KR790001997B1 - 정전식분리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

정전식 분리장치

제1도는 본 발명의 실시예를 나타낸 단면도

제2도는 제1도의 외측 전극의 확대 설명도

제3도는 제1도의 피처리액 도입구 및 정수판의 확대 설명도

제4도는 제1도의 외측 전극의 내면 및 내측 전극의 외면 확대 설명도

제5도는 제1도의 5-5단면도

본 발명은 전기 절연성 용매 용액중에 유도 정전장을 이용한 정전식 분리장치(靜電式分離裝置)의 개량에 관한 것이다.

본 출원에 앞서서, 이와 같은 전기 절연성 용매용액 중에 유도 정전장(誘導諍電場)을 이용한 오수 또는 폐액의 분리장치가 본 발명자에 의해 발명되었다.

(일본특허 공고 소 40-15,549호)

이러한 종래의 장치에서는, 유성분(油成分)을 용해할 수가 있고 비중이 물보다도 큰 전기절연성 용매용액을 수용한 탱크의 저부에 유성분, 수분 및 부유 불순물을 함유 하는 피처리액을 도입하기 위한 입구가 설치되어 있고, 상술한 용액층의 액면보다 상방으로 부유 불순물 배출구 보다도 더 한층 상방으로 처리제수를 배출하기 위한 출구가 설치되어 있다.

상술한 탱크 내부의 용매 용액내에는 한쌍의 전극이 배치되고, 이 전극 간에 고압 직류 전압이 흐르게 되어 있다.

상술한 피처리액 입구로에 의해 형성되는 정전장의 작용으로 분해되고, 유성분은 상술한 용매 용액중에 용해한다.

또 피처리액의 부유 불순물은 상술한 용매 용액층의 상면으로 부상하여 중간층을 형성하고, 상술한 부유불순물의 배출구로 부터 배출된다.

상술한 중간층의 상면에는 정정(諍淨)한 처리제수로된 처리제 수층이 형성되고, 그 처리제수는 상술한 처리제수 배출구로 부터 배출된다.

그러나, 상술한 피처리액 내에 가용성의 물질이 혼입되어 있을 경우, 이 가용성의 물질은 상술한 용매용액과 혼합하여서 새로운 합성물로 되고, 상술한 부유 불순물의 일부로서 중간층을 형성한다. 이러한 경우에는 하기 하는 불합리함이 발생하고 있었다.

즉, 상술한 부유 불순물 배출구와 처리제수 출구를 일반적으로 형성한 경우에는, 예컨대, 상술한 일본특허 공고 소 40-15,549호에 제시한 것과 같이, 상술한 부유불순물 배출구와 처리제 수 출구를 탱크의 측면으로 부터 탱크 내부로 개구한 관상의 형상으로 하였을 경우에는 상술한 부유 불순물 및 처리제 액은 각각 상술한 배출구 및 출구 구멍을 향하여 와상(渦狀)으로 유동하면서 배출된다.

이와 같이 와상으로 유동하면 상술한 부유 불순물과 처리제수가 서로 간섭하기 때문에 부유 불순물의 일부로서 중간층을 형성하고 있는 상술한 가용성의 물질이 상술한 처리제 수에 용해되고 물과 함께 처리제 수로서 배출되는 위험성이 많다.

상술한 가용성 물질의 대표적인 것을 게재하면, 텔레비 제조 공장의 폐액중에 있는 P.V.A.(폴리비닐알코올)가 물에 가용성이며, 또한 이 폴리비닐 알코올 카드뮴의 침전을 방해하는 작용을 한다. 말하자면 고통을 주는 병 〔일본의 공해병으로 이다이이다이병〕과 카드뮴쌀의 발생은 상술한 폴리비닐알코올이 그대로 방류되었기 때문에 발생하였다고 말할 수 있다.

또한, 피혁공장의 폐액은 화학약품, 크롬, 우지, 단백질, 토사등등의 고형부유물이 한덩어리가 되어 악취를 갖는 악질폐액의 하나이지만 상술한 화학약품, 크롬, 우지 및 단백질도 상술한 폴리비닐알코올과 같이 가용성의 것이다. 또한 화학용액중에서 털을 용해하는 탈모방법이 사용되고 있으나 이 경우에도 털이 단백질로 되어 가용화된다.

상술한 바와같이 가용성의 물질에는 유해물질로서 공해 방지상 문제가 되고 있는 것이 다수 있기 때문에 상술한 중간층을 형성하고 있는 가용성의 물질이 그의 상방의 처리제수에 용해하는 일이 없이 부유불순물로서 배출되도록 하는 일이 강력히 요망된다.

더욱 말하자면, 이와같이 가용성 물질은 수중에 용해되어 있을 시에는 투명하기 때문에 이러한 가용성물질이 부유불순물로서 토사(土砂)고형물과 함께 퇴적하는 퇴적량 및 이때의 부유 불순물의 점도를 미리 예측한다는 것은 사실상 불가능하다.

또 상술한 바와같이 부유불순물 배출구를 일반적으로 형성하는 경우에 상술한 가용성 물질 및 토사고형물 등등의 부유 불순물의 점도가 커져서 부유물이 상술한 배출구로 부터 배출되는 량이 적어진다.

