KR102286165B1 - 구조물 절단 시 발생하는 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템 - Google Patents

구조물 절단 시 발생하는 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템 Download PDF

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Abstract

구조물의 절단 시 발생하는 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템은 절단 대상이 되는 상기 구조물을 밀폐하되 외주면에 복수의 절단 홈을 구비한 커버; 상기 복수의 절단 홈 안으로 압축 공기를 공급받아 상기 커버를 통과하여 절단용 와이어로 분사되도록 구비된 통로 부재; 및 상기 절단용 와이어가 회전하는 방향으로 상기 구조물을 감싸는 상기 구조물의 끝 부근에 구비되어 상기 이물질을 배출하는 배출부를 포함할 수 있다.

Description

구조물 절단 시 발생하는 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템{DUST COLLECTION SYSTEM FOR COLLECTING FOREIGN SUBSTANCES GENERATED WHEN CUTTING STRUCTURES}
본 발명은 구조물 절단 시 발생하는 이물질의 집진 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 등으로 이루어진 구조물은 다이아몬드 와이어를 이용한 절단 장치에 의하여 절단될 수 있다. 이와 같이 콘크리트 구조물, 암석 등을 절단하는 절단용 와이어는 절단하는 과정에서 분진, 물, 슬러지 등의 다양한 이물질에 의하여 오염되기 쉽다. 콘크리트 구조물 등을 깔끔하게 절단함에 있어 와이어의 표면에 존재하는 이와 같은 이물질은 제거될 필요가 있다.
그러나, 절단용 와이어 표면에 부착된 이물질을 제거하는 장치는 기존에 존재하지 않았으며, 사용자의 힘에 의하여 길이가 긴 와이어의 표면 이물질을 제거하는 것은 쉽지 않을 수 있었다. 이에, 다이아몬드 와이어 등의 표면에 부착된 분진과 같은 이물질을 보다 효과적으로 제거하기 위한 와이어 집진 시스템/집진 장치의 필요성이 존재한다.
종래의 집진 시스템은 구조물의 절단면을 밀폐하여 구조물의 절단면에서 나오는 이물질을 집진하기 위해 분진 수거통, 집진 커버, 분진을 수거하기 위한 고출력의 모터 등을 사용하였다. 또한, 구조물이 원전 등과 같은 거대한 크기인 경우에는 고출력의 대형 집진 설비를 주문 제작하여 사용하였다. 이러한 대형 집진 설비는 비용도 비싸고 제작하는 데에도 시간이 오래 걸리는 등 비효율적인 면이 많았다.
또한, 종래의 집진 시스템은 구조물의 절단면을 밀폐하여 구조물에서 이탈되는 이물질을 수거하기 위한 것에만 포커싱 되어 절단면 아래에 분진 수거통으로 집진하고 있을 뿐이어서, 절단용 와이어에 묻은 이물질을 제거할 수 없었다. 절단 작업 시 구조물의 절단면에서 이탈되는 이물질 뿐만 아니라 절단용 와이어에 묻은 이물질도 상당한 환경 오염을 유발하므로 절단용 와이어에 묻은 이물질도 완전히 제거하는 것이 중요하다. 그러나, 아직까지는 이러한 방식의 집진 시스템 혹은 집진 커버가 제안된 적이 없었다.
특허 제10-1662588호
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 구조물 절단 시 발생하는 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 구조물의 절단 시 발생하는 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템은, 절단 대상이 되는 상기 구조물을 밀폐하되 외주면에 복수의 절단 홈을 구비한 커버; 상기 복수의 절단 홈 안으로 압축 공기를 공급받아 상기 커버를 통과하여 절단용 와이어로 분사되도록 구비된 통로 부재; 및 상기 절단용 와이어가 회전하는 방향으로 상기 구조물을 감싸는 상기 구조물의 끝 부근에 구비되어 상기 이물질을 배출하는 배출부를 포함할 수 있다.
상기 통로 부재는 상기 통로 부재의 길이가 상기 커버를 통과하여 연장되게 조절가능 하도록 구비될 수 있다. 상기 통로 부재는 파이프를 포함할 수 있다.
상기 집진 시스템은 상기 복수의 절단 홈 각각의 내주면을 적어도 일부 감싸는 패킹 부재를 더 포함하고, 상기 패킹 부재는 상기 통로 부재의 적어도 일부의 외주면을 감싸서 상기 통로 부재와 마찰력을 갖도록 구비될 수 있다.
상기 집진 시스템은 상기 압축 공기를 공급하기 위한 에어 콤프레샤; 및 상기 압축 공기를 상기 통로 부재로 전달하는 에어 호스를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 절단 홈은 지면의 수평 방향으로 상기 커버의 외주면을 따라 소정의 간격으로 구비되되, 상기 복수의 절단 홈의 수직 높이는 상기 절단용 와이어의 수직 높이와 같거나 소정 범위 내의 차이일 수 있다. 상기 패킹 부재는 고무 재질의 패킹 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 집진 시스템에 따르면 절단용 와이어에 압축 공기를 분사해 주어 구조물의 절단면에 있는 이물질 뿐만 아니라 절단용 와이어에 묻은 이물질도 함께 제거할 수 있다.
