KR101319801B1 - 오일 미스트 검출 장치 - Google Patents

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다이하쯔디젤가부시끼가이샤
가부시키가이샤 호리바 세이샤쿠쇼
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Abstract

<과제> 오일 미스트 검출 장치(1)의 투광창(W)의 오염을 간단하고 또한 확실히 검출하는 것이다
<해결 수단> 내연기관의 크랭크 케이스(C) 내에 배치되는 오일 미스트 도입실을 가진 케이싱(6)과, 이 오일 미스트 도입실에 형성한 투광창(W)의 외측으로 향하도록 배치한 발광 수단(2) 및 수광 수단(3)을 구비하고, 상기 발광 수단(2)으로부터 상기 투광창(W)을 통하여 오일 미스트 도입실 내의 소정 검출 영역(S)에 광을 조사함과 동시에, 그 검출 영역(S)에 존재하는 오일 미스트에 상기 조사광(LB)이 닿아 발생하는 산란광(LS)을, 상기 투광창(W)을 통하여 상기 수광 수단(3)이 수광하는 것에 의해 오일 미스트를 검출하는 것으로서, 상기 오일 미스트 도입실 내에 오일 미스트가 존재하지 않는 상태에 있어서, 상기 케이싱(6)으로부터의 배경 산란광(BLS)을 상기 수광 수단(3)에 일정량 입사시키는 영점 쉬프트 구조를 구비하고 있다.

Description

오일 미스트 검출 장치{OIL MIST DETECTOR}
본 발명은 내연기관에 있어서 베어링 과열 등에 의해 윤활유가 가열되어 발생하는 오일 미스트를 검지하는 광산란식의 오일 미스트 검출 장치에 관한 것이고, 특히 선박용의 내연기관에 바람직하게 이용되는 오일 미스트 검출 장치에 관한 것이다.
이런 종류의 오일 미스트 검출 장치는 내연기관의 크랭크 케이스 내에 배치되는 것으로, 오일 미스트 도입실을 가진 케이싱과, 이 오일 미스트 도입실에 형성한 투광창의 외측으로 향하도록 배치한 발광 수단 및 수광 수단을 구비하고 있다. 그리고, 발광 수단으로부터 투광창을 통하여 오일 미스트 도입실 내의 소정 검출 영역에 광을 조사함과 동시에, 그 검출 영역에 존재하는 오일 미스트에 조사광이 닿아 발생하는 산란광을 투광창을 통하여 수광 수단이 수광하는 것에 의해 오일 미스트를 검출하는 것이다.
종래, 내연기관의 동작 중에 있어서의 상기 투광창의 오염 방지 대책을 실시한 것으로, 케이싱을 이중 튜브 구조로 하여, 오일 비말(飛沫)(기름 방울)이 투광창에 도달하지 않도록 한 것이 있다(특허문헌 1).
그렇지만, 오일 비말(기름 방울)보다 미소한 오일 미스트가 투광창에 도달하여 부착하는 것까지는 완전하게 막을 수 없다. 그리고, 투광창에 부착한 오일 미스트는 장기간에 걸쳐 건조와 부착을 반복해, 그 오일 미스트가 응축하여 흐림을 발생해 버려, 그 결과, 투광창의 투과율이 현저하게 저하하는 경우가 있는 것을 알 수 있다.
또, 투광창의 투과율이 현저하게 저하한 레벨에 이르지 않아도, 투광창이 오염된 상태로 오일 미스트를 검출하는 것에 의해, 검출 오차가 생긴다고 하는 문제가 있다.
한편, 감도가 저하한 오일 미스트 검출 장치는 투광창을 세척함으로써, 재차 사용하는 것이 가능하지만, 종래의 오일 미스트 검출 장치는 감도가 저하되어 있는 것을 알 수 없다고 하는 결점이 있어, 정기적인 세척 등을 의무화할 필요가 있었다.
[특허문헌 1] 일본국 특개2005-1644O8호 공보
그래서 본 발명은 오일 미스트 검출 장치의 투광창의 오염을 간단하고 또한 확실히 검출하는 것을 그 주된 소기 과제로 하는 것이다.