이때문에 상술한 부유물의 퇴적량이 상술한 배출구로부터 배출되는 양보다도 많게 되어 상술한 부유물의 부유면이 상술한 처리제수 출구 구멍까지 상승하여, 출구 구멍으로부터 부유물이 배출되는 위험성이있다. 따라서 이러한 위험성을 해소하는 일이 상술한 바와같이 요망되고 있다.

따라서, 본 발명의 주목적은 상술한 종래의 요망에 응할 수 있는 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 부유 불순물 및 처리제 수가 유동하는 일이 없이 배출되게 하고, 더욱 부유불순물의 부유면, 즉 중간층의 액면이 상승하지 못하게 한 개량된 정전식분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 탱크의 측벽을 이중벽으로 하여 그내측벽과 외측벽 사이에 포켓트(pocket)를 형성하고, 상술한 중간 층의 부유 불순물을 상술한 포켓트에 모으게 함과 동시에 상술한 처리제수층의 처리제수를 상술한 외측벽의 외측으로 일출(溢出)하도록 한 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 부유 불순물이 상술한 포켓트에 일정량이 모이면 부유 불순물을 상술한 포켓트로부터 들어낼수 있도록한 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상술한 외측벽의 외측에 일출하는 처리제수를 수집하여 배출되도록한 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또한 다른 목적은 피처리액의 유성분을 용해한 오염용매 용액을 용매 용액층의 상층부에 집중시켜 상술한 유성분을 상술하는 상층부에 농축시켜 외부로 배출하도록하여 따라서 피처리액을 효과적으로 분리함과 동시에 그 능률을 향상할 수 있도록한 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 탱크내의 청정한 용매용액을 냉각하여 상술한 오염용매용액을 상술한 청정한 용매 용액과의 온도차에 따른 비중차에 의해 상술한 용매용액중의 상층부에 적극적으로 집중시켜 상술한 유성분을 상술한 상층부에 농축시켜 외부에 배출할 수 있도록한 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 피처리액이 탱크의 저부(低部) 중앙에서 도입되도록함과 동시에 탱크내의 청정한 용매용액이 탱크의 내주부근에서 냉각되도록하여 상술한 오염용매 용액이 대류에 의해 탱크의 중앙부에서 상승하여 용매용액층의 상부층에 집중하도록하여 유성분을 효과적으로 상술한 상층부에 농축하도록한 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상술한 용매 용액층의 상층부에 집중된 오염 용매용액 즉, 상술한 상층부에 농축된 유성분을 연속적으로 외부로 배출할 수 있도록한 개량된 정전식분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상술한 용매용액층의 액면의 높이가 그 상층부의 오염용매 용액의 비중의 증감에 관계없이 일정하게 유지되도록 조절할 수 있는 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 피처리액 입구로부터 도입된 피처리액의 입적(粒滴)이 한쌍의 전극 면 사이를 차례로 정확하게 몇번이고 왕복 비주하도록 함으로서 효과적으로 분해되도록한 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다. 본 발명의 기타의 목적은 바람직한 한쌍의 전극의 제작이 용이하도록 한 개량된 정전식 분리장치를 제공함에 있다. 본 발명에 의하면, 먼저, 유성분을 용해할 수가 있으며, 비중이 물보다 큰 전기 절연성 용매 용액을 수용하는 한편 유성분, 부유 불순물 및 수분을 함유하는 피처리액을 도입하기 위한 입구를 갖은 탱크와 상술한 탱크내부에 있어서도 상술한 용매 용액내에 배치한 한쌍의 전극을 축설하고 상술한 전극사이에 고압 직류 전압을 흐르게 하여 상술한 한쌍의 전극에 의하여 형성되는 정전장의 작용으로 상술한 입구로부터 도입되는 피처리액을 분해하고 그 유성분을 상술한 용매용액중에 용해시킴과 동시에 부유 불순물로 된 중간층을 상술한 용매 용액층의 상면에 형성하고, 처리제 수로된 처리제 수층을 상술한 중간층의 상면에 형성되도록한 정전식 분리장치에 있어서 상술한 탱크의 측벽을 이중벽으로하여 그 내측벽과 외측벽사이에 포켓트를 형성하고, 상술한 내측벽의 상연(上緣)을 상술한 용매 용액의 액면보다도 높게하여 상술한 중간층의 부유 불순물이 상술한 내측벽의 상연으로부터 상술한 포켓트에서 일출하도록 하고, 상술한 외측벽의 상연을 상술한 내측벽의 상연보다도 높게하여 상술한 처리제 수층의 처리제 수가 상술한 외측벽의 상연에서 그외측으로 일출하도륵 한 정전식 분리장치가 제공된다.

상술한 포켓트의 하단에는 임의로 개폐되는 취출구가 설치되어 있으므로 상술한 포켓트에 부유 불순물이 적당량 모이게 되면 상술한 취출구가 개구되어 부유 불순물이 제거된다.

상술한 외측벽의 외측에는 일류통(溢流楗)이 설치되어 있고, 상술한 일류통에는 배구가 형성되어 있어 상술한 외측벽의 상연으로부터 일출하는 처리제 수는 상술한 일류통을 거쳐서 상술한 배출구로 부터 배출된다.

