KR101585557B1 - 배관용 센서 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체가 흐르는 배관의 사용을 정지시킬 필요 없이 배관에 설치된 센서의 이물질을 쉽고 빠르게 제거하여, 센서의 사용 수명을 연장할 수 있도록 센서가 삽입되어 장착되는 중공부를 구비한 장착부재와, 상기 센서를 상기 중공부 상에서 승강되도록 하는 승강수단 및 상승한 센서의 센싱부에 세정수를 분사하는 세정수단을 포함하여 이루어지는 배관용 센서 세정 장치에 관한 것이다.

Description

배관용 센서 세정 장치{CLEANING APPARATUS FOR SENSOR}

본 발명은 유체가 흐르는 배관의 사용을 정지시킬 필요 없이 배관에 설치된 센서의 이물질을 쉽고 빠르게 제거하여, 센서의 사용 수명을 연장할 수 있도록 센서가 삽입되어 장착되는 중공부를 구비한 장착부재와, 상기 센서를 상기 중공부 상에서 승강되도록 하는 승강수단 및 상승한 센서의 센싱부에 세정수를 분사하는 세정수단을 포함하여 이루어지는 배관용 센서 세정 장치에 관한 것이다.

현재 전 세계적으로 경제 발전 속도와 인구의 증가에 따라 물 소비는 기하급수적으로 증가하게 되어 물 부족 현상이 발생되고 있다.

따라서 물 소비 경향에 따라 용수 공급량을 조절함으로써 물자원을 절약하는 방법이 수자원 관리 정책의 핫 이슈(Hot issue)로 등장하고 있다.

구체적으로는 주간과 같이 사람의 활동량이 많은 시간대에는 용수 공급 시스템에서 고압으로 용수를 공급하여 물 수요를 충족시켜야 하지만, 야간과 같이 사람의 활동량이 적은 시간대에도 고압으로 용수를 공급한다면 공급과 소비의 불균형으로 인해 배관이나 각종 밸브에서 누수되는 물의 양이 증가하게 되므로 용수 공급 시스템에서 공급되는 수압을 감압시킬 필요가 있다.

상기와 같은 용수의 공급뿐만 아니라, 생활하수의 배출, 또는 각종 산업용수의 공급이나 배출, 또는 물 이외의 다른 유체의 공급이나 배출 등과 관련된 유체 제어 시스템은 배관에 흐르는 유량을 적절한 범위로 제어하는 것이 매우 중요하다.

또한 유체의 유량뿐만 아니라, 유체의 종류에 따라 유체에 포함된 각종 불순물이나 오염물 등의 이물질을 적절한 농도로 유지, 제어 하는 것이 매우 중요하다.

이러한 유체 제어 시스템에서 농도 또는 유량을 적절히 조절하기 위해선, 일반적으로 유체가 흐르는 각 배관마다 센서를 설치하여 배관에 흐르는 농도 또는 유량 변화를 감지함으로써, 이에 맞게 농도 또는 유량을 조절하게 된다.

상기와 같이 배관의 농도 또는 유량을 계측하기 위한 센서와 관련된 종래 기술로써, 한국 등록특허 제10-1497499호(공고일자 2015.03.02.) "건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치"가 있는데,

상기 종래 기술은 배관에 형성된 삽입공을 통해 센서부가 배관 내부로 삽입되어 설치되는 센서, 상기 배관의 외부에서 내부로 상기 센서를 따라 삽입되며 외측부가 상기 삽입공의 외주부와 용접되어 설치되어 센서를 보호하면서 배관에 고정시키기 위한 브래킷 및 상기 센서와 상기 브래킷에 함께 체결되어 센서가 상기 브래킷으로부터 이탈되지 않도록 고정시키는 볼트를 포함하여 이루어진다.

상기 종래 기술과 같이, 대부분의 센서는 배관을 관통하여 고정 설치되어 있는 바, 센서의 센서부에 이물질이 고착되어 오염될 경우 농도 또는 유량을 정확하게 감지할 수 없게 된다.

