KR100328041B1 - 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치 및 그방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철설비나 시멘트 제조설비 등에 갖추어져 대용량으로 먼지를 집진하도록 된 먼지집진기(Dust Catcher)의 먼지레벨을 측정하도록 된 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서,

집진기 내부에 강선으로 지지된 무게추가 상하이동하고; 상기 강선은 집진기 외측에서 전동모터에 연결된 드럼 표면에 감겨지며; 상기 강선에 접촉하여 그 접촉력에 의해 회전하도록 풀리를 장착하고; 상기 풀리의 회전축에 그 회전축의 회전량과 변형량을 검출하도록 된 회전변위차계와 스트레인게이지를 장착하며; 상기 회전변위차계와 스트레인게이지는 제어부에 데이터를 전송하고; 상기 제어부는 전송된 데이터를 사전에 기억된 정보에 의하여 강선의 풀림량 및 장력으로 변환시켜 출력하고, 이러한 출력값에 의하여 상기 전동모터의 구동을 제어함을 특징으로 하여,

내부의 환경이 고온으로 유지되고 압력이 매우 높게 형성되는 경우에도 이러한 고온 및 고압의 영향을 받지 않으면서, 내부의 먼지레벨을 정확하게 측정할 수 있고, 또한 집진기의 기존 설비를 크게 변경시키지 않은 상태로 장착할 수 있는 우수한 효과를 가진다.

Description

풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치 및 그 방법

본 발명은 제철설비나 시멘트 제조설비 등에 갖추어져 대용량으로 먼지를 집진하도록 된 먼지집진기(Dust Catcher)의 먼지레벨을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제철설비나 시멘트 제조설비 등에 갖추어져 대용량으로 먼지를 집진하도록 된 먼지집진기처럼 내부의 환경이 고온으로 유지되고 압력이 매우 높게 형성되는 경우에도 이러한 고온 및 고압의 영향을 받지 않으면서, 내부의 먼지레벨을 정확하게 측정할 수 있고, 또한 집진기의 기존 설비를 크게 변경시키지 않은 상태로 장착할 수 있도록 된 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 제철설비나 시멘트 제조설비 등에 갖추어져 그 설비로부터 발생되어지는 다량의 먼지를 집진하고 이렇게 집진된 먼지가 적정한 레벨에 있게 되는 경우 그를 외부로 배출하여 별도의 처리단계를 거칠 수 있도록 된 먼지집진기에 있어서는, 밀폐된 공간내에서 먼지 레벨의 높이와 량을 정확하게 측정하고 그 결과에 의하여 먼지의 배출시점을 파악하는 것이 가장 중요한 요소이며, 이러한 먼지배출이 원할하게 이루어져야만 집진기의 효율성을 향상시키고 제품 생산이 안정적으로 이루어질 수 있는 것이다. 특히, 제철설비의 고로에 갖추어지는 집진기 내부의 먼지레벨을 측정하는 작업은 집진기의 적절한 배출 시점을 파악하여 집진기내의 과도한 먼지누적을 방지함에 의하여 집진기의 1,2차 집진관 밸브의 막힘을 사전에 예방하고, 또한 집진기의 과도한 먼지배출에 기인하여 고로내의 유독성 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하게 된다.

이러한 밀폐된 공간내의 먼지레벨을 측정하기 위한 방법은 밀폐된 공간을 형성하는 집진기의 구조와 내부압력, 온도, 먼지의 성분, 먼지입도, 집진기 구조물의 성격 등에 따라 다양하게 채택되고 있으며, 도 1에 도시된 바와같이 열전쌍을 이용한 먼지레벨 측정방법이 가장 일반적으로 사용되어지는 종래의 방법이다.

상기 열전쌍을 이용한 종래의 먼지레벨측정방법은, 온도측정장치인 열전쌍(5)(Thermo Couple)을 집진기(1) 외부 표면에 일정간격으로 장착하고 그 표면온도를 측정하여 측정된 온도에 따라서 먼지의 레벨을 검출하는 방식이다. 이러한 검출 원리는 집진기(1)의 외부표면온도가 내부에 먼지가 쌓여있는 정도에 따라 그 값이 다르게 나타남에 기인한 것으로써, 500℃ 이상으로 고온상태인 집진기 내부의 열이 외부로 전달되어 외부표면의 온도를 상승시키게 되고, 이때 먼지가 쌓여있는 부분의 집진기 외표면 온도는 먼지가 열전도를 차단함에 의하여 다른 부분, 즉 먼지가 쌓여있지 않은 부분의 온도보다 낮게 형성되며, 따라서 집진기 외표면의 적정한 다수개소에 설치되어지는 열전쌍(5)에 의해 측정된 온도를 온도분포 해석방법에 의하여 해석하면 먼지가 쌓여 있는 부분과 쌓여 있지 않은 부분의 경계를 파악하게 된다.

이 종래의 열전쌍을 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법은 집진기 외표면의 온도를 측정하기 위한 열전쌍의 설치등이 간단하게 구성될 수 있는 장점이 있는 반면에, 정확한 온도 분포 해석 즉, 집진기(1) 내부의 정확한 레벨 검출을 위해서는 많은 수량의 열전쌍(5)을 집진기(1)의 외부에 설치하여 그로부터 집진기 외표면의 온도데이터를 측정하여야 하고, 이 열전쌍으로부터 얻어지는 데이터의 신뢰성 향상을 위하여 주기적으로 열전쌍(5)의 교환과 정비가 이루어지는 것이 필요하다. 또한, 집진기(1) 외부의 온도조건, 즉 계절(외부온도가 많이 올라가는 여름과, 온도가 영하로 내려가는 겨울)과 날씨(바람, 비, 눈) 등의 조건에 따라 온도분포의 해석을 위한 모델이 능동적으로 변해야만 하는 어려움이 있다.

그리고, 상기와는 다른 종래의 먼지레벨 측정방법으로는 일본 특개평 5-202364호에 기재된 바와 같이, 집진기를 지지하고 있는 기둥이나 지지대에 로드셀(Load Cell)을 설치하여 집진기에 쌓이는 먼지의 무게가 바로 로드셀에 전달되도록 하여 로드셀의 하중값과 집진기의 내부 밀폐공간에 쌓여진 먼지레벨과의 상관관계를 분석함으로써 집진기 내부의 먼지레벨을 측정하는 방식이다.

이 로드셀을 이용한 종래의 먼지레벨 측정방법의 장점은 일단 로드셀을 설치하고 나면 유지보수가 거의 필요없고, 정확한 데이터 획득이 가능하다는 점이다. 그런데, 집진기 설비를 신축하는 경우에는 로드셀을 설치하는 작업이 비교적 용이하게 이루어질 수 있으나, 기존의 설비에 로드셀을 설치하기 위하여는 집진기를 지지하고 있는 지지대를 잘라내고 그 부분에 로드셀을 설치한 후 다시 미리 설정된 강도를 가질 수 있도록 지지대를 보강해야 하는 어려움이 있기 때문에 실질적으로는 현실성이 없는 측정방법이다.

그리고, 또다른 종래의 먼지레벨 측정방법으로는 초음파센서나 레이더센서를 이용하는 것으로, 이는 집진기 상부에 초음파센서 또는 레이더센서를 설치하여 집진기 내측의 하부에 쌓여 있는 먼지를 향하여 초음파나 레이더를 발생시켜 돌아오는 것을 감지하여 먼지레벨을 감지하는 것이다.

이러한 방법은 설치가 간단하고 높은 신뢰성을 얻을 수 있어 정유설비 등에 매우 효과적으로 사용될 수 있는 장점이 있는 반면에, 제철설비의 고로와 같이 고온, 고압의 환경에는 적용되어지기 곤란하다는 것이다. 즉, 대개 고로의 집진기 내부온도는 대략 500℃ 이상의 고온이고 압력도 역시 대기압의 3배 정도 이상인 고압으로 이루어지는 반면, 최근까지 산업설비에 이용되고 있는 초음파센서나 레이더센서는 200℃ 이하의 온도조건이고 대기압의 2배정도 이하인 압력조건인 경우에 정상적으로 동작하는 것이어서 고로와 같은 고온, 고압의 조건에서는 사용할 수 없는 것이다.

