KR20190073951A

KR20190073951A - 압력센서를 이용한 오염물질을 저감시키는 플라즈마 절단 방법.

Info

Publication number: KR20190073951A
Application number: KR1020170175219A
Authority: KR
Inventors: 수 천 김
Original assignee: 수 천 김
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-06-27

Abstract

본 발명은 플라즈마 절단시 건강에 해로운 흄을 제거하기 위하여 발명된 것으로, 절단할 파이프를 롤러 상면과 파이프 말단을 고정 지그에 거치하고, 컨트롤 박스에 파이프 직경 설정해주는 준비 단계;와 물공급 라인을 통하여 수조에 물이 채워지며, 수조 내측에 구비된 압력센서까지 물이 차는 측정 단계;와 설정된 높이까지 수조에 물이 채워지면, 압력 센서는 멈춘 후 지연 타이머에 설정된 시간이 지난 후 압력 센서는 재가동된 후 수위가 낮을 경우 물공급 라인을 통하여 다시 수조에 물이 채워지고, 수위가 높을 경우 물 배출 라인을 통하여 물이 배출되며,상기의 동작을 반복하여 설정된 높이까지 물을 채우는 수위 조절 단계;와 설정된 값에 의하여 플라즈마 토치를 이용하여 파이프가 절단되는 가공단계;와 파이프가 절단된 후 수조에 있는 물 배출 라인을 통하여 물을 배출단계;로 이루어져 있다.

Description

물을 이용하여 오염물질을 저감시키는 플라즈마 절단시스템.{forced floating plasma cutting system using water}

본 발명은 플라즈마를 이용한 절단할 경우 발생 되는 인체에 해로운 흄을 수중에서 중화시키는 물을 이용하여 오염물질을 저감시키는 플라즈마 절단시스템에 관한 것이다.

플라즈마 절단은 중앙에 비소모성 전극과 노즐 사이에 아크를 발생시켜, 아크가 발생된 상태에서 가스를 보내어 가스가 고온으로 되며, 가스원자는 원자핵과 전자로 유도되어 플라즈마가 형성되며, 노즐을 통해 고속으로 분출되는 플라즈마 제트는 금속과 비금속을 가리지 않고 고속으로 절단할 수 있게 된다.

이러한 플라즈마 절단은 전력과 아르곤 가스를 이용하여 15000 ~ 30000도의 초고온의 플라즈마를 생성하고 노즐로부터 제트 기류를 연속적으로 발생하여 금속을 절단하는 방법이다.

플라즈마 절단의 종류는 질소 플라즈마 절단기, 가스 플라즈마 절단기, 에어 플라즈마 절단기, 수냉식 에어 플라즈마 절단기, 산소 플라즈마 절단기 등이 있으며, 이러한 절단을 할 경우 발생 되는 흄(fume)은 인체에 유해한 성분을 포함되어 장기적으로 흡입시 호흡시 관련 각종 질환의 원인이 되는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 선행기술에는 특허 등록번호 10-1258480 "플라즈마 파이프 절단기 배연 장치 "에서는 플라즈마 파이프 절단시 발생 되는 분진이나 매연, 연무들을 작업장 밖으로 효율적으로 배출하는 배연 장치에 관한 것이다.

상기의 선행기술인 경우, 매연과 연무 같은 가벼운 물질은 손쉽게 밖으로 배출할 수 있으나, 상대적으로 무거운 슬래그(slag)와 같이 불필요 물질은 배출하지 못 하며, 플라즈마 절단장치에 부가적으로 배연 장치를 설치해야됨에 따라 추가적인 비용이 지출되는 문제점이 생기게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여,

절단할 파이프를 롤러 상면에 거치하고, 파이프 말단에 고정 지그로 고정하고 컨트롤 박스에 파이프 직경 설정해주는 준비 단계.

컨트롤 박스의 자동화 버튼을 누르게 되면 물공급 라인을 통하여 수조에 물이 채워지며, 수조 내측에 구비된 압력센서까지 물이 차는 측정 단계.

설정된 높이까지 수조에 물이 채워지면, 압력 센서는 멈춘 후 지연 타이머에 설정된 시간이 지난 후 압력 센서는 재가동된 후 수위가 낮을 경우 물공급 라인을 통하여 다시 수조에 물이 채워지고,

수위가 높을 경우 물 배출 라인을 통하여 물이 배출되며,상기의 동작을 반복하여 설정된 높이까지 물을 채우는 수위 조절 단계.