특히, 각종 산업 용수나 물 이외의 유체와 관련된 유체 제어 시스템의 배관을 통해 흐르는 유체에는 각종 불순물 등의 이물질이 포함되어 있어, 센서부에 이물질이 고착되는 정도가 매우 빠르고 심하기 때문에, 센서, 보다 엄밀하게는 센서부에서 이물질을 제거하지 않게 되면 정확한 농도 또는 유량 감지 및 이의 제어가 불가능해진다.

따라서 배관을 일정 기간 이상 사용하였거나, 또는 주기적으로, 센서에서 이물질을 제거해야만 정확한 농도 또는 유량 감지 및 제어가 가능해지고, 센서의 사용 수명을 연장할 수 있다.

그러나 상기 종래 기술과 같이, 현재 배관에 설치되는 대부분의 센서는 배관에 단순 결합되어 특수한 경우에만 센서를 배관에서 분리시킬 수 있어 센서의 분리 작업 자체가 쉽지 않으며, 이물질로 인한 센서의 기능 저하가 의심되어 센서의 분리 및 세정이 필요할 경우에는 배관의 사용을 완전 정지한 다음 배관 내부의 유체를 모두 배출시킨 후에야 센서 유지 보수 작업을 실시할 수 있는 문제점이 있다.

즉, 단순히 센서부에 이물질이 고착되어 발생하는 기능 저하의 경우, 센서의 세정을 통해 간단하게 보수하여 계속 사용할 수 있는데, 종래 센서의 결합 구조에서는 배관의 사용 정지가 필수적으로 선행되어야 하고, 이러한 배관의 사용 정지는 생활 또는 산업상의 많은 피해를 초래하기 때문에, 대부분의 센서는 사용 수명이 남았음에도 센서부가 완전 오염되어 기능을 상실할 때까지 계속 사용한 후에야 대대적인 유지 보수 작업을 실시하여 센서를 수리 또는 교체하고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로써, 일본 특허공개 제2004-251685호(공개일자 2004.09.09.) "기체 분사수단을 구비한 센서 시스템"은 부착성 이물질을 포함한 유체에 잠기도록 설치된 센서에 기체 분사수단을 설치하여 센서에 부착된 이물질을 제거하여 측정 불량을 방지하는 기술을 제시하고 있다.

그러나 상기 일본특허공개는 센서 및 기체 분사수단이 액체에 잠긴 상태에서 기체를 분사하기 때문에 센서에 부착된 이물질을 완전하게 제거하기 위해선 기체 분사 압력이 매우 커야하고, 파이프 형태의 기체 분사수단을 배관 내부에 설치하게 되므로 기체 분사수단을 통해 유체가 유출되는 것을 방지하기 위한 수밀성 확보가 필수적인 바, 다수개의 배관마다 상기 일본특허공개와 같은 기술을 적용하는데 많은 비용과 기술적 제약이 따르기 때문에 현실적으로 실효성이 떨어지는 기술이라 할 수 있다.

따라서 제작 및 설치의 어려움이 없이 저렴한 비용으로 설치 가능하면서, 배관의 사용을 정지시키지 않더라도 센서를 일정 기간마다 주기적으로 쉽고 빠르게 관리, 세정함으로써, 감지 기능이 저하되는 것을 방지하고, 배관의 사용 정지에 따른 피해 부담을 줄일 수 있고, 센서의 사용 수명을 연장할 수 있는 기술의 필요성이 대두되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