그리고, 또다른 종래의 먼지레벨 측정방법으로는 정전용량방식이나 X-레이(X-Ray)를 사용하는 방식등이 알려져 있으나, 이러한 방법들로 역시 고로 등의 집진기에 이용하기에는 온도, 압력, 집진기내부의 대류현상 등의 제약조건을 극복할 수 없는 단점을 가지는 것이다.

이에 따라 본 발명자등은 상기한 종래방법의 문제점을 개선하기 위하여 연구와 실험을 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제시하게 된 것으로서, 제철설비나 시멘트 제조설비 등에 갖추어져 대용량으로 먼지를 집진하도록 된 먼지집진기처럼 내부의 환경이 고온으로 유지되고 압력이 매우 높게 형성되는 경우에도 이러한 고온 및 고압의 영향을 받지 않으면서, 내부의 먼지레벨을 정확하게 측정할 수 있고, 또한 집진기의 기존 설비를 크게 변경시키지 않은 상태로 장착할 수 있도록 된 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치 및 이러한 먼지레벨 측정장치를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래방법에 의한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법을 보이는 구성도;

도 2는 본 발명에 따른 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치를 집진기에 장착한 상태를 전체적으로 도시한 구성도;

도 3은 본 발명에 따른 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치를 전체적으로 도시한 구성도;

도 4는 본 발명의 먼지레벨 측정장치에 갖추어진 레벨검출부와 그를 집진기에 연결하는 장착부를 상세하게 도시한 구성도;

도 5는 본 발명의 먼지레벨 측정장치에 갖추어진 레벨검출부를 상세하게 도시한 평면도;

도 6은 도 5에 보이는 스트레인게이지에 의한 강선장력측정구성을 보다 상세하게 도시한 구성도;

도 7은 본 발명의 레벨검출부에 대한 변형예를 상세하게 도시한 평면도;

도 8은 도 7에 도시된 레벨검출부의 풀리들의 연결구성을 도시한 상세도;

도 9은 도 7에 도시된 레벨검출부를 도시한 정면도;

도 10은 본 발명의 먼지레벨 측정장치에 갖추어진 먼지떨이부를 상세하게 도시한 단면도;이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 ... 집진기 3 ... 플랜지형 연결부

4,4' ... 먼지레벨검출부 6 ... 먼지떨이부

8 ... 무게추 9 ... 제어부

12 ... 연결부재 14 ... 강선

16 ... 전선 410 ... 하우징

412 ... 전동모터 414 ... 드럼

416 ... 베어링블록 421,422,423 ... 풀리

424 ... 회전변위차계 425 ... 스트레인게이지

431,432,433 ... 기어 436 ... 풀리이송대

438 ... 너트부재 440 ... 회전변위차계

442 ... 볼부쉬 444 ... 안내축

446 ... 선형변위차계 448 ... 스프링

602 ... 하우징 606 ... 안내로울러

610 ... 분할벽 612 ... 구슬

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 집진기(Dust Catcher)내의 먼지레벨을 측정하는 장치에 있어서, 전동모터와, 상기 전동모터에 연결되어 회전가능한 드럼과, 상기 드럼에 감겨지는 강선의 이동경로를 제공하도록 회전가능하게 장착된 다수개의 풀리와, 상기 풀리의 적어도 하나에 연결되어 그 풀리의 회전변위를 측정하도록 된 강선풀림량 측정수단과, 상기 풀리의 적어도 하나의 회전축에 장착되어 그 회전축의 변형량을 측정하도록 된 강선장력 측정수단과, 상기 요소들을 수용하는 하우징을 갖추어 집진기의 외측에 고정된 먼지레벨검출부; 상기 먼지레벨검출부의 강선 출구측에 일단부가 고정되고, 타단부는 집진기의 내측 중앙부까지 연장되며, 내부에 강선을 보호할 수 있도록 수용하는 파이프형 연결부재; 상기 연결부재의 내측 단부측에 회전가능하도록 장착되어 강선의 경로를 수직한 하부측으로 안내하도록 된 안내로울러; 상기 강선의 선단에 장착되어 집진기의 내부에서 승하강하는 무게추; 및, 상기 강선풀림량 측정수단과 강선장력 측정수단으로부터 전압신호를 제공받으며, 상기 제공된 전압신호를 사전에 기억된 정보에 의하여 강선의 풀림량 및 장력으로 변환시켜 출력하고, 이러한 출력값에 의하여 상기 전동모터의 구동을 제어하도록 된 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치를 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은 집진기(Dust Catcher)내의 먼지레벨을 측정하는 장치에 있어서, 전동모터와, 상기 전동모터에 연결되어 회전가능한 드럼과, 상기 드럼에 감겨지는 강선의 이동경로를 제공하도록 회전가능하게 장착된 다수개의 풀리와, 상기 풀리의 적어도 하나는 스프링에 의하여 상하방향의 탄성력을 제공받는 상태로 상하이동할 수 있도록 장착되고 상기 풀리의 상하이동을 감지하도록 된 강선장력 측정수단과, 상기 드럼의 회전축에 고정된 기어에 맞물리도록 된 종동측 기어의 회전축에 연결되어 회전변위를 측정하도록 된 강선풀림량 측정수단과, 상기 요소들을 수용하는 하우징을 갖추어 집진기의 외측에 고정된 먼지레벨검출부; 상기 먼지레벨검출부의 강선 출구측에 일단부가 고정되고, 타단부는 집진기의 내측 중앙부까지 연장되며, 내부에 강선을 보호할 수 있도록 수용하는 파이프형 연결부재; 상기 연결부재의 내측 단부측에 회전가능하도록 장착되어 강선의 경로를 수직한 하부측으로 안내하도록 된 안내로울러; 상기 강선의 선단에 장착되어 집진기의 내부에서 승하강하는 무게추; 및, 상기 강선풀림량 측정수단과 강선장력 측정수단으로부터 전압신호를 제공받으며, 상기 제공된 전압신호를 사전에 기억된 정보에 의하여 강선의 풀림량 및 장력으로 변환시켜 출력하고, 이러한 출력값에 의하여 상기 전동모터의 구동을 제어하도록 된 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치를 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은 집진기 내부에 강선으로 지지된 무게추가 상하이동하고; 상기 강선은 집진기 외측에서 전동모터에 연결된 드럼 표면에 감겨지며; 상기 강선에 접촉하여 그 접촉력에 의해 회전하도록 풀리를 장착하고; 상기 풀리의 회전축에 그 회전축의 회전량과 변형량을 검출하도록 된 회전변위차계와 스트레인게이지를 장착하며; 상기 회전변위차계와 스트레인게이지는 제어부에 데이터를 전송하고; 상기 제어부는 전송된 데이터를 사전에 기억된 정보에 의하여 강선의 풀림량 및 장력으로 변환시켜 출력하고, 이러한 출력값에 의하여 상기 전동모터의 구동을 제어함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법을 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은 집진기 내부에 강선으로 지지된 무게추가 상하이동하고; 상기 강선은 집진기 외측에서 전동모터에 연결된 드럼 표면에 감겨지며; 상기 강선의 경로에 수직하게 이동가능하도록 된 풀리가 스프링에 의하여 강선측으로 탄성력을 받아 그 강선과의 접촉력에 의해 회전하며; 상기 풀리의 이동변위를 검출하도록 된 선형변위차계와, 상기 드럼에 기어를 매개로 동기하여 회전하도록 된 회전변위차계를 각각 설치하고; 상기 회전변위차계와 스트레인게이지는 제어부에 데이터를 전송하며; 상기 제어부는 전송된 데이터를 사전에 기억된 정보에 의하여 강선의 풀림량 및 장력으로 변환시켜 출력하고, 이러한 출력값에 의하여 상기 전동모터의 구동을 제어함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법을 마련함에 의한다.

