KR102081983B1

KR102081983B1 - 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치

Info

Publication number: KR102081983B1
Application number: KR1020190105925A
Authority: KR
Inventors: 조세형
Original assignee: 주식회사 터보코리아이엔에스
Priority date: 2019-08-28
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2020-05-29

Abstract

본 발명은 하우징 내부 및 터보 송풍기의 상태 변화에 따라 터보 송풍기의 건전 운전이 수행되도록 하고, 하우징 내부의 습도를 낮게 유지하도록 하며, 하우징 내부와 터보 송풍기의 운전 정보를 원격에서 모니터링 할 수 있는 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치는 외부 공기를 흡입하는 흡입구와 압축 공가를 배출시키는 토출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되고, 모터에 연결되어 회전 가능한 임펠러를 통해 상기 흡입구를 통해 외부 공기를 흡인하며, 흡인된 공기를 상기 토출구를 통해 외부로 배출시키는 터보 송풍기; 상기 터보 송풍기의 운전을 제어하는 인버터부; 상기 흡입구에 설치되는 필터부; 상기 하우징 내부 및 상기 터보 송풍기의 상태 정보를 검출하는 검출부; 상기 검출부에서 검출된 상태 정보에 근거하여 상기 인버터부를 제어하고, 상기 상태 정보를 외부의 휴대단말기로 전송하는 제어부; 및 상기 하우징 내부의 습기를 제거하는 제습부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치{TURBO BLOWER BASED ON INTERNET OF THINGS AND ARTIFICIAL INTELLIGENCE}

본 발명은 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하우징 내부의 상태 및 터보 송풍기의 상태 변화에 따라 터보 송풍기의 건전 운전이 수행되도록 하고, 하우징 내부의 습도를 낮게 유지하도록 하며, 하우징 내부와 터보 송풍기의 운전 정보를 원격에서 모니터링 할 수 있는 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 관한 것이다.

인터넷은 정보를 생성 및 소비하는 인간 중심의 연결망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고받아 처리하는 사물 인터넷 (internet of things, IoT) 망으로 진화하고 있다.

즉, 사물들을 네트워크로 연결하고 지능화함으로써 해당 사물의 가치를 증대시키는 사물인터넷(Internet of Things: IoT)에 대한 관심이 커지고 있으며, 이에 따라 사물인터넷 기능을 지원하는 센서, 전자기기들도 증가하고 있다.

사물인터넷(IoT)은 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 기술이나 환경을 의미하고, 사물인터넷 환경에서는 사람, 사물, 공간 등 모든 것이 인터넷으로 서로 연결되어 정보를 생성하고 수집하며, 수집된 정보는 공유되기도 한다.

한편, 터보 송풍장치는 외부공기를 흡입하여 압축한 후, 이를 공급 대상처에 소정의 압력으로 공급하는 것으로서, 오/폐수 처리공정(오폐수 산소공급 및 필터, 탱크세척 등), 원재료 가압수송(분말 또는 벌크 형태의 원재료 수송), 시멘트 생산공정(시멘트, 석회석, 석탄분말 수송, 열처리 공정의 연소가스 및 Dust 처리), 화력발전(석탄가루, Fly-ash, 연료가스 탈황공정), 정수처리공정(오존기 및 필터 세척기 공기공급), 식품과 약품처리공정(건화물 및 음식료, 약재 등의 운반), 화학 및 석유화학공정(가스수송 및 압축처리), 금속처리 및 광업(철/비철 운송 및 산화처리, 슬러지 필터건조, 주조 오폐수 처리) 등 다양한 분야에 사용되고 있다.

이러한 터보 송풍장치는 사용자가 직접 조정하는 방식으로 운전되는 데, 터보 송풍장치의 송풍 효율을 증가시키기 위한 기술, 내부에서 발생하는 열을 방열시키기 위한 기술 및 방수를 위한 기술 등 다양한 연구가 진행되었다.

상기 기술 중에서 방수 기능을 갖는 터보 송풍장치로서, 등록특허공보 제10-1616274호에 방수 및 방습기능을 갖는 터보 송풍기가 개시되었다.