본 발명의 집진 시스템에 따르면 공기 주입식 집진 방식으로 압축 공기를 분사하여 공기압과 절단용 와이어의 회전 방향에 따라 이물질이 위치하게 되는 부근에 배출부를 배치하여 둠으로써 특별히 고출력, 대용량의 집진 설비 없이도 이물질을 집진, 배출할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 집진 시스템에 따르면 공기 주입식 집진 방식으로 절단용 와이어에 압축 공기를 분사함으로써 절삭시 발생하는 절단용 와이어의 열도 식혀주게 되어 절단용 와이어의 절삭력을 빨리 복원시켜시고 절단용 와이어의 수명도 연장시켜 비용을 절감하는 효과가 있다.
본 발명의 집진 시스템에 따르면 공기 주입식 집진 방식으로 집진함으로써 집진 설비 제작 비용을 대폭 줄이면서 집진 효과도 더욱 높일 수 있게 되었다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 구조물의 가로 절단에 따른 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템의 평면도를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기주입식의 집진 시스템에서 사용되는 에어 콤프레샤(140)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 집진 시스템에 구비된 절단 홈(115), 패킹 부재(150) 및 통로 부재(120)를 도시한 도면이다.
도 4는 절단 홈(115) 내부에 구비되는 구조를 상세하게 도시한 도면이다.
도 5는 구조물의 세로 절단에 따른 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템의 정면도를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 집진 시스템과 관련된 와이어쏘 머신의 롤러부들에 대해 상세하게 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 원전 등 위험한 구조물이나 거대한 크기의 구조물, 거대한 길이의 구조물, 콘크리트 구조물 등 다양한 구조물에 대해 와이어쏘 머신으로 절단하는 경우 발생하는 이물질, 분진 등을 효율적으로 집진하기 위한 집진 시스템에 대해 제안하고자 한다.
도 1은 구조물의 가로 절단에 따른 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템의 평면도를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 집진 시스템은 커버(혹은 밀폐 커버)(110), 통로 부재(120), 배출부(130), 에어 콤프레샤(Air Compressor)(140)(미도시), 고무 재질의 패킹 부재(150)를 포함할 수 있다.
도 1은 콘크리트 등의 구조물을 절단하기 위한 절단용 와이어로부터 발생하는 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템에 대한 것으로, 지면을 기준으로 수평 방향, 즉 가로 방향으로 구조물(200)을 절단하는 경우를 예시하는 평면도이다.
구조물(200)을 절단하기 위한 와이어를 본 발명에서는 절단용 와이어(300)라고 칭한다. 절단용 와이어(300)는 와이어 쏘(wire saw) 일 수 있다. 일 예로서, 절단용 와이어(300)는 다이아몬드 와이어 쏘 등이 될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 집진 시스템의 커버(110)는 절단용 와이어(300)를 구동하기 위한 와이어쏘 머신의 롤러부들(410, 420)도 밀폐하고 있다. 집진 시스템에서 커버(110)가 제 1 롤러부(410), 제 2 롤러부(420)을 각각 밀폐하고 있고 있는 이유는 압축 공기가 분사되어 떨어져 나오는 분진, 이물질들이 구조물(200) 밖으로 흩어지지 않게 하도록 위함이다. 즉, 배출부(130)를 통해서만 분진, 이물질이 배출되도록 하기 위함이다.
와어어쏘 머신은 절단용 와이어(300)를 제 1 롤러부(410)를 통해 구조물(200)로 유입시키고 절단용 와이어(300)를 제 2 롤러부(420)를 통해 와이어쏘 머신의 메인 롤러로 보낼 수 있다. 도 1에서 제 1 롤러부(410)와 제 2 롤러부(420)는 각각 구조물(200)의 벽체에 앙카 볼트 등으로 고정되게 구비된다. 본 발명은 집진 시스템에 관한 것이므로 와이어쏘 머신의 구체적 사항과 구성들에 대해서는 후술하기로 한다.
커버(110)는 절단 대상이 되는 구조물(200)을 밀폐하되 커버(110)의 외주면에 혹은 커버(100)의 바깥면에 복수의 절단 홈(115)을 구비할 수 있다. 커버(110)는 복수의 절단 홈(115)을 제외한 나머지 부분에서는 구조물(200)을 밀폐하도록 구비될 수 있다. 도 1에서는 구조물(200)의 형상을 일 예로서 사각형 모양으로 예시하고 있으므로 커버(100)도 구조물(200)의 바깥면을 밀폐하도록 사각형 형상이 될 것이다. 커버(110)의 재질에는 제한이 있는 것은 아니지만 커버(110) 안의 구조물(200)이 보일 수 있는 재질로서, 예를 들어, 아크릴 투명 커버 등이 있을 수 있다. 이러한 소재의 커버(110)를 사용할 경우 커버(110) 안쪽으로의 구조물(200)이 잘 보여서 절단용 와이어(300)와 절단 홈(115), 통로 부재(120)의 수직 높이를 맞출 수 있는 등 집진 시스템을 더욱 효율적으로 운용하는 것이 가능해진다.
