KR20160141977A - 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치는 국소배기 대상설비(100)에 대한 환기를 처리하는 장치로, 대상설비의 배기후드에 배기덕트(230)로 연결되고, 배기덕트(230) 상에 배기팬(220)을 구비하는 배기수단(200); 대상설비의 급기후드에 급기덕트(330)로 연결되고, 급기덕트(330) 상에 급기팬(320)을 구비하는 급기수단(300); 및 급기팬(320)과 배기팬(220)을 동일한 구동축(430)에 연결하여 급기와 배기의 유동을 유발하는 구동수단(400)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 설치공간의 축소와 더불어 에너지 이용효율이 증가하여 사업장의 전반적인 관리 효율성이 증대되고, 유해위험물질에 대한 노출 위험성을 경감하여 작업환경의 개선과 생산성 향상에 이바지하는 효과가 있다.

Description

유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치{Ventilator and Leakage Comprobador for preventing a outside leakage of harmful dangerous substance in local area}

본 발명은 환기용 급기배 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유해위험물질을 취급하는 산업현장에서 국소배기를 수행하여 유해위험물질의 누출로 인한 피해를 줄이고 쾌적한 작업환경을 조성하기 위한 국소 영역의 급배기 및 누출확인 장치에 관한 것이다.

통상적으로 각종 산업현장에서 발생하는 물리화학적, 생물학적 유해인자를 적절하게 제어하기 위한 대책의 일환으로 국소배기 장치 및 환기설비를 설치ㆍ운영하고 있다. 이외에도 산업안전보건법에 의하면 위해위험물질을 다루는 설비에 대하여 국소배기 장치를 설치하도록 규정하고 있다.

이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2012-0093583호(선행문헌 1), 한국 등록실용신안공보 제0322443호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 흡입구를 통해 흡입되는 공기를 외부로 안내배기하는 배기관; 전원인가시 회전구동력을 발생시키는 모터부재; 상기 모터부재의 구동축에 연결되고, 몸체 일부가 상기 배기관의 내부에 배치되고, 몸체 나머지가 상기 흡입구를 통해 상기 배기관의 외부에 노출되도록 상기 흡입구에 배치되는 흡입팬; 등을 포함한다. 이에 따라, 하나의 흡입팬에 의해서 흡배기력과 더불어 와류를 발생시켜 전체의 구성부품수를 줄이고, 제조원가를 절감하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 회전축에 각각 배기측팬케이싱, 급기측팬케이싱으로 하우징된 각각의 임펠러가 장착되되, 팬케이싱의 배기측이 배기구로 향하도록 설치되고, 또다른 급기측팬케이싱의 급기측이 급기구로 향하도록 설치되며, 상기 급기측팬케이싱부의 급기구에는 필터가 채용되어, 내부공간으로 유입되는 외부공기가 정화된다. 이에 따라, 급배기를 동시에 수행하여 송풍효율을 최대한 높이고 따로 설치하는 번거로움을 해소하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기의 선행문헌에 의한 방식으로 유해위험물질을 취급하는 설비에 대하여 국소배기를 처리하는 경우 압력/유속/풍량 불균일에 의한 성능저하의 문제가 예상될 뿐더러, 다수의 유해위험물질을 취급하는 소규모 유해위험설비에 대해 국소배기를 처리하는 경우 장치의 대규모화가 불가피하게 되어 사업장의 설치공간 제약의 문제도 예상된다.

