KR102020497B1 - 자외선 감지기 - Google Patents

Abstract

자외선 감지기가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 연소를 위한 연료 공기와 연료 가스를 공급받아 화염을 발생시키는 버너에 설치되어 버너의 점화시 발생되는 자외선 파장을 감지하는 자외선(UV) 감지기에 있어서, 상기 자외선 파장을 감지하는 광검출센서와 상기 광검출센서와 일정간격 이격되도록 설치되는 투시경이 마련된 센서하우징; 및 상기 센서하우징과 버너 사이에 설치되는 연결부재;를 포함하고, 상기 연결부재는, 상기 자외선 파장이 상기 투시경을 통해 입사되도록 상기 광검출센서와 수평으로 배치되게 형성되는 제1 연결관; 및 상기 제1 연결관으로부터 분기되어 퍼지 에어를 공급받도록 퍼지 에어 공급부와 연결되는 제2 연결관;을 구비하고, 상기 제2 연결관은 상기 제2 연결관으로부터 분사되는 퍼지 에어가 상기 투시경을 향하도록 소정각도로 경사지게 형성되는 자외선 감지기를 제공할 수 있다.

Description

자외선 감지기{Ultraviolet detector}

본 발명은 자외선 감지기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버너의 점화시 발생되는 광을 원활하게 집광할 수 있는 자외선 감지기에 관한 것이다.

일반적으로, 열처리로(heat treatment furnace)는 코일, 강판 및 선재 등의 반제품 또는 완제품 소재에 대하여 원하는 기계적, 풀리적인 물성치를 부여하기 위한 장치이다. 이 열처리로는 복사가열관(radiant tube)의 내부에 연소장치인 버너(berner)를 설치하며, 버너 연소에 의해 복사가열관을 가열하고, 가열된 복사관을 통하여 열처리로의 내부온도를 가열하는 간접가열방식이 일반적이다. 예컨대, 간접가열방식을 통한 2열처리로 내의 분위기 온도를 조성하기 위하여 274개의 연소용 버너를 점화하여 사용하고 있다.

이러한 버너는 연소를 위해 연료 공기 및 연료 가스를 공급받아 점화봉에서 스파크를 일으켜 화염을 발생시키는 장치이다. 이 버너의 후단에는 점화시 발생하는 자외선 파장을 검출하는 자외선 감지기가 설치되어 버너의 점화상태를 확인하고 있다. 즉, 자외선 감지기에 의해 버너의 점화상태를 감지하여 제어유닛(ECU)으로 전송함으로써 연료 공기와 가스의 공급과 차단을 지시하도록 이루어진다.

한편, 고온으로 점화되는 버너의 후단에 설치되는 자외선 감지기의 광검출센서를 보호하기 위하여 투시경(sight glass)이 마련된다. 투시경은 내열성 유리로 이루어져 버너 내부의 예열공기와 이물질 등이 광검출센서에 직접 접촉되지 않도록 하기 위해 설치되는 보호부품이다. 이런한 투시경 및 자외선 감지기는 자외선 파장이 투시경을 통과하여 광검출센서로 입사되도록 일직선 상으로 배치되게 설치된다.

그러나, 버너의 후단에 수평방향으로 배치되도록 투시경 및 자외선 감지기가 설치됨에 따라 버너 내의 예열공기나 그을음 등이 투시경을 오염시키고 있다. 또한, 예열공기가 검출구 내로 침투될 경우 내외부 온도차가 100℃ 이상 발생하게 되어 장시간 작업을 하는 경우 투시경에 습기가 생성되어 이물질과 함께 투시경에 흡착되게 된다. 즉, 상기와 같이, 투시경이 오염되는 경우 광 투과율이 감소되어 자외선 감지기의 주 기능인 버너의 점화상태를 감지할 수 없게 되는 문제점이 있다. 즉, 자외선 감지기가 점화여부를 판단할 수 없는 경우 점화가 안된 것으로 판단하여 가스 공급을 차단하게 된다. 또한, 자외선 감지부는 0.7V 이상의 화염밝기 이상만 감지가 가능하여 정상적인 점화가 이루어지고 있더라도, 자외선 감지부에서 정상적인 감지 기능을 수행하지 못하면 시스템(제어유닛)에서 오작동으로 처리해 버리기 때문이다.