본 발명에 의하면, 둘째로, 유성분을 용해할 수가 있고, 비중이 물보다도 큰 전기절연성 용액을 수용하는 한편 유성분, 부유 불순물 및 수분을 함유하는 피처리액을 도입하기 위한 입구를 저부에 가지며, 처리제 수를 배출하기 위한 출구 및 부유 불순물을 배출하기 위한 출구를 상술한 용매 용액층의 액면 보다도 높은 위치에 갖는 탱크와 그리고 상술한 탱크 내부에 있어서 상술한 용매 용액내에 배치된 한쌍의 전극을 축설하고 상술한 전극 사이에 고압 직류 전압을 흐르게함으로서 상술한 입구로 부터 도입되는 피처리액을 분해하고, 그 유성분을 상술한 용매 용액중에 용해시킴과 동시에 처리제 수를 상술한 처리제 수 배출구로부터 배출하도록 하고 부유 불순물을 상술한 부유 불순물 배출구로부터 배출하도록 하는 정전식 분리장치에 있어서, 상술한 용매 용액층의 상층부에서 개구하는 오염 용매 용액 배출용 출구와 상술한 탱크내에서 상술한 오염 용매 용액 배출용 출구 보다도 아래에 축설한 냉각관을 설치하고, 상술한 냉각관에 의해서 상술한 탱크내의 청정한 용매 용액을 냉각시키고, 상술한 피처리액의 유성분을 용해한 오염 용매 용액을 상술한 청정한 용매 용액과의 온도차에 의한 비중차에 의하여 상술한 용매 용액층의 상층부에 적극적으로 집중시키고 상술한 유성분을 상술한 상층부에서 농축하여 상술한 오염 용매 용액 배출구로부터 배출하도록 하는 정전식 분리장치가 제공된다.

상술한 피처리액을 도입하기 위한 입구는 상술한 탱크의 저부 중앙에 형성시키고, 상술한 냉각관은 상술한 탱크의 내부 주변을 따라 배치시킨다.

상술한 오염 용매 용액 배출구에 접속한 오염 용매 용액 배출관이 설치되어 있고 상술한 오염 용매 용액배출관은 상술한 용매 용액 배출구로 부터 상향으로 뻗어있는 유로부(流路部)와 상술한 용매 용액층의 액면의 상방으로 부터 하향으로 뻗어있는 유로부와 상술한 용매 용액층의 액면 상방에서 상술한 상향 유로부와 하향 유로부를 연통하는 중간 유로부로 되어 있어서, 오염 용매 용액은 상술한 오염 용매 용액 배출구로부터 상술한 오염 용매 용액 배출관의 상향 유로부, 중간유로부 및 하향 유로부를 통과하여 연속적으로 배출된다.

상술한 오염 용매 용액 배출과의 중간 유로부는 서로 다른 높이의 위치에서 상술한 상향 유로부와 하향유로부를 연통하는 복수의 분기 유로부를 이루고, 최소한 가장 높은 분기 유로부 이외의 각 분기 유로부에는 각각 임의로 개폐되는 밸브가 장설된다.

본 발명에 의하면 셋째로, 유성분을 용해 할수 있고, 비중이 물보다도 큰 전기절연성 용매 용액을 수용하고, 유성분, 부유 불순물 및 수분을 함유하는 피처리액을 도입하기 위한 입구를 저부에 가지며, 처리제수를 배출하기 위한 출구 및 부유 불순물을 배출하기 위한 출구를 상술한 용매 용액층의 액면보다도 높은 위치에 갖는 탱크와 그리고 상술한 탱크 내부에 있어서 상술한 용매용액내에 배치된 한쌍의 전극을 축설하고, 상술한 전극사이에 고압 직류전압을 흐르게 함으로서 상술한 한쌍의 전극에 의하여 형성된 정전장의 작용으로 상술한 입구로 부터 도입되는 피처리액을 분해하고, 그 유성분을 상술한 용매 용액중에 용해시킴과 동시에 처리제 수를 상술한 처리제 수 배출구로 부터 배출하도록 하고, 부유 불순물을 상술한 부유 불순물의 배출구로부터 배출하도록 한 정전식 분리장치에 있어서, 상술한 한쌍의 전극은 중앙중심부에 위치하고, 고압전원에 접속되는 내측전극과 상술한 내측 전극의 외측에서 이 내측전극에 대면하여 접지된 외측 전극으로 구성되어 있고, 상술한 내측전극은 한쌍의 평단한 경사면을 가지고 실질상 V자 형상을 형성하고 있고, 상술한 외측전극은 상술한 내측전극의 양쪽경사 외면에 각각 대면하는 한쌍의 평탄한 경사내면을 가지고 있으며, 이들 양쪽경사내면의 각각의 하연(下緣) 사이에 비교적 대형의 개구부를 형성하고, 입구로 부터 도입된 피처리액이 상술한 개구부로부터 상술한 경사외면과 경사내면과의 사이에 도입되도록 하는 정전식 분리장치가 제공된다.

상술한 내측전극의 경사 외면에는 외방으로 향해 돌출하고 있는 미소첨편(微小尖片)이 각각 한 면에 걸쳐서 다수 돌설된다.

상술한 각각의 미소 첨편은 서로 동일한 간격으로 배치된다. 또한 상술한 각각의 미소 첨편은 동일한 돌출각도로 돌출한다. 상술한 내측전극의 미소 첨편의 선단과 상술한 외측전극의 미소첨편의 선단과의 간격은 일정하다.

상술한 각각의 미소 첨편은 인접단에 있어서도 서로 달리 배치된다.

본 발명의 장치의 실시예를 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도를 참조하면, 분리 탱크는 부호(10)으로 표시되어 있다.

