KR20120090292A - Heat exchanger - Google Patents

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KR20120090292A
KR20120090292A KR1020110010644A KR20110010644A KR20120090292A KR 20120090292 A KR20120090292 A KR 20120090292A KR 1020110010644 A KR1020110010644 A KR 1020110010644A KR 20110010644 A KR20110010644 A KR 20110010644A KR 20120090292 A KR20120090292 A KR 20120090292A
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KR1020110010644A
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프롬만 크리스티안
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후버 에스이
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Abstract

PURPOSE: A heat exchanger is provided to heat exchange waste water with fluids as an outer surface of the heat exchanger contacts with the waste water. CONSTITUTION: As to a heat exchanger, a convective flow in waste water moves the waste water along an outer surface of the heat exchanger(46). Fluids flow through the heat exchanger. The heat exchanger delivers heat to between the waste water and the fluids. The waste water flows through a container, and the convective flow is used for cleaning the waste water and the outer surface of the heat exchanger. The convective flow is made in the container by compressed aeration.

Description

열교환기{Heat Exchanger}Heat Exchanger

본 발명은 대류 흐름이 폐수에서 발생하여 폐수가 외부면을 따라 움직이는, 유체가 이를 통해 흐르고 상기 외부면이 폐수와 접촉하고 있는 열교환기에 의해 용기에 있는 폐수와 유체 간에 열을 전달하기 위한 프로세스 및 상기 프로세스를 수행하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a process for transferring heat between a wastewater in a vessel and a fluid by a heat exchanger in which a convection flow occurs in the wastewater and the wastewater moves along the outer surface and the outer surface is in contact with the wastewater; It relates to an apparatus for performing a process.

폐수는 국내, 지자체, 상업 또는 공업용 폐수일 수 있다. 예를 들어, 유체는 물, 수성 용액, 알코올 또는 기름일 수 있다. 폐수를 식히거나 또는 유체를 가열하기 위해 열은 폐수로부터 유체로 전달된다. 특히, 가열된 유체는 폐수 열을 가열을 목적으로 활용가능하게 하기 위해 열 펌프에 의해 우회로에 안내될 수 있다. 그러나, 반대로, 열은 또한 폐수를 가열하여 다루기 쉬워지도록 유체로부터 폐수로 전달될 수 있다. Wastewater can be domestic, municipal, commercial or industrial wastewater. For example, the fluid can be water, aqueous solution, alcohol or oil. Heat is transferred from the wastewater to the fluid to cool the wastewater or to heat the fluid. In particular, the heated fluid may be directed to the bypass by a heat pump to make the wastewater heat available for heating purposes. On the contrary, however, heat can also be transferred from the fluid to the wastewater to make it easier to handle by heating the wastewater.

용기는 폐쇄된 탱크이거나 개방된 대야일 수 있다. 폐수는 용기를 통하여 지속적으로 흐를 수 있거나 혹은 폐수는 공급되었다가 담당하고 있는 용기로부터 제거된다.The vessel may be a closed tank or an open basin. Waste water can flow continuously through the container or the waste water can be supplied and removed from the container in charge.

열교환기는 그 내부를 통하여 유체가 흐르는 속이 빈 몸체이고 그 외부면은 폐수와 접촉하고 있다. 유체와 폐수의 온도가 다를 때 바람직하게 열을 잘 전도하는 피복으로 이루어진 적어도 하나의 열교환기 벽을 통해 열은 전달된다. 열교환기의 열전달용량은 폐수에 접촉된 외부면, 두 유체의 온도차이, 및 열전달계수(k 값)에 비례한다. k값은 열전달 저항의 역수이다. 이 저항은 벽에서 유체에 의한 열전달에 대한, 벽을 통한 열 전도에 대한, 및 벽에서 주변 폐수로의 열전달에 대한 저항들의 총합이다. 벽을 통한 열 전도에 대한 저항은 벽 두께에 비례하고 벽 물질의 열전도성에 반비례하여 열교환기의 구조형태에 의해 조절된다. 한편, 유체로부터 벽으로의 열 전달 및 그 반대의 경우에 대한 저항은 유체의 특성(특히, 그들의 열전도성, 점도 및 열용량)에 대한 함수일 뿐만 아니라 차라리 특히 그 흐름 양식의 함수이다. 내부 및 외부 열 교환기 저항의 역수들은 열전달의 계수(알파 값)이다.The heat exchanger is a hollow body in which fluid flows through its interior and its outer surface is in contact with the wastewater. When the temperature of the fluid and the waste water differs, heat is transferred through at least one heat exchanger wall, which is preferably made of a heat conducting sheath. The heat transfer capacity of the heat exchanger is proportional to the outer surface in contact with the waste water, the temperature difference between the two fluids, and the heat transfer coefficient (k value). k value is the inverse of the heat transfer resistance. This resistance is the sum of the resistances for heat transfer by fluid in the wall, for heat conduction through the wall, and for heat transfer from the wall to the surrounding wastewater. The resistance to heat conduction through the wall is controlled by the heat exchanger's geometry in proportion to the wall thickness and inversely proportional to the thermal conductivity of the wall material. On the other hand, the resistance to heat transfer from the fluid to the wall and vice versa is not only a function of the properties of the fluids (particularly their thermal conductivity, viscosity and heat capacity) but rather in particular of the flow mode. The inverse of the internal and external heat exchanger resistance is the coefficient of heat transfer (alpha value).

유체가 정지하고 있을 때, 알파 값은 낮다, 즉, 열전달이 나쁘다. 열 운반은 발산의 결과로서 적당한 열 전도에 의존하고, 벽에서 가열 또는 냉각이 되었을 때 자연 대류, 즉, 유체의 변경된 밀도에 의해 발생하는 흐름에 의존한다. 훨씬 좋은, 즉, 높은 알파 값들은 강제 대류, 즉, 벽에서 인공적으로 발생한 흐름에 의해 이루어질 수 있다. 흐름은 그들의 레이놀드 수(Reynolds number, Re), 즉, 흐름 속도와 특징적인 기하학적 길이(예를 들어, 튜브의 지름)에 비례하고, 유체의 운동학적 점성에 반비례하는 것을 특징으로 한다. When the fluid is at rest, the alpha value is low, ie poor heat transfer. Heat transport relies on proper heat conduction as a result of dissipation and upon natural convection, ie, the flow generated by the altered density of the fluid when heated or cooled at the wall. Even better, ie high alpha values can be achieved by forced convection, ie artificially generated flow in the wall. The flows are characterized by their Reynolds number (Re), that is, proportional to the flow velocity and the characteristic geometric length (eg the diameter of the tube) and inversely proportional to the kinematic viscosity of the fluid.

낮은 레이놀즈 수(Re)의 경우, 흐름은 층류이고, 임계 레이놀드 수를 초과하는 경우 그 흐름은 난류로 변하여 알파 값이 날카롭게 상승한다. 열교환기가 이용될 때, 이에 따라 난류로 흐르는 두 유체들을 갖도록 시도되어야만 한다. 흐름 속도가 이를 통해 또는 이와 함께 충분히 높게 선택된다는 점에서 열교환기를 통해 펌핑되는(pumped) 유체에서 난류를 발생시키는 것은 간단하다. 외부 알파 값이 여전히 낮다면, 내부 알파 값을 점점 더 올리기에 k 값은 매우 유용하지 않다. 요구되는 열 전달 용량은 오직 열교환기의 충분히 큰 외부면에 의해서만 달성될 수 있는데, 이는 열교환기가 커지고 비싸진다는 단점을 갖는다. 이를 피하기 위해서, 열교환기의 외부면을 따라 폐수에서 대류, 바람직하게는 난류를 발생시켜야만 한다.For the low Reynolds number Re, the flow is laminar, and if it exceeds the critical Reynolds number, the flow becomes turbulent and the alpha value rises sharply. When a heat exchanger is used, it must therefore be attempted to have two fluids flowing in turbulent flow. It is simple to generate turbulence in the fluid pumped through the heat exchanger in that the flow rate is selected sufficiently high with or with it. If the outer alpha value is still low, the k value is not very useful for increasing the inner alpha value more and more. The required heat transfer capacity can only be achieved by a sufficiently large outer surface of the heat exchanger, which has the disadvantage that the heat exchanger becomes large and expensive. To avoid this, convection, preferably turbulent, must be generated in the wastewater along the outer surface of the heat exchanger.

바람직하게, 이 흐름은 상기 외부면을 통화해야한다, 즉, 외부면과 거의 평행한 방향을 가져야 한다. 열교환기의 외부면 위로 한정된 높은 흐름 속도에 의해 알파 값은 올라가고, 문제가 되는 고체 또는 코팅들은 외부면으로부터 씻겨나가게 되는데, 이러한 이유로 외부면은 작게 만들어질 수 있고 열교환기의 가격도 그대로 낮다. Preferably, this flow should pass through the outer surface, ie have a direction that is nearly parallel to the outer surface. The high flow rate defined above the outer surface of the heat exchanger raises the alpha value, and the problematic solids or coatings are washed away from the outer surface, which makes the outer surface small and the price of the heat exchanger intact.

열교환기를 통해 흐르는 유체와 폐수 사이에 열을 전달시키기 위해 폐수 도관들 또는 배수로들에 열교환기들을 통합하는 것은 최첨단이다. 열교환기의 외부면을 지나는 도관 또는 배수로에 폐수가 흐른다. 그러나, 흐름 속도는 도관 또는 배수로에서의 높이뿐만 아니라 이를 통한 폐수 프로세스량의 함수이다. 이를 통한 흐름도 그 높이도 일정하지가 않으므로, 한정되지 않은 흐름이 제공된다. 흐름은 정상적으로 층류이다. 난류 조건들은 이를 통한 흐름이 매우 높아졌을 경우에만, 예를 들어, 비가 온 이후에만 효과를 나타낸다. 열교환기의 표면에서 정상적으로 낮은 알파 값의 결과로서, 큰 표면을 가져야만 한다. 특히, 이들이 정제하지 않은 폐수 도관에 통합된다면, 이들은 오염에 민감하다. It is state-of-the-art to integrate heat exchangers into wastewater conduits or drains to transfer heat between the fluid flowing through the heat exchanger and the wastewater. Wastewater flows into conduits or drains passing through the outer surface of the heat exchanger. However, the flow rate is a function of not only the height in the conduit or drainage but also the amount of wastewater process through it. As a result, the height of the flow chart is not constant, thereby providing an unlimited flow. The flow is normally laminar flow. Turbulent conditions only take effect when the flow through them is very high, for example only after rain. As a result of normally low alpha values at the surface of the heat exchanger, it must have a large surface. In particular, if they are integrated into unpurified wastewater conduits, they are susceptible to contamination.