배관의 사용을 정지하지 않더라도 배관 내부에 수용된 센서의 센싱부를 배관 외부로 노출시켜, 센싱부에 고착된 이물질을 쉽고 빠르게 제거하고, 센서의 센싱부를 바로 원위치로 복귀시켜 계속적인 농도 또는 유량 감지가 가능하도록 함으로써, 센서의 유지관리가 편리하며, 센서의 사용 수명을 연장시킬 수 있도록, 센서가 장착되는 중공부를 갖는 장착부재와, 상기 중공부 상에서 상기 센서를 승강 시키는 승강수단 및 센서가 상승하여 중공부에 수용된 센싱부에 세정수를 분사하는 세정수단을 포함하여 이루어지는 배관용 센서 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 센서의 승강이 안정적으로 이루어지며, 장착부재의 중공부를 통해 유체가 유출되는 것을 방지할 수 있도록 센서와 연결된 랙기어와, 상기 랙기어에 치합되는 피니언기어를 구비한 구동모터 및 랙기어의 승강을 안내하는 가이드부로 이루어진 승강수단을 포함하는 배관용 센서 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 센싱부의 세정을 쉽고 편리하게 제어하여 실시할 수 있으며, 세정에 사용된 세정수가 배관을 통해 자연 배출될 수 있도록 중공부의 분사공에 장착된 분사노즐부와, 세정수 공급부와 분사노즐부를 연결하는 관체부 및 세정수 분사를 제어하는 제어밸브를 포함하는 배관용 센서 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 센서를 상승시켜 센싱부를 세정할 때, 장착부재와 센서 사이의 결합력이 취약해져 배관의 유체 압력 등으로 인해 센서 세정 장치의 파손 및 이에 따른 유체의 유출을 방지할 수 있도록 장착부재의 중공부를 개폐할 수 있는 개폐밸브를 포함하는 배관용 센서 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 배관용 센서 세정 장치는

배관에 설치된 센서에서 이물질을 제거하기 위한 배관용 센서 세정 장치에 관한 것으로,

배관 외측에 설치되고, 센싱부가 상기 배관 내부에 수용되도록 센서가 삽입되어 장착되는 중공부를 구비한 장착부재;

상기 센서를 상기 중공부 상에서 승강되도록 하는 승강수단; 및

상기 센서가 상승하여 센싱부가 상기 중공부에 수용된 상태에서 센싱부에 세정수를 분사하는 세정수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 배관용 센서 세정 장치에서

상기 승강수단은

상기 센서와 연결되는 랙기어,

상기 랙기어에 치합되는 피니언기어를 구비한 구동모터 및

상기 랙기어의 승강을 안내하는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 배관용 센서 세정 장치에서

상기 세정수단은

상기 중공부와 연통된 분사공에 장착되는 분사노즐부,

세정수 공급부와 상기 분사노즐부를 연결하는 관체부 및

상기 분사노즐부의 세정수 분사를 제어하는 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명에 따른 배관용 센서 세정 장치에서

상기 장착부재는

상기 센서의 상승 시, 상기 중공부를 폐쇄하는 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배관용 센서 세정 장치는 센서를 장착부재의 중공부에서 승강시키는 승강수단 및 중공부로 상승한 센서의 센싱부를 세정하는 세정수단을 도입함에 따라, 배관의 사용을 정지시킬 필요 없이 배관 사용 중 센서의 이물질을 제거할 수 있어, 센서의 유지 관리가 편리하고, 센서의 사용 수명을 연장할 수 있으며, 주기적으로 센싱부에 고착된 이물질을 제거하여, 센서를 이용한 보다 정확한 감지를 보장하고, 작동 안정성 및 설치 편의성의 뛰어나 종래 기설치된 센서를 대체하여 유체 제어 시스템의 효율적인 관리가 가능하도록 하는 매우 유용한 발명이다.

도 1a 및 도 1b 본 발명에 따른 센서 세정 장치의 감지 상태를 도시한 정 단면도 및 측 단면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 센서 세정 장치의 세정 상태를 도시한 정단면도 및 측 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 센서 세정 장치의 평 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 배관용 센서 세정 장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1a 및 도 2a를 참고하여 특정하면, 각 도면에서 바라보는 방향을 정면으로 하여, 이를 기준으로 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 배관용 센서 세정 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

농도 또는 유량 등의 감지를 위해 센서가 하강한 상태를 도시한 단면도들인 도 1a, 도 1b, 그리고 센싱부 세정을 위해 센서가 상승한 상태를 도시한 단면도들인 도 2a, 도 2b 및 본 발명을 상측에서 바라본 단면도인 도 3에 도시된 바와 같이,

본 발명에 따른 배관용 센서 세정 장치는 배관에 설치된 센서에서 이물질을 제거하기 위한 것으로,

크게 배관(P) 외측에 설치되고 센싱부(S1)가 배관(P) 내부에 수용되도록 센서(S)가 장착되는 장착부재(10)와, 상기 센서(S)를 승강시키는 승강수단(20) 및 센서(S)의 센싱부(S1)를 세정하는 세정수단(30)을 포함한다.

