KR0116219Y1

KR0116219Y1 - 용접장소의 공기정화장치

Info

Publication number: KR0116219Y1
Application number: KR2019940039741U
Authority: KR
Inventors: 이태성; 우종태
Original assignee: 조강래; 주식회사 호동전자
Priority date: 1994-12-31
Filing date: 1994-12-31
Publication date: 1998-06-15
Also published as: KR960020486U

Abstract

본 고안은 용접장소의 공기정화장치에 관한 것이다. 종래의 용접장소 공기정화장치는 외기와 접하는 배기통로(duct)를 설치하고 그 중간에 전동기와 팬을 설치하여 용접이나 납땜할때 발생되는 분진이나 매연 및 악취 등이 외부로 단순 배출 되게 한 정도여서 오염공기가 배출되면서 주변환경과 주변공기를 오염시키는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 배기통로(4)내에 대향전극(12)(14)으로 고전압이 인가되면 코로나방전에 의해 이온 및 오존이 발생되는 이온발생장치를 설치하여 배기공기 중의 악취와 분진, 유해가스 등이 이온 및 오존의 작용에 의해 화학적으로 산화·분해및 탈취되며 또한 부유세균이나 박테리아 등이 멸균되어 깨끗이 정화된 다음 배출되게 한 것이다.

Description

용접장소의 공기정화장치

본 고안은 용접장소의 공기정화장치에 관한 것으로, 상세하게는 용접장소의 배기 통로내에 이온발생장치를 설치하여 용접할 때 발생되는 분진이나 매연, 악취등을 효율적으로 흡수 및 제거하도록 한 것이다.

일반적으로 용접작업이나 납땜작업을 할 때에는 많은 량의 분진과 매연 및 악취등이 발생되는 주변공기를 오염시키므로 작업환경이 매우 열악한 편이며 종래의 경우 용접장소의 상부에 이와 같은 분진이나 매연이 배출되는 배기 통로(duct)를 설치하고 그 중간에 전동기와 팬을 설치하여 용접시에 발생된 공기가 밖으로 단순 배출되게 한 정도여서 주변의 환경과 공기를 오염시키게 되고 배출된 오염공기의 일부가 작업장으로 재 유입되어 작업자의 호흡기 계통의 질병을 유발하는 등의 악순환이 초래되었다.

한편 코로나 방전으로부터 발생되는 이온 및 오존은 공기중의 악취나 담배연기 및 유해가스 등을 화학적으로 분해 및 산화(酸化)하여 제거하고 탈취하며, 또한 공기중에 떠다니는 각종 세균들을 살균시키는 기능이 있어서 실생활 제품에 많이 응용되고 있으며, 본 고안은 이러한 이온과 오존을 발생시키는 이온발생장치를 용접기의 배기 통로내에 설치하여 용접과정에서 발생된 오염공기가 깨끗이 정화되면서 배출되게 함으로서 작업 환경개선과 주변환경 오염방지를 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 배기 통로의 적정위치에 고전압이 인가되면 코로나방전(corona discharge)이 발생되는 전극을 대향 설치하여 배출공기중의 분진이 집진되고 악취가 탈취되게 하여 깨끗이 정화된 공기가 작업장 바깥으로 배출되게 한다.

또한, 전극은 공기가 배출되는 방향으로 코로나 방전이 발생되게 설치하여 방전효율이 더욱 향상되게 한다.

또한, 전극사이에 공기 유입공을 형성하여 코로나방전에 의해 방생된 열의 방열효율을 높이고 방전공간을 확장함으로써 방전효율이 대폭 향상되게 한다.

도1: 본 고안의 구성도로,

(a)는 단면도 구성도.

(b)는 일부를 파절한 요부사시도.

도2:본 고안 다른 실기예의 단면도.

도3:본 고안 돌출단자의 다른 실시예로,

(a)는 종 단면도.

(b)는 횡 단면도.

도4:본 고안의 다른 실시예로,

(a)는 종 단면도.

