KR101955512B1 - 자동 흡입형 가스 검지기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 흡입된 공기로부터 수분이나 먼지와 같은 이물질을 제거하여 가스 센서에 공급함으로써 가스 센서의 검지 정확도를 향상시키고 가스 센서 및 내부 부품을 보호할 수 있다. 이를 위해 특히 본 발명의 일 실시예는, 공기를 흡입하는 제1 흡입구와, 흡입된 공기를 전달하는 흡기 파이프를 포함하는 흡기부; 흡기 파이프를 통해 흡입된 공기를 전달받고 흡입된 공기로부터 이물질을 제거하여 제1 처리 공기를 생성하는 필터링부; 필터링부에 연결되어 이물질이 제거된 제1 처리 공기를 공급하는 공급 파이프와, 공급 파이프 상에 위치하여 제1 처리 공기의 공기량을 조절하는 흡기 밸브를 포함하는 가스 공급부; 공급 파이프와 연결되어 제1 처리 공기를 공급받고, 제1 처리 공기를 가열 및 건조하는 제2 처리 공기를 생성하는 히터부; 생성된 제2 처리 공기를 통과시켜 타겟 가스를 센싱하는 가스 검지 센서; 가스 검지 센서를 통과한 제2 처리 공기의 배출 경로인 공기 배출 파이프와, 공기 배출 파이프 상에 위치하여 제2 처리 공기를 배출하는 공기 펌프를 포함하는 공기 배출부; 필터링부를 내부에 수용하고 제거된 수분에 기초하여 하부에 물이 수집되는 물 수집부; 및 물 수집부에 연결되고 수집된 물의 배출 경로인 물 배출 파이프와, 물 배출 파이프 상에 위치하여 수집된 물을 배출하는 모터펌프를 포함하는 물 배출부를 포함하는 자동 흡입형 가스 검지기를 포함한다.

Description

자동 흡입형 가스 검지기{AIR INTAKE TYPE GAS DETECTING APPARATUS}

본 발명은 자동 흡입형 가스 검지기에 관한 것이다.

우리의 생활환경에는 대단히 많은 종류의 위험한 가스가 존재하고 있어 최근 일반가정, 업소, 공사장에서의 가스사고, 석유콤비나트, 탄광, 화학플랜트 등에서의 폭발사고 및 오염 공해 등이 잇따르고 있다. 인간의 감각기관으로는 위험 가스의 농도를 정량하거나 종류를 거의 판별할 수 없다. 이에 대응하기 위해 물질의 물리적, 화학적 성질을 이용한 가스센서가 개발되어 가스의 누설감지, 농도의 측정 기록, 경보 등에 사용되고 있다.

가스 검지기는 이러한 가스센서를 장착하고 보다 정확한 측정과 가스센서의 보호가 가능하도록 구성된 장치이다. 가스 검지기를 통해 산업현장의 잠재적인 가스 누출 위험 지역에서 인화성이 있는 탄화수소계의 미세한 가연성 가스와 일산화탄소, 이산화탄소 등의 유독성 가스 및 산소를 검출하고 경보한다.

현재까지 산업현장에 설치된 흡입식 가스검지기는 고절적으로 온습도 변화에 의한 결로현상 문제점이 있었다. 강제흡입 시 가스챔버(Chamber) 내부의 수분이 가스 검지기로 유입되어 가스 센서나 각종 부품의 고장 원인이 되었고, 높거나 낮은 온도, 먼지 등 가스 검지를 방해하는 조건들은 산업현장에는 비일비재하다.