공개된 출원 DE 101 56 253 A1은 다른 위치에서 공업용수에 주어진 열 에너지를 더 이용할 수 있도록 공업용수 탱크에 열교환기를 통합하는 것을 교시한다. 이를 위해, 공업용수는 중간에 탱크에 저장되어야만 하고, 이 동안 공기를 불어넣어 교반된다. 이렇게 교반한 결과, 공업용수는 열교환기의 외부면을 지나 흐르고, 이는 열교환을 향상시키고 동시에 열교환기의 외부면으로부터 오염물질을 씻어낸다. Published application DE 101 56 253 A1 teaches integrating a heat exchanger in an industrial water tank to further utilize the thermal energy given to industrial water at other locations. For this purpose, the industrial water must be stored in the tank in the middle, during which the air is blown and stirred. As a result of this agitation, industrial water flows past the outer surface of the heat exchanger, which improves heat exchange and at the same time washes off contaminants from the outer surface of the heat exchanger.

또한, 공개된 출원 DE 36 05 585 A1은 열교환기의 외부면에서 대류 흐름이 발생하는 폐수 용기에 결합한 열교환기를 교시한다. 이 예에서, 흐름은 폐수 용기의 유연한 벽을 이동시킴으로써 발생한다. The published application DE 36 05 585 A1 also teaches a heat exchanger coupled to a wastewater vessel in which convective flow takes place on the outer surface of the heat exchanger. In this example, the flow occurs by moving the flexible wall of the wastewater container.

또한, 유럽특허 EP 0 174 554 B1는 하우징의 외부면을 청소하고 열 전달을 향상시키기 위해 열교환기 아래에서 씻는 기체를 물속에 불어 넣는, 오염수를 위한 용기에 결합한 열교환기를 교시한다. In addition, EP 0 174 554 B1 teaches a heat exchanger coupled to a vessel for contaminated water, which blows gas washing under the heat exchanger into the water to clean the outer surface of the housing and improve heat transfer.

이러한 공개들에 따르면, 열전달을 개선하고 외부면으로부터 오염물질을 청소하는 목적으로 열교환기의 외부면에 대류 흐름을 발생시킨다. 이런 물이 중간에 저장되어 복수의 열교환기들에 의해 형성되는 비교적 비싼 흐름 도관들을 통해 안내돼야만 하는 이러한 목적을 위하여 여분으로 배치된 용기에 열교환기들은 항상 수용된다. 그러나, 이러한 장치들은 열교환기의 투자 및 운용 비용을 훨씬 증가시킨다. According to these publications, convection flows are generated on the outer surface of the heat exchanger for the purpose of improving heat transfer and cleaning contaminants from the outer surface. Heat exchangers are always accommodated in vessels that are redundantly placed for this purpose where such water must be stored in the middle and guided through relatively expensive flow conduits formed by a plurality of heat exchangers. However, these devices add significantly to the investment and operating costs of the heat exchanger.

본 발명은 인용한 단점들을 갖지 않는 프로세스와 이 프로세스를 이행하기 위한 장치를 유용하게 하려는 과제를 갖고, 폐수에 주어진 열 에너지의 간단하고 경제적인 활용을 가능하게 한다. 특히, 본 발명은 열 교환을 위해 이미 추가로 존재하는 장치들을 이용함으로써 에너지 균형을 더욱 향상시키려는 과제를 갖는다. The present invention has the task of making a process that does not have the disadvantages cited and the apparatus for implementing the process possible, and allows the simple and economical utilization of the thermal energy given to the waste water. In particular, the present invention has the problem of further improving the energy balance by using devices which already exist for heat exchange.

이 과제는 독립청구항들의 특징들에 따른 상기 프로세스와 상기 장치에 의해 해결된다.This problem is solved by the process and the device according to the features of the independent claims.

흐름이 지나가는 용기들은 거의 모든 폐수 정화시설의 구성요소이고, 추가로 폐수와 공업용수 간에 열전달을 위해 활용될 수 있다. 이러한 용기들에는 폐수를 청소하기 위한 조력자로서 이용되는 대류 흐름들을 만들어내는 장치들이 이미 자주 제공된다.이러한 흐름들은 예를 들어 교반 메커니즘에 의해서 또는 공기와 같은 기체를 폐수에 불어넣어 발생할 수 있다. 폐수를 청소하기 위한 이러한 대류 흐름의 이용은 예를 들어 바닥침전물들을 막고, 폐수를 완전히 섞고, 화학 물질들을 폐수에 섞고, 침전물(precipitations) 또는 양털 모양의 침전(flocculations)이 가속되거나, 폐수에 공기를 공급하는 것들을 수반할 수 있다. 따라서, 열교환기에서 열전달을 개선하거나 열교환기 표면을 청소하는 실제 과제를 위해 추가로 활용될 수 있는 폐수 정화시설의 매우 다른 위치에서 흐름 조건들은 이미 제공된다. Flowing vessels are a component of almost all wastewater purification plants and can additionally be used for heat transfer between wastewater and industrial water. Such vessels are already often provided with devices for producing convective flows which are used as assistants for cleaning the wastewater. These flows can be generated, for example, by agitation mechanisms or by blowing gas such as air into the wastewater. The use of this convection stream to clean the wastewater can, for example, prevent bottom sedimentation, thoroughly mix the wastewater, mix chemicals into the wastewater, accelerate the precipitation or flocculations, or air into the wastewater. May involve those that supply it. Thus, flow conditions are already provided at very different locations in the wastewater purification plant which can be further utilized for the actual task of improving heat transfer in the heat exchanger or cleaning the heat exchanger surface.

이러한 전제조건들이 이용된다면, 이러한 폐수 정화시설에서 흐름이 통과하는 용기의 적절한 위치에 열교환기를 결합함으로써 폐수 정화시설의 폐수가 가지는 열에너지가 활용되는 것을 쉽게 달성할 수 있다. 소비되는 에너지는 여기서 추가로 가능한 현재의 열펌프의 동작뿐만 아니라 열교환기를 통한 유체의 전달을 초래하는 가능한 현재의 펌프 장치의 동작에만 오직 제한된다. 대류 흐름들은 열을 회수할 뿐만 아니라 폐수를 청소하는 역할을 하기 때문에, 이에 대한 지출은 오직 한번 만 일어난다. 또한, 폐수는 비싼 방식으로 탱크에 중간에 저장될 필요가 없어서, 차라리 결과적으로 투자 및 에너지 비용이 더욱 낮아지는, 흐름을 통과시키고 폐수를 청소하는 용기 내부에 열교환기를 통합하는 것이 제안된다. If these prerequisites are used, it is easy to achieve the utilization of the heat energy of the wastewater in the wastewater purification plant by coupling the heat exchanger to the appropriate location of the vessel through which the flow passes. The energy consumed is limited here only to the operation of the present heat pump, which is possible as well as to the operation of the current heat pump which results in the transfer of fluid through the heat exchanger. Convection streams not only recover heat but also serve to clean the wastewater, so the expenditure for this only occurs once. It is also proposed to integrate the heat exchanger inside the vessel through which the flow passes and cleans the waste water, since the waste water does not need to be stored intermediately in the tank in an expensive manner, resulting in lower investment and energy costs.

폐수 청소는 공업 작업 또는 지자체의 하수처리 시설에서 일어날 수 있다. 또한, 특히, 호텔들, 아파트 단지들, 또는 사무실 단지들, 운동장들 또는 근거리 영역들에서 분산된 폐수 청소일 수 있다. 분산된 폐수 처리는 폐수가 비교적 따뜻하고 가까운 거리에서 난방용 온기에 대한 큰 요구가 있기 때문에, 특별히 가열을 위한 열펌프에 의해 폐수 열을 가열시키는 작업에 적합하다. Wastewater cleaning can take place in industrial works or municipal sewage treatment plants. It may also be a wastewater cleaning, especially in hotels, apartment complexes, or office complexes, playgrounds or near areas. Dispersed wastewater treatment is particularly suitable for heating wastewater heat by means of heat pumps for heating, because the wastewater is relatively warm and there is a great demand for warmth for heating at close range.

본 발명의 프로세스의 특별히 유리한 실시예에 따르면, 대류 흐름은 압축 에어레이션에 의해 폐수 용기에서 만들어진다. 압축 에어레이션에서, 미생물에 산소를 공급하고 이산화탄소 또는 니트로겐과 같은 기체 신진대사 생산물을 제거하기 위해 공기가 폐수로 불어 넣어진다. 공기가 폐수에 강제로 주입될 때, 공기 방울은 폐수에서 상승하면서 주변 폐수를 끌고 간다. 공기가 주입되는 용기의 영역에서 강한 상방 흐름이 만들어지고, 다른 위치에서 대응하는 하방 흐름이 만들어진다. 에어레이션 장치의 적합한 배치에 따르면, 초당 몇 미터의 흐름 속도를 가진 뚜렷한 흐름 소용돌이가 용기 안에서 적은 에너지를 소비하여 만들어질 수 있다. 바람직하게, 공기는 열교환기 아래에서 또는 비스듬하게 아래에서 공급되어 상방 흐름이 상승하는 공기 방울들 주위의 난류와 겹쳐지게 된다. 그러나, 흐름이 아래로 향하는 위치에 열교환기를 배치하는 것 또한 가능하다. 양쪽 예에서, 열교환기의 외부면은 외부면 위로 폐수가 낮은 흐름 저항을 가지고 흐르도록, 대략 수직 정렬되어야 한다. 마지막으로, 흐름이 수평 성분을 가지는 위치에 열교환기를 배치하는 것 또한 가능하고, 이러한 경우 외부면은 흐름의 방향에 평행하게 정렬되는 것이 바람직하다. According to a particularly advantageous embodiment of the process of the invention, the convection stream is produced in the waste water vessel by compressed aeration. In compressed aeration, air is blown into the wastewater to oxygenate the microorganisms and remove gaseous metabolic products such as carbon dioxide or nitrogen. When air is forced into the wastewater, air bubbles rise from the wastewater and attract the surrounding wastewater. In the region of the vessel into which the air is injected, a strong upward flow is made, and a corresponding downward flow is made at another location. According to a suitable arrangement of the aeration device, a distinct flow vortex with a flow rate of several meters per second can be produced by consuming less energy in the vessel. Preferably, air is supplied below or at an angle below the heat exchanger such that the upward flow overlaps the turbulence around the rising air bubbles. However, it is also possible to arrange the heat exchanger in a position where the flow is directed downward. In both examples, the outer surface of the heat exchanger should be approximately vertically aligned such that the wastewater flows with low flow resistance over the outer surface. Finally, it is also possible to arrange the heat exchanger in a position where the flow has a horizontal component, in which case the outer surface is preferably aligned parallel to the direction of the flow.

대류 흐름은 표면 에어레이션에 의한 다른 수단들에 유리하게 선택적으로 대신 또는 추가로 용기 안에 만들어진다. 표면 에어레이션 장치들은 에어레이션을 위하여 폐수와 활성 슬러지의 혼합물을 공기중에 내던지거나 공기방울을 상기 혼합물에 강제로 주입하는수직 축을 갖는 상단들 또는 수평축을 갖는 롤러들 중 어느 하나이다. 표면 에어레이션 장치들은 에어레이션 탱크에 필요한 강한 대류 흐름을 발생시킨다.Convection flows are alternatively or additionally made in the vessel in favor of other means by surface aeration. Surface aeration devices are either rollers with horizontal axes or tops with a vertical axis for throwing a mixture of wastewater and activated sludge into the air or forcing air bubbles into the mixture for aeration. Surface aeration devices generate the strong convection flow required for aeration tanks.