아울러, 도 1의 우측에 도시된 바와 같이, 절단용 와이어(300)는 제 1 롤러부(410)를 감싸는 커버(110)를 통과해 제 1 롤러부(410)를 지나고, 제 2 롤러부(420)를 지나서 제 2 롤러부(420)를 감싸는 커버(110)를 통과해 와이어쏘 머신의 메인 롤러가 이동하게 된다. 이때, 제 1 롤러부(410)를 감싸는 커버(110)에 커버 홈을 통해 패킹 부재(155)가 구비되고, 제 2 롤러부(420)를 감싸는 커버(100)에 커버 홈을 통해 패킹 부재(155)가 구비된다. 패킹 부재(155)는 제 1 롤러부(410)를 감싸는 커버(110)와 제 2 롤러부(420)를 감싸는 커버(110)안으로 먼지가 들어오는 것을 차단하고 커버 홈을 보호하기 위한 것으로 예를 들어, 신축성이 있는 우레탄 재질일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 공기주입식의 집진 시스템에서 사용되는 에어 콤프레샤(140)를 설명하기 위한 도면이다.
커버(110)의 바깥면에 절단 홈(115)이 다수 구비되어 있는 이유는 절단 홈(115)을 통해 압축 공기를 주입하기 위함이다. 통로 부재(120)는 복수의 절단 홈(115) 안에 구비되어 콤프레샤(140)가 제공하는 압축 공기를 커버(110)를 통과하여 절단용 와이어(300)로 분사되도록 절단용 와이어(300)가 있는 방향으로 구비된다. 통로 부재(120)의 일 예로서 파이프가 있을 수 있다. 통로 부재(120)의 형상은 원형 등 다양한 형상으로 구현될 수 있다.
에어 콤프레샤(140)(혹은 공기 압축기)는 압축 공기를 복수의 절단 홈(115) 안으로 제공한다. 에어 콤프레샤(140)가 구비되는 위치에는 특별한 제한이 없다. 다만, 작업자의 편의 성을 위해 도 2에 도시한 바와 같이 에어 콤프레샤(140)는 지면 등에 지지되도록 구비되고 에어 콤프레샤(140)에 복수개의 에어 호스(145)가 연결될 수 있다. 에어 호스(145)는 각 절단 홈(115) 내의 통로 부재(120)에 삽입되도록 구비된다. 에어 콤프레샤(140)가 공급하는 압축 공기는 복수개의 에어 호스(145)를 통해 절단 홈(115)으로 공급되고, 절단 홈 (115) 내의 통로 부재(120)를 통해 절단 와이어(300)가 있는 방향으로 분사된다.
구조물(200)을 처음 절삭 시에는 절단용 와이어(300)는 도 1에서 “Ⅰ ” 로 표시된 선으로 구조물(200)을 감싸고 있다. 와이어쏘 머신의 구동으로 절단용 와이어(300)는 소정 방향(도 1에서는 일 예로서 반시계 방향으로 가로 절단 예시)으로 회전하며 구조물(200)을 가로로 절단하는 경우 구조물(200)의 사각 모서리 부분부터 먼저 절삭되게 될 것이다. 절단용 와이어(300)의 회전으로 구조물(200)이 절삭이 되어 가기 때문에, 이후에는 절단용 와이어(300)는 구조물(200)의 안쪽으로 들어와 “Ⅱ” 선 처럼 포물선 모양으로 구조물(200)을 감싸게 된다. 구조물(200)이 더욱 절삭이 되어 감에 따라, 절단용 와이어(300)는 구조물(200)의 더 안쪽으로 들어와 “Ⅲ”선 과 같은 모양으로 구조물(200)을 감싸게 된다. 이와 같이, 구조물(200)이 절단되어 감에 따라 절단용 와이어(300)는 Ⅰ -> Ⅱ -> Ⅲ 선의 모양으로 변해간다.
상술한 바와 같이, 구조물(200)이 절삭되어 감에 따라 특히 구조물(200)의 양쪽 모서리 부분에서부터 절단 홈(115)과 절단용 와이어(300)간의 거리 (직선 거리)가 멀어지게 된다. 절단 홈(115)과 절단용 와이어(300)간의 거리가 멀어짐에도 불구하고 만약 통로 부재(120)의 길이가 고정되어 있다면, 통로 부재(120)를 통해 압축 공기가 절단용 와이어(300)로 분사되는 경우 절단용 와이어(300)에 묻어 있는 이물질들이 제거가 잘 안될 수 있다. 이를 위해, 통로 부재(120)는 통로 부재(120)의 길이가 커버(110)(혹은 커버(110)의 두께)를 통과하여 절단용 와이어(300)가 있는 방향으로 연장될 수 있게 구비되되, 길이는 조절 가능하도록 구비될 필요가 있다. 구조물(200)이 절삭이 되어 감에 따라 구조물(200)의 양쪽 모서리 부근에 있는 통로 부재(120)는 절단용 와이어(300)가 있는 방향으로 더 연장되어 구비된다.