즉 본 발명에 관한 오일 미스트 검출 장치는 내연기관의 크랭크 케이스 내에 배치되는 오일 미스트 도입실을 가진 케이싱과, 이 오일 미스트 도입실에 형성한 투광창의 외측으로 향하도록 배치한 발광 수단 및 수광 수단을 구비하고, 상기 발광 수단으로부터 상기 투광창을 통하여 오일 미스트 도입실 내의 소정 검출 영역에 광을 조사함과 동시에, 그 검출 영역에 존재하는 오일 미스트에 상기 조사광이 닿아 발생하는 산란광을, 상기 투광창을 통하여 상기 수광 수단이 수광하는 것에 의해 오일 미스트를 검출하는 것으로서, 상기 오일 미스트 도입실 내에 오일 미스트가 존재하지 않는 상태에 있어서, 상기 케이싱으로부터의 배경 산란광을 상기 수광 수단에 일정량 입사시키는 영점 쉬프트 구조를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 것으로 하면, 영점 쉬프트 구조에 의해 의도적으로 영점을 올리고 있으므로, 그 영점의 저하에 의해, 투광창의 오염을 검출할 수 있다. 따라서, 투광창의 오염을 간단하고 또한 확실히 검출할 수 있게 된다.
오일 미스트 검출 장치의 구체적인 실시 형태 및 그 장치에 있어서의 구체적인 영점 쉬프트 구조로서는 상기 케이싱이 원통 모양을 이루는 것이고, 상기 영점 쉬프트 구조가 상기 투광창으로부터 상기 검출 영역으로 향하는 조사광의 광축 연 장선과, 상기 검출 영역으로부터 투광창으로 향하는 산란광의 광축 연장선을 구분하도록 하여 설치된 차광 부재의 길이를 조절함으로써 구성되는 것인 것이 바람직하다.
자동적으로 투광창의 오염을 판단하기 위해서는 상기 수광 수단으로부터의 검출신호를 받아들여 소정의 연산처리를 실시하는 제어장치를 더 구비하고, 상기 제어장치가 배경 산란광만을 검출한 검출신호인 영점 신호를 수신하여, 그 영점이 소정치 저하한 값인 오염 이상치(異常値)와, 상기 수광 수단으로부터의 검출신호가 나타내는 검출신호 값을 비교하여, 상기 검출신호 값이 상기 오염 이상치보다 작은 경우에는 투광창이 오염되어 있다고 판단하는 오염 이상 판단부를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
오퍼레이터에게 자동적으로 투광창의 오염을 알리기 위해는 상기 이상 검출부로부터의 이상 검출신호를 수신하여, 상기 투광창의 오염을 알리는 알림 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 오일 미스트 검출 장치의 투광창의 오염을 간단하고 또한 확실히 검출할 수 있다.
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>
이하에, 본 발명의 오일 미스트 검출 장치의 일실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도 1은 본 실시 형태에 관한 오일 미스트 검출 장치(1) 의 전체를 나타내는 전체 사시도이고, 도 2는 그 이용 상태를 나타내는 이용 상태 설명도이며, 도 3은 그 내부 구조를 나타내는 모식적 수평 방향 단면도이다.
본 실시 형태에 관한 오일 미스트 검출 장치(1)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 선박용 디젤 기관의 크랭크 케이스(C)에 장착되는 광산란식이고, 베어링 과열 등에 의해 크랭크 케이스(C) 내부에서 발생하는 오일 미스트를 검출하기 위해서 이용된다.
<장치 구성>
구체적으로 오일 미스트 검출 장치(1)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 선단 측이 크랭크 케이스(C)의 안쪽에 대략 수평 ~ 약 15° 하향으로 돌출하도록, 해당 크랭크 케이스(C)의 벽에 형성한 장치 구멍(C1)에 외부로부터 관통시켜서 장착되는 원통 모양의 검출부(11)와, 그 검출부(11)의 기단에 이어 설치되는 직방체(直方體) 모양의 제어장치(12)를 구비하고 있다.
검출부(11)는, 도 3에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 선단 측에 오일 미스트를 내부에 도입 확산할 수 있도록 구성한 오일 미스트 도입실(66)을 형성하고, 기단 측에 센서 수용실(61)을 형성한 케이싱(6)을 구비하고 있다. 이 오일 미스트 도입실(66)에는 투명판재로 형성한 투광창(W)이 설치되고, 그 외 측에는 센서 수용실(61)이 배치된다. 즉, 오일 미스트 도입실(63)과 센서 수용실(61)은 필름과 같은 박판상의 투명판재로 형성한 투광창(W)으로 나누고 있고, 센서 수용실(61)의 상기 투광창(W)으로 향하는 위치(케이싱(6)의 기단 내부)에 발광 수단(2) 및 수광 수단(3)을 늘어서 배치하도록 하고 있다.