먼저 본 발명이 적용될 수 있는 배관(P)은 일반적인 물과 같은 각종 생활하수, 산업용수, 농업용수뿐만 아니라 물 이외의 각종 유체를 이송하여 유체의 공급 또는 배출 등에 사용되는 것으로, 도면에서는 파이프관 형태의 배관(P)이 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.

미설명 부호 P1은 파이프관 형태의 배관(P)들을 연결하기 위한 플렌지부이다.

이러한 배관(P)은 소정 위치에 센서(S) 설치를 위한 삽입공(Pa)이 마련되며, 상기 삽입공(Pa) 외측에 센서(S)가 장착된 장착부재(10)가 결합되어 설치된다.

상기 장착부재(10)는 센서(S)의 센싱부(S1)가 배관(P) 내부에 수용된 상태로 장착되도록 하며, 후술하는 승강수단(20)을 통해 센서(S)가 상승 및 하강 작동할 때 센서(S)를 안내하는 기능을 한다.

상기 장착부재(10)는 상기 배관(P)의 삽입공(Pa)에 결합되는 새들(saddle; 12)과, 상기 새들(12) 상부에 결합되는 개폐밸브(13)의 몸체(13A)와, 상기 몸체(13A) 상부에 결합되는 센서 하우징(14)으로 구성되며, 상기 새들(12)과, 몸체(13A) 및 센서 하우징(14)은 각각 길이 방향을 따라 중앙이 관통 형성되어 장착부재(10)의 중공부(11)가 삽입공(Pa)과 연통되도록 형성된다.

상기 새들(12)은 삽입공(Pa) 외측에 결합된 상태에서 하측단과 배관(P)의 외주면의 접촉부(12a)를 용접하여 고정되며, 몸체(13A)의 상, 하측단에 각각 센서 하우징(14)의 하측단과 새들(12)의 상측단이 암수 나사 결합 구조로 결합된다.

상기 개폐밸브(13)는 파이프 형상의 몸체(13A) 내부에 중공부(11)를 개폐할 수 있는 개폐부(미도시)와, 상기 개폐부의 개폐 작동을 위한 조작부(13B)로 구성된다.

개폐밸브(13)의 조작부(13B)는 수동 개폐 방식 또는 별도의 전동 모터를 이용한 자동 개폐 방식 모두 가능한데, 본 명세서의 도면에서는 수동 방식의 핸들로 구성되어 있는 것을 확인할 수 있다.

이러한 구조를 갖는 장착부재(10)는 중공부(11)의 상측 개구부로 센서(S)의 센싱부(S1)가 중공부(11)에 밀착되면서 삽입되어 센싱부(S1)가 배관(P) 내부에 수용(노출)되는 높이까지 하강된 상태로 고정되고, 센서(S)의 고정은 후술하는 승강수단(20)을 통해 구현된다.

이때 상기 센서(S)의 상단부는 장착부재(10)의 상측 개구부 외부로 노출되어 후술하는 승강부재(21A)의 결합부로 활용된다.

상기 새들(12)과, 센서 하우징(14)의 중공부(11) 내주면에는 하나 이상의 패킹부재(14c)가 구비되어, 중공부(11)에 삽입된 센서(S)와, 중공부(11)의 내주면 사이의 수밀성을 확보하여 배관(P)을 흐르는 유체가 장착부재(10)의 중공부(11)로 유출되지 않도록 한다.

그리고 상기 센서 하우징(14)의 일측에는 중공부(11)와 연통된 분사공(14A; 도 2b의 좌상측 확대 단면도 참고.)이 마련되어 후술하는 세정수단(30)의 분사노즐부(31)로 기능한다.

