시키는 제2 처리수 흘러내림 기구(22)가 설치되어 있다.
상기 유출관(23)은 최하위의 감압실(20-1) 내가 1토르(Torr) 이하의 저압력으로 감압되어도 대기압의 영향을 받지 않고 감압실(20-1)의 피처리수가 장치 밖으로 유출 가능하도록 구성되어 있다.
상기 제1 처리수 흘러내림 기구(21)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 격벽(19)의 중앙부에 형성한 개구(211)와, 격벽(19) 상에 개구(211)와 동심으로 설치되어 감압실(20) 내에 저류된 피처리수의 오버플로 레벨을 설정하는 소정 길이의 원통관(212)과, 이 원통관(212) 전체를 윗쪽으로부터 덮도록 하여 격벽(19) 상에 설치되고, 또한 격벽(19)과의 접합 둘레부에 복수개의 유출구(213)를 가지는 캡부 재(214)로 구성되어 있다. 따라서, 감압실(20) 내에 저류된 피처리수(9)는 캡부재(214)의 유출구(213)로부터 원통관(212)의 상단 개구를 오버플로하여 하부에 위치하는 감압실(20) 내로 차례로 흘러내린다.
상기 제2 처리수 흘러내림 기구(22)는, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 내통체(12)의 저부 중앙에 형성된 개구(221)와, 내통체(12)의 저부 상에 개구(221)와 동심으로 설치되어 최하위의 감압실(20-1) 내에 저류된 피처리수의 오버플로 레벨을 설정하는 소정 길이의 원통관(222)과, 이 원통관(222) 전체를 윗쪽으로부터 덮도록 하여 내통체(12)의 저부 상에 설치되고, 또한 내통체(12)의 저부와의 접합 둘레부에 복수개의 유출구(223)를 가지는 캡부재(224)로 구성되어 있다. 따라서, 최하위의 감압실(20-1) 내에 저류된 피처리수(9)는 캡부재(224)의 유출구(223)로부터 원통관(222)의 상단 개구를 통해 오버플로되고, 다시 유출관(23)으로부터 외부로 유출된다.
최하위의 감압실(20-1)과 공간(13) 사이는 내통체(12)의 측벽에 설치한 복수개의 흡인공(294)에 의해 연통되고, 또한 공간(13)의 저부에 저류된 피처리수(9) 및 최하위의 감압실(20-1)에 저류된 피처리수(9)는 내통체(12)의 하단 에지에 형성된 복수개의 유통공(25)을 통해 유출입 되도록 구성되어 있다.
또, 최하위의 감압실(20-1)과 제1 공기 공급 수단(16a, 16b)에 접속된 공기 공급관(15a, 15b)의 정압 공기 토출 측과의 사이는 도관(26, 26)에 의해 접속되어 있다.
또, 최상위의 감압실(20-2)과 공간(13) 사이는 내통체(12)의 측벽에 상기 측 벽의 원주 방향을 따라 형성된 복수개의 통기공(37)에 의해 연통되어 있다. 이 통기공(37)은 감압실(20-2)에 저류되는 피처리수(9)의 수면보다 위쪽에 위치하고 있다.
양전극(27) 및 음전극(28)은, 공간(13)의 저부에 저류된 피처리수(9) 및 최하위의 감압실(20-1)에 저류된 피처리수(9)를 전기 분해하여 다량의 수소 및 산소를 생성하는 것이며, 이 양전극(27)은, 예를 들면, 니켈 도금을 행한 철재를 단책형(短冊形)으로 가공한 것으로 구성되며, 또, 음전극(28)은, 예를 들면, 철재를 단책형으로 가공한 것으로 구성된다.
이들 양전극(27)과 음전극(28)은, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 공간(13)의 저부에 저류된 피처리수(9)에 대응하는 외통체(11)의 내주벽에 그 전체 둘레에 걸쳐 설치한 전기 절연재(29)의 내주면에, 전기 절연재(29)의 둘레 방향으로 서로 1 ~ 2mm정도 이격되어 교대로, 또한 전기 절연재(29)의 전체 둘레에 걸쳐 배열되고, 그리고, 이들 각 양전극(27)과 음전극(28)은 급전 단자를 겸한 볼트 너트(27A, 28A)에 의해 전기 절연재(29)에 고정되어 있다. 또, 볼트 너트(27A, 28A)의 일부는 외통체(11)의 측벽을 관통하여 외통체(11) 밖으로 돌출되고, 이 볼트 너트(27A, 28A)를 통하여 양전극(27) 및 음전극(28)에 직류 전원(30)으로부터 직류 전압이 공급되도록 구성되어 있다.,
그리고, 상기 양전극(27) 및 음전극(28)을 구성하는 재질은, 전술한 재질의 것에 한정되지 않고, 이온화 경향이 상이한 도전성의 금속재면 된다.
상기 양전극(27) 및 음전극(28)과 대향하는 외통체(11)의 측벽에는, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 외통체(11) 내에 공기를 양전극(27) 및 음전극(28)의 내주면과 내접하는 방향으로 분출하게 하는 제2 공기 분출구(31)가 형성되고, 이 제2 공기 분출구(31)에는, 공기 공급관(32)을 통하여 제2 공기 공급 수단(33)이 접속되어 있다.
상기 제2 공기 공급 수단(33)은, 이들로부터의 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 제2 공기 분출구(31)를 통해 양전극(27) 및 음전극(28)의 내주면과 내접하는 방향으로 분출함으로써, 공간(13) 내의 저부에 저류된 피처리수(9)를 양전극(27) 및 음전극(28)의 내주면을 따라 유동(流動) 교반시켜, 양전극(27) 및 음전극(28)의 전기 분해에 의한 피처리수(9)로부터의 산소 및 수소의 발생을 촉진시키기 위한 것이며, 예를 들면, 풍량이 1.6m3/min이며, 정압이 0.47kPa의 공기를 공급하는 송풍기(331)와, 이 송풍기(331)를 구동하는 전동기(332)(0.4kW)로 구성되고, 이 제2 공기 공급 수단(33)은 기대(10) 상에 설치되어 있다.