우선, 발광 수단(2) 및 수광 수단(3)에 대해 설명한다.
발광 수단(2)은 그 발광면을 투광창(W)으로 향하여 배치한 예를 들면 LED이고, 본 실시 형태에서는 오일 미스트의 입자 지름에 적합한 파장 대역광을 발하는 것을 이용하고 있다. 물론, LD(레이저 다이오드) 등 다른 발광 수단(2)을 이용하여도 상관없다.
수광 수단(3)은 그 수광면을 투광창(W)으로 향하여 배치한 예를 들면 PD(포토 다이오드)이고, 그 수광면에 받은 광의 강도에 따른 값의 전기신호를 출력하는 것이다. 물론 예를 들면 CCD 등, 다른 수광 수단(3)을 이용하여도 상관없다.
이들 발광 수단(2) 및 수광 수단(3)은 조사하는 광 LB의 광축 및 수광하는 광 LS의 광축이 서로 대략 평행이 되도록 병렬 배치되어 있고, 도 3에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 케이싱(6)의 주축(6L)에 따라서 배치한 구획판(65)에 의해서 구획되어 있다.
그리고, 발광 수단(2)의 발광면과 투광창(W) 사이에 배치한 제1 굴절 수단(41)에 의해서, 발광 수단(2)으로부터 나온 조사광(LB)이 수광 수단(3) 측으로 구부러지고, 상기 투광창(W)을 통하여 오일 미스트 도입실(66)의 케이싱 주축(6L)근방에 설정된 검출 영역(S)으로 조사되도록 구성하고 있다. 한편, 상기 검출 영역(S)에 존재하는 오일 미스트에 상기 조사광(LB)이 닿아 발생하는 산란광(LS)은 상기 투광창(W)을 통과한 후, 수광 수단(3)의 수광면과 투광창(W)과의 사이에 배치한 제2 굴절 수단(42)에서 구부러져 상기 수광 수단(3)으로 수광되도록 되어 있다.
또한, 제1 굴절 수단(41) 및 제2 굴절 수단(42)은 원형 볼록 렌즈를 그 광 축(중심)을 통과하는 직선으로 반할(半割)한 반원 모양을 이루는 것으로, 얇은 판상을 이루는 제1 차광 부재(43)를 그 반할면 사이에 끼워넣도록 배치하고 있다.
이와 같이 하여, 상기 수광 수단(3)에서 수광된 산란광(LS)이 그 강도에 따른 전기신호인 검출신호로 변환되고, 전치증폭기(前置增幅器 : preamplifier) 회로 등을 거쳐 상기 제어장치(12)로 송신되어, 오일 미스트 상태를 나타내는 램프 표시가 이루어지도록 하고 있다.
다음에, 케이싱(6)에 대해 설명한다. 케이싱(6)은 선단면이 봉하여 막힌 개략 원통 형상을 이루는 것으로, 센서 수용실(61)을 형성하는 제1 케이싱부(6A)와, 오일 미스트 도입실(66)을 형성하는 제2 케이싱부(6B)를 구비하고 있다.
제1 케이싱부(6A)는 엔진 크랭크 케이스(C) 등의 소요 부위에 장착하기 위한 나사산을 외주에 가지는 둘레벽(62)과, 그 둘레벽(62)의 기단(基端) 근방 내부에 케이싱 주축(6L)과 직교시켜 배치한 지지판(63)과, 상기 둘레벽(62)의 선단 근방 내부에 케이싱 주축(6L)과 직교시켜 배치한 조리개 기능을 가지는 창판(64)과, 상기 지지판 (63) 및 창판(64) 사이에 배치되고, 그 사이의 공간을 2분하는 구획판(65)을 구비하여 이루어진다.