이러한 장착부재(10)에 장착되는 센서(S)는 유체와의 접촉 등을 통해 유체에 포함된 물질의 농도 또는 유체의 수위, 유속, 압력 등을 계측하여, 이를 감지할 수 있는 공지된 모든 종류의 센서가 사용될 수 있으며, 센서(S)의 감지 방식이나 방법 등은 본 발명의 본질적인 특징과는 연관성이 적으므로 상세한 설명은 생략한다.

이렇게 센싱부(S1)가 배관(P) 내부에 수용된 상태에서 센서(S)는 배관(P)에 흐르는 유체의 농도 또는 유량 등을 실시간으로 감지한다.

그리고 센서(S)를 통해 유체의 농도 또는 유량 등을 실시간으로 감지할 경우, 배관(P)에 흐르는 유체에 불순물 등의 이물질이 함유되어 있기 때문에, 감지 기간이 경과할수록 이물질이 센싱부(S1)에 접착되어 고착화되는데, 이러한 이물질은 정확한 농도 또는 유량 감지의 방해요소로써, 주기적인 세정을 통해 제거해줘야 센서(S) 본연의 기능이 상실되는 것을 방지함과 아울러, 센서(S)의 사용 수명을 연장할 수 있다.

이에 본 발명은 센서(S)를 승강시키는 승강수단(20)과, 센서(S)의 센싱부(S1)에 고착된 이물질을 제거하는 세정수단(30)을 도입하여 상기와 같은 목적을 달성할 수 있도록 한다.

우선 본 발명의 승강수단(20)은 상기 장착부재(10) 일측에 구비되는 것으로,

상기 센서(S)와 연결되는 랙기어(21),

상기 랙기어(21)에 치합되는 피니언기어(22A)를 구비한 구동모터(22) 및

상기 랙기어(21)의 승강을 안내하는 가이드부(23)를 포함한다.

상기 랙기어(21)는 장착부재(10)의 직립 방향과 동일한 방향으로 소정 길이를 갖고 일측면에 톱니부(21a)가 구비되어 있는 것으로, 랙기어(21)의 길이는 장착부재(10)의 중공부(11)와, 센서(S)의 길이 및 세정수단(30)의 형성 높이를 감안하여 달라질 수 있다.

상기 랙기어(21)와 센서(S)의 연결은, 일측단에 랙기어(21)가 구비되고 타측단에 상기 센서(S)의 상단부가 연결되는 승강부재(21A)를 통해 이루어지는데, 승강수단(20)의 부피를 최소화시킬 수 있도록 센서(S)의 승강판(S2) 일측면에 상기 랙기어(21)가 결합되고, 승강판(S2)의 타측면에 상기 승강부재(21A)가 결합된다.

상기 구동모터(22)는 상기 장착부재(10)의 일측에 설치된 베이스판(24A)의 일측면 소정 높이에 고정 결합되어 있는 것으로, 구동모터(22)의 회전축에 상기 랙기어(21)의 톱니부(21a)와 치합되는 피니언기어(22A)가 구비되어, 구동모터(22)의 양방향 회전에 따라 피니언기어(22A)가 랙기어(21)를 승강시켜, 승강부재(21A)를 통해 연결된 센서(S)의 승강이 이루어진다.

상기 구동모터(22)는 피니언기어(22A)의 회전수 및 회전 속도의 정밀 제어가 가능한 스텝 모터(stepper motor)가 사용되는 것이 보다 바람직하다.

이러한 구동모터(22)는 베이스판(24A)과 결합되는 케이스(24)에 내장되어 보호되며, 케이스(24)의 일측면에 상기 구동모터(22)와, 후술하는 세정수단(30)을 제어하는 콘트롤부(25; 도 1b 참고.)가 구비된다.

상기 콘트롤부(25)는 센서(S)의 상승 및 하강을 위한 구동모터(22)의 작동 방향을 제어함과 아울러 후술하는 세정수단(30)의 솔레노이드 밸브를 개폐하여 세정수의 분사를 제어한다.

