KR101258480B1 - 플라즈마 파이프절단기 배연장치 - Google Patents

플라즈마 파이프절단기 배연장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 파이프 절단기의 배연장치에 관한 것으로, 플라즈마 파이프 절단시 발생하는 분진이나 매연, 연무(이하 '공해물질'이라 함)등을 작업장 밖으로 효율적으로 배출하는 배연장치를 제공하기 위한 것이다,
본 발명의 배연장치는, 절단기 롤러 테이블 전면의 상하에 평행으로 수평 가이드 레일을 부설하고, 이 수평 가이드 레일 위에 수평방향으로 신축이 가능한 수평 덕트를 설치한다. 상기 수평 덕트와 수평 덕트 사이에는 수직으로 복수개의 수직 덕트를 설치하여, 절단기 토오치와 피절단 파이프 양단으로 이동시켜 공해물질이 발생하는 부위만 집중적으로 흡인하여 집진 여과수단과 가스 정화수단을 거쳐서 처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 파이프 절단기의 배연덕트는 절단기 롤러 테이블 전면에 밀착해서 설치되므로, 절단작업에 간섭이 되지 않을 뿐만 아니라, 작업자의 접근성에 지장을 주지 않으며, 또한 피절단 파이프의 직경이나 길이 등에 따라서 흡입구를 최적의 위치로 이동시켜 공해물질을 흡인하여 배출함으로써 배연효율이 우수하다.

Description

플라즈마 파이프절단기 배연장치{EXHAUST SYSTEM FOR PLASMA PIPE CUTTING MACHINE}
본 발명은 플라즈마 파이프 절단기의 배연장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 아크와 고압산소로 파이프 절단시에 발생하는 미세분진이나 매연, 연무(Fume)와 같은 유해가스(이하 '공해물질'라 함)를 작업장에서 흡인하여 제거할 수 있는 배연장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 파이프 절단기는 롤러 작업대에 올려진 파이프를 플라즈마 아크와 고압 산소를 함께 분출시켜서 절단하고 있다. 이때 고온의 플라즈마 아크와 고압으로 분출되는 산소, 공기중의 질소 및 피절단 파이프 금속의 산화로 인하여 인체에 해로운 금속산화물의 미세먼지PM10), 매연(NOx 등), 연무(Fume) 등 공해물질이 다량 발생하여, 작업환경을 악화시켜서 작업자의 건강을 해치기 때문에 효과적인 배연장치의 설치는 플라즈마 절단작업에서 불가결한 요소가 되고 있다.
종래의 플라즈마 파이프 절단기용 집진장치는 신축관의 흡입 헤드 및 집진장치를 절단기 본체에 탑재하여 절단기의 헤드나 토오치 주위의 공해물질을 흡입하여 제거하고 하고 있으나 집진장치의 크기에 제한을 받아 대량 발생하고 있는 공해물질을 처리하는데에는 실용적이지 못하다.
그리고, 파이프 절단시 플라즈마 아크와 고압산소는 파이프를 관통하여 파이프 내부로 흐르기 때문에 대부분의 공해물질은 토오치 주위보다는 파이프 내부 즉, 파이프 양쪽 끝단에서 발생하고 있다.
따라서, 미국 특허(특허번호 : 6,761,776)와 같이 토오치를 둘러싼 흡인기구로는 파이프 양단에서 발생하는 공해물질을 제거할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 절단 작업 테이블 아래에 다수의 칸막이로 작은 방으로 구획하고, 각각의 구획칸을 개폐할 수 있는 댐퍼 등을 설치하여 절단 토오치 근방의 댐퍼를 열어서 국부적으로 배연하는 방법이 한국 공개특허인 '플라즈마 아크절단기의 배연장치'(공개번호 : 10-1998-0042639)와, 미국특허(특허번호 : 5,560,887과 7,560,064 등)에 개시되어 있으나, 기존 설비의 절단 테이블 아래에 작은 구획칸과 댐퍼와 개폐제어기구를 다수 부설해야하기 때문에 실용적이지 못하다.