도 3은 본 발명에 따른 집진 시스템에 구비된 절단 홈(115), 패킹 부재(150) 및 통로 부재(120)를 도시한 도면이고, 도 4는 절단 홈(115) 내부에 구비되는 구조를 상세하게 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 패킹 부재(150)(예를 들어, 고무 재질의 패킹 부재 등)는 복수의 절단 홈(115) 각각의 내주면(안쪽면)을 적어도 일부 감싸도록 구비된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 패킹 부재(150)를 고무 재질의 패킹 부재로 예를 들어 설명한다.
패킹 부재(150)는 통로 부재(120)의 적어도 일부의 내주면을 감싸서 통로 부재(120)와 마찰력을 갖도록 구비되어, 통로 부재(120)에 압축 공기가 주입되더라도 통로 부재(120)를 고정시킬 수 있는 기능이 있다. 절단 와이어(300)가 회전하면서 구조물(200)을 절단하는 경우에 절단 홈(115)에 압력이나 진동이 가해질 수 있다. 이 경우, 패킹 부재(150)가 고무 재질이면 절단 홈(115)에 가해지는 압력이나 진동 등의 외력을 흡수하여 통로 부재(120)을 더욱 강건하게 지지해 줄 수 있다.
에어 콤프레샤(140)가 에어 호스(145)를 통해서 통로 부재(120)로 압축 공기를 공급하는데, 통로 부재(120)에는 밸브(160)가 구비되어 에어 호스(145)를 통해 들어오는 압축 공기의 양을 조절하고나 개폐하여 압축 공기의 공급을 차단, 공급할 수 있다.
도 4를 참조하면, 투명 아크릴 재질 등의 커버(110)가 구조물(200)을 밀폐하고 커버(100)에 절단 홈(115)가 구비되며, 절단 홈(115) 안에 고무 재질의 패킹 부재(150)가 구비된다. 통로 부재(120)는 일 예로서 쇠 재질의 파이프로서 직경 10파이(?)일 수 있다. 고무 재질의 패킹 부재(150) 내에 고무 홀(153)이 구비되어 있는데 이 고무 홀(153)의 직경은 일 예로서 9파이(?)일 수 있다. 즉, 통로 부재(120)의 직경이 고무 홀(153)의 직경보다 소정의 범위 이상 크도록 구비된다. 그 이유는 통로 부재(120)의 직경이 탄력성이 있는 고무 홀(153)의 직경 보다 소정 범위 내로 클 때 통로 부재(120)가 고무 홀(153)에 끼워져 마찰력을 유지할 수 있어 강건성이 좋아지게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 절단 홈(115)은 커버(115)의 외주면을 따라 소정의 간격으로 구비될 수 있다. 구조물(200)의 형상이 사각형이므로 커버(110)도 구조물(200)를 밀폐하기 위해 4면으로 이루어질 필요가 있다. 절단 홈(115)은 도 1에서와 같이 일 예로서 각 면 별로 복수개가 구비되고, 이들 절단 홈(115) 간에는 소정 간격을 유지할 수 있다. 절단용 와이어(300)가 도 1에서 구조물(200)에 대해 특정 높이에서 반시계 방향으로 회전하면서 구조물(200)를 절삭하게 되는데, 이때 절단용 와이어(300)는 텐션을 유지하면서 회전하기 때문에 수직 높이가 일정하게 유지되기 때문에, 커버(110)의 각 면에 구비된 절단 홈(115) 간에는 지면에 대한 수직 높이가 동일하거나 소정 범위 내로 차이가 있어야 한다.
도 1에서는 절단 홈(115)이 특정 수직 높이에서 구비된 것으로 도시되어 있으나, 절단용 와이어(300)는 구조물(200)을 절단하기 위해 가로 절단 높이가 변경될 수 있다. 즉, 도 1은 평면도라서 구조물(200)의 특정 높이에 구비되어 있는 절단 홈(115)이 예시되었지만, 구조물(200)의 가로 절단을 위한 수직 높이가 변경되는 경우에는 도 1에 도시된 집진 시스템을 제거하고, 해당 수직 높이에 맞게 커버, 절단 홈(115), 통로 부재(120) 등을 다시 조정하면 된다.
에어 콤프레샤(140)가 절단 홈(115)으로 압축 공기를 주입하면, 압축 공기는 통로 부재(120)를 따라 이동하여 절단용 와이어(300)에 분사되어야 절단용 와이어(300)의 외주면에 붙어있는 이물질 (분진 등)과 구조물(200) 절단 시 나오는 이물질, 분진 등을 바로바로 제거할 수 있기 때문에 절단 홈(115)의 수직 높이와 절단용 와이어(300)의 수직 높이가 동일하거나 소정 범위 내로 차이가 있어야 한다. 그렇지 않으면 절단용 와이어(300)의 외주면에 붙어있는 이물질들이 완전히 제거되기 어렵다.
