KR100632148B1 - 휴대용 공기공급장치 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 작업자에게 깨끗한 공기를 불어주도록 하는 휴대용 공기공급장치에 관한 것이다. 본 발명은, 작업자에게 공기를 공급하는 팬모터; 상기 팬모터를 회전시키는 팬모터 구동부; 상기 팬모터에 걸리는 부하를 감지하여 전압레벨로 변환하는 부하 검출부; 상기 부하 검출부로부터 감지되는 부하의 전압레벨에 따라 상기 팬모터 구동부에 PWM신호를 출력하여 팬모터의 회전속도를 제어하되, 전압레벨이 낮을 경우 출력신호를 증가시키고 전압레벨이 높을 경우 출력신호를 감소시키도록 제어하며, 상기 부하의 전압레벨이 일정시간 이상으로 기준값을 초과할 경우 경고신호를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 경고음을 출력하는 경고음 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 작업자에게 진동을 출력하는 진동모터를 더 포함한다. 따라서, 본 발명은 작업자가 작업시 깨끗한 공기로 호흡할 수 있게 공기를 필터를 통해 나오는 공기를 정해진 풍량만큼 공급해 주는 장치로 필터의 오염 및 이물질에 의해 공급관이 막힐경우 그 막힘 정도를 체크하여 팬모터의 속도를 증가시켜서 항상 일정한 풍량이 공급되도록 하는 제어한다.

휴대용, 공기, 공급, 팬모터, 부하, 감지, PWM, 회전속도, 오염, 풍량

Description

휴대용 공기공급장치{Portable air supply apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 공기공급장치의 제어 블록도.

도 2는 도 1의 요부를 나타낸 상세 회로도.

도 3은 흡입구의 막힘 정도에 따른 A/D값과 PWM출력 값을 비교하여 나타낸 그래프.

도 4는 필터종류에 따른 A/D값과 PWM출력 값을 비교하여 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 경고음 출력부 20 : 진동모터

30 : 마이콤 40 : 팬모터 구동부

50 : 팬모터 60 : 부하 검출부

70 : 유해가스 감지센서 80 : 디스플레이부

본 발명은 휴대용 공기공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업자에게 깨끗한 공기를 불어주도록 하는 휴대용 공기공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 공기공급장치는 작업자에게 공기를 불어주도록 송풍팬과 필터가 구성되어 있으며, 필요에 따라 단계별로 공급량을 조절하도록 되어 있다.

이와 같은 휴대용 공기공급장치는 본체를 작업자의 허리에 차도록 설계되어 있으며, 본체에서 공기를 빨아들려 얼굴쪽으로 연결 호스를 통하여 작업모에 공급하도록 이루어지는 장치이다.

그러나, 이와 같은 종래의 휴대용 공기공급장치는 이물질로 필터가 막히는 정도에 따라 송풍압력이 떨어져 일정한 양의 공기를 원활하게 공급하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 휴대용 공기공급장치는 유해가스를 감지하지 못하여 작업자가 유해가스에 무방비 상태로 노출되는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 필터가 막히는 정도에 따른 모터의 부하를 감지하여 일정한 송풍이 되도록 모터의 속도를 변화시킴으로써, 이물질로 인하여 송풍압력이 떨어지지 않고 일정한 양의 공기를 원활하게 공급하도록 한 휴대용 공기공급장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 유해가스를 감지하여 작업자에게 알려줌으로써, 작업자를 유해가스로부터 보호할 수 있도록 한 휴대용 공기공급장치를 제공하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대용 공기공급장치는, 작업자에게 공기를 공급하는 팬모터; 상기 팬모터를 회전시키는 팬모터 구동부; 상기 팬모터에 걸리는 부하를 감지하여 전압레벨로 변환하는 부하 검출부; 상기 부하 검출부로부터 감지되는 부하의 전압레벨에 따라 상기 팬모터 구동부에 PWM신호를 출력하여 팬모터의 회전속도를 제어하되, 전압레벨이 낮을 경우 출력신호를 증가시키고 전압레벨이 높을 경우 출력신호를 감소시키도록 제어하며, 상기 부하의 전압레벨이 일정시간 이상으로 기준값을 초과할 경우 경고신호를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 경고음을 출력하는 경고음 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 작업자에게 진동을 출력하는 진동모터를 더 포함한다.