상기 기술은 터보 송풍기에 의해 내부로 흡입되는 흡입공기를 제습하는 제 1제습부; 상기 제 1제습부를 거친 공기가 터보 송풍기로 유입되기 전, 2차로 제습하는 제 2제습부 및 제 2흡입구를 통해 터보 송풍기로 유인흡입되는 유인공기를 제습하는 제 3제습부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 등록특허공보 제10-1831113호에 터보송풍기에 설치되는 인버터의 내부순환형 냉각장치가 개시되었다.

상기 기술은 공기를 유입시키기 위한 공기흡입부가 일측에 형성되어 있는 함체와 상기 함체의 내부의 베이스에 고정 지지되는 고속모터 및 상기 고속모터에 연결되어 회전 가능한 임펠러를 구비하여, 상기 공기흡입부를 통해 내부로 흡입되는 공기를 배출시키는 터보송풍기와 상기 베이스의 하부에 상기 공기흡입부를 통해 유입된 공기를 냉각시키는 응축기와 상기 터보송풍기의 일측으로 상기 고속모터의 회전 속도를 제어하는 인버터가 고정 형성되고, 상기 인버터의 하부에 상기 인버터를 냉각시키는 증발기가 형성되고, 상기 인버터의 타측으로 일정 간격 이격 형성되어 내부 온도를 일정하게 유지하도록 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러나 상기 기술들은 터보 송풍기가 설치되는 하우징 내부의 상태, 즉 습도, 온도 등의 상태를 원격에서 인지할 수 없고, 상태 변화에 대하여 신속한 조치를 취할 수 없는 문제점이 있다.

KR 10-1616274 B1 (2016. 04. 22.) KR 10-1831113 B1 (2018. 02. 13.)

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 터보 송풍기와 하우징 내부의 상태정보에 따라 터보 송풍기를 건전 상태에서 운전하도록 제어하는 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치를 제공하는 데 있다.

또한, 터보 송풍기의 운전 정보를 원격에서 실시간 확인할 수 있는 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치를 제공하는 데 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치는 외부 공기를 흡입하는 흡입구와 압축 공기를 배출시키는 토출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되고, 모터에 연결되어 회전 가능한 임펠러를 통해 상기 흡입구를 통해 외부 공기를 흡인하며, 흡인된 공기를 상기 토출구를 통해 외부로 배출시키는 터보 송풍기; 상기 터보 송풍기의 운전을 제어하는 인버터부; 상기 흡입구에 설치되는 필터부; 상기 하우징 내부 및 상기 터보 송풍기의 상태 정보를 검출하는 검출부; 상기 검출부에서 검출된 상태 정보에 근거하여 상기 인버터부를 제어하고, 상기 상태 정보를 외부의 휴대단말기로 전송하는 제어부; 및 상기 하우징 내부의 습기를 제거하는 제습부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 필터부는 상기 하우징의 외측으로 돌출되도록 설치되고, 빗물 유입을 방지하는 루버; 상기 루버 내측에 설치되어 이물질을 필터링하는 금속필터; 상기 금속필터 내측에 설치되어 공기를 정화하는 에어필터; 상기 금속필터의 하부측에 배치되고 상기 하우징의 내측에서 외측으로 경사지게 설치되는 경사판; 및 상기 경사판의 하부측에 형성되는 배수구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 검출부는 상기 필터부에 설치되는 제1 에어플로우 센서; 상기 토출구에 설치되는 제2 에어플로우 센서; 상기 하우징 내부의 습도값을 검출하는 습도센서; 상기 하우징 내부의 온도값을 검출하는 제1 온도센서; 상기 터보 송풍기의 외함 온도값을 검출하는 제2 온도센서; 상기 터보 송풍기로 인가되는 전압/전류값을 검출하는 전압전류센서; 및 상기 하우징 내부의 기압값을 검출하는 기압센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 전압전류센서에서 검출된 전압/전류값에 근거하여, 상기 제1 에어플로우 센서와 제2 에어플로우 센서에서 각각 검출된 공기의 유량값이 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 인버터부로 상기 터보 송풍기에 인가되는 전류를 제어하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제습부는 공기를 유입받는 유입통공과 수증기로 배출되는 배기통공이 형성된 본체; 상기 본체 내부에 배치되는 양극전극; 상기 양극전극과 소정 간격 이격되어 설치되는 음극전극; 상기 양극전극과 음극전극 사이에 배치되는 고분자 전해질막; 및 상기 배기통공에 설치되는 투습방수지를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 하우징 내부와 터보 송풍기의 상태 정보에 근거하여 터보 송풍기를 건전상태에서 운전할 수 있으므로, 터보 송풍기의 안전 운전을 담보할 수 있고, 기계적 결함을 방지하여 기대 수명을 증진시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 원격에서 터보 송풍기 및 하우징 내부의 상태정보를 확인할 수 있으므로, 이상 발생시 신속한 조치를 취할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치의 전체적인 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치의 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 적용된 필터부의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 적용된 검출부의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 적용된 제습부의 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 하우징 내부 및 터보 송풍기의 상태 변화에 따라 터보 송풍기의 건전 운전이 수행되도록 하고, 하우징 내부의 습도를 낮게 유지하도록 하며, 하우징 내부의 상태 정보 및 터보 송풍기의 운전 정보를 원격에서 모니터링할 수 있는 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치의 전체적인 개략도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치의 측단면도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치는 하우징(100), 터보 송풍기(200), 인버터부(300), 필터부(400), 검출부(500), 제어부(600) 및 제습부(700)를 포함하고, 상기 제어부(600)에서 제공되는 정보를 수신하여 표시하거나 상기 제어부(600)에 제어신호를 전송하여 터보 송풍장치를 원격 조절하는 휴대단말기(800)를 포함하여 구성될 수 있다.

