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1. 정의
- 1. “원심기 또는 원심분리기(centrifuge)”란 가속되기 쉬운 공정재료의 혼합물과 관련된 회전 가능한 챔버를 장착하고 있는 분리 장치 등을 말한다.
- 2. “드럼(drum)”이란 공정 재료를 붙잡고 있으며, 좌우 대칭 축의 둘레를 회전할 수 있도록 배열되어 있는 챔버를 말한다.
- 3. “후프(hoop)”란 추가적인 강도를 주는 드럼의 외부 표면을 고정시키는 링을 말한다.
- 4. “바스켓(basket)”이란 여과를 목적으로 사용되는 드럼을 말한다.
- 5. “보울(bowl)”이란 비 혼합성 액체 그리고 고체의 침전물 분리를 위해 사용되는 드럼을 말한다.
- 6. “로터(rotor)”란 회전하는 원심기의 결합된 부분, 구성하는 드럼과 그 부속품을 동반한 축을 말한다.
- 7. “케이싱(casing) 및 하우징(housing)”이란 드럼이 회전하는 것을 둘러싸는 것, 또는 드럼에서 공정재료를 특정한 경로로 통과시키는 것을 둘러싸는 것을 말한다.
- 8. “회전자 변속장치”란 기어상자의 피니언축을 본체와는 다른 회전수로 구동시키기 위해 기어상자에서 변속하여 외통과 컨베이어의 회전자를 변화시키는 장치를 말한다.
- 9. 원심기의 “주요 구조부”는 다음 각 목과 같다.
- 가. 보울 및 배출장치
- 나. 프레임(케이싱 또는 하우징 포함)
- 다. 방호장
- 라. 유공압계통
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2. 원심기의 종류
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- 데칸트형 원심기
- 필러형 원심기
- 콘타벡스형 원심기
- 디스크형 원심기
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- 회분식 원심기
- 연속식 원심기
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3. 규격 및 적용범위
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[안전검사대상 유해 · 위험기계 · 기구등의 규격 및 형식별 적용범위]
- 원심기
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액체․고체 사이에서의 분리 또는 이 물질들 중 최소 2개를 분리하기 위한 목적으로 쓰이는 동력에 의해 작동되는 산업용 원심기는 적용 다만, 다음 각 목의 어느 하나에 해당하는 원심기는 제외
- 가. 회전체의 회전운동에너지가 750J 이하인 것
- 나. 최고 원주속도가 300m/s를 초과하는 원심기
- 다. 원자력에너지 제품 공정에만 사용되는 원심기
- 라. 자동조작설비로 연속공정과정에 사용되는 원심기
- 마. 화학설비에 해당되는 원심기
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4. 안전검사 기준
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심기의 검사기준(안전검사 고시 제16조 관련)
- 제작일반
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- 가. 원심기는 작업자의 신체조건을 감안하여 사용이 용이하고 작업자의 안전이 확보될 수 있는 구조로 설계ㆍ제작될 것
- 나. 외관은 날카로운 모서리나 돌출부가 없어야하며 구조물이나 주요부품은 균열 또는 손상이 없을 것
- 원심기의 표면 및 내면
- 원심기의 표면 및 내면은 마모, 균열 또는 손상, 현저한 부식․변형 등이 없어야 하며 원활하게 작동될 것
- 작업용 발판
- 원심기의 전면에 작업용 발판을 설치하는 경우에는 근로자가 쉽게 미끄러지거나 넘어지지 않는 구조일 것
- 금속부분
- 각 부의 다듬질이 양호하고, 터짐, 녹, 흠, 비틀림 그 밖의 외관상 결함이 없을 것
- 도장
- 원심기 본체 등의 표면 및 도장상태는 매끈하고 흠, 녹, 기공, 핀홀, 박리 등의 보기 흉한 결점이 없을 것