또한, 절단용 와이어(300)가 회전하면서 구조물(200)을 절삭하기 때문에 절단용 와이어(300)에 높은 열이 발생하는데, 에어 콤프레샤(140)가 통로 부재(120)를 통해 압축 공기를 분사해주면 절단 작업 시 발생한 절단용 와이어(300)의 열도 식혀 줌으로써 절단용 와이어(300)의 절삭력을 빠르게 복원시켜 절삭의 효율을 높여줄 수 있다. 또한, 절삭 시 열을 식혀 줌으로써 절단용 와이어(300)의 수명도 연장시켜 줄 수 있어 작업 원가를 낮출 수 있는 장점도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 절단용 와이어(300)는 반시계 방향으로 회전하면서 구조물(300)을 절삭하므로, 압축 공기가 절단용 와이어(300)에 분사되면 압축 공기 분사에 따른 공기압과 절단용 와이어(300)의 회전에 따른 회전력에 의하여 절단용 와이어(300)에 붙어 있는 이물질도 절단용 와이어(300)의 회전 방향으로 이동하다가 중력에 의하여 아래로 떨어지게 된다. 이와 같이, 절단용 와이어(300)가 회전하며 절삭하는 시에 압축 공기가 분사되기 때문에 절단용 와이어(300)에 묻어 있는 이물질 및 절단 시 발생하는 구조물에 묻어 있는 이물질도 모두 절단용 와이어(300)의 회전 방향을 따라 이동하다가 가라 앉게 된다.
이러한 이물질들을 효율적으로 집진하기 위해서는 배출부(130)는 절단용 와이어(300)가 회전하는 방향으로 구조물(200)을 감싸는 구조물(200)의 끝 부근에 위치할 필요가 있다. 제 2 롤러부(420)를 밀폐하는 커버(110)는 지면에까지 접속되어 있어서 이물질이 외부로 나아가지 못하게 밀폐하는 기능을 하기 때문에 마치 집진부와 같은 역할을 하게 된다. 압축 공기와 절단용 와이어(300)의 회전으로 이물질들은 제 2 롤러부(420)를 감싸는 커버(110) 안으로 들어오게 될 것이고, 이러한 이물질은 배출부(130)를 통해 배출될 수 있다. 보다 구체적으로 배출부(130)는 도 1에서는 절단용 와이어(300)가 제 2 롤러부(420) 아래 지면에 배치될 수 있다.
복수의 절단 홈(115)의 각각의 통로 부재(120)를 통해 압축 공기가 반시계 방향으로 회전하고 있는 절단용 와이어(300)로 분사되기 때문에 공기압에 의해 이물질들도 반시계 방향으로 이동하다가 가라앉아 최종적으로는 제 2 롤러부(420) 부근으로 오게 된다. 본 발명에 따른 집진 시스템은 먼지와 이물질을 자동으로 배출부(130)로 모아지게 되고 공기와 이물질들을 용이하게 배출한다. 이로 인해, 집진 설비 제작 비용을 대폭 줄일 수 있고 집진 설비의 설치, 운영, 해체 비용 등을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 5는 구조물의 세로 절단에 따른 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템의 정면도를 예시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 집진 시스템은 도 1에서와 마찬가지로 커버(혹은 밀폐 커버)(110), 통로 부재(120), 배출부(130), 에어 콤프레샤(140)(미도시), 패킹 부재(150)를 포함할 수 있다.
도 5는 콘크리트 등의 구조물을 절단하기 위한 절단용 와이어로부터 발생하는 이물질을 집진하기 위한 집진 시스템에 대한 것으로, 지면을 기준으로 수직 방향, 즉 세로 방향으로 구조물(200)을 절단하는 경우를 예시하는 정면도이다. 세워져 있는 구조물(200)을 수직 방향으로 절단하는 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 집진 시스템의 커버(110)는 절단용 와이어(300)를 구동하기 위한 와이어쏘 머신의 롤러부들(410, 420)도 밀폐하고 있다. 집진 시스템에서 커버(110)가 제 1 롤러부(410), 제 2 롤러부(420)을 각각 밀폐하고 있고 있는 이유는 압축 공기가 분사되어 떨어져 나오는 분진, 이물질들이 구조물(200) 밖으로 흩어지지 않게 하도록 위함이다. 즉, 배출부(130)를 통해서만 분진, 이물질이 배출되도록 하기 위함이다.
도 1의 가로 절단에서와 마찬가지로 와어어쏘 머신(예를 들어, 다이아몬드 와이어 쏘(DWS))은 절단용 와이어(300)를 제 1 롤러부(410)를 통해 구조물(200)로 유입시키고 절단용 와이어(300)를 제 2 롤러부(420)를 통해 와이어쏘 머신의 메인 롤러로 보낼 수 있다. 다만, 도 1에서는 가로 절단을 위해 제 1 롤러부(410)와 제 2 롤러부(420)은 수평 방향으로 구조물(200)의 양쪽에 위치하고 있으나 도 5에서는 세로 절단을 위해 제 1 롤러부(410)과 제 2 롤러부(420)는 수직 방향으로 구비되어 있다. 제 1 롤러부(410)가 제 2 롤러부(420) 보다 수직 높이가 더 높이 구비되어 있다. 마찬가지로, 도 5에서의 제 1 롤러부(410)와 제 2 롤러부(420)는 각각 구조물(200)의 벽체에 앙카 볼트 등으로 고정되게 구비된다.