하우징(100)은 본 발명에 따른 터보 송풍장치의 외형을 형성하는 외함으로서, 소정의 압력으로 에어 공급을 필요로 하는 장소에 배치된다.

이러한 상기 하우징(100)은 외부의 공기가 유입되는 흡입구(110)와 압축 공기가 배출되는 토출구(120)가 구비되고, 그 내부에는 상기 흡입구(110)를 통해 유입된 공기를 압축하여 배출시키는 터보 송풍기(200)가 설치된다.

터보 송풍기(200)는 인가된 전기에너지를 이용하여 회전되는 모터(210)와 상기 모터(210)의 회전력을 인가받아 회전되는 임펠러(220) 및 상기 임펠러(220)에서 배출되는 공기를 토출구(120)로 안내하는 토출덕트(230)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 터보 송풍기(200)의 모터(210) 내부에는 도면에 도시하지 않았으나 모터(210)의 회전자와 연결되어 상기 모터(210)의 내부에서 발생된 열을 배출시키는 냉각팬이 설치된다.

인버터부(300)는 상기 터보 송풍기(200)의 회전속도와 전압을 제어, 조절하여 상기 터보 송풍기(200)에서 토출되는 공기의 양과 속도를 조절하는 기능을 하는 것으로서, 상용전원으로부터 공급된 전력을 입력받아 전압과 주파수를 가변시켜 터보 송풍기(200)에 공급함으로써 터보 송풍기(200)의 임펠러(220) 속도를 고효율로 용이하게 제어한다.

이때, 상기 인버터부(300)는 상기 터보 송풍기(200)의 모터(210)를 기동하기 위해 다양한 방식이 적용될 수 있다.

즉, 상기 인버터부(300)는 상기 모터(210) 및 토출되는 공기의 압력범위에 따라 전전압 기동, Y-△기동, 리액터 기동, 기동보상기 기동 및 소프트스타트(soft-start) 기동 등 다양한 방식 중에서 선택된 하나의 방식이 적용된다.

상기의 기동 방식 중에서, 소프트스타트 기동은 싸이리스터(Thyristor) 점호각을 제어하여 전동기 기동전류를 조정하는 것으로서, 별도의 차단기 설치가 필요 없고 다른 기동 방식과 비교하여 설치공간 문제 및 기동시 전동기 등에 가해지는 전기적/기계적 충격이 적으며, 유지보수 비용도 저렴한 장점이 있다.

그러나 상기 소프트스타트 기동 방식은 비선형 특성인 싸이리스터에 의해 기동시 고조파가 발생되는 단점이 있다.

