KR100572142B1 - 입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치 - Google Patents

입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치에 관한 것으로서, 용접흄 흡입후드(1)와 연결된 덕트(2)와; 입자상을 제거하기 위한 흄입자 제거장치(3)와; 포집된 흄입자를 단속적으로 제거하기 위한 분진제거장치(4)와; 가스상을 포집하기 위한 흡착장치(5)와; 용접흄을 흡입하고 정화공기를 배출시키는 링블로워(6)와; 가스상을 재차 완전 분해하기 위한 촉매장치(9)와; 촉매장치(9)로 유입되는 가스상을 예열시키고, 촉매장치(9)로부터 배출되는 정화공기를 냉각시키는 열교환기(7)와; 열교환기(7)를 지나 촉매장치(9)로 유입되는 가스상의 온도를 상승시키는 히터(8)와; 열교환기(7)로부터 배출되는 정화공기의 온도를 떨어뜨려 냉각시키는 냉각기(10);를 포함하여 구성된다.
용접흄, 흄입자, 흄가스, 흡착, 촉매, 정화

Description

입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치{Welding Fume and Gas Eliminator}
도 1은, 본 발명에 따른 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치를 도시한 구성도이다.
도 3a는, 본 발명에 따른 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치에서 CO2 용접시 용접흄의 포집효율을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 3b는, 본 발명에 따른 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치에서 Ar 용접시 용접흄의 포집효율을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 4a는, 본 발명에 따른 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치에서 흡착부 전,후단에서의 CO 가스의 농도를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 4b는, 본 발명에 따른 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치에서 흡착장치의 CO 가스 제거효율의 결과를 도시한 도면이다.
도 5a는, 본 발명에 따른 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치에서 촉매부 전, 후단에서의 CO 가스의 농도를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 5b는, 본 발명에 따른 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치에서 촉매장치의 CO 가스 제거효율의 결과를 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 흡입후드 2 : 덕트
3 : 흄입자 제거장치 4 : 분진제거장치
5 : 흡착장치 6 : 링블로워
7 : 열교환기 8 : 히터
9 : 촉매장치 10 : 냉각기
본 발명은 작업효율 증대 및 쾌적한 작업환경 조성을 위해 용접시 발생하는 용접흄을 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접흄을 흡입하여 종이필터, 정전필터 등의 여과용 필터를 통과시켜 흄입자를 제거하고, 흡착제와 고온 촉매를 통과시켜 흄가스를 제거함으로써 입자상과 가스상을 모두 정화시키고 깨끗한 공기를 작업장에 공급하여 용접흄으로 인한 산업재해와 대기오염을 방지할 수 있는 입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치에 관한 것이다.
용접시에는 다량의 용접흄이 발생하는데 흄의 성분중에는 각종 산화물이 주성분인 미세입자 이외에 일산화탄소, 오존 등과 같이 인체에 유해한 가스가 포함되어 있어 용접작업이 옥내에서 이루어지는 경우 이러한 가스는 작업장의 공기를 혼탁하게 하여 작업조건을 악화시킴과 동시에 발생한 유해가스가 흡입되는 경우 호흡곤란, 두통 등 작업자의 건강을 해치는 결과를 초래하여 산업재해의 원인이 되어 왔다.
기존의 용접흄 제거장비는 종이필터, 정전필터 등을 이용하여 용접흄을 정화하여 왔으나 이 경우 입자상 용접흄은 대부분 걸러지지만 가스상 용접흄은 그대로 배출되어 왔다. 이에 따라 종래에는 용접시 발생한 용접흄을 제거하는 장치는 사용하더라도 용접작업장에는 환풍기를 설치하여 용접시 발생한 가스를 바깥공기와의 환기를 통하여 공기를 정화시키는 방법을 취해 왔다. 또한, 용접중 발생된 흄 및 가스가 여과없이 송풍기를 통해 외부로 배출되므로 타작업자의 체내로 유입되어 직업병을 유발시키는 등의 환경오염의 문제도 대두되었다.