(b)는 횡 단면도.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명

2:배출관4:배기통로

6:전동기8:팬

10:관체12:음전극

14:양전극16:입구 측

18:출구 측20,22:단자

24,30,48,50,52:통공26:연결부

28,32:침상부34:삽입공

36:제진필터38,40:돌출부

42:고전압발생기44,46:고전압 출력선

54:단자선56:요입부

58:절연관체60:접속공

도 1은 본 고안의 단면 구성도로서, 용접장소의 상부에 외부와 연결되는 배출관(2)이 설치되고, 배기 통로(4)의 일단에 전동기(6)로 회전하는 팬(8)을 설치하여 용접장소의 오염공기가 외부로 강제 배출되게 한 용접장소의 공기배출 장치에 있어서, 배기 통로(4)의 전단위치에 고내압 전열재로 된 관체(10)를 고정 설치하고, 관체(10)내의 대략 중앙부에 음전극(12)과 양전극(14)을 적정간격이 유지되게 설치하되 음전극(12)은 배출공기가 유입되는 관체의 입구측(16)에 설치하고, 양전극(14)은 배출공기가 배출되는 관체의 출구 측(18)에 설치하며 두전극(12)(14)의 단자(20)(22)는 관체(10)의 외부로 돌출시킨다.

음전극(12)의 중앙에는 관체(10)의 내경 보다 다소 작은 크기의 통공(24)을 형성하여 배출공기가 흐를 수 있도록 하고, 통공(24)에는 통공(24)을 가로지르는 좁은 폭의 연결부(26)를 형성하고, 연결부(26)의 대략 중앙에는 끝이 뾰족한 침상부(28)를 형성하되 그 끝 단부는 배출공기가 배출되는 방향으로 향하도록 한다.

양전극(14)의 중앙에도 관체(10)의 내경보다 작은 크기의 통공(30)을 형성하여 배출공기 가 흐를 수 있도록 하고, 양전극(14)의 내측면에는 끝이 뾰족한 다수의 침상부(32)를 적당한 간격으로 빙둘러 형성하되 그 끝 단부는 음전극의 침상부(28)처럼 배출공기가 배출되는 방향으로 향하도록 한다.

두전극(12)(14)의 표면에는 전기저항과 열저항이 낮고 산화가 잘되지 않는 주석이나 백금과 같은 금속을 도금하거나 증착하는 등의 방법으로 피복하여 산화방지막을 형성한다.

음전극(12)과 양전극(14)사이의 관체(10) 내측면에 제진필터(36)를 분리 및 삽입할 수 있는 필터 삽입공(34)을 형성한 다음 미세한 분진까지 여과할 수 있는 제진필터(36)를 삽입하고, 제진필터(36)가 삽입된 관체(10)의 안쪽면 상.하부에는 관체 내부로 조금 돌출되는 돌출부(38)(40)를 빙둘러 형성하여 삽탈되는 필터(36)가 유도하지 않도록 지지하고, 두전극(12)(14)의 돌출단자(20)(22)에는 고전압 발생기(42)의 고전압 출력선(44)(46)을 접속하여 두전극(12)(14)사이로 코로나 방전이 발생되게 한 것이다.

본 고안을 실시함에 있어서, 관체(10)의 단면형성이 원통형인 경우 전극(12)(14)과 필터(36)를 원통형 또는 원형으로 함에 바람직하고, 사각형이나 타원형인 경우에는 전극(12)(14)과 필터(36)를 사각형 또는 타원형으로 함이 바람직하다.

또한, 도 2와 같이 관체(10)를 배출관(2)내에 삽입 설치할 경우 필터 삽입공(34)에 대응하는 위치의 배출관(2)에 삽입공(34)보다 조금 큰 크기의 통공(48)을 형성하여 필터(36)를 삽탈할 수 있게 하며, 돌출단자(20)(22)가 대응하는 위치의 배출관(2)에도 돌출단자(20)(22)보다 큰 크기의 통공(50)(52)을 형성하여 방전 전압을 인가할 수 있게 한다.

상기에서 돌출단자(20)(22)를 관체(10)의 측면으로 돌출시키기 곤란한 경우도 3과 같이 관체의 입구 측(16) 또는 출구 측(18)으로 돌출 시킬 수 있으며, 이러한 경우 도3 (나)와 같이 대향전극의 단자선(54)이 근접하는 전극(12) 부분에 요입부(56)를 형성하여 단자선(54)과 전극(12)이 이격되게 설치하여 부분방전이나 절연파괴를 방지하도록 한다.