따라서 가스 센서의 센싱 정확도를 높임과 동시에 가스 검지기를 유해환경으로부터 보호할 수 있고 내부 부품의 고장을 예방할 수 있는 새로운 형태의 자동 흡입형 가스 검지기에 대한 연구의 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 기하여 도출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은, 흡입된 공기로부터 수분이나 먼지와 같은 이물질을 제거하여 가스 센서에 공급함으로써 가스 센서의 검지 정확도를 향상시키고 가스 센서 및 내부 부품을 보호할 수 있는 자동 흡입형 가스 검지기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은, 흡입된 공기를 중첩적으로 가열 건조시켜 수분을 제거하여 가스 센서에 공급할 수 있고 검지기 바디 내부를 일정한 온도로 유지시켜 결로 현상을 방지할 수 있는 자동 흡입형 가스 검지기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제3 목적은, 공기 펌프와 배수 펌프를 적용하여 능동적인 공기 흡입과 물 배출을 할 수 있고 검지기 바디 내부에 공기 펌프 및 배수 펌프를 히터와 같이 배치함으로써 고장을 방지할 수 있는 자동 흡입형 가스 검지기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 공기를 흡입하는 제1 흡입구와, 흡입된 공기를 전달하는 흡기 파이프를 포함하는 흡기부; 흡기 파이프를 통해 흡입된 공기를 전달받고 흡입된 공기로부터 이물질을 제거하여 제1 처리 공기를 생성하는 필터링부; 필터링부에 연결되어 이물질이 제거된 제1 처리 공기를 공급하는 공급 파이프와, 공급 파이프 상에 위치하여 제1 처리 공기의 공기량을 조절하는 흡기 밸브를 포함하는 가스 공급부; 공급 파이프와 연결되어 제1 처리 공기를 공급받고, 제1 처리 공기를 가열 및 건조하는 제2 처리 공기를 생성하는 히터부; 생성된 제2 처리 공기를 통과시켜 타겟 가스를 센싱하는 가스 검지 센서; 가스 검지 센서를 통과한 제2 처리 공기의 배출 경로인 공기 배출 파이프와, 공기 배출 파이프 상에 위치하여 제2 처리 공기를 배출하는 공기 펌프를 포함하는 공기 배출부; 필터링부를 내부에 수용하고 제거된 수분에 기초하여 하부에 물이 수집되는 물 수집부; 및 물 수집부에 연결되고 수집된 물의 배출 경로인 물 배출 파이프와, 물 배출 파이프 상에 위치하여 수집된 물을 배출하는 모터펌프를 포함하는 물 배출부를 포함하는 자동 흡입형 가스 검지기를 제공함으로써 달성될 수 있다.

그리고 자동 흡입형 가스 검지기는 흡기 파이프 상에 테스트 가스를 흡입하기 위한 제2 흡입구가 더 형성되고, 흡기 파이프 상에는 제1 및 제2 흡입구를 선택적으로 개폐하는 스위칭 컨트롤러가 더 형성된 것일 수 있다.

또한 자동 흡입형 가스 검지기는 공급 파이프에 위치하여 제1 처리 공기의 공기량을 측정하는 유량계를 더 포함할 수 있다.

자동 흡입형 가스 검지기는 히터부, 가스 검지 센서, 공기 펌프 및 모터펌프를 내부에 수용하는 검지기 바디를 더 포함하되, 히터부는 제1 처리 공기가 통과하는 공기 통로와, 공기 통로를 감싸는 알루미늄 파이프와, 발열체를 포함하고, 히터부는 검지기 바디의 내부 온도를 기 설정된 온도로 유지하기 위해 온오프 제어되는 것일 수 있다.

공기 펌프는 다이아프램 펌프(Diaphragm pump)인 것일 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 흡입된 공기로부터 수분이나 먼지와 같은 이물질을 제거하여 가스 센서에 공급함으로써 가스 센서의 검지 정확도를 향상시키고 가스 센서 및 내부 부품을 보호할 수 있다.

그리고 흡입된 공기를 중첩적으로 가열 건조시켜 수분을 제거하여 가스 센서에 공급할 수 있고 검지기 바디 내부를 일정한 온도로 유지시켜 결로 현상을 방지할 수 있다.

또한 공기 펌프와 배수 펌프를 적용하여 능동적인 공기 흡입과 물 배출을 할 수 있고 검지기 바디 내부에 공기 펌프 및 배수 펌프를 히터와 같이 배치함으로써 고장을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예의 외형을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예 구성 중 외함을 제거한 내부의 정면을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예 구성 중 검지기 바디 내부의 구성들을 PCB 보드를 제거한 상태로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예에서 흡입 공기 및 물의 이동 상태를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예 구성 중 히터부를 나타낸 도면이다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

자동 흡입형 가스 검지기

도 1은 본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예의 외형을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예 구성 중 외함을 제거한 내부의 정면을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예 구성 중 검지기 바디 내부의 구성들을 PCB 보드를 제거한 상태로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예에서 흡입 공기 및 물의 이동 상태를 나타낸 도면이다.

본 실시예는 흡기부, 필터링부(20), 가스 공급부, 히터부(40), 가스 검지 센서(50), 공기 배출부, 물 수집부(70) 및 물 배출부를 포함하여 구성된다. 본 실시예에 의하면 흡입된 공기를 2 회에 걸쳐 처리함으로써 수분을 포함한 이물질을 제거하여 가스 검지 센서(50)의 정확한 검지 및 보호가 가능하도록 작용한다.

이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 실시예의 구성들에 대하여 상술한다.

흡기부는 공기를 흡입하는 제1 흡입구(110)와, 흡입된 공기를 전달하는 흡기 파이프(130)를 포함하여 구성된다. 제1 흡입구(110)는 검지기 외부, 즉 타겟 장소로부터 공기를 흡입한다. 이러한 흡입된 공기는 가스 이외에도 수분과 먼지와 같은 이물질이 포함되어 있을 수 있다. 타겟 장소는 가스 챔버(Chamber)이거나 고온 또는 저온 내지는 협소한 산업 현장일 수도 있다. 흡입을 위해 별도의 구성으로서, 필터가 장착된 포집기와, 튜브 그리고 파이프(도시되지 않음)가 타겟 장소에 연장되어 연결될 수도 있다.