발전 장치(40)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 외통체(11)의 상단 개구(11a)로부터 방출되는 기체 와류에 의해 회전되는 회전날개(41)를 가지고, 이 회전날개(41)는 외통체(11)의 상단 개구(11a)에 서로 대향하여 설치되고, 또한 이 회전날개(41)는 발전기(42)의 회전축(42a)에 고정되어 있다.
또, 외통체(11)의 상단부 측벽에는, 외기를 흡입하여 기체 와류(51)의 풍량을 증대시키는 공기 흡입 슬릿(34)이 외통체(11)의 내주 방향을 따라 복수개 형성되어 있다. 또한, 외통체(11)의 상단부 외측에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 외통 체(11) 내를 선회하면서 상승하는 기체 와류(51)의 풍량을 증대하기 위한 한쌍의 송풍기(35)(소정 풍량과 소정 정압을 가지는 송풍기임)가 외통체(11)의 원주 방향으로 180도의 간격을 두고 설치되고, 이 한쌍의 송풍기(35)의 에어(air) 토출 측에 접속된 에어 공급관(36)은 외통체(11)의 측벽을 관통하여 외통체(11) 내에 개구되고, 이 에어 공급관(36)의 개구로부터의 공기는 기체 와류(51)의 선회 방향을 향해 분출되는 구성으로 되어 있다.
다음에, 본 실시예 1에 있어서의 수처리 장치(100) 및 발전 장치(40)의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 제1 공기 공급 수단(16a, 16b)을 기동하여, 각각의 송풍기(161)로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기, 예를 들면, 풍량이 14.5m3/min, 정압이 9.30kPa의 공기를 제1 공기 분출구(112a, 112b)로부터 공간(13) 내로 분출한다.
또, 열간 압연 공정 등의 냉각에 사용된 피처리수 중에 혼입되어 있는 분립(分粒) 물질 등은, 도시하지 않은 침전조나 여과조 등의 제거 장치에 의해 미리 제거된다. 이와 같이 사전 처리된 피처리수는 공급관(14) 및 피처리수 투입구(111a), (111b)를 통해 공간(13) 내에 투입되면, 이 피처리수는 제1 공기 분출구(112a),(112b)로부터 분출되는 정압 공기와 기액 혼합되는 동시에, 외통체(11)의 내주를 따라 고속으로 선회하면서 상승하는 와류(50)로 된다. 이 때의 와류(50)의 중심 부분은 1토르 이하의 저압 상태로 유지된다. 그리고, 와류(50)가 고속 선회하면서 상승하면, 공간(13) 내는 1토르 이하의 저압 상태(진공 상태)로 감압되는 동시에, 흡인구(24)를 통해 연통된 최하위의 감압실(20-1) 내도 1토르 이하의 저압 상태로 감압된다. 동시에, 이 최하위의 감압실(20-1)에 제1 처리수 흘러내림 기구(21)를 통하여 연통된 상위의 감압실(20) 내의 압력도 1토르 이하의 저압 상태로 감압된다. 또, 최하위의 감압실(20-1)은 도관(26, 26)을 통하여 제1 공기 공급 수단(16a, 16b)의 공기 공급관(15a, 15b)에 연통되어 있으므로, 베르누이의 정리(Bernoulli's theory)에 의해 생기는 압력 차로 최하위의 감압실(20-1) 내가 흡인되고, 이 감압실(20-1) 내는 다시 감압된다.
한편, 와류(50)가 발생하면, 피처리수는 와류(50)에 의해 에어레이션되어 안개형으로 되는 동시에 클러스터 분해되어 팽창된다. 이에 따라 피처리수는, 상기 피처리수의 팽창 작용과 공간(13) 내에서의 정압 공기의 분출에 의한 팽창 작용에 의해 냉각된다. 이것을 피처리수의 1차 냉각이라고 한다. 여기서, 예를 들면, 수처리 장치(100)에 투입되는 피처리수의 온도가 70℃인 경우, 전술한 1차 냉각에서는 70℃의 피처리수를 42℃정도까지 냉각할 수 있는 것이 확인되었다.
1차 냉각된 피처리수가 고속 선회하면서 상승하는 와류(50)와 함께 외통체(11)의 내주면을 따라 상승하여 기액 분리 수단(18)의 기액 분리 날개(181)에 달하면, 공기로부터 비중이 큰 피처리수는 기액 분리 날개(181)에 의해 분리 포집되어 기액 분리 날개(181)의 선단부분으로부터 내통체(12)의 상단 개구로부터 내통체(12) 내에 샤워형으로 투하된다.
또, 기액 분리 날개(181)에 의해 분리된 비중이 작은 기체 와류(51)(안개형으로 된 수증기분을 포함함)은 외통체(11) 내를 그 내주면을 따라 상승하고, 동시 에 공기 흡입 슬릿(34)으로부터 외기를 흡입하여 기체 와류(51)의 풍량을 증대시켜 외통체(11)의 상단 개구(11a)로부터 방출한다. 또한, 송풍기(35)를 기동시키고, 이 송풍기(35)로부터 소정의 풍량과 정압의 공기를 외통체(11) 내에 분출함으로써 기체 와류(51)의 풍량을 증대시킨다.
전술한 바와 같이 풍량이 증대된 기체 와류(51)가 외통체(11)의 상단 개구(11a)로부터 분출되면, 이 기체 와류(51)에 의해 회전날개(41)가 고속으로 회전되어 회전날개(41)가 회전되는 것에 의해 발전기(42)를 구동시킨다. 이로써, 수처리 장치(100)의 수처리에 사용한 기체 와류(51)를 사용하여 발전할 수 있다.