- 원심기의 구조
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일상의 작업조건에서 구동중인 회전체와의 접촉위험으로부터 작업자를 보호할 수 있도록 다음 각 목과 같을 것
- 가. 케이싱의 모든 개구부는 회전체가 회전하고 있는 동안 회전체에 접근이 불가능할 것
- 나. 원심기 청소를 위해 개방되어야 하는 개구부 및 원심기의 바깥뚜껑이 열려 있는 경우에는 원심기가 시동되지 않도록 할 것
- 다. 전동기가 가동되는 동안에는 바깥 뚜껑이 열리지 않도록 설계된 경우 이의 작동상태가 유지되도록 할 것
- 회전차 변속장치
- 수평형 스크루 원심기의 경우 외통과 컨베이어 사이의 회전차를 임의로 조절하고자 하는 경우 회전차 변속 장치는 정상적으로 작동할 것
- 원심기의 베어링
- 전동기와 원심 분리기 회전체와의 연결 베어링부는 현저한 손상, 부식 또는 마모가 없어야 하며 베어링부의 온도는 적정할 것
- 원심기의 변속기어
- 수평형 스크루 원심기의 경우 외통과 컨베이어의 회전수 조절을 위한 변속 기어를 유지 관리할 것
- 원심기의 지지대
- 원심기는 설치 상황에 따라 적당한 지지대를 보조적으로 설치할 것
- 원심기의 진동 및 평형도
- 원심기 가동 시 진동 및 불균형으로 회전체와 고정부분이 접촉되지 않아야 하며, 진동과 불균형을 모니터링하고 조절할 수 있는 수단을 마련하여 정상적으로 작동될 것
- 소음
- 원심분리기의 소음기준은 방음 덮개에서 1미터 지점에서 측정하여 85데시벨(A) 이하일 것
- 케이싱․로터
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- 가. 케이싱․로터는 현저한 부식, 마모 또는 오염이 없을 것
- 나. 케이싱 두께는 최소 기준치 이상이며, 치수는 적정할 것
- 다. 케이싱․로터는 깨짐이 없을 것
- 실
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- 가. 메카니칼(mechanical) 실(seal)에서 누설이 없을 것
- 나. 그랜드 팩킹(grand packing)부의 누설 및 과열이 없을 것
- 회전체
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- 가. 회전축의 연결상태는 적합할 것
- 나. 회전속도는 기준치를 초과하지 않을 것
- 브레이크
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- 가. 마모량은 제작사가 정한 범위일 것
- 나. 균열 또는 심한 편마모가 없을 것
- 다. 브레이크 드럼 설치측과 외주부의 틈새는 적합할 것
- 시동방식
- 전동기의 용량에 따라 시동방식 및 과부하 보호장치 등의 사용이 적절할 것
- 원심기의 전동기
- 전동기는 이상음, 이상발열이 없고 정상적으로 작동할 것
- 자동제어반
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- 가. 원심기의 자동제어는 탈수시간, 모터 속도 또는 안전장치의 작동 상태의 유무 확인을 관리할 것
- 나. 자동 또는 수동 선택 스위치의 오동작을 예방하기 위한 key-type의 선택스위치는 정상적으로 작동할 것
- 전기회로
- 원심기 주전동기의 각종 전기회로는 정전 후 전기가 통하게 되는 때에는 기동장치를 재조작을 하지 않으면 주전동기가 가동하지 않을 것
- 조작용 전기회로의 전압
- 조작용 전기회로 전압은 교류 대지전압 150볼트 이하, 직류 300볼트 이하 일 것
- 접지상태
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- 가. 전동기, 제어반, 프레임 등은 접지하여 그 접지저항이 400볼트 이하인 경우에는 100옴 이하, 400볼트 초과인 경우에는 10옴 이하일 것
- 나. 접지선은 해당 전기기계․기구에 충분한 용량 및 전기적․기계적 강도를 가질 것
- 인입개폐기
- 인입개폐기는 해당 부하정격전류 용량 이상, 전동기 정격전류의 2.5배와 그 밖에 부하전류를 합한 값 이하일 것
- 원심기의 덮개 등 안전장치