1. 한국 공개특허공보 제2012-0093583호 "국소 배기장치" (공개일자 : 2012. 8. 23.) 2. 한국 등록실용신안공보 제0322443호 "하나의 모터로 급기 및 배기가 가능한 환풍장치" (공개일자 : 2003. 8. 9.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 유해위험물질을 취급하는 설비에서 발생하는 누출로 인하여 근로자 및 주변주민, 환경에 피해를 발생시키지 않도록 설비 개선을 도모하는 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 소규모 유해위험설비에 대해 급기와 배기가 하나의 구동력으로 발생하게 함으로써 사업장의 중복투자와 에너지낭비를 감소시키고 설치공간을 축소하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 가스 또는 액체 배관의 플랜지 부위에서 발생하는 누출의 안전성 확보를 높이기 위하여 기밀구조, 누출확인 및 국소배기의 설치를 통해 폭발방지 구역의 2차적 안전성을 확보하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치는 국소배기 대상설비에 대한 환기를 처리하는 장치에 있어서: 대상설비의 배기후드에 배기덕트로 연결되고, 배기덕트 상에 배기팬을 구비하는 배기수단; 대상설비의 급기후드에 급기덕트로 연결되고, 급기덕트 상에 급기팬을 구비하는 급기수단; 및 급기팬과 배기팬을 동일한 구동축에 연결하여 급기와 배기의 유동을 유발하는 구동수단을 포함한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 급기수단은 급기다기관을 개재하여 다수의 급기팬과 급기덕트를 연결하고, 배기수단은 배기다기관을 개재하여 다수의 배기팬과 배기덕트를 연결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 급기다기관과 배기다기관은 유동 공기의 압력과 풍량을 일정하게 유지하도록 균압관을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 구동수단은 구동축 상에서 급기팬과 배기팬의 사이에 회전속도의 차등적 변동을 허용하는 변속기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 국소배기 대상설비는 유해위험물질을 취급하는 플랜지, 밸브를 포함하며, Pull, Push-Pull 또는 밀폐구조가 형성되도록 플랜지를 비롯한 배관이음부 상에 패킹을 설치하며, 유해위험물질의 누출을 확인하는 누출확인관, 압력게이지 중 적어도 하나 이상을 탑재한 누출방지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치는 산업현장에서 유해위험물질을 취급하는 설비에 국소배기를 구현함에 있어 하나의 구동력을 이용하여 송풍과 배풍을 동시에 수행함으로써 설치공간의 축소와 더불어 에너지 이용효율이 증가하여 사업장의 전반적인 관리 효율성이 증대되게 하는 제 1 효과가 있다.

또한, 다수의 유해위험설비를 연결하여 국소배기를 수행하는 경우 균압관을 부가하는 방식으로 일부 유해위험설비의 성능저하로 인한 설계 및 설치상의 오류를 해결함으로써 사업장의 유해위험물질에 대한 근로자의 노출 위험성을 경감하여 작업환경의 개선과 생산성 향상에 이바지하는 제 2 효과가 있다.

또한, 본 발명의 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치는 산업시설에서 유해위험물질의 누출은 플랜지 연결부위에서 발생하는 점에 착안하여 누출을 차단하고 누출여부 확인과 누출물질이 처리될 수 있도록 하여 산업시설의 안전을 확보하는 제 3 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 장치의 주요부를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 장치의 주요부를 나타내는 모식도
도 3 내지 도 7은 본 발명의 누출방지부에 대한 다양한 실시예를 나타내는 모식도

[실시예]

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치는 국소배기 대상설비(100)에 대한 환기를 처리하는 장치에 관하여 제안한다.

국소배기 대상설비(100)는 기계가공업, 도금업, 화공업 등과 관련되는 산업현장에서 유해위험물질을 배출하는 국소영역의 발생원을 의미한다. 이러한 대상설비는 기상이나 입자상 유해위험물질의 주변 확산을 방지하는 환기를 수행하도록 국소배기장치를 수반한다.

특히 본 발명은 비교적 소규모의 국소배기 대상설비(100)에 유용하게 적용되지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

통상 국소배기장치는 산업현장의 설계조건에 맞추어 다양한 방식으로 설치되는 바, 본 발명은 풀(Pull), 푸쉬풀(Push-Pull), 밀폐 방식 중에서 어느 하나에 국한되지 아니한다. 어느 경우에나 국소배기 대상설비(100)는 배기후드를 필수적으로 급기후드를 선택적으로 구비한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 배기수단(200)이 국소배기 대상설비(100)의 배기후드에 배기덕트(230)로 연결되고, 배기덕트(230) 상에 배기팬(220)을 구비하는 구조를 지닌다.