기액 분리 수단(18)으로 분리된 1차 냉각의 피처리수가 최상위의 감압실(20-2) 내에 샤워형으로 투입되면, 이 샤워 상태의 피처리수는 감압실(20-2) 내의 피처리수(9)의 수면 및 제1 처리수 흘러내림 기구(21)를 구성하는 캡부재(214)의 상면에 쏟아지는 동시에 이들과 충돌함으로써 비산(飛散)되고, 그 일부는 분무되어 팽창된다. 그리고, 무화(霧化)된 성분은 통기공(37)을 통해 상기 고속 선회하면서 상승하는 와류(50)에 의해 흡인되어 다시 상기 와류(50)에 혼입된다. 이와 같이 최상위의 감압실(20-2) 내가 와류(50)에 의한 흡인 작용을 받으면 감압실(20-2) 내가 감압되고, 이 감압 작용에 의해 감압실(20-2) 내에서의 물의 증발이 촉진된다. 이 경우, 감압실(20-2) 내는 1토르 이하의 저압 상태로 감압된다. 그러므로, 최상위의 감압실(20-2) 내에 저류된 피처리수(9)는 감압에 따른 물의 증발 작용으로 2차 냉각된다. 또, 감압실(20-2) 내의 피처리수(9)의 수위가 제1 처리수 흘러내림 기구(21)에 의해 설정된 수위 이상으로 되면, 이 감압실(20-2) 내의 피처리수(9) 는, 캡부재(214)의 유출구(213)로부터 원통관(212)의 상단 개구를 통해 오버플로되고, 이 오버플로에 따른 피처리수의 흘러내림 작용에서도 감압실(20-2) 내는 감압된다.
상단의 감압실(20)로부터 오버플로된 피처리수는 다음 단에 위치하는 감압실(20) 내로 흘러내리고, 다음 단의 감압실(20) 내에 저류된 피처리수(9)의 수면 및 제1 처리수 흘러내림 기구(21)를 구성하는 캡부재(214)의 상면과 충돌함으로써 비산되는 동시에 팽창된다.
이에 따라 다음 단에 위치하는 감압실(20) 내가 1토르 이하의 저압 상태로 감압되고, 이 감압실(20) 내에 저류된 피처리수(9)도 2차 냉각된다.
또, 상기 다음 단에 위치하는 감압실(20) 내에 저류된 피처리수(9)의 수위가 제1 처리수 흘러내림 기구(21)에 의해 설정된 수위 이상으로 되면, 이 감압실(20) 내의 피처리수(9)는 제1 처리수 흘러내림 기구(21)를 통해 오버플로되고, 다시 다음 단에 위치하는 감압실(20) 내로 흘러내리는 동시에, 상기 다음 단에 위치하는 감압실(20) 내를 1토르 이하의 저압 상태로 감압한다. 이로써, 상기와 마찬가지로, 상기 감압실(20) 내의 피처리수(9)를 2차 냉각시킨다.
이하, 마찬가지로 하여, 상부에 위치하는 감압실(20) 내의 피처리수(9)를 제1 처리수 흘러내림 기구(21)를 통해 오버플로에 의해 하부에 위치하는 감압실(20) 내로 차례로 흘러내리고, 최하위의 감압실(20-1)로 흘러내린다. 이와 같이 피처리수(9)를 최상위의 감압실(20)로부터 최하위의 감압실(20-1)을 통과시킴으로써, 피처리수(9)는 차례로 2차 냉각된다. 이 때, 각 단의 감압실(20) 및 (20-1)에서 2차 냉각할 수 있는 온도는, 또한 3℃~5℃ 정도인 것이 확인되었다. 따라서, 1차 냉각된 피처리수의 온도를 42℃로 하면, 도 1에 나타낸 4단의 감압실(20)에서는, 42℃-((3℃~5℃)×4) = 30℃-22℃로 되고, 42℃의 피처리수를 30℃-22℃의 온도까지 냉각시키는 것이 가능하다.
다음에, 공간(13)의 저부 및 최하위의 감압실(20-1)에 저류되어 있는 피처리수(9)를 전해 처리하는 경우의 동작에 대하여 설명한다.
이 경우에는 각 양전극(27)을 직류 전원(30)의 플러스극에 병렬로 접속하고, 또한 각 음전극(28)을 직류 전원(30)의 마이너스극에 병렬로 접속하여, 양 양전극(27)과 음전극(28)에, 예를 들면 1 ~ 2.5V 정도의 직류 전압을 공급한다. 이 때, 인접하는 양전극(27)과 음전극(28) 사이에 흐르는 전류는 5mmA~ 10mmA 정도이다.
이러한 상태에서, 제2 공기 공급 수단(33)을 기동하여, 송풍기(331)로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기, 예를 들면, 풍량이 1.6m3/min이며, 정압이 0.47kPa의 공기를, 공기 공급관(32)을 통해 제2 공기 분출구(31)로부터 양전극(27) 및 음전극(28)의 내측으로, 그 내주면과 내접하는 방향으로 분출한다. 이로써, 공간(13) 내의 저부에 저류된 피처리수(9)는 양전극(27) 및 음전극(28)의 내주면을 따라 유동 교반된다. 이로써, 양전극(27) 및 음전극(28)과 피처리수와의 계면에서는, 양전극(27) 및 음전극(28) 내의 전자와 피처리수 중의 이온과의 사이에서 전화(電化)의 교환을 행하는 전하 이동 반응이 진행된다. 즉, 서로 인접하는 양전 극(27)과 음전극(28) 사이에 전류가 흐르므로, 각각의 양전극(27)에서는, 그 전극 반응에 따라 피처리수가 전자와 반응하는 환원 반응이 행해져, 수소를 생성한다. 또, 각각의 음전극(28)에서는, 그 전극 반응에 따라 전자가 음전극(28)으로부터 외부 회로로 인출되는 산화 반응이 행해져, 산소를 생성한다. 이와 같은 전기 분해는 최하위의 감압실(20-1)에 저류되어 있는 피처리수(9)에 대해서도 행해진다.