본 발명의 다른 유리한 실시예에 따르면, 예를 들어, 이하에 상세하게 설명할 모래구덩이와 같은 용기 안에서 압축 공기를 이용하여 공기를 폐수로 공급하는 것과 상승하는 공기방울들이 폐수의 소용돌이 같은 흐름을 만드는 것을 제안한다. 소용돌이 같은 흐름은 특히 용기의 측벽 주변에서 공기를 불어 넣음으로써 세로 용기에서 만들어진다. 그러나, 넓은 용기에서, 공기가 이 용기의 중심 세로축 주변에 밀어 넣어짐에 있어 두 배의 흐름 소용돌이도 만들어질 수 있다. 바람직하게, 열교환기는 안으로 불어 넣어진 공기 방울들이 위로 상승하여 폐수의 상방향 흐름을 만드는 영역에 배치된다. 그러나, 열교환기는 폐수가 돌아 내려와 흐르는 위치에 설치될수도 있다. According to another advantageous embodiment of the present invention, for example, using compressed air in a vessel such as a sand pit described in detail below to supply air to the wastewater and rising air bubbles create a swirling flow of wastewater. Suggest that. Vortex-like flows are produced in longitudinal vessels, in particular by blowing air around the side walls of the vessel. However, in a wide vessel, double flow vortices can also be made in that air is pushed around the central longitudinal axis of the vessel. Preferably, the heat exchanger is placed in an area where air bubbles blown in are raised upwards to create an upward flow of wastewater. However, the heat exchanger may be installed at the position where the wastewater flows back.

본 발명의 특별히 유리한 변형에 따르면, 폐수의 환형 흐름이 용기에서 만들어진다. 바람직하게, 환형의 흐름은 원형 또는 대략 정방형의 베이스 영역을 갖는 용기들에서 만들어진다. 보통, 폐수는 중심에서 위로 흐르고 주변에서 아래로 흐른다. 그러나, 흐름은 그 반대 방향을 가질 수 있다. According to a particularly advantageous variant of the invention, an annular flow of waste water is produced in the vessel. Preferably, the annular flow is made in containers with a base area of circular or approximately square shape. Usually, wastewater flows up from the center and down from the periphery. However, the flow can have the opposite direction.

본 발명에 따른 프로세스의 다른 실시예에 따르면, 흐름은 용기 내에서 교반기로 만들어지는 것이 유리하다. 이는 축 방향 또는 반경 방향 흐름을 만드는 교반기들일 수 있다. 교반기의 타입 및 그 배치는 특히 용기의 모양의 함수이다. 길고 직사각형인 용기의 경우, 수평의 프로펠러 교반기들이 이용되어 용기의 세로축을 따라 흐름을 발생시킨다. 원형 또는 정방형 용기인 경우, 교반기는 수직 중심축에 배치되는 것이 바람직하다. 후자는 회전 흐름을 만드는 교반용 바람개비를 포함하거나 용기 내에서 환형의 흐름 또는 고리형 소용돌이 흐름을 만드는 아래 또는 위를 향하는 프로펠러들을 포함한다. 이러한 모든 예에서, 열교환기들은 그들의 외부면이 흐름에 평행하게 정렬되도록 설치되는 것이 바람직하다.According to another embodiment of the process according to the invention, the flow is advantageously made with a stirrer in the vessel. This may be agitators that create an axial or radial flow. The type of agitator and its arrangement are in particular a function of the shape of the vessel. For long, rectangular vessels, horizontal propeller stirrers are used to generate flow along the longitudinal axis of the vessel. In the case of a circular or square vessel, the stirrer is preferably arranged on the vertical central axis. The latter may include stirring vanes to create a rotating flow or downward or upward propellers to create an annular or annular vortex flow in the vessel. In all these examples, the heat exchangers are preferably installed such that their outer surface is aligned parallel to the flow.

추가로, 폐수가 모래구덩이에서 세척된다면 유리하다. 모래구덩이들은 높은 비의 밀도를 갖는 덩어리들, 즉, 예를 들어 모래, 작은 자갈 또는 돌들을 분리하는데 이용된다. 한편으로는 유기물질을 부유 상태에 있게 하고 다른 한편으로는 무기물질이 가라앉는 것을 방지하게 하는 크기로 만들어진 모래구덩이에서 대류 흐름은 만들어진다. 이러한 대류 흐름은 모래구덩이에 배치된 열 교환기의 외부면에서 알파 값을 올리는데 추가로 활용될 수 있다. 모래의 분리를 위해 모래구덩이들에서 만들어진 대류 흐름은 매우 강하고 명백히 뚜렷하다. 따라서, 이는 열교환기들 상에서 흐름을 위해 특별히 잘 이용될 수 있다. 모래구덩이 용기들은 주로 강철(steel)로 제작되어 모든 부품들을 갖추어 완성되어 배달된다. 따라서, 모래구덩이 용기들에 공장으로부터의 열교환기를 통합하는 데 있어 특별히 경제적이다. In addition, it is advantageous if the waste water is washed in sand pit. Sand pits are used to separate chunks of high rain density, ie sand, small gravel or stones. On the one hand, convection flows are created in a sand pit that is sized to keep organic matter suspended and, on the other hand, to prevent minerals from sinking. This convection flow can be further utilized to raise the alpha value on the outer surface of the heat exchanger placed in the sand pit. The convective flows produced in the sand pits for the separation of sand are very strong and clearly visible. Thus, it can be used particularly well for flow on heat exchangers. Sand pit containers are usually made of steel, complete with all parts and are delivered. Thus, it is particularly economical to integrate heat exchangers from factories into sand pit containers.

다른 유리한 변형에 따르면, 폐수는 생물학적으로 정화된다. 생물학적 정화는 보통 활성 슬러지 시설의 에어레이션 대야에서 일어난다. 모든 활성 슬러지 시설의 부분은 활성 슬러지 안의 미생물에 산소를 공급하기 위해 그리고 신진대사 생산물 이산화 탄소 및 필요에 따라 질소를 방출하기 위해 폐수와 활성 슬러지의 혼합물에 공기가 공급되는 에어레이션 대야이다. 에어레이션 대야들은 보통 공기를 폐소에 불어 넣는 기밀구조의 에어레이션을 갖추고 있다. 공기가 밀어 넣어지는 장소에 열교환기들을 장착하는 것이 특히 유리하다. 열교환기가 기밀의 에어레이션을 갖춘 기존의 에어레이션 대야에 통합될 때, 열교환을 위해 추가의 비용을 들이지 않고 이미 있는 대류 흐름 또한 활용된다. 그러나, 활성 슬러지 시설들의 에어레이션 대야들은 대류 흐름을 발생시키는 표면 에어레이션 장치들을 갖출 수도 있다. According to another advantageous variant, the wastewater is biologically purified. Biological purification usually takes place in the aeration basins of activated sludge plants. Part of all activated sludge installations is an aeration basin where air is supplied to the mixture of wastewater and activated sludge to oxygenate the microorganisms in the activated sludge and to release the metabolic products carbon dioxide and nitrogen as needed. Aeration basins are usually equipped with airtight aeration that blows air into the waste. It is particularly advantageous to mount heat exchangers in places where air is pushed in. When the heat exchanger is integrated into an existing aeration basin with airtight aeration, the existing convection flow is also utilized without any additional cost for heat exchange. However, the aeration basins of activated sludge plants may be equipped with surface aeration devices that generate convective flow.

상술한 프로세스를 이행하기 위하여, 용기 안에 있는 폐수와 유체가 이를 통해 흐르고 상기 폐수와 접촉하는 외부면을 갖는 열교환기의 수단으로서 유체 사이에서 열을 전달하기 위한 장치가 제안되는데, 확산 파이프가 공기를 폐수에 주입하도록 배치 및/또는 교반기가 대류 흐름을 만들도록 배치된다. 본 발명에 따르면, 여기서의 용기는 폐수가 이를 통해 흐르는 폐수 정화시설의 대야이다. 이러한 대야들은 이미 자주 기계적, 생물학적 및/또는 화학적 정화 단계들의 행위를 지원하는 대류 흐름의 발생을 위한 장치들을 포함한다. 가능한 낮은 열 교환을 위해 요구되는 에너지를 유지하기 위하여,열 전달을 위해 알맞은 흐름 조건들이 이미 그들에게 제공되기 때문에 폐수가 흐르는 이러한 용기들에 통합하는 것이 제안된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 장치는 페수 정화와 열의 회수에 의해 특별히 알맞은 에너지 균형이 기대된다. 나아가, 흐름을 만들기 위한 추가 용기 또는 장치들 어느 것도 열의 회수를 위해 요구되지 않아서 중요한 투자 비용들이 절약된다.In order to implement the above process, an apparatus for transferring heat between fluids is proposed as a means of a heat exchanger having wastewater and fluids flowing therethrough and having an outer surface in contact with the wastewater, wherein the diffusion pipe draws air. A batch and / or stirrer is arranged to create a convection stream for injection into the wastewater. According to the invention, the vessel here is a basin of wastewater purification facilities in which wastewater flows through it. These basins already include devices for the generation of convective flows which often support the action of mechanical, biological and / or chemical purification steps. In order to maintain the energy required for the lowest heat exchange possible, it is proposed to integrate into these vessels through which waste water flows since suitable flow conditions for heat transfer are already provided to them. Accordingly, the device according to the present invention is expected to have a particularly suitable energy balance by wastewater purification and heat recovery. Furthermore, none of the additional vessels or devices for making the flow are required for the recovery of the heat, saving significant investment costs.

폐수가 관통하여 흐르게 되는 대야들은 유입구와 유출구를 갖춘 용기들이다. 이들은 실제로 모든 폐수 정화시설의 부품이다. 대야들은 상단에서 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 확산 파이프는 압축 공기가 공급되고, 이를 통해 공기가 굵은 방울의 형태로 폐수에 압축되는 개구를 갖는 수평으로 배치된 파이프이다. 이와 달리, 확산 파이프는 다소간 미세한 거품의 형태로 공기가 폐수에 강제로 넣어지는 다공성 또는 홈이 있는 에어레이션 요소를 갖출 수 있다.The basins through which the wastewater flows are containers with inlets and outlets. These are actually part of every wastewater treatment plant. The basins may be open or closed at the top. A diffusion pipe is a horizontally arranged pipe having an opening through which compressed air is supplied, through which air is compressed into waste water in the form of coarse droplets. Alternatively, the diffusion pipe may be equipped with a porous or grooved aeration element in which air is forced into the waste water in the form of somewhat fine bubbles.

흐름이 통과하는 대야는 폐수의 생물학적 정화 역할을 하고 에어레이션 장치들에 의해 대류 흐름이 만들어지는 활성 슬러지 시설의 에어레이션 대야인 것이 유리하다. 활성 슬러지 시설들에서, 폐수의 유기 성분들은 미생물들에 의해 물질대사로 변화되고 생물량(biomass)으로 전환된다. 생물량은 마지막 정화, 예를 들어, 최종 정화 대야에서 소위 활성 슬러지로 불리는 바와같이 분리되어 에어레이션 대야로 되돌아간다. 생물량의 배양은 소위 과잉 슬러지로 불리는 바와 같이 최종 정화로부터 제거된다.The basin through which the flow passes is advantageously the aeration basin of the activated sludge plant, which serves as a biological purification of the wastewater and is produced by the aeration apparatus. In activated sludge plants, the organic components of the wastewater are metabolized and converted into biomass by microorganisms. Biomass is separated from the final clarification basin, for example so-called activated sludge, and returned to the aeration basin. Biomass cultivation is removed from the final clarification as so-called excess sludge.