이러한 흡기부는 제1 흡입구(110)를 통해 공기를 샘플링하는데 이와는 별도로 제2 흡입구(120)가 형성될 수도 있으며, 이러한 제2 흡입구는 테스트 가스를 흡입하여 장비의 이상 유무를 점검하는 용도로 이용된다. 그리고 흡입된 공기 또는 테스트 가스는 제1 흡입구(110)와 제2 흡입구(120)와 이어진 흡기 파이프(130)를 통해 전달된다. 여기서 제1 흡입구(110)와 제2 흡입구(120)를 선택적으로 스위칭하기 위해 스위칭 콘트롤러(140)가 구비될 수 있다.

필터링부(20)는 수분 또는 먼지와 같은 이물질을 필터링하는 역할을 한다. 흡기 파이프(130)를 통해 흡입된 공기를 전달받으며 제1 처리 공기를 생성하는 역할을 한다. 현장에 따라서는 제1 처리 공기 이전에 별도로 공기 전처리 장치를 중복하여 구비할 수도 있다.

필터링된 공기, 즉 제1 처리 공기는 공급 파이프(310)를 통해 이동한다. 공급 파이프(310) 상에는 제1 처리 공기의 공기량을 조절하는 솔레노이드 방식의 흡기 밸브(320)가 구비되고 유량계(330)가 더 구비되어 흡입되는 공기량을 확인하면서 흡기 밸브(320)를 조절할 수 있게 형성된다.

히터부(40)는 공급 파이프(310)와 연결되어 제1 처리 공기를 공급받고, 제1 처리 공기를 가열 및 건조하는 제2 처리 공기를 생성하는 역할을 한다. 히터부(40)는 검지기 바디(90) 내부에 위치하며 공급 파이프(310)는 검지기 바디(90)를 관통하여 히터부(40)에 연결되도록 구성된다. 히터부(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 처리 공기가 통과하는 공기 통로(410)와, 공기 통로(410)를 감싸는 알루미늄 파이프(420)와, 발열체를 포함하여 구성될 수 있으며 알루미늄 파이프(420)를 발열체가 데우는 형태로 구성된다. 여기서 발열체는 PTC 정온 특성을 갖는 히팅 케이블이 이용될 수 있으나 이와 달리 세라믹 히터가 이용될 수도 있다.

가스 검지 센서(50)는 히터부(40) 하부에 배치되며 히터부(40)를 통과하여 생성된 제2 처리 공기를 전달받아 타겟 가스를 센싱하는 역할을 한다. 이러한 가스 검지 센서(50)는 다양한 형태의 센서일 수 있으나 본 실시예에서는 접촉 연소식 가스 센서(catalytic combustion method gas sensor)가 이용되었다.

이어서 가스 검지 센서(50)를 통과한 제2 처리 공기는 공기 배출부를 통해 배출된다. 공기 배출부는 제2 처리 공기의 배출 경로인 공기 배출 파이프(610)와, 공기 배출 파이프(610) 상에 위치하여 제2 처리 공기를 배출하는 공기 펌프(620)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서 공기 펌프(620)는 다이아프램 펌프(Diaphragm pump)를 이용하여 공기압을 이용한 흡입과 배출을 담당한다.

가스 검지 센서(50)에서 센싱된 가스 농도 값은 PCB 보드에 장착된 디스플레이 기기에 출력됨으로써 검지기 외부에서 가스 농도 값을 읽을 수 있도록 구성된다.

제1 처리 공기의 생성에 있어서 필터링부(20)에서 걸러진 수분은 물 수집부(70)에 축적 수용된다. 이어서 물 수집부(70)에 연결된 물 배출부를 통해 검지기 외부로 배출된다. 여기서 물 배출부는 수집된 물의 배출 경로인 물 배출 파이프(810)와, 물 배출 파이프(810) 상에 위치하여 수집된 물을 배출하는 모터펌프(820)를 포함하여 구성될 수 있다. 모터펌프(820)는 물 수집부(70)에 수집된 물이 계속적으로 배출되도록 하기 위해 주기적으로 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 1시간당 10초 동작함으로써 물 배출이 이루어질 수 있는데, 이는 현장 조건에 따라 설정 가능하다.

자동 흡입형 가스 검지기(1)는 히터부(40), 가스 검지 센서(50), 공기 펌프(620) 및 모터펌프(820)를 내부에 수용하는 검지기 바디(90)를 더 포함할 수 있다. 검지기 바디(90)의 하단에는 케이블이 통과할 수 있도록 콘두잇 허브(94)가 구성되며 전체적으로 방폭 구조로 형성된다.