상기 생성된 수소 및 산소가 공간(13)의 저부 및 최하위의 감압실(20-1)에 저류되어 있는 피처리수(9) 중에 혼입되면 피처리수(9)는 정화, 살균 및 냉각되는 동시에 피처리수(9) 중의 용존 산소량도 8.1ppm 이상으로 된다. 이와 같이 정화, 살균 및 냉각된 피처리수(9)는, 제2 처리수 흘러내림 기구(22)를 통해 유출관(23)으로부터 외부에 유출된다. 그 후, 도시하지 않은 배수관을 통해 열간 압연 공정의 가열로나 압연기 롤의 냉각부 등에 공급되어, 소정의 냉각 처리가 실행된다.
또, 상기 전기 분해에 의해 생성된 수소 및 산소의 일부는 혼합 와류 중에도 혼입되므로, 혼합 와류의 정화가 양호하게 행해지지 않는다. 또, 피처리수 중에 포함되는 C(탄소)성분, N(질소)성분 및 S(유황)성분 등의 제거도 가능하다.
그리고, 에어레이션된 피처리수가 양전극(27) 및 음전극(28)의 내주면에 접촉하면서 선회 운동하면, 피처리수 및 공기가 양전극(27) 및 음전극(28)의 내주면과 마찰되므로, 그 물과 공기는 이온화되어 대전 반응에 의해, 인접하는 양전극(27)과 음전극(28) 사이에는, 전압을 인가하지 않아도 미소 전류가 흐르는 것이 가 확인되었다. 그러므로, 양전극(27)과 음전극(28) 사이에 인가 되는 전압이 1~ 2.5V 정도라도 효과적인 전극 반응이 가능하다.
또, 공기의 분사에 의한 피처리수의 선회 속도를 크게 하면, 양전극(27)과 음전극(28) 사이에 흐르는 전류는 증대하여 10mm~ 30mm으로 되고, 양전극(27) 및 음전극(28)에서의 전기 분해가 보다 촉진되어 수소 및 산소의 발생량을 증대시킬 수 있는 동시에 피처리수의 정화 및 냉각을 촉진할 수 있다.
이와 같은 본 실시예 1에 나타낸 수처리 장치에 의하면, 피처리수 투입구(111)로부터 공간(13) 내에 피처리수를 투입하는 동시에 제1 공기 공급 수단(16a, 16b)으로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 공간(13) 내에 분출함으로써 외통체(11)의 내주를 따라 선회하면서 상승하는 피처리수와의 혼합 와류(50)를 발생시키고, 이 와류(50)에 의해 공간(13) 내 및 공간(13)에 연통하는 최하위의 감압실(20-1) 및 최하위의 감압실(20-1)에 제1 처리수 흘러내림 기구(21)를 통하여 연통되는 상위의 감압실(20) 내를 감압시키는 동시에 피처리수를 에어레이션 및 클러스터 분해하여 팽창시키고, 이 피처리수의 팽창 작용과 공간(13) 내에서의 정압 공기의 분출 팽창 작용에 의해 와류(50) 중의 피처리수를 1차 냉각시키고, 이 1차 냉각된 피처리수를 기액 분리 수단(18)에 의해 분리하여 내통체(12)의 상단 개구로부터 내통체(12) 내에 투하하고, 또 기액 분리 수단(18)에 의해 분리된 기체 와류(51)를 외통체(11)의 상단 개구로부터 외통체(11) 밖으로 방출하고, 또한 내통체(12) 내에 투입된 피처리수(9)를 제1 처리수 흘러내림 기구(21)를 통해 최상위의 감압실(20)로부터 최하위의 감압실(20-1)에 차례로 흘러내리게 하고, 각 감압실(20),(20-1)내의 감압에 따른 피처리수의 증발에 의해 감압실(20),(20-1) 내의 피처리수를 2차 냉각시키도록 했으므로, 피처리수의 대량의 냉각 처리를 고효율로, 또한 저비용으로 행할 수 있다. 또한, 본 실시예 1에 나타낸 수처리 설비에 의하면, 1일당 1000톤의 물을 냉각 처리할 수 있는 동시에 수처리 설비의 소규모화를 용이하게 실현할 수 있다.
또, 본 실시예 1에 나타낸 수처리 장치에 의하면, 외통체(11)의 하단부 내주벽에 설치한 양전극(27)과 음전극(28) 사이에 직류 전압을 인가한 상태로, 제2 공기 공급 수단(33)으로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 양전극(27)과 음전극(28)의 내주면에 내접하는 방향으로 분출함으로써 피처리수를 선회 운동시켜 양전극(27) 및 음전극(28)의 내주면에 접촉시키면서 에어레이션하고, 양전극(27) 및 음전극(28)의 전극 반응에 따른 환원 반응으로 수소를 생성하는 동시에 산화 반응으로 산소를 생성 가능하도록 하였으므로, 이 수소 및 산소를 에어레이션으로 피처리수 중에 혼입하여 용존 산소량을 증대시킬 수 있는 동시에, 피처리수를 정화ㆍ냉각할 수 있고, 또한 선회하는 기체 와류의 기화열을 이용하여 정화ㆍ살균된 물을 냉각하여 재생하도록 했으므로, 피처리수에 전해액 등의 처리액을 혼입시키지 않고, 피처리수의 정화ㆍ살균과 냉각 처리를, 고효율로 또한 저비용으로 행할 수 있다.