또, 플라즈마 아아크 절단시에 발생하는 소음과 공해물질을 억제하는 수단으로서 파이프를 수중 작업대(Water Table)에서 절단하는 장치가 미국특허(특허번호 : 4986,615 와 3,969,132)와, 한국의 등록특허인 '플라즈마 파이프 절단장치'(등록번호 : 10-0885005호)에 개시되어 있으나, 기존 설비에 대용량의 수조와 펌프순환장치, 폐수처리장치 등을 설치하는 것은 적용이 어려우며, 더구나 수중 절단은 절단면의 조도(粗度), 절단치수의 정도 등 품질면에서 떨어지는 결점을 가지고 있다.
또, 미국 특허(특허번호 : 4,633,055)나 미국 공개특허(공개번호 : 2009/0233536)와 같이 절단기 전체를 감싸는 구조는 작업자의 접근성이 방해가 되며, 또한 피절단물을 이동시키는데 간섭을 주므로 배연시스템에 적용하기 어렵다.
본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플라즈마 파이프 절단기에서 발생하는 분진이나 매연 등 공해물질을 작업장 밖으로 효율적으로 배출하는 배연장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마 파이프 절단작업시에 작업자의 접근성을 방해하지 않는, 그리고 피절단 파이프의 이동이나 제거작업에 간섭을 주지 않는 배연장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은, 플라즈마 파이프 절단기 롤러 테이블 전면의 상하에 평행으로 레일을 부설하고, 이 레일위에 수평방향으로 신축이 가능한 수평덕트를 설치하고, 상기 수평덕트와 수평덕트 사이에는 수직으로 복수개의 수직 덕트 흡입구를 설치한다. 상기 수직덕트 흡입구를 절단기 토오치와 피절단 파이프 양단으로 이동시켜 공해물질이 발생하는 부위만 집중적으로 흡인하여 집진 여과수단과 가스정화수단을 이용하여 작업장에서 공해물질의 배연장치를 제공한다.
본 발명에 따른 플라즈마 파이프 절단기의 배연장치는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 본 발명은 롤러 테이블이 있는 플라즈마나 불꽃 등 열절단기에 적용이 가능하며, 열절단시에 발생하는 각종 공해물질을 효율적으로 배연하여 주므로 작업환경을 청정하게 유지하는 효과가 있다.
둘째, 배연 덕트가 절단기 롤러 테이블 본체 전면의 측면에 밀착해서 설치되므로, 피절단 파이프의 절단작업에 간섭이 되지 않을 뿐만 아니라, 작업자의 접근성에 방해를 주지 않는다.
세째, 피절단 파이프의 직경이나 길이, 또는 위치에 따라서 수직덕트 흡입구를 적절한 위치로 이동시켜서 공해물질 발생부위만 집중적으로 흡인하므로 배연효율이 우수하다.
도 1은 본 발명이 적용된 플라즈마 파이프 절단기의 배연장치의 설치상태 측면도.
도 2는 본 발명이 적용된 플라즈마 파이프 절단기의 배연장치의 설치상태 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 수직 흡입구의 사시도.
본 발명의 바람직한 구성과 결합관계를 첨부된 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용된 플라즈마 파이프 절단기의 배연장치의 설치상태 측면도, 도 2는 본 발명이 적용된 플라즈마 파이프 절단기의 배연장치의 설치상태 정면도, 도 3은 본 발명에 따른 수직 흡입구의 사시도이다.