이미 설정된 값에 의하여 플라즈마 토치를 이용하여 파이프가 절단되는 가공단계;

파이프가 절단된 후 수조에 있는 물 배출 라인을 통하여 물을 배출단계;로 이루어져 있다.

본 발명은 상기와 같은 단계로 나누어져 있어, 파이프 절단시 발생 되는 각종 인체에 유해한 오염 물질로부터 작업자의 건강을 지킬 수 있으며, 플라즈마 절단 장비와 오염물질 저감 장치를 함께 구비함으로써 별도로 오염물질 배기 시스템을 구축하지도 않아도 됨으로 배연 장치를 별도 설치비를 절약할 수 있는 효과와 자동화된 시스템에 따라 가공이 됨으로 생산 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 준비 단계 상태도.
도 2는 본 발명에 따른 측정 단계 상태도.
도 3은 본 발명에 따른 수위 조절 단계 상태도.
도 4는 본 발명에 따른 가공 단계 상태도.
도 5는 본 발명에 따른 물 배출 단계 상태도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려 져야할 것이다.

절단할 파이프(p)를 롤러(10) 상면에 거치하고, 파이프(p) 말단(e)에 고정 지그(11) 로 고정하고 컨트롤 박스(20)에 파이프 직경 설정(21)해주는 준비 단계(100);

컨트롤 박스(20)의 자동화 버튼(22)을 누르게 되면 물공급 라인(30)을 통하여 수조(40)에 물(41)이 채워지며, 수조(40) 내측에 구비된 압력센서(50)까지 물이 차는 측정 단계(200);

설정된 높이(h)까지 수조(40)에 물(41)이 채워지면, 압력 센서(50)는 멈춘 후 지연 타이머(T)에 설정된 시간(T1)이 지난후 압력 센서(50)는 재가동된 후 수위가 낮을 경우 물공급 라인(30)을 통하여 다시 수조(40)에 물(41)이 채워지고,

수위가 높을 경우 물 배출 라인(31)을 통하여 물이 배출되며, 상기의 동작을 반복하여 설정된 높이(h)까지 물을 채우는 수위 조절 단계(300);

이미 설정된 값에 의하여 플라즈마 토치(60)를 이용하여 파이프(p)가 절단되는 가공단계(400);와 파이프(p)가 절단된 후 수조(40)에 있는 물 배출 라인(31)을 통하여 물을 배출하는 배출 단계(500);로 이루어져 있다.

미설명 부호 70:흄(fume)

71:슬래그(slag)

본 발명은 준비 단계(100), 측정 단계(200), 수위 조절 단계(300), 가공 단계(400), 배출 단계(500)로 나누어진다.

준비 단계(100)인 경우 절단 및 가공하기 위한 소재인 파이프(P)를 롤러(10) 상면에 거치하고, 파이프(p) 말단(e)에 고정 지그(11)로 고정하고 파이프 직경(지름)을 컨트롤 박스(20)에 설정해주는 단계입니다.

상기 고정 지그(10)는 상,하로 이동이 가능하고 롤러(10)는 전,후로 회동할 수 있도록 구성된 것으로 고정 지그(10)를 축으로 파이프(p)는 롤러(10)에 의하여 제자리에서 회전이 가능하고 컨트롤 박스(20)는 파이프 직경(지름)에 설정에 따라 고정 지그(10)의 높낮이가 설정된다.

측정 단계(200)인 경우 상기 준비 단계(100)에서 고정 지그(11)와 롤러(10)에 거치된 파이프(p)에 물을 채우는 과정으로 컨트롤 박스(20)의 자동화 버튼(22)를 누르게 되면 수조(40) 상부 일측에 형성된 물공급 라인(30)에서 물이 나와 수조 (40)를 채우게 되며, 수조(40) 내부 일측에 형성된 다수개의 압력센서(50)까지 물이 차는 단계이며,

상기 다수개의 압력 센서(50) 중 앞서 준비 단계(100)에서 컨트롤 박스(20)에 파이프(21) 설정(파이프 직경 및 지름)을 미리 하였기에 다수개의 압력 센서 (50)가동되며, 압력 센서(50)는 대기압과 수중 압력이 차이를 근거를 삼아 가동되는 센서를 사용하는 것으로, 기타 수중 센서를 사용하여도 무방합니다.

