KR100823947B1 - 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템 - Google Patents

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Abstract

이 발명은, 굴뚝 내부와 측정 셀 내부에 유속계를 설치하고 각각의 유속을 측정하여 비교한 후 에어 공급 유량을 조절하여 굴뚝에서 배출되는 가스의 유속이 일정하지 않지만 측정 셀에 그 유속과 동일한 유속으로 배출가스에 함유된 먼지의 농도를 측정할 수 있도록 측정 셀에 공급되는 에어 유량을 일정하게 유지시켜 실제 굴뚝의 유속과 측정 셀의 유속 간 차이를 없애 측정 데이터의 정확도를 높이는 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템의 제공을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 이 발명은, 발전소나 소각장과 같은 산업 현장의 굴뚝에서 배출되는 수분이 함유된 가스의 먼지 농도를 측정하는 습식 먼지 측정 시스템에서, 상기 굴뚝과 측정 셀의 내부에 설치되어 유속을 측정하는 유속계; 상기 송풍장치에서 공급되는 에어 유량을 조절하는 유량 조절 장치; 상기 유량 조절 장치를 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 상기 유량 조절 장치는, 상기 송풍장치와 이젝터를 연결하는 에어 공급 도관에, 그리고 상기 에어 공급 도관에서 분기되는 일 측과 개방된 타 측으로 이루어진 바이패스 도관에 각각 설치되며, 상기 어느 하나의 도관의 내부 면적을 감소시키면 다른 하나의 도관의 내부 면적이 증가되게 회전 방향을 달리하면서 작동하는 게이트 밸브와, 상기 게이트 밸브를 회전 구동시키는 회전 구동 수단으로 이루어지고, 상기 제어부는, 상기 유속계에서 측정된 유속을 비교하여 유속이 일치하게 상기 게이트 밸브가 회전되도록 상기 회전 구동 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스 템을 제공한다.
굴뚝, 유속, 유량조절, 측정셀, 에어공급

Description

유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템 {WET DUST ANALYZER SYSTEM CAPABLE OF AIR FLOW CONTROL}
이 발명은 먼지 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전소나 소각장과 같은 산업 현장의 굴뚝에서 배출되는 가스의 유속과 이 배출가스에 포함된 먼지의 측정을 위한 측정 셀 내의 유속을 동일하게 유지시켜 정확한 먼지 농도를 측정하는 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템에 관한 것이다.
산업이 발달함에 따라 환경오염이 심각해지면서 이를 인식한 정부 및 국제기구들이 오염물질의 배출에 대한 기준을 제시하고 제시된 기준의 준수를 요구하고 있다.
이에 따라 각 산업체에서는 오염물질 시료를 채취 분석하여 기준을 충족시키는지 여부를 각종 측정 및 분석 장치를 통해 검사하고 있으며, 대표적으로 굴뚝 내부에 자동센서를 설치하고 여기로부터 얻어지는 배출가스 성상에 대한 데이터를 중앙통제소로 전송해 측정 분석하는 원격 감시 시스템(Tele Monitoring System, TMS)을 적용하고 있다.
상기 원격 감시 시스템(TMS)의 배출가스 성상을 측정하는 항목에는 먼지, O2, Co, Nox, Sox, 배출가스 유속 및 온도 등으로 환경오염이 심각해짐에 따라 각종 오염에 대한 규제조치가 강화되고 있는데, 특히 대기 중의 먼지는 황산화물, 질소산화물, 습기 등과 복합적으로 작용하여 인체의 호흡기관에 침투하면 암을 유발하거나 유전적인 변이를 일으키기도 한다.
종래, 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 습식 먼지 측정 시스템(10)에서는, 발전소나 소각로와 같은 사업장의 굴뚝으로부터 배출되는 가스의 일부를 샘플 추출하여 특정 장소에 설치된 측정 장치로 이송하여 수분이 제거된 먼지를 추출하는 과정을 거친 후 먼지 농도를 측정하고 다시 굴뚝으로 배출한다.
구체적으로, 종래 습식 먼지 측정 시스템(10)에서는, 상기 굴뚝 내의 먼지가 포함된 배출가스를 가스 샘플링 프로브에서 채취하여 가스 유입 도관을 통해 챔버로 이송한다.