커버(110)는 절단 대상이 되는 구조물(200)을 밀폐하되 커버(110)의 외주면에 혹은 커버(100)의 바깥면에 복수의 절단 홈(115)을 구비할 수 있다. 커버(110)는 복수의 절단 홈(115)을 제외한 나머지 부분에서는 구조물(200)을 밀폐하도록 구비될 수 있다. 도 5에서는 구조물(200)의 형상을 일 예로서 사각형 모양으로 예시하고 있으므로 커버(100)도 구조물(200)의 바깥면을 밀폐하도록 사각형 형상이 될 것이다. 커버(110)의 재질에는 제한이 있는 것은 아니지만 커버(110) 안의 구조물(200)이 보일 수 있는 재질로서, 예를 들어, 아크릴 투명 커버 등이 있을 수 있다.
커버(110)의 바깥면에 절단 홈(115)이 다수 구비되어 있는 이유는 절단 홈(115)을 통해 압축 공기를 주입하기 위함이다. 에어 콤프레샤(140)는 압축 공기를 복수의 절단 홈(115) 안으로 제공한다. 에어 콤프레샤(140)는 절단 홈(115)의 각각에 대해 구비될 수 있다.
통로 부재(120)는 복수의 절단 홈(115) 안에 구비되어 에어 콤프레샤(140)가 제공하는 압축 공기를 커버(110)를 통과하여 절단용 와이어(300)로 분사되도록 절단용 와이어(300)가 있는 방향으로 구비된다. 통로 부재(120)의 일 예로서 쇠 재질의 파이프 등이 있을 수 있다. 통로 부재(120)의 형상은 원형 등 다양한 형상으로 구현될 수 있다.
구조물(200)을 처음 절삭 시에는 절단용 와이어(300)는 도 5에서 “Ⅰ ” 로 표시된 선으로 구조물(200)을 감싸고 있다. 와이어쏘 머신(DWS)의 구동으로 절단용 와이어(300)는 소정 방향(도 5에서는 반시계 방향으로 세로 절단 예시)으로 회전하며 구조물(200)을 세로로 절단하는 경우 구조물(200)의 상부 사각 모서리 부분부터 먼저 절삭되게 될 것이다. 절단용 와이어(300)의 회전으로 구조물(200)이 절삭이 되어 가기 때문에, 이후에는 절단용 와이어(300)는 구조물(200)의 안쪽으로 들어와 “Ⅱ” 선 처럼 포물선 모양으로 구조물(200)을 감싸게 된다. 구조물(200)이 더욱 절삭이 되어 감에 따라, 절단용 와이어(300)는 구조물(200)의 더 안쪽으로 들어와 “Ⅲ”선 과 같은 모양으로 구조물(200)을 감싸게 된다. 이와 같이, 구조물(200)이 절단되어 감에 따라 절단용 와이어(300)는 Ⅰ ? Ⅱ ? Ⅲ 선의 모양으로 변해간다.
상술한 바와 같이, 구조물(200)이 절삭되어 감에 따라 특히 구조물(200)의 양쪽 모서리 부분에서부터 절단 홈(115)과 절단용 와이어(300)간의 거리 (직선 거리)가 멀어지게 된다. 절단 홈(115)과 절단용 와이어(300)간의 거리가 멀어짐에도 불구하고 만약 통로 부재(120)의 길이가 고정되어 있다면, 통로 부재(120)를 통해 압축 공기가 절단용 와이어(300)로 분사되는 경우 절단용 와이어(300)에 묻어 있는 이물질들이 제거가 잘 안될 수 있다. 이를 위해, 통로 부재(120)는 통로 부재(120)의 길이가 커버(110)(혹은 커버(110)의 두께)를 통과하여 절단용 와이어(300)가 있는 방향으로 연장될 수 있게 구비되되, 길이는 조절 가능하도록 구비될 필요가 있다. 구조물(200)이 절삭이 되어 감에 따라 구조물(200)의 양쪽 모서리 부근에 있는 통로 부재(120)는 절단용 와이어(300)가 있는 방향으로 더 연장되어 구비된다.
고무 재질의 패킹 부재(150)는 복수의 절단 홈(115) 각각의 내주면(안쪽면)을 적어도 일부 감싸도록 구비된다. 패킹 부재(150)는 통로 부재(120)의 적어도 일부의 내주면을 감싸서 통로 부재(120)와 마찰력을 갖도록 구비되어, 통로 부재(120)에 압축 공기가 주입되더라도 통로 부재(120)를 고정시킬 수 있는 기능이 있다. 절단 와이어(300)가 회전하면서 구조물(200)을 절단하는 경우에 절단 홈(115)에 압력이나 진동이 가해질 수 있다. 이 경우, 패킹 부재(150)가 고무 재질이면 절단 홈(115)에 가해지는 압력이나 진동 등의 외력을 흡수하여 통로 부재(120)을 더욱 강건하게 지지해 줄 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 절단 홈(115)은 커버(110)의 외주면을 따라 소정의 간격으로 구비될 수 있다. 구조물(200)의 형상이 사각형이므로 커버(110)도 구조물(200)를 밀폐하기 위해 4면으로 이루어질 필요가 있다. 절단 홈(115)은 도 5에서와 같이 일 예로서 각 면 별로 복수개가 구비되고, 이들 절단 홈(115) 간에는 소정 간격을 유지할 수 있다.