또한, 작업자 주변의 유해가스를 감지하는 유해가스 감지센서; 유해가스 감지상태를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 마이콤은 상기 유해가스 감지센서로부터 일정 기준값 이상의 유해가스가 감지될 경우 상기 경고음 출력부에 경고신호를 출력함과 아울러, 상기 디스플레이부에 유해가스 감지상태를 출력한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 경고음 출력부(10), 진동모터(20), 마이콤(30), 팬모터 구동부(40), 팬모터(50), 부하 검출부(60), 유해가스 감지센서(70), 디스플레이부(80)로 구성된다.

팬모터(50)는 작업자에게 공기를 공급하고, 팬모터 구동부(40)는 상기 팬모터(50)를 회전시킨다.

부하 검출부(60)는 상기 팬모터(50)에 걸리는 부하를 감지하여 전압레벨로 변환한다.

마이콤(30)은 상기 부하 검출부(60)로부터 감지되는 부하의 전압레벨에 따라 상기 팬모터 구동부(40)에 PWM신호를 출력하여 팬모터(50)의 회전속도를 제어하되, 전압레벨이 낮을 경우 출력신호를 증가시키고 전압레벨이 높을 경우 출력신호를 감소시키도록 제어하며, 상기 부하의 전압레벨이 일정시간 이상으로 기준값을 초과할 경우 경고신호를 출력한다.

경고음 출력부(10)는 상기 마이콤(30)에서 출력되는 경고신호에 따라 경고음을 출력한다.

진동모터(20)는 상기 마이콤(30)에서 출력되는 경고신호에 따라 작업자에게 진동을 출력한다.

유해가스 감지센서(70)는 작업자 주변의 유해가스를 감지하고, 디스플레이부(80)는 유해가스 감지상태를 표시한다. 따라서, 상기 마이콤(30)은 상기 유해가스 감지센서(70)로부터 일정 기준값 이상의 유해가스가 감지될 경우 상기 경고음 출력부(10)에 경고신호를 출력함과 아울러, 상기 디스플레이부(80)에 유해가스 감지상태를 출력한다.

따라서, 본 발명은 작업자가 작업시 깨끗한 공기로 호흡할 수 있게 공기를 필터를 통해나오는 공기를 정해진 풍량만큼 공급해 주는 장치로 필터의 오염 및 이 물질에 의해 공급관이 막힐 경우 그 막힘 정도를 체크하여 팬모터의 속도를 증가시켜서 항상 일정한 풍량이 공급되도록 하는 제어한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 팬모터 구동부(40)는 상기 팬모터(50)를 회전시켜, 작업자에게 일정량의 공기를 공급한다. 상기 팬모터(BLDC MOTOR)(50)를 회전시키는 팬모터 구동부(40)는 적정한 구동출력을 발생시키기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 논리(LOGIC)회로로 설계된다.

한편, 부하 검출부(60)는 상기 팬모터(50)에 걸리는 부하를 감지하여 전압레벨로 변환한다. 이때, 전압이 미약하므로 오피앰프(OP AMP)로 약 39배 증폭하여 이 증폭된 신호를 마이콤(MICOM)(30)에서 읽어서 처리한다. 이때, DATA 는 0~1023의 값으로 처리함이 바람직하다.

따라서, 마이콤(30)은 상기 부하 검출부(60)로부터 감지되는 부하의 전압레벨에 따라 상기 팬모터 구동부(40)에 PWM신호를 출력하여 팬모터(50)의 회전속도를 제어하며, 상기 부하의 전압레벨이 일정시간 이상으로 기준값을 초과할 경우 경고신호를 출력한다.

이때, 마이콤(30)은 전압레벨이 낮을 경우 출력신호를 증가시키고 전압레벨이 높을 경우 출력신호를 감소시키도록 제어한다.

상기 마이콤(30)에서는 모터 속도를 제어하기 위해 펄스(PULSE) 출력을 내어주는데, 주파수는 일정하고 펄스의 높이(HIGH) 폭만 조절하여 그 폭이 크면, 모터가 빨리 회전하고, 적으면 느리게 회전하여 적절한 모터 속도를 제어한다 이때, 제어값 은 0~255인 것이 바람직하다.

이후, 경고음 출력부(10)는 상기 마이콤(30)에서 출력되는 경고신호에 따라 경고음을 출력하고, 진동모터(20)는 상기 마이콤(30)에서 출력되는 경고신호에 따라 작업자에게 진동을 출력한다.

한편, 본 발명은 유해가스를 감지하여 작업자에게 알려줌으로써, 작업자를 유해가스로부터 보호할 수 있다.

즉, 유해가스 감지센서(70)는 작업자 주변의 유해가스를 감지하고, 상기 마이콤(30)은 상기 유해가스 감지센서(70)로부터 일정 기준값 이상의 유해가스가 감지될 경우 상기 경고음 출력부(10)에 경고신호를 출력함과 아울러, 상기 디스플레이부(80)에 유해가스 감지상태를 출력한다. 디스플레이부(80)는 유해가스 감지상태를 표시한다.

