WO2009091163A2 - 유수 분리 장치 - Google Patents

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WO2009091163A2
WO2009091163A2 PCT/KR2009/000157 KR2009000157W WO2009091163A2 WO 2009091163 A2 WO2009091163 A2 WO 2009091163A2 KR 2009000157 W KR2009000157 W KR 2009000157W WO 2009091163 A2 WO2009091163 A2 WO 2009091163A2
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air
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    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
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    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/32Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for collecting pollution from open water
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    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/045Separating means for recovering oil floating on a surface of open water
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01DSEPARATION
    • B01D2221/00Applications of separation devices
    • B01D2221/12Separation devices for treating rain or storm water

Definitions

  • the present invention relates to an oil and water separation device for separating oil and water, in particular, in order to quickly separate a large amount of oil in a situation where a large amount of oil is mixed with water, such as an oil spill in a ship or an oil spill in an oil tank. It is related to an oil / water separator that has a high separation speed and is capable of separating oil from a large amount of water.
  • the apparatus includes a heating step of lowering the viscosity of the oil contained in the waste water and applying heat to separate water and oil, a first agglomeration step for agglomerating oil separated by the heating step, and the first agglomeration step.
  • Such a device has a problem that it is not possible to separate a large amount of oil for a short time by separating the oil in a complex process because it is necessary to install a variety of filtering devices as well as the heating device.
  • Such a device has a problem in that a plurality of separation tanks as well as a plurality of pumps for transferring oil between tanks, oil storage tanks for storing oil, and the like are required.
  • the above technologies have a problem of forcibly discharging oil by using a pump, so that water is discharged together when discharging oil.
  • Oil and water separation device of the present invention is to solve the problems caused in the prior art as described above, the viscosity of the high viscosity oil using a heater to lower the viscosity and then water and oil using the difference in specific gravity of water and oil is discharged
  • it is formed of a flexible pipe, and the air distribution pipe is to adjust the flow rate of the water by adjusting the water discharge height of the water discharge pipe is connected to the top to adjust the discharge rate of oil.
  • the diameter is larger than that of the mixed liquid conveying pipe, and a diffuser plate having a plurality of diffusion holes is installed in the upper and lower portions to spread the viscous oil evenly as much as possible to improve the separation rate of water and oil. To improve.
  • air and oil passages are formed in the vicinity of the mixed liquid conveying pipe so that air is freely introduced into the oil / water separation space through the air and oil passages, and the air flows freely through the air distribution pipe connected to the water discharge pipe. It is to increase the speed of oil movement to speed up the separation of water and oil.
  • the oil-water separation device of the present invention has an oil-water separation space formed at an inner lower portion, and the air and oil passages are connected to the oil-water separation space with a smaller diameter than the oil-water separation space at the center.
  • An oil and water separation tank having an oil discharge pipe connected to the outside from one side of the air and oil passage, and having a solid discharge pipe formed at a lower portion thereof;
  • a heater provided around the air and oil passage of the oil / water separation tank;
  • a mixed liquid conveying pipe inserted into the oil and water separation space into the air and the oil passage;
  • a mixed liquid spraying device installed at a bottom of the mixed liquid transport pipe; One side is connected to the bottom of the oil-separation tank, the air distribution pipe is connected to the top of the other side, the water is discharged to the top, the water discharge pipe is made of a flexible material to adjust the height of the water discharged; do.
  • the mixed liquid supply pump is connected to one side of the mixed liquid conveying pipe is characterized in that the mixed liquid mixed with oil and water flows into the oil-water separation tank along the mixed liquid conveying pipe.
  • the mixed liquid injection unit has a larger diameter than the mixed liquid transfer pipe, the body is formed with a plurality of discharge holes in the periphery;
  • the upper and lower body is installed, and having a larger diameter than the body, each of the diffusion plate is formed with a plurality of diffusion holes on the upper and lower surfaces, characterized in that consisting of.
  • auxiliary cases are installed to the outside of the oil separation tank, and the auxiliary case and the oil separation tank are hinged so that the oil separation tank can maintain a constant angle with the ground or the water surface.
  • the oil is highly viscous to lower the viscosity by using a heater and then to separate and discharge the water and oil by using the difference in specific gravity of water and oil, it is formed of a flexible pipe, the air distribution pipe is connected to the top By adjusting the water discharge height of the water discharge pipe, it is possible to control the discharge rate of oil by adjusting the flow of water.
  • the diameter of the mixed liquid conveying pipe is larger than that of the mixed liquid conveying pipe, and a diffusion plate having a plurality of diffusion holes is installed in the upper and lower portions to spread the viscous oil evenly as much as possible to separate the water and oil. Is improved.
  • air and oil passages are formed in the vicinity of the mixed liquid conveying pipe so that air is freely introduced into the oil / water separation space through the air and oil passages, and the air flows freely through the air distribution pipe connected to the water discharge pipe.