이는 버너 점화율을 떨어뜨려 품질불량이 발생하게 됨은 물론, 정기적으로 자외선 감지기의 투시경을 청소하여야 하기 때문에 정비작업 시간이 증가함에 따른 공정시간 단축으로 생산성 저하 및 불필요한 비용이 증가하는 문제점이 발생하게 되었다.

본 발명의 실시 예에 따른 자외선 감지기는 광검출센서를 보호하는 투시경에 이물질이 흡착되는 것을 방지하여 원활하게 버너의 점화상태를 감지하도록 함으로써 버너의 오작동에 따른 품질저하 및 불필요한 정비작업 및 비용이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 연소를 위한 연료 공기와 연료 가스를 공급받아 화염을 발생시키는 버너에 설치되어 버너의 점화시 발생되는 자외선 파장을 감지하는 자외선(UV) 감지기에 있어서, 상기 자외선 파장을 감지하는 광검출센서와 상기 광검출센서와 일정간격 이격되도록 설치되는 투시경이 마련된 센서하우징; 및 상기 센서하우징과 버너 사이에 설치되는 연결부재;를 포함하고, 상기 연결부재는, 상기 자외선 파장이 상기 투시경을 통해 입사되도록 상기 광검출센서와 수평으로 배치되게 형성되는 제1 연결관; 및 상기 제1 연결관으로부터 분기되어 퍼지 에어를 공급받도록 퍼지 에어 공급부와 연결되는 제2 연결관;을 구비하고, 상기 제2 연결관은 상기 제2 연결관으로부터 분사되는 퍼지 에어가 상기 투시경을 향하도록 소정각도로 경사지게 형성되는 자외선 감지기를 제공할 수 있다.

또한, 상기 제2 연결관 내에는 상기 퍼지 에어가 회전하며 분사되도록 날개부가 부착될 수 있다.

또한, 상기 날개부는 제2 연결관의 내주면을 따라 일정 간격으로 이격되어 복수개 마련될 수 있다.

또한, 상기 퍼지 에어의 압력은 상기 버너로 유입되는 연료 공기의 압력보다 큰 압력을 갖도록 분사될 수 있다.

또한, 상기 퍼지 에어는 상온의 온도를 갖도록 하여 지속적으로 공급하도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 제1 연결관은 센서하우징과 결합되는 제1 결합부와 버너와 결합되는 제2 결합부를 갖추고, 상기 제1 결합부의 직경은 제2 결합부의 직경보다 큰 직경을 갖도록 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지기는 버너 점화 작업 시 버너로부터 침투되는 예열공기, 그을음과, 감지기의 검출구 내,외부 온도차이로부터 생성되는 습기 등의 이물질이 투시경에 흡착되는 것을 방지함으로써, 투시경을 통한 투과율 저하를 방지하여 원활하게 버너의 점화 상태를 감지할 수 있게 된다. 이에, 버너의 오작동에 따른 제품의 품질저하 및 불필요한 정비작업 및 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지기가 버너에 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지기에 구비된 연결부재를 통한 퍼지 에어의 흐름 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지기가 버너에 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지기에 구비된 연결부재를 통한 퍼지 에어의 흐름 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 자외선 감지기(100)는 광검출센서(120) 및 투시경(130)이 설치되는 센서하우징(110) 및 센서하우징(110)과 버너(10) 사이에 설치되는 연결부재(140)를 구비한다.

자외선 감지기(100)는 버너(10)의 점화시 발생되는 자외선 파장을 감지함으로써 버너(10)의 연소 상태를 측정하는 장치이다. 여기서, 버너(10)는 공기노즐(11) 및 가스노즐(12)로부터 각각 연료 공기 및 연료 가스를 공급받아 점화장치를 통해 화염을 발생시키는 장치이다. 이러한 버너(10)는 일반적으로 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 버너(10)의 연소 상태를 원활히 측정하기 위하여, 자외선 감지기(100)는 버너(10)의 후단측, 즉 연소되는 반대방향측에 설치되되, 수평방향으로 배치되도록 설치된다. 이는 버너(10)의 점화시 자외선 파장이 발생되는데, 이 자외선 파장이 자외선 감지기(100)로 원활히 입사되도록 하여 감지를 용이하게 하기 위함이다. 도 1에서 UV로 표시된 부분은 버너(10)의 점화시 화염으로부터 발생한 자와선 파장을 나타낸 것이다.

