KR960003916B1 - 폐수 냉각장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폐수 냉각장치

제 1 도는 본 발명의 사시도.

제 2 도는 본 발명의 단면도.

제 3 도는 본 발명의 요부확대 단면도.

제 4 도는 본 발명의 한 실시예를 나타낸 단면도.

제 5 도는 제 4 도의 A-A'선 단면도.

제 6 도는 제 4 도의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

제 7 도의 (a)(b)(c)는 본 발명의 폐수지연관에 대한 실시예를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 냉각장치 2 : 폐수지연관

3, 3' : 폐수냉각관체 4 : 플랜지

5, 5' : 지지판체 6,6a : 배수관연결부

6', 6a' : 입수관 연결구 7 : 접수실

8 : 접수탱크 9 : 배출관

10 : 냉각수 공급관 11 : 냉각수 순환관

12 : 보조관 13 : 폐수공급관

14 : 수량조절밸브 15 : 냉각수 순환펌프

21 : 폐수로 21' : 냉각수로

본 발명은 폐수 냉각장치에 관한 것으로, 구체적으로는 염색공장 등에서 나오게 되는 오염이 심한 폐수를 처리가 용이한 온도인 40℃ 이하로 냉각시켜줄 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 염색공장 등에서 배출되는 폐수는 염색시 필요한 염액의 온도설정으로 인하여, 배출되는 폐수의 온도는 통상 45℃∼65℃ 정도인데, 이를 정화시키려면 미생물이 살수있는 온도인 40℃ 이하로 냉각시켜 주어야만 미생물을 투입시키더라도 살수 있고, 또 원활하게 폐수를 분해, 정화시켜줄 수 있게 된다.

그런데, 염색공장에서 배출되는 폐수가 적은 양이 아니고, 매우많은 양인데다가 이를 냉각시키는 장치는 한정되어 있어, 실제로 소정의 온도조건인 40℃ 이하로 폐수온도를 냉각시켜주지 못한 상태에서 배출되고 있고, 소정의 온도조건으로 냉각시켜주는 장치는 사용도중 높은 온도의 폐수로부터 방출되는 수증기 또는 연기등이 대기중으로 배출되면서 인체에 닿게되거나 호흡하게 될 수밖에 없어, 피부염과 두통등의 피해가 유발되기도 하였던 것이다.

이하, 종래의 폐수냉각장치를 설명한다.

종래의 폐수냉각장치는 주로 방카C유 등을 절약하기 위해 폐수의 열을 이용하여 온수를 공급시킬 수 있으면서 폐수냉각효과를 얻고자한 폐열회수장치(실용신안공고 번호 90-7218)와 일반 염색공장 등에서 폐수정화를 위해 흔히 사용하고 있는 클링타워(Cooling Tower)를 들수 있다.

전기한 폐열회수장치는 여러층으로 구성한 열교환기의 상,하에 전열헤드장치를 하고, 열교환기 내부에 2중으로 설치한 나선형 전열판을 따라 폐수와 청수가 각각 투입되어 소용돌이 치게 함으로써 폐수의 뜨거운 열이 열전도 칸막이로 전달되어 청수가 폐수의 열을 빼앗도록 구성되어 있는데 이는 청수가 열교환기를 통과하는 시간이 매우길고 폐수 또한 머무는 시간이 많이 걸려, 오히려 폐수의 열을 40℃ 이하로 떨어뜨리지 못하고 청수를 가열시키는 작용을 주로 하게 됨으로써 이 장치를 통하여 배출되는 폐수는 통상 45℃ 이상되어 냉각효과는 거의 없고, 오히려 폐열을 이용한 온수생산 효과를 높인 것이라고 볼수 있는 것이라 하겠다.

특히, 근자에 와서는 여러공장에 온수 및 난방공급을 주로 열병합발전소에서 하고 있는 실정이기 때문에 구태여 위장치를 통하여 온수 및 난방효율을 얻을 필요성은 없는 것이며, 주로 폐수 냉각을 목적으로 사용되고들 있지만 앞에서 설명한 바와같이 청수와 폐수가 같은 양으로 공급되어 오랜시간 체류되는 동안에 폐수냉각을 시켜야될 청수가 오히려 가열되어 버리기 때문에 가열된 청수가 다시 순환하여 폐수를 적절한 온도 이하로 냉각시켜준다고는 상상조차 할 수 없는 것이며, 또 가열된 청수도 사용에 한계가 있어 이방법으로 폐수를 냉각시키는 것은 오히려 불합리한 것이라 하겠다.