특히 유리한 실시예에 따르면, 대야는 모래구덩이이다. 폐수의 기계적 사전 정화는 특별히 무거운 미립자의 가라앉는 물질의 분리에 의해 모래구덩이에서 일어난다. 이를 위하여, 대류 흐름이 만들어지고 이는 너무 강하여 특히 낮은 밀도의 유기 물질들을 부유상태에 있게 한다. According to a particularly advantageous embodiment, the basin is a sand pit. Mechanical prepurification of the waste water takes place in the sand pit, in particular by the separation of the sinking material of heavy particulates. To this end, a convective flow is created which is so strong that particularly low density organic materials are suspended.

다른 실시예에 따르면, 모래구덩이는 그 중심에서 환형 흐름을 만드는 교반기가 배치되는 원형의 모래구덩이인 것이 유리하다. 교반 장치들은 보통 회전하는 환형의 흐름을 만들기 위하여 원형의 모래구덩이에 결합되므로, 폐수는 모래구덩이의 바닥 위에서 나선 경로로 중심으로 흘러간다. 무기질 덩어리들은 이러한 흐름에 의해 중심의 방향으로 떠밀려져서 아래로, 예를 들어, 바닥 아래에 위치한 회수실로 고리형 슬롯을 통하여 가라앉는다. 열교환기들을 폐수가 아래로 흘러내리는 원형의 모래구덩이 둘레에 배치하는 것을 제안한다. 이와 달리, 이들은 교반 장치 둘레에 고리형으로 배치될 수도 있는데, 이러한 경우 폐수는 이러한 영역들에서 상방을 향해 흐른다.According to another embodiment, the sand pit is advantageously a circular sand pit in which a stirrer is formed which creates an annular flow at its center. Since the stirring devices are usually coupled to a circular sand pit to create a rotating annular flow, the waste water flows to the center in a spiral path above the bottom of the sand pit. The mineral masses are pushed in the direction of the center by this flow and settle down through the annular slot into a recovery chamber located below, for example under the floor. It is proposed to arrange the heat exchangers around a circular sand pit where the waste water flows down. Alternatively, they may be arranged annularly around the stirring device, in which case the waste water flows upwards in these areas.

대신, 모래구덩이가 공기를 불어넣고 소용돌이 같은 흐름을 만들어 내기 위한 측벽 및 세로벽 주변과 세로벽을 따라 배치된 적어도 하나의 확산 파이프를 갖는 긴 모래구덩이라면 유리하다. 긴 모래구덩이들에서, 소용돌이 흐름은 세로벽들 중 하나를 따라 압축 공기를 불어 넣음으로써 습관적으로 만들어진다. 본 발명에 따르면, 이러한 소용돌이 흐름은 공기가 공급된 모래구덩이에 배치된 열 교환기의 열전달을 개선하는데 추가로 유용하다.Instead, it is advantageous if the sand pit is a long sand pit with side walls and at least one diffusion pipe disposed around the longitudinal wall and along the longitudinal wall for blowing air and creating a swirling flow. In long sand pits, the vortex flow is customarily created by blowing compressed air along one of the longitudinal walls. According to the invention, this vortex flow is further useful for improving the heat transfer of heat exchangers arranged in air-filled sand pits.

본 발명의 다른 실시예에서, 열교환기는 적어도 하나의 흐름 도관에 의해 서로 연결된, 유체를 위한 유입구 및 유출구를 포함하는 것이 유리하고, 흐름 도관의 외부면은 열교환기의 외부면을 형성한다. 유체는 유입구로부터 유출구까지 흐름도관을 통하여 바람직하게 휘몰아치는 방식으로 흐른다. 관통 흐름을 낮추고 유입구와 유출구 사이의 온도차를 높게 유지하기 위하여, 흐름 도관은 작은 유압 지름을 가져야 하고 길어야 한다. 흐름 도관은 적어도 하나의 그 외부면이 열교환기의 외부면을 형성하는 벽들에 의해 범위가 정해진다. 유체는 상기 벽들의 내부면들을 따라 흐르고, 폐수는 상기 벽들의 외부면들을 따라 흐른다.In another embodiment of the invention, the heat exchanger advantageously comprises an inlet and an outlet for the fluid, which are connected to each other by at least one flow conduit, wherein the outer face of the flow conduit forms the outer face of the heat exchanger. The fluid flows preferably in a swung manner through the flow tube from the inlet to the outlet. In order to lower the through flow and to maintain a high temperature difference between the inlet and outlet, the flow conduit must have a small hydraulic diameter and be long. The flow conduit is delimited by walls whose at least one outer surface forms the outer surface of the heat exchanger. Fluid flows along the inner surfaces of the walls, and wastewater flows along the outer surfaces of the walls.

그리고, 흐름 도관이 원형, 직사각형 또는 정방형 단면을 갖는 파이프 구간들에 의해 형성된다면 특별히 유리하다. 이에 따라 흐름 도관은 그 외피면이 열교환기의 외부면을 형성하는 상업적인 파이프 프로파일들의 연속으로부터 제조된다.And it is particularly advantageous if the flow conduit is formed by pipe sections having a circular, rectangular or square cross section. The flow conduit is thus produced from a series of commercial pipe profiles whose outer surface forms the outer surface of the heat exchanger.

특히 유리한 실시예에 따르면, 파이프 구간들은 실질적으로 수평으로 정렬된다. 이 정렬은 열교환기가 배치되는 용기가 평평하다면 특별히 유리하다. 이러한 예에서, 파이프들에 거스르는 흐름은 비스듬하다. According to a particularly advantageous embodiment, the pipe sections are aligned substantially horizontally. This alignment is particularly advantageous if the vessel in which the heat exchanger is placed is flat. In this example, the flow against the pipes is oblique.

그러나, 특별한 경우에, 예를 들어, 깊은 용기의 경우, 파이프 구간들이 실질적으로 수직으로 정렬된다면 유리할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 파이프에 거스르는 흐름은 세로이고, 이는 파이프들이 낮은 흐름 저항을 만들고 이에 대야에서의 대류 흐름을 단지 조금만 약하게 한다는 장점을 갖는다. However, in special cases, for example in deep containers, it may be advantageous if the pipe sections are aligned substantially vertically. In this case, the flow against the pipe is longitudinal, which has the advantage that the pipes create a low flow resistance and thus only weaken the convective flow in the basin.

파이프 구간들은 유리하게도 평행으로 배치되고 서로 연결된 끝을 가지므로, 유체 측면에서 인접한 파이프 구간들의 유체가 반대 방향으로 흐른다. 따라서, 유체는 평행한 파이프 구간에서 앞뒤로 흐른다. 이는 열교환기가 작은 치수임에도 긴 흐름 도관을 갖는다는 단순한 방식으로 야기한다. 인접한 파이프 구간들 사이의 연결은 수직 연결 파이프들에 의해 일어난다. 직사각형 또는 정사각형 파이프 구간들은 간격 없이 서로 평행하게 배치된다면, 그 단부들이 개구, 예를 들어 구멍들에 의해 서로 연결될 수 있다. The pipe sections are advantageously arranged in parallel and have ends connected to each other, so that the fluid of adjacent pipe sections on the fluid side flows in the opposite direction. Thus, the fluid flows back and forth in parallel pipe sections. This results in a simple way that the heat exchanger has a long flow conduit even with small dimensions. The connection between adjacent pipe sections is caused by vertical connecting pipes. If the rectangular or square pipe sections are arranged parallel to one another without a gap, their ends can be connected to one another by an opening, for example holes.

본 발명의 다른 유리한 변형에 따르면, 흐름 도관은 수직 축을 갖는 나선의 형태로 배치된 적어도 하나의 속이 빈 프로파일에 의해 형성된다. 예를 들어, 속이 빈 프로파일은 원형 또는 직사각형 파이프 프로파일일 수 있다. 이러한 변형에서도, 파이프들은 긴 흐름 도관을 형성하기 위해 평행으로 배치된다. 가파른 휨이 없기 때문에, 흐름 측면에서 흐름 저항이 특별히 낮다. 이 변형은 특히 원형 용기에 적합하다.According to another advantageous variant of the invention, the flow conduit is formed by at least one hollow profile arranged in the form of a spiral with a vertical axis. For example, the hollow profile can be a round or rectangular pipe profile. Even in this variant, the pipes are arranged in parallel to form a long flow conduit. Since there is no steep warpage, the flow resistance is particularly low in terms of flow. This variant is particularly suitable for circular containers.

다른 유리한 실시예에서, 열교환기의 외부면은 대류 흐름에 실질적으로 평행하게 뻗어나가며, 평평하거나 주름 잡혀 있다. 열교환기는 대류 흐름을 위해 가능한 한 최저의 흐름 저항을 가져야한다. 따라서, 그 외부면은 흐름에 평행하게 뻗어나가야 하므로, 폐수는 그 외부면에서 방해 없이 흐를 수 있다. 직사각형의 프로파일들이 간격 없이 또는 거의 없는 간격으로 평행하게 배치된다면, 이들은 흐름을 위해 평평한 외부면을 형성한다. 현대식 히터들로서 프로파일 시트들이 서로 연결된다면, 이들은 주름진 외부면을 갖는다. 원형의 파이프들이 평행하게 배치된다면, 파이프들 사이에 간격이 있을지라도 이들은 대략 주름진 외부면을 형성한다. 이는 감싸진 이상적인 외부면이다.In another advantageous embodiment, the outer surface of the heat exchanger extends substantially parallel to the convective flow and is flat or corrugated. The heat exchanger should have the lowest flow resistance possible for convective flow. Thus, since its outer surface must extend parallel to the flow, the wastewater can flow without obstruction at its outer surface. If rectangular profiles are arranged in parallel with no gaps or little spacing, they form a flat outer surface for the flow. If the profile sheets are connected to one another as modern heaters, they have a corrugated outer surface. If the circular pipes are arranged in parallel, they form an approximately corrugated outer surface, even if there is a gap between them. This is the ideal outer surface wrapped.

열교환기의 외부면이 동시에 용기 벽의 내부면이라면 이 또한 유리하다. 이러한 실시예에서, 열교환기는 용기의 벽의 없어서는 안 될 구성이다. 이는 열교환기가 추가의 저항을 발생시키지 않고 대류 흐름을 위한 매우 낮은 추가 저항만을 발생시킨다는 장점을 갖는다.This is also advantageous if the outer face of the heat exchanger is at the same time the inner face of the vessel wall. In this embodiment, the heat exchanger is an integral part of the wall of the vessel. This has the advantage that the heat exchanger generates only very low additional resistance for convective flow without generating additional resistance.