상기 측정 단계(200)를 거치게 되면, 설정된 높이(h)까지 수조에 물(41)이 채워지게 되며, 압력 센서(50)는 멈춘 후 지연 타이머에 설정된 시간(T1)이 지난 후 압력 센서(50)는 재가동이 된다.

상기와 같이 압력 센서(50)가 재가동되는 이유는 수조(40)에 담긴 물(41)의 물결이 잔잔해 질 때까지 기다려 설정된 높이(h)까지 정확하게 유지하기 위한 것이다.

상기 설정된 시간(T1)은 컨트롤 박스(20)의 지연 시간 버튼(23)을 이용하여 설정할 수 있는 것으로, 물(41)의 설정된 높이(h) 및 작업자의 다음 작업을 위한 대기 시간으로 사용할 수도 있다.

상기 설정된 시간(T1)이 지난 후 설정된 높이(h)까지 물(41)이 낮을 경우 물 공급 라인(30)을 통하여 다시 한번 물이 채워지고, 설정된 높이(h)까지 물(41)이 높을 경우 물 배출 라인(31)에 의하여 물은 배출된다.

즉, 지연 설정된 시간(T1) - 압력 센서(50) 재가동 - 물(41) 낮을 경우 - 물공급 라인(30) - 물(41)이 채워짐 - 지연 설정된 시간(T1)과

지연 설정된 시간(T1) - 압력 센서(50) 재가동 - 물(41) 높을 경우 - 물 배출 라인(31) - 물(41)이 배출됨 - 지연 설정된 시간(T1)으로 설정된 높이(h)까지 물(41) 공급 및 배출이 자동으로 되는 단계이다.

상기의 설정된 높이(h)까지 물(41)이 채워지면 가공단계(40)로 들어가게 되며, 가공 단계에서는 이미 설정된 값에 의하여 플라즈마 토치(60)를 이용하여 파이프(p)가 절단되는 가공 단계(400) 이다.

상기와 같이 절단되는 가공 단계(400)에서는 물(41)에 근접하여 절단이 이루어짐에 따라 대기 중으로 그대로 방출되던 흄(70)과 슬래그(71)가 수중에 녹아 포집 되며, 파이프(p)와 플라즈마 토치(60) 사이의 근접되는 거리는 통상적으로 10mm ~ 50mm 높이이며, 이 높이는 플라즈마 토치(60)에 의하여 절단될 수 있는 최소한의 높이로 플라즈마 토치(60)가 수중에 잠길 경우 절단 작업을 할 수가 없다.

절단이 끝난 후 수조(40)에 있는 물 배출 라인(31)을 통하여 물을 배출하는 물 배출 단계(500)로 이루어져 있다.

상기 물 배출 단계(500)에서 흄(70)과 슬래그(slag)(71)가 함께 배출된다.

p 파이프. e 말단.
t 지연타이머. T1 설정 시간.
h 높이.
10 롤러. 11 고정 지그.
20 컨트롤 박스. 21 파이프 직경 설정 버튼.
22 자동화 버튼.
30 물공급 라인.
31 물배출 라인.
40 수조.
41 물.
50 압력 센서.
60 플라즈마 토치.

Claims

절단할 파이프를 롤러 상면에 거치하고, 파이프 말단에 고정 지그로 고정하고 컨트롤 박스에 파이프 직경 설정해주는 준비 단계;와 컨트롤 박스의 자동화 버튼을 누르게 되면 물공급 라인을 통하여 수조에 물이 채워지며, 수조 내측에 구비된 압력센서까지 물이 차는 측정 단계;와 설정된 높이까지 수조에 물이 채워지면, 압력 센서는 멈춘 후 지연 타이머에 설정된 시간이 지난 후 압력 센서는 재가동된 후 수위가 낮을 경우 물공급 라인을 통하여 다시 수조에 물이 채워지고, 수위가 높을 경우 물 배출 라인을 통하여 물이 배출되며,상기의 동작을 반복하여 설정된 높이까지 물을 채우는 수위 조절 단계;와 설정된 값에 의하여 플라즈마 토치를 이용하여 파이프가 절단되는 가공단계;와 파이프가 절단된 후 수조에 있는 물 배출 라인을 통하여 물을 배출단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 물을 이용하여 오염물질을 저감시키는 플라즈마 절단시스템