상기 지지판(63)은 발광 수단(2)의 발광면 및 수광 수단(3)의 수광면이 케이싱 주축(6L)과 수직이 되도록, 또한 한편 그것들이 구획판(65)을 사이에 두고 케이싱 주축(6L)에 대해서 서로 대칭 위치가 되도록 발광 수단(2)과 수광 수단(3)을 지지하는 것이다. 창판(64)에는 상기 발광면 및 수광면에 대응하는 위치에 광통과용의 조리개(64a)를 형성하고 있다.
구획판(65)은 상기 둘레벽(62), 지지판(63), 창판(64)에 의해서 둘러싸이는 센서 수용실(61)의 공간을 발광 수단(2) 및 수광 수단(3)을 수용하는 대칭인 2개의 수용 공간으로 분리하는 것으로, 케이싱 주축(6L)에 따르도록 설치하고 있다.
제2 케이싱부(6B)는 제1 케이싱부(6A)와 대략 동일한 지름의 개략 원통 모양을 이루는 것으로, 선단면은 봉하여 막혀 있고, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 내부에 오일 미스트를 유도하는 오일 미스트 도입 포트(6B2)와, 외부에 오일 미스트를 배출하는 오일 미스트 배출 포트(6B1)를 구비하여 이루어진다. 이 오일 미스트 도입 포트(6B2) 및 오일 미스트 배출 포트(6B1)는, 예를 들면 제2 케이싱부(6B) 내에 형성되는 검출 영역(S)의 근방에 설치하고 있다.
또, 이 제2 케이싱(6B) 내부에 있어서의 상기 검출 영역(S)보다도 전방, 즉 굴절 수단의 반대 측에 있어서, 제1 굴절 수단(41)으로부터 상기 검출 영역(S)으로 향하는 조사광(LB)의 광축 연장선과 상기 검출 영역(S)으로부터 제2 굴절 수단(42)으로 향하는 반사/산란광(LS)의 광축 연장선 사이에 제2 차광 부재(7)를 설치하고 있다. 이 제2 차광 부재(7)는 판상을 이루는 것으로, 검출 영역(S)의 전방에서부터 제2 케이싱부(6B) 선단 내면에 걸쳐 설치하고 있고, 제2 케이싱부(6B)의 선단 측을 대략 주축(6L)에 따른 세로 방향으로 2분하여 2개의 공간(661, 662)을 형성하고 있다. 또, 제2 차광 부재(7)의 선단은 산란광을 줄일 수 있도록 나이프 에지(knife edge) 형상으로 하고 있다.
또한, 제2 케이싱부(6B)의 선단 부내면은 선단으로 감에 따라 서서히 그 단면이 작아지는 테이퍼면으로 하고 있어서, 상기 제2 차광 부재(7)에 의해서 구역이 이루어지는 각 공간(661, 662)이 내부에 도입된 광을 다수회 내부 반사시켜 흡수 하는 흑체 공동(空洞)으로서의 기능을 나타내도록 구성하고 있다.
또한, 이 제2 케이싱부(6B) 내부에 있어서의 검출 영역(S)에 대응하는 부위에는 케이싱 주축(6L)에 직교하게 하여 제3 차광 부재(8)를 형성하고 있다. 이 제3 차광 부재(8)는 중앙에는 예를 들면 타원 모양의 슬릿(8a)을 형성한 것으로, 이 슬릿(8a)을 포함한 전후에 상기 검출 영역(S)이 형성되도록 설정하고 있다. 이 슬릿(8a)은 조사광(LB)이 직접적으로 제3 차광 부재(8)에 닿아 산란광(LS)을 발생하지 않도록 여유를 가지고 형성되어 있다.
그러나, 본 실시 형태의 오일 미스트 검출 장치(1)는 오일 미스트 도입실(66)(검출 영역(S)) 내에 오일 미스트가 존재하지 않는 상태에 있어서, 케이싱(6) 내벽으로부터의 배경 산란광(BLS)을 수광 수단(3)에 일정량 입사시켜, 검출신호의 영점을 쉬프트시키는 영점 쉬프트 구조를 구비하고 있다.
이 영점 쉬프트 구조는 상기 제2 차광 부재(7)와 제3 차광 부재(8)로 구성되어 있다. 즉, 제2 차광 부재(7)의 케이싱 주축(6L) 방향의 길이를 짧게 함과 동시에, 제3 차광 부재(8)의 제2 케이싱부(6B) 측벽으로부터의 높이를 낮게 하는 것에 의해 구성되어 있다.