배기후드는 발생원의 구조, 유해위험물질의 물성, 급기후드의 형태 등에 맞추어 배기구의 형태를 결정한다. 배기덕트(230)은 배기후드에서 포집된 유해위험물질을 후술하는 배출물 처리설비(150)로 보내도록 설치된다.

배기팬(220)은 배기 풍속과 풍량을 고려하여 선정되며, 급기팬(320)과 인접하도록 설치된다. 이와 같은 구성의 배기수단(200)은 배기후드와 함께 '풀' 기능을 구현한다.

물론, 도 1은 제1실시예로서 1개의 국소배기 대상설비(100)에 푸쉬풀 방식을 적용한 상태를 예시하지만 풀 방식을 배제하는 것이 아니며 통상의 기술자에 의하여 충분한 유추가 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 급기수단(300)이 국소배기 대상설비(100)의 급기후드에 급기덕트(330)로 연결되고, 급기덕트(330) 상에 급기팬(320)을 구비하는 구조를 지닌다. 급기후드는 발생원의 구조, 유해위험물질의 물성 등에 따라 급기구의 형태를 결정한다.

급기덕트(330)는 외기와 연통하여 급기후드로 신선한 공기를 유입하도록 설치된다. 급기팬(320)은 급기 풍속과 풍량을 고려하여 선정되며, 급기후드의 상류단이나 그에 인접하도록 설치된다. 이와 같은 구성의 급기수단(300)은 급기후드와 함께 '푸시' 기능을 구현한다.

한편, 송풍기와 배풍기는 공조설비에서 일정한 압력을 발생시켜 기체를 이송하는 설비로서, 기체를 흡입하여 경로상에 보내는 수단을 송풍기라 칭하고 기체를 흡입하여 비교적 저속ㆍ대용량으로 배출하는 수단을 배풍기라 칭한다.

급기팬(320)은 송풍기에 해당하고, 배기팬(220)은 배풍기에 해당한다. 어느 경우에나 회전력을 부여한 회전날개를 통해 압력을 발생시켜 이송시키는 원리이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 구동수단(400)이 급기팬(320)과 배기팬(220)을 동일한 구동축(430)에 연결하여 급기와 배기의 유동을 유발하는 구조를 특징으로 한다.

구동수단(400)의 동력원으로 제어의 속응성을 측면에서 모터(410)가 선호되지만 엔진을 비롯한 여타의 동력원을 배제하는 것은 아니다. 모터(410)의 구동축(430)에 급기팬(320)과 배기팬(220)을 동시에 설치하는 일체형 구조에 의하면 전체적인 외형의 축소와 더불어 동력소모를 절감하는데 유리하다.

다만 급기팬(320)과 배기팬(220)은 공진을 피하도록 규격을 다소 다르게 선정하는 것이 좋다.

본 발명의 세부 구성으로서, 급기수단(300)은 급기다기관(340)를 개재하여 다수의 급기팬(320)과 급기덕트(330)를 연결하고, 배기수단(200)은 배기다기관(240)을 개재하여 다수의 배기팬(220)과 배기덕트(230)를 연결하는 것을 특징으로 한다.

국소배기 대상설비(100)이 복수인 경우 도 2에 예시된 본 발명의 제2실시예를 적용한다. 각각의 국소배기 대상설비(100)에 연결된 급기덕트(330)는 급기다기관(340)으로 취합되고 배기덕트(230)는 배기다기관(240)으로 취합된다.

각각의 급기다기관(340)과 배기다기관(240)에는 공기의 균일한 유동성을 감안하여 1개 또는 2개 이상의 급기팬(320)과 배기팬(220)가 연결된다.