열교환기의 흐름 도관이 용기 벽과 이에 부착된 프로파일들 사이의 속이 빈 공간들에 의해 형성된다면 이 또한 장점이 있다. 프로파일들은 절반의 파이프들, U자형 프로파일 또는 L자형 프로파일과 같은 부분 프로파일들이다. 프로파일들은 용기 벽의 내부에 부착될 수 있다. 그러나, 금속 용기의 경우, 프로파일들은 용기 벽의 외측에 부착될 수 있어, 용기 벽은 열교환기의 열전달 외부면을 형성한다.This is also an advantage if the flow conduit of the heat exchanger is formed by hollow spaces between the vessel wall and the profiles attached thereto. The profiles are partial profiles, such as half pipes, U-shaped profiles or L-shaped profiles. The profiles can be attached to the interior of the vessel wall. However, in the case of a metal vessel, the profiles can be attached to the outside of the vessel wall such that the vessel wall forms the heat transfer outer surface of the heat exchanger.

다른 유리한 실시예에 따르면, 상기 장치는 열교환기의 외부면을 청소하기 위해 이동가능한 솔을 포함한다. 솔들은 접착성 덩어리 또는 코팅들을 제거하기 위해 열 교환기의 외부면 위에서 구동장치에 의해 움직인다.According to another advantageous embodiment, the device comprises a movable brush for cleaning the outer surface of the heat exchanger. The brushes are moved by the drive on the outer surface of the heat exchanger to remove the adhesive mass or coatings.

열교환기의 튜브들의 외부면을 청소하기 위한 다른 가능성은 청소링들에 의해 실현될 수 있다. 상기 링들은 플라스틱 또는 이에 상응하는 재료로 만들어져 튜브 표면 위에서 움직이고, 상기 튜브들로부터 부착물을 긁어낼 수 있도록 열교환기 튜브의 외경에 대응하는 내경을 갖는다. 상기 링들이 분리가능하게 연결된(예를 들어, 혀와 홈 연결에 의해) 두 개 이상의 개별 부품들을 포함한다면(예를 들어, 반원의 형태로) 유지 보수에 유리할 수 있다. 몇몇의 링들은 두 개의 마주보는 금속 또는 플라스틱 안내 부재들 사이에 위치할 수 있고, 이는 다시 대응하는 구동 부재에 의해 움직인다.Another possibility for cleaning the outer surface of the tubes of the heat exchanger can be realized by cleaning rings. The rings are made of plastic or equivalent material and move on the tube surface and have an inner diameter corresponding to the outer diameter of the heat exchanger tube so that the attachment can be scraped from the tubes. It may be advantageous for maintenance if the rings comprise two or more separate parts (eg in the form of a semicircle) that are detachably connected (eg by tongue and groove connections). Some rings may be located between two opposing metal or plastic guide members, which in turn are moved by corresponding drive members.

이와 달리, 열교환기의 외부면은 이동가능한 스프레이 노즐들에 의해 청소되는 것이 유리할 수 있다. 바람직하게, 뿌려진 물은 폐수 정화시설의 유출구로부터 제거되므로, 덩어리들로부터 매우 자유로와 노즐이 막히지 않는다.Alternatively, it may be advantageous for the outer surface of the heat exchanger to be cleaned by movable spray nozzles. Preferably, the sprinkled water is removed from the outlet of the wastewater purification plant, so it is very free from the mass and the nozzles are not clogged.

나아가, 본 발명의 장점들은 이하의 실시예들에 묘사된다.Furthermore, the advantages of the invention are described in the following examples.

대류 흐름이 폐수에서 발생하여 폐수가 외부면을 따라 움직이는, 유체가 이를 통해 흐르고 상기 외부면이 폐수와 접촉하고 있는 열교환기에 의해 용기에 있는 폐수와 유체 간에 열을 전달하기 위한 프로세스 및 상기 프로세스를 수행하는 장치를 제공한다.A process for transferring heat between the wastewater in the vessel and the fluid by a heat exchanger in which convective flow occurs in the wastewater and the wastewater moves along the outer surface and the outer surface is in contact with the wastewater and performs the process It provides a device to.

도 1은 열교환기가 내부에 배치된 공기가 공급된 긴 모래구덩이의 개략적인 종단면도이고;
도 2는 도 1의 공기가 공급된 긴 모래구덩이의 개략적인 횡단면도이고;
도 3은 교반기와 열교환기가 내부에 배치된 구형의 모래구덩이의 개략적인 종단면도이고;
도 4는 열교환기가 배치되는, 압축공기로 공기가 공급된 에어레이션 대야(aeration basin)의 개략적인 종단면도이고;
도 5는 열교환기가 배치되는, 표면 에어레이션을 갖는 다른 에어레이션 대야의 개략적인 종단면도이고;
도 6은 열교환기의 외부면을 청소하기 위한 장치를 나타낸 것이다.
1 is a schematic longitudinal cross-sectional view of an air-filled long sand pit with a heat exchanger disposed therein;
FIG. 2 is a schematic cross sectional view of the long sand pit supplied with air of FIG. 1; FIG.
3 is a schematic longitudinal cross-sectional view of a spherical sand pit with an agitator and heat exchanger disposed therein;
4 is a schematic longitudinal sectional view of an aeration basin supplied with compressed air in which a heat exchanger is disposed;
5 is a schematic longitudinal cross-sectional view of another aeration basin with surface aeration in which a heat exchanger is disposed;
6 shows an apparatus for cleaning the outer surface of a heat exchanger.

도 1 및 2는 직사각형의 베이스 영역을 갖는 모래구덩이(1)를 나타낸다. 모래구덩이(1)는 모래구덩이(1)를 통해 흐르는 폐수를 위한 유입구(4)와 유출구(6)를 갖는 대야(basin, 2)로 구성된다. 대야(2)는 콘크리트, 금속 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 대야(2)는 특정 수위(8)까지 폐수로 채워진다. 대야(2)는 모래구덩이(1)에 놓인 모래들이 배수로(22) 쪽으로 미끄러지도록 배수로(22)를 향하여 기울어진 비스듬한 바닥영역들(18, 20) 뿐만 아니라 수직 앞벽들(10, 12) 및 측벽들(14, 16)을 갖는다. 웜컨베이어(worm conveyor, 24)가 배수로(22)에 배치되고, 모터(26)에 의해 구동되어, 분리된 모래를 웅덩이(sump, 28)로 밀어넣는다. 모래는 웅덩이(28)로부터 펌프(30)에 의해 방출되며, 보통 모래 분류기 또는 모레 세척기(미도시)로 전달된다. 펌프(30)는 회전펌프 또는 공기펌프(air-lift pump or compressed-air lift pump)일 수 있다. 1 and 2 show a sand pit 1 having a rectangular base area. The sand pit 1 consists of a basin 2 having an inlet 4 and an outlet 6 for wastewater flowing through the sand pit 1. The basin 2 may be made of concrete, metal or plastic. The basin 2 is filled with wastewater up to a certain water level 8. The basin 2 has vertical front walls 10, 12 and side walls as well as oblique bottom regions 18, 20 which are inclined towards the drain 22 so that the sand placed in the sand pit 1 slides toward the drain 22. Have 14, 16. A worm conveyor 24 is disposed in the drain 22 and driven by a motor 26 to push the separated sand into a sump 28. The sand is discharged by the pump 30 from the sump 28 and is usually transferred to a sand sorter or a sand washer (not shown). The pump 30 may be a rotary pump or an air-lift pump or compressed-air lift pump.

나타낸 모래구덩이(1), 본 실시예에서는 긴 모래구덩이는 공기가 공급된다. 공기는 송풍기(미도시)로부터 공급되어 측벽(14)의 주변에 수평으로 배치된 분배파이프(34)로 압축라인(32)을 거쳐 공급되는데, 이 파이프는 구멍(36)이 있어 이를 통해 공기가 폐수에 강제로 밀어 넣어진다. 강제로 넣어진 공기는 폐수 안에서 공기방울들(38)의 형태로 수면(8)까지 상승하여, 측벽(14)에 평행하게 위로 향하는 확산 파이프(34) 위로 강한 대류 흐름을 만든다. 마주보는 측벽(16)의 주변에서, 폐수는 아래와 뒤로 흘러 확산파이프(34)로 흐른다. 이에 따라, 에어레이션은 도면들에서 화살표에 의해 지시된 모래구덩이(1)에서 대략 소용돌이 같은 흐름을 만든다. 바닥영역(18,20) 위의 흐름은 매우 강해서 침전물과 같은 저밀도의 유기 덩어리는 위쪽으로 소용돌이에 휩쓸려 날리지만 반면 고밀도의 무기물질들은 바닥 영역들(18,20)에 놓인 채 남는다. 폐수는 약간 경사진 바닥 면(20) 위에서 아래로 흘러 그 위에 퇴적된 모래를 배수로(22) 쪽으로 민다. 이는 유기 바닥 침전물이 생기는 것을 막고, 폐수는 완전히 섞여서, 화학물질들도 폐수에 더 잘 섞일 수 있다. 추가로, 침전물(precipitations) 또는 양털 모양의 침전(flocculations)이 가속되어, 그 결과 향상된 폐수정화가 일어날 수 있다.The sand pit 1 shown, the long sand pit in this embodiment, is supplied with air. Air is supplied from a blower (not shown) through a compression line 32 to a distribution pipe 34 arranged horizontally around the side wall 14, through which the pipe 36 has a hole 36. Is forced into the wastewater. The forced air rises up to the water surface 8 in the form of air bubbles 38 in the wastewater, creating a strong convection flow over the diffusion pipe 34 which is directed upwards parallel to the side wall 14. At the periphery of the opposing side wall 16, the wastewater flows down and back into the diffusion pipe 34. Accordingly, aeration creates a substantially swirling flow in the sand pit 1 indicated by the arrows in the figures. The flow over the bottom regions 18 and 20 is so strong that low density organic masses, such as sediment, are swept upwards while the high density inorganic materials remain in the bottom regions 18 and 20. The wastewater flows down from the slightly inclined bottom face 20 and pushes the sand deposited thereon towards the drain 22. This prevents organic bottoms from forming and the wastewater is completely mixed, so that chemicals can also mix better with the wastewater. In addition, precipitations or flocculations may be accelerated, resulting in improved wastewater purification.

분리벽(40)은 모래구덩이(1)로부터 지방포획실(42)을 분리한다. 관습적으로분리벽(40)은 지방 및 기름과 같은 떠오르는 물질들이 상기 흐름으로부터 가려진 지방포획실(42)로 들어가, 그 안에서 상승하여 수면(8) 위에 떠 있는 층(44)을 형성하는 마무리부분(perorations, 미도시)을 포함한다. 떠 있는 층(44)은 제거 실드(shield, 미도시)에 의해 지방포획실(42)을 따라, 펌프에 의해 방출될 수 있는 깔때기로 밀어내진다.The separating wall 40 separates the fat capture chamber 42 from the sand pit 1. Conventionally, the dividing wall 40 is a finishing portion in which rising substances, such as fat and oil, enter the fat capture chamber 42 where it is obscured from the flow and rise therein to form a layer 44 floating on the water surface 8. (perorations, not shown). The floating layer 44 is pushed along the fat capture chamber 42 by a removal shield (not shown) into a funnel that can be discharged by a pump.