상세하게는, 제2 차광 부재(7)에 관하여 말하면, 그 제2 케이싱부(6B) 선단 내면으로부터의 길이를 짧게 구성하고 있다. 또, 제3 차광 부재(8)에 관하여 말하면, 제3 차광 부재(8)에 형성한 슬릿(8a)의 개구를 크게 구성하고 있다. 그리고, 오일 미스트 도입실(66) 내에 오일 미스트가 존재하지 않는 상태, 즉, 디젤 기관 정지시에 있어서, 발광 수단(2)으로부터의 조사광(LB)이 케이싱(6) 내벽에 의해서 산란한 배경 산란광(BLS)을 수광 수단(3)이 수광하도록 하고 있다.
예를 들면, 수광 수단(3)이 수광하는 배경 산란광(BLS)이 수광 수단(3)의 검출 풀 스케일(full scale)(검출 허용치)의 수%(예를 들면 2 ~ 10%)가 되도록 하고 있다. 그리고, 제2 차광 부재(7) 및 제3 차광 부재(8)는, 예를 들면 사출성형 등에 의해 제작한다. 또, 사출성형에 있어서는 오일이 붙지 않은 상태와 오일로 표면이 젖은 상태에서 배경 산란광이 변화하지 않도록, 이러한 케이싱 내벽의 표면 상태를 광택도에 의해 조정하고 있다.
또한 본 실시 형태의 제어장치(12)는 수광 수단(3)으로부터 수광량에 비례한 검출기 출력신호를 수신하여, 오일 미스트 농도를 연산하고, 오일 미스트 출력 요구에 대해서, 오일 미스트 농도를 출력하며, 그리고 투광창(W)의 오염을 연산하여 오염 경보 출력을 함에 있어서, 그 기기 구성은, 도 4에 나타내는 바와 같이, CPU(12O1), 내부 메모리(12O2), 입출력 인터페이스(12O3), AD 변환기(12O4) 등으로 이루어지는 다목적 또는 전용의 컴퓨터이고, 상기 내부 메모리(12O2)의 소정 영역에 격납되어 있는 프로그램에 근거하여 CPU(12O1)나 그 주변기기 등이 작동하는 것에 의해, 도 5에 나타내는 바와 같이, 검출신호 접수부(121), 오염 이상치 격납부(D1), 오염 이상 판단부(122) 등으로서 기능한다.
검출신호 접수부(121)는 수광 수단(3)으로부터의 검출신호를 받아들여, 그 검출신호를 오염 이상 판단부(122)에 출력하는 것이다.
오염 이상치 격납부(D1)는 오염 이상치 신호가 격납되는 것으로, 오퍼레이터 등에 의해 외부로부터 격납된다. 여기서, 「오염 이상치 신호」란, 영점 검출신호가 나타내는 영점(제로점)의 저하의 최하한을 설정하는 신호이다. 또한, 「영점 검출신호 」란, 오일 미스트 도입실(66) 내에 오일 미스트가 존재하지 않는 상태, 즉, 디젤기관 정지시에 있어서, 발광 수단(2)으로부터 광(LB)을 조사했을 때에, 수광 수단(3)이 수광한 배경 산란광(BLS)에 의한 검출신호이다. 구체적으로는, 영점에 있어서의 배경 산란광(BLS)의 광량이 예를 들면 20 ~ 5O% 이상 저하했을 때의 광량을 투광창 오염 이상치(이하, 단지 「오염 이상치」라고 한다.)으로서 설정하여 격납하고 있다.
오염 이상 판단부(122)는 검출신호 접수부(121)로부터 검출신호를 취득함과 동시에, 오염 이상치 격납부(D1)로부터 오염 이상치 신호를 취득하여, 그러한 신호 값을 비교해, 오염 이상치 신호가 나타내는 오염 이상치보다도 검출신호가 나타내는 검출신호 값(측정치)이 작은 경우에는 투광창(W)이 소정 이상 오염되어 있다고 판단하고, 그 판단 신호를 알림 수단(9)에 출력하는 것이다.