이하, 본 발명에 따른 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치를 집진기에 장착한 상태를 전체적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치를 전체적으로 도시한 구성도로서, 본 발명의 먼지레벨 측정장치(100)는 집진기(1)의 상부에 대략의 방사상으로 관통하도록 구멍을 형성하고 그 구멍주위에 외측으로 플랜지형 연결부를 형성하는 간단한 준비단계에 의하여 집진기(1)에 비교적 용이하게 장착될 수 있다.

이러한 장착구조는 도 4에 보다 상세하게 도시한 바와같이, 집진기(1)의 상부 일측에 내외부를 연결하도록 관통되는 적정크기의 장치장착구멍(2)을 대략의 방사상으로 형성하고, 상기 장치장착구멍(2)은 외부측으로 일정길이 연장형성되어 그 단부에 플랜지형 연결부(3)를 갖추며, 상기 플랜지형 연결부(3)에는 본 발명을 이루는 구성요소의 하나인 먼지레벨검출부(4)의 일측에 형성되는 플랜지형 연결부가 보울트부재 등에 의하여 고정되고, 상기 먼지레벨검출부(4)의 플랜지형 연결부는 먼지레벨검출부(4)에 일체로 고정되어 중앙부에 길이방향으로 관통구멍(405)을 형성한 파이프부재(404)의 일측 단부에 형성됨으로써 서로의 플랜지형 연결부가 연결되는 경우 집진기(1)의 장치장착구멍(2)이 이루는 중심선과 먼지레벨검출부(4)의 관통구멍(405)이 이루는 중심선이 대략 일치하게 된다. 물론, 상기 집진기(1)의 플랜지형 연결부(3)와 먼지레벨검출부(4)의 플랜지형 연결부는 서로 직접 연결될수도 있고, 도면에 나타낸바와같이 양측 단부에 플랜지형 연결부를 형성하고 중앙부에 길이방향으로 관통구멍(501)을 형성한 별도의 연결부재(5)를 매개로 보울트부재 등에 의하여 서로 연결될 수도 있다.

상기 구조에 의하여 집진기(1)에 장착되는 본 발명의 먼지레벨 측정장치(100)는 도 3에 도시한 바와같이, 집진기(1)의 일측 상부에 고정되는 상기 먼지레벨검출부(4)와, 상기 먼지레벨검출부(4)의 파이프부재(404)에 다수개의 파이프형 연결부재(12)를 매개로 연결되어 고정되며 집진기(1)의 내측 중앙부에 위치하도록 된 먼지떨이부(6)와, 상기 먼지레벨검출부(4)에 의하여 내부 먼지떨이부와 연결되도록 장착된 연결부재(12)와 먼지떨이부(6)를 통과하도록 된 강선(14)의 집진기(1)측 단부에 고정됨으로써 먼지떨이부(6)의 하부측에서 상하이동하도록 된 적정한 중량을 가지는 무게추(8)와, 상기 먼지레벨검출부(4)에 전선(16)을 매개로 연결됨으로써 먼지레벨검출부(4)로부터 정보를 입력받고 미리 입력된 프로그램에 의하여 계산된 정보를 모니터 등을 통하여 출력하며 또한 먼지레벨검출부(4)를 제어할 수 있도록 된 제어부(9)로 이루어진다.

상기 먼지레벨검출부(4)는 도 5에 보다 상세하게 도시한 바와같이, 밀폐된 중공의 하우징(410)을 갖추고, 상기 하우징(410)의 내부공간에는 제어부(9)에 전선(16)을 매개로 전기적으로 연결되어 그로부터 전원을 공급받아 구동하도록 된 전동모터(412)를 갖추며, 상기 전동모터(412)의 회전축에 원통형의 드럼(414)이 커플링(415)을 매개로 연결되고, 상기 드럼(414)의 회전축은 하우징(410)에 갖추어지는 베어링블록(416)에 의하여 회전가능하도록 지지됨으로써 그 회전동작이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다. 그리고, 상기 드럼(414)의 일측에는 드럼(414)에 감긴 강선(14)을 집진기(1)측으로 안내하도록 된 다수개의 풀리(421)(422)(423)를 갖추고, 이들 풀리(421)(422)(423)의 각각의 회전축은 하우징(410)에 갖추어지는 베어링블록(416)에 의하여 회전가능하도록 지지됨으로써 그 회전동작이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.

그리고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3풀리(421)(422)(423)에 의하여 강선(14)을 안내하는 구조는 그 강선(14)의 이동경로가 직선보다는 드럼(414)과 풀리(421)(422)(423)에 의하여 지그재그형으로 형성될 수 있도록 설정함으로써 강선(14)과 풀리(421)(422)(423)사이의 상대적인 미끄럼이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직한바, 이는 도 4에 도시한 바와같이 강선(14)이 드럼(414)의 상부측으로부터 풀려지거나 감겨지게 되는 경우 드럼(414)에 가장 가까이 위치하는 제 1풀리(421)는 강선(14)의 상부측에 위치하여 그 강선(14)의 경로가 하부측으로 굴곡되도록 하고, 계속하여 위치하는 제 2풀리(422)는 강선(14)의 하부측에 위치하여 그 강선(14)의 경로가 상부측으로 굴곡되도록 하며, 계속하여 위치하는 제 3풀리(423)는 강선(14)의 상부측에 위치하여 그 강선(14)의 경로가 하부측으로 굴곡되도록 하는 것이다. 물론, 상기 제 3풀리(423)를 통과한 강선(14)의 이동경로는 파이프부재(404)의 관통구멍(405)과 연결부재(5)의 관통구멍(501)을 통하여 집진기(1)의 장치장착구멍(2)측으로 형성되는 직선으로 이루어지도록 하고, 이러한 직선경로에서는 강선(14)이 주변의 구성요소들과 접촉되지 않도록 하는 것이 보다 정확한 먼지레벨측정면에서 바람직하다.

그리고, 상기 먼지레벨검출부(4)에는 도 5에 도시한 바와같이 강선(14)의 풀림량과 그 강선(14)에 걸리는 장력을 각각 측정할 수 있도록 된 강선풀림량 측정수단과 강선장력 측정수단을 갖추는바, 상기 강선풀림량 측정수단은 제 2풀리(422)의 회전축(422a)에 연결되어 그 회전축(422a)의 회전에 의하여 펄스(Pulse)를 발생시켜 그 펄스에 의해 제 2풀리(422)의 회전량을 측정하는 엔코더(Encorder)로 된 회전변위차계(424)로 이루어질 수 있고, 상기 강선장력 측정수단은 제 2풀리(422)의 회전축(422a)에 장착되어 그 회전축(422a)의 굽힘변형량을 측정하는 스트레인게이지(425)로 이루어질 수 있다.

여기에서 상기 회전변위차계(424)는 제 2풀리(422)의 회전축(422a)이 회전하는 량을 측정하여 그 정보를 제어부(9)에 전송하게 되면 상기 제어부(9)에서는 입력된 상기 제 2풀리(422)의 회전축(422a)의 회전량과 미리 입력된 제 2풀리(422)의 외경값을 기준으로 통상적인 방법에 의해 강선(14)의 풀림량를 계산할 수 있는 것이다.

또한, 스트레인게이지(425)에 의한 강선장력 측정구조는 도 6에 도시한 바와같이, 회전축(422a)에 갖추어지는 회전자(422b)와, 상기 회전자(422b)의 외주연으로 일정간격 떨어져 하우징(410)에 고정된 고정자(422c)와, 상기 회전자(422b)에 고정설치되는 스트레인게이지(425)에 의하여 회전축(422a)의 변형량을 측정하는 측정부(422d)와(여기에서 상기 스트레인게이지는 회전축의 정역방향을 감지하기 위하여 각각 4개씩 이루어진 센서(425a)(425b)를 갖춘다), 상기 회전자(422b)에 장착되어 측정부(422d)로부터의 변형량 측정신호를 증폭해서 고주파신호로 변환하는 고주파송신기(422e)와, 상기 회전자(422b)에 장착되어 상기 측정부(422d)로부터의 고주파신호를 무선송출하는 송신안테나(422f)와, 상기 고정자(422c)에 장착되어 무선송출된 신호를 포착하는 수신안테나(422g)를 갖추며, 상기 수신안테나(422g)로부터의 수신신호를 증폭 및 필터링하고 이를 다시 주파수다운 및 전압신호로 변환시킨 후 아날로그신호로 변환시켜 제어부(9)로 제공하는 고주파수신기(422h)를 갖춤으로써, 사전에 회전축(422a)의 변형량과 강선에 가해지는 장력에 관한 정보를 기억하고 있는 제어부(9)는 상기 고주파수신기(422h)로부터의 전압신호를 제공받아 A/D변환시킨 후 강선에 가해지는 장력으로 환산하여 저장시킴과 동시에 이 환산된 강선장력정보를 화면으로 출력시키게 되는 것이다.