본 발명의 플라즈마 파이프 절단기의 배연장치는 도 1내지 도 3에 도시한 바와 같이, 플라즈마 파이프 절단기(1)의 롤러 테이블 전면(1b)의 상하에 수평으로 평행하게 부설되는 수평 가이드 레일(2a), (2b)과, 상기 수평 가이드 레일(2a), (2b)위에 설치되어 수평방향으로 신축이 자유로운 복수의 수평 덕트(3)와, 상기 수평 덕트(3)와 수평 덕트(3) 사이에 수직으로 설치되어 공해물질(5)을 포집하는 복수의 수직 덕트(4)와,상기 수평 덕트(3)의 일단에 설치되어 상기 수직 덕트(4)에서 공해물질(5)을 흡인하는 흡기수단(6)과, 상기 흡기수단(6)에 의해 흡인된 공해물질(5) 중의 분진을 포집하기 위해 배기측에 연결되는 집진 여과수단(7)과, 상기 집진 여과수단(7)의 후단에 설치되어 산성가스를 처리하는 가스 정화수단(8)으로 이루어진다.
상기 수평 가이드 레일(2a), (2b)은, 'L'자형 형강으로, 수평 부분을 롤러 테이블 전면(1b)의 상하에 수평으로 평행하게 용접고정하고, 상하 간격은 도 3에 도시된 구동 롤러(4d),(4d')의 상하 축 간격 만큼 이격시킨다.
이와 같은 수평 가이드 레일(2a), (2b)의 상부 수직 부분에는 도 3에 도시된 'H'형 구동 롤러(4d), (4d')가 끼워져, 수평 방향으로 수직 덕트(4)의 이동을 자유롭게 하고, 수직 덕트(4)의 이탈을 방지한다.
상기 수평 덕트(3)는, 플라스틱 등의 재질로 만든 신축이 자유로운 원형 또는 사각단면을 갖는 주름상자로 형성하고, 주름상자 끝단에는 나사결합을 위한 테두리(4e)와, 관통공(4f)을 형성하여, 수직 덕트(4)의 하부 양측면에 결합한다.
상기 수직 덕트(4)는 도 3에 도시된 바와 같이, 2중관 구조로 높이 조절을 할 수 있는 수직 연결부(4a) 및 수직 흡입구(4b)와, 피절단 파이프(9)를 향해 45°이상 경사진 개구부(4c)와, 수직 덕트(4)를 수평이동하는 구동수단인 상하 구동 롤러(4d), (4d')와, 상기 수평 덕트(3)를 결합하여 구성된다.
상기 수직 덕트(4) 후면에는, 상기 수평 가이드 레일(2a), (2b)과 같은 상하간격으로 고정된 수평 롤러(4d), (4d')가 부착되고, 하부의 양측면은 상기 수평 덕트(3)와 결합하여 연결된다.
이와 같은 구성으로 결합된 본 발명의 상세한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용된 전형적인 수치제어(NC)의 플라즈마 파이프 절단기(1)로서, 천정 크레인이나 지게차 등을 이용하여 피절단 파이프(9)가 본 발명의 배연장치의 간섭없이 롤러 테이블(1a)위에 올려진다. 이때 작업자는 피절단 파이프(9)와 토오치(1h)의 위치에 따라서 본 발명의 수직 흡입구(4b)를 토오치(1h) 및 피절단 파이프(9)의 양단위치의 적절한 위치로 이동시켜 놓는다.
피절단 파이프(9)의 원하는 가공형상은 작업자가 제어반(1c)에서 미리 입력하게 되며, 작동 시작을 개시하게 되면, 입력된 수치와 제어 시퀀스에 따라 절단기 본체(1d)는 받침대(1e) 위에 깔린 가이드 레일(1f)을 따라서 소정의 위치로 이동하게 되고, 절단기 헤드(1g)와 토오치(1h)는 3축, 또는 4축으로 작동하면서 파이프를 원하는 형상으로 절단가공하게 된다.
일반적으로 플라즈마 토오치(1h)는 고온의 아크와 고압의 산소를 함께 분출하기 때문에 피절단 파이프(9)를 관통하게 되며, 파이프 내부에는 고온의 플라즈마 아크와 산소 및 산소, 질소 등의 산화물, 미세먼지, 질소산화물(NOx), 연무(Fume) 등 다량의 공해물질(5)이 발생한다. 따라서, 발생된 공해물질(5)은 토오치(1h) 주위에서 보다 피절단 파이프(9) 내부, 즉, 양단에서 집중적으로 발생하게 된다.
발생된 공해물질(5)들은 피절단 파이프(9) 양단과 토오치(1h) 부근에 설치된 수직 흡입구(4b)에 흡인되어, 일단이 폐쇄되고 타단이 흡기 수단(6)에 연결된 수평 덕트(3)에 의해서 작업장에서 배출되는데, 상기 흡기 수단(6)은, 공지의 기술로서 배기 팬이나 블로워 등 소정의 배기량, 배기부압을 유지할 수 있으면, 본 발명의 실시에 특별히 제한하지 않는다.
상기 흡기 수단(6)에 의해 흡인된 공해물질(5)은 집진 여과수단(7)의 필터를 거치면서 공해물질(5) 중의 분진이 포집되고, 가스 정화수단(8)의 알카리수에 의해서 공해물질중의 질소 산화물(NOx) 등의 산성가스가 흡수되어 제거된다.
상기의 집진 여과수단(7)은 공지의 기술로서, 집진 성능이 미세먼지(PM10)까지 집진이 가능하고, 소정의 배출량을 처리할 수 있다면 본 발명의 실시에 특별히 제한을 하지 않는다. 또한, 상기의 가스 정화수단(8)도 상기 공해물질 중의 질소 산화물 등의 유해가스를 흡수제거할 수 있다면 본 발명의 실시에 특별히 제한을 하지 않는다.
1 : 플라즈마 파이프 절단기 1a : 롤러 테이블
1b : 롤러 테이블 전면 1c : 제어반
1d : 절단기 본체 1e : 받침대
1f : 가이드 레일 1g : 절단기 헤드
1h : 토오치 2a, 2b : 수평 가이드 레일
3 : 수평 덕트 4 : 수직 덕트
4a : 수직 연결부 4b : 수직 흡입구
4c : 개구부 4d, 4d': 구동 롤러
4e : 테두리 4f : 관통공
5 : 공해물질 6 : 흡기 수단
7 : 집진 여과수단 8 : 가스 정화수단
9 : 피절단 파이프

Claims (4)

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  4. 플라즈마 파이프 절단기(1)의 롤러 테이블 전면(1a)의 상하에 수평으로 평행하게 부설되는 수평 가이드 레일(2a), (2b)과, 상기 수평 가이드 레일(2a), (2b)위에 설치되어 수평방향으로 신축이 자유로운 복수의 수평 덕트(3)와, 상기 수평 덕트(3)사이에 수직으로 설치되어 공해물질(5)을 포집하는 복수의 수직 덕트(4)와, 상기 수평 덕트(3)의 일단에 설치되어 상기 수직 덕트(4)에서 공해물질(5)을 흡인하는 흡기 수단(6)과, 상기 흡기 수단(6)에 의해 흡인된 공해물질(5) 중의 분진을 포집하기 위해 배기측에 연결되는 집진 여과수단(7)과, 상기 집진 여과수단(7)의 후단에 설치되어 산성가스를 처리하는 가스 정화수단(8)으로 이루어지는 플라즈마 파이프 절단기(1)의 배연장치에 있어서,
    상기 수직 덕트(4)는, 높이 조절을 할 수 있는 사각의 2중관 또는 3중관;과, 상단부의 절단기를 향한 쪽의 45°이상 경사진 개구부(4c)와, 상기 수평 가이드 레일(2a), (2b)의 이격 거리로 고정된 구동 롤러(4d), (4d')와, 높이 조절이 가능한 수직 흡입구(4b);로 이루어지되,
    상기 수직 흡입구(4b)는 하부 양측면에서 수평 덕트(3)와 결합하여 수평방향에 대해 이동이 자유로울 수 있도록 복수개로 구성됨을 특징으로 하는 플라즈마 파이프 절단기(1)의 배연장치.
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