알림 수단(9)은 제어장치(12)의 오염 이상 판단부(122)로부터의 판단 신호를 취득하여, 오퍼레이터 등에 투광창(W)이 소정 이상 오염되어 있는 것(오염 이상)을 알림 또는 경보하는 것으로, 예를 들면, 화면상에 표시하는 것, 광을 발하는 것, 혹은, 소리를 발하는 것 등을 고려할 수 있다. 또한, 상기 제어장치(12)에 형성한 램프(도시하지 않음)를 알림 수단(9)으로서 이용해도 좋다.
<동작 방법>
다음에, 이와 같이 구성한 본 실시 형태의 오일 미스트 검출 장치(1)의 동작 에 대해 설명한다.
<오염 이상치 설정 공정>
오염 이상치를 설정하는 것은, 기본적으로는 제품 제조시의 예를 들면 영점 조정시이다. 즉, 오일 미스트가 존재하지 않는 상태에 있어서, 발광 수단(2)이 조사광(LB)을 사출했을 때에, 수광 수단(3)이 수광한 배경 산란광(BLS)에 의해서 출력하는 검출신호에 근거하여, 이 때의 오일 미스트 농도를 Omg/L로 설정함과 동시에, 이 때의 검출신호의 예를 들면 5O ~ 8O%를 오염 이상치로서 설정한다. 또한, 디젤 기관 정지시, 즉 오일 미스트가 존재하지 않는 상태에 있어서, 오퍼레이터가 이것들을 설정하여도 좋다.
<오일 미스트 검출 공정>
창(窓) 오염은 오일 미스트가 없는 상태(디젤 기관 정지시)에서 검출한다. 특히, 디젤 기관을 장기간 정지시킨 후 다시 작동시키기 전에, 오퍼레이터에 의해 미리 설정하고 있는 오염 이상치와 현재의 검출신호가 나타내는 측정치(영점)를 비교하여, 투광창(W)이 소정 이상 오염되어 있는지를 판단한다. 이 때, 검출신호 접수부(121)는 수광 수단(3)으로부터 검출신호를 받아들여, 그 검출신호를 오염 이상 판단부(122)에 출력한다. 그리고, 그 검출신호를 수신한 오염 이상 판단부(122)는 검출신호가 나타내는 측정치와 영점의 저하량의 하한(오염 이상치)을 비교하여, 측정치가 오염 이상치를 하회(下回)한다고 판단한 때는, 그 판단 신호를 알림 수단(9)에 출력하고, 그 판단 신호를 수신한 알림 수단(9)은 오퍼레이터에 알린다. 이것에 의해 오베레]타는 투광창이 소정 이상 오염되어 있는 것을 알 수 있다.
또, 디젤기관 작동시(오일 미스트가 있는 상태)에 있어서, 통상의 오일 미스트 검출을 실시한다. 그때에도, 검출신호 접수부(121)는 수광 수단(3)으로부터 검출신호를 받아들여, 그 검출신호를 오염 이상 판단부(122)에 출력한다. 그리고, 그 검출신호를 수신한 오염 이상 판단부(122)는 오일 미스트 측정시에 있어서도, 상기와 마찬가지로, 측정치와 오염 이상치를 비교하여, 측정치가 오염 이상치를 하회한다고 판단한 때에는 그 판단 신호를 알림 수단(9)에 출력하고, 그 판단 신호를 수신한 알림 수단(9)은 오퍼레이터에 알린다. 또한, 알림 수단(9)은 알림만 하는 것으로, 그 후, 계속해 측정 가능하게 할 수도 있고, 제어장치(12)가 측정을 중단하는 기능을 가지도록 하여도 좋다.
한편, 측정치가 오염 이상치를 하회하지 않으면, 오염 이상 판단부(122)는 판단 신호를 알림 수단(9)에 출력하지 않고, 그대로 측정을 계속한다.
<본 실시 형태의 효과>
이와 같이 구성한 본 실시 형태에 관한 오일 미스트 검출 장치(1)에 의하면, 영점 쉬프트 구조에 의해 의도적으로 영점을 올려, 투광창(W)의 오염 이상에 의한 수광 광량의 저하를 검출할 수 있으므로, 투광창(W)의 오염을 간단하고 또한 확실히 검출할 수 있다.
그리고, 오일 미스트가 장기간에 걸친 건조와 부착에 의한 투광창(W)의 오염을 간단하고 또한 확실히 검출할 수 있게 되어, 측정 불가능하게 되기 전에 오퍼레이터에게 알릴 수 있다.
