KR101567000B1 - 배관 내부 촬영 장치 및 그를 구비하는 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템 - Google Patents

배관 내부 촬영 장치 및 그를 구비하는 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 배관에 결합되도록 구성되는 마운터; 상기 마운터에 설치되고, 상기 배관의 외부에서 상기 배관의 내부로 연장되는 바디부와, 상기 바디부에서 절곡 연장되는 헤드부를 구비하는 하우징; 및 상기 헤드부에 설치되고, 상기 배관 내 누적 물질의 측방을 지향하는 촬상 렌즈가 설치된 경통과, 상기 경통의 외주면에서 돌출된 스페이서를 구비하는 촬상 유닛을 포함하고, 상기 헤드부는, 중공형의 헤드 원통부와, 상기 헤드 원통부의 내면에 형성되어 상기 스페이서를 수용하는 그루브를 포함하는, 배관 내부 촬영 장치 및 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템을 제공한다.

Description

배관 내부 촬영 장치 및 그를 구비하는 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템{APPARATUS FOR PHOTOGRAPHING INSIDE OF DUCT AND MONITORING SYSTEM FOR DEPOSITED MATERIAL INSIDE THE DUCT}
본 발명은 배관 내부 촬영 장치 및 그를 구비하는 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 생산라인이나 연구라인의 장비는 막의 형성 및 식각을 위하여 독성, 가연성, 산성, 알칼리, 복합성 등의 성질을 갖는 여러 종류의 가스를 사용하고 있다. 이러한 가스는 장비의 내부에서 반응하기는 하나 완전 결합 또는 완전 반응되지 않고 배기 라인을 따라 배출된다.
이로 인해, 배기 라인의 내부에는 상기 가스가 임의 반응하여 형성된 물질이 누적된다. 이러한 누적 물질은 배관의 꺾인 부위, 배관 사이의 연결부, 돌출부 등에 주로 누적되며, 이렇게 누적된 물질은 심하게는 덕트를 폐쇄하기도 한다.
또한, 배관 내부에 쌓인 누적 물질은 배기의 흐름을 막아 다른 부분에서 누적 물질이 쌓이는 현상을 수반한다. 심지어는 배관 내부 누적 물질은 화재를 유발하기도 한다.

(선행문헌)
(특허문헌 1) JP2012-088142 A
본 발명의 목적은, 배관 내부 누적 물질의 존재뿐만 아니라 그의 두께까지 파악할 수 있도록 하는, 배관 내부 촬영 장치 및 그를 구비하는 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배관 내부 촬영 장치는, 배관에 결합되도록 구성되는 마운터; 상기 마운터에 설치되고, 상기 배관의 외부에서 상기 배관의 내부로 연장되는 바디부와, 상기 바디부에서 절곡 연장되는 헤드부를 구비하는 하우징; 및 상기 헤드부에 설치되고, 상기 배관 내 누적 물질의 측방을 지향하는 촬상 렌즈가 설치된 경통과, 상기 경통의 외주면에서 돌출된 스페이서를 구비하는 촬상 유닛을 포함하고, 상기 헤드부는, 중공형의 헤드 원통부와, 상기 헤드 원통부의 내면에 형성되어 상기 스페이서를 수용하는 그루브를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 마운터는, 상기 하우징이 삽입 지지되는 지지판을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 마운터는, 상기 배관의 천공홀과 상기 지지판 사이에 배치되어, 상기 배관 및 상기 지지판과 결합되는 연결관을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하우징은, 상기 지지판에 대응하여 형성되는 나사산부를 포함하고, 상기 마운터는, 상기 지지판의 상측에 배치되고, 상기 나사산부에 결합되는 너트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 바디부의 연장 방향과 상기 헤드부의 연장 방향은 90°를 이룰 수 있다.
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여기서, 상기 하우징은, 상기 헤드부에 결합되어, 상기 촬상 유닛의 이탈을 제한하는 제한 캡을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제한 캡은, 상기 헤드부에 결합되는 중공형의 캡 원통부; 및 상기 캡 원통부 보다 작은 내경을 갖는 개방홀을 형성하는 플랜지부를 포함할 수 있다.
삭제
삭제
여기서, 상기 하우징은, 상기 바디부에 형성되어, 에어를 공급받는 공급 포트를 더 포함하고, 상기 경통은, 상기 하우징과 이격 공간을 갖도록 형성되어, 상기 에어가 상기 이격 공간을 거쳐 상기 개방홀로 토출되게 할 수 있다.