즉, 제어부가 사전에 설정된 동작모드에 따라서 전동모터(412)를 동작시키기 위한 제어신호를 발신하여 전동모터(412)의 회전동작이 이루어지도록 한다. 이에 의하여 전동모터(412)에 연결된 드럼(414)이 회전하게 되고, 이에 의하여 강선(414)은 드럼(414)의 외표면으로부터 풀리거나 감겨질 수 있게 된다. 상기와 같이 드럼(414)에 감겨 있던 강선(14)이 서서히 풀려지게 되면, 풀려진 강선은 무게추(8)의 무게에 의하여 일정한 장력을 유지하면서 집진기(1) 하부로 강하한다. 이때 풀리(421)(422)(423)들은 회전하게 되고, 특히 제 2풀리(422)는 그 회전상태가 강선풀림량 측정수단인 회전변위차계(424)에 의하여 측정되어지며, 이 데이터는 제어부(9)를 통하여 외부출력장치인 디지털 표시기에 나타난다. 그리고, 상기 제 2풀리(422)는 무게추(8)가 정상적으로 강하하는 동안에는 강선(14)에 가해지는 일정한 힘에 의하여 그 회전축(422a)이 일정한 정도로 굽힘력 등을 받고 있다가, 무게추(8)가 먼지의 상부에 닿으면 그 무게추(8)를 지지하고 있던 강선(14)에는 장력이 변화하고 따라서 제 2풀리(422)의 회전축(422a)에 가해지는 힘이 변화하며 이러한 작용에 의하여 회전축(422a)의 굽힘변형량등이 변화함으로써 회전축(422a)에 장착되어 있던 강선장력 측정수단인 스트레인 게이지(425)가 이를 측정하고 그러한 정보를 제어부(8)에 전송함으로써 제어부(8)는 강선(14)의 장력변화를 알 수 있게 되는 것이다.

도 7 내지 도 8은 변형된 먼지레벨검출부(4')를 도시한 구성도로서, 이는 중공으로 이루어진 하우징(410)의 내부공간에 제어부(9)에 전선(16)을 매개로 전기적으로 연결되어 그로부터 전원을 공급받아 구동하도록 된 전동모터(412)와, 상기 전동모터(412)의 회전축에 연결된 원통형의 드럼(414)과, 상기 드럼(414)의 일측에 드럼(414)에 감긴 강선(14)을 집진기(1)측으로 안내하도록 된 다수개의 풀리(421)(422)(423)를 갖추는 대략의 구성은 도 5에 도시한 구성과 유사하다. 본 변형예의 먼지레벨검출부(4')에 갖춰진 전동모터(412)는 하우징(410)의 외부에 장착되고, 이러한 전동모터(412)에 커플링(415)을 매개로 연결되는 원통형 드럼(414)은 하우징(410)의 내부에 장착되는 베어링블록(416)에 의하여 그 회전이 원할하게 이루어질 수 있도록 구성되며, 상기 드럼(414)에 동기하여 회전되는 다수개의 기어(431)(432)(432)열을 갖추고, 또한 상기 드럼(414)의 일측에서 그 드럼(414)에 감긴 강선(14)을 안내하도록 된 다수개의 풀리(421)(422)(423)가 장착된 풀리이송대(436)를 갖는다.

상기 1번 기어(431)는 도 9에 도시된 바와같이 전동모터(412)의 회전축에 직접 연결되어 드럼(414)의 회전과 동시에 회전되고, 상기 1번 기어(431)에 맞물리는 2번 기어(432)는 인접한 3번 기어(433)로 동력을 전달하는 구성을 가진다. 물론, 이러한 기어(431)(432)(433)들도 하우징(410)에 갖추어진 베어링블록(416)에 회전가능하도록 지지됨으로서 그 회전동작이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.

그리고, 상기 2번 기어(432)의 회전축(432a)에 강선의 풀림량을 검출할 수 있도록 된 강선풀림량 측정수단이 갖추어지는바, 상기 2번 기어(432)의 회전축(432a)에 동축으로 연결되어 2번 기어(432)의 회전에 비례하는 회전변위를 검출하는 회전변위차계(440)가 그것이다. 물론, 상기 회전변위차계(440)는 상기한 바와같인 엔코더로 이루어져 2번 기어(432)의 회전변위를 측정할 수 있고, 따라서 제어부(9)에서는 이러한 정보를 미리 입력된 2번 기어(432)의 회전변위와 강선의 풀림량에 대한 관계에 의하여 강선의 풀림량으로 변환시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 3번 기어(433)의 회전축(433a)에는 일정길이에 나사산(433b)을 형성하고, 이러한 3번 기어(433)의 나사산(433b) 형성부에 상기 풀리이송대(436)의 일측에 일체로 고정된 너트부재(438)가 나사결합으로 체결됨으로써 회전축(433a)의 회전시 풀리이송대(436)가 회전축(433a)을 따라 길이방향으로 이동할 수 있도록 하며, 상기 회전축(433a)과 동일한 길이방향을 가지도록 하우징(410)에 갖추어진 안내축(444)에는 풀리이송대(436)의 하부면에 갖추어진 볼부쉬(Ball Bush)(442)가 장착됨으로써 풀리이송대(436)의 직선이동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다. 그리고, 상기 풀리이송대(436)에는 상기 강선(14)의 장력을 검출하는 강선장력 측정수단을 갖추는바, 이는 풀리이송대(436)의 중앙에 회전가능하도록 장착된 제 2풀리(422)에 설치되는 선형변위차계(446)가 그것이고, 상기 풀리이송대(436)는 상부면에 제 1, 제 2, 제 3풀리(421)(422)(423)를 베어링블록(416)에 의해 회전가능하도록 장착하며, 상기 제 2풀리(422)의 일측으로 선형 변위차계(446)가 장착되는 것이다.

상기 선형변위차계(446)의 장착구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 도 9에 나타낸 바와같이 풀리이송대(436)의 상부면에 고정되어 제 2풀리(422)의 베어링블록(416)을 상하방향으로 이동할 수 있도록 수용하는 브라켓(417)은 그 상단부에 상하로 적정한 길이를 가지도록 된 스프링수용구멍(417a)을 형성하고, 상기 스프링수용구멍(417a)에는 적정한 탄성계수를 가지는 스프링(448)이 수용되며, 상기 스프링(448)은 제 2풀리(422)의 베어링블록(416)을 하부에서 지지하여 제 2풀리(422)가 베어링블록(416)에 의하여 회전가능하도록 지지되면서 동시에 제 2풀리(422)가 강선(14)에 의하여 하부측으로 힘을 받게 되면 베어링블록(416)이 스프링수용구멍(417)을 따라 상하 이동할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 제 2풀리(422)에 고정되고 베어링블럭(416)에 의해 회전가능하도록 지지되는 회전축(422a)의 일측 단부는 탐침(446a)과 연결되어 제 2풀리(422)의 상하 변위가 탐침(446a)에 전달되도록 하여 그 탐침(446a)이 상하방향으로 변위를 가질 수 있도록 하고, 이러한 탐침(446a)은 선형변위차계(446)를 이루는 구성요소로써, 상기 선형변위차계(446)는 풀리이송대(436)의 일측에 장착되어 탐침(446a)의 높이변화에 따라서 전류신호를 가변시켜 제어부(9)에 전달하고, 따라서 제어부(9)는 그러한 신호에 의하여 제 2풀리(422)의 상하변위를 미리 설정된 프로그램에 의하여 계산할 수 있으며, 또한 제 2풀리(422)의 상하변위를 유발시키는 스프링(448)의 탄성반발력을 알 수 있게 되는 것이고, 이러한 스프링(448)의 탄성반발력에 의하여 강선(14)에 가해지는 장력을 알 수 있는 것이다.