일 실시예에 따르면, 공기 방울(38)이 열교환기(46)의 외부면(48)을 따라 폐수에서 만들어진 흐름과 함께 상승하여 열교환기(46)의 외부면(48)을 청소하는 데 기여하도록, 폐수와 접촉하는 외부면(48)을 갖는 열교환기는 수면(8) 아래 확산 파이프(34) 위 그리고 측벽(14)의 주변 모래 구덩이(1) 내에 배치된다. 그러나, 폐수가 외부면(48) 상에서 아래로 흐르도록 열교환기(46)는 마주보는 측벽(16)의 주변 또는 분리벽(40) 또는 바닥면(20) 위에 배치될 수 있다.According to one embodiment, the air bubbles 38 rise with the flow made in the wastewater along the outer surface 48 of the heat exchanger 46 to contribute to cleaning the outer surface 48 of the heat exchanger 46. The heat exchanger, having an outer surface 48 in contact with the waste water, is arranged above the diffusion pipe 34 below the water surface 8 and in the surrounding sand pit 1 of the side wall 14. However, the heat exchanger 46 may be disposed over the perimeter or separation wall 40 or bottom 20 of the opposing side wall 16 such that the wastewater flows down on the outer surface 48.

일 실시예에 따르면, 열교환기(46)는 그 사이에 중간 공간들(52)이 있는 평행하게 배치된 일련의 파이프들(50)로 이루어진다. 그러나, 열교환기는 예를 들어 정사각형 프로파일들과 같은 속이 빈 프로파일들로 이루어질 수 있다. 또한, 속이 빈 프로파일들을 중간 공간들(52) 없이 수평 또는 수직으로 배치할 수 있다. According to one embodiment, the heat exchanger 46 consists of a series of pipes 50 arranged in parallel with intermediate spaces 52 therebetween. However, the heat exchanger may consist of hollow profiles, for example square profiles. In addition, the hollow profiles can be arranged horizontally or vertically without the intermediate spaces 52.

열교환기(46)는 열교환기(46)와 긴 흐름 도관(220)을 형성하는 그 파이프들(50)을 통해 내부에 흐르는 유체를 위한 유입파이프(54)와 유출파이프(56)를 포함한다. 인접한 파이프들(50)에서 유체가 반대방향으로 흐르도록 파이프(50)들은 파이프 모퉁이들(58)에 의해 그 끝에서 서로 연결된다. 이는 첫째 흐름 도관(220) 내지 파이프(50)를 방향을 돌려 가능한 길게 만들어 넓은 외부면(48)을 갖게 한다. 둘째, 작은 관통흐름인 경우조차 유체가 열교환기(46)를 통해 빠르게 휘몰아치게 흐르고 파이프(50)를 통해 연속적으로 흐르는 것이 달성되므로, 흐름 측면에서의 알파 값이 높다. 셋째로, 이는 넓은 외부면(48)을 가짐에도 열교환기가 짧고 아담할 수 있게 한다.The heat exchanger 46 includes an inlet pipe 54 and an outlet pipe 56 for fluid flowing therein through the pipes 50 forming the heat exchanger 46 and the long flow conduit 220. Pipes 50 are connected to each other at their ends by pipe corners 58 so that fluid flows in opposite directions in adjacent pipes 50. This first turns the flow conduit 220 to pipe 50 as long as possible to have a wide outer surface 48. Second, even with small through-flows, it is achieved that fluid flows rapidly through the heat exchanger 46 and continuously through the pipe 50, so that the alpha value on the flow side is high. Third, this allows the heat exchanger to be short and compact even with a wide outer surface 48.

도 3은 수직축(102), 원형 대야(2), 둘레 벽(104), 바닥(106), 유입 도관(108), 및 유출 도관(110)을 갖는 원형의 모래구덩이(100)를 도시한다. 유입 도관(108) 및 유출 도관(110)은 실질적으로 접선방향으로 대야(2)에 유입되므로, 그 내부에 회전 흐름이 만들어지고 폐수가 원형의 모래구덩이(100)를 통과하는 동안에 압력손실이 낮게 유지된다. 회수실(112)이 분리된 모래를 위한 대야(2) 아래에 배치된다. 회수실(112)은 바닥판(114)에 의해 대야(2)로부터 분리되고, 이로부터 굴대 모양의 배수파이프(116)가 나아가는 웅덩이(28)를 포함한다. 이를 통해, 분리된 모래는 펌프 장치 또는 압축공기 펌프(미도시)에 의해 웅덩이(28)로부터 수직으로 빠져나가 라인(118)을 통해 모래 분류기 또는 모래 세척기(미도시)로 공급된다.3 shows a circular sand pit 100 having a vertical axis 102, a circular basin 2, a circumferential wall 104, a bottom 106, an inlet conduit 108, and an outlet conduit 110. The inlet conduit 108 and the outlet conduit 110 flow into the basin 2 substantially in a tangential direction, thereby creating a rotating flow therein and a low pressure loss while the wastewater passes through the circular sand pit 100. maintain. A recovery chamber 112 is disposed below the basin 2 for the separated sand. The recovery chamber 112 is separated from the basin 2 by the bottom plate 114, and includes a pool 28 through which the mandrel-shaped drain pipe 116 runs. This allows the separated sand to exit vertically from the pond 28 by means of a pump device or a compressed air pump (not shown) and is fed to the sand sorter or sand washer (not shown) via line 118.

프로펠러 같은 바람개비(122)가 부착되는 속이 빈 회전축(120)이 배수파이프(116) 주변에 동축으로 배치된다.속이 빈 축(120)은 트랜스미션(126)을 거쳐 모터(124)에 의해 구동된다. 폐수의 축 상향 흐름은 대야(2)에서 바람개비들(122)의 회전에 의해 발생한다. 이러한 상향 흐름의 형성은 바람개비(122) 둘레에 동축으로 배치된 안내링(128)에 의해 지지된다. 폐수는 수면(8) 아래에서 빠르게 바깥쪽으로 흐르고, 둘레벽(104)의 주변에서 폐수가 아래로 흐른다. 바닥(106)과 바닥판(114) 위에서 물은 빠르게 속이 빈 축(120)으로 흘러 바람개비(122)로 돌아간다. 환형(toroidal)의 흐름 방향을 화살표로 나타내었다. 이 환형 흐름은 한편으로는 유입 도관(108) 및 유출 도관(110)을 통하여 접선 방향으로 빠지는 물에 의해, 다른 한편으로는 바람개비(122)의 회전에 의해 발생한 수직축(102)에 대한 회전 흐름에 의해 제압된다. A hollow rotating shaft 120 to which a pinwheel 122 such as a propeller is attached is disposed coaxially around the drain pipe 116. The hollow shaft 120 is driven by the motor 124 via the transmission 126. The axial upward flow of the wastewater is generated by the rotation of the pinwheels 122 in the basin 2. The formation of this upward flow is supported by a guide ring 128 disposed coaxially around the pinwheel 122. The wastewater flows outward rapidly below the water surface 8, and the wastewater flows down around the perimeter wall 104. On the bottom 106 and the bottom plate 114, the water quickly flows to the hollow shaft 120 and returns to the pinwheel 122. The direction of flow of the toroidal is shown by the arrow. This annular flow is connected to the rotational flow about the vertical axis 102 generated by the water tangentially flowing through the inlet conduit 108 and the outlet conduit 110 on the one hand and by the rotation of the pinwheel 122 on the other hand. Overpowered by

특히, 모래와 같은 밀집한 고체들은 한편 소위 찻잔 효과의 결과로서 회전 에 의해 다른 한편으로는 바닥(106) 위에서 대야(2)의 중심을 향한 안쪽 반경 방향인 환형의 흐름에 의해 떠밀려진다. 이들은 바닥(106)과 바닥판(114)에 가라앉아 축(102)의 방향으로 밀린다. 고리모양의 슬롯(130)이 바닥판(114)과 속이 빈 축(120) 사이에 배치되어, 이 슬롯을 통해 모래가 회수실(112)로 가라앉는다. 한편, 적게 밀집한 유기물질은 이 흐름에 의해 떠 있게 되고, 주로 폐수와 함께 유출 도관(110)으로 흘러들어간다. 이는 모래구덩이(1)가 좋은 선택성을 갖게 하는데, 이는 한편으로는 폐수에 적은 모래가 남아 있다는 것을 의미하고 다른 한편으로는 오직 소량의 유기물질만이 모래와 함께 방출된다는 것을 의미한다.In particular, dense solids, such as sand, are pushed by an annular flow in the inner radial direction towards the center of the basin 2 on the other hand, on the other hand, by rotation as a result of the so-called teacup effect. They sink to the bottom 106 and the bottom plate 114 and are pushed in the direction of the axis 102. An annular slot 130 is disposed between the bottom plate 114 and the hollow shaft 120 through which the sand sinks into the recovery chamber 112. Less dense organic matter, on the other hand, is suspended by this flow and flows into the outlet conduit 110 primarily with wastewater. This gives the sand pit 1 good selectivity, which means on the one hand that less sand remains in the waste water and on the other hand only a small amount of organic matter is released with the sand.

열교환기(46)는 수면(8) 아래 그리고 둘레벽(104)의 주변 대야(2)에 배치된다. 유체는 유입 파이프(54)와 고리형 파이프(50)를 통해 유출 파이프(56)로 흐른다. 고리형 파이프(50)는 열교환기(46)의 흐름 도관(220)을 형성한다. 유체는 우회로에서 유체가 가열 또는 냉각되는 가열 또는 냉각 장치, 예를 들어, 열 펌프(미도시)를 거쳐 유출 파이프(56)로부터 유입 파이프(54)로 돌아가도록 흐른다. 유체가 파이프(50)를 통해 흐르는 동안, 파이프(50)의 외부면(48)을 통해 열을 주어 냉각되거나 폐수로부터 열을 받아 가열된다. 일 실시예에서, 열교환기(46)는 단일 고리형 파이프(50)만으로 이루어진다. 물론, 이는 나선형으로 형성된 파이프라인으로 이루어질 수 있다.The heat exchanger 46 is disposed below the water surface 8 and in the peripheral basin 2 of the circumferential wall 104. Fluid flows through the inlet pipe 54 and the annular pipe 50 to the outlet pipe 56. The annular pipe 50 forms the flow conduit 220 of the heat exchanger 46. The fluid flows from the outlet pipe 56 back to the inlet pipe 54 via a heating or cooling device such as a heat pump (not shown) in which the fluid is heated or cooled in a bypass. While the fluid flows through the pipe 50, it is given heat through the outer surface 48 of the pipe 50 to cool or to receive heat from the wastewater. In one embodiment, the heat exchanger 46 consists only of a single annular pipe 50. Of course, this may consist of a spirally formed pipeline.