여기서, 상기 촬상 유닛은, 상기 경통에 설치되고, 상기 촬상 렌즈의 지향 방향과 교차하는 방향을 지향하는 발광소자를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하우징에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 배관 내의 유체 유동에 대응해 유선형 구조를 갖는 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템은, 앞서의 배관 내부 촬영 장치; 상기 배관 내 누적 물질의 두께에 관한 판단값을 출력하는 출력 장치; 및 상기 배관 내부 촬영 장치로부터 획득된 상기 배관 내 누적 물질에 대한 이미지를 전송받아, 상기 누적 물질의 두께에 관해 판단하여, 상기 판단값을 상기 출력 장치에 전송하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 배관 내부 촬영 장치 및 그를 구비하는 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템에 의하면, 배관 내부 누적 물질의 존재뿐만 아니라 그의 두께까지 파악될 수 있다.
그에 의해, 관리자는 누적 물질의 두께에 따른 배관 내의 가스 유동에의 영향, 화재 가능성 등을 판단하여, 적절한 유지 보수 조치를 시행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 내부 촬영 장치(100)가 배관(D)에 설치된 상태를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 배관 내부 촬영 장치(100)가 배관(D)에 설치된 상태에 대한 단면도이다.
도 3은 배관 내부 촬영 장치(100) 중 하우징(130), 촬상 유닛(150), 및 커버(170)에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 제한 캡(135)에 대한 일 변형예에 따른 제한 캡(135')을 보인 단면도이다.
도 5는 도 2의 촬상 유닛(150)에 대한 일 변형예에 따른 촬상 유닛(150')을 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템(1000)에 대한 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 내부 촬영 장치 및 그를 구비하는 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 내부 촬영 장치(100)가 배관(D)에 설치된 상태를 보인 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 배관 내부 촬영 장치(100)는, 마운터(110), 하우징(130), 촬상 유닛(150), 및 커버(170)를 가질 수 있다.
마운터(110)는 배관(D)에 결합되어, 하우징(130)을 지지하는 구성이다. 마운터(110)는 하우징(130)의 천공홀(DH)에 결합될 수 있다.
하우징(130)은 마운터(110)에 설치되어, 배관(D)을 관통하도록 배치된다. 그에 의해, 하우징(130)은 배관(D)의 외부에서 내부로 연장하게 된다.
촬상 유닛(150)은 하우징(130)에 설치되고, 배관(D) 내부의 이미지를 획득하기 위한 구성이다. 촬상 유닛(150)은 구체적으로, 배관(D) 내의 누적 물질(P)의 측방을 지향하도록 배치된다.
커버(170)는 하우징(130)에 결합되고, 배관(D) 내의 유체 유동에 대응해 유선형 구조를 갖는다.
이상의 구성에 의하면, 배관(D) 내에서 유동 방향(F)을 따라 가스가 유동할 때, 가스 중에 포함된 파티클은 배관(D)의 굽어진 부분 등에 누적된다. 그에 의해, 누적 물질(P)이 형성된다.
누적 물질(P)에 대응하여, 촬상 유닛(150)은 누적 물질(P)의 측방을 지향하게 된다. 그에 의해, 촬상 유닛(150)을 통해 얻어진 배관(D) 내부의 이미지에 의하면, 누적 물질(P)의 존재 파악뿐만 아니라, 그의 누적 두께 파악까지도 가능하게 된다.
이를 위해서는, 촬상 유닛(150)은 하우징(130)에 설치되어야 하고, 하우징(130)은 마운터(110)를 통해 배관(D) 내에 위치하여 한다. 또한, 커버(170)는 유선형 구조로서 가스 유동이 하우징(130)에 의해 방해받는 것을 완화시켜 준다.
이러한 마운터(110) 등의 세부 구성에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 배관 내부 촬영 장치(100)가 배관(D)에 설치된 상태에 대한 단면도이고, 도 3은 배관 내부 촬영 장치(100) 중 하우징(130), 촬상 유닛(150), 및 커버(170)에 대한 분해 사시도이다.
본 도면들을 참조하면, 마운터(110)는, 지지판(111), 연결관(113), 너트(115 및 117)를 가질 수 있다.