히터부(40)는 검지기 바디(90)의 내부 온도를 기 설정된 온도로 유지하기 위해 온오프 제어될 수 있으며, 이는 자동 흡입형 가스 검지기(1)의 내부 온도를 측정하여 설정된 온도 이하로 떨어질 때 작동하도록 설정하여 특정 온도를 유지하도록 작동될 수 있다. 이를 통해 가스 검지 센서(50)를 포함하는 내부 부품들을 보호할 수 있다.

본 발명인 자동 흡입형 가스 검지기의 일 실시예에서 흡입 공기 및 물의 이동 상태는 도 4를 통해 알 수 있는데, 외부로부터 흡입된 공기가 제1, 2 처리 공기로 가공되고 배출되기까지 이동 경로를 붉은 색으로 나타내었으며, 외부로부터 흡입된 공기에서 수집된 물이 외부로 배출되기까지 이동 경로를 파란 색으로 나타내었다.

본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당 업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 흡입형 가스 검지기
110: 제1 흡입구
120: 제2 흡입구 130: 흡기 파이프
140: 스위칭 컨트롤러
20: 필터링부
310: 공급 파이프
320: 흡기 밸브 330: 유량계
40: 히터부
410: 공기 통로 420: 알루미늄 파이프
50: 가스 검지 센서
610: 공기 배출 파이프 620: 공기 펌프
70: 물 수집부
810: 물 배출 파이프 820: 모터펌프
90: 검지기 바디
92: 외함
94: 콘두잇 허브

Claims (5)

1. 공기를 흡입하는 제1 흡입구와, 상기 흡입된 공기를 전달하는 흡기 파이프를 포함하는 흡기부;
   상기 흡기 파이프를 통해 상기 흡입된 공기를 전달받고 상기 흡입된 공기로부터 이물질을 제거하여 제1 처리 공기를 생성하는 필터링부;
   상기 필터링부에 연결되어 상기 이물질이 제거된 제1 처리 공기를 공급하는 공급 파이프와, 상기 공급 파이프 상에 위치하여 상기 제1 처리 공기의 공기량을 조절하는 흡기 밸브를 포함하는 가스 공급부;
   상기 공급 파이프와 연결되어 상기 제1 처리 공기를 공급받고, 상기 제1 처리 공기를 가열 및 건조하는 제2 처리 공기를 생성하는 히터부;
   상기 생성된 제2 처리 공기를 통과시켜 타겟 가스를 센싱하는 가스 검지 센서;
   상기 가스 검지 센서를 통과한 제2 처리 공기의 배출 경로인 공기 배출 파이프와, 상기 공기 배출 파이프 상에 위치하여 상기 제2 처리 공기를 배출하는 공기 펌프를 포함하는 공기 배출부;
   상기 필터링부를 내부에 수용하고 상기 제거된 수분에 기초하여 하부에 물이 수집되는 물 수집부; 및
   상기 물 수집부에 연결되고 상기 수집된 물의 배출 경로인 물 배출 파이프와, 상기 물 배출 파이프 상에 위치하여 상기 수집된 물을 배출하는 모터펌프를 포함하되,
   상기 흡기부, 상기 필터링부, 상기 가스 공급부, 상기 히터부, 상기 가스 검지 센서, 상기 공기 배출부, 상기 물 수집부 및 상기 모터 펌프를 수용하는 외함; 및
   상기 외함 내부에 이중으로 상기 히터부, 상기 가스 검지 센서, 상기 공기 펌프 및 상기 모터펌프를 내부에 수용하고 방폭구조로 형성된 검지기 바디를 더 포함하되,
   상기 히터부는 상기 제1 처리 공기가 통과하는 공기 통로와, 상기 공기 통로를 감싸는 알루미늄 파이프와, 발열체를 포함하고,
   상기 히터부는 상기 검지기 바디의 내부 온도를 기 설정된 온도로 유지하기 위해 온오프 제어되는 것을 특징으로 하는 자동 흡입형 가스 검지기.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 흡기 파이프 상에 테스트 가스를 흡입하기 위한 제2 흡입구가 더 형성되고,
   상기 흡기 파이프 상에는 상기 제1 및 제2 흡입구를 선택적으로 개폐하는 스위칭 컨트롤러가 더 형성된 것을 특징으로 하는 자동 흡입형 가스 검지기.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 공급 파이프에 위치하여 상기 제1 처리 공기의 공기량을 측정하는 유량계를 더 포함하는 자동 흡입형 가스 검지기.
   
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 공기 펌프는 다이아프램 펌프(Diaphragm pump)인 것을 특징으로 하는 자동 흡입형 가스 검지기.

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