그리고, 상기 풀리이송대(436)의 일측에 고정된 너트부재(438)는 상기 3번 기어(433)의 회전축(433a) 외표면에 형성되는 나사산(433b)에 나사결합되어 있기 때문에, 상기 3번 기어(433)가 회전되면, 3번 기어(433)의 회전축(433a)에 나사결합된 너트부재(438)는 그 회전축(433a)을 따라 전,후진되고, 결과적으로는 풀리이송대(436)가 드럼(414)의 길이방향으로 전,후이동되는 것이다. 또한, 상기 풀리이송대(436)는 이와 같은 전,후진동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여 하부면에 볼부쉬(442)를 장착하고 있으며, 상기 볼부쉬(442)는 하우징(410)에 갖추어진 안내축(444)을 따라 활주이동가능하도록 장착되는 것이다.

즉, 제어부가 사전에 설정된 동작모드에 따라서 전동모터(412)를 동작시키기 위한 제어신호를 발신하여 전동모터(412)의 회전동작이 이루어지도록 한다. 이에 의하여 전동모터(412)에 연결된 드럼(414)이 회전하게 되고, 이에 의하여 1번 기어(431)가 회전하게 된다. 이때 상기 1번 기어(431)는 드럼(414)에 감겨있는 강선(14)을 감고 푸는 반복작업을 행하게 되고, 따라서 상기 강선(14)이 서로 꼬이는 현상이 자주 발생할수 있으며, 이는 상기 드럼(414)의 회전에 의하여 그 드럼(414)의 회전축 방향으로 풀리이송대(436)를 이동시킴으로써 해결되는바, 1번 기어(431)가 회전하면서 전달된 회전력은 2번 기어(432)를 회전시키게 되며, 상기 2번 기어(432)에는 강선(14)의 풀림량을 측정하는 회전변위차계(440)가 장착되어 있어 2번 기어(432)의 회전량에 따라서 강선의 풀림량이 계속적으로 측정되어진다. 다음에 상기 2번 기어(432)의 회전력은 3번 기어(433)를 회전시키게 되며, 상기 3번 기어(433)의 회전축(433a)에 형성된 나사산(433b)에 너트부재(438)를 매개로 나사결합되어 있는 풀리이송대(436)가 회전축(433a)을 따라 전,후로 위치이동되고, 이때 상기 풀리이송대(436)가 이동하는 정도를 강선(14)이 드럼(414)으로부터 풀리거나 감기는 정도에 부합하도록 기어(431)(432)(433)의 비를 적정하게 설정하게 되면 드럼(414)으로부터 풀리거나 그 드럼(414)에 감기는 강선(14)의 위치가 가변되어 드럼(414)의 외표면에는 강선(14)이 꼬이지 않은 상태로 균일하고 안정적으로 감겨지게 되는 것이다. 즉, 드럼(414)에 연결되어 있는 회전축(433a)의 나사산(433b)이 정,역회전되는 작업을 반복함에 따라서 풀리이송대(436)의 볼부쉬(442)가 케이싱(410)의 하부면에 장착된 안내축(444)을 따라 활주이동하게 되는바, 예를들면, 상기 드럼(414)의 정회전시에는 플리이송대(436)가 드럼(414)의 길이방향으로 우측선단에서 죄측선단으로 서서히 이동함으로써 상기 풀리(421)(422)(423)에 감긴 강선(14)이 풀리이송대(436)의 위치에 부합하여 드럼(414)의 길이방향으로 이동하면서 꼬이지 않고 균일하게 드럼(414)에 감기거나 풀리게 된다. 이와 같은 풀리 이송대(436)의 움직임은 도 9에 나타난 볼부쉬(442)와 안내축(444)의 구조에 의하여 가능하게 된다. 상기와 같은 풀리이송대(436)의 이동은 3개의 기어(431)(432)(433)에 의해 동기를 이루어 실행되며, 상기 볼부쉬(442)의 역할은 풀리이송대(436)의 지지와 미끄럼 운동 및 수평유지의 기능을 갖는 것이다.

만일 풀리이송대(436)가 고정되어 있다면 강선(14)이 드럼(414)에 감겨지거나 풀려질 때 그 강선(14)은 서로 꼬여지면서 감기게 되어 끊어지는 문제를 발생시키게 되거나, 겹치게 감김으로 인한 측정오차가 발생할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 드럼(414)에 감겨 있던 강선(14)이 서서히 풀려지게 되면, 풀려진 강선은 무게추(8)의 무게에 의하여 일정한 장력을 유지하면서 집진기(1) 하부로 강하한다. 이때 강선(14)의 풀림량은 2번 기어(432)에 장작된 회전변위차계(440)에 의하여 측정되어지며, 이 데이터는 제어부(9)를 통하여 외부출력장치인 디지털 표시기에 나타난다. 그리고, 상기 제 2풀리(422)는 무게추(8)가 정상적으로 강하하는 동안에는 강선(14)에 가해지는 일정한 힘에 의하여 스프링(448)을 일정한 정도로 수축시킨 상태에서 회전하면서 강선(14)을 안내하고 있다가, 무게추(8)가 먼지의 상부에 닿으면 그 무게추(8)를 지지하고 있던 강선(14)에는 장력이 변화하고 따라서 제 2풀리(422)를 하부로 밀고 있던 힘이 변화하며 이러한 작용에 의하여 스프링(448)이 팽창하면서 제 2풀리(422)를 상승시키게 된다. 이는 제 2풀리(422)의 회전축(422a)에 연결되어 있던 선형변위차계(446)의 탐침(446a)을 상승시키며, 이에 의하여 상기 선형변위차계(446)는 그러한 정보를 제어부(8)에 전송함으로써 제어부(8)는 강선(14)의 장력변화를 알 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 먼지떨이부(6)는 다수개의 파이프형 연결부재(12)를 매개로 상기 먼지레벨검출부에 연결되어 고정되며 집진기(1)의 내측 중앙부에 위치하도록 된 구성요소로서, 밀폐된 중공의 하우징(602)을 갖추며, 이러한 하우징(602)의 일측 상단부에는 연결부재(12)의 집진기(1)측 단부가 연결되어 고정되고, 상기 연결부재(12)는 먼지레벨검출부의 제 3풀리(423)로부터 먼지떨이부(6)의 하우징(602)까지 강선(14)이 이동하는 직선경로를 마련함과 동시에 적정한 기계적인 굽힘강도 등을 갖추어 상기 먼지떨이부(6)가 적정한 위치에서 유지하고 있을 수 있도록 지지하는 역할을 수행하게 된다.

상기 하우징(602)과 연결부재(12)의 결합은 내부에 강선(14)이 통과할 수 있는 구멍(605)을 형성한 커플링(604)에 의하여 이루어지고, 상기 하우징(602)의 내측 상부에는 안내로울러(606)가 공회전가능하도록 장착되며, 상기 안내로울러(606)를 통하여 강선(14)의 경로가 하부측 직각 방향으로 변경되는 것이고, 이렇게 수직한 방향으로 경로가 변경된 강선(14)의 집진기(1)측 단부는 하우징(602)의 하단부에 수직하게 형성된 강선통과구멍(602a)을 거쳐 하우징(602) 하부의 적정위치까지 연장되어 미리 설정된 무게를 가지도록 된 무게추(8)를 고정하고 있다.