상기 챔버로 이송 유입된 배출가스는, 상기 챔버 외부에서 히터를 통해 150℃이상의 온도로 유지하도록 가열되고 원심력으로 상하로 선회하면서 측정 셀로 이송된다.
상기 배출가스에 포함된 먼지는 수분을 제거한 상태로 측정 셀에 유입되어, 예를 들면 광 산란법이 적용된 먼지 측정기에 의해 상기 측정 셀 내부의 먼지 농도를 측정 및 표시한다.
상기 먼지 측정기로 측정 셀 내부의 먼지 농도를 측정하는데 있어서, 상기 측정 셀의 내부 유량을 일정하게 유지시켜 측정 데이터의 정확성을 높이기 위해 송풍 장치를 통해 에어를 공급한다.
상기 송풍장치에서 에어 공급 도관을 통해 에어를 공급받은 이젝터에서 상기 측정 셀의 내부 유량을 조절하고 배출시키면 가스 배출 도관과 가스 배출 프로브를 거쳐 굴뚝 내로 다시 배출된다.
그러나 종래 습식 먼지 측정 시스템(10)에서는, 굴뚝에서 샘플링 방식으로 먼지를 측정할 때 굴뚝의 용량에 따라 가스 샘플링 프로브의 노즐 크기가 정해지며 여기에 블로워와 같은 송풍장치도 해당 크기에 맞춰 적합한 용량으로 설치된다.
여기서, 굴뚝에서 배출되는 가스의 유속과 측정 분석을 위한 측정 셀의 유속을 동일하게 하여 배출가스에 함유된 먼지의 농도를 측정하여야 하지만, 굴뚝으로부터 배출되는 가스의 유속은 항상 변화되는 것이어서 측정 셀에 공급되는 배출가스의 유속도 함께 달라질 수밖에 없다.
참고로 대기환경보전법규정에 의한 대기오염 공정시험방법에서는, 굴뚝에서 배출되는 가스의 유량을 연속적으로 자동 측정하는 방법에 관하여 규정하고 있는데, 예를 들면 관내 유체의 전압과 정압과의 차인 동압을 측정하여 유속을 구하고 유량을 산출하는 피토우관, 흐르고 있는 유체 내에 가열된 물체를 놓으면 유체와 열선(가열된 물체) 사이에 열 교환이 이루어짐에 따라 가열된 물체가 냉각되고 이때 열선의 열 손실은 유속의 함수가 되기 때문에 이 열량을 측정하여 유속을 구하고 유량을 산정하는 열선 유속계, 유동하고 있는 유체 내에 고형물체(소용돌이 발생체)를 설치하면 이 물체의 하류에는 유속에 비례하는 주파수의 소용돌이가 발생하므로 이것을 측정하여 유속을 구하고 유량을 산출하는 와류유속계를 이용한다.
그럼에도 송풍장치에서는 항상 일정한 유량의 에어만을 공급하여 실제 굴뚝 의 유속과 측정 셀 내의 유속이 일치하지 않아 등속 흡인이 이루어지지 않게 된다.
이 경우 송풍장치의 용량이 정해져 있는 상태이므로 에어 유량의 조절을 못하기 때문에 유속이 작으면 먼지 농도가 높아지고 유속이 크면 먼지 농도가 낮아지게 되는 현상이 발생하여, 예를 들면 측정 셀에서 에어 유량이 부족할 경우에 측정 데이터의 헌팅 및 홀딩 현상이 발생하여 측정 데이터의 정도가 떨어져 신뢰성도 낮아지는 문제점이 있었다.
이를 보완하기 위해 송풍장치를 교체하여 에어의 공급 유량을 정상적으로 유지할 수는 있지만 시간이 소요되고 측정의 공백으로 인해 사업장에 손실을 줄 수 있을 뿐만 아니라 유량 조절 기능이 없어 공급되는 유량을 조절하여야할 때마다 송풍장치를 교체하여야 하는 문제점이 있게 된다.
이로부터 실제 굴뚝과 측정 셀의 유속을 같게 하는 것에 의해 측정되는 먼지 농도 데이터의 정도를 높일 필요가 있게 된다.
