[비즈월드] 스타크래프트 같은 게임에서나 보던 ‘건설로봇’이 실제 공사 현장에서 활약하고 있다. 건설로봇은 정교한 작업을 일관적으로 수행하는 능력을 갖춘 동시에, 위험한 작업을 대신하며 근로자들의 안전까지 책임지고 있다. 건설업계는 다양한 장점을 두루 갖춘 건설로봇 도입을 위해 기술개발과 특허 등록에 힘쓰고 있다. 비즈월드가 건설업계의 건설로봇 특허를 소개한다. [편집자 주]

아파트 같은 공동주택 외벽은 건물 미관과 보호를 위해 페인트로 도장한다. 건물 외벽 도장은 건물에 형성된 미세공극을 메우는 초벌 도장 후 특정 색의 페인트를 정벌 도장하는 두 작업으로 진행된다.

문제는 이런 도장 작업에서 페인트 분진이 주위로 비산해 공기를 오염시킨다는 점이다. 페인트 분진은 지독한 냄새와 함께 건강을 위협해 이를 줄일 수 있는 저감 기술이 필수다.

기존 저감 기술은 페인트 분진을 흡착·포집하는 장치가 없거나 흡착·포집하는 장치가 있더라도 페인트 분진의 점성 때문에 여과능력이 떨어진다는 한계가 있었다.

이런 가운데 현대엔지니어링(대표 홍현성)이 도장로봇(관련 기사 ▲[건설로봇 특허] 현대엔지니어링, 바람 불어도 착 붙어 페인트칠하는 ‘도장로봇’ 개발)에 부착해 페인트 분진을 흡수하고 깨끗한 공기를 배출하는 ‘도장로봇의 페인트 분진 저감장치’를 개발하고 특허를 취득했다.

10일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, 현대엔지니어링의 ‘건물 외벽 도장로봇의 페인트 분진 저감장치’는 지난 2021년 10월 출원(출원번호 제1020210135315호)돼 2022년 9월 특허(등록번호 제102443139호)로 등록됐다.

도장로봇은 아파트 외벽에 늘어진 줄을 타고 상하로 이동하며 벽체 측으로 페인트를 분사한다. 페인트 분진 저감장치는 도장로봇에 부착돼 작업 중 발생하는 페인트 분진을 4단계로 걸러내며 깨끗한 공기가 배출되도록 한다.

페인트 분진 저감장치의 핵심 요소는 두 가지다. 망상구조(그물 형상)의 회전형 필터로 페인트 분진을 최대한 흡착한다. 압착식으로 점성 있는 분진을 탈락·제거해 필터의 부하를 줄이며 저감 기능을 유지한다.

페인트 분진 저감장치는 ▲1차 롤링필터 ▲2차 메탈필터 ▲3차 헤파필터 ▲집진장치 등으로 구성된다.

1차 롤링필터는 도장로봇의 페인트 분사 영역에 설치된다. 구성 요소는 상·하부 롤러, 망상구조로 각 롤러에 감겨 회전하며 페인트 분진을 흡착하는 회전형 필터, 회전형 필터에 흡착된 페인트 분진을 압착·탈락시키는 크린롤 등이다. 페인트 분사 시 발생하는 분진을 1차적으로 흡착한다.

2차 메탈필터는 1차 롤링필터의 후방에 배치된다. 높은 다공율과 우수한 통기성, 정확한 여과효율을 갖는다. 1차 롤링필터를 통과한 페인트 분진을 2차적으로 포집한다.

3차 헤파필터는 2차 메탈필터의 후방에 배치된다. 2차 메탈필터에서 포집하지 못한 먼지를 포집한다. 0.3㎛의 입자에 대해 85~99.9% 이상의 포집능력을 갖는 필터를 사용하는 것이 바람직하다.

집진장치는 3차 헤파필터의 후방에 배치된다. 팬과 필터로 구성된다. 도장로봇의 페인트 분사 영역에 존재하는 분진이 1차 롤링필터, 2차 메탈필터, 3차 헤파필터를 향하도록 팬으로 흡입력을 생성한다. 또 3차 헤파필터를 통과한 공기 중의 먼지를 필터를 통해 최종 집진한다.

구동 방식은 다음과 같다. 도장로봇 작업 시 1차 롤링필터 측 회전형 필터가 1차적으로 페인트 분진을 걸러낸다. 회전형 필터를 빠져나간 분진 물질은 2차 메탈필터에 의해 여과된다. 2차 메탈필터을 통과한 분진 물질은 3차 헤파필터에 의해 여과된다. 3차 헤파필터를 통과한 오염 물질은 최종적으로 집진장치 측 에어필터에 의해 여과되고 도장로봇 함체 외부로 깨끗한 공기가 배출된다.

현대엔지니어링 관계자는 “어렵고 위험한 도장 작업을 빠르게 수행하는 도장로봇에 이어 페인트 분진을 저감하는 장치까지 개발해 모두 특허를 취득했다”며 “환경 오염 없는 페인트 도색을 실현하며 건강한 건설 환경을 조성해 나갈 것”이라고 말했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]