상기 하우징(602)은 중공부가 분할벽(610)에 의하여 상하로 분리되는 형상이며, 상기 안내로울러(606)는 분할벽(610)에 의하여 분리된 상부공간에 위치하는 것이고, 분할벽(610)에 의하여 분리된 하부공간에는 유리 등의 재질로 된 작은 직경의 먼지제거용 구슬(612)로 채워지며, 이러한 하부공간의 상부측에는 중앙부에 강선(14)의 직경과 거의 동일하거나 약간 큰 직경을 가지는 먼지제거구멍(613)을 상하방향으로 형성한 먼지제거판(612)이 설치되어 하우징(602)에 고정된다. 물론, 상기 분할벽(610)에도 강선(14)이 통과하기 위한 구멍(미도시함)을 형성하여, 상기 강선(14)이 안내로울러(606)에 의하여 그 경로가 수직한 하부측으로 변경된 상태에서 분할벽(610)과 먼지제거판(612)을 거쳐 하우징(602)의 하부측으로 수직하게 위치하는 것이다.

또한, 상기 하우징(602)의 하부 일측에는 상기 구슬(612)을 통과시키지는 않으면서 그 구슬(612) 등에 의하여 제거된 먼지를 하우징(602)의 외부로 배출할 수 있도록 된 먼지제거구멍(602b)을 형성하는 것이 바람직하고, 마찬가지로 상기 분할벽(610)도 구슬(612)을 통과시키지는 않으면서 공기를 통과시킬 수 있는 재질 또는 그러한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 그 이유는 후술한다.

본 발명은, 또한 집진기(1)의 표면으로부터 전도되는 뜨거운 열에 의해서 먼지레벨검출부를 보호하기 위한 수단을 갖추는바, 이는 도 4에 도시된 바와같이 파이프부재(404)에 연결되어 압축공기를 공급할 수 있도록 된 압축공기공급관(15)이 그것이며, 당연하지만 상기 압축공기공급관(15)의 설치위치를 파이프부재(404)에 한정하는 것은 아니며 먼지레벨검출부측으로 압축공기를 공급할 수 있는 위치 및 구조이면 된다. 그리고, 바람직하게는 상기 먼지레벨검출부를 이루는 하우징(410)에는 공급된 압축공기가 외부로 원할하게 배출될 수 있도록 하는 배출구멍을 형성하는 것이 좋고, 또한 상기 압축공기공급관(15)에 의하여 공급되는 압축공기가 연결부재(12)를 거쳐 먼지떨이부(6)로 공급되면 좋으며, 이는 연결부재(12)와 먼지떨이부(6)를 통한 집진기(1)내부측 열이 먼지레벨검출부측으로 전달되는 것을 방지함과 동시에 먼지떨이부(6)에 공급된 압축공기는 구슬(612)과 먼지제거판(612)에 의하여 강선(14)으로부터 제거된 먼지를 먼지제거구멍(602b)을 통하여 하우징(602)의 외부로 배출하는 역할도 수행하는 것이다. 물론, 상기 압축공기공급관(15)은 외부의 공기압축기(미도시함)에 연결되고, 따라서 압축된 저온의 공기에 의한 냉각작용이 이루어진다. 또한 만일의 경우 전달될지도 모르는 고온의 집진기 내부 가스에 의하여 열에 약한 전기 회로 부분의 손상을 방지하기 위하여, 전기 회로와 관련된 제어장치 부분은 모두 먼지레벨검출부의 외부에 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 강선(14)의 집진기(1)측 단부에 연결되는 무게추(8)는 드럼(414)의 외주면에 감기어 다수개의 풀리(421)(422)(423)와 상기 연결부재(12) 및, 먼지떨이부(6)를 통하여 집진기(1)의 내부에서 승하강하도록 구성된다.

그리고, 상기 먼지레벨검출부의 강선풀림량 측정수단과 강선장력 측정수단 및 전동모터(412)에 전선(16)을 매개로 전기적으로 연결되는 제어부(9)는, 강선풀림량 측정수단에 의하여 제공된 정보를 받아서 강선의 풀림량을 모니터등과 같은 적절한 외부출력장치로 그 신호를 출력시키고, 강선장력 측정수단에 의하여 제공된 정보를 받아서 그에 의한 강선 장력값이 설정치를 넘거나 또는 설정치에 미달하면 선택적으로 상기 전동모터(412)를 정,역회전시킴으로서 상기 무게추(8)를 상하로 승하강시키도록 구성되는 것이다. 이때, 상기 제어부(9)는 일정한 시간 즉, 레벨측정시간 간격에 따라 동작이 이루어질수 있도록 사전에 프로그램될 수 있으며, 예로써 집진기 배출전후에 따라 6가지 모드, 배출직후는 4시간 간격모드, 2시간모드, 1시간 모드, 30분 모드, 시작모드, 정지모드로 제어될 수 있는 것이다.

즉, 상기와 같이 드럼(414)이 풀리면서 강하하던 무게추(8)는 집진기(1)의 내측 하부에 쌓여있던 먼지와 맞닿으면서 하강을 정지하게 되고, 동시에 팽팽하게 걸려 있던 강선(14)의 장력(Tension)은 감소하여 느슨하게 된다. 이와같이 장력이 감소하게 되면 느슨해지면 강선장력 측정수단에 의하여 그 정도가 검출되어 제어부(9)로 전송되며 이러한 검출신호, 즉 강선 장력이 설정치보다 작게 되면 전동모터(412)를 정지하도록 신호를 내리게 된다.

이때 풀려진 강선(14)의 길이는 강선풀림량 측정수단에 의하여 검출되어 제어부(9)에 전송되고 디지털 표시기에 나타난다. 이 데이터는 바로 집진기를 관리하는 운전자에게 전송되어지고 운전자는 디지털 표시계에 표시된 데이터를 보고 집진기 내부에 쌓여있는 먼지의 레벨을 판단하게 되며, 집진기 내부의 먼지를 뺄것인지 혹은 다음에 뺄것인지를 결정하게 된다. 물론, 이러한 작업은 미리 프로그램을 입력하여 제어부(9)에 의하여 자동으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 먼지의 레벨을 한번 측정하여 운전자에게 정보를 보내고 난 후 수초의 시간이 지난 다음 전동모터(412)는 역회전을 하여 무게추(8)를 감아 올리게 된다. 이때 감겨지는 강선(14)의 외표면에 부착된 먼지는 도 10에 도시된 먼지떨이기구(6)를 통과하면서 제거되어지는바, 우선 구슬(612)들을 통과하면서 강선(14)에 부착되어 있던 먼지가 1차적으로 제거되고, 다시 먼지제거판(612)의 먼지제거구멍(613)을 통과하면서 제거되지 않았던 먼지가 2차적으로 제거되어 상기 강선(14)은 청정한 상태로 먼지레벨검출부(4)측으로 감겨져 보다 정확한 먼지레벨측정이 가능하도록 함과 동시에 본 장치의 고장발생을 방지하게 되며, 이렇게 제거된 먼지는 압축공기공급관(15)을 통하여 공급되는 압축공기에 의하여 먼지제거구멍(602b)을 통해 집진기(1) 내부측으로 배출된다.

물론, 상기 무게추(8)가 하우징(602)의 하부면에 다다르면 그 상승이 차단되어 더 이상 감겨지지 않게 되고, 이때의 강선 장력은 다시 크게 증가하며, 이는 강선장력 측정수단에 의하여 감지되어 제어부(9)로 전송됨으로써 제어부(9)의 신호에 의하여 전동모터(412)를 정지하게 된다. 따라서, 본 발명의 레벨 측정장치는 홈 위치(시작위치)를 갖게 된다.

상기에서는 본 발명의 먼지레벨검출부(4)가 1회 작동하는 것을 나타내었는데, 설정된 측정주기(예컨데, 상기한 바와같이 6가지 모드 동작)에 의하여 위의 동작을 계속반복할수 있는 것이다.

이하, 상기한 본 발명의 장치에 따라 먼지레벨을 측정하는 방법을 설명하고자 한다.