분리제인 용매 용액의 유입구(22)는 탱크(10)의 저부에 개구되어 있다. 탱크(10)의 저부 중앙에는 적당한 높이로 피처리(분리)액의 도입구(14)가 설치되어 있고, 그것은 전후 방향으로 적당한 길이를 가진 반원통의 형상으로서 그 외주면에 다수의 비교적 조그만 구멍(16)을 가지고 있고, 또 그 상방에는 다시 다수의 미세한 구멍을 갖은 정수판(整水板)(18)이 배치되어 있다.

용매 용액층은 부호(26)으로 표시되어 있다. 상술한 용매 용액 내에는 양극(28)과 음극(30)으로 된 한쌍의 전극이 배치되어 있고, 음극(30)은 탱크(10)의 중앙 중심부에 위치하여 고압 전원에 접속되는데 반하여 양극(28)은 음극(30)의 외측에서 이 음극(30)에 대면하여 접지되어 있다.

다시 상세히 말하면 음극(30)은 단면 V자형상을 이루고 전후방향으로 뻗은 좌우 한쌍의 평탄한 경사외면(30a)(30b)을 함유하고 있으며, 한편, 양극(28)은 음극(30)과 불꽃방전을 일으키지 않는 적당한 간격으로 배치되어 상술한 음극(30)의 양쪽경사외면(30a)(30b)에 각각 대면하는 좌우 한쌍의 평탄한 경사내면(32a)(32b)을 함유하고, 이 양극의 양쪽 경사내면(32a)(32b)의 하연 사이에는 상술한 피처리액 도입구(14)보다 약간 큰 비교적 대형의 개구부(34)가 형성되어 있다. 양극(32)은 양극조지부재(陽極吊持部材)(48)을 통하여 탱크뚜껑(46)에 고정되어 있다.

양극(32)의 경사내면(32a)(32b)과 음극(30)의 경사외면(30a)(30b)은 불꽂방전을 일으키지 않는 적당한 간격을 가지고 있고, 이들 사이에서 전후방으로 뻗은 좌우 한쌍의 접촉대역(56)을 형성하고 있다.

조절기어(52)가 탱크 뚜껑(46)의 상면에서 상술한 조지부재(48)의 기어에 맞물려서 조지부재(28)를 필요에 따라 승강하여 상술한 외측 전극(28) 위치의 높이를 자유로이 조절할 수가 있도록 되어 있다.

제2도에 나타난 바와 같이 상술한 외측전극(28)의 일단은 조절나사(52a)에 의하여 조지부재(48)에 부착되고 다른 일단은 조절나사(54)에 의해 조지부재(48)에 슬로트(slot)(55)를 통하여 부착되어 있고, 상술한 조절나사(52a)(54)를 늦추어서 상술한 슬로트(55)를 따라 조절나사(52a)의 둘레를 회동하므로서 경사각도를 자유로이 조절할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 상술한 접촉대역(56)의 상하의 간격은 상술한 조절기어(52)와 조절나사(52a)(54)에 의하여 자유자재로 조절할 수가 있는 것이다.

본 접촉대역의 작용에 대해서는 후술하겠다.

상술한 음극(30)은 유입피처리액에 의해 단락되지 않은 정도로 도입구(14)로부터 적당한 거리를 둔 위치의 높이로 설정되어 있다. 양극(28)의 경사내면(32a)(32b)에 밀착되어 있는 미소첨편(36)은 음극(30)의 방향 및 경사면의 상방을 지향하고 있다.

음극(30)의 경사외면(30a)(30b)에 밀착된 미소첨편(38)은 양극(28)의 방향 및 경사면의 상방을 지향하고 있다. 이들 미소첨편(36)(38)에 대해서도 후술하겠다. 음극(30)은 고압 도전선(導電線)(42)에 접속됨과 동시에 이 도전선(42)을 수용한 지지관(44)에 의해서 기계적으로도 지지되어 있다. 고압도전선(42)는 폴리에틸렌과 같은 내수성 및 내용매성이 우수한 전기전열도가 높은 재료로 피복 절연되어 있고 수직방향으로 뻗은 뚜껑(46)을 관통하여 외부로 뻗어서 직류 고전압 발생장치(40)에 접속되어 있다. 용매 용액층(26)의 액면은 부호(26a)로 표시되어 있다.

용매 용액층(26)의 상면에는 부유 불순물에 의한 중간층(72)이 형성되고, 그것은 부유면(72a)을 이루고 있다. 중간층(72)의 상면에는 처리제 수층(74)이 형성되어 있고 그것은 액면(74a)을 이루고 있다. 기밀통(氣密筒)(58)은 고압 도전선 피복의 표면에 불순물이 부착 퇴적하게 함으로서 표면누전을 방지하기 위한 것으로 수직으로 뻗은 도전선(42)의 주위를 간격을 두고 둘러싸고 있으며, 그 내부에 가스를 기밀하게 충만하고, 있다. 기밀통(58)은 지지부재(58a)에 의해 탱크뚜껑(46)에 고정 지지되어 있고 또한 이 기밀통(58)의 하단은 용매 용액층(26) 내에 개구하고 있다. 피처리액의 도입관(60)은 상술한 도입구(14)에 이르러서 그 내부에 개구하고 있다. 이 도입관(60)은 후술하는 피처리액 공급조의 유입구에 연결되어 있고 이피처리액 공급조는 적당한 높이의 위치에 설정되어 있어서 피처리액의 배출 수압을 일정하게 유지한다.