또한 이 장치의 가장 큰 문제점은 폐수를 냉각시킬 때 폐수냉각면적이 매우 작기 때문에 냉각효율이 크게 떨어지고, 오히려 상온의 물을 가열시켜주는 면적이 큰 것이라고 할 수 있으므로 폐수냉각을 목적으로 사용하기에는 문제가 많다 하겠다.

그리고 후자인 쿨링타워는 폐수를 대형휀으로 강제로 방냉시킴으로써 폐수의 흐름을 둔화시킨 상태에서 휀의 회전속도를 가속화시켜 주면 어느정도 냉각효율을 높일 수는 있으나 이는 휀으로써 폐수의 열기(수증기)를 강제로 불어 분산시킴에 따라 열기 및 악취가 대기중에 분산유포되어 공해를 유발시켜줌은 필연적인 것이며, 이때 분산방출된 열기는 수증기화 또는 연기화되어 대기중에 날아다니기 때문에 인체의 피부에 닿게 되면 여러가지 피부병 및 합병증을 유발시키고, 동시에 호흡기를 통하여 체내로 들어가면 호흡기질환은 물론 폐기능 악화 및 합병증을 유발시키고, 동시에 호흡기를 통하여 체내로 들어가면 호흡기질환은 물론 폐기능 악화 및 합병증을 유발시켜 여러가지 부작용을 유발시키기도 하는 것이다.

따라서 현재 주로 사용되고 있는 쿨링타워는 위와같은 문제점으로 인하여 국민건강에 매우 큰 해를 주는 것이므로 이는 속히 교체되어야 할 것이다.

따라서 본 발명은 전술한 바와같은 종래의 제반문제점을 감안하여 안출된 것으로, 특히 폐수는 작은 주름관을 통하여 서서히 이송되게 하고, 청수는 작은주름관 외주를 감싸면서 신속하게 흐르도록 하여 폐수냉각 효율을 매우 높여주면서, 청수는 거의 가열되지 않도록 함으로써, 폐수를 40℃ 이하(구체적으로는 35℃정도로 냉각됨)로 신속하게 냉각 배출시키도록 하려는데 그 목적이 있는 것이다.

또한, 폐수냉각시 냉각기 내부에서 자체냉각됨으로써 폐수로부터 높은 온도의 폐열이 발생되지 않아 환경오염을 방지하고, 폐수의 효율적인 냉각에 의해 그만큼 악취도 감소되어 폐수를 방출하는 업계나 이러한 공장주변에 사는 사람들의 건강 및 보건에도 기여할 수 있도록 한 것이다.

이하 본 발명의 구성을 첨부도면에 의거 상세히 설명한다. 본발명의 냉각장치(1)는 내부에 직경이 작고 주름이 다수형성된 폐수자연관(2)을 다수 압설하여서 된 폐수냉각관체(3)를 상, 하로 다수 적층조립고정시켜서 이루어지는데, 전기한 폐수냉각관체(3)에는 상, 하면이 플렌지(4)로부터 약 5cm정도 관체내부로 오목하게 들어간 상태로 지지판체(5)(5')를 용접고정시키고 폐수 냉각관체 양측면 상,하부에는 각각 배수관 연결부(6)와 입수관 연결부(6')를 형성시키며, 폐수냉각관체(3)를 다수 상,하로 적층시켰을 때 상부에 위치한 폐수냉각관체(3)의 지지판체(5')와 하부에 위치한 지지판체(5') 사이에 집수실 (7)이 형성되게 하였다.

또 냉각장치(1)의 상부와 하부에 각각 접수탱크(8) 및 (8')가 형성되게 하여, 하부의 집수탱크(8')는 폐수공급관(13)을 통하여, 냉각되지 않은 뜨거운 폐수가 공급되게 하고, 상부의 집수탱크(8)에는 냉각장치를 통하여 40℃ 이하로 냉각된 폐수가 집수되어 배출관(9)를 통하여 배출되게 하였으며, 냉각장치(1) 양측에 각각 평행하게 냉각주 공극관(10) 및 냉각수 순환관(11)를 설치하여, 폐수냉각관체(3)에 형성된 배수관 연결부(6) 및 입수관 연결부(6')와 보조관(12)으로 연결구성시켰다.

또한 입수관 연결부(6')와 연결된 보조관(12)은 수량조절밸브(14)를 설치하여 냉각수의 공급량을 조절할 수 있도록 하였으며, 냉각수는 순환펌프(15)에 의해 연속적으로 순환되도록 하였다.