본 발명의 장치를 이용하여 집진기내의 먼지레벨을 측정하기 위하여는 전동모터(412)를 정, 역회전시키도록 제어하는 제어부(9)의 전동모터 제어모드를 미리 설정하여야 하며, 이는 상기한 바와같이 제어부(9)가 일정한 시간 즉, 레벨측정시간 간격에 따라 동작이 이루어질수 있도록 사전에 프로그램될 수 있으며, 예로써 집진기 배출전후에 따라 6가지 모드, 배출직후는 4시간 간격모드, 2시간모드, 1시간 모드, 30분 모드, 시작모드, 정지모드로 제어될 수 있는 것이다.

이들 모드에 따라 제어부가 전동모터를 제어하는 경우에 공통적으로 나타날 수 있는 것은, 설정된 시간 간격에 따라 전동모터를 구동하여 그 전동모터에 연결되어 회전하는 드럼으로부터 풀려지는 강선에 의하여 무게추(8)를 집진기 내에서 하강시키고; 이때 강선풀림량 측정수단과 강선장력 측정수단에 의하여 무게추를 지지하는 강선의 풀림량과 장력이 검출되어 제어부에 전압신호로 전송되며; 상기 강선풀림량 측정수단에 의하여 검출된 강선풀림량이 미리 설정된 풀림량보다 크게 되거나(이는 집진기내에 먼지가 쌓여있지 않거나 미리 설정된 높이보다 낮은 위치에 먼지레벨이 있는 경우를 나타낸다), 이 강선풀림량이 미리 설정된 풀림량보다 작은 상태에서 강선장력 측정수단에 의하여 검출된 강선장력이 기준값보다 작게 되는 경우(이는 무게추가 집진기내에 쌓여있는 먼지에 의해 저항을 받음으로써 무게추를 지지하는 강선에 장력이 감소하는 것을 나타낸다)에 제어부는 전동모터를 정지시키고; 다시 상기 제어부는 전동모터를 상기와는 반대의 방향으로 구동하여 드럼이 강선을 감아 무게추를 상승시키며; 강선장력 측정수단에 의하여 검출된 강선장력이 무게추 상승시의 통상적인 기준값보다 크게 되는 경우(즉, 상승이 먼지제거부 등에 의해 방해되어 장력이 증가하는 경우를 나타낸다) 제어부는 전동모터를 정지시켜 다음의 먼지레벨 측정대기상태로 되는 것이다.

물론, 상기 과정중에 나타나는 전동모터의 제어방법을 달리 할 수 있는바, 예컨데 먼지레벨 측정완료후 무게추를 상승시키는 경우 먼지레벨 측정대기상태에 유지하기에 적당한 위치에 있도록 미리 입력된 강선풀림량과 강선풀림량 측정수단에 의하여 검출된 강선풀림량과를 비교하여 이들이 서로 일치할 때 전동모터를 정지시켜 먼지레벨 측정대기상태에 있도록 제어할 수 있으며, 이러한 모든 방법은 본 발명의 범주에 속하는 것이다.

상술한 바와같이 본 발명에 따른 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치 및 그 방법에 따르면, 제어부에 의하여 동작하는 전동모터에 드럼을 연결하여 그 드럼의 외표면에 강선을 감거나 풀 수 있도록 하고, 상기 강선에 집진기내부에 위치하는 무게추를 연결하여 그 무게추가 집진기의 상하로 이동하도록 하며, 상기 강선의 풀림량과 장력에 의하여 집진기내 먼지레벨을 검출함으로써, 제철설비나 시멘트 제조설비 등에 갖추어져 대용량으로 먼지를 집진하도록 된 먼지집진기처럼 내부의 환경이 고온으로 유지되고 압력이 매우 높게 형성되는 경우에도 이러한 고온 및 고압의 영향을 받지 않으면서 내부의 먼지레벨을 정확하게 측정할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (29)

1. 집진기(Dust Catcher)내의 먼지레벨을 측정하는 장치에 있어서,

   전동모터와, 상기 전동모터에 연결되어 회전가능한 드럼과, 상기 드럼에 감겨지는 강선의 이동경로를 제공하도록 회전가능하게 장착된 다수개의 풀리와, 상기 풀리의 적어도 하나에 연결되어 그 풀리의 회전변위를 측정하도록 된 강선풀림량 측정수단과, 상기 풀리의 적어도 하나의 회전축에 장착되어 그 회전축의 변형량을 측정하도록 된 강선장력 측정수단과, 상기 요소들을 수용하는 하우징을 갖추어 집진기의 외측에 고정된 먼지레벨검출부;

   상기 먼지레벨검출부의 강선 출구측에 일단부가 고정되고, 타단부는 집진기의 내측 중앙부까지 연장되며, 내부에 강선을 이동가능하도록 수용하는 파이프형 연결부재;

   상기 연결부재의 내측 단부측에 회전가능하도록 장착되어 강선의 경로를 수직한 하부측으로 안내하도록 된 안내로울러;

   상기 강선의 선단에 장착되어 집진기의 내부에서 승하강하는 무게추; 및,

   상기 강선풀림량 측정수단과 강선장력 측정수단으로부터 전압신호를 제공받으며, 상기 제공된 전압신호를 사전에 기억된 정보에 의하여 강선의 풀림량 및 장력으로 변환시켜 출력하고, 이러한 출력값에 의하여 상기 전동모터의 구동을 제어하도록 된 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 먼지레벨검출부의 풀리는 강선의 경로를 상하로 지그재그형으로 안내하도록 장착됨을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 강선풀림량 측정수단은 풀리의 회전축에 직접 연결되어 회전에 의해 펄스신호를 발생시키는 회전변위차계임을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 강선장력 측정수단은 풀리의 회전축에 접착되어 그 회전축의 변형량을 측정할 수 있도록 된 스트레인게이지이며, 상기 스트레인게이지는 송신안테나를 통하여 풀리의 회전축을 감싸도록 장착되는 고정자측 수신안테나에 변형량 정보를 제공하고, 상기 고정자측 수신안테나는 사전에 회전축의 변형량과 강선에 가해지는 장력에 관한 정보를 기억하고 있는 제어부에 풀리의 회전축 변형량에 대한 정보를 제공함으로써 제어부는 강선의 장력을 기억하고 출력함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 먼지레벨검출부는 압축공기공급관을 통하여 고압의 냉각공기를 하우징의 내부로 공급받음을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 파이프형 연결부재의 집진기측 단부에 장착되는 하우징을 가지며, 상기 하우징의 내부공간은 분할벽에 의하여 상하로 분리되고, 상기 분할벽의 상부 공간에 상기 안내로울러가 회전가능하도록 수용되며, 상기 분할벽의 하부 공간에는 구슬이 채워짐으로써 강선이 구슬들을 통과하면서 외표면의 먼지가 제거되도록 된 먼지떨이부를 더 포함함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 분할벽의 직하부측 강선 이동경로상에는 그 강선이 통과하도록 된 먼지제거구멍을 갖춘 먼지제거판이 장착됨을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
8. 제 6항에 있어서, 상기 하우징에는 파이프형 연결부재를 통하여 고압의 공기가 제공되고, 상기 고압의 공기는 분할벽과 구슬을 통하여 하우징의 분할벽 하부측에 형성되는 먼지제거구멍으로 배출되면서 하우징 내부의 먼지를 집진기측으로 제거함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
9. 집진기(Dust Catcher)내의 먼지레벨을 측정하는 장치에 있어서,

   전동모터와, 상기 전동모터에 연결되어 회전가능한 드럼과, 상기 드럼에 감겨지는 강선의 이동경로를 제공하도록 회전가능하게 장착된 다수개의 풀리와, 상기 풀리의 적어도 하나는 스프링에 의하여 상하방향의 탄성력을 제공받는 상태로 상하이동할 수 있도록 장착되고 상기 풀리의 상하이동을 감지하도록 된 강선장력 측정수단과, 상기 드럼의 회전축에 고정된 기어에 맞물리도록 된 종동측 기어의 회전축에 연결되어 회전변위를 측정하도록 된 강선풀림량 측정수단과, 상기 요소들을 수용하는 하우징을 갖추어 집진기의 외측에 고정된 먼지레벨검출부;