또, 본 실시예 1에 나타낸 수처리 장치에 의하면, 와류(50)를 생기게 하는 공간(13)과 최하위의 감압실(20-1) 사이를 흡인공(24)과 연통시키고, 또한 최하위의 감압실(20-1)과 제1 공기 공급 수단(16a, 16b)의 정압 공기 토출 측 사이를 도관(26, 26)에 의해 연결하는 구성으로 했으므로, 최하위의 감압실(20-1) 내 및 제1 처리수 흘러내림 기구(21)를 통하여 연통되는 상위의 감압실(20) 내를 피처리수의 2차 냉각에 필요한 1토르 이하의 저압 상태로 용이하게 감압할 수 있다.
또, 본 실시예 1에 나타낸 수처리 장치에 의하면, 최상위의 감압실(20-2)과 공간(13) 사이를 내통체(12)의 측벽에 설치한 복수개의 통기공(37)에 의해 연통하는 구성으로 했으므로, 최상위(13)의 감압실(20-2) 내를 피처리수의 2차 냉각에 필요한 1토르 이하의 저압 상태로 용이하게 감압할 수 있다.
또, 본 실시예 1에 나타낸 수처리 장치를 이용한 발전 장치에 의하면, 기액 분리 수단(18)에 의해 분리된 기체 와류(51)를 외통체(11)의 상단 개구로부터 외통체(11) 밖으로 분출하여 회전날개(41)를 회전시켜 발전기(42)를 구동하도록 구성하였으므로, 피처리수의 정화ㆍ냉각 처리에 사용된 기체 와류(51)를 이용하여 발전을 효율적이며, 또한 저비용으로 행할 수 있다.
또, 본 실시예 1에 나타낸 수처리 장치를 이용한 발전 장치에 의하면, 외통체(11) 내를 선회하면서 상승하는 기체 와류(51)의 풍량을 송풍기에 의해 증대시키고, 이 풍량이 증대된 기체 와류에 의해 발전기(42)를 구동하도록 했으므로, 발전기(42)의 발전 능력을 동일한 수처리 장치를 이용하여 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 송풍기(31)로부터 통체(20)에 압송(押送)되는 정압 공기의 출력을 0.4kW인 것으로 하면, 본 실시예 1에 나타낸 수처리 장치를 사용한 발전기(62)의 출력은 약 10kW인 것을 확인할 수 있었다.
또, 본 실시예 1에 의하면, 외기를 흡입하여 기체 와류(51)의 풍량을 증대시키는 공기 흡입 슬릿(34)을 외통체(11)의 상단부 측벽에 설치하였으므로, 공기 흡입 슬릿(34)으로부터 외기를 흡입하여 기체 와류(51)의 풍량을 증대시킬 수 있는 동시에 발전기(42)의 발전 능력을 대폭 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 도 1에 나타낸 실시예 1에서는, 양전극(27), 음전극(28) 및 제2 공기 공급 수단(33)을 내장하여 피처리수의 정화, 살균 처리를 가능하게 한 수처리 장치(100)에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 양전극(27), 음전극(28) 및 제2 공기 공급 수단(33)을 생략한 수처리 장치라도 된다.
또, 상기 도 1에 나타낸 실시예 1에서는, 양전극(27), 음전극(28), 및 제2 공기 공급 수단(33)을 내장하여 피처리수의 정화ㆍ살균 처리를 가능하게 한 수처리 장치(100)를 이용하여 이루어지는 발전 장치(40)에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 양전극(27), 음전극(28), 및 제2 공기 공급 수단(33)을 생략한 수처리 장치(100)를 이용하여 이루어지는 발전 장치라도 된다.
또, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 구체적인 구성, 기능, 작용 효과에 있어서, 다른 각종의 형태에 의해서도 실시할 수 있다.
본 발명의 수처리 장치에 의하면, 피처리수 투입구로부터 상기 공간 내로 피처리수를 투입하는 동시에 상기 제1 공기 공급 수단으로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 상기 공간 내로 분출하여 상기 외통체의 내주를 따라 선회하면서 상승하는 피처리수와의 혼합 와류를 발생시키고, 이 혼합 와류에 의해 공간 내 및 상기 공간으로 연통하는 최하위의 감압실 및 상기 최하위의 감압실에 제1 처리수 흘러내림 기구를 통하여 연통되는 상위의 감압실 내부를 감압시키는 동시에 피처리수를 에어레이션(aeration) 및 클러스터(cluster) 분해하여 팽창시키고, 이 피처리수의 팽창 작용과 공간 내에서의 정압 공기의 분출 팽창 작용에 의해 혼합 와류 중의 피처리수를 1차 냉각시키고, 이 1차 냉각된 피처리수를 기액 분리 수단에 의해 분리하여 내통체의 상단 개구로부터 내통체 내부로 투하하고, 또 기액 분리 수단에 의해 분리된 기체의 와류를 외통체의 상단 개구로부터 외통체 밖으로 방출하고, 또한 내통체 내부로 투입된 피처리수를 제1 처리수 흘러내림 기구를 통해 최상위의 감압실로부터 최하위의 감압실로 차례로 흘러내리고, 각 감압실 내의 감압에 따른 피처리수의 증발에 의해 감압실 내의 피처리수를 2차 냉각시키도록 했으므로, 수처리 설비의 소규모화가 용이하게 되는 동시에 피처리수의 대량의 냉각 처리를 고효율로, 또한 저비용으로 행할 수 있다.