상기에 배출관(2)의 도전성을 띄는 도전체인 경우 관체(10)와 배출관(2)을 이격 설치하여 관체(10)으 외면과 배출관(2)의 내면 사이에 빈 공간을 형성하거나 아니면 빈 공간에 별도의 절연관체(58)를 끼우거나 절연물질을 충진하여 배출관(2)으로의 불필요한 방전을 방지토록 한다.

도 4는 본 고안 도 1의 다른 실시예로서 방전공간이 위치하는 관체(10)의 측면에 외부 공기가 접속할 수 있는 접속공(60)을 형성하여 방전시에 발생하는 열을 효과적으로 발산시키도록 하고, 방전공간을 관체(10)의 외부까지 확장하여 다량의 외부 공기가 관체(10)내로 유입되게 함으로써 이온 및 오존발생 효율을 대폭 증가시킨 것이다.

상기의 경우 접속공(60)은 제진필터(36)와 음전극(12)사이의 관체 부분에 형성함이 바람직하다.

본 고안을 실시함에 있어서, 제진필터(36)의 설치위치를 관체(10)의 출구 측(18)에 설치할 수도 있으며, 경우에 따라서는 이온발생장치를 배기 통로(4)의 후단(팬8의 후단)에 설치할 수도 있다.

한편, 공기중 코로나 방전에 의해 발생 및 생성되는 산소계 활성종은 원자산소(O), 산소(O₂), 산소이온(O₂ ⁺, O₂ ^-) 및 오존(O₃) 등이며, 이들이 공기중의 악취나 담배연기, 분진, 유해가스 등을 화학적으로 산화 및 분해하여 제거하게 되며, 특히 오존(O3)은 강력한 산화력(酸化力) 및 살균력을 가지고 있어서, 공기중의 박테리아나 곰팡이 등을 박멸시키고 번식을 방지하는 효과가 특출하며 또한 강력한 탈취작용이 있는 반면에 주변환경으로 과다 방출되는 경우 인체(생명체)에 위해 요인이 있으므로 본 고안에서는 음전극(12)과 양전극(14)간의 이격 거리 및 인가전압을 조정하여 오존이 공기중 환경기준치(0.1ppmV) 이하인 0.01ppmV ~ 0.05ppmV 정도로 발생되게 하고 이온은 그 발생량이 많도록 한다.

미 설명부호 (62)는 고정편, (64)는 고정피스, (66)은 밀패패킹, (68)은 고전압 발생기의 전원부, (70)은 제진필터 손잡이, (72)는 이물질유입 방지용 보호망이

이와 같이 구성하여서 된 본 고안을 통상에서와 같이 용접장소 또는 납땜장소에 설치한 다음 전원을 인가하여 전동기(6)를 동작시키면 팬(8)이 회전하면서 오염된 작업장의 공기를 배기 통로(4)를 통하여 실외로 배출시키게 되며, 이 상태에서는 배출공기가 여과 또는 정화되지 않는 채 단순 배출되므로 주변환경과 공기를 오염시키는 문제점이 있으나, 본 고안의 이온발생장치를 동작시키면 이러한 문제점이 없어진다.

즉, 고전압 발생기(42)로 동작전원을 인가하면 고전압이 발생되고 발생된 고전압은 고전압 출력선(44)(46)을 통하여 두전극(12)(14)으로 인가된다.

이때 음전극(12)으로 인가된 음전하는 끝이 뾰족한 침상부(28)로 이동되어 집중 분포된 다음 양전극(14)의 침상부(32)로 이동되고 이 과정에서 팬(8)의 흡인력에 의해 입구측(16)으로 흡입되는 공기의 부분절연 파괴가 일어나면서 강력한 코로나 방전이 발생되므로 유입 공기가 이온화되고 또한, 오존이 발생되면서 공기중의 악취와 담배연기, 분진, 유해가스 등이 화학적으로 산화 및 제거되고 탈취되며, 부유세균이나 박테리아 등이 깨끗이 정화된 다음 출구측(18)과 실외로 배출된다.

상기에서 양전극(14)으로 이동되는 공기중의 불순물은 제진필터(36)에 의해 대부분이 여과되고 미크론 크기의 불순물이나 분진, 연기, 냄새입자들은 이온 및 오존에 의해 화학적으로 분해 및 산화되어 제거되고 배출공기가 정화되므로 작업실내로 유입되는 공기도 깨끗해져 작업환경이 크게 개선된다.