   상기 먼지레벨검출부의 강선 출구측에 일단부가 고정되고, 타단부는 집진기의 내측 중앙부까지 연장되며, 내부에 강선을 보호할 수 있도록 수용하는 파이프형 연결부재;

   상기 연결부재의 내측 단부측에 회전가능하도록 장착되어 강선의 경로를 수직한 하부측으로 안내하도록 된 안내로울러;

   상기 강선의 선단에 장착되어 집진기의 내부에서 승하강하는 무게추; 및,

   상기 강선풀림량 측정수단과 강선장력 측정수단으로부터 전압신호를 제공받으며, 상기 제공된 전압신호를 사전에 기억된 정보에 의하여 강선의 풀림량 및 장력으로 변환시켜 출력하고, 이러한 출력값에 의하여 상기 전동모터의 구동을 제어하도록 된 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 먼지레벨검출부의 풀리는 강선의 경로를 상하로 지그재그형으로 안내하도록 장착됨을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
11. 제 9항에 있어서, 상기 강선풀림량 측정수단은 종동측 기어에 직접 연결되어 회전에 의해 펄스신호를 발생시키는 회전변위차계임을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
12. 제 9항에 있어서, 상기 강선장력 측정수단은 상기 풀리의 회전축에 연결되어 그 회전축과 동일하게 상하방향으로 이동하는 탐침을 갖추며, 풀리이송대에 장착되는 선형변위차계임을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
13. 제 9항에 있어서, 상기 먼지레벨검출부는 압축공기공급관을 통하여 고압의 냉각공기를 하우징의 내부로 공급받음을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
14. 제 9항에 있어서, 상기 파이프형 연결부재의 집진기측 단부에 장착되는 하우징을 가지며, 상기 하우징의 내부공간은 분할벽에 의하여 상하로 분리되고, 상기 분할벽의 상부 공간에 상기 안내로울러가 회전가능하도록 수용되며, 상기 분할벽의 하부 공간에는 구슬이 채워짐으로써 강선이 구슬들을 통과하면서 외표면의 먼지가 제거되도록 된 먼지떨이부를 더 포함함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
15. 제 9항에 있어서, 상기 분할벽의 직하부측 강선 이동경로상에는 그 강선이 통과하도록 된 먼지제거구멍을 갖춘 먼지제거판이 장착됨을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 하우징에는 파이프형 연결부재를 통하여 고압의 공기가 제공되고, 상기 고압의 공기는 분할벽과 구슬을 통하여 하우징의 분할벽 하부측에 형성되는 먼지제거구멍으로 배출되면서 하우징 내부의 먼지를 집진기측으로 제거함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
17. 제 9항에 있어서, 상기 풀리이송대는 하우징에 드럼의 축방향으로 설치되는 안내축을 따라 미끄럼 이동가능하도록 장착되고, 상기 풀리이송대의 일측에는 하우징에 상기 드럼의 축방향으로 설치되는 회전축의 나사산에 결합하는 너트부재를 가춤으로써 이 회전축의 회전에 의해 안내축을 따라 이동할 수 있도록 하며, 상기 나사산을 형성한 회전축은 기어를 갖추어 상기 드럼의 회전축에 고정된 종동기어에 맞물림을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정장치.
18. 집진기 내부에 강선으로 지지된 무게추가 상하이동하고;

    상기 강선은 집진기 외측에서 전동모터에 연결된 드럼 표면에 감겨지며;

    상기 강선에 접촉하여 그 접촉력에 의해 회전하도록 풀리를 장착하고;

    상기 풀리의 회전축에 그 회전축의 회전량과 변형량을 검출하도록 된 회전변위차계와 스트레인게이지를 장착하며;

    상기 회전변위차계와 스트레인게이지는 제어부에 데이터를 전송하고;

    상기 제어부는 전송된 데이터를 사전에 기억된 정보에 의하여 강선의 풀림량 및 장력으로 변환시켜 출력하고, 이러한 출력값에 의하여 상기 전동모터의 구동을 제어함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
19. 제 18항에 있어서, 상기 회전변위차계는 풀리 회전축에 연결되어 동기함으로써 회전변위에 부합하는 펄스신호를 제어부에 전송함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
20. 제 18항에 있어서, 상기 스트레인게이지는 송신안테나를 통하여 풀리의 회전축을 감싸도록 장착되는 고정자측 수신안테나에 풀리 회전축의 변형량 정보를 제공하고, 상기 고정자측 수신안테나는 사전에 회전축의 변형량과 강선에 가해지는 장력에 관한 정보를 기억하고 있는 제어부에 풀리의 회전축 변형량에 대한 정보를 제공함으로써 제어부는 강선의 장력을 기억하고 출력함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
21. 제 18항에 있어서, 상기 강선의 경로를 따른 상기 풀리의 전, 후방측에는 다수개의 더 설치함으로써 강선의 경로를 상하로 지그재그형으로 안내하여 상기 스트레인게이지와 회전변위차계를 갖춘 풀리 표면에서 강선의 미끄러짐을 방지하도록 함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
22. 제 18항에 있어서, 상기 스트레인게이지, 회전변위차계 및 전동모터측으로는 압축공기공급관을 통하여 고압의 냉각공기가 공급됨으로써 집진기측으로부터 전달되어진 고열로부터 스트레인게이지, 회전변위차계 및 전동모터를 보호함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
23. 제 18항에 있어서, 상기 강선의 경로중에는 내부공간이 구슬로 채워진 먼지떨이부를 설치함으로써 강선이 구슬들을 통과하면서 외표면의 먼지가 제거되어 측정의 신뢰성을 향상시키도록 된 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
24. 집진기 내부에 강선으로 지지된 무게추가 상하이동하고;

    상기 강선은 집진기 외측에서 전동모터에 연결된 드럼 표면에 감겨지며;

    상기 강선의 경로에 수직하게 이동가능하도록 된 풀리가 스프링에 의하여 강선측으로 탄성력을 받아 그 강선과의 접촉력에 의해 회전하며;

    상기 풀리의 이동변위를 검출하도록 된 선형변위차계와, 상기 드럼에 기어를 매개로 동기하여 회전하도록 된 회전변위차계를 각각 설치하고;

    상기 회전변위차계와 스트레인게이지는 제어부에 데이터를 전송하며;

    상기 제어부는 전송된 데이터를 사전에 기억된 정보에 의하여 강선의 풀림량 및 장력으로 변환시켜 출력하고, 이러한 출력값에 의하여 상기 전동모터의 구동을 제어함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
25. 제 24항에 있어서, 상기 회전변위차계는 회전변위에 부합하는 펄스신호를 제어부에 전송함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
26. 제 24항에 있어서, 상기 선형변위차계는 상기 풀리의 회전축에 연결되어 그 회전축과 동일하게 상하방향으로 이동하는 탐침에 의해 풀리의 상하이동량을 검출하여 제어부에 전송함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
27. 제 24항에 있어서, 상기 전동모터, 선형변위차계 및 회전변위차계는 압축공기공급관을 통하여 고압의 냉각공기를 공급받음으로써 집진기측으로부터 전달되어진 고열로부터 전동모터, 선형변위차계 및 회전변위차계를 보호함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
28. 제 24항에 있어서, 상기 강선의 경로중에는 내부공간이 구슬로 채워진 먼지떨이부를 설치함으로써 강선이 구슬들을 통과하면서 외표면의 먼지가 제거되어 측정의 신뢰성을 향상시키도록 된 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.
29. 제 24항 내지 제 28항의 어느 한 항에 있어서, 상기 풀리는 드럼에 기어를 매개로 동기하여 회전하는 회전축에 나사결합으로 결합하여 그 드럼의 길이방향으로 미끄럼 이동하도록 장착됨으로써 풀리로부터 풀려지거나 그 풀리에 감겨지는 강성의 위치에 따라 풀리의 위치가 가변될 수 있도록 함을 특징으로 하는 풀리와 변위차계를 이용한 밀폐공간의 먼지레벨 측정방법.

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