지지판(111)은 하우징(130)이 삽입 지지되는 구성이다. 지지판(111)은 대체로 배관(D)에 평행하게 배치되는 판재일 수 있다.
연결관(113)은 배관(D)의 천공홀(DH)에 결합되는 관체일 수 있다. 연결관(113)은 또한 지지판(111)에 결합 된다. 그에 의해, 연결관(113)은 배관(D)의 천공홀(DH)과 지지판(111) 사이에 배치된다.
너트(115 및 117)는 하우징(130)을 지지판(111)에 보다 견고하게 고정하기 위한 구성이다. 구체적으로, 너트(115 및 117)는 지지판(111)의 상측에 위치하는 상부 너트(115)와, 지지판(111)의 하측에 위치하는 하부 너트(117)를 가질 수 있다. 상부 너트(115)는 하우징(130)이 지지판(111) 아래로 추락하지 않게 한다. 하부 너트(117)는 하우징(130)이 지지판(111) 위로 들썩이지 않게 한다.
하우징(130)은, 바디부(131), 헤드부(133), 제한 캡(135), 나사산부(137), 공급 포트(139)를 가질 수 있다.
바디부(131)는 배관(D)의 외부에서 내부로 연장되는 부분이다. 바디부(131)는 중공 파이프 형태를 가질 수 있다.
헤드부(133)는 바디부(131)에서 절곡 연장되는 부분이다. 본 실시예에서 헤드부(133)의 연장 방향은 바디부(131)의 연장 방향에 대해, 90°를 이루고 있다. 이러한 헤드부(133)의 자유단 측에는 촬상 유닛(150)이 설치된다. 이를 위해, 헤드부(133)는, (헤드) 원통부(133a)와, 원통부(133a)의 내주면에 형성된 그루브(133b)를 가질 수 있다.
제한 캡(135)은 촬상 유닛(150)이 헤드부(133)에서 이탈하지 않도록 촬상 유닛(150)을 구속하는 구성이다. 제한 캡(135)은 헤드부(133)의 자유단 측에 결합된다. 제한 캡(135)은, 구체적으로, 헤드부(133)에 결합되는 중공형의 (캡) 원통부(135a)와, 원통부(135a) 보다 작은 내경을 갖는 개방홀(135b)을 형성하는 플랜지부(135c)를 가질 수 있다.
나사산부(137)는, 바디부(131)의 외면에 형성된다. 나사산부(137)는, 구체적으로 지지판(111)에 대응하여 형성된다. 나사산부(137)에는 너트(115 및 117)가 나사 결합될 수 있다.
공급 포트(139)는, 바디부(131)에 형성되어 에어를 공급받는 구성이다. 바디부(131)로 공급된 에어는 헤드부(133)와 촬상 유닛(150) 사이로 토출 된다.
촬상 유닛(150)은, 경통(151)과, 촬상 렌즈(153), 스페이서(155), 및 케이블(157)을 가질 수 있다.
경통(151)은 이미지 센서를 내장하고 있는 구성이다. 경통(151)은 헤드부(133)의 원통부(133a) 내에 삽입되는 사이즈를 가진다. 그 형태상으로도, 경통(151)은 원통부(133a)에 대응하여 원통형으로 형성될 수 있다.
촬상 렌즈(153)는 이미지 센서의 전방에 위치한다. 구체적으로, 촬상 렌즈(153)는 경통(151)의 일 단부에 설치될 수 있다.
스페이서(155)는 경통(151)의 외주면에서 돌출 형성된다. 스페이서(155)는 경통(151)의 둘레 방향을 따라 서로 이격된 복수 개로 형성될 수 있다.
케이블(157)은 이미지 센서와 전기적으로 연결되고, 하우징(130) 내를 따라 연장하게 된다.
커버(170)는, 유선형부(171)와, 홀더부(173)를 가질 수 있다.
유선형부(171)는 가스의 유동 방향(F, 도 1)에 대응하여 대체로 삼각 형상을 갖는 부분일 수 있다.
홀더부(173)는 유선형부(171)에서 연장되며, 하우징(130)에 탈착 결합되는 부분이다. 홀더부(173)는 하우징(130)에 대응하여, 두 조각으로 나뉘어 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 연결관(113)이 배관(D)의 천공홀(DH)에 결합된 상태에서, 연결관(113)의 자유단에는 지지판(111)에 결합 된다. 또한, 지지판(111)에는 하우징(130)의 바디부(131)가 관통 결합되고, 바디부(131)는 너트(115 및 117)에 의해 지지판(111)에 보가 견고하게 고정된다.