상기의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 이 발명은, 굴뚝 내부와 측정 셀 내부에 유속계를 설치하고 각각의 유속을 측정하여 비교한 후 에어 공급 유량을 조절하여 굴뚝에서 배출되는 가스의 유속이 일정하지 않지만 측정 셀에 그 유속과 동일한 유속으로 배출가스에 함유된 먼지의 농도를 측정할 수 있도록 측정 셀에 공급되는 에어 유량을 일정하게 유지시켜 실제 굴뚝의 유속과 측정 셀의 유속 간 차이를 없애 측정 데이터의 정확도를 높이는 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템의 제공을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 이 발명은, 산업 현장의 굴뚝 내의 먼지가 포함된 배출가스를 채취하는 가스 샘플링 프로브와; 상기 가스 샘플링 프로브에서 이송된 배출가스가 가열 및 선회하면서 분리된 먼지를 하부로 이송되는 사이클론이 구비된 챔버; 상기 챔버 주변을 가열하는 히터; 상기 챔버에서 분리된 배출가스 내의 먼지가 유입되는 측정 셀; 상기 측정 셀의 먼지 농도를 측정하는 먼지 측정부; 상기 측정 셀의 내부 유량이 일정하도록 에어를 공급하는 송풍장치; 상기 송풍장치에서 에어를 공급받아 상기 측정 셀의 내부 유량을 조절하고 배출하는 이젝터; 및, 상기 이젝터에서 배출된 가스를 굴뚝 내로 배출시키는 가스 배출 프로브;를 포함하는 것을 습식 먼지 측정 시스템에 있어서, 상기 굴뚝과 측정 셀의 내부에 설치되어 유속을 측정하는 유속계; 상기 송풍장치에서 공급되는 에어 유량을 조절하는 유량 조절 장치; 상기 유량 조절 장치를 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 상기 유량 조절 장치는, 상기 송풍장치와 이젝터를 연결하는 에어 공급 도관에, 그리고 상기 에어 공급 도관에서 분기되는 일 측과 개방된 타 측으로 이루어진 바이패스 도관에 각각 설치되며, 상기 어느 하나의 도관의 내부 면적을 감소시키면 다른 하나의 도관의 내부 면적이 증가되게 회전 방향을 달리하면서 작동하는 게이트 밸브와, 상기 게이트 밸브를 회전 구동시키는 회전 구동 수단으로 이루어지고, 상기 제어부는, 상기 유속계에서 측정된 유속을 비교하여 유속이 일치하게 상기 게이트 밸브가 회전되도록 상기 회전 구동 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템을 제공한다.
상기와 같은 구성을 갖는 이 발명의 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템에 의하면, 송풍 장치 후단에 유량 조절 장치를 설치하여 에어 유량의 원활한 공급을 유지할 수 있게 하면서 특히 송풍장치에서 에어를 실시간으로 공급할 때 유량 조절 장치에 의해 간편하게 에어 공급을 일정하게 유지시켜 주므로 유량을 조절하여 정확한 측정 데이터 확보하여 에어 공급의 불안정으로 온도가 상승하여 발생하는 측정값의 헌팅이나 홀딩 현상을 방지하여 굴뚝 운영시 측정기의 이상에 의해 정지할 경우를 방지하여 비용 절감의 효과가 있게 된다.
이하에서는, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부하는 도면들을 참조하여 상세하게 설명하는데, 이는 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자 가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 이 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템의 외관을 나타낸 것이고, 도 3은 이 발명의 실시 예에 따른 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템의 구성을 나타낸 것이고, 도 4는 도 3의 습식 먼지 측정 시스템에서 유량 조절 장치를 도시한 것이다.
이 발명의 실시 예에 따른 습식 먼지 측정 시스템(100)은, 도 2내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 발전소나 소각장과 같은 산업 현장의 굴뚝에서 배출되는 수분이 함유된 가스의 먼지 농도를 정확하게 측정하기 위해, 가스 샘플링 프로브(101)와, 가스 유입 도관(102)과, 챔버(103)와, 밴드히터(104)와, 결합 수단(105)과, 온도 센서(106)와, 사이클론(107)과, 측정 셀(108)과 먼지 측정기(109)와, 송풍 장치(110)와, 에어 공급 도관(111)과, 이젝터(112)와, 가스 배출 도관(113)과, 가스 배출 프로브(114)와, 바이패스 도관(115)과, 구동 모터(121)(121'), 평 기어(122)(122') 및 게이트 밸브(123)(123')로 이루어지는 유량 조절 장치(120)와, 유속계(130)(140) 및 제어부(150) 그리고 디스플레이로 이루어진다.
상기 가스 샘플링 프로브(101)는, 부식을 방지하기 위해 테프론 코팅 처리를 하며, 상기 굴뚝 내의 먼지와 수분이 포함된 배출가스를 샘플링 채취하여 상기 챔버(103)로 공급하기 위해 굴뚝 내부에서 일 측이 설치되고 타 측이 가스 유입 도관(102)에 연결된다.
상기 가스 샘플링 프로브(101)의 하단부에는, 상기 굴뚝 내부의 배출가스 유속을 측정하는 유속계(130)가 설치되어, 상기 제어부(150)에 실시간 또는 일정 간격으로 유속 데이터를 전송한다.
상기 가스 유입 도관(102)은, 상기 가스 샘플링 프로브(101)에 의해 채취된 먼지와 수분이 섞인 배출가스를 가열하면서 상기 챔버(103)까지 이송하기 위해 히팅 케이블로 구성될 수 있으며, 일 측이 가스 샘플링 프로브(103)와 연결되고 타 측은 배출가스로부터 수분을 제거하고 먼지를 분리해 내는 챔버(103)에 연결된다.
상기 챔버(103)는, 상기 가스 샘플링 프로브(101)로부터 상기 가스 유입 도관(102)을 통해 이송 유입되는 먼지와 수분이 섞인 배출가스를 가열하면서 선회 흐름에 의한 원심력으로 배출가스 물질과 먼지 입자 물질로 분리하는데, 보온 단열 기능을 유지하기 위해 유리 섬유를 사용하여 배출가스에 함유되어 있는 수분 제거를 효율적으로 수행하며, 전체가 세워진 원통 형상이고 하부 출구가 원추 형태를 이루는 사이클론(107)을 포함하여 이송된 배출가스가 가열 및 선회하면서 분리된 먼지를 수분이 제거된 상태로 하부로 이송되게 한다.
상기 밴드 히터(104)는, 밴드 타입으로 전체 면에서 고르게 발열하는 발열체로서, 상기 챔버(103)의 외부를 전체적으로 감싸 균일하게 가열되도록 외주면에 밀착 고정한다.
상기 결합 수단(105)은, 상기 밴드 히터(104)를 예를 들면 볼트와 너트 결합에 의해 상기 챔버(103)와 견고하게 고정시킨다.
상기 온도 센서(106)는, 상기 챔버(103) 내부의 정확한 온도를 알 수 있도록 상기 챔버(103)의 상부 중앙에서 내부를 향하여 중간에 까지 이르게 설치하고, 상기 제어부(150)에 실시간 또는 일정 간격으로 온도 데이터를 전송한다.
상기 사이클론(107)은, 굴뚝으로부터 유입된 배출가스가 원심력에 의해 원통 구조의 벽면을 따라 회전 하강하면서 하부의 원추형 구조에 의해 와류를 발생시켜 고속으로 배출가스에 포함된 먼지를 분리해 낸다.
상기 측정 셀(108)은, 내부에 카본을 부착하여 굴뚝 내부와 동일 조건으로 유지시키며, 상기 사이클론(107)의 하부에 결합되어 배출가스에 섞여있던 먼지가 분리되면서 하강하여 그 내부에 수분이 제거된 상태의 먼지가 유입된다.
상기 측정 셀(108)의 내부에는 상기 수분이 제거된 상태의 먼지 유속을 측정하는 유속계(140)가 설치되어, 상기 제어부(150)에 실시간 또는 일정 간격으로 유속 데이터를 전송한다.
상기 먼지 측정기(109)는, 상기 측정 셀(108)의 먼지 농도를 측정하는데 있어서 설치 및 유지 보수의 용이함으로 인해 널리 이용되고 있는 광 산란법을 적용할 수 있으며, 이 경우 굴뚝에서 배출되는 오염 물질인 먼지에 적외선을 조사하면 광이 산란하고 그 강도는 먼지의 농도에 비례하므로, 센서의 선단에서 평행한 적외선 빔을 방사하고 그 적외선 빔에서 발생하는 먼지의 산란광은 집광 렌즈를 통해 센서에 도달하게 하면 센서는 그 수광 강도를 전기신호로 전환하고 증폭 환산회로를 거쳐 먼지 농도를 측정하고 제어부(150)와 디스플레이를 통해 직접 먼지 농도를 출력 표시하게 한다.
상기 송풍 장치(110)는, 예를 들면 링 브로워를 사용하여 상기 측정 셀(108) 의 내부 유량이 일정하도록 에어를 공급한다.
상기 에어 공급 도관(111)은, 상기 송풍 장치(110)로부터 상기 측정 셀(108)로 공급되는 에어를 이송한다.
상기 유량 조절 장치(120)는, 상기 송풍장치(110)에서 공급되는 에어 유량을 조절하도록, 상기 송풍장치(110)와 이젝터(112)를 연결하는 에어 공급 도관(111)에, 그리고 상기 에어 공급 도관(111)에서 분기되는 일 측과 개방된 타 측으로 이루어진 바이패스 도관(115)에 각각 설치된다.
상기 유량 조절 장치(120)는, 상기 에어 공급 도관(111)과 상기 바이패스 도관(115)에 회전 방향에 따라 도관 내부의 면적을 감소 또는 증가되게 작동하는 게이트 밸브(123)(123')와, 상기 게이트 밸브(123)(123')를 회전 구동시키는 회전 구동 수단으로, 상기 게이트 밸브(123)(123')를 회전 구동시키는 평 기어(122)(122')와 상기 평 기어(122)(122')를 구동시키는 구동 모터(121)(121')를 구비한다.
상기 게이트 밸브(123)(123')는, 상기 어느 하나의 도관의 내부 면적을 감소시키면 다른 하나의 도관의 내부 면적이 증가되게 회전 방향을 달리하면서 작동하여 상기 측정 셀(108)로 에어 유량을 공급하여 굴뚝의 배출가스 유속과 항상 일치시킨다.
상기 이젝터(112)는, 상기 송풍 장치(110)에서 에어를 공급받아 상기 측정 셀(108)의 내부 유량이 상기 굴뚝 내부와 동일하게 조절하여 먼지 농도의 정확한 측정 환경을 유지하는 한편 측정이 끝난 배출가스를 배출시킨다.
상기 가스 배출 도관(113)은, 상기 이젝터(112)로부터 배출된 가스를 상기 가스 배출 프로브(114)를 통해 굴뚝 내로 배출시키도록 이송한다.
상기 제어부(150)는, 상기 온도 센서(106)로부터 온도 데이터를 전송받아 상기 밴드 히터(104)의 작동을 제어하며, 상기 먼지 측정기(109)로부터 먼지 농도의 측정 데이터를 전송받아 이를 출력 표시하게 제어하는 한편, 상기 유속계(130)(140)에서 측정된 유속들을 비교하여 유속이 일치하게 상기 게이트 밸브(123)(123')가 회전 구동되도록 상기 구동 모터(121)(121')와 평 기어(122)(122')로 이루어진 회전 구동 수단, 즉 유량 조절 장치(120)를 제어한다.
이하에서는, 이 발명의 실시 예에 따른 습식 먼지 측정 시스템(100)의 작동과정을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하는데, 발전소나 소각장과 같은 산업 현장의 굴뚝에서 배출되는 가스에 함유된 먼지의 농도를 측정할 때 최적의 조건을 유지시키도록 상기 측정 셀(108)에 공급되는 에어 유량을 조절할 수 있는 유량조절장치에 이 발명의 특징이 있는바, 이러한 유량조절장치 주변의 작동 과정을 중심으로 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 유량 조절 장치의 작동 예를 도시한 것이고, 도 6은 이 발명의 실시 예에 따른 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템의 유량 조절을 위한 작동 과정을 나타낸 것이다.
이 발명의 실시 예에 따른 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템(100)은, 먼저 상기 굴뚝 내의 먼지가 포함된 배출가스를 가스 샘플링 프로브(101)에서 채취하여 가스 유입 도관(102)과 챔버(103)로 이송 유입시켜 밴드히터(104)에 의해 상기 챔버(103)가 신속하고 고르게 가열함에 따라 수분이 증발되면서 수분이 제거된 배출가스는 입구가 좁아지는 원추 구조를 갖는 사이클론(107)으로 고속 유입되어 원추 구조의 벽면을 따라 선회 하강하여 상기 측정 셀(108)로 유입시킨다.
상기 측정 셀(108)로 유입된 배출가스의 먼지는, 광 산란법이 적용된 먼지 측정기(109)에 의해 상기 측정 셀(108) 내부의 먼지 농도를 측정하고, 이때 상기 측정 셀(108)의 내부 유량을 일정하게 유지시켜 측정 데이터의 정확성을 높이기 위해 송풍 장치(110)를 통해 에어를 공급하며, 상기 송풍장치(110)에서 에어를 공급받아 상기 측정 셀(108)의 내부 유량을 이젝터(112)에서 조절 및 배출시키게 된다.
그런데 굴뚝 내부의 배출가스 유속은 항상 변화되는 것으로부터 유속 변화에 의한 측정 데이터의 정확도가 낮아지는 것을 방지하기 위해, 이 발명의 실시 예에 따른 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템(100)에서는, 배출가스의 유속을 측정하기 위한 유속계를 구비한다.
상기 유속계는, 굴뚝의 내부 예를 들면 상기 가스 샘플링 프로브(101)의 하단부와 상기 측정 셀(108)의 내부에 굴뚝 설치 유속계(130) 및측정 셀 설치 유속계(140)가 설치된다.
상기 유속계(130)(140)들은, 상기 제어부(150)에 연결되어 실시간 또는 일정 간격으로 유속 데이터를 전송하면, 상기 제어부(150)에서는 이러한 굴뚝에 설치된 가스 샘플링 프로브(101)를 통해 흡인되는 배출가스의 유속에 일치하게 측정 셀(108)의 유속을 조절하여 그와 등속으로 유지시킨다.
도 5a 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제어부(150)에서는, 상기 유속계(130)(140)로부터 측정되어 전송된 유속 데이터로부터 배출가스의 유속 차이를 비교한다.(S510)(S520)
상기 S520에서 비교된 굴뚝과 측정 셀(108)의 유속에 차이가 없는 경우에는 다시 S510으로 되돌아가 상기 유속계(130)(140)로부터 측정된 유속을 비교하는 과정을 반복한다.
한편, 상기 S520에서 굴뚝과 측정 셀(108)의 유속에 차이가 있으면 유량 조절 장치(120)를 제어하여 에어 공급량을 줄이거나 늘리면서 굴뚝과 측정 셀(108)의 유속을 동일하게 유지시킨다.(S530)
먼저, 상기 측정 셀(108)의 내부 유속이 굴뚝의 내부 유속보다 빠른 경우를 살펴보면, 상기 유량조절장치(120)에서 상기 게이트 밸브(123)를 회전시켜 상기 에어 공급용 도관(111)의 내부 면적이 감소되게 하는 한편 상기 게이트 밸브(123')를 회전시켜 정해진 비율로 바이패스 도관(115)의 내부 면적이 증가하게 하여, 도 5a에 도시되어 있는 바와 같이 전체적으로 상기 측정 셀(108)에 공급되는 에어 유량을 줄여 유속 차이를 없앤다.
다음으로, 상기 측정 셀(108)의 내부 유속이 굴뚝의 내부 유속보다 느린 경우를 살펴보면, 상기 유량조절장치(120)에서 상기 게이트 밸브(123)를 회전시켜 상기 에어 공급용 도관(111)의 내부 면적이 증가되게 하는 한편 상기 게이트 밸브(123')를 회전시켜 정해진 비율로 바이패스 도관(115)의 내부 면적이 감소하게 하여, 도 5b에 도시되어 있는 바와 같이 전체적으로 상기 측정 셀(108)에 공급되는 에어 유량을 늘여 유속 차이를 없앤다.
이 발명에서는, 상기 측정 셀(108)의 먼지 농도를 측정하는데 있어서, 내부에 설치된 유속계(140)에서 유속을 측정한 후 굴뚝의 유속과 비교하여, 상기 에어 공급용 도관(111)의 게이트 밸브(123)와 상기 바이패스 도관(115)의 게이트 밸브(123')는 그 회전 방향을 달리하면서 유량의 전체적인 공급량을 조절하여, 상기 측정 셀(108) 내의 유속과 굴뚝의 배출가스 유속과 일치시킨다.
이와 같이, 상기 측정 셀(108) 내부의 유속을 굴뚝의 유속과 일치시키는 것은, 굴뚝에서 배출된 가스가 그대로 측정 셀(108)로 이송된 것과 동일한 상태에서 먼지 농도를 측정하여 데이터의 정확을 기함에 있다.
이 발명은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재되는 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 발명의 범위 내에 포함된다.
도 1은 종래 습식 먼지 측정 시스템의 외관을 나타낸 것이고,
도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템의 외관을 나타낸 것이고,
도 3은 이 발명의 실시 예에 따른 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템의 구성을 나타낸 것이고,
도 4는 도 3의 습식 먼지 측정 시스템에서 유량 조절 장치를 도시한 것이고,
도 5a 및 도 5b는 도 4의 유량 조절 장치의 작동 예를 도시한 것이고,
도 6은 이 발명의 실시 예에 따른 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템의 유량 조절을 위한 작동 과정을 나타낸 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 종래 습식 먼지 측정 시스템
100 : 이 발명의 실시 예에 따른 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템
101 : 가스 샘플링 프로브 102 : 가스 유입 도관
103 : 챔버 104 : 밴드 히터
105 : 결합 수단 106 : 온도 센서
107 : 사이클론 108 : 측정 셀
109 : 먼지 측정기 110 : 송풍 장치
111 : 에어 공급 도관 112 : 이젝터
113 : 가스 배출 도관 114 : 가스 배출 프로브
115 : 바이패스 도관 120 : 유량 조절 장치
121, 121' : 구동 모터 122, 122' : 평 기어
123, 123' : 게이트 밸브 130 : 굴뚝 설치 유속계
140 : 측정 셀 설치 유속계 150 : 제어부

Claims (1)

  1. 산업 현장의 굴뚝 내의 먼지가 포함된 배출가스를 채취하는 가스 샘플링 프로브와; 상기 가스 샘플링 프로브에서 이송된 배출가스가 가열 및 선회하면서 분리된 먼지를 하부로 이송되는 사이클론이 구비된 챔버; 상기 챔버 주변을 가열하는 히터; 상기 챔버에서 분리된 배출가스 내의 먼지가 유입되는 측정 셀; 상기 측정 셀의 먼지 농도를 측정하는 먼지 측정부; 상기 측정 셀의 내부 유량이 일정하도록 에어를 공급하는 송풍장치; 상기 송풍장치에서 에어를 공급받아 상기 측정 셀의 내부 유량을 조절하고 배출하는 이젝터; 및, 상기 이젝터에서 배출된 가스를 굴뚝 내로 배출시키는 가스 배출 프로브;를 포함하는 것을 습식 먼지 측정 시스템에 있어서,
    상기 굴뚝과 측정 셀의 내부에 설치되어 유속을 측정하는 유속계;
    상기 송풍장치에서 공급되는 에어 유량을 조절하는 유량 조절 장치;
    상기 유량 조절 장치를 제어하는 제어부;를 더 포함하고,
    상기 유량 조절 장치는, 상기 송풍장치와 이젝터를 연결하는 에어 공급 도관에, 그리고 상기 에어 공급 도관에서 분기되는 일 측과 개방된 타 측으로 이루어진 바이패스 도관에 각각 설치되며, 상기 어느 하나의 도관의 내부 면적을 감소시키면 다른 하나의 도관의 내부 면적이 증가되게 회전 방향을 달리하면서 작동하는 게이트 밸브와, 상기 게이트 밸브를 회전 구동시키는 회전 구동 수단으로 이루어지고,
    상기 제어부는, 상기 유속계에서 측정된 유속을 비교하여 유속이 일치하게 상기 게이트 밸브가 회전되도록 상기 회전 구동 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 유량 조절이 가능한 습식 먼지 측정 시스템.
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