일 실시예에 따르면, 열교환기(46)는 둘레벽(104)의 주변에 배치되어, 폐수가 열교환기(46)의 외부면(48)에서 아래로 흐른다. 그러나, 열교환기(46)는 또한 환형 흐름의 다른 장소에 배치될 수 있다; 예를 들어 안내링(128)이 열교환기(46)로서 설계될 수 있고 이러한 경우 축(102)을 향하는 그 외부면(48)은 매우 강한 축방향 및 회전 흐름에 노출된다.According to one embodiment, the heat exchanger 46 is disposed around the circumferential wall 104 such that the wastewater flows down on the outer surface 48 of the heat exchanger 46. However, the heat exchanger 46 can also be placed elsewhere in the annular flow; For example, the guide ring 128 can be designed as a heat exchanger 46, in which case its outer surface 48 facing the axis 102 is exposed to a very strong axial and rotational flow.

도 4는 표면 에어레이션을 갖는 에어레이션 대야(200)를 도시한다. 폐수와 활성 슬러지의 혼합이 대야(2)에 제공된다. 본 실시예에서 보여지는 대야(2)는 원형이고, 메탈 시트의 실시예에서 제조되는 수직축(202), 베이스(204), 둘레벽(206)을 갖는다. 모터(210), 트랜스미션(212) 및 수직축(202) 주위를 회전하는 에어레이션 상단(214)을 수용하기 위한 브리지(bridge, 208)가 대야(2)의 상부에 배치된다. 에어레이션 상단(214)은 폐수와 활성 슬러지의 혼합물을 축(202)의 영역에서 위로 끌어올려, 수면(8) 상부의 바깥쪽 방사상으로 던진다. 이때, 공기 방울들(216)이 폐수와 활성 슬러지의 혼합물에 들어가 산소를 가진 혼합물을 공급한다. 축(202)의 영역에서 위를 향하고 둘레벽(206)의 주변에서 아래를 향하는 대야(2)에 뚜렷한 환형의 흐름이 발생한다.4 shows an aeration basin 200 with surface aeration. A mixture of wastewater and activated sludge is provided in the basin 2. The basin 2 shown in this embodiment is circular and has a vertical axis 202, a base 204, and a circumferential wall 206 made in the embodiment of the metal sheet. A bridge 208 is placed on top of the basin 2 to accommodate the motor 210, the transmission 212 and the aeration top 214 rotating around the vertical axis 202. The aeration top 214 pulls the mixture of wastewater and activated sludge upwards in the region of the shaft 202 and throws it outward radially above the water surface 8. At this time, air bubbles 216 enter the mixture of wastewater and activated sludge to supply a mixture with oxygen. A distinct annular flow occurs in the basin 2 that faces up in the region of the axis 202 and down around the perimeter wall 206.

유체를 유입구(222)로부터 유출구(224)로 흐르게 하는 절반의 흐름 도관(218)과 둘레벽(206) 사이에 나선의 흐름 도관(220)이 형성되도록 절반의 파이프 프로파일들(218)이 둘레벽(206) 주위에 부착된다. 둘레벽(206)과 이에 부착되는 절반의 파이프 프로파일들(218)은 열교환기(46)를 형성한다. 둘레벽(206)의 내부는 동시에 열교환기(46)의 외부면(48)이다. 둘레벽(206)의 외부면은 동시에 열교환기(46)를 관통하여 지나는 흐름 도관(220)의 내부면(228)이다. 유체는 열교환기(46)의 흐름 도관(220)을 통하여 흐르고, 폐수와 활성 슬러지의 혼합물은 열교환기(46)의 외부면(48)을 따라 흐른다. 이에, 둘레벽(206)의 일부는 열을 폐수로부터 유체로 또는 그 역으로 전달하는 역할을 한다.Half of the pipe profiles 218 form a circumferential wall such that a spiral flow conduit 220 is formed between the circumferential wall 206 and the half flow conduit 218 that flows fluid from the inlet 222 to the outlet 224. 206 is attached around. The circumferential wall 206 and the half pipe profiles 218 attached thereto form the heat exchanger 46. The interior of the circumferential wall 206 is simultaneously the outer surface 48 of the heat exchanger 46. The outer surface of the circumferential wall 206 is the inner surface 228 of the flow conduit 220 which simultaneously passes through the heat exchanger 46. Fluid flows through the flow conduit 220 of the heat exchanger 46 and a mixture of wastewater and activated sludge flows along the outer surface 48 of the heat exchanger 46. Thus, a portion of the circumferential wall 206 serves to transfer heat from the wastewater to the fluid or vice versa.

흐름 도관(220)에서 유체의 휘몰아치는 흐름의 경우 및 외부면(48) 상의 폐수인 경우에, 열의 전달을 위해 높은 알파 값을 갖는다. 둘레벽(206)은 둘레벽(206)을 통한 좋은 열전도성을 이루기 위하여 열교환기(46)의 영역에서 가능한 한 얇아야한다. 둘레벽(206)이 부착된 절반의 파이프 프로파일들(218)에 의해 보강되므로, 둘레벽(206)은 열교환기(46)의 영역에서 얇게 만들어질 수 있다.In the case of a swollen flow of fluid in the flow conduit 220 and in the case of waste water on the outer surface 48, it has a high alpha value for the transfer of heat. Perimeter wall 206 should be as thin as possible in the area of heat exchanger 46 to achieve good thermal conductivity through perimeter wall 206. Since the circumferential wall 206 is reinforced by half of the pipe profiles 218 to which it is attached, the circumferential wall 206 can be made thin in the region of the heat exchanger 46.

상호 서로 접촉하는 절반의 파이프 프로파일들(218)을 본 실시예에서 나타내었으나, 이들은 간격을 두고 부착될 수도 있다. 물론, 모난 프로파일들을 이용하는 것 또한 가능하다.While half of the pipe profiles 218 are shown in this embodiment in contact with each other, they may be attached at intervals. Of course, it is also possible to use angular profiles.

도 5는 압력 에어레이션을 갖는 에어레이션 대야(200)를 나타낸다. 직사각형의 대야(2)는 평평한 베이스(204)와 세로 벽(250, 252)을 갖는다. 확산 파이프들(34)이 베이스(204) 상부에 세로 벽(250)의 주변에 배치되어, 이 파이프들로 압축 공기가 송풍기(미도시)에 의해 송풍된다. 에어레이션 요소들(256)이 확산 파이프들(34)에 배치되고, 본 실시예에서는 플레이트 모양이다. 그러나, 예를 들어, 다른 파이프 모양의 또는 판 모양의 에어레이션 요소들(256)도 이용될 수 있다. 에어레이션 요소들(256)은 이를 통해 미세한 공기 방울(216) 형태의 공급된 압축공기가 폐수에 충진되는 다공성 바디들 또는 슬롯이 있는 막들을 포함한다. 이들은 수면(8)까지 올라가, 세로벽(250)의 주변에서 위를 향하는 대류성 폐수 흐름을 발생시킨다. 폐수는 마주한 세로벽(252)의 주변에서는 아래로 흘러 돌아온다. 소용돌이 같은 흐름이 대야(2)에 발생하는 데, 그 방향을 화살표로 나타내었다.5 shows an aeration basin 200 with pressure aeration. The rectangular basin 2 has a flat base 204 and vertical walls 250 and 252. Diffusion pipes 34 are disposed above the base 204 around the vertical wall 250 so that compressed air is blown into the pipes by a blower (not shown). Aeration elements 256 are disposed in the diffusion pipes 34 and are plate-shaped in this embodiment. However, other pipe-shaped or plate-shaped aeration elements 256 may also be used, for example. The aeration elements 256 include membranes with porous bodies or slots through which the supplied compressed air in the form of fine air bubbles 216 is filled in the wastewater. They rise to the water surface 8 and generate upward convective wastewater flow around the perimeter of the vertical wall 250. Wastewater flows back down the periphery of the facing vertical wall 252. A whirlpool-like flow occurs in the basin (2), the direction of which is indicated by an arrow.

유체가 흘러 통과되는 흐름 도관(220)을 갖는 열교환기(46)는 폐수가 열교환기(46)의 외부면(48)을 따라 위로 흐르는, 에어레이션 요소(256) 상부의 장소에 배치된다. A heat exchanger 46 having a flow conduit 220 through which fluid flows is disposed in place above the aeration element 256, in which wastewater flows up along the outer surface 48 of the heat exchanger 46.

본 실시예의 열교환기(46)는 흐름 도관(220)을 형성하는 두 개의 주름진 시트들(258, 260) 사이에 세로의 속이 빈 공간들(262)이 만들어지도록 서로 연결되는 상기 주름진 시트들(258, 260)에 의해 형성된다. 인접한 속이 빈 공간들(262)은 유체가 몇몇 속이 빈 공간들(262)을 통해 교호적 방향으로 연속적으로 흐르도록 그 끝에서 서로 연결된다. 시트들(258, 260)은 수직으로 정렬되어, 상승하는 폐수가 이들을 따라 큰 저항 없이 흐를 수 있다.The heat exchanger 46 of this embodiment is the corrugated sheets 258 connected to each other such that longitudinal hollow spaces 262 are created between the two corrugated sheets 258 and 260 forming the flow conduit 220. , 260). Adjacent hollow spaces 262 are connected to each other at their ends such that fluid flows continuously in alternating directions through some hollow spaces 262. The sheets 258, 260 are vertically aligned so that the rising wastewater can flow along them without significant resistance.

본 실시예에서, 열교환기(46)는 속이 빈 공간들(262)이 수평으로 연장되도록 방향이 정해질 수 있다. 그러나, 열교환기(46)는 속이 빈 공간들(262)이 수직으로 뻗도록 90도 회전하여 배치할 수도 있음은 물론이다. In this embodiment, the heat exchanger 46 may be oriented such that the hollow spaces 262 extend horizontally. However, the heat exchanger 46 may be arranged to rotate 90 degrees so that the hollow spaces 262 extend vertically.

도 6은 대야(2)에 배치된 열교환기(46)를 도시하고, 또한 본 발명에 따른 청소 장치(300)를 도시한다. 열교환기(46)는 유체를 위한 흐름 도관(220)을 형성하며, 유체가 인접한 정사각형 파이프(302)들에서 반대방향으로 흐르도록 유체가 하나의 정사각형 파이프(302)로부터 인접한 정사각형 파이프(302)로 흘러들어가는 천공, 예를 들어, 구멍(미도시)과 함께 양끝에 마련된, 평행하게 수평으로 정렬된 몇몇 정사각형 파이프들(302)로 제조된다.6 shows a heat exchanger 46 arranged in the basin 2 and also shows a cleaning device 300 according to the invention. The heat exchanger 46 forms a flow conduit 220 for the fluid, and fluid flows from one square pipe 302 to the adjacent square pipe 302 such that the fluid flows in opposite directions from the adjacent square pipes 302. Flowing perforations, for example, are made of several square pipes 302 parallel and horizontally arranged at both ends with holes (not shown).

열교환기(46)는 정사각형 파이프들(302)의 마주보는 면들에 의해 구성되는 두개의 평행하고 수직인 외부면(48)을 갖는다. 폐수는 열교환기(46)의 수직 외부면(48)을 따라 대류를 하여 위로 흐르는 데, 이 대류 흐름은 예를 들어 열교환기(46) 아래에 공기를 불어넣어 발생시킬 수 있다. The heat exchanger 46 has two parallel and vertical outer surfaces 48 constituted by opposing faces of the square pipes 302. The wastewater flows upwardly by convection along the vertical outer surface 48 of the heat exchanger 46, which can be generated, for example, by blowing air under the heat exchanger 46.