피처리액 중에 함유된 침강 오물의 인출구(62)는 필요에 따라서 개구하여, 탱크의 저부에 침적하는 침전물을 인출할 수 있도록 되어 있다. 탱크내의 세척액 등의 인출구(64)는 탱크(10)의 내부를 청소할 때에 사용된다.

탱크(10)의 측벽은 이중벽으로 되어 있고 그 외측벽(68)과 내측벽(66) 사이에 포켓트(70)가 형성되어 있다. 또한 내측벽(66)의 상연(66a)은 용매 용액층(26)의 액면(26a) 보다도 상방에 형성되어 있고, 상술한 용매 용액층(26)의 상면에 형성되는 중간층(72)의 부유 불순물이 이 내측벽(66)의 상연(66a)으로 부터 상술한 포켓트로 일출하도록 되어 있다.

따라서 중간층(72)의 부유면(72a)은 항상 상술한 내측벽(66)의 상연과 동일한 높이의 위치에 보지된다. 포켓트(70)의 하단에 설치된 부유 불순물 인출구(70a)는 포켓트(70)에 부유 불순물이 일정량 차게 될때에 개구하여 부유 불순물을 인출하도록 하기 위한 것이다.

외측벽(68)의 상연(68a)은 상술한 내측벽(66)의 상연(66a) 보다도 상방에 형성되어 있어서, 상술한 중간층(72)의 상면에 형성된 처리제 수층(74)의 물이 외측벽(68)의 상연(68a)으로부터 외측벽(68)의 또 다른 외측에 설치된 일류통(76)에 일류하도록 되어 있다. 일류통(76)에는 배출구(76a)가 형성되어 있다. 오염 용매 용액 배출구(78)는 용매 용액층(26)의 상층부에 개구하고 있다.

배플판(baffle plate)(80)은 배출구(78)의 부근에 설치되어 용매, 용액층 내를 부상하는 수분 또는 부유 불순물이 용매 용액에 혼합하여 배출되는 것을 방지하는 것이다. 오염 용매 용액 배출구(78)에는 오염 용매 용액 배출관(82)이 달려 있다.

제5도에 나타낸 바와 같이 오염 용매 용액 배출관(82)은 상방으로 뻗어 있는 상향 유로부(84)와 하방으로 뻗어있는 하향 유로부(86)와 양쪽 유로부(84), (86)를 연통하는 중간 유로부(88)로 형성되어 있다.

상향 유로부(84)는 배출구(78)로부터 용매 용액층의 액면(26a) 보다도 상방으로 뻗어있다. 중간 유로부(88)는 용매 용액층 액면(26a) 보다도 상방으로 서로 다른 높이의 위치로 양쪽 유로부(84), (86)를 각각 연통하는 세개의 분기 유로부(88a)(88a)(88a)로 되어 있다. 아래의 분기 유로부와 중간의 분기 유로부에는 임의로 개폐되는 밸브(90)가 개재되어 있다.

부호(100)는 용매 용액층(26)의 중앙부로부터 하부로 펼쳐있는 탱크(10)의 내벽을 따라 부설한 냉각관관으로서, 냉각수 입구(100a)와 냉각수 출구(100a)를 거쳐서 냉동기에 연결되어 있고, 냉동기로부터 공급받는 냉각수에 의해 용매 용액층(26)의 하부 주위를 냉각한다.

제3도는 피처리액의 도입구(l4)의 외주면 및 그의 상방의 정수판(18)의 형상을 특히 상세히 나타낸 확대 평면도이다. 도면으로부터 명백한 바와같이, 도입구(14)의 외주면에는 일면에 펼쳐진 다수의 비교적 소형구멍(16)이 천설되어 있고, 정수판(18)에 천설된 다수의 미소구멍(20)과 서로 맞대어 피처리약이 연속하는 흐름이 아니고 단속하는 작은 입적(粒滴)의 형상으로 도입되도록되어 있다. 이와 같이 단속하는 작은 입적의 형상으로 피처리액을 도입하는 것은 도입 피처리액에 의하여 도입구(14)와 음극(30) 사이의 절연 파괴를 방지함과 동시에 피처리액의 용매 용액에 대한 접촉을 가급적 증대 시킴으로서 불순물의 용해 효율을 상승시키기 위해서 중요하다.

제4도는 외측 전극(28)의 내면(32a)(32b) 및 내측 전극(30)의 외면(30a)(30b)을 나타낸 것으로서, 각각 다단으로 펼쳐진 일면에 삼각 미소첨편(36)(38)이 부설되어 있고 어느 것이나 각개의 인접단에서는 서로 다르게 배치될 수 있도록 배열되어 있다.

또 각각의 미소첨편(36)(38)의 방향은 제1도로 부터 명백한 바와같이 실질상 각각의 대극(對極)의 방향을 약간 상방으로 지향하고 있다.

상기 사실로부터 각각의 미소첨편(36)(38)은 피처리액의 이동 방향에 순응하는 방향으로 그리고 대극의 방향을 지향하고 있음이 이해될 것이다.

다음에 상기의 장치를 사용하여, 상술한 공장 폐액을 정전처리하는 작업을 설명한다.