- 분리액과 케이크를 배출하기 위한 덮개는 충분히 밀폐되거나 점검 시에는 개방할 수 있는 구조이고, 기능에 이상이 없어야하며 기계본체 성능에 적합할 것
- 과부하 안전장치
- 원심기의 운전 중에 과부하가 걸렸을 경우 감지 장치에 의해 구동 모터의 전원을 차단할 수 있도록 할 것
- 안전표지의 부착
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- 가. 원심기를 사용․점검․보수 및 청소 시 작업자에게 위험을 미칠 우려가 있는 부위에는 다음의 내용이 포함된 경고표지를 작업자가 보기 쉬운 곳에 부착할 것
- 1) 협착위험 경고표지
- 2) 화상위험 경고표지
- 3) 전기장치 부분에 감전위험 경고표지
- 4) 노즐부분에 용융수지 비래위험 경고표지
- 나. 이름판에는 다음의 사항이 포함되어 있을 것
- 1) 제조자 또는 공급자의 주소 또는 상호
- 2) 형식 및 모델명
- 3) 일련번호 및 기계 제작번호
- 4) 제조연월
- 5) 유․공압의 공급압력 및 작동압력
- 6) 회전체의 회전운동에너지 또는 최고회전속도
- 7) 사용전기의 정격
- 8) 열발생 호스․피팅․금형․노즐 등 고온부위에 대한 경고
- 가. 원심기를 사용․점검․보수 및 청소 시 작업자에게 위험을 미칠 우려가 있는 부위에는 다음의 내용이 포함된 경고표지를 작업자가 보기 쉬운 곳에 부착할 것
- 체결부
- 체결볼트 및 너트는 풀림, 파손이 없을 것
- 회전속도계 ․유면계 ․압력계 ․온도계 등
- 회전속도계․유면계․압력계․온도계 등은 손상․부식․파손 등이 없고 작동상태가 적정해야 하며, 지시바늘이 휘거나 떨림이 없을 것
- 작동시험
- 무부하 작동시험을 반복하면서 각 부분의 동작상태를 검사하며 다음 각 목과 같을 것
- 가. 동력전달부분 등의 작동상태가 원활할 것
- 나. 방호장치는 견고하게 부착되어 있고 기능이 확실할 것
- 다. 급유상태가 적정할 것
- 라. 공압계통에 이상이 없을 것
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5. 원심기 안전작업
- 핵심위험요인
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- · 외통문 개방상태에서 원단 투입 · 인출작업시 내통문에 신체 협착재해가 발생할 수 있다.
- · 정련작업 완료 후 외통문 개방시 정련기 내부 잔압과 열수에 의한 외통문의 충격 및 화상재해가 위험이 있다.
- · 외통문을 불완전하게 체결 후 작업도중 외통문 불시개방에 의한 충격 및 화상재해의 위험이 있다.
- 안전작업수칙
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- · 작업자는 일일 작업계획서를 확인한 후 식사 및 휴식시간과 작업종료 시간이 겹치지 않도록 시간계획을 조정한다.
- · 정련 및 인출작업 후 후면에 위치 한 인출구 외통문이 완전하게 체결되었는지를 확인하고 안전핀을 제 위치에 꽂는다. ①
- · 정련작업 중 또는 작업종료 후 온도계, 압력계② 및 수위계③를 확인하여 외통문 개방조건에 도달되었는지를 확인 후 개방한다.
- · 투입구 및 인출구 외통문 개방전에는 반드시 내통 회전방지 로크핀을 설치하여야 한다. ④
- · 수세 또는 투입 · 인출작업 도중 내통을 회전할 필요가 있을 때는 반드시 외통문을 닫고 회전한다.
- 안전작업방법
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- · 절수, 품명 등 작업지시내용을 확인한다.
- · 조제준비를 한다. (ㅏ성소다, 탈지제, 호발제, 과산화수소 등)
- · 주전원을 투입하고 내통을 회전시켜 스프라켓을 투입구에 로크핀을 완전하게 체결한 뒤 주전원을 끈다.
- · 투입구 외통문을 개방하여 내통문이 일치도어 있는지 확인 후 내통문을 개방한다.
- · 원단과 물, 조제된 약물을 투입하고 내통문을 완전히 체결한 뒤 외통문을 닫는다.
- · 외통문을 닫고 완전히 회전시킨 후 클램프레버를 충분히 당겨 고리에 건 다음 안전핀을 꽂는다. ⑤
- · 스프라켓을 고정하고 있는 로크핀을 해제한다.
