KR100396454B1 - 주물, 주강공장 후처리 공정에서의 건식 분진처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주물, 주강공장 후처리 공정에서의 건식 분진처리 시스템에 관한 것으로, 특히 외부 공기를 작업장의 바닥면측으로 급기시켜 주는 디퓨저(2)와; 작업장(1)의 바닥면부에 형성된 분진 포집실(4)로 각종 분진이 원할히 떨어지도록 설치되는 수개의 다공판(3)과; 상기 분진 포집실(4)의 일측 상면부에 설치되어 분진 포집실내의 공기중에 포함되어 있는 입자가 큰 분진을 여과시켜 주는 필터 및 진동장치(5)와; 상기 필터 및 진동장치(5)를 통과하여 들어오는 미세 입자분진을 집진하는 집진설비(7)와; 상기 분진 포집실(4)의 저부에서 설치되어 포집실의 바닥면측으로 떨어지는 비교적 입자가 큰 모래분진 등을 버킷 엘리베이터(9)측으로 이송시켜 주는 스크류 이송장치(8)와; 상기 스크류 이송장치(8)의 배출구와 지상 사이에 수직하게 설치되어 상기 스크류 이송장치를 통해 이송되어 온 모래분진 등을 비산되지 않도록 밀폐시킨 상태에서 지상의 폐기 및 재처리 시설(10)측으로 이송시켜 주는 버킷 엘리베이터(9)와; 지상에 설치되어 상기 버킷 엘리베이터(9)를 통해 이송되어 온 분진을 수집하여 폐기 또는 재처리 하는 폐기 및 재처리 시설(10)와; 상기 분진 포집실(4)의 일측 경사면부에 설치되어 각종 분진이 쉽게 미끄러져 내려가도록 하는 진동모터(11)로 구성하여 기존의 상부 또는 측방배기 방식에 비해 95％ 이상의 발생분진 배출효과를 얻을 수 있을 수 있도록 한 것이다.

Description

주물, 주강공장 후처리 공정에서의 건식 분진처리 시스템{Dry dust processing system in postprocess of casting factory}

본 발명은 주물, 주강공장 후처리 공정에서의 건식 분진처리 시스템에 관한 것으로 더욱 상세히는 주물, 주강공장의 후처리 작업공정에서 발생되어 작업 근로자에게 매우 유해한 물질인 금속 및 광물성 분진을 작업장의 상방부에서 급기를 하는 방식을 통해 작업장 바닥에 설치한 다공판들을 통해 그 하부의 공간로 떨어뜨려 공기중에 포함된 미세분진은 필터 및 진동장치를 통해 집진기에서 집진시키고 그 보다 크고 무거운 모래분진은 스크류형 이송장치와 버킷 엘리베이터를 통해 지상에 준비된 폐기 및 재처리 시설측으로 이송시키는 방식을 통해 이 분진들이 작업장에 확산되어 제품의 품질 저하와 불량 요인으로 작용하는 것과, 중금속 분진이 호흡기를 통해 인체내에 축적되므로 인한 직업병의 발생 등을 미연에 방지할 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 주물, 주강 공장의 보수, 후처리작업(용접, 용단, 그라인딩작업 등)에서 발생되는 분진은, 광물성 분진과 금속분진, 그리고 유해가스, 흄 등이 있는데, 비중이 무거워 배기장치로 배출되지 않고 바닥에 퇴적되어 재 비산되므로 인해 작업장에 다시 확산되어 기계설비를 오염시키고, 정밀도 저하등 수명을 단축시킴은 물론 작업환경을 열악하게 하는 요인이 되고 있다.

현재 국내에 주물, 주강 공장은 약 500여 개소가 있으며 후처리 공정에서 근무하는 근로자들은 약 3000여명에 달하고, 대규모 업체에서는 국소배기 또는 용량이 충분한 집진 설비를 구비하고 있으나 분진의 특성을 감안하지 않은 관계로 그 성능을 발휘하지 못하고 있는 실정이다.

또한, 중 소규모의 주물 공장에는 집진 설비가 없는 곳이 대부분이며, 대기업에서는 협력 업체에 하도급을 주거나, 불법체류 외국인 근로자들이 이 공정에서 일하고 있고, 또 기존의 근로자들의 평균연령이 45－55세 정도로서 이들이 퇴직 후에는 이 분야에서 계속적인 일을 할 사람이 없어 국가경제 측면에서도 심각한 상태에 있다.

한편, 발생되는 분진은 비중이 무거워 바닥에 퇴적되었다가 재 비산되며, 미세 분진이나 용접 흄등 극히 일부만 배기장치를 통해 배출되는데, 기존에 설치된 배기장치는 배기용량이 충분히 크면서도 덕트가 작업장 상부에 너무 높이 설치되어 있거나, 작업장과 외부를 차단하는 문이없어 외부로부터 돌풍이 유입될시 내부의 먼지를 비산시키는 요인으로 작용하여 그 효과를 발휘하지 못함에 따라 대부분 사용을 중단하고 있는 실정이다.

또한, 본 출원 공단에서 후처리공정의 분진측정 실태를 파악해 본 결과, 최고 9.82－24.835㎎/㎥(2종분진 허용농도 5㎎/㎥)까지 측정된 사업장도 있으며, 금속분진은 0.37－3.925㎎/㎥으로 허용농도(금속크롬 0.5㎎/㎥를 초과하는 실정으로서 많은 사업장이 산업안전보건법상의 분진 노출기준을 초과하고 있는 실정이다.

다시말해서, 현재 대부분의 주물, 주강공장의 작업장에는 배기시설(집진기)을 설치하여 발생분진을 처리하고 있으나, 이를 통한 배출량은 10％ 미만이고 대부분이 작업장내에 확산되어 주위의 작업환경을 나쁘게 하고. 다른 근로자에게도 많은 피해를 주고 있는 실정이다.

본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지금까지의 배출효율 10％ 이하이던 상부 또는 측방배기 방식을 탈피하고, 최초로 하방 배기방식을 채택하여 95％ 이상의 발생분진 즉시 배출효과를 얻어 작업환경 개선과 주물제품의 품질향상은 물론, 작업 근로자의 직업병 예방에 획기적으로 기여 할 수 있는 주물, 주강공장 후처리 공정에서의 건식 분진처리 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 소정공간면적을 갖는 밀폐된 작업장의 상면에 설치되어 외부의 신선한 공기를 바닥면측으로 급기시켜 주는 디퓨저와; 상기 작업장의 바닥면 일부를 깊게 파내어 형성된 분진 포집실로 각종 분진이 원할히 떨어지도록 작업장의 바닥면과 일치되도록 상기 포집실의 상방 개구부에 설치되는 수개의 다공판과; 상기 분진 포집실의 일측 상면부에 설치되어 분진 포집실내의 공기중에 포함되어 있는 입자가 큰 분진을 여과시켜 주는 필터 및 진동장치와; 상기 필터 및 진동장치를 통과하여 덕트를 통해 흡입되어 오는 미세 입자분진을 집진하는 집진설비와; 상기 분진 포집실의 저부에서 설치되어 포집실의 바닥면측으로 떨어지는 비교적 입자가 큰 모래분진을 버킷 엘리베이터측으로 이송시켜 주는 스크류 이송장치와; 상기 스크류 이송장치의 배출구와 지상 사이에 수직하게 설치되어 상기 스크류 이송장치를 통해 이송되어 온 모래분진을 비산되지 않도록 밀폐된 상태에서 지상의 폐기 및 재처리 시설측으로 이송시켜 주는 버킷 엘리베이터와; 지상에 설치되어 상기 버킷 엘리베이터를 통해 이송되어 온 분진을 수집하여 폐기 또는 재처리 하는 폐기 및 재처리 시설와; 상기 분진 포집실의 일측 경사면부에 설치되어 각종 분진이 쉽게 미끄러져 내려가도록 하는 진동모터로 구성하므로써 달성할 수 있다.

따라서, 주물 및 주강공장의 후처리 작업공정에서 발생되는 각종 유해 물질인 금속 및 광물성 분진을 작업장의 하방부에서 흡입하는 방식을 통해 작업장 바닥면 저부의 분진 포집실을 통해 수집하여 미세 입자분진은 필터 및 진동장치를 통과하여 집진시설로 흡입되고 그 보다 크고 무거운 모래분진은 스크류형 이송장치와 버킷 엘리베이터를 통해 지상에 준비된 폐기 및 재처리 시설측으로 이송시킬 수 있어, 배출효율 10％ 이하이던 기존의 상부 또는 측방배기 방식에 비해 95％ 이상의 발생분진 배출효과를 얻을 수 있어 작업환경 개선과 주물제품의 품질향상은 물론, 작업 근로자의 직업병 예방에 획기적으로 기여 할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명 시스템에서 사용된 다공판의 일부 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 작업장 2 : 디퓨저

3 : 다공판 4 : 분진 포집실

5 : 필터 및 진동장치 6 : 덕트

7 : 집진설비 8 : 스크류 이송장치

9 : 버킷 엘리베어터 10 : 폐기 및 재처리 시설

11 : 진동모터

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명 시스템의 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 시스템에서 사용된 다공판의 일부 확대 단면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 소정공간 면적을 갖는 밀폐된 작업장(1)의 상면부에서 바닥면을 향해 설치되어 집진설비(7)의 흡입작동이 이루어질시 외부의 신선한 공기를 작업장내로 급기시켜 주는 디퓨저(2)와;

상기 작업장(1)의 바닥면 일부를 깊게 파내어 형성된 분진 포집실(4)로 각종 분진이 원할히 떨어지도록 작업장의 바닥면과 일치되도록 상기 포집실(4)의 상방개구부에 설치되는 수개의 다공판(3)과;

상기 분진 포집실(4)의 일측 상면부에 설치되어 전자석을 통해 분진 포집실내의 공기중에 포함되어 있는 입자가 큰 분진포집후 일정기간 마다 작동되는 진동장치에 의해 분진이 털어지는 공지된 필터 및 진동장치(5)와;

강한 흡입동작을 통해 상기 필터 및 진동장치(5)를 통과한 미세 입자분진을 덕트(6)를 통해 흡입하여 집진하는 공지된 집진설비(7)와;

상기 분진 포집실(4)의 저부에서 설치되어 포집실의 바닥면측으로 떨어져 퇴적되는 비교적 입자가 큰 모래분진 등을 버킷 엘리베이터(9)측으로 이송시켜 주는 공지된 스크류 이송장치(8)와;

상기 스크류 이송장치(8)의 배출구와 지상 사이에 수직하게 설치되어 상기 스크류 이송장치를 통해 이송되어 온 모래분진 등을 비산되지 않도록 밀페시킨 상태에서 지상의 폐기 및 재처리 시설(10)측으로 이송시켜 주는 버킷 엘리베이터(9)와;

지상에 설치되어 상기 버킷 엘리베이터(9)를 통해 이송되어 온 분진을 수집하여 폐기 또는 재처리 하는 공지된 폐기 및 재처리 시설(10)와;

상기 분진 포집실(4)의 일측 경사면부에 설치되어 각종 분진이 쉽게 미끄러져 내려가도록 하는 진동모터(11)로 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 다공판(3)의 구멍(31) 사이에 형성되는 격벽(32)은 도 3과 같이 그 단면적이 수직방향에 대해 마름모 형상을 갖도록 하여 다공판(3)의 상면부의 표면적을 가능한 적게 함으로써 다공판(3)의 상면부로 떨어지는 각종 유해분진이 다공판(3)의 격벽(32) 상부의 평면(34)에 쌓이지 않고 대부분 구멍(31)을 통해(즉,비교적 넓은 입구(33)와 좁은 구멍(35)을 통해) 곧 바로 분진 포집실(4)로 낙하되도록 한였다.

따라서, 개구면적의 최소화를 통해 공기의 유동성을 좋게할 수 있고, 난류의 형성을 막아 유속을 증대시킬 수 있는 것이다.

한편, 본 발명 장치와 같은 건식 분진처리 시스템은 탈사가 완전히 이루어지지 않거나 폐수처리가 어려운 사업장에서 모래의 재생을 쉽게 하기 위해 채택하는 것이 좋으며, 통상 바닥면 아래에 충분한 공간부를 갖도록 바닥면 전체에 분진 포집실(4)을 형성시켜 그 개구부 전체에(즉, 바닥면 전체에) 다공판(3)을 설치하는 것이 더욱 효과적이다.

이와같이 구성된 본 발명 시스템의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소정공간 면적을 갖는 밀폐된 작업장(1)의 상면부에는 디퓨저(2)가 바닥면을 향해 설치되어 있으므로 집진설비(7)가 작동되어 강제 흡입이 이루어질시 항상 외부의 신선한 공기가 상기 디퓨저를 통해 작업장내로 강제 흡입되므로(즉, 상부에서 하부로 공기의 흐름층이 형성되므로) 작업장내에서 발생되어 중력에 의해 자유낙하되는 각종 분진이 상기 디퓨저(2)를 통해 급기되는 외부공기에 의해 가속도가 붙은 상태에서 바닥면에 설치되어 있는 다공판(3)측으로 모두 떨어지게 된다.

이때, 상기 작업장(1)의 바닥면 일부를 깊게 파내어 형성된 분진 포집실(4)의 개구부 즉, 작업장의 바닥면상에 설치되어 있는 수개의 다공판(3)들은 각각의 구멍(31) 즉, 상방부의 입구(33)가 넓고 중간부의 구멍(35)이 좁은 형태를 갖는 구멍(31) 사이에 형성되는 격벽(32)이 수직방향에 대해 마름모 형상을 갖는 단면적을가지므로(즉, 상부 평면(34)는 매우 폭이 좁은 마름모 형태의 격벽(32)을 가지므로) 상기한 구멍(31)들의 입구(33)는 최대로 커지고 격벽(32)의 평면(34)이 최소화 되어 공기의 유동에서 난류 형성을 막을 수 있고 통과 구멍(35)의 크기를 작게 하므로서 공기의 유속은 빠르게 할 수 있어 자유낙하 및 집진설비(7)의 강제 흡입에 의해 다공판(3)의 상면부로 떨어지는 각종 유해분진들은 이들 다공판(3)의 상면에 쌓이지 않고 대부분 곧 바로 구멍(31)들을 통해 분진 포집실(4)로 낙하된다.

즉, 상기 다공판(3)은 각각의 구멍(31) 사이에 형성되는 격벽(32)이 수직방향에 대해 마름모 형상을 갖는 단면을 갖게 되므로 공기의 유동이 좋고 난류의 형성이 발생되지 않음은 물론 유속이 증대되므로 각종 유해분진이 다공판(3)의 상면에 쌓이지 않고 대부분 곧 바로 분진 포집실(4)로 낙하하게 되고, 또한 작업공구나 비교적 큰 조각들이 바닥으로 빠지지 않도록 하는 역할도 한다.

물론, 작업자가 걸어다닐시 가해지는 충격력도 일부 작용하여 비록 다공판(3) 격벽(32)의 상면 평면(34)부에 일부 분진들이 쌓였다 할지라도 집진설비(7)의 흡입력과 상기한 충격력에 의해 옆으로 미끄러져 입구(33)와 구멍(35)을 통해(즉, 구멍(31)을 통해) 그 하방부에 형성되어 있는 공간부인 분진 포집실(4)로 빨려들어가게 된다.

이때, 상기 분진 포집실(4)은 낙하된 분진을 일측으로 모두 모아 외부로 배출시키기 위해 호퍼 형태로 형성시키는 것이 좋은데, 이와같은 분진 포집실(4)의 일측 경사면에는 진동모터(11)를 설치하여 분진들이 경사면 쌓여 잘 내려가지 않는 것을 방지하는 것이 좋다.

한편, 소정체적의 공간부를 갖도록 작업장(1) 바닥면 저부로 형성시킨 상기 분진 포집실(4)의 일측 상면부에는 필터 및 진동장치(5)가 설치되어 있으므로 분진 포집실내의 공기중에 포함되어 있는 각종 분진 중 비교적 큰 입자를 갖는 분진이 상기 필터 및 진동장치(5)의 작동에 의해 여과되어 필터를 통과하는 미세 입자분진만 덕트(6)를 통해 집진설비(7)측으로 흡입되어 집진된 후 별도의 처리과정을 통해 폐기된다.

이때, 상기 필터 및 진동장치(5)에 있어서, 필터는 기존에 상용화된 일반 제품이고 진동장치는 철심코어에 코일을 감아 전자석을 만들어 필요한 시간에 전기를 통전시키면 전자석의 작동으로 인하여 진동을 하므로 인해 필터에 포집된 분진이 떨어지게되는 원리를 이용하는 조합체로 구성된것으로 필터에서 여과된 분진을 제거할 때는 장치를 분해시키지 않고 일정 주기 마다 진동장치를 작동시켜 분진을 자동으로 털어내게 된다.

또한, 상기 분진 포집실(4)의 저부에는 스크류 이송장치(8)가 일측 방향으로 설치되어 있고, 또 상기 스크류 이송장치(8)의 배출구와 지상 사이에는 버킷 엘리베이터(9)가 수직하게 설치되어 있으므로, 상기 분진 포집실(4)의 바닥면측으로 포집된 비교적 그 입자가 큰 모래분진은 상기 스크류 이송장치(8)와 버킷 엘리베이터(9)를 통해 비산되지 않고 밀폐된 상태에서 지상의 폐기 및 재처리 시설(10)측으로 이송되어져 차후 폐기 또는 재처리되어진다.

이와같이 집진시설(7)의 강한 모터 흡입작동을 통해 작업장의 상부에서 신선한 공기(Fresh air)를 아랫방향으로 불어주므로(Push) 인해 기존의 집진설비 배기용량만으로도 90－95％의 분진 배출 효과를 얻을 수 있는데, 이 처리방식은 특히 형상이 복잡하여 전 공정에서 탈사가 완전하게 이루어지지 않은 제품의 후처리공정에 적합하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 지금까지의 분진처리 방식은 앞에서도 언급한 바와 같이 상부배출 또는 측면배출 방식을 택하여 처리하였으나 그 효과가 아주 미약하므로, 본 발명에서는 하부 바닥으로 배출하는 방식을 채택하게 되므로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째 주변 작업장에 확산되는 분진을 원천적으로 예방할 수 있어서 제품의 품질향상, 불량방지, 장비의 수명연장을 꾀할 수 있고, 둘째 작업장의 분진노출을 허용기준치 이하로 관리가 가능하여 작업환경이 개선됨으로 3D 작업장이라는 이미지를 탈피하고 근로자가 다시 찾아오는 일자리를 조성할 수 있으며, 세째 근로자가 작업시 착용하는 중무장 보호구로부터 해방. 경량 보호구의 착용이 가능하고, 네째 작업 근로자의 직업병 예방(폐암)과 주변 근로자의 산업보건, 위생환경의 개선을 꾀할 수 있으며, 다섯째 금속분진의 분리회수가 가능하여 자원 재활용에 기여할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 소정공간 면적을 갖는 밀폐된 작업장(1)의 상면부에서 바닥면을 향해 설치되어 집진설비(7)의 흡입작동이 이루어질시 외부의 신선한 공기를 작업장내로 급기시켜 중력에 의한 자유낙하중인 분진에 가속도를 주는 디퓨저(2)와;

   상기 작업장(1)의 바닥면 일부를 깊게 파내어 형성된 분진 포집실(4)로 각종 분진이 원할히 떨어지도록 작업장의 바닥면과 일치되도록 상기 포집실(4)의 상방 개구부에 설치되는 수개의 다공판(3)과;

   필터와 전자석식 진동장치가 조합된 구성을 갖고 상기 분진 포집실(4)의 일측 상면부에 설치되어 분진 포집실내의 공기중에 포함되어 있는 큰 입자의 큰 분진을 여과시켜 집진설비(7)측으로 배출시켜 주는 공지된 필터 및 진동장치(5)와;

   강한 모터의 흡입동작을 통해 상기 필터 및 진동장치(5)를 통과한 미세 입자분진을 덕트(6)를 통해 흡입하여 집진하는 공지된 집진설비(7)와;

   상기 분진 포집실(4)의 저부에서 설치되어 포집실의 바닥면측으로 떨어지는 비교적 입자가 큰 모래분진 등을 비산되지 않도록 밀폐된 상태에서 버킷 엘리베이터(9)측으로 이송시켜 주는 공지된 스크류 이송장치(8)와;

   상기 스크류 이송장치(8)의 배출구와 지상 사이에 수직하게 설치되어 상기 스크류 이송장치를 통해 이송되어 온 모래분진 등을 지상의 폐기 및 재처리 시설(10)측으로 이송시켜 주는 버킷 엘리베이터(9)와;

   지상에 설치되어 상기 버킷 엘리베이터(9)를 통해 이송되어 온 분진을 수집하여 폐기 또는 재처리 하는 공지된 폐기 및 재처리 시설(10)와;

   상기 분진 포집실(4)의 일측 경사면부에 설치되어 각종 분진이 분진 포집실의 경사면으로 부터 쉽게 미끄러져 내려가도록 하는 진동모터(11)로 구성한 것을 특징으로 하는 주물, 주강공장 후처리 공정에서의 건식 분진처리 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 다공판(3)의 격벽(32)은 상부 평면(34)부가 매우 좁은 마름모꼴 형상을 갖고, 상기 격벽(32)사이에 형성되는 구멍(31)은 입구(33)가 격벽(32)들의 모서리부 사이에 형성되는 구멍(35) 보다 매우 넓게 형성시켜 공기의 유동이 좋고 난류의 형성을 방지할 수 있으며 유속을 증대시킬 있도록 한 것을 특징으로 하는 주물, 주강공장 후처리 공정에서의 건식 분진처리 시스템.