청소 장치(300)는 열교환기(46)의 외부면(48) 위에서 이를 접착성 덩어리 및 코팅들로부터 깨끗이 하기 위하여 수평으로 이동될 수 있는 솔(308)들을 포함한다. 솔(308)들은 트랜스미션(312)에 연결된 포크 모양의 홀더(310)에 부착된다. 양끝에서 휠(316)들을 가진 적어도 하나의 휠축(314)은 트랜스미션(312)를 통하여 수평으로 뻗는다. 휠(316)들은 대야 벽(320)의 베어링 면(318)들 또는 레일 위에서 움직인다. 청소 장치(300)는 트랜스미션(312)을 통해 뻗은 나사산을 가진 로드(322)의 회전에 의해 움직인다. 이와 달리, 케이블 또는 체인 구동장치에 의해 청소장치(300)를 이동시킬 수 있음 또한 물론이다. 솔(308) 대신에 스프레이 노즐들이 청소 장치에 마련될 수도 있다. The cleaning device 300 includes brushes 308 that can be moved horizontally to clean them from adhesive masses and coatings on the outer surface 48 of the heat exchanger 46. The soles 308 are attached to a fork-shaped holder 310 connected to the transmission 312. At least one wheel axle 314 with wheels 316 at both ends extends horizontally through the transmission 312. The wheels 316 move over the rail or bearing surfaces 318 of the basin wall 320. The cleaning device 300 is moved by the rotation of the threaded rod 322 extending through the transmission 312. On the contrary, it is also possible to move the cleaning device 300 by a cable or chain drive. Instead of the brush 308, spray nozzles may be provided in the cleaning device.

본 발명이 실시예를 이용하여 상세히 설명되었다. 그러나, 도시되고 묘사된 상기 예에 한정되는 것이 아니다. 보호 청구항들의 범위 내에서 수정은 언제든 가능하다.The present invention has been described in detail using the examples. However, it is not limited to the above examples shown and described. Modifications are possible at any time within the scope of the protection claims.

1:모래구덩이 2:대야 4:유입구 6:유출구
10, 12:수직 앞벽돌 14, 16:측벽들
18, 20:바닥 영역들 22:배수로
24:웜컨베이어 26:모터 28:웅덩이 30:펌프
32:압축라인 34:분배파이프 36:구멍 38:공기방울들
40:분리벽 42:지방포획실 46:열교환기 48:외부면
50:파이프들 52:중간공간들 54:유입파이프 56:유출파이프
58:모퉁이들
1: sand pit 2: basin 4: inlet 6: outlet
10, 12: vertical front bricks 14, 16: side walls
18, 20: floor areas 22: drainage
24: warm conveyor 26: motor 28: puddle 30: pump
32: compression line 34: distribution pipe 36: hole 38: air bubbles
40: partition wall 42: fat capture chamber 46: heat exchanger 48: outer surface
50: pipes 52: intermediate spaces 54: inlet pipe 56: outflow pipe
58: corners

Claims (24)

폐수에 만들어진 대류 흐름이 외부면(48)을 따라 상기 폐수를 이동시키는, 유체가 이를 통해 흐르고 상기 폐수와 접촉하는 상기 외부면(48)을 갖는 열교환기(46)에 의해 상기 유체와 용기에 위치한 상기 폐수 사이에 열을 전달하기 위한 프로세스에 있어서, 상기 폐수는 상기 용기를 통해 흐르고 상기 발생한 대류 흐름은 상기 폐수를 청소하는 데 이용되고 동시에 상기 열교환기(46)의 상기 외부면(48)을 청소하는 데 이용되는 것을 특징으로 하는 프로세스. The convection flow created in the wastewater moves the wastewater along the outer surface 48, where the fluid flows through it and is located in the fluid and the vessel by a heat exchanger 46 having the outer surface 48 in contact with the wastewater. In the process for transferring heat between the wastewater, the wastewater flows through the vessel and the generated convection flow is used to clean the wastewater and at the same time clean the outer surface 48 of the heat exchanger 46. A process, characterized in that it is used to. 제1항에 있어서,
상기 대류 흐름은 압축된 에어레이션(aeration)에 의해 용기에서 만들어지는 것을 특징으로 하는 프로세스.
The method of claim 1,
Said convection stream being produced in a vessel by compressed aeration.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대류 흐름은 표면 에어레이션에 의해 용기에서 만들어지는 것을 특징으로 하는 프로세스.
3. The method according to any one of claims 1 to 3,
Said convection flow is produced in the vessel by surface aeration.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐수는 상기 용기에서, 특히 모래구덩이에서 압축공기로 공기가 공급되고, 떠오르는 공기 방울들(38, 216)은 폐수의 소용돌이 같은 흐름이 만들어지는 것을 특징으로 하는 프로세스.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The wastewater is supplied with compressed air from the vessel, in particular from a sand pit, and the rising air bubbles (38, 216) create a vortex-like flow of wastewater.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용기에서 상기 폐수의 환형(toroidal) 흐름이 만들어지는 것을 특징으로 하는 프로세스.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A toroidal flow of said wastewater is produced in said vessel.
제1항 내지 제5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용기에서 상기 대류흐름은 교반기에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 프로세스.
The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein said convection flow in said vessel is made by an agitator.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐수는 모래구덩이(1)에서 정화되는 것을 특징으로 하는 프로세스.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Said waste water is purified in a sand pit (1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐수는 생물학적으로 정화되는 것을 특징으로 하는 프로세스.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Said wastewater is biologically purified.
확산 파이프(34)를 강제로 공기를 밀어넣도록 배치 및/또는 교반기를 외부면(48)을 따라 폐수를 이동시키는 대류 흐름을 만들도록 배치하여, 유체가 이를 통해 흐르고 상기 폐수와 접촉하는 상기 외부면(48)을 갖는 열교환기(46)에 의해 상기 유체와 용기에 위치한 상기 폐수 사이에 열을 전달하기 위한 장치에 있어서, 상기 용기는 상기 폐수가 흐르는 폐수 정화 설비의 대야(basin, 2)인 것을 특징으로 하는 장치. Position the diffusion pipe 34 to force air and / or agitator to create a convective flow that moves the wastewater along the outer surface 48 such that fluid flows through and contacts the wastewater. In an apparatus for transferring heat between the fluid and the wastewater located in the vessel by a heat exchanger 46 having a face 48, the vessel is the basin of the wastewater purification plant through which the wastewater flows. Device characterized in that. 제9항에 있어서,
상기 대야(2)는 활성-슬러지(activated-sludge) 설비의 에어레이션 대야(200)인 것을 특징으로 하는 장치.
10. The method of claim 9,
The basin (2) is characterized in that the aeration basin (200) of the activated-sludge equipment.
제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대야(2)는 모래구덩이(1)인 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 10,
The basin (2) is characterized in that the sand pit (1).
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모래구덩이(1)는 그 중심에 환형의 흐름을 만드는 교반기가 배치되는 구형의 모래구덩이(100)인 것을 특징으로 하는 장치.
12. The method according to any one of claims 9 to 11,
The sand pit (1) is a device characterized in that the spherical sand pit (100) is arranged in the center of the stirrer to create an annular flow.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모래구덩이(1)는 공기를 강제로 밀어넣어 소용돌이 같은 흐름을 만들기 위한 측벽(14, 16)과 상기 측벽(14, 16)을 따라 배치된 적어도 하나의 확산 파이프(34)를 갖는 길이방향의 모래구덩이인 것을 특징으로 하는 장치.
13. The method according to any one of claims 9 to 12,
The sand pit 1 is longitudinally provided with side walls 14 and 16 for forcibly pushing air to create a vortex-like flow and at least one diffusion pipe 34 disposed along the side walls 14 and 16. Apparatus characterized in that the sand pit.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환기(46) 적어도 하나의 흐름 도관(220)에 의해 서로 연결된 상기 유체를 위한 유입구(4, 222)와 유출구(6, 224)를 포함하고, 상기 흐름 도관(220)의 외부면들은 상기 열교환기(46)의 외부면(48)을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 13,
The heat exchanger 46 comprises inlets 4, 222 and outlets 6, 224 for the fluid connected to each other by at least one flow conduit 220, the outer surfaces of the flow conduit 220 being And an outer surface (48) of the heat exchanger (46).
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흐름 도관(220)은 원형, 직사각형 또는 정사각형 단면 영역을 갖는 파이프 구역들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. The method according to any one of claims 9 to 14,
The flow conduit (220) is characterized in that it is formed by pipe zones having circular, rectangular or square cross-sectional areas.
제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 구역들은 실질적으로 수평으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
16. The method according to any one of claims 9 to 15,
Said pipe sections being substantially horizontally aligned.
제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 구역들은 실질적으로 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 16,
Said pipe sections being substantially vertically aligned.
제9항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프 구역들은 평행하게 배치되고 인접한 파이프 구역들에서 상기 유체 측면에서 상기 유체가 반대 방향으로 흐르는 방식으로 서로 연결된 끝을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 17,
Said pipe sections being arranged in parallel and having ends connected to each other in such a way that said fluid flows in opposite directions on said fluid side in adjacent pipe sections.
제9항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흐름 도관(220)은 수직축(102)을 갖는 나선의 형태로 배치되는 적어도 하나의 속이 빈 프로파일에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 18,
Wherein said flow conduit (220) is formed by at least one hollow profile disposed in the form of a spiral having a vertical axis (102).
제9항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환기(46)의 상기 외부면(48)은 상기 대류 흐름에 실질적으로 평행하고 평탄하거나 주름진 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 19,
Wherein the outer surface (48) of the heat exchanger (46) is substantially parallel and flat or corrugated to the convective flow.
제9항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환기(46)의 상기 외부면(48)은 동시에 용기 벽의 내면이기도 한 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 20,
Wherein the outer surface (48) of the heat exchanger (46) is also at the same time the inner surface of the vessel wall.
제9항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환기(46)의 상기 흐름 도관(220)은 상기 용기 벽과 상기 용기 벽에 붙은 프로파일들 사이의 속이 빈 공간들(262)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 21,
The flow conduit (220) of the heat exchanger (46) is characterized in that it is formed by hollow spaces (262) between the vessel wall and the profiles affixed to the vessel wall.
제9항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환기(46)의 상기 외부면(48)은 이동 가능한 브러쉬들(308)에 의해 청소가능한 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 22,
The outer surface (48) of the heat exchanger (46) is characterized in that it is cleanable by movable brushes (308).
제9항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환기(46)의 상기 외부면(48)은 이동 가능한 스프레이 노즐들에 의해 청소가능한 것을 특징으로 하는 장치.
The method according to any one of claims 9 to 23,
Wherein the outer surface (48) of the heat exchanger (46) is cleanable by movable spray nozzles.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101452125B1 (en) * 2013-08-06 2014-10-16 호원대학교산학협력단 Using microbubbles evaporator cleaning system for waste heat recovery unit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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