상기 고조파의 발생을 방지하기 위해서, 본 발명의 인버터부(300)에 적용되는 모터의 운전 방식은 소프트스타트 기동방식으로 기동된 후, 전전압 운전 방식으로 운전되는 방식이 적용될 수 있다.

즉, 터보 송풍기(200)의 모터(210) 기동 및 정지시에는 소프트스타트 기동방식을 적용하고, 운전시에는 Bypass-Contactor에 의한 전전압 운전 방식을 적용하여 기동 및 운전되도록 구성된다.

예를 들어, 부하율이 높고 장시간 연속부하를 요구하는 펌프장 설비에서 본 발명의 터보 송풍장치가 설치되는 경우, 운전중에는 고조파에 의한 각종 악영향이 없는 전전압 운전방식이 바람직하다.

상기와 같은 기동 및 운전 방식에 따르면, 소프트스타트 기동 방식에 오류가 발생하더라도 Bypass-Contactor 방식에 의한 비상운전이 가능하다.

또한, 과전류, 결상, 역상, 지락, 단락보호 등의 다기능 보호계전기가 적용될 수 있으므로, 전력계통의 지락, 단락사고를 보호할 수 있어 전기 사고의 계통파급에 따른 터보 송풍기의 오동작/부동작을 사전에 방지하고 각종 부하 설비를 보호할 수 있는 장점이 있다.

필터부(400)는 하우징(100)의 흡입구(110)에 설치되고, 상기 흡입구(110)를 통해 하우징 내부로 유입되는 공기에 포함된 이물질을 여과하는 기능을 수행한다.

도 3은 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 적용된 필터부의 구성을 나타낸 것이다.

첨부된 도 3을 참조하면, 상기 필터부(400)는 루버(410), 금속필터(420), 에어필터(430), 경사판(440) 및 배수구(450)를 포함하여 구성된다.

루버(410)는 하우징(100)의 외측으로 돌출되도록 경사지게 설치되고, 빗물 유입을 방지하는 것으로서, 상하방향으로 다단으로 이루어지되 각도 조절이 가능하도록 구성된다.

금속필터(420)는 상기 루버 내측에 설치되어 이물질을 필터링하는 것으로서, 망목구조를 갖는 여과망이 여러 겹으로 포개어지도록 하여 3차원 다공체로 구성되고, 각 여과망은 구리(Cu) 100 중량부에 대하여 내식성 및 내산화성이 우수한 피복재료를 2.5 ~ 5 중량부 비율로 물리화학적 증착에 의해 피복되게 이루어질 수 있다. 이때, 상기 피복재료로는 알루미늄(Al), 아연(Zn) 및 은(Ag) 중에서 선택될 수 있다.

즉, 상기 금속필터(420)는 유입된 공기 중에 포함된 이물질 또는 벌레 등을 여과시키는 것으로서, 분해하여 세척 가능하도록 구성될 수 있다.

구리(Cu)는 특유한 적색 광택을 가지는 금속으로, 전성(展性) 및 연성(延性)에 따른 가공 용이성, 그리고 금속 고유의 재질적 특성 즉, 항균, 살균 및 탈취 그리고 열전도성 등이 뛰어난 특성으로 인해 열교환기나 공조시설, 정수시설물 또는 가스필터 등과 같은 분야에서 다양하게 활용되고 있다.

또한, 구리에 피복되는 피복재료 중에서 알루미늄이 적용되는 경우, 상기 알루미늄은 우수한 내식성 및 내산화성을 갖는 물질로서, 순환되는 공기와의 잦은 접촉에 따른 정화성능이 뛰어나고, 구리가 공기 중의 수분 또는 산소에 의한 부식 및 산화를 방지할 수 있는 장점이 있다.

이에, 상기 금속필터는 이물질, 벌레 등의 비교적 큰 협잡물을 여과하면서 항균 및 살균 기능을 동시에 수행할 수 있게 된다.

에어필터(430)는 상기 금속필터(410)의 내측에 설치되어 공기를 정화하는 것으로서, 에어필터(430)의 재질은 스펀 레이스(spunlace) 부직포가 사용될 수 있다.