  • FIG. 1 is a partially cut perspective view showing an oil / water separator of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing the oil and water separator of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view showing another oil and water separation apparatus of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing a mixed liquid spraying value of the oil-water separator of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an operating state of the oil / water separator of the present invention.
  • 6 to 9 is a photograph for showing the operating state of the oil-water separator of the present invention.
  • oil separation tank 101 upper case
  • diffusion plate 421 diffusion hole
  • auxiliary case 610 auxiliary block
  • Oil and water separation device of the present invention as shown in Figures 1 and 2 largely oil and water separation tank 100, heater 200, mixed liquid transfer pipe 300, mixed liquid spraying device 400, water discharge pipe 500 It is composed.
  • the oil and water separation apparatus of the present invention increases the fluidity by lowering the viscosity of the oil heater 200, the mixed liquid spraying device 400 evenly spreads the oil viscosity is lowered evenly into the oil-water separation tank (100). .
  • the water discharge pipe 500 is made of a flexible material connected to the air distribution pipe 510, it is possible to adjust the height of the height of the water discharge port, thereby adjusting the height of the water flow interface can be adjusted according to the situation By controlling the rate of discharge of separated oil and water.
  • Oil-water separation tank 100 is a component of the present invention is configured to be divided by the oil-water interface while the oil-water separation space 110 is formed in the inner lower portion as shown in the drawings, the mixture of water and oil is temporarily stored. .
  • the air and oil passages 120 are formed at the center of the oil-separation tank 100.
  • the air and oil passages 120 have a diameter smaller than that of the oil-water separation space 110 and the bottom of the oil-water separation space 110. It is connected to the upper part of.
  • the oil discharge pipe 130 is connected to one side of the air and the oil passage (120).
  • the oil discharge pipe 130 is connected to the outside of the oil separation tank 100 so that the oil separated from the water in the oil separation space 110 of the oil separation tank 100 rises by internal pressure and is discharged.
  • the air and oil passages 120 are connected to the top of the oil separation tank 100 at the top.
  • the lower portion of the oil separation tank 100 is connected to the solid discharge pipe 140 is configured to discharge the solid precipitated inside the oil separation tank 100 to the outside.
  • the oil and water separation tank 100 is divided into a lower case 102 and the upper case 101, as shown in the figure in order to simplify the cleaning and installation of the inner space of the tank and the upper case 101 and the lower case ( 102 may be bolted to each other.
  • the size of the oil and water separation space 110 is most preferably set to three times the processing volume of the pump to be processed per minute.
  • the size of the oil and water separation space 110 is preferably 90 L when the pump power is 30 L / min, and the size of the oil and water separation space 110 is 7,500 L when the pump power is 2,400 L / min. .
  • the oil-water separation tank 100 configured as above is stable when the ground is installed indoors or on the ground of a general building, so that the oil-water interface is stable.
  • the present invention is to provide a device that can separate a greater amount of running water in an emergency situation, such as marine oil leakage accident.
  • a plurality of auxiliary cases 600 hinged to the oil separation tank 100 and hinged to the outside of the oil separation tank 100 of the present invention are installed in multiple, and the oil separation tank 100 is always horizontal. It can be configured to maintain.
  • the auxiliary case 600 is installed on the outside of the oil / water separation tank 100 and the auxiliary block 610 is installed on the outside thereof, and the coupling between the auxiliary block 610 and the auxiliary case 600 is also hinged. desirable.
  • the auxiliary block 610 is connected to the bottom, and the auxiliary case 600 and the oil / water separation tank 100 are floated from the bottom.
  • the hinge coupling member 620 for connecting the auxiliary block 610 and the auxiliary case 600 and the hinge coupling member 630 for connecting the auxiliary case 600 and the oil / water separation tank 100 are preferably an upper portion. It is preferable to be above the oil discharge pipe 130.
  • the heater 200 which is a component of the present invention, is installed around the air and oil passages 120.
  • the heater 200 has a power source connected to the outside or a built-in power source, and a coil installed around the air and oil passage 120 is a main component.
  • the control device is installed on the outer wall surface of the oil / water separation tank 100, and the control device is connected to a power source to control the operation of the heater 200 through the control device.
  • the configuration of the heater 200 is applicable to a variety of known heating devices, further detailed illustration and description of the configuration of the heater 200 will be omitted.
  • the mixed liquid transfer pipe 300 which is a component of the present invention, is inserted into the oil and water separation space 110 inside the air and oil passage 120 as shown in the drawing.
  • the other side is connected to the external pipe and transfers the mixed liquid mixed with water and oil into the oil-water separation space 110.
  • a motor and a pump are installed in the pipe connected to the mixed liquid transfer pipe 300, but the present invention is not limited thereto, and may be configured to be naturally introduced using the height difference of the incoming seawater.
  • the mixed liquid of water and oil flowing into the mixed liquid transfer pipe 300 may be provided with a known valve that can control the opening and closing valve and the opening and closing amount on the pipe.
  • the mixed liquid spraying device 400 which is a component of the present invention, is connected to the mixed liquid transfer pipe 300 and installed at a lower end thereof.