또, 본 발명의 수처리 장치에 의하면, 외통체의 하단부 내주벽에 설치한 양전극과 음전극 사이에 직류 전압을 인가한 상태에서, 제2 공기 공급 수단으로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 양전극과 음전극의 내주면에 내접하는 방향으로 분출함으로써 피처리수를 선회 운동시켜 양전극 및 음전극의 내주면에 접촉시키면서 에어레이션하고, 양전극 및 음전극의 전극 반응에 따른 환원 반응으로 수소를 생성하는 동시에 산화 반응으로 산소를 생성 가능하도록 하였으므로, 이 수소 및 산소를 에어레이션으로 피처리수 중에 혼입하여 용존 산소량을 증대시킬 수 있는 동시에, 피처리수를 정화ㆍ냉각시킬 수 있고, 또한 선회하는 기체 와류의 기화열을 이용하여 정화ㆍ살균된 물을 냉각하여 재생하도록 했으므로, 피처리수에 전해액 등의 처리액을 혼입시키지 않고, 피처리수의 정화ㆍ살균 및 냉각 처리를 고효율로, 또한 저비용으로 행할 수 있다.
또, 본 발명의 수처리 장치를 이용한 발전 장치에 의하면, 기액 분리 수단에 의해 분리된 기체 와류를 외통체의 상단 개구로부터 외통체 밖으로 분출하여 회전날개를 회전시켜 발전기를 구동하도록 구성하였으므로, 피처리수의 정화ㆍ냉각 처리에 사용된 기체 와류를 이용하여 발전을 효율적으로, 또한 저비용으로 행할 수 있다.
또, 본 발명의 발전 장치에 의하면, 외통체 내부를 선회하면서 상승하는 기체 와류의 풍량을 송풍기에 의해 증대시키고, 이 풍량이 증대된 기체 와류에 의해 발전기를 구동하도록 했으므로, 발전기의 발전 능력을 동일한 수처리 장치를 이용하여 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 하면이 밀폐되고, 상면이 개구되어 있고, 연직(鉛直) 방향으로 연장되는 소정 직경 및 소정 길이를 가지는 외통체(外筒體)와,
    하면이 밀폐되고, 상면이 개구되어 있고, 하단부가 상기 외통체에 연통되고, 또한 상기 외통체 내부에 소정 간격의 공간을 두고 동심(同心)으로 배치되고, 상기 외통체 보다 작은 소정 직경 및 소정 길이를 가지는 내통체(內筒體)와,
    상기 공간의 위쪽에 배치된 기액(氣液) 분리 수단과,
    상기 외통체의 상단부 치우친 측벽에 설치되고, 상기 공간 내로 연통되는 적어도 1개의 피처리수(被處理水) 투입구와,
    상기 피처리수 투입구보다 아래쪽에 위치하는 상기 외통체의 측벽에 설치되고, 소정의 정압(靜壓) 공기를 상기 외통체의 내접(內接) 방향을 향해 상기 공간 내로 분출시키는 적어도 1개의 제1 공기 분출구와,
    상기 제1 공기 분출구에 접속되고, 상기 공간 내로 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 분출 공급하는 제1 공기 공급 수단과,
    상기 내통체 내에 상기 내통체 내부를 연직 방향으로 복수개로 구획함으로써 형성되고, 또한 감압(減壓)에 의한 피처리수의 증발에 의해 피처리수를 냉각시키는 복수개의 감압실과,
    상부와 하부에 위치하는 상기 감압실 사이에 설치되어 상기 감압실 내에 피처리수를 소정 레벨까지 저류시키고, 상부에 위치하는 감압실 내에 저류된 피처리 수를 오버플로에 의해 하부에 위치하는 감압실 내로 흘러내리게 하는 제1 처리수 흘러내림 기구와,
    상기 내통체의 저부에 설치되어 최하위에 위치하는 상기 감압실 내에 피처리수를 소정 레벨까지 저류시키고, 상기 감압실 내의 피처리수를 유출구로부터 외부로 유출시키는 제2 처리수 흘러내림 기구
    를 구비하고,
    상기 피처리수 투입구로부터 상기 공간 내로 피처리수를 투입하고, 상기 제1 공기 공급 수단으로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 상기 제1 공기 분출구로부터 상기 공간 내로 분출하여 상기 외통체의 내주를 따라 선회하면서 상승하는 피처리수와의 혼합 와류(渦流)를 발생시키고, 이 혼합 와류에 의해 상기 공간 내 및 상기 공간으로 연통하는 상기 최하위에 위치하는 감압실 및 상기 최하위의 감압실에 상기 제1 처리수 흘러내림 기구를 통하여 연통되는 상위의 감압실 내부를 감압하고, 상기 피처리수를 에어레이션(aeration) 및 클러스터(cluster) 분해하여 팽창시키고, 상기 피처리수의 팽창 작용과 상기 공간 내에서의 상기 정압 공기의 분출 팽창 작용에 의해 혼합 와류 중의 피처리수를 1차 냉각시키고, 상기 1차 냉각된 피처리수를 상기 기액 분리 수단에 의해 분리하여 상기 내통체의 상단 개구로부터 상기 내통체 내부로 투하하고, 또한 상기 기액 분리 수단에 의해 분리된 기체의 와류를 상기 외통체의 상단 개구로부터 외통체 밖으로 방출하도록 구성되고,
    상기 내통체 내부로 투입된 피처리수를 상기 제1 처리수 흘러내림 기구를 통해 최상위의 상기 감압실로부터 최하위의 상기 감압실로 차례로 흘러내리게 하고, 상기 각 감압실 내의 감압에 따른 피처리수의 증발에 의해 감압실 내의 피처리수를 2차 냉각시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외통체의 하단부에 위치하는 내주벽에 상기 외통체의 둘레 방향으로 서로 이격되어 상기 외통체의 전체 둘레에 걸쳐 교대로 다수 배열되고, 상기 공간 내의 저부에 저류된 피처리수를 전기 분해하여 산소 및 수소를 발생시키기 위한 양전극 및 음전극과, 상기 각 양전극과 음전극 사이에 직류 전압을 공급하는 직류 전원과, 상기 양전극 및 음전극과 대향하는 상기 외통체의 측벽에 설치되어 상기 외통체 내부에 상기 양전극 및 음전극의 내주면과 내접하는 방향으로 공기를 분출시키는 적어도 1개의 제2 공기 분출구와, 상기 제2 공기 분출구에 접속되어 상기 제2 공기 분출구로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 분출하여 상기 공간 내의 저부에 저류된 피처리수를 상기 양전극 및 음전극의 내주면을 따라 유동(流動) 교반함으로써 상기 전극의 전기 분해에 의한 피처리수로부터의 산소 및 수소의 발생을 촉진시키는 제2 공기 공급 수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 최상위의 감압실과 상기 공간 사이는 상기 내통체의 측벽에 설치한 복수개의 통기공에 의해 연통되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최하위의 감압실과 상기 공간 사이는 상기 내통체의 측벽에 설치한 복수개의 흡인공에 의해 연통되고, 상기 공간의 저부에 저류된 피처리수 및 상기 최하위의 감압실에 저류된 피처리수는 상기 내통체의 하단 에지에 형성된 복수개의 유통공(流通孔)을 통해 유출입(流出入)되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최하위의 감압실과 상기 제1 공기 공급 수단의 정압 공기 토출 측은 도관(導管)에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기액 분리 수단은 상기 공간의 위쪽에 위치하는 상기 외통체의 내벽면에 상기 내벽면의 내주 방향을 따라 설치된 복수개의 기액 분리 날개로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