상기 스펀 레이스 부직포(또는 hydro-entanglement)는 수류를 사용하여 서로 얽히도록 제조된 부직포로서, 원료를 투입하면서 일정방향으로 배열시키는 웹(web)을 제조하고, 상기 제조된 웹을 고압의 수류압을 이용하여 실 가닥을 랜덤하게 얽히도록 한 후, 물기를 제거하여 감아서 제조된다.

한편, 상기 루버(410)에 의해서 빗물이 하우징(100) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있으나, 상기 루버(410)의 외측부는 터보 송풍기(200)의 운전에 따라 부압이 발생되게 되며, 발생된 부압에 의해 상기 루버(410) 부근의 빗물이 상기 금속필터(420) 측으로 흡인될 수 있다.

이에, 상기 금속필터(420) 측으로 유입된 빗물을 배출시키기 위한 구성으로서, 경사판(440) 및 배수구(450)가 설치된다.

경사판(440)은 상기 금속필터(420)의 하부측에 배치되고, 상기 하우징(100)의 내측에서 외측으로 경사지게 설치되는 것으로서, 루버(410)를 통과한 빗물이 안내되어 하우징의 내측에서 외측으로 흘러내리게 된다.

이때, 상기 배수구(450)는 상기 경사판(440)의 하부측에 형성되어, 상기 경사판(440)을 따라 흘러내리는 빗물을 하우징(100)의 외측으로 배출시키게 된다.

검출부(500)는 하우징(100) 내부와 터보 송풍기의 상태 정보를 검출하는 기능을 수행하는 것으로서, 다양한 센서로 이루어진다.

도 4는 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 적용된 검출부의 구성을 나타낸 것이다.

첨부된 도 4를 참조하면, 검출부(500)는 필터부(400)에 설치되는 제1 에어플로우 센서(510), 토출구(120)에 설치되는 제2 에어플로우 센서(520), 하우징(100) 내부의 습도값을 검출하는 습도센서(530), 상기 하우징(100) 내부의 온도값을 검출하는 제1 온도센서(540), 터보 송풍기의 외함 온도값을 검출하는 제2 온도센서(550), 상기 터보 송풍기로 인가되는 전압/전류값을 검출하는 전압전류센서(560), 상기 하우징 내부의 기압값을 검출하는 기압센서(570) 및 상기 터보 송풍기의 진동값을 검출하는 진동센서(580)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 에어플로우 센서(510)는 유입구(110)로 유입되어 필터부(400)를 통과하는 공기의 유량값을 검출하고, 상기 제2 에어플로우 센서(520)는 토출구(120)를 통해 배출되는 공기의 유량값을 검출한다.

제어부(600)는 상기 검출부(500)에서 검출된 상태 정보에 근거하여 상기 인버터부(300)를 제어하고, 상기 상태 정보를 외부의 휴대단말기로 전송하는 기능을 수행한다.

즉, 상기 제어부(600)는 상기 검출부(500)로부터 검출된 센싱값을 수집하고, 수집된 센싱값에 근거하여 상황별 데이터를 구축하며, 구축된 상기 상황별 데이터를 이용하여 인공지능 분석을 통해 터보 송풍기에 대한 위험요소를 분석 및 예측하여 시각화정보로 제공하는 기능을 수행한다.

상기 기능을 수행하기 위해 제어부(600)에는 수집된 상기 센싱값을 저장 관리하는 데이터 저장모듈, 상기 데이터 저장모듈에 저장된 센싱값에 대하여 패턴화를 통해 상황별 데이터를 구축하는 데이터 구축모듈, 상기 데이터 구축모듈에서 구축된 상기 상황별 데이터 중에서, 이상징후에 해당하는 센싱값을 분석하고 예측 방향을 판단하는 예측 판단모듈 및 상기 데이터 구축모듈에서 구축된 상기 상황별 데이터를 업데이트하는 자기학습 갱신모듈을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 예측 판단모듈은 상기 센싱값 중에서 이상징후에 해당되는 이상징후 센싱값과 연계되는 연계 센싱값을 도출하고, 상기 연계 센싱값에 근거하여 상기 이상징후 센싱값에 대해 상기 이상징후 센싱값의 경고 한계치를 산출하며, 상기 연관 센싱값에 근거하여 상기 이상징후 센싱값의 진행 방향을 예측 판단하되, 예측이 산출된 경고 한계치를 초과하는 것으로 판단되면 이상신호를 발생하도록 구성된다.