  • the mixed liquid spraying device 400 has a characteristic different from that of a conventional general oil / water separator.
  • the body is formed with a plurality of discharge holes 411 around;
  • the diffusion plate 420 is formed with a plurality of diffusion holes 421 on the upper and lower surfaces, respectively.
  • the mixed liquid that has moved the narrow mixed liquid transfer pipe 300 is discharged through the discharge hole 411 formed in the body after the flow rate is reduced in the wide body of the pipeline, wherein the size of the discharge hole 411 is Because it is small as shown, the mixed liquid is discharged in the form of diffusion.
  • the diameter of the diffusion plate 420 is preferably about 1/3 of the inner diameter of the oil-water separation tank 100, the diameter of the body It was found that twice the diameter of the mixed solution feed tube is preferable.
  • Water discharge pipe 500 is a component of the present invention is one side is connected to the lower portion of the oil-water separation tank 100 as shown in the drawing is configured to discharge the water separated from the oil in the oil-water separation space (110).
  • the upper end of the water discharge pipe 500 is connected to the air distribution pipe 510, the air distribution pipe 510 is open at the top can be naturally discharged by the pressure of the mixed liquid flowing from the mixed liquid transfer pipe 300 through this It is configured to.
  • the water discharge pipe 500 is characterized in that it is made of a flexible material, as shown in the flexible figure, it is possible to arbitrarily adjust the height of the water outlet using this.
  • the height of the water interface may be lowered.
  • the height of the water outlet may be increased by increasing the height of the water outlet.
  • the oil and water interface is formed on the air and oil passages 120 so that a small amount of oil is positioned in the oil / water separation tank 100 and immediately discharged.
  • the oil is mixed in the water temperature is increased by the coil of the heater 200 is installed around the air and oil passage 120, the viscosity is reduced.
  • the oil which is agglomerated by the discharge hole 411 formed in the body 410 of the mixed liquid spraying device 400 and the diffusion hole 421 formed in the diffusion plate 420, is finely broken and the oil / water separation space 110 It is spread evenly into the inside and is separated from the water by specific gravity in the oil-water separation space 110 to float on the top.
  • the dashed dashed line in the middle of FIG. 5 arbitrarily shows the flowing interface.
  • the mixed liquid introduced into the oil and water separation space 110 is discharged to stay in the oil and water separation space 110 and the water discharge pipe 500 lower until the height of the water outlet of the water discharge pipe 500 by the water pressure.
  • the amount of oil in the oil separation tank 100 may be adjusted by adjusting the height of the water discharge pipe 500.
  • 6 to 9 are photographs showing a process of making and experimenting with a model of oil / water separator of the present invention.
  • the oil-water separation device of the present invention is suitable for a situation in which a large amount of oil-water is to be separated quickly due to the high processing speed, and is installed on a ship to suck oil of a large amount of sea water in a field such as a ship oil spill accident. You will be able to separate and water.
  • the oil-water separation device of the present invention configured as described above is most preferably installed in an environment having fluidity such as a ship or in an environment in which a large amount of water is separated in a short time, and is used with a known filter or the like for oil-water separation efficiency. You can also maximize.

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Abstract

본 발명은 유수 분리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의해, 점성이 높은 기름을 히터를 이용하여 점도를 낮춘 다음 물과 기름의 비중 차이를 이용하여 물과 기름을 분리 배출하되, 플랙시블한 관으로 형성되어 있고, 공기유통관이 상단에 연결되어 있는 물배출관의 물 배출 높이를 조정함에 따라 유수 계면을 조정하여 기름의 배출 속도를 조절할 수 있고, 이와 같은 배출 속도의 조절이 가능해짐에 따라 해상 사고에 의해 해수중에 포함된 기름을 신속히 분리할 수 있게 되며, 혼합액분사장치를 구성함에 있어서 혼합액이송관보다 직경이 크게 형성하는 한편, 상부와 하부에 다수의 확산공을 갖는 확산판을 설치하여 점성을 갖는 기름을 최대한 골고루 확산시켜 물과 기름의 분리율이 향상되고, 혼합액이송관의 주변에 공기및기름통로를 형성하여 이 공기및기름통로를 통하여 공기가 자유롭게 유수분리공간으로 유입되고, 물배출관과 연결된 공기유통관을 통해 물 배출 측에서도 공기가 자유롭게 이동함으로써 물과 기름의 이동속도를 향상시켜 물과 기름의 분리 속도가 향상되며, 유수분리탱크와 힌지 결합되는 보조케이스를 유수분리탱크의 외측으로 하나 또는 다수 개 설치하여 해상과 같은 바닥이 유동성을 갖더라도 유수 계면을 안정시켜 물과 기름의 분리 효율이 향상된다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정] 유수 분리 장치
본 발명은 기름과 물을 분리하는 유수 분리 장치에 관한 것으로, 특히 선박의 기름 유출 사고, 오일탱크의 기름 유출 등과 같이 다량의 기름이 물과 함께 섞인 상황에서 신속히 다량의 기름을 분리할 수 있도록 유수 분리 속도가 빠르며, 다량의 물에서 기름을 분리할 수 있도록 된, 유수 분리 장치에 관한 것이다.