- · 주전원을 투입하고 스팀 밸브를 개방하여 승온 및 승압한다. (80~130℃, 2~2.5kg/㎠)
- · 작업종료 벨 및 시간종료 후 중앙벤트(Vent)밸브를 서서히 조작하여 내부압력을 완전히 제거한다. (0kg/㎠)
- · 물을 배수한다. 수위계와 드레인 밸브를 확인하여 정상배수 및 수위가 하강하는지를 확인한다.
- · 냉수를 투입하고 수세작업을 진행한다.
- · 배수한다. (온수배수와 동일)
- · 내통을 회전시켜 스프라켓 배출구에 로크핀을 설치한다.
- · 다시한번 압력, 온도, 스팀 공급밸브, 중앙벤트(Vent)밸브를 확인한 후 외통문을 개방하여 원단을 인출한다.
- 1. 정련기
- 천연섬유에 내포되어 있는 불순물과 직물 제직 시각 공정에서 사용하는 유제 및 호제를 제거하여 염색공정의 침투성과 염색성을 향상시키는 호발 · 정련공정에서 사용하는 설비로서 온수, 수증기 및 정련제(계면활성제나 가성소다)가 들어있는 외통과 원단을 넣어 회전하는 내통으로 구성된다.
정련기(로터리 와샤)
- (1) 위험요인
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- ① 외통뚜껑의 개방 시 고온수 및 수증기에 의한 화상 위험
- ② 외통뚜껑과 내통문 사이에 신체 협착 위험
- (2) 안전장치
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- ① 전후면의 외통뚜껑 개방 시 내통이 회전하지 않도록 연동장치 설치
- ② 원단 투입 또는 배출시에 내통회전 방지용 로크핀을 체결
- ③ 내통의 온수온도가 60℃ 이상이거나 압력이 대기압이 아니거나 배수가 완전히 되지 않은 경우 외통뚜껑이 열리지 않도록 연동장치 설치
- (3) 재해예방대책
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- ① 정련기 작동 전 외통뚜껑 체결이 완전체결상태를 유지하도록 한다.
- ② 내부온도가 60℃이하, 수위는 배출구 하부 이하, 압력은 대기압에서 외통을 개방한다.
- ③ 외통뚜껑이 개방된 상태에서는 내통회전을 하지 않도록 한다.
- ④ 원단 투입 및 취출 작업을 위해 안전난간이 설치된 작업발판 및 계단을 사용하도록 한다.
- ⑤ 쾌적한 작업온도 조성을 위해서 적절히 온습도를 유지하고, 국소배기장치 및 전체 환기설비를 가동한다.
- ⑥ 정련기가 설치된 작업장 바닥과 작업발판(계단 포함) 청결하도록 유지하고 미끄럼방지 장화 등을 작업자가 착용토록 한다.
- ⑦ 원단 투입 및 취출을 위해 안전난간이 설치된 작업발판 및 계단을 사용하도록 한다.
- ⑧ 작동 중인 정련기에 작업자가 접근 금지하도록 한다.
- ⑨ 염색기에 정련제을 투입 시 정련제 접촉을 방지하게 위하여 적합한 보호구 및 보호의 등을 착용하도록 한다.
- ⑩ 정련기의 구동 모터 및 펌프의 동력전달부에 방호덮개를 설치하고 임의로 제거하지 않는다.
- (4) 안전작업 방법
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- ① 절수, 품명 등 작업지시내용을 확인한다.
- ② 조제준비를 한다. (가성소다, 탈지제, 호발제, 과산화수소 등)
- ③ 주전원을 투입하고 내통을 회전시켜 스프라켓의 투입구로 로크핀을 완전하게 체결한 뒤 주전원을 끈다.
- ④ 투입구 외통문을 개방하여 내통문이 일치되어 있는지 확인 후 내통문을 개방한다.
- ⑤ 원단과 물, 조제된 약물을 투입하고 내통문을 완전히 체결한 뒤 외통문을 닫는다.
- ⑥ 외통문을 닫고 완전히 회전시킨 후 클램프레버를 충분히 당겨 고리에 건 다음 안전핀을 꽂는다.