예를 들면, 상기 터보 송풍기의 외함 온도값을 검출하는 제2 온도센서에서 검출된 센싱값이 이상징후를 나타내는 이상징후 센싱값으로 판단되는 경우, 상기 터보 송풍기의 온도를 증가시킬 수 있는 하우징 내부의 온도값, 터보 송풍기의 전압/전류값 등이 연관 센싱값으로 도출되게 되고, 연관 센싱값에 근거하여 이상징후 센싱값의 경고 한계치가 산출된다. 또한, 상기 연관 센싱값에 근거하여 이상징후 센싱값에 대한 진행방향을 예측 판단하게 된다.

즉, 검출된 1개의 센싱값은 다른 센싱값과 연계되도록 구성된다.

또한, 상기 제어부(600)는 상기 전압센서에서 검출된 전압/전류값에 근거하여, 상기 제1 에어플로우 센서(510)와 제2 에어플로우 센서(520)에서 각각 검출된 공기의 유량값이 설정된 범위를 벗어나는 경우, 인버터부(300)로 상기 터보 송풍기(100)에 인가되는 전류를 제어하도록 구성된다.

예를 들면, 상기 제어부(600)는 터보 송풍기(200)에 인가되는 전류가 높은 상태임에도 불구하고 배출되는 공기 유량 또는 흡입되는 공기 유량이 상대적으로 적은 경우에는 흡입/배출라인에 문제가 발생된 것으로 판단할 수 있고, 상기 터보 송풍기(200)의 안정성을 유지하기 위해 상기 인버터(300)를 제어하여 터보 송풍기(200)로 인가되는 전류를 제한하게 된다.

이에 따라, 상기 제어부(600)는 터보 송풍기(200)로부터 검출된 센싱값과 그에 연관된 센싱값에 근거하여 터보 송풍기의 위험요소를 분석하고 예측하여 터보 송풍기를 건전 상태에서 운전할 수 있도록 하는 장점이 있다.

또한, 상기 제어부(500)는 상기 검출부(500)의 기압센서(570)에서 검출된 센싱값에 근거하여 상기 인버터(300)를 제어함으로써, 터보 송풍기(200)의 구동을 제어하도록 구성된다.

즉, 상기 제어부(600)는 터보 송풍기(200)에 인가되는 전류가 높은 상태임에도 불구하고 흡입되는 공기 유량이 상대적으로 적은 경우에는 흡입라인에 문제가 발생된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부(600)는 상기 검출부(500)의 진동센서(580)에서 검출된 센싱값에 근거하여 상기 터보 송풍기(200)의 이상 여부를 판단할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 제어부(600)는 상기 검출부(500)의 습도센서(530)에서 검출된 센싱값을 통해 하우징(100) 내부의 습도를 조절하도록 구성된다.

제습부(700)는 하우징 내부의 습기를 제거하는 기능을 수행하는 것으로서, 상기 제어부(500)의 제어신호에 의해 구동되고, 하우징(100) 내부의 습도를 저하시키게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치에 적용된 제습부의 구성을 나타낸 도면이다.

첨부된 도 5를 참조하면, 상기 제습부(700)는 하우징 내부로 유입된 공기를 유입받는 유입통공(711)과 수증기로 배출되는 배기통공(712)이 형성된 본체(710), 상기 본체(710) 내부에 배치되는 양극전극(720), 상기 양극전극(720)과 소정 간격 이격되어 설치되는 음극전극(730), 상기 양극전극(720)과 음극전극(730) 사이에 배치되는 고분자 전해질막(740) 및 상기 배기통공(712)에 설치되는 투습방수지(750)를 포함하여 구성된다.

이에, 상기 양극전극(720)과 음극전극(730)에 전기에너지를 인가하면, 상기 양극전극(72, anode) 측에서는 수증기(물)가 전기분해되어 양이온의 수소 기체와 음이온의 산소 기체가 발생하고, 반대로 음극전극(730) 측에서는 양이온의 수소 기체가 음이온의 산소 기체와 결합하여 수증기(물)가 발생하게 된다.