유수 분리 장치에 관한 기술로는 '유수분리방법 및 그 장치'(한국 등록특허공보 특0169216)가 공개된 바 있다.
상기 장치는, 폐수에 함유된 기름의 점도를 저하시켜서 물과 기름이 분리되도록 열을 가하는 히팅스텝과, 상기 히팅스텝 의해 분리된 기름을 1차로 응집시키는 1차응집스텝과, 상기 1차응집스텝에서 분리되지 않은 물에 함유된 기름을 점도차에 의해서 2차적으로 응집시키는 2차응집스텝과, 상기 2차응집스텝에서 분리되지 않은 물에 함유된 기름을 스텐레스 등의 재질로 이루어진 철족 금속의 섬유가 충진된 제1세퍼레이팅 수단을 통과시켜 기름과 물의 점성의 차에 의해 기름을 세퍼레이팅시키는 1차세퍼레이팅스텝과, 상기 세1차퍼레이팅스텝에서 분리되지 않은 물에 함유된 기름을 나일론 혹은 폴리플로필렌의 섬유가 충진된 제2세퍼레이팅수단 등을 이용한 것으로 기름의 점도를 이용하여 물과 기름을 분리하도록 되어 있다.
위와 같은 장치는 히팅 장치 뿐만 아니라 다양한 여과장치를 설치해야 하므로 복잡한 공정으로 기름을 분리하여 짧은 시간 동안 다량의 기름을 분리하지 못하는 문제점이 있었다.
한편, '자연순환식 유수분리장치'(한국 등록특허공보 제10-0417337호)는 3개 이상의 분리 탱크를 연속으로 설치하여 물과 기름을 분리하도록 하였다.
그러나, 위와 같은 장치는 다 수의 분리 탱크 뿐만 아니라 탱크 간 유수를 이송시키기 위한 다수의 펌프, 기름을 저장하는 기름저장탱크 등이 필요한 문제점이 있었다.
특히 위와 같은 기술들은 펌프를 이용하여 기름을 강제 배출하는 방식으로 되어 있어 기름 배출시 물이 함께 배출되는 문제점이 있었다.
결국, 전체 설비 구성의 복잡함에도 불구하고 속도 및 효율이 떨어지는 문제점을 가졌다.
또한, 선박에 적재될 경우 선박의 흔들림에 따라 물과 기름이 요동쳐 원만하게 기름을 분리하지 못하는 치명적인 문제점까지 있었다.
본 발명의 유수 분리 장치는 상기와 같은 종래 기술에서 발생되는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 점성이 높은 기름을 히터를 이용하여 점도를 낮춘 다음 물과 기름의 비중 차이를 이용하여 물과 기름을 분리 배출하되, 플랙시블한 관으로 형성되어 있고, 공기유통관이 상단에 연결되어 있는 물배출관의 물 배출 높이를 조정함에 따라 유수 계면을 조정하여 기름의 배출 속도를 조절하려는 것이다.
또, 위와 같은 배출 속도의 조절이 가능해짐에 따라 해상 사고에 의해 해수중에 포함된 기름을 신속히 분리할 수 있게 하려는 것이다.
또한, 혼합액분사장치를 구성함에 있어서 혼합액이송관보다 직경이 크게 형성하는 한편, 상부와 하부에 다수의 확산공을 갖는 확산판을 설치하여 점성을 갖는 기름을 최대한 골고루 확산시켜 물과 기름의 분리율을 향상시키려는 것이다.
아울러, 혼합액이송관의 주변에 공기및기름통로를 형성하여 이 공기및기름통로를 통하여 공기가 자유롭게 유수분리공간으로 유입되고, 물배출관과 연결된 공기유통관을 통해 물 배출 측에서도 공기가 자유롭게 이동함으로써 물과 기름의 이동속도를 향상시켜 물과 기름의 분리 속도를 향상시키려는 것이다.
아울러, 유수분리탱크와 힌지 결합되는 보조케이스를 유수분리탱크의 외측으로 하나 또는 다수 개 설치하여 해상과 같은 바닥이 유동성을 갖더라도 유수 계면을 안정시켜 물과 기름의 분리 효율을 향상시키려는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명의 유수 분리 장치는, 내측 하부에 유수분리공간이 형성되어 있고, 중앙 상부에 공기및기름통로가 유수분리공간보다 작은 직경을 가지면서 유수분리공간까지 연결되어 형성되어 있으며, 공기및기름통로의 일측으로부터 기름배출관이 외부와 연결되어 있고, 하부에 고형물배출관이 형성되어 있는 유수분리탱크와; 유수분리탱크의 공기및기름통로의 둘레에 설치되어 있는 히터와; 공기및기름통로 내측으로 유수분리공간 내부까지 삽입되어 있는 혼합액이송관과; 혼합액이송관 하단에 설치되어 있는 혼합액분사장치와; 일측이 유수분리탱크 하부에 연결되어 있고, 타측 상단에 공기유통관이 연결되어 있으며, 상부로 물이 배출되며, 플랙시블한 재질로 되어 있어 배출되는 물의 높이를 조절할 수 있도록 되어 있는 물배출관;으로 구성된다.