본 발명의 한 실시예를 나타낸 제 4 도는 본 발명의 냉각장치(1')를 구성할 때, 본 발명의 폐수냉각관체(3) 상부에 종래와 같이 나선형으로 폐수로(21)와 냉각수로(21')를 형성한 별도의 냉각관체를(3a)를 적층조립하고, 다시 이상부의 본 발명의 폐수냉각 관체를(3)를 적층시키는 방식으로 5단 또는 6단으로 설치고정시키되, 전기한 냉각관체(3a)를 본 발명의 냉각관체(3)와 같이 상,하부 지지판체(5a)(5a')를 플랜지(4)로부터 약 5cm정도 오목하게 들어가 있도록 고정설치하고, 폐수로(21)는 상,하면이 서로 맞통하도록 형성하며, 냉각관체(3a)의 좌,우측에 형성하는 배수관 연결부(6a)와 입수관 연결부(6a')는 냉각수로(21')와 통하도록 형성한 것으로, 이 또한 폐수를 냉각시킬 때 단계적으로 폐수온도를 떨어뜨려줄 수 있는 것이다.

본 발명의 한 실시예를 나타낸 제 4 도는 본 발명의 냉각장치(1')를 구성할 때, 본 발명의 폐수냉각관체(3) 상부에 종래와 같이 나선형으로 폐수로(21)와 냉각수로(21')를 형성한 별도의 냉각관체(3a)를 적층조립하고, 다시 이상부에 본 발명의 폐수냉각관체(3)를 적층시키는 방식으로 5단 또는 6단으로 설치고정시키되, 전기한 냉각관체(3a)도 본 발명의 냉각관체(3)와 같이 상, 하부 지지판체(5a)(5a')를 플렌지(4)로부터 약 5cm정도 오목하게 들어가 있도록 고정설치하고, 폐수로(21)는 상, 하면이 서로 맞통하도록 형성하며, 냉각관체(3a)의 좌, 우측에 형성하는 배수관 연결부(6a)와 입수관 연결부(6a')는 냉각수로(21')와 통하도록 형성한 것으로, 이 또한 폐수를 냉각시킬 때 단계적으로 폐수온도를 떨어뜨려줄 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 실시예를 나타낸 제 5 도는 본 발명의 냉각관체(3)를 2단으로 올린 그 위에 제 4 도에서 설명한 별도의 냉각관체(3a)를 조립시킨 것이고, 본 발명의 냉가관체(3) 내부에 설치되는 폐수지연관(2)도 주름관 뿐만 아니라 경사진관 및 "S"형 관등 여러가지로 형성할 수 있는데, 어떤 모양으로 형성하더라도 폐수의 상승시간을 지연시키는 목적으로 설치사용한다.

본 발명의 다른 실시예를 나타낸 제 5 도는 본 발명의 냉각관체(3)를 2단으로 올린 그 위에 제 4 도에서 설명한 별도의 냉각관체(3a)를 본 발명의 냉각관체(3)와 같이 상,하부 지지판체(5a)(5a')를 플랜지(4)로부터 약 5cm정도 오목하게 들어가 있도록 고정설치하고, 폐수록(21)는 상,하면이 서로 맞통하도록 형성하며, 냉각관체(3a)의 좌,우측에 형성하는 배수관 연결부(6a)와 입수관 연결부(6a')는 냉각수로(21')를 형성한 별도의 냉각관체(3a)를 적층조립하고, 다시 이상부에 본 발며의 폐수냉각관체(3)를 적층시키는 방식으로 5단 또는 6단으로 설치고정시키되, 전기한 냉각관체(3a)도 본 발명의 냉각관체(3)와 같이 상,하부 지지판체(5a)(5a')를 플렌지(4)로부터 약 5cm정도 오목하게 들어가 있도록 고정설치하고 폐수로(21)는 상, 하면이 서로 맞통하도록 형성하며, 냉각관체(3a)의 좌,추측에 형성하는 배수관 연결부(6a)와 입수관 연결부(6a')는 냉각수로(21')와 통하도록 형성한 것으로, 이 또한 폐수를 냉각시킬 때 단계적으로 폐수온도를 떨어뜨려줄 수 있는 것이다.

그리고 냉각장치(1)를 구성하는 동체는 비단원통뿐만 아니라 사각, 육각, 팔각등 다양한 형상으로도 제조할 수 있고 작용 및 효과도 원형으로 형성한 것과 동일한 것이라 하겠다.