또, 오일 미스트가 존재하는 경우의 측정치와 오염 이상치를 항상 비교하도 록 하고 있으므로, 오일 미스트 검출 장치(1)의 현저한 감도 저하가 발생하기 전에 알릴 수 있게 된다.
또한, 디젤 기관 내에 직접 삽입하여 설치되는 본 실시 형태의 오일 미스트 검출 장치(1)는 제로 가스(zero gas) 등의 공급이 곤란하고, 분석계 등에서 이용되는 통상의 제로 교정이 불가능하지만, 본 실시 형태에 의하면, 엔진 정지시 등의 오일 미스트가 적은 상태이면, 제로 가스의 공급 없이 투광창(W)의 오염을 검출할 수 있다. 즉, 오염이 부착해 버리기 쉬운 엔진 정지시에 창 오염의 검지가 가능이라고 하는 효과가 있다. 또, 정기점검에 있어서도 센서부를 엔진 크랭크 케이스로부터 떼어내 가동시키는 것만으로, 특히 제로 가스의 공급도 하지 않고, 즉시에 창의 오염이 검지 가능한 것은 말할 필요도 없다.
<그외 변형 실시 형태>
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에 있어서 상기 실시 형태에 대응하는 부재에는 동일한 부호를 부여하기로 한다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는 제2 차광 부재(7) 및 제3 차광 부재(8)의 형상을 변경하는 것에 의해 차광량을 제어하고, 오일 미스트가 없는 상태에 있어서도 소정의 검출신호 출력을 얻을 수 있는 영점 쉬프트 구조를 구성하고 있으나, 그 외, 케이싱(6) 내에 배경 산란광(BLS)을 전용(專用)으로 발생시키기 위한 부재를 설치해도 좋다.
혹은, 영점 쉬프트 구조로서 제2 차광 부재(7) 또는 제3 차광 부재(8)의 어느 한쪽만을 이용하여 구성하여도 좋다.
또, 상기 실시 형태에서는, 제3 차광 부재(8)에 형성한 슬릿(8a)은 조사광(LB)이 직접적으로 차광 부재(8)에 닿아 산란광(LS)을 발생하지 않도록 여유를 가지고 형성되어 있지만, 조사광(LB)이 제3 차광 부재(8)에 직접적으로 닿아 산란광(LS)을 발생하도록 구성하여도 좋다.
또한, 제2 케이싱부(6B)의 선단부 내면은 선단으로 감에 따라 서서히 그 단면이 작아지는 테이퍼면으로 하고 있지만, 테이퍼면으로 하지 않아도 좋다. 테이퍼면으로 하지 않는 것에 의해, 영점 쉬프트 구조로서 기능하게 할 수도 있다.
게다가, 상기 실시 형태에서는 케이싱(6)이 단일 튜브 구조였지만, 그 외, 내벽 및 외벽으로 이루어지는 이중 튜브 구조로 하여, 오일 미스트 도입실(66)이 내벽 관통 구멍, 틈새 및 외벽 관통 구멍을 경유하여, 비직선적인 경로로 외부의 크랭크 케이스(C) 내와 연결되도록 하여도 좋다. 이렇게 하면, 오일 비말(기름 방울)의 오일 미스트 도입실(66) 내로의 침입을 방지할 수 있다. 게다가, 오일 미스트의 내부로의 도입, 확산은 전혀 간섭되지 않기 때문에, 오일 비말의 영향을 배제하여 오일 미스트를 정상적으로 검출할 수 있다. 또, 간단히 외벽과 내벽을 형성하면 되기 때문에, 구조가 간단하고 컴팩트화도 가능해진다.
케이싱(6)의 형상이나 소재 등도 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 실시 형태에서는, 오염 이상치는 제조자 또는 오퍼레이터가 설정 하여 입력하도록 하고 있지만, 다른 컴퓨터로부터 송신하도록 하여도 좋고, 제어장치가 오염 이상치 설정부를 구비하는 것으로 하여도 좋다. 이 오염 이상치 설정부는 수광 수단(3)으로부터의 영점 검출신호를 받아들여, 그 영점 검출신호가 나타내 는 영점의 저하량의 최하한을 설정하는 것이다.