보다 구체적으로 살펴보면, 센서하우징(110)에는 광검출센서(120)가 설치된다. 이 광검출센서(120)는 자외선 파장을 집광하여 버너(10)의 연소상태를 감지하고, 그 신호를 제어유닛(미도시)으로 송출하게 된다. 즉, 제어유닛은 자외선 감지기(100)로부터 전달된 신호를 바탕으로 버너(10)의 연소 상태를 확인할 수 있으며, 이에 따라 버너(10)를 제어하게 된다.

또한, 센서하우징(110)에는 광검출센서(120)와 일정간격 이격되어 마주하는 투시경(130)이 설치된다. 이 투시경(130)은 광검출센서(120)를 보호하는 역할과 함께 자외선 파장이 광검출센서(120)로 입사되록 한다. 예컨대, 투시경(130)은 내열성 유리로 이루어질 수 있다.

연결부재(140)는 센서하우징(110)과 버너(10) 사이에 설치되는 제1 연결관(141)과, 제1 연결관(141)으로부터 분기되어 형성된 제2 연결관(142)을 구비한다.

제1 연결관(141)은 자외선 파장이 상기 투시경(130)을 통해 입사되도록 상기 광검출센서(120)와 수평으로 배치되게 형성된다. 이 제1 연결관(141)은 센서하우징(110)과 결합되는 제1 결합부(141a)와 버너(10)와 결합되는 제2 결합부(141b)를 갖는다. 즉, 제1 결합부(141a)는 투시경(130)이 설치되는 센서하우징(110)의 전방측과 결합되고, 제2 결합부(141b)는 버너(10)의 후방측과 결합된다. 이러한 제1 연결관(141)은 소정 길이를 갖는 원통형상으로 이루어지며, 제1 결합부(141a)의 직경(d1)이 제2 결합부(141b)의 직경(d2)보다 큰 직경을 갖도록 마련될 수 있다. 상기 제1 결합부(141a)와 제2 결합부(141b)의 직경 차이로부터 발생되는 기능 및 효과는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

제2 연결관(142)은 제1 연결관(141)으로 분기되어 퍼지 에어를 공급받도록 퍼지 에어 공급부(미도시)와 연결된다. 이 제2 연결관(142)은 제2 연결관(142)으로부터 분사되는 퍼지 에어가 상기 투시경(130)을 향하도록 소정각도로 경사지게 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 연결관(142)은 45°각도로 기울어져 형성될 수 있다. 이에, 제2 연결관(142)으로부터 분사되는 퍼지 에어가 투시경(130)에 충돌한 뒤 제1 연결관(141)을 통하여 버너(10)로 이동하게 된다. 이때, 제2 연결관(142)으로 분사되는 퍼지 에어의 압력은 버너(10)로 공급되는 연료 에어의 분사 압력보다 큰 압력을 갖도록 분사될 수 있다. 이는 버너(10)로부터 예열공기 또는 그을음 등이 제1 연결관(141)을 통해 투시경(130) 측으로 전달되지 않도록 하기 위함이다.

또한, 전술한 바와 같이, 투시경(130)측과 결합되는 제1 결합부(141a)의 직경이 버너(10)의 후방측과 결합되는 제2 결합부(141b)의 직경(d2)보다 큰 직경을 갖도록 이루어짐에 따라 예열공기 및 그을음이 투시경(130) 측으로 인입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

한편, 퍼지 에어를 분사 시 퍼지 에어가 상온의 온도를 갖도록 하여 지속적으로 분사하도록 마련될 수 있다. 즉, 상온을 갖는 퍼지 에어를 자외선 감지기(100)의 검출부 측으로 지속적으로 분사함으로써 내,외부 온도차가 발생하는 것을 방지하여 습기 등의 이물질이 투시경(130)에 흡착되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 퍼지 에어가 투시경(130)으로 분사 시 투시경(130)의 표면에 묻은 이물질을 제거하거나 또는 투시경(130)으로 이물질이 유입되는 것을 효과적으로 방지하기 위하여, 퍼지 에어에 회전력이 발생할 수 있도록 제2 연결관(142)에는 날개부(143)가 마련될 수 있다.