또, 혼합액이송관의 일측에 혼합액 공급펌프가 연결되어 기름과 물이 혼합된 혼합액이 혼합액이송관을 따라 유수분리탱크로 유입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 혼합액분사장치는 혼합액이송관보다 직경이 크고, 둘레에 배출공이 다수 개 형성되어 있는 몸체와; 몸체의 상부와 하부 설치되어 있고, 몸체보다 더 큰 직경을 가지면, 각각 상면과 저면에 다수 개의 확산공이 형성되어 있는 확산판;으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
아울러, 유수분리탱크의 외측으로 하나 또는 다수 개의 보조케이스가 설치되어 있고, 보조케이스와 유수분리탱크는 힌지 결합되어 있어 유수분리탱크가 지면 또는 수면과 일정한 각도를 유지할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 점성이 높은 기름을 히터를 이용하여 점도를 낮춘 다음 물과 기름의 비중 차이를 이용하여 물과 기름을 분리 배출하되, 플랙시블한 관으로 형성되어 있고, 공기유통관이 상단에 연결되어 있는 물배출관의 물 배출 높이를 조정함에 따라 유수 계면을 조정하여 기름의 배출 속도를 조절할 수 있다.
또, 위와 같은 배출 속도의 조절이 가능해짐에 따라 해상 사고에 의해 해수중에 포함된 기름을 신속히 분리할 수 있게 된다.
또한, 혼합액분사장치를 구성함에 있어서 혼합액이송관보다 직경이 크게 형성하는 한편, 상부와 하부에 다수의 확산공을 갖는 확산판을 설치하여 점성을 갖는 기름을 최대한 골고루 확산시켜 물과 기름의 분리율이 향상된다.
아울러, 혼합액이송관의 주변에 공기및기름통로를 형성하여 이 공기및기름통로를 통하여 공기가 자유롭게 유수분리공간으로 유입되고, 물배출관과 연결된 공기유통관을 통해 물 배출 측에서도 공기가 자유롭게 이동함으로써 물과 기름의 이동속도를 향상시켜 물과 기름의 분리 속도가 향상된다.
아울러, 유수분리탱크와 힌지 결합되는 보조케이스를 유수분리탱크의 외측으로 하나 또는 다수 개 설치하여 해상과 같은 바닥이 유동성을 갖더라도 유수 계면을 안정시켜 물과 기름의 분리 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 유수 분리 장치를 나타낸 부분 절단 사시도.
도 2는 본 발명의 유수 분리 장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 본 발명의 또다른 유수 분리 장치를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 유수 분리 장치의 혼합액분사장치를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 유수 분리 장치의 작동 상태를 나타내는 단면 개략도.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 유수 분리 장치의 작동 상태를 나타내기 위한 사진.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>
100 : 유수분리탱크 101 : 상부케이스
102 : 하부케이스 110 : 유수분리공간
120 : 공기및기름통로 130 : 기름배출관
140 : 고형물배출관 200 : 히터
300 : 혼합액이송관 400 : 혼합액분사장치
410 : 몸통 411 : 배출공
420 : 확산판 421 : 확산공
500 : 물배출관 510 : 공기유통관
600 : 보조케이스 610 : 보조블럭
이하, 본 발명의 유수 분리 장치에 대해 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 유수 분리 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 크게 유수분리탱크(100), 히터(200), 혼합액이송관(300), 혼합액분사장치(400), 물배출관(500)으로 구성된다.
아울러, 본 발명의 유수 분리 장치는 히터(200)가 기름의 점성을 낮춰 유동성을 증가시켜주며, 혼합액분사장치(400)는 점성이 낮아진 기름을 잘게 나누어 유수분리탱크(100) 내로 골고루 확산시켜준다.
아울러, 물배출관(500)은 공기유통관(510)과 연결된 채 플랙시블한 재질로 되어 있어 높이 물배출구의 높이 조절이 가능하며, 이로 인해 유수 계면의 높이를 조절할 수 있어 상황에 따라 유수 계면을 조정함으로써 분리된 기름과 물의 배출 속도를 조절하도록 되어 있다.
이상과 같은 본 발명의 유수 분리 장치의 각 구성요소에 대해 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 구성요소인 유수분리탱크(100)는 도면에 도시된 바와 같이 내측 하부에 유수분리공간(110)이 형성되어 물과 기름의 혼합액이 임시적으로 저장된 채 유수 계면에 의해 나뉘어지도록 구성되어 있다.