미설명 부호 16은 폐수순환펌프이고, 17은 압력게이지 18은 냉각수 탱크이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 가장중요한 폐수냉각 원리는, 폐수의 흐름을 좁은관을 통하여 가급적 느리게 함과 동시에 냉각수와의 접촉면적을 크게하고, 또 냉각수가 폐수냉각중 정체된 상태가 아니고 연속적으로 흘러 순환되도록 하는 원리를 이용함으로써 냉각수가 폐수의 열에 의해 가열된 시간적 여유가 없이 빠르게 순환되어 보다 신속하게 폐수냉각을 시킬 수 있음은 물론, 폐수는 냉각장치의 하부에서 상부로 서서히 상승하되 중간중간 형성되어 있는 접수실(7)에 의해 지연 및 혼합되면서 상승되고, 냉각수는 각각의 폐수냉각관체(3)마다 속으로 흘러 순환되게 함으로서 폐수가 최상단에 위치한 접수탱크(8)에 도달할 즈음에는 이미 40℃ 이하로 온도가 떨어지게 되며, 이때에 비로소 폐수가 배출관(9)을 통하여 폐수처리장으로 흘러가게 되는 것이다.

다시말하면 폐수는 여러층으로 구성된 냉각장치(1)를 한층한층으로 올라감에 따라 온도는 급격히 떨어지게 되는데, 그 이유는 각층마다 별도의 냉각수가 순환되면서 폐수가 통과하는 작은관, 즉 폐수지연관(2)을 감싸면서 식혀주고, 또 이상태에서 냉각수 자체가 소용돌이 치면서 배수관 연결부(6)에 고정설치된 보조관(12)을 통하여 끊임없이 빠져나가며, 각각의 폐수냉각관체(3)로부터 빠져나온 냉각수는 냉각수 순환관(11)에서 합류되어 다시 물탱크(도시하지 않음)로 재공급되는 것이므로 많은 양의 물이 쉼없이 빠른속도로 순환되어짐에 따라 냉각수가 폐수열에 의해 가열되지 못하는 것이다.

또한 폐수지연관(2)은 외주연에 여러주름을 형성함으로써 폐수가 폐수지연관(2)을 따라 상승할 때 여러주름부분에 의해 상승속도가 지연되기 때문에 그만큼 더 폐수냉각효율이 좋아질 수 밖에 없는 것이고, 폐수냉각관체(3)를 다단으로 적층고정시킴에 따라 충분한 폐수냉각효율을 얻을 수 있게 되는 것이다.

즉. 폐수냉각관체(3)를 5단으로 적층시켜 고정시킨 후 폐수를 냉각시킨다고 한다면, 제일하부의 폐수냉각관체(3)를 통한 폐수는 공장등에서 배출되었을 당시의 온도보다 약간 내려간 상태로 되고, 또 이들이 집수실(7)에서 다시 혼합되어 거의 평준화된 온도로 되면서 그다음 폐수냉각관체(3)로 상승하면 더욱 온도가 떨어지게 되며, 이러한 상태를 반복하여 3단, 4단, 5단으로 상승되면 소정의 온도인 40℃이하로 뚝떨어진 상태로 배출되어 폐수처리장치로 흘러가게 되어 미생물, 약품 등을 이용하여 정화처리시킬 수 있는 조건이 되는 것이다.

그리고 폐수량과 공장에서 배출되고 있는 폐수의 온도 등을 따라 냉각수의 순환속도 및 냉각수의 공급량을 조절하는데, 이때는 수량조절밸브(14)를 조절하여 냉각수의 공급량을 조절하면 된다.

본 발명의 한 실시예를 나타내는 제 4 도 및 제 5 도의 경우는, 본 발명의 폐수냉각관체(3)와 내부에 폐수로(21) 및 냉각수로(21')를 나선형으로 설치시킨 별도의 냉각관체(3a)를 번갈아가며 적층시켜서 냉각장치(1')를 구성한 것으로, 폐수 및 냉각수가 폐수냉각관체(3)를 통과할 때는 앞에서 설명한 작용과 동일하고, 냉각관체(3a)를 통과할 때는 폐수 및 냉각수의 순환경로가 약간의 차이가 있는 것이다. 즉, 폐수로(21)는 상, 하부가 개방된 상태에서 나선형으로 설치되고, 냉각수(21')는 상, 하부는 폐쇄된 상태에서 나선형으로 설치된 상태이며, 결국 폐수로(21) 및 냉각수로(21')가 나선형 격판 하나를 사이에 두고 순환되는 상태이기 때문에 폐수의 냉각효율을 냉각관체(3)만을 이용한 방법보다 약간 떨어진다고도 볼 수 있다.