또, 이 때, 오염 이상치 설정 공정에 있어서, 이하와 같이 오염 이상치를 설정할 수 있다. 오일 미스트가 존재하지 않는 상태에 있어서, 발광 수단(2)이 조사광(LB)을 사출한다. 그렇게 하면, 영점 쉬프트 구조에 의해, 수광 수단(3)이 일정량의 배경 산란광(BLS)을 수광한다. 검출신호 접수부(121)는 그때의 검출신호를 영점 검출신호로서 오염 이상치 설정부에 출력한다. 그리고, 오염 이상치 설정부는 오염 이상치를 취득한 영점 검출신호가 나타내는 영점의 쉬프트량의 예를 들면 50 ~ 80%가 되도록 설정하여, 그 오염 이상치 신호를 오염 이상치 격납부(D1)에 격납한다.
그 외, 상술한 실시 형태나 변형 실시 형태의 일부 또는 전부를 적의 조합하여도 좋고, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 오일 미스트 검출 장치의 전체를 나타내는 전체 사시도.
도 2는 동일한 실시 형태에 있어서의 오일 미스트 검출 장치의 이용 상태를 나타내는 이용 상태 설명도.
도 3은 동일한 실시 형태에 있어서의 오일 미스트 검출 장치 단부의 내부 구조를 나타내는 모식적 수평 방향 단면도.
도 4는 동일한 실시 형태에 있어서의 제어장치의 기기 구성도.
도 5는 동일한 실시 형태에 있어서의 제어장치에 기능 구성도.
<부호의 설명>
1 … 오일 미스트 검출 장치
w … 투광창
S … 검출 영역
LS … 산란광
LB … 광(조사광)
2 … 발광 수단
3 … 수광 수단
12 … 제어장치
122 … 오염 이상 판단부
6 … 케이싱
66 … 오일 미스트 도입실
7 … 차광 부재(제3 차광 부재)
9 … 알림 수단

Claims (4)

  1. 내연기관의 크랭크 케이스 내에 배치되는 오일 미스트(mist) 도입실(導入室)을 가진 케이싱과, 이 오일 미스트 도입실에 설치한 투광창의 외측으로 향하도록 배치한 발광 수단 및 수광 수단을 구비하고, 상기 발광 수단으로부터 상기 투광창을 통하여 오일 미스트 도입실 내의 소정 검출 영역에 광을 조사함과 동시에, 그 검출 영역에 존재하는 오일 미스트에 상기 조사광이 닿아 발생하는 산란광을 상기 투광창을 통하여 상기 수광 수단이 수광하는 것에 의해 오일 미스트를 검출하는 것으로서,
    상기 오일 미스트 도입실 내에 오일 미스트가 존재하지 않는 상태에 있어서, 상기 케이싱으로부터의 배경 산란광을 상기 수광 수단에 의도적으로 일정량 입사시키는 영(0)점 쉬프트 구조와,
    상기 수광 수단으로부터의 검출신호를 받아들여 소정의 연산처리를 실시하는 제어장치를 구비하고,
    상기 케이싱은, 선단부가 막힌 원통형상을 이루는 것이며, 선단측에 상기 오일미스트 도입실 그리고 기단측에 상기 발광수단 및 상기 수광수단을 수용하는 센서수용실을 가지고 있고, 상기 오일미스트 도입실 및 상기 센서수용실이 상기 투광창에 의해 구획되어 있으며,
    상기 영점 쉬프트 구조는, 상기 투광창으로부터 상기 검출 영역으로 향하는 조사광의 광축연장선과 상기 검출 영역으로부터 투광창으로 향하는 산란광의 광축연장선을 구획하도록 하여 설치된 차광 부재의 길이가 조절되는 것에 의해 구성되는 것이고,
    상기 제어장치는, 상기 배경 산란광만을 검출한 검출신호인 영점 검출신호를 수신하여 그 영점 검출신호보다 소정치 저하한 값을 오염 이상(異常)치로 설정해 두고, 상기 수광 수단으로부터의 상기 검출신호가 나타내는 검출신호 값이 상기 오염 이상치보다 작은 경우에는 투광창이 오염되어 있다고 판단하는 오염 이상 판단부를 구비하고 있는 오일 미스트 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오염 이상 판단부로부터의 판단 신호를 수신하여, 상기 투광창의 오염을 알리는 알림 수단을 구비하고 있는 오일 미스트 검출 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
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