이러한 유수분리탱크(100)의 중앙 상부에는 공기및기름통로(120)가 형성되어 있는데 공기및기름통로(120)는 유수분리공간(110)보다 작은 직경을 가지면서 하단이 유수분리공간(110)의 상부에 연결되어 있다.
이때, 공기및기름통로(120)의 내부 일측에 기름배출관(130)이 연결되어 있다.
이 기름배출관(130)은 유수분리탱크(100)의 외부와 연결되어 유수분리탱크(100)의 유수분리공간(110)에서 물과 분리된 기름이 내부 압력에 의해 상승한 후 배출되도록 되어 있다.
도면을 보면 알 수 있듯이 공기및기름통로(120)는 상부가 유수분리탱크(100) 상단까지 연결되어 있다.
즉, 공기가 유수분리탱크(100)를 통해 유입 가능하게 되는 것이다.
한편, 이러한 유수분리탱크(100)의 하부에는 고형물배출관(140)이 연결되어 있어 유수분리탱크(100) 내부에 침전된 고형물을 외부로 배출할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 유수분리탱크(100)는 탱크 내부 공간의 세척 및 설치를 간편하게 하기 위하여 도면에 도시된 바와 같이 하부케이스(102)와 상부케이스(101)로 나누어 구성하고 상부케이스(101)와 하부케이스(102)는 서로 볼트를 통해 고정할 수 있다.
아울러, 유수분리공간(110)의 크기는 분당 처리되는 펌프의 처리 부피의 3배의 크기로 설정하는 것이 가장 바람직하다.
즉, 펌프 공율이 30ℓ/min일 때는 유수분리공간(110)의 크기는 90 ℓ인 것이 바람직하며, 펌프 공율이 2,400ℓ/min일 때는 유수분리공간(110)의 크기는 7,500 ℓ인 것이 바람직하다.
위와 같이 구성된 유수분리탱크(100)는 일반 건축물의 실내나 지상에 설치될 경우 지반이 안정적이므로 유수 계면이 안정적이다.
그러나, 본 발명에서는 해상 기름 누출 사고와 같이 긴급한 상황에서 보다 많은 양의 유수를 분리할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
보다 구체적으로, 선박에 적재된 상태에서 파도 등에 의해 유수 계면이 불안정한 것을 방지해야 한다.
이를 위해 도 3에 도시된 것처럼 본 발명의 유수분리탱크(100) 외측으로 유수분리탱크(100)와 힌지 결합되는 다수의 보조케이스(600)를 다중으로 설치하여 유수분리탱크(100)가 항상 수평을 유지하도록 구성할 수 있다.
도면에서는 유수분리탱크(100)의 외측으로 보조케이스(600)를 설치하고, 그 외측으로 보조블럭(610)을 설치한 것으로 보조블럭(610)과 보조케이스(600) 간 결합도 역시 힌지 결합이 바람직하다.
이때, 도 3에 도시된 것처럼 보조블럭(610)이 바닥과 연결되어 있고, 보조케이스(600) 및 유수분리탱크(100)는 바닥에서 뜬 상태가 된다.
아울러, 보조블럭(610)과 보조케이스(600)를 연결하는 힌지결합부재(620)과 보조케이스(600)와 유수분리탱크(100)를 연결하는 힌지결합부재(630)은 상부가 바람직하며, 기름배출관(130)보다 위에 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 구성요소인 히터(200)는 공기및기름통로(120)의 주변에 설치되어 있다.
이는 공기및기름통로(120)의 내측에 설치되는 후술하는 혼합액이송관(300)을 따라 유입되는 기름의 온도를 높여 점성을 낮추려는 것이다.
이를 위해 히터(200)는 외부와 연결된 전원 또는 내부에 내장된 전원을 가지며, 공기및기름통로(120)의 둘레에 설치된 코일을 주요 구성요소로 한다.
이때, 히터(200)의 동작 유무를 결정짓기 위하여 유수분리탱크(100)의 외벽면에 컨트롤장치를 설치하고, 컨트롤장치와 전원을 연결하여 컨트롤장치를 통해 히터(200)의 동작 유무를 조절할 수 있다.
이러한 히터(200)의 구성은 공지되어 있는 다양한 가열장치를 적용할 수 있는 것이므로 히터(200)의 구성에 대한 더이상의 자세한 도시 및 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 구성요소인 혼합액이송관(300)은 도면에 도시된 바와 같이 공기및기름통로(120) 내측으로 유수분리공간(110) 내부까지 삽입되어 있다.
타측은 외부의 배관과 연결되어 물과 기름이 혼합된 혼합액을 유수분리공간(110) 내부로 이송하게 된다.
따라서, 혼합액이송관(300)과 연결된 배관에는 모터와 펌프가 설치되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 유입되는 해수의 높이차이를 이용하여 자연 유입되도록 구성할 수 있다.
또, 혼합액이송관(300)에 유입되는 물과 기름의 혼합액의 유입 여부를 결정짓기 위하여 배관 상에 개폐밸브 및 개폐량을 조절할 수 있는 공지되어 있는 밸브를 설치할 수도 있다.