한편, 장시간 사용에 의해 제진필터(36)에는 여과된 불순물이 다량 부착되므로 제거해 줄 필요성이 있으며, 이러한 경우에는 삽탈식으로 설치된 제진필터(36)를 돌출 손잡이(70)를 이용하여 관체(10)로 부터 분리시켜 통상의 방법으로 부착된 불순물을 제거 및 청소한 다음 삽입공(34)과 통공(48)을 통하여 재 설치하여 사용하면 된다.

상기에서 배출 공기중에 함유된 대부분의 먼지와 분진은 제진필터(36)와 이온의 작용에 의해 여과 및 제거되므로 양전극(14)의 표면에는 먼지나 분진의 응착이 없어진다.

본 고안에서 전극(14)(16) 및 전극의 침상부(28)(32)는 배출공기가 흐르는 방향으로 설치되어 있고 코로나 방전방향 또한 공기의 배출방향과 일치하므로 방전에 의해 이온화된 공기가 양전극(16)으로 이끌리면서 흐름이 가속되어 배출되므로 이온 및 오존발생량이 증가된다.

또한, 두전극의 침상부(28)(32)는 전하의 이동이 쉽도록 뾰족하게 형성되어있고 음전하는 단일의 침상부(28)에서 집중된 다음 복수개로 구성된 양전극의 침상부(32)로 이동되므로 코로나 방전공간이 확장되어 국부 방전이 아닌 전체적인 방전이 이루어지므로 이온 및 오존 발생량이 증가된다.

또한, 도 4에 의한 다른 실시예의 경우 방전시에 발생되는 열이 접촉공(6)을 통하여 관체(10) 밖으로 발산 및 방열되므로 방전공간이 관체(10)의 외부로까지 확장되며, 또한 다량의 외부공기가 관체(10)내로 유입되므로 방전효율이 향상되고 이온 및 오존발생 효율이 대폭 증가된다.

본 고안에서 전극(12)(14)의 표면에 전기저항 및 열저항이 낮은 산화 방지막이 도포 되어있고, 도 4의 경우 접촉공(60)을 통해 효과적인 방열이 이루어지므로 고온에서 잘 발생되는 유해가스(NO₂)의 발생이 억제되고, 전극의 용출현상과 마모현상 및 열화현상이 방지되어 전극의 수명이 증대되고, 방전효율이 증대되고 방전효율이 향상되므로 방전부하 및 소비전력을 줄일 수 있다.

본 고안에서 산화력이 강한 오존(O₃)은 공기중 환경기준치(0.1ppmV)를 상회하지 않는 양이므로 인체에 유해하지 않으며 배출공기 중에도 특히 그 정도가 심한 악취가 오존(O₃)에 의해 대부분 탈취 제거 된다.

또한, 본 고안에서 이온 및 오존 발생량은 전극(12)(14)간의 거리나 단자(20)(22)로 인가하는 전위차를 적절히 조정하여 그 발생량을 가변할 수 있으며 이온발생장치를 2개 이상으로 직렬 또는 병렬로 설치하면 그 만큼의 이온발생량과 오존발생량이 증가되며 관체(10)와 전극(12)(14) 및 제진필터(36)의 크기를 더욱 크게하여 대형화 할 수도 있다.

이상에서와 같이 본 고안은 이온발생장치에 의해 용접장소나 납땜장소의 오염공기가 깨끗이 정화되어 배출되므로 주변환경과 공기를 오염시키지 않게 되고 실내공기도 정화되므로 작업환경이 개선되는 등의 효과가 있다.

Claims

배출관(2)내에 송풍팬이 설치된 용접장소의 오염공기 배출장치에 있어서, 배기통로(4)를 갖는 절연관체(10)를 연장설치하고, 관체(10)내에 음전극(12)과 제진필터(36)와 양전극(14) 및 보호망(72)을 차례로 설치하고, 두전극(12)(14)에 공기흐름 방향으로 향하는 침상부(28)(30)를 각각 형성하고, 전극의 단자(20)(22)에 전원부(68)를 갖는 고전압 발생기(42)의 고전압 출력선(44)(46)을 접속하고, 관체(10)에 접속공(60)을 형성하여서 된 용접장소의 공기정화장치.
제1항에 있어서, 전극(12)(14)의 중앙부에 오염공기가 흐를 수 있는 통공(24)(30)을 형성함을 특징으로 하는 용접장소의 공기정화장치.