에어 콤프레샤(140)가 절단 홈(115)으로 압축 공기를 주입하면, 압축 공기는 통로 부재(120)를 따라 이동하여 절단용 와이어(300)에 분사되어 이물질들이 완전히 제거할 수 있다.
또한, 절단용 와이어(300)가 회전하면서 구조물(200)을 절삭하기 때문에 절단용 와이어(300)에 높은 열이 발생하는데, 에어 콤프레샤(140)가 통로 부재(120)를 통해 압축 공기를 분사해주면 절단 작업 시 발생한 절단용 와이어(300)의 열도 식혀 줌으로써 절단용 와이어(300)의 절삭력을 빠르게 복원시켜 절삭의 효율을 높여줄 수 있다. 또한, 절삭 시 열을 식혀 줌으로써 절단용 와이어(300)의 수명도 연장시켜 줄 수 있어 작업 원가를 낮출 수 있는 장점도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 절단용 와이어(300)는 반시계 방향으로 회전하면서 구조물(300)을 세로로 절삭하므로, 압축 공기가 절단용 와이어(300)에 분사되면 압축 공기 분사에 따른 공기압과 절단용 와이어(300)의 회전에 따른 회전력에 의하여 절단용 와이어(300)에 붙어 있는 이물질도 절단용 와이어(300)의 회전 방향으로 이동하다가 중력에 의하여 아래로 떨어지게 된다. 이와 같이, 절단용 와이어(300)가 회전하며 절삭하는 시에 압축 공기가 분사되기 때문에 절단용 와이어(300)에 묻어 있는 이물질 및 절단 시 발생하는 구조물에 묻어 있는 이물질도 모두 절단용 와이어(300)의 회전 방향을 따라 이동하다가 가라 앉게 된다.
이러한 이물질들을 효율적으로 집진하기 위해서는 배출부(130)는 절단용 와이어(300)가 회전하는 방향으로 구조물(200)을 감싸는 구조물(200)의 끝 부근에 위치할 필요가 있다. 제 2 롤러부(420)를 밀폐하는 커버(110)는 지면까지 접속되어 있어서 이물질이 외부로 흩어지지 못하게 밀폐하는 기능을 하기 때문에 마치 집진부와 같은 역할을 하게 된다. 압축 공기와 절단용 와이어(300)의 회전으로 이물질들은 제 2 롤러부(420)를 감싸는 커버(110) 안으로 들어오게 될 것이고, 이러한 이물질은 배출부(130)를 통해 배출될 수 있다. 보다 구체적으로 배출부(130)는 도 1에서는 절단용 와이어(300)가 제 2 롤러부(420) 아래 지면에 배치될 수 있다.
도 5에 도시된 세로 절단의 경우에도 압축 공기가 절단용 와이어(300)로 분사되기 때문에 공기압에 의해 이물질들도 아래로 내려오되 반시계 방향으로 더 이동하여 지면에 가라앉게 된다. 지면에 가리 앉기 전에 압축 공기가 제 2 롤러부(420) 방향으로 절단용 와이어(300)로 분사되기 때문에 최종적으로는 이물질이 제 2 롤러부(420) 부근으로 모이게 된다. 본 발명에 따른 집진 시스템은 먼지와 이물질을 자동으로 배출부(130)로 모아지게 되고 공기와 이물질들을 용이하게 배출한다. 이로 인해, 집진 설비 제작 비용을 대폭 줄일 수 있고 집진 설비의 설치, 운영, 해체 비용 등을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명에 따른 집진 시스템과 관련된 와이어쏘 머신의 롤러부들에 대해 상세하게 도시한 도면이다.
제 1 롤러부(410) 및 제 2 롤러부(420)는 배치된 위치만 다를 뿐 구성요소는 동일하다. 따라서, 제 2 롤러부(420)를 기준으로 구성요소를 설명한다. 제 2 롤러부(420)는 고정 롤러(421), 유도 롤러(422), 제 1 보조 롤러(423), 제 2 보조 롤러(424), 지지부(425), 고정부(426), 비회전 프레임(427) 및 회전 프레임(428)를 포함할 수 있다.
고정 롤러(421)는 지지부(425)에 지지되어 고정되어 있는 롤러로서 안정적으로 절단용 와이어(300)를 이동시켜 구조물(200)를 감싸도록 하는데 도움을 준다. 유도 롤러(422)는 와이어쏘 머신의 메인 롤러로부터 유입되는 롤러를 고정 롤러(421) 쪽으로 유도하여 고정 롤러(421)가 절단용 와이어(300)를 이동시키는데 도움을 준다.
제 1 보조 롤러(423)은 고정 롤러(421)를 보조하기 위한 롤러로서 고정 롤러(421)의 외주면을 지나는 절단용 와이어(300)의 이탈을 방지하기 위해 고정 롤러(421)의 외주면과 적어도 일부가 접속되도록 구비된다. 제 2 보조 롤러(424)도 마찬가지로 유도 롤러(422)의 외주면 지나는 절단용 와이어(300)의 이탈을 방지하기 위해 유도 롤러(422)의 외주면과 적어도 일부가 접속되도록 구비된다.