그에 의해, 하우징(130)이 배관(D) 내로 연장하게 하면서도, 배관(D) 내의 가스가 지지판(111) 및 연결관(113)에 의해 한정된 공간을 벗어나서 외부로 누출되지는 않게 된다.
하우징(130)의 헤드부(133), 구체적으로 원통부(133a)의 그루브(133b)에는, 촬상 유닛(150)의 스페이서(155)가 끼워진다. 그에 의해, 촬상 유닛(150)은 헤드부(133) 내에 정 위치하게 된다.
또한, 헤드부(133)의 자유단 측에 제한 캡(135)이 결합 됨에 의해, 촬상 유닛(150), 구체적으로 경통(151)은 설정 위치에 구속된다. 경통(151)에 연결된 케이블(157)은 헤드부(133)와 바디부(131)의 내부를 통해 배관(D) 외부로 연장하게 된다.
스페이서(155)가 그루브(133b)에 삽입됨에 있어서, 스페이서(155)는 경통(151)이 원통부(133a)의 내면에서 떨어져 이격 공간(S)을 형성하는 사이즈를 가질 수 있다. 그에 의해, 공급 포트(139)를 통해 바디부(131) 내로 공급된 에어는 헤드부(133)에서 이격 공간(S)을 통해 유동하게 된다.
이러한 에어는 최종적으로 촬상 렌즈(153) 앞으로 유동하여 제한 캡(135)의 개방홀(135b)을 통해 토출된다. 그 결과, 배관(D) 내부를 유동하는 가스에 의해 촬상 렌즈(153)가 오염되지 않게 된다.
다음으로, 이상의 구성에 대한 변형예를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 4는 도 2의 제한 캡(135)에 대한 일 변형예에 따른 제한 캡(135')을 보인 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 제한 캡(135')은 (캡) 원통부(135'a)에 대해 플랜지부(135'c)가 예각을 이룬다.
그에 의해, 이격 공간(S)을 통해 유동하는 에어가 플랜지부(135'c)에 의해 반사되어 촬상 렌즈(153)를 부딪히게 된다. 그 결과, 에어는 앞선 실시예의 경우보다 적극적으로 촬상 렌즈(153)가 가스에 의해 오염되는 것을 방지하게 된다.
다음으로, 도 5는 도 2의 촬상 유닛(150)에 대한 일 변형예에 따른 촬상 유닛(150')을 보인 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 촬상 유닛(150')은, 촬상 렌즈(153)에 더하여, 발광 소자(157')를 더 구비할 수 있다.
여기서, 촬상 렌즈(153)와 같이, 발광 소자(157')도 경통(151)에 설치된다. 이때, 발광 소자(157')의 지향 방향(L1)은, 촬영 렌즈(153)의 지향 방향(L2)에 비해 10°내지 25°경사 진다.
그에 따라, 배관(D) 내부의 바닥, 또는 천장에 대해서도 빛의 조사가 가능하다. 이는 이미지 센서가 배관(D)의 바닥, 또는 천정 관련 선명한 이미지를 얻을 수 있게 한다.
다음으로, 이상의 배관 내부 촬영 장치(100)를 이용한 배관(D) 내부 누적 물질 모니터링 시스템에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템(1000)에 대한 블록도이다.
본 도면을 참조하면, 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템(1000)은, 배관 내부 촬영 장치(100), 출력 장치(200), 및 컨트롤러(300)를 가질 수 있다.
배관 내부 촬영 장치(100)는 이상에서 설명한 바와 같다.
출력 장치(200)는 배관 내부 누적 물질 상태에 대한 판단값을 출력한다. 출력 장치(200)는 판단값을 시각, 청각적으로 알람하거나, 다른 장치에 판단값을 전송하는 것일 수 있다.
여기서, 판단값의 출력 시에는, 배관 내 누적 물질의 적층 정도에 따라, 배관이 초기 상태인지, 누적 물질이 설정 기준 이하로 침적 중인 상태인지, 누적 물질이 설정 기준 이상으로 침적되어 정비가 필요한 상태인지 등에 대한 메세지가 함께 출력될 수 있다.