그러나 이 방법에 있어서 폐수로(21)와 냉각수로(21')를 나선형으로 형성한 것은 결국 폐수의 냉각면적을 그만큼 크게한 것이고, 동시에 폐수는 나선형 폐수로(21) 내부를 따라 회전하지 않고 그대로 상승될 수 밖에 없음에 반하여 냉각수는 나선형 냉각수(21')를 따라 냉각수 공급시의 압력에 의하여 세차게 작용 급격히 와류현상을 발생시키면서 배수관으로 빠져 나가게 되기 때문에 결국 냉각관체(3)만으로 구성된 냉각장치(1')와 그 효과에 있어서 별반 차이가 없다고도 할 수 있겠다.

또 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 제 6 도의 경우도 위와 거의 동일한 것이다. 그리고, 본 발명의 냉각관체(3) 내부에 설치되는 폐수지연관(2)은 외주연에 주름을 형성하여도 폐수의 상승시간을 지연시켜주지만, 이를 대각선방향으로 설치함으로써 일정한 높이에서 최대의 길이를 유지시켜도 지연효과 및 냉각면적을 극대화시켜둘 수 있는 것이고, 또 폐수지연관(2)을 "S"형으로 형성시켜도 같은 효과가 있는 것이다.

또한 제작상의 문제이지만 냉각관체(3)의 외형을 원형뿐만 아니라 다각형태로도 제조할 수 있는데, 이는 설치되는 장소 및 위치를 고려하여 사각, 육각, 팔각 등 다양하게 형성할 수 있는 것이다.

상술한 바와같이 본 발명은 폐수는 펌프를 이용하여 하부에서 상부로 가급적 서서히 상승시키고, (또는 상부에서 하부로 이송시키더라도 효과가 매우높음) 냉각수는 각층벽로 우측에서 좌측(또는 좌측에서 우측)으로 빠른속도로 순환시킴으로써 냉각수자체가 폐수열에 의해 상승되지 아니하면서 냉각효율이 최대화되도록 한 것으로 폐수를 정화처리할 수 있는 온도인 40℃ 이하로 보다 신속하게 하락시켜 배출시킬 수 있도록 함으로써 오염도가 심한 공장폐수를 신속하게 처리할 수 있도록 하며, 이로인하여 환경.수질.대기 등의 오염을 예방할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

또한 냉각효율이 뛰어나면서 그 구성에 있어서는 매우 간단하여 제작에 별반 어려움이 없어 저렴하게 보급이 용이하고, 폐수 냉각시 발생하는 일이니 수증기가 냉각장치 내부를 통과하는 동안에 해소되므로 인체에 피해를 거의 주지않는 위생적인 발명이기도 한 것이다.

Claims (2)

1. 내부에 직경이 작고 주름이 다수 형성된 폐수지연관(2)을 다수입설하여서 된 폐수냉각관체(3)를 상, 하로 다수 적층조립고정시켜서 냉각장치(1)를 구성하는데, 전기한 폐수냉각관체((3)에는 상, 하면이 플랜지(4)로부터 5cm정도 관체내부로 오목하게 들어간 상태로 되도록 지지판체(5)(5')를 용접고정시키고, 이와 연결되는 폐수지연관(2)은 상, 하부가 개방되도록 하며, 폐수냉각관체(3) 양측면에 각각 배수관연결부(6)와 입수관 연결부(6')를 설치하여, 이곳에 보조관(12)를 연결구성하고, 입수관 연결부(6')에 설치된 보조관(12)에는 수량조절밸브(14)를 설치하며, 이상태의 냉각관체(3)를 다수 적층조립시킴으로써 집수실(7)이 형성되게 하고, 적층된 냉각장치(1) 상, 하부에 집수탱크(8)(8')를 설치하되, 하부위 집수탱크(8')에는 폐수공급관(13)을 설치하고, 상부집수탱크(8)에는 배출관(9)을 설치하며 냉각장치(1) 양측부에 각각 냉각수 공급관(10)과 냉각수 순환관(11)을 설치함을 특징으로 하는 폐수 냉각장치.
2. 제 1 항에 있어서, 냉각장치(1')를 구성할 때 냉각관체(3)와 냉각관체(3a)를 서로 번갈아가며 적층시키거나 또는 냉각관체(3)를 2단으로 올린후 냉각관체(3a)를 적층시키되, 전기한 냉각관체(3a)는 동체 내부에 나선형으로 폐수로(21)와 냉각수로(21')를 형성하고, 폐수로(21)의 상, 하부는 개방시키며, 폐수냉각시, 폐수는 폐수로(21)를 따라 서서히 상승하고 냉각수는 상, 하부는 개방시키며, 폐수냉각시, 폐수는 폐수로(21)를 따라 서서히 상승하고 냉각수는 냉각수로(21')를 따라 나선형으로 강하게 휘몰아 치면서 측면상측 출수관 위치로 빠져나가도록 함을 특징으로 하는 폐수 냉각장치.