먼저, 전기 절연성 또는 유전성(誘電'性)으로 물보다도 비중이 큰 용매 예컨대퍼-클로로에틸렌을 분리탱크(10)내에 있는 유입구(22)로 부터 유입하여 일정한 액면(26a)까지 충만시킨다.

퍼-클로로에틸렌은 20-24℃에서 비중이 1.62이고, 25℃에서 물에 대한 용해도가 0.015%이며, 물의 용해도가 0.01%이고, 유전율(誘電率)은 25℃에서 2.365이며, 비저항은 1.8×10¹³Ω/cm이고, 응고점이 -22.4℃이며, 점도는 20℃에서 0.88센티 포이즈이고, 물과의 접촉에 있어서도 안정도가 상당히 높다.

그 다음으로 음극(30)에 마이너스 직류 고전압을 흐르게 한다. 더욱 말하자면, 본 발명은 내측 전극을 양극으로 하고 외측 전극을 음극으로 할 수도 있으며, 이 경우에는, 전극(30) 이 양극으로 되어 이것에 직류 플러스 고전압이 흐르게 된다. 흐르는 전압의 크기는 퍼-클로로에틸렌을 사용할 경우, 양쪽 전극(28)과 (30)과의 간격이 10cm일때에 50KV를 흐르게 하여도 안전하다.

이와 같이 준비하여 두고, 바람직하기로는 공장폐액등의 원폐유를 상술한 탱크(10)에 가득 채운 용매용액과 동일의 용매 용액, 즉 퍼-클로로에틸렌과 교반 혼합하여 비중을 조절한 용매 혼합유 액을 피처리액으로 하여 상술한 피처리액 공급조에 도입한다. 이렇게 하여 피처리액 공급조에 도입하면, 완전한 에멀죤 상태로 되어 있는 피처리액이 도입관(60)으로부터 탱크(10) 내부에 있는 도입구(14)로 도입된다. 도입구(14)에 도입된 피처리액은 방출속도가 급격히 저하함과 동시에 다수의 작은 구멍(16)을 천설한 도입구(14)의 외주면에 의하여 작은 입적으로 되고 다시 그의 상방에서, 다수의 미세구멍(20)을 천설한 완만한 산(山)형상의 정수판(18)에 의하여 더욱 작은 입적으로 되는 한편음극(30)의 중심을 향해서 비중차에 의해 상승한다.

따라서, 본 발명의 장치에서는 피처리액은 어떤 의미에 있어서도 연속한 젯트 스트림으로서 공급되는 일이 없이 적은 입적으로서 용매 용액중에 들어가는 것이다. 따라서, 도입구(14)와 음극(30)의 사이에서 도입된 피처리액에 의하여 절연이 파괴되는 일이 없다.

이와같이 입적 상태로서 도입된 피처리액은 상승하여 양극(28)의 하단의 개구부를 통과하여 음극(30)의 꼭대기에 도달한다. 여기에서 막(膜)형태로 집합하지만 비중차에 의한 부력 때문에 양쪽 경사면에 따라 죄우로 퍼지면서 상승하려 하는 것과, 경사면(30a)(30b)에는 면전체에 미소첨편(38)이 부실되어져 있으므로 미소한 입적 모양으로되어 각 미소첨편(38)의 선단으로 도입된다.

음극(30)에는 양극(28)과의 사이에 고전압이 흐르고 있기 때문에-마이너스로 대전한 입적은 이 정전장의 작용으로 양극(28)의 방향으로 매우 빠른 속도로 흡인되어 양극(28)의 양쪽 경사면(32a)(32b)에 도달한다.

양극 경사면(32a)(32b)에 도달한 입적은 이번에는 플러스로 대전하여 꼭같이 미소첨편(36)의 선단으로부터 상향음극(30)쪽을 향하여 비산한다.

이러한 작용을 반복하면서 접촉대역(56)의 상방으로 이행한다. 상술한 접촉대역(56)에 있어서 입적이 극(28)과 (30)사이를 몇회고 왕복 비주하는 사이에 용매 용액을 친밀하게 접촉하는 유성분이 용매중에 용해되어 입적은 점점미립자화하여 간다. 특히 이 접촉대역(56)은 양쪽극의 경사면(30a)(30b)(32a)(32b) 사이에 형성되어 있기 때문에, 입적이 직접 부상하는 것을 저지시킨다. 따라서 이접촉대역(56)에 체류하고 있는 시간이 가급적으로 길게되고, 각각의 입적은 일층 용매에 접촉하여 그의 유성분이 용해되는 기회가 많고, 고형물 등도 분리된다.

또한 수분과 유분, 고형물 등의 불순물의 대전치도 물과기름, 고형물등의 분리를 조장하는 원인을 이루고 있는 것도 고려하여야 한다.

이렇게 하여 유분이 완전히 용매중에 용해되고, 고형물등의 부유 불순물도 수분으로 부터 분리되게 되며, 완만한 속도로 상승하여 고형물등의 부유 불순물은 중간층(72)을 형상하고 수분은 수층(74)를 형성한다.

또한 물보다도 비중이 큰 용매 용액 즉, 퍼-클로로 에틸렌은 당연히 유분보다도 비중이 크다.

따라서, 유분을 용해한 오염 용매 용액은 유분을 용해하지 않은 청정한 용매용액보다도 비중이 작게 되기 때문에 정전장 즉, 상술한 접촉 대역(56)으로부터 상방으로 이동하여, 용매 용액층(26)의 상층부에 집중한다.