- ⑦ 스프라켓을 고정하고 있는 로크핀을 해제한다.
- ⑧ 주전원을 투입하고 스팀 밸브를 개방하여 승온 및 승압한다.
- ⑨ 작업 종료 벨 및 시간종류 후 중앙 벤트밸브를 서서히 조작하여 내부압력을 완전히 제거한다.
- ⑩ 물을 배수한다. 수위계와 드레인 밸브를 확인하여 정상배수 및 수위가 하강하는 지를 확인한다.
- ⑪ 냉수를 투입하고 수세작업을 진행한다.
- ⑫ 배수한다. (온수배수와 동일)
- ⑬ 내통을 회전시켜 스프라켓 배출구에 로크핀을 설치한다.
- ⑭ 다시 한번 압력, 온도, 스팀 공급밸브, 중앙벤트(Vent)밸브를 확인한 후 외통문을 개방하여 원단을 인출한다.
- 용도
- 염색된 원단에 남아있는 수분을 원심력을 이용하여 제거하는 설비
원단(생지) 입고 → 봉침(endless) → 축소 및 정련(Rotary washer) → 탈수 → 전처리(해포, 알카리처리, 수세) → 염색 → 스카챠(Scutcher) → 텐터(Tenter, comfit) → 검사/출고
- 작동원리
- 구동전동기와 V-Belt로 연결된 내통 축에 발생한 원심력을 이용하여 원단에 함유된 수분을 제거하는 원리
- 작업순서
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- · 외통 덮개를 열고 내통 내부에 원단을 균형 있게 집어넣는다.
- · 외통 덮개를 닫고 내통회전용 구동전동기를 가동시킨다.
- · 일정시간 가동 후 내통회전용 구동전동기를 정지시킨다.
- · 내통회전(550~1500rpm)이 정지되면 외통 덮개를 열고 내통 내부에 원단을 배출하여 다음 공정으로 이동한다.
- 주요 위험요인
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- · 끼임(협착) 위험
- - 가동 중 원단위치 수정작업 시 원단에 손이 말려들어갈 위험
- - 내통회전이 완전히 정지되지 않는 상태에서 원단을 끄집어내려다가 말려들어갈 위험
- - 동력전달용 V-Belt와 풀리 사이에 협착 위험
- · 호이스트를 이용한 원단이송 중 출동 · 낙하 위험
- · 덮개를 닫지 않은 상태로 내통을 회전시킴에 따른 내부 원단에 비래 위험
- · 원심탈수기의 누전 시 감전 위험
- · 작업발판 위에서 미끄러져 넘어질 위험
- · 반복적인 원단 취급 작업에 따른 근골격계질환 위험
- · 끼임(협착) 위험
- · 끼임(협착) 위험
- - 덮개 서리 및 덮개의 닫힘 상태를 검ㅊㄹ하는 장치와 구동전동기의 연동 설치
- - 원단위치 수정작업은 반드시 원심탈수기의 작동이 정지된 상태에서 실시
- - 원단의 배출작업은 반드시 탈수기가 정지된 상태에서 실시
- - 동력전달부에는 협착점이 노출되지 않도록 방호덮개 설치
- - 점검 · 수리작업 중 전원차단 철저
원심탈수기란?
안전대책
- · 충돌 위험 예방
- - 천장크레인의 훅 해지장치 사용 철저
- - 그물망의 줄걸이 부분 관리 철저
- · 넘어질 위험 예방
- - 작업발판 위의 물기 제거 철저
- - 작업발판을 미끄럼방지 기능이 있는 요철형 그레이팅으로 설치
- - 원단이 담긴 그물망에 불필요한 접근금지
- · 탈수기의 전원개폐기를 감전방지용 누전차단기로 설치(30㎃/0.03sec용)
- · 정기적인 휴식 및 스트레칭 실시
원심탈수기에서 작업 중 원단이 비래
- (1) 재해개요
- 원단 염색가공 공장 탈수작업장에서 작업자가 염색이 완료된 원단을 덮개가 없는 원심탈수기에 넣고 탈수 작업을 하던 중 원심탈수기의 회전 원심력에 의해 비래하는 원단에 맞아 사망한 재해임
- (2) 재해발생 원인
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- · 덮개 미설치
- - 내용물의 비래 및 작업자가 협착 되는 위험을 방지하기 위하여 덮개를 설치하여야 하나 덮개가 없는 상태로 작업 중 원단이 비래함
- · 작업방법 불량
- - 원단을 편심이 발생하지 않도록 넣어야 하나, 무리하게 원단을 집어넣어 상부에 위치해 있던 원단뭉치가 원심력에 의해 외부로 튀어나옴
- · 조작스위치 위치 부적합
- - 조작스위치를 탈수기 위에 매달기 형식으로 설치하여 이를 조작하던 작업자가 비래 하는 원단에 맞음
- · 덮개 미설치
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- 재해 예방대책
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- · 덮개 설치 및 구동전동기와 연동실시
- - 충분한 강도의 재료로 만든 덮개를 설치하고 덮개가 완전히 닫히지 않은 상태에서는 원심탈수기가 구동되지 않도록 구동전동기와 연동하여야 함
- · 작업수칙 준수
- - 원심탈수기 내부에 투입하여 운전할 수 있는 수량, 투입방법을 규정하고 이를 준수토록 교육을 실시하고, 관리감독을 철저히 하여야 함
- · 조직스위치의 위치 변경
- - 내용물의 비래 및 작업자의 협착 위험을 예방하기 위하여 탈수기에서 일정거리 이상 떨어진 위치에 설치하는 것이 바람직함
- · 안전검사 철저
- 원심탈수기는 안전검사를 실시하여 방호장치의 기능을 유지하도록 하여야 함
- · 덮개 설치 및 구동전동기와 연동실시
- (4) 원심탈수기 안전대책
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- · 속도감지센서와 연동한 덮개 자동 개폐장치 설치
- ① 위험요인
- - 원심탈수기의 덮개 및 덮개 연동장치를 미설치 상태에서 탈수작업을 함으로서 원단 비래재해 발생 위험
- - 탈수기의 덮개가 부착되어 사용하는 경우에도 대부분 내통의 회전과 덮개의 연동장치가 이루어지지 않아 원심탈수 작업 시 협착 · 비래 재해 위험 상존
- ② 안전대책
- - 속도감지센서를 이용한 덮개 자동개폐장치는 덮개에 공압실린더를 부착하여 공압으로 덮개개폐가 가능하도록 한후 기존 사용하고 있는 모터에 속도감지센서를 부착하여 속도감지센서와 덮개의 공압연동회로를 구성하여 모터의 속도값 = 0 (내통정지)인 경우만 덮개가 자동 개방되도록 설계
속도감지센서
- ① 위험요인
- · 속도감지센서와 연동한 덮개 자동 개폐장치 설치
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6. 관계법령
- 1. 안전인증ㆍ안전검사 : 리플릿 참조
- 2. 산업안전보건에 관한 규칙
- 제87조(원동기 · 회전축 등의 위험 방지)
- ⑦ 사업주는 원심기(원심력을 이용하여 물질을 분리하거나 추출하는 일련의 작업을 하는 기기를 말한다. 이하 같다.)에는 덮개를 설치하여아 한다.
- 제111조(운전의 정지)
- 사업주는 원심기 또는 분쇄기등으로부터 내용물을 꺼내거나 원심기 또는 분쇄기등의 정비 · 청소 · 수리 또는 그 밖의 이와 유사한 작업을 하여야 하는 경우로서 안전한 보조기구를 사용하거나 위함한 부위에 필요한 방호 조치를 한 경우에는 그러하지 아니하다.
- 제112조(최고사용회전수의 초과 사용 금지)
- 사업주는 원심기의 최고사용회전수를 초과하여 사용해서는 아니 된다.
- 제129조(정련기에 의한 위험 방지)
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- ① 정련기(精練機)를 이요한 작업에 관하여는 제111조를 준용한다. 이 경우 제111조 중 원심기를 정련기로 본다.
- ② 사업주는 정련기의 배출구 뚜껑 등을 여는 경우에 내통(內筒)의 회전이 정지되었는지와 내부의 압력과 온도가 근로자를 위함하게 할 우려가 없는지를 미리 확인하여야 한다.