도 3은 흡입구의 막힘정도에 따른 A/D값과 PWM출력 값을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도시된 바와 같이, 막힘1 에서 막힘5 로 가면서 막힌 정도가 큰 것을 나타낸다. 즉 막혔을 경우 팬(FAN)에 압력이 낮아져 모터(50)에 걸리는 부하가 적어짐을 알 수 있다(첨부 도면 참조).

막힘보상은 막혔을 경우 안막혔을때 만큼의 풍량을 유지하기 위해 팬모터(50)를 세게 돌려야 한다.

팬모터(50)의 풍량은 1단 및 2단 등의 다단계로 제어할 수 있으나, 여기서는 예로서 1단 제어에 대해서만 설명한다.

정상상태에서는 그래프에서 보듯 "안막힘" 상태로 되어야 하나 흡입구가 막힐경우 A/D 값이 적어지므로 이를 감지하여 모터 속도를 올리기 위해 PWM 값을 증가시켜주며 증가량은 "막힘보상" 의 데이터에 따른다. 이 값과 같은 값의 A/D 값이 되는 정도 까지 올리면 풍량은 일정해 진다. 만약 그 값보다 크면 다시 PWM값을 낮추어 항상 "막힘보상" 과 일치되는 값이 되도록 PWM값을 조정하여 모터 속도를 맞추어 준다.

여기서, 완전 막힘은 흡입구가 심하게 막혀서 공기의 유입량이 거의 없는 상태를 나타내는데 이때는 모터를 최대속도로 하고 20초 이내에 회복되지 않으면 작업자에게 공기가 유입되지 않거나 제품동작 이상으로 판단하고, 경고음을 발생시킨다.

작업장에 소음으로 경고음을 못들을 경우도 있으므로 이때에는 진동모터(20)를 동작시켜 사용자가 진동으로도 느낄 수 있게 한다.

도 4는 필터종류에 따른 A/D값과 PWM출력 값을 비교하여 나타낸 그래프로서, 제어값은 1단시 PWM이 약 115정도 2단시 약145 정도에서 제어된다. 도 4의 그래프를 보면 그 영역에서의 그림을 자세히 확대 시킨 것이다.

여기서 가스필터가 장착시 검은색 선과 노란색선이 교차하는 지점까지 모터의 PWM을 내주면 정해진 풍량이 유입된다.(1단시 예)

만약 가스필터가 오래 사용하여 필터에 이물질이 많으면 옆의 가스필터 보다 아래로 이동하게 되므로 노란색선과의 교차점에 맞추기 위해서는 PWM값을 올려야하므로 즉, 모터 속도를 높여주는 상태가 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 휴대용 공기공급장치에 의하면, 필터가 막히는 정도에 따른 모터의 부하를 감지하여 일정한 송풍이 되도록 모터의 속도를 변화시킴으로써, 이물질로 인하여 송풍압력이 떨어지지 않고 일정한 양의 공기를 원활하게 공급하는 효과가 있다.

또한, 유해가스를 감지하여 작업자에게 알려줌으로써, 작업자를 유해가스로부터 보호하는 효과도 있다.

Claims (3)

1. 작업자에게 공기를 공급하는 팬모터;

   상기 팬모터를 회전시키는 팬모터 구동부;

   상기 팬모터에 걸리는 부하를 감지하여 전압레벨로 변환하는 부하 검출부;

   상기 부하 검출부로부터 감지되는 부하의 전압레벨에 따라 상기 팬모터 구동부에 PWM신호를 출력하여 팬모터의 회전속도를 제어하되, 전압레벨이 낮을 경우 출력신호를 증가시키고 전압레벨이 높을 경우 출력신호를 감소시키도록 제어하며, 상기 부하의 전압레벨이 일정시간 이상으로 기준값을 초과할 경우 경고신호를 출력하는 마이콤;

   상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 경고음을 출력하는 경고음 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 공기공급장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 작업자에게 진동을 출력하는 진동모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 공기공급장치.
3. 제 1항에 있어서,

   작업자 주변의 유해가스를 감지하는 유해가스 감지센서;

   유해가스 감지상태를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고,

   상기 마이콤은 상기 유해가스 감지센서로부터 일정 기준값 이상의 유해가스가 감지될 경우 상기 경고음 출력부에 경고신호를 출력함과 아울러, 상기 디스플레이부에 유해가스 감지상태를 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대용 공기공급장치.

Images