또한 용매 용액층(26)은 그의 외주부에 있는 냉각관(100)에 의해 냉각되기 때문에 이용매 용액층(26)의 액온(液溫)은 피처리액의 액온보다도 낮게 된다.

따라서, 도입구(14)의 상방 및 정전장(56)에 존재하는 용매 용액은 유입한 피처리액으로부터 항상 일정한 열을 흡수하여 온도가 높아지기 때문에 도입구(14)의 상방 및 정전장(56)에 존재하는 용매 용액과 그의 외측의 용매 용액과의 사이에 온도차가 발생한다. 이러한 온도차에 의하여 발생하는 비중차로 인하여, 상술한 도입구(14)의 상방 및 정전장(56)에 존재하는 용매 용액이 도입구(14)로부터 도입된 피처리액과 함께 상승하여 유성분을 용해한 용매 용액 즉 오염 용매 용액이 용매 용액층(26)의 상층부로 집중하는 것을 조장한다. 이때문에 용매 용액에 용해한 유성분은 용매용액층(26)의 상층부에 농축된다.

용매 용액층(26)의 상층부에 집중한 오염 용매용액 즉 농축된 유성분은 배출구(78)로부터 배출관(82)의 상향유로부(84)로 들어간다. 이때에 예컨대, 중간 유로부(88)의 중앙의 분기로(88b)의 밸브(90b)가 열려있고, 하측의 분기로(88a)의 밸브(90a)가 닫혀있다고 하면 상향 유로부(84)로 들어간 오염 용매 용액은 중앙분기(88b)로 부터 하향 유로부(86)를 통해서 외부로 배출된다. 따라서, 상향 유로부(84)의 용액의 액면을 상술한 분기로(88b)의 높이로 보지된다.

탱크(10) 내에는 중간층(72) 및 처리제수층(74)의 압력이 걸리기 때문에, 탱크(10) 내의 용매 용액층(26)의 액면(26)은 상술한 상향 유로부(84) 내의 액면보다도 항상 낮다.

유성분이 용매 용액층(26)의 상층부에 농축되고, 상술한 상향 유로부(84) 내의 오염 용매 용액의 밀도가 작아지면 압력의 밸런스(균형) 관계상 탱크(10) 내의 용매 용액층(26)의 액면(26a)이 낮아진다.

그러나, 중간 유로부(88)의 중앙 분기로(88b)의 밸브(90b)와 함께 하측의 분기로의 밸브(90a)도 닫혀지면 오염 용매 용액은 상측의 분기(88a)로 부터 하향 유로부(86)로 배출되고, 상향 유로부(84)의 액면은 상측의 분기로의 높이까지 상승된다.

상향 유로부(84)의 액면이 높아지면 압력의 균형 관계상탱크(10) 내의 용매 용액층(26)의 액면이 상승한다. 따라서, 이 액면의 하강을 방지할 수 있다.

반대로 탱크(10) 내의 용매 용액층(26)의 액면(26a)이 지나치게 상승한 경우에는 중간 유로부(88)의 밸브(90b)와 함께 밸브(90a)도 열려지면 상향 유로부(84)의 액면을 하측 분기로(88a)의 높이까지 내릴 수가 있다. 따라서, 탱크(10) 내의 용매 용액층(26)의 액면(26a)을 아래로 내릴 수가 있다.

또한 중간층(72)에 퇴적한 부유 불순물은 유동하는 일이 없고, 또한 점도에 관계없이, 발생량에 따라 탱크(10)의 내측벽 상연(66a)으로부터 포켓트(70)로 일출하여 이 포켓트(70) 내에서 저장되어 침전 농축한다. 이렇게 하여 포켓트(70)에 부유 불순물이 적당량 저장되면 인출구(70a)가 개구되어 부유 불순물은 그의 중력에 의하여 점도에 관계없이 자동적으로 배출되어 도면에 도시하지 않은 건조장치로 이송된다.

또한 처리제 수층(74)의 처리제 수는 유동하는 일이 없이 탱크의 외축벽 상연(68a)으로부터 일류통(76)으로 일출하여 그의 배출구(76a)로 부터 배출된다.

본 발명에 의하면, 중간층의 부유 불순물을 유동하는 일이 없고, 또한 점도에 관계없이 발생되는 양에 따라 내측벽의 상연으로 부터 포켓트 내로 일출할 수가 있으며, 또한 처리제 수층의 처리제 수를 유동하는 일이 없이 외측벽의 상연으로 부터 일출할 수가 있다.

따라서, 상술한 양자(兩音)가 교란되어서 간섭하는 것을 방지할 수가 있으며, 상술한 바와같이, 가용성 물질이 용매 용액과 혼합되어 새로운 합성물로 되어 부유 불순물의 일부로서 중간층을 형성하고 있는 경우에, 이 가용성 물질이 상술한 처리제 액층의 처리제 수에 용해하여 처리제수로서 배출되는 위험성을 회피할 수가 있는 것이다.

또한 이들 가용성 물질에 의해서 중간층의 부유 불순물의 발생량 및 점도가 증대한 경우에도 상술한 바와같이 이들 부유 불순물은 발생되는 양에 따라 점도에 관계없이 일출하여 배출하기 때문에 불순물의 부유면이 상승하여서 불순물이 처리제 수로서 배출되는 위험성을 회피할 수가 있는 것이다.