지지부(425)는 고정 롤러(421) 및 제 1 보조 롤러(423)를 지지하기 위한 부재이다. 고정부(426)는 상기 지지부(425)에 결합되어 구조물(200)의 벽체 등에 고정하기 위한 부재이다. 도 6에 도시된 바와 같이 고정부(426)에 도시된 복수개의 홀은 앙카 볼트를 결합하여 구조물(200)의 벽체에 결합하기 위함이다.
비회전 프레임(427)은 절단용 와이어(300)가 통과하는 홀이 관통 형성된 원통 형상의 프레임으로서 회전 불가한 프레임이다. 회전 프레임(428)은 상기 비회전 프레임(427)에 삽입 형성된 원통 형상의 회전가능한 프레임이다. 유도 롤러(422)와 고정 롤러(421)가 이루는 각도는 회전 프레임(428)을 이용하여 필요에 따라 변경할 수 있다.
제 1 보조 롤러(423) 및 제 2 보조 롤러(424)는 상술한 바와 같이 절단 작업 시 절단용 와이어(300)의 고정 롤러(421), 유도 롤러(422)의 각 외주면에서 이탈하는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 절단 작업시 절단용 와이어(300)에 힘이 가해지기 때문에 절단용 와이어(300)가 1 보조 롤러(423) 및 제 2 보조 롤러(424)의 외주면에서 너무 자주 이탈되는 문제가 있다. 일반적으로 와이어쏘 머신으로 절단 작업시 제 1 보조 롤러(423) 및 제 2 보조 롤러(424)가 없다면 절단용 와이어(300)가 이탈하기 쉽다.
이탈된 절단용 와이어(400)를 다시 고정 롤러(421), 유도 롤러(422)의 각 외주면에 가져다 놓고 하는 것은 절단 작업의 효율이 상당히 떨어뜨리게 된다. 절단 작업중 절단용 와이어(300)가 이탈하는 경우 절단 작업을 중지하고 커버를 분해하고, 재셋팅 해야 하기 때문에 시간, 비용, 생산성 저하가 야기되었다. 특히, 높이가 높은 구조물의 경우 지상이 아닌 높이에서 절단용 와이어(300)가 롤러들(421, 422)의 외주면을 이탈하면 이를 복원하는데 많은 시간과 노력이 요구되기 때문이다.
그러나, 본 발명에서 제안한 롤러 시스템에 해당하는 제 2 롤러부(420)에는 1 보조 롤러(423) 및 제 2 보조 롤러(424)가 구비됨으로써 절단용 와이어(300)의 이탈을 방지하여 절단 작업의 효율을 상당히 높일 수 있게 된다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
커버(110)
절단 홈(115)
통로 부재(120)
배출부(130)
에어 콤프레샤(140)
에어 호스(145)
고무 재질의 패킹 부재(150)
고무 홀(153)
집진 및 커버 홈 보호를 위한 패킹 부재(155)
밸브(160)
구조물(200)
절단용 와이어(300)
제 1 롤러부(410)
제 2 롤러부(420)
고정 롤러(421)
유도 롤러(422)
제 1 보조 롤러(423)
제 2 보조 롤러(424)
지지부(425)
고정부(426)
비회전 프레임(427)
회전 프레임(428)

Claims (7)

  1. 원전 구조물의 절단 시 발생하는 이물질과 절단용 와이어에 붙어있는 이물질을 건식 방식으로 집진하기 위한 시스템에 있어서,
    절단 대상이 되는 상기 원전 구조물을 밀폐하되 외주면에 상기 절단용 와이어의 높이에 맞게 조정된 복수의 절단 홈을 구비한 투명 재질의 커버;
    압축 공기를 공급하기 위한 에어 콤프레샤;
    상기 압축 공기를 전달하기 위한 에어 호스;
    상기 에어 호스로부터 상기 압축 공기를 공급받아 상기 투명 재질의 커버를 통과하여 절단용 와이어로 상기 압축 공기가 분사되도록 상기 복수의 절단 홈 내에 각각 구비된 통로 부재;
    상기 각 통로 부재의 적어도 일부의 외주면을 감싸면서 상기 복수의 절단 홈 각각의 내주면을 적어도 일부 감싸도록 구비되어 상기 각 통로 부재와 마찰력을 갖도록 각각 구비된 패킹 부재; 및
    상기 절단용 와이어가 회전하는 방향으로 상기 원전 구조물을 감싸는 상기 원전 구조물의 끝 부근에 구비되어 상기 이물질을 배출하는 배출부를 포함하는, 집진 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 통로 부재는 상기 통로 부재의 길이가 상기 커버를 통과하여 연장되게 조절가능 하도록 구비되는, 집진 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 통로 부재는 파이프를 포함하는, 집진 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 투명 재질의 커버는 아크릴 투명 커버를 포함하는, 집진 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 절단 홈은 지면의 수평 방향으로 상기 커버의 외주면을 따라 소정의 간격으로 구비되되,
    상기 복수의 절단 홈의 수직 높이는 상기 절단용 와이어의 수직 높이와 같거나 소정 범위 내의 차이인, 집진 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 패킹 부재는 고무 재질의 패킹 부재를 포함하는, 집진 시스템.
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