그러나 현재의 용접이 이루어지는 생산현장에서는 생산성향상을 이유로 플럭스가 와이어의 중심에 들어간 플럭스코어드와이어 아크용접이 불활성가스아크용접을 대체하면서 매연 및 유해가스의 발생은 늘어나고 있다. 특히 조선소의 조립공정과 같이 밀폐된 공간에서 작업이 요구될 때는 매연과 용접공정 중 발생한 열로 인하여 작업자들이 용접작업을 기피하는 원인이 되고 있다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 용접 중 발생하는 입자상의 매연 및 가스상의 유해가스를 제거하고, 내부에 장착된 냉각기를 이용하여 작업장의 온도를 조절할 수 있는 입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치는, 용접흄 흡입후드와 연결된 덕트와; 입자상을 제거하기 위한 흄입자 제거장치와; 포집된 흄입자를 단속적으로 제거하기 위한 분진제거장치와; 가스상을 포집하기 위한 흡착장치와; 용접흄을 흡입하고 정화공기를 배출시키는 링블로워와; 가스상을 재차 완전 분해하기 위한 촉매장치와; 촉매장치로 유입되는 가스상을 예열시키고, 촉매장치로부터 배출되는 정화공기를 냉각시키는 열교환기와; 열교환기를 지나 촉매장치로 유입되는 가스상의 온도를 상승시키는 히터와; 열교환기로부터 배출되는 정화공기의 온도를 떨어뜨려 냉각시키는 냉각기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치는, 입자상의 용접흄을 제거하기 위한 입자상 매연의 포집장치와 이와 연결된 가스상의 용접흄을 제거하기 위한 유해가스의 포집장치, 냉각장치, 유해가스 포집을 위한 고온촉매장치에서 열교환기를 이용한 효율확대를 포함한 장치로 현장적용가능한 입자상 및 가스상 용접흄 제거 장비를 포함한다.
즉, 도시된 바와 같이, 용접흄 흡입후드(1)와 연결된 덕트(2)와; 입자상을 제거하기 위한 흄입자 제거장치(3)와; 포집된 흄입자를 단속적으로 제거하기 위한 분진제거장치(4)와; 가스상을 포집하기 위한 흡착장치(5)와; 용접흄을 흡입하고 정화공기를 배출시키는 링블로워(6)와; 가스상을 재차 완전 분해하기 위한 촉매장치(9)와; 촉매장치(9)로 유입되는 가스상을 예열시키고, 촉매장치(9)로부터 배출되는 정화공기를 냉각시키는 열교환기(7)와; 열교환기(7)를 지나 촉매장치(9)로 유입되는 가스상의 온도를 상승시키는 히터(8)와; 열교환기(7)로부터 배출되는 정화공기의 온도를 떨어뜨려 냉각시키는 냉각기(10);를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 입자상 및 가스상 용접흄 제거장치는, 용접시 다량의 흄입자와 흄가스가 링블로워(6)에 의해 용접흄 흡입후드(1)와 덕트(2)를 통과하게 되고, 흄입자 제거장치(3)인 집진기에서 입자상 흄이 걸러지게 된다. 여과재에 포집된 흄입자는 일정치 이하로 흡입력이 저하되었을 시에 압축공기로 충격을 주는 분진제거장치(4)에 의하여 제거되어 흄 포집부의 하부에 설치된 호퍼(hopper)에 저장된다. 아울러 용접가스에 포함된 유해 가스상 물질은 첨착 활성탄이 장착된 흡착장치(5)에 의해 1차 흡착되며, 흡착되지 않은 가스는 다음 단계인 고효율 가스처리의 촉매와 반응시키기 위해 반응온도까지 가열시키는 히터(8)를 거쳐 촉매장치(9)로 유입시켜 완전 분해시킨다. 가열된 가스는 열교환기(7)에 유입되어 히터(8)의 전기효율을 향상시키는 기능을 가지며, 열교환기(7)에서 배출된 후에는 냉각기(10)를 통하여 무해한 공기로서 대기중에 방출되어 작업장 온도를 낮추는 효과를 얻게 된다.
[실시예]
입자상 및 가스상 용접흄 제거장치의 성능평가를 도 3a, 3b와 도 4a, 4b 및 도 5a, 5b를 참조하여 설명하면 하기와 같다.
도 3a 및 도 3b는, CO2 용접 및 Ar 용접시 각각의 경우에 대하여, 시스템의 운전 1시간 후 10분 간격으로 각각 10회씩 연속적인 용접흄의 포집효율 측정결과를 보여주고 있다. 흄 포집부의 포집효율은 전체적인 입경 크기의 영역에서 CO2 용접 인 경우 99.9%이상 Ar 용접인 경우 99.6%이상의 높은 포집효율을 나타내고 있다.
도 4a 및 4b는, 흡착장치의 전,후단부에서 CO 가스를 4회 포집한 분석결과이다. 가스 포집 분석결과 흡착부 전단으로 유입된 CO 가스의 농도가 약 350-400ppm 이었는데 반하여 흡착부 후단으로 통과하면서 약 150-200ppm으로 50% 정도가 흡착 된 결과를 잘 보여주고 있다.
도 5a 및 5b는, 촉매장치의 전,후단부에서 CO 가스를 4회 포집한 분석결과이 다. 가스 포집 분석결과 촉매장치부를 통과하면서 CO 가스의 농도가 1-3ppm 으로 약 98%이상 높은 가스제거 효율의 결과를 잘 보여주고 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치에 의하면, 입자상 및 가스상 용접흄을 동시에 제거 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 가스상 제거장치의 경우, 공랭식 열교환기를 적용함으로써 장비의 전력 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 내부장착된 배출공기 냉각장치는 작업장 내부 공기를 냉각시켜 용접열 및 기타 열로 인하여 생기는 작업장 온도 상승을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (1)

  1. 용접흄 흡입후드(1)와 연결된 덕트(2)와;
    입자상을 제거하기 위한 흄입자 제거장치(3)와;
    포집된 흄입자를 단속적으로 제거하기 위한 분진제거장치(4)와;
    가스상을 포집하기 위한 흡착장치(5)와;
    용접흄을 흡입하고 정화공기를 배출시키는 링블로워(6)와;
    가스상을 재차 완전 분해하기 위한 촉매장치(9)와;
    촉매장치(9)로 유입되는 가스상을 예열시키고, 촉매장치(9)로부터 배출되는 정화공기를 냉각시키는 열교환기(7)와;
    열교환기(7)를 지나 촉매장치(9)로 유입되는 가스상의 온도를 상승시키는 히터(8)와;
    열교환기(7)로부터 배출되는 정화공기의 온도를 떨어뜨려 냉각시키는 냉각기(10);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 입자상 및 가스상 동시처리 용접흄 제거장치.
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