날개부(143)는 제2 연결관(142) 내에 설치된다. 이 날개부(143)는 제2 연결관(142)의 내주면을 따라 일정 간격으로 이격되어 복수개 마련될 수 있다. 또한, 각 날개부(143)는 제2 연결관(142)을 통해 공급되는 퍼지 에어가 날개부(143)를 통해 회전력을 발생하도록 사선 방향으로 마련될 수 있다. 예컨대, 각 날개부(143)는 대략 15° 각도의 사선으로 부착될 수 있다. 이에, 도 3에 도시된 바와 같이, 날개부(143)를 통과하는 퍼지 에어는 회전력이 발생되며 투시경(130)에 직접 충돌함으로써 이물질 등을 제거할 수 있게 된다. 또한, 투시경(130)에 충돌된 퍼지 에어는 제1 연결관(141)을 통해 버너(10)로 투입됨에 따라 버너(10)로부터 예열공기 및 그을음이 제1 연결관(141)으로 유입되는 것을 차단하게 된다. 이때, 버너(10)로 유입되는 퍼지 에어는 버너(10)로 공급되는 연료 공기와 함께 사용될 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 자외선 검지기(100)는 투시경(130)으로 퍼지 에어가 분사되도록 함으로써 투시경(130)이 오염되는 것을 차단함으로써 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에, 버너(10)의 점화상태를 용이하게 검출할 수 있어 버너(10)의 오작동에 따른 품질 저하 및 비용 증가를 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 자외선 감지기 110 : 센서하우징
120 : 광검출센서 130 : 투시경
140 : 연결부재 141 : 제1 연결관
142 : 제2 연결관 143 : 날개부

Claims (6)

1. 연소를 위한 연료 공기와 연료 가스를 공급받아 화염을 발생시키는 버너에 설치되어 버너의 점화시 발생되는 자외선 파장을 감지하는 자외선(UV) 감지기에 있어서,
   상기 자외선 파장을 감지하는 광검출센서와 상기 광검출센서와 일정간격 이격되도록 설치되는 투시경이 마련된 센서하우징; 및
   상기 센서하우징과 버너 사이에 설치되는 연결부재;를 포함하고,
   상기 연결부재는,
   상기 자외선 파장이 상기 투시경을 통해 입사되도록 상기 광검출센서와 수평으로 배치되게 형성되는 제1 연결관; 및
   상기 제1 연결관으로부터 분기되어 퍼지 에어를 공급받도록 퍼지 에어 공급부와 연결되는 제2 연결관;을 구비하고,
   상기 제2 연결관은 상기 제2 연결관으로부터 분사되는 퍼지 에어가 상기 투시경을 향하도록 소정각도로 경사지게 형성되며,
   상기 제2 연결관 내에는 상기 퍼지 에어가 회전하며 분사되도록 날개부가 부착되어 상기 퍼지 에어가 상기 투시경에 직접 충돌하며 이물질을 제거하는 자외선 감지기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 날개부는 제2 연결관의 내주면을 따라 일정 간격으로 이격되어 복수개 마련되는 자외선 감지기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 퍼지 에어의 압력은 상기 버너로 유입되는 연료 공기의 압력보다 큰 압력을 갖도록 분사되는 자외선 감지기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 퍼지 에어는 상온의 온도를 갖도록 하여 지속적으로 공급하도록 마련되는 자외선 감지기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연결관은 센서하우징과 결합되는 제1 결합부와 버너와 결합되는 제2 결합부를 갖추고, 상기 제1 결합부의 직경은 제2 결합부의 직경보다 큰 직경을 갖도록 마련되는 자외선 감지기.
   

Images