도 2는 7개의 급기덕트(330)과 3개의 급기팬(320) 사이에 급기다기관(340)을 개재한 상태와, 7개의 배기덕트(230)과 3개의 배기팬(220) 사이에 배기다기관(240)을 개재한 상태를 예시한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 급기다기관(340)과 배기다기관(240)은 유동 공기의 압력과 풍량을 일정하게 유지하도록 균압관(350)(250)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 2는 급기다기관(340)의 상측으로 균압관(350)을 배치한 상태와, 배기다기관(240)의 하측으로 균압관(250)을 배치한 상태를 예시한다. 균압관(350)(250)은 복수의 국소배기 대상설비(100)에 공기가 균등한 상태로 공급되는 동시에 배출되도록 설치된다.

본 발명의 변형예로서, 균압관(350)(250)은 격자형으로 연결되는 유로상에 압력센서와 개폐밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

균압관(350)(250)의 격자형 구조는 급기다기관(340)과 연계하여 급기덕트(330)를 다수의 경로로 연통시키고 배기다기관(240)과 연계하여 배기덕트(230)를 다수의 경로로 연통시킨다.

이에 특정의 급기팬(320)이나 배기팬(220)이 고장나는 경우에도 격자형 경로를 통하여 공기 유동성의 불균일을 완화시킨다.

압력센서와 개폐밸브는 이와 같은 경로의 주요 위치에 설치되어 제어기(도시 생략)로 압력변화의 신호를 보내고 제어기의 출력에 의하여 경로를 단속한다.

제어기의 세부적인 알고리즘은 전체 시스템을 고려하여 설계 및 탑재되고 갱신될 수 있다.

이때, 도 2의 경우 구동수단(400)은 복수의 급기팬(320)과 배기팬(220)을 전술한 도 1과 동일하게 일체화하여 구성할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 구동수단(400)은 구동축(430) 상에서 급기팬(320)과 배기팬(220)의 사이에 회전속도의 차등적 변동을 허용하는 변속기(450)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 모터(410)의 동력이 일차적으로 배기팬(220)에 전달되고 이차적으로 변속기(450)를 거쳐 급기팬(320)에 전달되는 상태를 예시한다. 변속기(450)은 외부의 기계적 또는 전기적 신호에 의하여 감속비를 변경할 수 있는 구조로 설치한다.

전술한 제어기의 알고리즘에 따라서 국소배기 대상설비(100)에 대한 급기와 배기를 적절한 수준으로 맞출 수 있다. 이에 시스템의 국부적인 성능저하가 발생하는 경우 급기팬(320)과 배기팬(220)의 차이를 보정하면서 균압관(350)(250)과 더불어 급배기 압력, 풍량, 유속을 최적으로 유지한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 국소배기 대상설비(100)은 유해위험물질을 취급하는 플랜지(20), 밸브(30)를 포함하며, Pull 또는 Push-Pull 또는 밀폐구조가 형성되도록 플랜지(20)를 비롯한 배관이음부 상에 패킹(50)을 설치하며, 유해위험물질의 누출을 확인하는 누출확인관(60), 압력게이지(70) 중 적어도 하나 이상을 탑재한 누출방지부(10)를 구비한다.

산업체에서 발생하고 있는 독성, 화재, 폭발사고의 대부분이 유해위험물질이 가스 또는 액체상태에서의 누출에 의한 것으로 이러한 누출로 인한 피해를 줄이기 위하여 누출방지부(10)를 구비하는 것이 바람직하다.

도 3은 도 2의 급기수단(300), 배기수단(200), 균압관(350)(250) 등의 배관을 연결하는 플랜지(20) 또는 밸브(30)를 연결하는 부분에 누출방지부(10)를 구성함을 나타낸다.

누출방지부(10)는 도 4처럼 플랜지(20)나 밸브(30)를 패킹(50)으로 감싸는 것이며, 경우에 따라 케이스(40)와 체결대(45)를 이용하여 기밀성을 높일 수도 있다.