이때, 양극전극(720)에서 전기분해에 의해 발생된 수소 기체가 고분자 전해질 막(740)에 의해 음극전극(730) 측으로 이동되기 때문에, 양극전극(720) 측에서는 공기가 감소하는 부압이 형성되고, 형성된 부압에 의해 유입통공(711)을 통해 하우징(100) 내부의 공기가 양극전극(720) 측으로 유입되게 된다.

또한, 음극전극(730) 측에서는 고분자 전해질 막(740)에 의해 이동된 수소 기체가 산소 기체와 결합하여 수증기가 생성되게 되나, 수소 기체의 유입으로 인해 대기압보다 높은 정압이 형성되고, 형성된 정압에 의해 생성된 수증기가 하우징(100) 외부로 방출되게 된다.

상기 투습방수지(750)는 습기를 통과시키되 물과 바람 등을 차단하는 것으로서, 음극전극(730) 측에서 발생된 수증기는 외부로 방출시키고, 외부에서 유입될 수 있는 빗물 또는 벌레 등의 이물질은 통과하지 못하도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치는 필요에 따라 가열된 공기를 공급하도록 구성될 수 있다.

이에, 하우징의 내부에는 히터부(760)가 더 포함될 수 있다.

상기 히터부(760)는 필터부(400)와 터보 송풍기(200) 사이를 구획하는 격벽(130)에 설치되고, 상기 필터부(400)에서 배출되는 공기를 가열하여 상기 터보 송풍기(200)로 공급한다.

이에, 상기 터보 송풍기(200)는 가열된 공기를 소정의 압력으로 공급할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 하우징(100)에는 하우징(100) 내부의 공기를 배출시키기 위한 배기팬부(780)가 설치된다.

상기 배기팬부(780)는 상기 제습부(700)와 연계하여 하우징(100) 내부의 습도를 조절하고, 터보 송풍기(200)에서 발생된 열을 방출시키는 것으로서, 상기 터보 송풍기(200)에서 발생된 열을 유도하는 배기덕트(781)와 상기 배기덕트(781) 내부에 설치되어 하우징 내부 공기를 배기시키는 배기팬(782)을 포함하여 구성된다.

휴대단말기(800)는 제어부(600)와 통신망을 통해 연결되고, 상기 제어부(600)에서 제공되는 상태 정보를 수신하여 표시하며, 상기 제어부(600)를 제어하는 기능을 수행하는 것으로서, 상기 제어부(600)를 제어할 수 있는 애플리케이션이 설치될 수 있는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, 태블릿 컴퓨터(tablet computer) 또는 이북(e-book) 단말기 중에서 선택된 하나로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 하우징 내부와 터보 송풍기의 상태 정보에 근거하여 터보 송풍기를 건전상태에서 운전할 수 있으므로, 터보 송풍기의 안전 운전을 담보할 수 있고, 기계적 결함을 방지하여 기대 수명을 증진시킬 수 있으며, 원격에서 터보 송풍기 및 하우징 내부의 상태정보를 확인할 수 있으므로, 이상 발생시 신속한 조치를 취할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

100: 하우징 110: 흡입구
120: 토출구 130: 격벽
200: 터보 송풍기 210: 모터
220: 임펠러 230: 토출덕트
300: 인버터부 400: 필터부
410: 루버 420: 금속필터
430: 에어필터 440: 경사판
450: 배수구 500: 검출부
510: 제1 에어플로우 센서 520: 제2 에어플로우 센서
530: 습도센서 540: 제1 온도센서
550: 제2 온도센서 560: 전압전류센서
570: 기압센서 580: 진동센서
600: 제어부 700: 제습부
710: 본체 711: 유입통공
712: 배기통공 720: 양극전극
730: 음극전극 740: 고분자 전해질막
750: 투습방수지 760: 히터부
780: 배기팬부 800: 휴대단말기