상기 가이드부(23)는 구동모터(22)의 작동에 의하여 랙기어(21)와 센서(S)가 승강할 때 케이스(24)의 베이스판(24A)에 대하여 안정적인 승강이 가능하도록 하는 형태이면 무방한데(예를 들어 케이스(24)의 베이스판(24A)과 센서(S)의 승강판(S2)과의 접면에 가이드 레일 구조 등을 적용할 수 있음),

본 명세서의 도면에서는 장착부재(10)와 케이스(24) 사이 양측에 직립 설치되는 한 쌍의 가이드봉(23A)이 마련되어, 상기 승강부재(21A)가 상기 가이드봉(23A)에 관통 결합됨으로써, 승강부재(21A)가 가이드봉(23A)을 따라 슬라이드 승강을 하여 랙기어(21)와 센서(S)의 승강을 안내(보다 엄밀하게는 센서(S)는 장착부재(10)의 중공부(11)에 삽입되어 있는 형태이므로 랙기어(21)의 이탈 방지 및 승강을 안내함.)한다.

이 경우 도면에 도시되지 않았으나, 랙기어(21)와 센서(S)의 상승 및 하강 높이를 제한하는 스토퍼 또는 리미트 스위치(limit switch)가 더 구비될 수 있고, 도면과 같이 가이드봉(23A)과 승강부재(21A)의 관통 결합 구조로 스토퍼 기능이 구현될 수 있다.

미설명 부호 24a는 베이스판(24A)과 배관(P)의 용접부이다.

다음으로 본 발명의 세정수단(30)은 상기 센서(S)가 상승하여 센싱부(S1)가 상기 중공부(11)에 수용된 상태에서 센싱부(S1)에 세정수를 분사하는 것으로,

상기 센서 하우징(14)의 중공부(11)와 연통된 분사공(14A)에 장착되는 분사노즐부(31),

세정수 공급부(미도시)와 상기 분사노즐부(31)를 연결하는 관체부(32) 및

상기 분사노즐부(31)의 세정수 분사를 제어하는 제어밸브(33)를 포함한다.

상기 세정수 공급부는 상기 배관(P)에 흐르는 유체에 혼입되어도 무방한 종류의 세정수가 저장되어 관체부(32)를 통해 분사노즐부(31)로 세정수를 공급하는 것으로, 경우에 따라 세정을 위한 약품이 혼입될 수 있다.

세정수의 분사 압력을 향상시킴과 아울러, 세정수단(30)의 장착이 용이하도록,

상기 분사공(14A)은 내주면에 나사부(미지칭)를 구비한 외측 광폭부(14a)와, 내측 협폭부(14b)로 구성되고,

상기 분사노즐부(31)는 상기 외측 광폭부(14a)에 나사 결합되는 니블(31A)로 구성(도 2b의 좌상측 확대 단면도 참고.)된다.

그리고 상기 관체부(32)는 일반적인 연질의 호스나, 경질의 파이프관 등이 사용될 수 있다.

그리고 상기 제어밸브(33)는 파이프관 중간에 구비되는 것으로 상기 콘트롤부(25)를 통한 전자제어가 이루어질 수 있는 솔레노이드 밸브가 사용되는 것이 보다 바람직하다.

이하에서는 상기한 구성의 센서 세정 장치의 작동 및 효과를 설명한다.

먼저 본 발명의 센서 세정 장치를 이용해 센서(S)의 센싱부(S1)가 배관(P) 내부에 수용되도록 센서(S)를 배관(P)에 설치하고, 센서(S)를 작동시켜 배관(P)에 흐르는 유체의 농도 또는 유량 등을 실시간으로 감지한다.

이후 일정 기간이 경과하거나, 센서(S)의 감지 기능이 저하되는 징후가 보이거나, 또는 일정 주기마다, 센서(S)를 세정하여 센싱부(S1)의 이물질을 제거할 필요가 있을 때,

작업자는 배관(P)의 사용을 정지하지 않은 상태에서 해당 센서 세정 장치의 콘트롤부(25)를 통해 구동모터(22)를 상승 작동시킨다.