  7. 하면이 밀폐되고, 상면이 개구되어 있고, 연직 방향으로 연장되는 소정 직경 및 소정 길이를 가지는 외통체와,
    하면이 밀폐되고, 상면이 개구되어 있고, 하단부가 상기 외통체에 연통되고, 또한 상기 외통체 내부에 소정 간격의 공간을 두고 동심으로 설치되고, 상기 외통 체 보다 작은 소정 직경 및 소정 길이를 가지는 내통체와,
    상기 공간의 위쪽에 설치된 기액 분리 수단과,
    상기 외통체의 상단부 치우친 측벽에 설치되고, 상기 공간 내로 연통하는 적어도 1개의 피처리수 투입구와,
    상기 피처리수 투입구보다 아래쪽에 위치하는 상기 외통체의 측벽에 설치되고, 소정의 정압 공기를 상기 외통체의 내접 방향을 향해 상기 공간 내로 분출시키는 적어도 1개의 제1 공기 분출구와,
    상기 제1 공기 분출구에 접속되고, 상기 공간 내로 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 분출 공급하는 제1 공기 공급 수단과,
    상기 내통체 내에 상기 내통체 내부를 연직 방향으로 복수개로 구획함으로써 형성되고, 또한 감압에 의한 피처리수의 증발에 의해 피처리수를 냉각시키는 복수개의 감압실과,
    상부와 하부에 위치하는 상기 감압실 사이에 설치되어 상기 감압실 내에 피처리수를 소정 레벨까지 저류시키고, 상부에 위치하는 감압실 내에 저류된 피처리수를 오버플로에 의해 하부에 위치하는 감압실 내로 흘러내리게 하는 제1 처리수 흘러내림 기구와,
    상기 내통체의 저부에 설치되어 최하위에 위치하는 상기 감압실 내에 피처리수를 소정 레벨까지 저류시키고, 상기 감압실 내의 피처리수를 유출구(流出口)로부터 외부로 유출시키는 제2 처리수 흘러내림 기구와,
    상기 외통체의 상단 개구에 서로 대향하여 설치된 회전날개 및 상기 회전날 개의 회전에 의해 구동되는 발전기
    를 구비하고,
    상기 피처리수 투입구로부터 상기 공간 내로 피처리수를 투입하고, 상기 제1 공기 공급 수단으로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 상기 제1 공기 분출구로부터 상기 공간 내로 분출하여 상기 외통체의 내주를 따라 선회하면서 상승하는 피처리수와의 혼합 와류를 발생시키고, 상기 혼합 와류에 의해 상기 공간 내 및 상기 공간으로 연통하는 상기 최하위에 위치하는 감압실 및 상기 최하위의 감압실에 상기 제1 처리수 흘러내림 기구를 통하여 연통되는 상위의 감압실 내부를 감압하고, 상기 피처리수를 에어레이션 및 클러스터 분해하여 팽창시키고, 상기 피처리수의 팽창 작용과 상기 공간 내에서의 상기 정압 공기의 분출 팽창 작용에 의해 혼합 와류 중의 피처리수를 1차 냉각시키고, 상기 1차 냉각된 피처리수를 상기 기액 분리 수단에 의해 분리하여 상기 내통체의 상단 개구로부터 상기 내통체 내부로 투하하고, 또한 상기 기액 분리 수단에 의해 분리된 기체의 와류를 상기 외통체의 상단 개구로부터 외통체 밖으로 분출하여 상기 회전날개를 회전시킴으로써 상기 발전기를 구동하도록 구성되고,
    상기 내통체 내부로 투입된 피처리수를 상기 제1 처리수 흘러내림 기구를 통하여 최상위의 상기 감압실로부터 최하위의 상기 감압실로 차례로 흘러내리게 하고, 상기 각 감압실 내의 감압에 따른 피처리수의 증발열에 의해 감압실 내의 피처리수를 2차 냉각시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치를 이용한 발전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외통체의 하단부에 위치하는 내주벽에 상기 외통체의 둘레 방향으로 서로 이격되어 상기 외통체의 전체 둘레에 걸쳐 교대로 다수 배열되고 상기 공간 내의 저부에 저류된 피처리수를 전기 분해하여 산소 및 수소를 발생시키기 위한 양전극 및 음전극과, 상기 각 양전극과 음전극 사이에 직류 전압을 공급하는 직류 전원과, 상기 양전극 및 음전극과 대향하는 상기 외통체의 측벽에 설치되어 상기 외통체 내부로 상기 양전극 및 음전극의 내주면과 내접하는 방향으로 공기를 분출시키는 적어도 1개의 제2 공기 분출구와, 상기 제2 공기 분출구에 접속되고 상기 제2 공기 분출구로부터 소정 풍량과 소정 정압의 공기를 분출하여 상기 공간 내의 저부에 저류된 피처리수를 상기 양전극 및 음전극의 내주면을 따라 유동 교반함으로써 상기 전극의 전기 분해에 의한 피처리수로부터의 산소 및 수소의 발생을 촉진시키는 제2 공기 공급 수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 장치를 이용한 발전 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 최하위의 감압실과 상기 공간 사이는 상기 내통체의 측벽에 설치한 복수개의 흡인공에 의해 연통되고, 상기 공간의 저부에 저류된 피처리수 및 상기 최하위의 감압실에 저류된 피처리수는 상기 내통체의 하단 에지에 형성된 복수개의 유통공을 통해 유출입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치를 이용한 발 전 장치.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 최하위의 감압실과 상기 제1 공기 공급 수단의 정압 공기 토출 측은 도관에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치를 이용한 발전 장치.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기액 분리 수단은 상기 공간의 위쪽에 위치하는 상기 외통체의 내벽면에 상기 내벽면의 내주 방향을 따라 설치된 복수개의 기액 분리 날개로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치를 이용한 발전 장치.