본 발명의 구성요소인 혼합액분사장치(400)는 혼합액이송관(300)과 연결되어 그 하단에 설치되어 있다.
이러한 혼합액분사장치(400)는 종래의 일반 유수분리장치와 차별된 특성을 갖는다.
*보다 구체적으로 도면에 도시된 바와 같이, 혼합액이송관(300)보다 직경이 크고, 둘레에 배출공(411)이 다수 개 형성되어 있는 몸체와;
몸체의 상부와 하부 설치되어 있고, 몸체보다 더 큰 직경을 가지면, 각각 상면과 저면에 다수 개의 확산공(421)이 형성되어 있는 확산판(420);으로 구성할 수 있다.
이러한 구성은 관로가 좁은 혼합액이송관(300)을 이동하던 혼합액이 관로가 넓은 몸체에서 유속이 줄어든 다음 몸체에 형성되어 있는 배출공(411)을 통해 배출되는데, 이때 배출공(411)의 크기가 도시된 것처럼 작기 때문에 혼합액은 확산되는 형태로 배출되게 된다.
이때, 상부와 하부의 확산판(420)에 의하여 상하로 이동하는 혼합액은 2차 확산 과정을 거쳐 혼합액이 더 잘게 부서지게 된다.
이는 점성을 가져 한 곳으로 뭉쳐져 큰 부피를 가지려 하는 기름을 계속 잘게 나누는 역할을 하게 되어 유수 분리 효율을 보다 향상시키게 되는 것이다.
본 발명의 발명자는 다수의 실험을 통해 확산판(420)의 최적의 형태를 조사한 바 확산판(420)의 직경은 유수분리탱크(100) 내경의 1/3 정도일 때가 바람직하며, 몸체의 직경은 홉합액이송관 직경의 2배가 바람직한 것을 알 수 있었다.
본 발명의 구성요소인 물배출관(500)은 도면에 도시된 바와 같이 일측이 유수분리탱크(100) 하부에 연결되어 있어 유수분리공간(110)에서 기름과 분리된 물이 배출되도록 구성되어 있다.
이러한 물배출관(500)의 상단에는 공기유통관(510)이 연결되어 있는데, 공기유통관(510)은 상부가 개방되어 있어 이를 통해 혼합액이송관(300)으로부터 유입되는 혼합액의 압력에 의해 자연 배출될 수 있도록 구성되어 있다.
특히, 물배출관(500)은 플랙시블한 도면에 도시된 바와 같이 플랙시블한 재질로 되어 있는 것이 특징인데, 이를 이용하여 물배출구의 높이를 임의적으로 조절할 수 있다.
이는 물배출구의 높이를 조절함에 따라 유수분리탱크(100) 내부의 유수분리공간(110)에서 물과 기름의 유수 계면의 높이를 조절할 수 있는데, 유수분리탱크(100) 내부에 기름이 오랜 시간 동안 머물어 충분히 기름과 물이 분리될 수 있도록 하려면 유수 계면의 높이를 낮추면 되고, 빠른 속도로 기름을 배출시키기 위해서는 물배출구의 높이를 높여 유수 계면을 높이면 된다.
즉, 물배출구의 높이를 기름배출구의 높이에 근접할 정도로 높이게 되면 유수 계면이 공기및기름통로(120) 상에 형성되어 소량의 기름이 유수분리탱크(100)에 위치하다 바로 배출되게 된다.
이러한 물배출구의 최적 위치를 찾기 위해 다수의 실험을 수행한 결과 다음과 같은 공식을 통해 물배출구의 최적 위치를 찾을 수 있었다.
b = (a/2×a' + a/2×b')÷b'
a : 탱크 저면으로부터 기름배출관 까지의 거리
b : 탱크 저면으로부터 물배출관 까지의 거리
a' : 기름의 비중
b' : 물의 비중
이상과 같은 구성요소를 갖는 본 발명의 유수 분리 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 5를 살펴보면, 물과 기름이 혼합된 혼합액이 혼합액이송관(300) 및 혼합액분사장치(400)를 통해 유수분리탱크(100) 내부의 유수분리공간(110)으로 유입되도록 되어 있는 것을 볼 수 있다.
이때, 물에 섞여 있는 기름은 공기및기름통로(120) 주변에 설치되어 있는 히터(200)의 코일에 의해 온도가 상승하여 점성이 작아지게 된다.
그런 다음 혼합액분사장치(400)의 몸통(410)에 형성되어 있는 배출공(411) 및 확산판(420)에 형성되어 있는 확산공(421)에 의해 뭉쳐 있는 기름이 잘게 부서져 유수분리공간(110) 내부로 골고루 퍼지게 되며 유수분리공간(110) 내부에서 비중에 의해 물과 나뉘어져 상부에 뜨게 된다.
도 5의 중간의 일점쇄선은 유수계면을 임의적으로 나타낸 것이다.