패킹(50)은 내열성, 내한성, 내약품성 등이 우수한 고무나 수지를 사용한다. 도 3 내지 도 5는 밀폐 구조의 풀 방식에 유용하게 적용되지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

도 5는 액체를 취급하는 시설을 고려한 것으로 누출방지부(10) 상에 액체의 누출을 확인할 수 있도록 누출확인관(60)을 설치한다. 누출확인관(60)은 인화성액체를 사용하는 설비에서 액누출을 확인하기 용이하다.

도 6은 기체를 취급하는 시설을 고려한 것으로 국소배기 대상설비(100)와 연결되고 내부압력을 확인할 수 있는 압력게이지(70)를 설치한다.

국소배기 대상설비(100)로 연결하여 국소배기를 수행하면 인화성가스를 사용하는 설비의 독성, 화재, 폭발을 방지할 수 있다. 압력게이지(70)의 일예로 연성계를 사용할 수 있다.

도 7은 상시시스템을 혼합하는 경우로서 도 5 및 도 6의 요소를 모두 포함하여 구성한다. 도 6에서 미설명 부호 75는 이음쇠를 의미한다.

한편, 본 발명의 배기덕트(230)이나 배기다기관(240)으로 배출되는 유해위험물질은 배출물 처리설비(150)를 거쳐서 적법하게 정화된 상태로 외기에 배출된다.

배출물 처리설비(150)는 유해위험물질의 종류에 따라 여과, 제습, 탈취 등의 기능재를 포함한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

100: 국소배기 대상설비 150: 배출물 처리설비
200: 배기수단 220: 배기팬
230: 배기덕트 240: 배기다기관
250: 균압관 300: 급기수단
320: 급기팬 330: 급기덕트
340: 급기디기관 350: 균압관
400: 구동수단 410: 모터
430: 구동축 450: 변속기
10: 누출방지부 50: 패킹
60: 누출확인관 70: 압력게이지

Claims (5)

1. 국소배기 대상설비(100)에 대한 환기를 처리하는 장치에 있어서:
   상기 국소배기 대상설비(100)의 배기후드에 배기덕트(230)로 연결되고, 배기덕트(230) 상에 배기팬(220)을 구비하는 배기수단(200);
   상기 국소배기 대상설비(100)의 급기후드에 급기덕트(330)로 연결되고, 급기덕트(330) 상에 급기팬(320)을 구비하는 급기수단(300); 및
   상기 급기팬(320)과 배기팬(220)을 동일한 구동축(430)에 연결하여 급기와 배기의 유동을 유발하는 구동수단(400)을 포함하는 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 급기수단(300)은 급기다기관(340)을 개재하여 다수의 급기팬(320)과 급기덕트(330)를 연결하고, 배기수단(200)은 배기다기관(240)을 개재하여 다수의 배기팬(220)과 배기덕트(230)를 연결하는 것을 특징으로 하는 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 급기다기관(340)과 배기다기관(240)은 유동 공기의 압력과 풍량을 일정하게 유지하도록 균압관(350)(250)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동수단(400)은 구동축(430) 상에서 급기팬(320)과 배기팬(220)의 사이에 회전속도의 차등적 변동을 허용하는 변속기(450)을 구비하는 것을 특징으로 하는 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 국소배기 대상설비(100)는 유해위험물질을 취급하는 플랜지(20), 밸브(30)를 포함하며, Pull, Push-Pull 또는 밀폐구조가 형성되도록 상기 플랜지(20)를 비롯한 배관이음부 상에 패킹(50)을 설치하며, 상기 유해위험물질의 누출을 확인하는 누출확인관(60), 압력게이지(70) 중 적어도 하나 이상을 탑재한 누출방지부(10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유해위험물질의 외부 누출을 방지하기 위한 국소영역 환기용 급배기 및 누출확인 장치.

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