구동모터(22)의 상승 작동에 의해 피니언기어(22A)가 회전(도면 상 시계방향 회전)하면 이에 치합된 랙기어(21)가 가이드봉(23A)을 따라 상승하면서 센서(S)가 배관(P)의 삽입공(Pa)에서 이탈하여 장착부재(10)의 중공부(11)를 따라 동반 상승하게 된다.

센서(S)의 상승이 완료되면, 센싱부(S1)는 새들(12)의 분사공(14A) 높이에 도달하게 되고, 이후 작업자가 콘트롤부(25)를 통해 제어밸브(33)를 개방하면 세정수 공급부의 세정수가 관체부(32)를 통해 분사노즐부(31)로 공급되어 센싱부(S1)로 분사된다.

세정 작업 시, 분사공(14A)의 내측 협폭부(14b)로 인해 세정수의 분사 압력이 증대되어 센싱부(S1)에 고착된 이물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

이렇게 센싱부(S1)의 이물질을 제거한 세정수는 중공부(11)를 통해 배관(P)으로 배출된다.

이때 배관(P)에 흐르는 유체의 종류 또는 유체의 유속이나 압력 등 여러 조건에 따라, 삽입공(Pa)에서 센서(S)의 상승 이탈 시 유체의 유출 위험이 있을 경우, 개폐밸브(13)를 이용해 중공부(11)를 폐쇄시켜 유체의 유출 위험을 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 이러한 개폐밸브(13)는 사용 수명이 다한 센서(S)의 교체 작업에도 활용할 수 있다.

다시 세정 작업이 소정 시간동안 실시되어, 센싱부(S1)의 이물질이 제거되면, 작업자는 콘트롤부(25)를 조작하여 세정수의 분사를 정지시킨 다음, 상기 구동모터(22)를 반대로 작동시켜, 센서(S)가 배관(P) 내부의 감지 높이로 하강되도록 한다.

이 경우, 개폐밸브(13)를 이용해 중공부(11)를 폐쇄시킨 상태라면, 센서(S)의 하강 작동 이전에 개폐밸브(13)의 개방이 선행되어야 함은 물론이다.

본 발명은 상기와 같은 작동을 통해 배관(P)의 사용을 정지할 필요 없이 센서(S)의 세정 작업을 실시하여, 센서의 기능 저하를 방지하고 센서 정확한 센싱 기능을 보장할 수 있으며,

특히 통상적으로 하나의 유체 제어 시스템의 메인 배관에 다수개의 배관(P)이 연결되어 각 배관(P)마다 센서(S)가 설치되어 있는 것을 감안할 때, 본 발명은 하나의 센서(S)를 세정하기 위해 전체 시스템을 정지시킬 필요가 없으므로, 시스템 정지로 유발되는 피해를 방지할 수 있고,

다수개의 센서(S)에 대한 세정 작업을 신속하고 간단하게 실시할 수 있으므로 센서(S)의 사용 수명을 연장할 수 있고, 나아가 전체 유체 제어 시스템의 안정적인 유지 관리가 가능한 장점이 있다.

이상의 설명에서 유체의 농도 또는 유량 등 센서(S)의 감지를 위한 각종 배선 구조나, 농도 또는 유량 감지 방법 등과 관련된 통상의 공지된 기술이 생략되어 있으나, 통상의 기술자라면 이를 용이하게 추측 및 추론하여 재현할 수 있다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 배관용 센서 세정 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

P : 배관 Pa : 삽입공
S : 센서 S1 : 센싱부
10 : 장착부재 11 : 중공부
12 : 새들 13 : 개폐밸브
13A : 몸체 13B : 조작부
14 : 센서 하우징 14A : 분사공
14a : 외측 광폭부 14b : 내측 협폭부
20 : 승강수단 21 : 랙기어
21a : 톱니부 21A : 승강부재
22 : 구동모터 22A : 피니언기어
23 : 가이드부 23A : 가이드봉
24 : 케이스 24A : 베이스판
25 : 콘트롤부
30 : 세정수단 31 : 분사노즐부
31A : 니블 32 : 관체부
33 : 제어밸브