한편, 유수분리공간(110)에 유입된 혼합액은 수압에 의해 물배출관(500)의 물배출구의 높이에 이를 때까지 유수분리공간(110) 및 물배출관(500) 하부에 머물다 배출되게 되어 있다.
이때, 물배출관(500) 상단에 설치되어 있는 공기유통관(510) 및 유수분리탱크(100)에 형성되어 있는 공기및기름통로(120)를 통해 외부의 공기가 자연스럽게 내부로 유입 및 유출되도록 되어 있어 물과 기름은 순수하게 수압에 의해 자연배출되게 된다.
즉, 지속적으로 물과 기름의 혼합액을 혼합액이송관(300)을 통해 유수분리탱크(100) 내부로 유입시키게 되면 유수분리공간(110)에서 물과 기름이 분리되며, 유수분리탱크(100) 하부에 연결되어 있는 물배출관(500)을 통해 물은 수압에 의해 자연스럽게 배출되게 되고, 기름은 유수분리탱크(100) 상부에 연결되어 있는 기름배출관(130) 높이까지 쌓인 다음 외부로 배출되게 되는 것이다.
이때, 유수분리탱크(100) 내부의 기름 양은 물배출관(500)의 높이를 조절함에 따라 가능하다.
즉, 물배출구의 높이를 낮출수록 내부에 모이는 기름의 양이 많아지며, 반대로 물배출구의 높이를 높일수록 내부에 모여 있는 기름의 양이 적어지는 것이다.
이 중 가장 바람직한 예에 대해서는 위에 설명한 표를 참조하여 물배출구를 최적의 위치에 위치시키는 것이 바람직하다.
첨부된 도 6 내지 도 9는 본 발명의 유수 분리 장치 모형을 만들어 실험하는 과정을 나타낸 사진들이다.
도면에서 보면 알 수 있듯이 기름과 물이 혼합된 액체를 혼합액이송관(300)을 통해 주입하면 수압에 의해 물이 자연 배출되고, 기름은 유수 계면으로부터 누적되어 기름배출관(130)에 도달한 기름이 배출되는 것을 볼 수 있다.
또한, 눈으로 식별할 때 기름과 물의 분리 효율이 높을 것을 알 수 있다.
*이처럼 본 발명의 유수 분리 장치는 처리 속도가 빨라 많은 양의 유수를 신속하게 분리해야 하는 상황에 적합하며, 특히 선박에 설치되어 선박 기름 유출 사고와 같은 현장에서 대량의 해수를 빨아들여 신속하게 기름과 물을 분리할 수 있다 할 것이다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 유수 분리 장치는 선박과 같은 유동성을 갖는 환경에 설치되거나 다량의 유수를 빠른 시간 내에 분리하는 환경에 설치되는 것이 가장 바람직하며, 공지되어 있는 필터 등과 함께 사용되어 유수 분리 효율을 극대화 시킬 수도 있다.

Claims (4)

  1. 유수 분리 장치에 있어서,
    내측 하부에 유수분리공간(110)이 형성되어 있고, 중앙 상부에 공기및기름통로(120)가 유수분리공간(110)보다 작은 직경을 가지면서 유수분리공간(110)까지 연결되어 형성되어 있으며, 공기및기름통로(120)의 일측으로부터 기름배출관(130)이 외부와 연결되어 있고, 하부에 고형물배출관(140)이 형성되어 있는 유수분리탱크(100)와;
    상기 유수분리탱크(100)의 공기및기름통로(120)의 둘레에 설치되어 있는 히터(200)와;
    공기및기름통로(120) 내측으로 유수분리공간 내부까지 삽입되어 있는 혼합액이송관(300)과;
    상기 혼합액이송관(300) 하단에 설치되어 있는 혼합액분사장치(400)와;
    일측이 상기 유수분리탱크(100) 하부에 연결되어 있고, 타측 상단에 공기유통관(510)이 연결되어 있으며, 상부로 물이 배출되며, 플랙시블한 재질로 되어 있어 배출되는 물의 높이를 조절할 수 있도록 되어 있는 물배출관(500);을 포함하여 구성된,
    유수 분리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합액이송관(300)의 일측에 혼합액 공급펌프가 연결되어 기름과 물이 혼합된 혼합액이 혼합액이송관(300)을 따라 유수분리탱크(100)로 유입되는 것을 특징으로 하는,
    유수 분리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합액분사장치(400)는 혼합액이송관(300)보다 직경이 크고, 둘레에 배출공(411)이 다수 개 형성되어 있는 몸체와;
    몸체의 상부와 하부 설치되어 있고, 몸체보다 더 큰 직경을 가지면, 각각 상면과 저면에 다수 개의 확산공(421)이 형성되어 있는 확산판(420);으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    유수 분리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유수분리탱크(100)의 외측으로 하나 또는 다수 개의 보조케이스가 설치되어 있고, 보조케이스와 유수분리탱크(100)는 힌지 결합되어 있어 유수분리탱크(100)가 지면 또는 수면과 일정한 각도를 유지할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는,
    유수 분리 장치.
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