  12. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외통체의 상단부에 상기 외통체 내부를 선회하면서 상승하는 기체 와류의 풍량을 증대시키는 송풍기를 설치한 것을 특징으로 하는 수처리 장치를 이용한 발전 장치.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외통체의 상단부 측벽에, 외기를 흡입하여 상기 기체 와류의 선회 에너지를 증대시키는 공기 흡입 슬릿이 상기 외통체의 원주 방향을 따라 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치를 이용한 발전 장치.
KR1020070002881A 2006-01-13 2007-01-10 수처리 장치 및 발전 장치 KR20070076437A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006005649A JP2007185601A (ja) 2006-01-13 2006-01-13 水処理装置並びに発電装置
JPJP-P-2006-00005649 2006-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070076437A true KR20070076437A (ko) 2007-07-24

Family

ID=38341135

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060022971A KR101065221B1 (ko) 2006-01-13 2006-03-13 수처리장치 및 이를 이용한 발전장치
KR1020070002881A KR20070076437A (ko) 2006-01-13 2007-01-10 수처리 장치 및 발전 장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060022971A KR101065221B1 (ko) 2006-01-13 2006-03-13 수처리장치 및 이를 이용한 발전장치

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2007185601A (ko)
KR (2) KR101065221B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104775988A (zh) * 2015-03-03 2015-07-15 杭州博洽智能科技有限公司 涡旋风风力发电机
CN105084612B (zh) * 2015-08-03 2017-06-13 哈尔滨工业大学 一种工业废热高效转化与自供能除污一体化系统
KR101701280B1 (ko) * 2015-10-06 2017-02-13 두산중공업 주식회사 사이클론 타입의 기액분리장치 및 이를 포함하는 강제순환식 증발기

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0979793A (ja) * 1995-09-12 1997-03-28 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 直交流式冷却塔
JP2001234708A (ja) 2000-02-24 2001-08-31 Hitachi Ltd 高湿分排ガスの水回収装置及び高湿分排ガスの水回収方法
JP2004232925A (ja) 2003-01-29 2004-08-19 Yae Kogyo:Kk 冷水の製造方法及びその装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101065221B1 (ko) 2011-09-19
JP2007185601A (ja) 2007-07-26
KR20070076352A (ko) 2007-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3945918A (en) Methods and apparatus for treating a liquid with a gas
CN102167454B (zh) 一种废水处理回收氨的方法
US8308146B2 (en) Gaseous effluent treatment apparatus
KR102169490B1 (ko) 고농도 폐수의 다단계 진공 증발 농축을 이용한 무방류 폐수 처리시스템
CN102115279B (zh) 一种去除乙炔清净工艺中次氯酸钠废水中磷的方法
CN107188344B (zh) 一种污水处理装置及污水处理方法
KR101065221B1 (ko) 수처리장치 및 이를 이용한 발전장치
JPS61502038A (ja) 汚濁液電気化学的浄化装置
JP3731806B2 (ja) 有機性排水の処理方法及び装置
CN117085615A (zh) 一种水下气泡放电等离子体固氮装置及方法
CN104891447B (zh) 一种半湿式高效臭氧发生方法及装置
US11358884B2 (en) Water treatment apparatus and water treatment method
CN212712744U (zh) 一种脱除硫酸中双氧水的设备
CN207738495U (zh) 一种电絮凝气浮装置
CN204058031U (zh) 一种废水处理设备
RU2096337C1 (ru) Установка для электрохимической очистки воды и/или водных растворов
JPH11162495A (ja) 燃料電池用直接接触式凝縮水回収システム及び直接接触式水蒸気凝縮器
RU2091320C1 (ru) Установка для электрохимической обработки и очистки воды и/или водных растворов
SU994430A1 (ru) Аппарат дл электрохимической обработки жидких сред
JP2007014928A (ja) 水処理装置並びに発電装置
CN109775840A (zh) 一种废水处理装置
SU1470668A1 (ru) Устройство дл электрохимической очистки сточных вод
CN215102633U (zh) 一种利用氯碱电解工艺的三聚氯氰废水处理装置
JP7129123B1 (ja) 希釈水素ガス供給装置
CN220056584U (zh) 一种基于臭氧氧化的污水处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination