KR101258051B1 - 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 덕트(D)를 통해 외부로 배출되는 배출가스를 측정하고 분석하는 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치에 관한 것이다. 그 구성은; 일단은 덕트(D)의 벽체를 관통하여 측정기 본체(20)에 연결되고, 타단은 상기 덕트(D)의 내부를 가로지르도록 연장되는 것으로서, 중간에 배기가스가 유입되는 측정홀(30)이 수직방향으로 마련되어 있는 관형상의 프로브(10)를 상기 덕트(D)를 통과하는 애쉬(ash)의 충격으로부터 보호하기 위한 것으로서; 상기 프로브(10)의 외주에 끼워지는 보호관(100,100'); 배기가스가 상기 측정홀(30)을 통과할 수 있도록 상기 보호관(100,100') 중 상기 측정홀(30)이 설치된 위치에 수직방향으로 타공 형성되는 관통홀(111,111')을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치{Protector For Probe Of In-Situ Stack Gas Analyzer}
본 발명은 인시츄 가스 측정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴뚝을 통해 외부로 배출되는 배출가스를 측정하고 분석하는 장치로서 덕트에 삽입된 프로브에 재가 점착하여 손상을 일으키는 것을 방지하는 기능을 갖는 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치에 관한 것이다.
인시츄(In-Situ) 가스 측정기는 산업용 스택 덕트(stack duct, 굴뚝, 이하'덕트'라 함)를 통하여 외부로 배출되는 배출가스의 성분을 현장에서 실시간으로 측정하고 분석하는 장치로서 통상 광학적 측정방식을 사용한다. 이러한 인시츄 가스 측정기는 통상 각종 산업시설에서 발생되는 유해물질을 탈질, 탈황, 집진처리하여 최종적으로 덕트를 통해 배출할 때 배출되는 가스의 성분을 분석하기 위해 사용된다. 배출가스의 적합성은 덕트에서 측정하는 것이 가장 정확한 바 인시츄 가스 측정기의 프로브는 덕트에 직접 삽입되어 설치된다.
종래의 인시츄 가스 측정기는 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 갖는다. 덕트(D) 내부로 기다란 관체 형태를 갖는 프로브(10)가 삽입되고 측정기 본체(20)는 덕트(D)의 벽체에 프로브 플랜지(11)를 이용하여 설치된다. 프로브(10)에는 시료측정영역이 되는 측정홀(30) 이 수직 방향으로 마련되어 있다. 측정홀(30)을 통과하는 배출가스는 프로브(10)의 길이방향으로 조사되는 빛과 부딪히는 과정에서 성분 분석된다. 덕트(D)를 통과하는 배출가스가 프로브(10) 내부로 유입되지 않도록 하기 위한 에어커튼장치가 구비되기도 한다.
한편, 배출가스에는 애쉬(H, ash)가 포함되어 있는 경우가 많은데, 이 애쉬(H)는 배기가스에 섞여 그와 함께 빠른 속도로 상승하여 덕트 외부로 빠져 나가게 된다. 이 애쉬(H)는 여러 종류가 있긴 하지만 대개 금속으로 된 프로브(10)에게는 극심한 물리적 및 화학적 충격을 준다. 애쉬가 금속으로 된 프로브(10)의 외표면을 충격하게 되면 프로브(10)를 산화시키거나 심지어 구멍을 내기도 한다(Ash Cutting).
종래 인시츄 가스 측정기로는 국내 특허등록 제10-0989430호가 제안된 바 있으나 이는 배출가스에 의한 문제점을 해결하고자 한 것이며, 애쉬가 충돌 또는 점착됨에 따른 문제와는 관련성이 적다.
위와 같은 문제에 대하여 본 발명은 덕트를 통해 외부로 배출되는 배출가스의 성분을 분석하는 인시츄 가스 측정기에서 덕트 내부에 인입 설치되는 프로브가 애쉬에 의해 손상되는 것을 방지함으로써 프로브의 내구성을 높이고 애쉬의 침착에 의한 측정상의 오류를 없앨 수 있는 인시츄 가스 측정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적은; 일단은 덕트의 벽체를 관통하여 측정기 본체에 연결되고, 타단은 상기 덕트의 내부를 가로지르도록 연장되는 것으로서, 중간에 배기가스가 유입되는 측정홀이 수직방향으로 마련되어 있는 관형상의 프로브를 상기 덕트를 통과하는 애쉬(ash)의 충격으로부터 보호하기 위한 것으로서,
상기 프로브의 외주에 끼워지는 보호관; 배기가스가 상기 측정홀을 통과할 수 있도록 상기 보호관 중 상기 측정홀이 설치된 위치에 수직방향으로 타공 형성되는 관통홀을 포함하되,
상기 보호관은 상기 프로브의 외주면을 부분적으로 감싸도록 상기 보호관의 길이를 따라 개구부가 마련되는 것을 특징으로 하는 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 보호관의 단부에는 상기 프로브를 상기 덕트에 고정 설치하기 위한 프로브 플랜지에 포개짐으로써 상기 보호관을 상기 덕트에 고정시키기 위한 보호관 플랜지가 설치될 수 있다.
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본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 관통홀은 상기 측정홀보다 면적이 작게 되어 있을 수 있다.
위와 같은 구성에 의하면, 덕트 내부에서 프로브를 애쉬의 충격으로부터 보호할 수 있는 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치가 제공된다. 이에 의하면, 프로브의 손상이 적어지게 되므로 프로브의 교환주기를 연장시킬 수 있게 되고 가스 정화 설비를 경제적으로 운용할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 의한 인시츄 가스 측정기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치의 설치상태의 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치의 사시도이다.
도 6은 도 5의 B-B 선을 따라 취한 단면도이다.
이하, 상기한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하 설명에서 종래기술과 동일한 구성요소에 대하여는 도 1의 도면부호를 그대로 부여하기로 한다. 우선 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
본 발명에 의한 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치는 덕트(D)의 벽체에 고정 설치되어 덕트(D)의 내부에 연장되도록 설치되는 기다란 프로브(10)에 설치되는 것이다. 프로브(10)의 일단, 덕트(D)의 외부에는 측정기 본체(20)가 설치된다. 측정기 본체(20)는 덕트(D)의 내부를 향해 빛을 발광시키는 발광부(미도시됨)와, 입사되는 빛을 통해 상기 덕트(D)를 통과하는 배출가스를 측정하는 가스측정부를 포함하며 이 구성은 공지사항이므로 더 이상의 설명은 생략한다.
프로브(10)의 중간 지점에는 배기가스중 시료가 되는 가스가 통과되는 측정홀(30)이 수직방향으로 타공되어 있다. 엄밀하게는 이 측정홀(30)을 통과하는 배기가스의 성분이 측정되는 것이다. 프로브(10)는 공지의 구성이어서 간략하게 표현되었다. 프로브(10)는 프로브 플랜지(11)를 이용하여 덕트(D)의 벽체에 고정 설치된다.
본 발명은 애쉬(H, ash)가 프로브(10)의 표면에 부딪히는 것을 막기 위한 가림수단에 관한 것이다. 가림수단은 여러 형태로 제공될 수 있지만, 본 발명의 실시예는 관형상으로 된 프로브의 외표면을 에워싸서 보호하는 방법을 채택하고 있다. 도 2 내지 도 4는 그중 하나의 실시예로서 프로브(10)의 외주에 끼워지는 원통 형상의 보호관(100)을 도시하고 있다.
보호관(100)의 내경은 프로브(10)의 외경보다 커야 하지만 너무 커서 심히 요동하는 경우는 없어야 하기 때문에 가급적이면 밀착하여 끼워질 수 있는 정도가 좋다. 보호관(100)의 일단에는 설치 및 고정의 용이성을 위해 보호관 플랜지(110)가 설치된다. 이 보호관 플랜지(110)는 프로브 플랜지(11)와 동일한 형태를 갖고 있다. 따라서 프로브(10)를 덕트(D)에 설치할 때 보호관(100)을 프로브(10)에 끼운 상태에서 2개의 플랜지(11,110)를 서로 포개어 놓고 볼트를 끼워 덕트(D)에 고정시키면 될 것이다. 보호관(100)은 원통 형상이기 때문에 프로브(10)를 전체적으로 감쌈으로써 보호하게 된다. 보호관(100)의 측정홀(30)이 설치된 위치에는 배기가스가 측정홀(30)을 통과할 수 있도록 보호관(100) 중 측정홀(30)이 설치된 위치에 관통홀(111)이 보호관(100)에 수직방향으로 타공 형성된다.
보호관(100)은 내식성이 뛰어난 소재로 선택될 수 있다. 프로브(10)는 주기적으로(예를 들어 1년) 교체되는 것이 예정되어 있는 것이 일반적이지만, 보호관(100)은 프로브(10)보다는 오랜 기간(예를 들어 3 ~5년 이상) 동안 사용할 수 있도록 함이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면 관통홀(111)의 단면적이 도 4에 도시된 바와 같이 측정홀(30)의 단면적보다 적을 수 있다. 이는 관통홀(111)의 횡방향으로의 하단부(111a)와 측정홀(30)을 구성하는 횡측벽(31)의 경계에 단턱(113)이 생기도록 하기 위함이다. 단턱(113)의 폭(L)은 1 ~ 10mm 정도이면 무난하다.
이 단턱(113)은 애쉬가 횡측벽(31)을 직접 충격하지 못하도록 주택에 있어서의 처마와 같은 기능을 하며, 나아가 배기가스로 하여금 와류(T)가 생기도록 하여 이물질 등이 횡측벽(31)에 점착되지 못하도록 하는 기능도 한다. 여기서 횡방향과 횡측벽이라 함은 보호관(100)의 연장방향에 대한 직각방향 내지 이 방향으로 난 벽체를 의미한다. 그리고 이후 도 6을 참조하여 설명되는 단턱(113')에 관한 내용도 본 실시예에 적용될 수 있다.
위에 개시된 구성에 의하면 보호관(100)을 쉽게 설치 및 고정할 수 있고, 프로브(10)를 교체시에도 용이하게 교체할 수 있게 된다. 그러나 상황에 따라 프로브(10)의 교체시 프로브(10)와 보호관(100)이 분리되지 않을 수도 있다. 애쉬(H)가 그들 사이에 인입되어 프로브(10)가 보호관(100) 내부에서 고착될 수도 있기 때문이다. 이러한 문제에 대하여 다음 실시예가 제안된다. 이하, 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 가림수단은 프로브(10)의 외주면을 부분적으로 감싸도록 하는 보호관(110')을 포함할 수 있다. 보호관(110')에는 폭(W)이 프로브의 외경(R)보다 작게 되어 있는 개구부(120)가 마련된다. 본 실시예에 의하면 개구부(120)는 보호관(100')의 전체 길이에 걸쳐 마련되고 있다.
그리고 이전 실시예와 마찬가지로 배기가스가 프로브(10)의 측정홀(30)을 통과할 수 있도록 보호관(110') 중 측정홀(30)이 설치된 위치에 관통홀(111')이 덕트에 대하여 수직방향으로 타공 형성된다. 본 실시예에 의한 보호관(110')은 무게를 경감시킬 수 있는 효과를 얻을 수도 있고 프로브(100)와 분리시킬 때도 마찰면적을 줄임으로써 보다 쉽게 분리할 수 있게 된다. 개구부(120)는 보호관 플랜지(110')까지 연장된다.
본 실시예에 있어서도 관통홀(111')의 단면적이 도 4에 도시된 바와 같이 측정홀(30)의 단면적보다 적을 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 관통홀(111')의 종방향으로의 하단부(111'b)와 측정홀(30)을 구성하는 종측벽(32)의 경계에 단턱(113')이 생기도록 하기 위함이다. 단턱(113')의 폭(L)은 1 ~ 10mm 정도이면 무난하다. 도 4를 통해 설명된 단턱(113)에 대한 내용도 본 실시예에 적용될 수 있다.
위 단턱(113')은 애쉬가 종측벽(32)을 직접 충격하지 못하도록 주택에 있어서의 처마와 같은 기능을 하며, 나아가 배기가스로 하여금 와류(T)가 생기도록 하여 이물질 등이 종측벽(32)에 점착되지 못하도록 하는 기능도 한다. 여기서 종방향과 종측벽은 보호관(100')의 연장방향과 같은 방향 내지 이 방향으로 난 벽체를 의미한다.
전술한 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 인시츄 가스 측정기에 대해 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 프로브(probe) 11 : 프로브 플랜지
20 : 측정기 본체 30 : 측정홀
100, 100' : 보호관 110, 110' : 보호관 플랜지 111,111' : 관통홀 113,113' : 단턱
120 : 개구부 W : 개구부의 폭
H : 애쉬(ash) D : 덕트
R : 프로브의 외경 T : 와류

Claims (4)

  1. 일단은 덕트(D)의 벽체를 관통하여 측정기 본체(20)에 연결되고, 타단은 상기 덕트(D)의 내부를 가로지르도록 연장되는 것으로서, 중간에 배기가스가 유입되는 측정홀(30)이 수직방향으로 마련되어 있는 관형상의 프로브(10)를 상기 덕트(D)를 통과하는 애쉬(ash)의 충격으로부터 보호하기 위한 것으로서,
    상기 프로브(10)의 외주에 끼워지는 보호관(100,100'); 배기가스가 상기 측정홀(30)을 통과할 수 있도록 상기 보호관(100,100') 중 상기 측정홀(30)이 설치된 위치에 수직방향으로 타공 형성되는 관통홀(111,111')을 포함하되,
    상기 보호관(100,100')은 상기 프로브(10)의 외주면을 부분적으로 감싸도록 상기 보호관(100,100')의 길이를 따라 개구부(120)가 마련되는 것을 특징으로 하는 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호관(100,100')의 단부에는 상기 프로브(10)를 상기 덕트(D)에 고정 설치하기 위한 프로브 플랜지(11)에 포개짐으로써 상기 보호관(100,100')을 상기 덕트에 고정시키기 위한 보호관 플랜지(110,110')가 설치되는 것을 특징으로 하는 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀(111,111')의 단면적을 상기 측정홀(30)의 단면적보다 적게 함으로써; 상기 관통홀(111,111')의 횡방향으로의 하단부(111a)와 상기 측정홀(30)을 구성하는 횡측벽(31)의 경계에 단턱(113)이 생기도록 하는 것을 특징으로 하는 인시츄 가스 측정기용 프로브의 보호장치.
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