따라서, 폴리비닐알코올, 크롬, 우지, 단백질등의 유해물질로서 문제가 되어 있는 가용성물질을 부유 불순물로서 확실히 배제할 수가 있어서, 상술한 종래의 강력한 요망에 부응할 수가 있는 것이다.

또한 본 발명에 의하면 탱크내의 용매 용액층의 비교적 하부층에 있어서, 냉각관을 상술한 탱크의 내주부근에 설치하여 상술한 용매 용액을 냉각하도록 하였기 때문에 피처리액의 유성분을 용해한 오염 용매용액을 상술한 용매 용액층의 상층부에 적극적으로 집중시킬 수가 있고, 이 상층부에서 상술한 유성분을 농축할 수가 있다.

또한 오염 용매 용액을 배출하기 위한 출구를 상술한 용매 용액층의 상층부에 개구하여 설치하였기 때문에 상술한 용매 용액층의 상층부에 집중하는 오염 용매 용액, 환언하면, 농축된 유성분을 배출할 수가 있고, 피처리액을 효과적으로 분리함과 동시에 능률을 향상할 수가 있는 것이다.

또 본 발명에 의하면 양쪽 전극의 내면 및 외면을 각각 평탄하게 하였기 때문에 이들 전극면에 전체에 걸쳐 다수의 미소첨편을 일정한 각도로 용이하게 돌설할 수가 있고, 더우기 양쪽 전극면내의 거리를 일정하게 하는 한편 적당히 하기가 용이해진다. 또한, 예컨대, 상술한 실시예와 같이 조절기어(52) 및 조절나사(52a)(54)에 의해서 외측 전극의 위치 및 경사 각도를 자유로히 조절하도록 하면 제조공정에서의 왜곡 등에 의하여 설치후에 양쪽 전극면 사이의 거리의 착오가 생긴 경우에도 이 거리의 착오를 용이하게 수정할 수가 있다.

따라서 양쪽 전극의 미소 첨편 사이의 거리를 일정하고 적당하게 하기가 용이하며, 피처리액 입적을 상술한 양쪽 전극의 미소첨편 사이에 점차 확실하게 왕복 비주 시킬 수가 있다.

또한 상술한 바와같이 양쪽 전극면을 경사진 평탄한 것으로 만들었기 때문에 각각의 미소첨편을 인접단에서 서로 다르게 배치하는 것이 용이하며, 따라서 경사진 전극면을 따라 상승하는 피처리액의 입적이 미소첨편의 선단으로 유도되는 기회를 많게 할 수가 있다.

이와같이 피처리액 입적이 미소첨편 선단에 유도되는 기회를 많게 함과 동시에 미소첨편 선단에 유도되는 피처리액 입적을 양쪽 전극의 미소첨편 사이에 차례로 정확하게 왕복 비주시킬 수가 있어서 피처리액의 유분을 용매 용액에 유효하게 용해시킬 수가 있다.

또한 말할 나위없이, 양쪽 전극이 서로 대면하는 좌우 한쌍의 경사내면 및 경사외면을 가지며 외측 전극의 경사 내면의 하연 사이에 개구부를 형성하여 이들 개구부로부터 피처리액이 도입되도록 하였기 때문에 입적이 직상당으로 부상하는 것을 저지시킨다. 따라서 상술한 경사내면과 경사외면 사이의 접촉 대역에 채류하고 있는 시간이 가급적 길게되어, 각각의 입적이 한층 더 용매 용액에 접촉하여서 그 유분이 용해되는 기회가 많도록 할 수가 있는 것이다.

상술한 바와같이 본 발명에 따르면, 피처리액을 분리하는 이외에 유효전극을 용이하게 제작할 수가 있고, 상술한 종래의 요망에 따라서 공해문제에 크게 공헌할 수가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 도시한 바와같이, 유(油)성분을 용해할 수가 있고, 비중이 물보다 큰 전기 절연성 용매 용액을 수용하는 한편 유성분, 부유불순물 및 수분을 함유하는 피처리액을 도입하기 위한 입구가 달린 탱크와, 상술한 탱크내부의 용매 용액내에 배치된 한 쌍의 전극을 설치하고, 상술한 전극 사이에 고압 직류 전압을 흐르게 하여 상술한 한 쌍의 전극에 의해 형성되는 정전장의 작용으로 상술한 입구로부터 도입되는 피처리액을 분해하고 그 유분을 상술한 용매 용액중에 용해시킴과 동시에 부유 불순물로된 중간층을 상술한 용매 용액층의 상면에 형성하고, 처리제 수로된 처리제 수층을 상술한 중간층의 상면에 형성하도록 한 정전식 분리장치에 있어서, 상술한 탱크의 측벽을 이중벽으로 하고, 그 내측벽과 외측벽 사이에 포켓트를 형성하고, 상술한 내측벽의 상연(上緣)을 상술한 용매 용액의 액면(液面)보다도 상방에 형성하고 상술한 중간층의 부유 불순물이 상술한 내측벽으로 부터 상술한 포켓트로 일출하도록 하고, 상술한 외측벽의 상연을 상술한 내측벽의 상연보다도 더욱 상방에 형성하고, 처리제 수가 상술한 외측벽의 상연으로부터 그의 외측으로 일출하도록 함을 특징으로 하는 정전식 분리장치.

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