Claims

외부 공기를 흡입하는 흡입구와 압축 공기를 배출시키는 토출구가 형성되는 하우징;
상기 하우징 내부에 설치되고, 모터에 연결되어 회전 가능한 임펠러를 통해 상기 흡입구를 통해 외부 공기를 흡인하며, 흡인된 공기를 상기 토출구를 통해 외부로 배출시키는 터보 송풍기;
상기 터보 송풍기의 운전을 제어하는 인버터부;
상기 흡입구에 설치되는 필터부;
상기 하우징 내부 및 상기 터보 송풍기의 상태 정보를 검출하는 검출부;
상기 검출부에서 검출된 상태 정보에 근거하여 상기 인버터부를 제어하고, 상기 상태 정보를 외부의 휴대단말기로 전송하는 제어부; 및
상기 하우징 내부의 습기를 제거하는 제습부;
를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 필터부는,
상기 하우징의 외측으로 돌출되도록 설치되고, 빗물 유입을 방지하는 루버;
상기 루버 내측에 설치되어 이물질을 필터링하는 금속필터;
상기 금속필터 내측에 설치되어 공기를 정화하는 에어필터;
상기 금속필터의 하부측에 배치되고 상기 하우징의 내측에서 외측으로 경사지게 설치되는 경사판; 및
상기 경사판의 하부측에 형성되는 배수구;
를 포함하며,
상기 제습부는,
공기를 유입받는 유입통공과 수증기로 배출되는 배기통공이 형성된 본체;
상기 본체 내부에 배치되는 양극전극;
상기 양극전극과 소정 간격 이격되어 설치되는 음극전극;
상기 양극전극과 음극전극 사이에 배치되는 고분자 전해질막; 및
상기 배기통공에 설치되는 투습방수지;
를 포함하며,
상기 하우징의 내부에는,
상기 필터부와 터보 송풍기 사이를 구획하는 격벽에 설치되고, 상기 필터부에서 배출되는 공기를 가열하여 상기 터보 송풍기로 공급하는 히터부가 더 구비되며,
상기 제어부는 상기 검출부로부터 검출된 센싱값을 수집하고, 수집된 센싱값에 근거하여 상황별 데이터를 구축하며, 구축된 상기 상황별 데이터를 이용하여 인공지능 분석을 통해 터보 송풍기에 대한 위험요소를 분석 및 예측하여 시각화정보로 제공하는 기능을 수행하되, 수집된 상기 센싱값을 저장 관리하는 데이터 저장모듈, 상기 데이터 저장모듈에 저장된 센싱값에 대하여 패턴화를 통해 상황별 데이터를 구축하는 데이터 구축모듈, 상기 데이터 구축모듈에서 구축된 상기 상황별 데이터 중에서, 이상징후에 해당하는 센싱값을 분석하고 예측 방향을 판단하는 예측 판단모듈 및 상기 데이터 구축모듈에서 구축된 상기 상황별 데이터를 업데이트하는 자기학습 갱신모듈을 포함하며,
상기 예측 판단모듈은 상기 센싱값 중에서 이상징후에 해당되는 이상징후 센싱값과 연계되는 연계 센싱값을 도출하고, 상기 연계 센싱값에 근거하여 상기 이상징후 센싱값에 대해 상기 이상징후 센싱값의 경고 한계치를 산출하며, 상기 연계 센싱값에 근거하여 상기 이상징후 센싱값의 진행 방향을 예측 판단하되, 예측이 산출된 경고 한계치를 초과하는 것으로 판단되면 이상신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 검출부는,
상기 필터부에 설치되는 제1 에어플로우 센서;
상기 토출구에 설치되는 제2 에어플로우 센서;
상기 하우징 내부의 습도값을 검출하는 습도센서;
상기 하우징 내부의 온도값을 검출하는 제1 온도센서;
상기 터보 송풍기의 외함 온도값을 검출하는 제2 온도센서;
상기 터보 송풍기로 인가되는 전압/전류값을 검출하는 전압전류센서; 및
상기 하우징 내부의 기압값을 검출하는 기압센서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전압전류센서에서 검출된 전압/전류값에 근거하여, 상기 제1 에어플로우 센서와 제2 에어플로우 센서에서 각각 검출된 공기의 유량값이 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 인버터부로 상기 터보 송풍기에 인가되는 전류를 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 및 인공지능 기반의 터보 송풍장치.
삭제