컨트롤러(300)는 배관 내부 촬영 장치(100)로부터 배관(D) 내부 이미지를 확보하여, 그에 대해 누적 물질의 두께를 판단하도록 구성된다. 이를 위해, 컨틀롤러(300)는 상기 배관 내부 이미지에 대한 이미지 프로세싱을 수행할 수 있다. 컨트롤러(3O00)는 누적 물질의 두께에 대한 판단값을 출력 장치(200)에 전송한다.
이러한 구성에 의하면, 배관(D) 내에 누적 물질이 침적되어 감에 따라, 배관(D)에 대한 유지 보수를 어떻게 할지를 관리자가 선제적으로 파악할 수 있게 된다.
상기와 같은 배관 내부 촬영 장치 및 그를 구비하는 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 배관 내부 촬영 장치 110: 마운터
111: 지지판 113: 연결관
130: 하우징 131: 바디부
133: 헤드부 135: 제한 캡
150: 촬상 유닛 151: 경통
153: 촬상 렌즈 155: 스페이서
170: 커버 171: 유선형부
173: 홀더부 200: 출력 장치
300: 컨트롤러
1000: 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템

Claims (14)

  1. 배관에 결합되도록 구성되는 마운터;
    상기 마운터에 설치되고, 상기 배관의 외부에서 상기 배관의 내부로 연장되는 바디부와, 상기 바디부에서 절곡 연장되는 헤드부를 구비하는 하우징; 및
    상기 헤드부에 설치되고, 상기 배관 내 누적 물질의 측방을 지향하는 촬상 렌즈가 설치된 경통과, 상기 경통의 외주면에서 돌출된 스페이서를 구비하는 촬상 유닛을 포함하고,
    상기 헤드부는, 중공형의 헤드 원통부와, 상기 헤드 원통부의 내면에 형성되어 상기 스페이서를 수용하는 그루브를 포함하는, 배관 내부 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마운터는,
    상기 하우징이 삽입 지지되는 지지판을 포함하는, 배관 내부 촬영 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마운터는,
    상기 배관의 천공홀과 상기 지지판 사이에 배치되어, 상기 배관 및 상기 지지판과 결합되는 연결관을 더 포함하는, 배관 내부 촬영 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 지지판에 대응하여 형성되는 나사산부를 포함하고,
    상기 마운터는,
    상기 지지판의 상측에 배치되고, 상기 나사산부에 결합되는 너트를 더 포함하는, 배관 내부 촬영 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 바디부의 연장 방향과 상기 헤드부의 연장 방향은 90°를 이루는, 배관 내부 촬영 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 헤드부에 결합되어, 상기 촬상 유닛의 이탈을 제한하는 제한 캡을 더 포함하는, 배관 내부 촬영 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제한 캡은,
    상기 헤드부에 결합되는 중공형의 캡 원통부; 및
    상기 캡 원통부보다 작은 내경을 갖는 개방홀을 형성하는 플랜지부를 포함하는, 배관 내부 촬영 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 바디부에 형성되어, 에어를 공급받는 공급 포트를 더 포함하고,
    상기 경통은, 상기 하우징과 이격 공간을 갖도록 형성되어, 상기 에어가 상기 이격 공간을 거쳐 상기 개방홀로 토출되게 하는, 배관 내부 촬영 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 유닛은,
    상기 경통에 설치되고, 상기 촬상 렌즈의 지향 방향과 교차하는 방향을 지향하는 발광소자를 더 포함하는, 배관 내부 촬영 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 배관 내의 유체 유동에 대응해 유선형 구조를 갖는 커버를 더 포함하는, 배관 내부 촬영 장치.
  14. 제1항에 따른 배관 내부 촬영 장치;
    상기 배관 내 누적 물질의 두께에 관한 판단값을 출력하는 출력 장치; 및
    상기 배관 내부 촬영 장치로부터 획득된 상기 배관 내 누적 물질에 대한 이미지를 전송받아, 상기 누적 물질의 두께에 관해 판단하여, 상기 판단값을 상기 출력 장치에 전송하는 컨트롤러를 포함하는, 배관 내부 누적 물질 모니터링 시스템.
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KR101769005B1 (ko) 2015-11-26 2017-08-30 주식회사 우림테크 외부와 기밀된 배관의 내부 관측장치

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