Claims (4)

1. 유체가 흐르는 배관(P)에 설치된 센서(S)에서 이물질을 제거하기 위한 배관용 센서 세정 장치에 관한 것으로,
   배관(P) 외측에 설치되고, 상기 센서(S)의 센싱부(S1)가 상기 배관(P) 내부에 수용되도록 센서(S)가 밀착되면서 삽입되어 장착되는 중공부(11)를 구비하여, 상기 센서(S)의 승강을 안내하는 장착부재(10);
   상기 센서(S)를 상기 중공부(11) 상에서 승강되도록 하는 승강수단(20); 및
   상기 센서(S)가 상승하여 센싱부(S1)가 상기 중공부(11)에 수용된 상태에서 센싱부(S1)에 세정수를 분사하는 세정수단(30);을 포함하여 이루어지되,
   상기 중공부(11)의 내주면에는 하나 이상의 패킹부재(14c)가 구비되고,
   상기 세정수단(30)은
   상기 중공부(11)와 연통된 분사공(14A)에 장착되는 분사노즐부(31),
   세정수 공급부와 상기 분사노즐부(31)를 연결하는 관체부(32) 및
   상기 분사노즐부(31)의 세정수 분사를 제어하는 제어밸브(33)를 포함하고,
   상기 분사공(14A)은 내주면에 나사부를 구비한 외측 광폭부(14a)와, 내측 협폭부(14b)로 구성되고,
   상기 분사노즐부(31)는 상기 외측 광폭부(14a)에 나사 결합되는 니블(31A)로 구성되는 것을 특징으로 하는 배관용 센서 세정 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 승강수단(20)은
   상기 센서(S)와 연결되는 랙기어(21),
   상기 랙기어(21)에 치합되는 피니언기어(22A)를 구비한 구동모터(22),
   상기 랙기어(21)의 승강을 안내하는 가이드부(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 센서 세정 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 장착부재(10)는
   상기 배관(P)의 삽입공(Pa)에 결합되는 새들(saddle; 12)과, 상기 새들(12) 상부에 결합되는 개폐밸브(13)의 몸체(13A)와, 상기 몸체(13A) 상부에 결합되는 센서 하우징(14)으로 구성되며, 상기 새들(12)과, 몸체(13A) 및 센서 하우징(14)은 각각 길이 방향을 따라 중앙이 관통 형성되어 장착부재(10)의 중공부(11)가 삽입공(Pa)과 연통되도록 형성되고,
   상기 새들(12)은 삽입공(Pa) 외측에 결합된 상태에서 하측단과 배관(P)의 외주면의 접촉부(12a)를 용접하여 고정되며, 몸체(13A)의 상, 하측단에 각각 센서 하우징(14)의 하측단과 새들(12)의 상측단이 암수 나사 결합 구조로 결합되며,
   상기 개폐밸브(13)는 상기 센서(S)의 상승 시, 상기 중공부(11)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 배관용 센서 세정 장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 센서(S)의 상단부는 장착부재(10)의 상측 개구부 외부로 노출되어 승강부재(21A)가 결합되고,
   상기 랙기어(21)와 센서(S)의 연결은, 센서(S)의 승강판(S2) 일측면에 상기 랙기어(21)가 결합되고, 승강판(S2)의 타측면에 상기 승강부재(21A)가 결합되어 이루어지며,
   상기 구동모터(22)는 상기 장착부재(10)의 일측에 설치된 베이스판(24A)의 일측면 소정 높이에 고정 결합되고, 구동모터(22)의 회전축에 상기 랙기어(21)의 톱니부(21a)와 치합되는 피니언기어(22A)가 구비되어, 구동모터(22)의 양방향 회전에 따라 피니언기어(22A)가 랙기어(21)를 승강시켜, 승강부재(21A)를 통해 연결된 센서(S)의 승강이 이루어지고,
   상기 구동모터(22)는 상기 피니언기어(22A)의 회전수 및 회전 속도의 정밀 제어가 가능한 스텝 모터가 사용되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 배관용 센서 세정 장치.

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