KR102453966B1 - Hazardous gas measurement and alarm device with built-in filter-free subminiature dust collector - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무필터식 초소형 집진기가 내장된 유해가스 측정 경보 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터의 소모가 없고 건식 필터 사용시 발생될 수 있는 비산먼지 또는 미세먼지 또는 수분 등에 의한 가스 측정 오류 현상이 없이 가스 측정 센서의 수명을 최대한 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 가스 측정 센서의 자동 교정이 가능한 무필터식 초소형 집진기가 내장된 유해가스 측정 경보 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a harmful gas measurement alarm device with a built-in filter-free micro dust collector, and more particularly, there is no filter consumption and a gas measurement error phenomenon caused by scattering dust or fine dust or moisture that may occur when a dry filter is used. It relates to a hazardous gas measurement alarm device with a built-in filter-less micro dust collector that can extend the life of the gas sensor as much as possible without the need for automatic calibration of the gas sensor.
최근 정부는 중소 사업장의 산업안전보건 관리를 위하여 근로자의 안전과 건강을 확보하도록 하는 법 개정을 통하여 사업주가 '사업주 안전책무'의 조치를 다하도록 법으로도 개정되어 강화하는 법령을 발표하였다.Recently, the government announced the amended and strengthened laws to ensure that employers fulfill their 'employee safety obligations' through the amendment of the Act to ensure the safety and health of workers for occupational safety and health management in small and medium-sized businesses.
원청이 안전, 보건조치 의무를 위반한 경우의 처벌 수준이 3년 이하의 징역 또는 3천만원 이하의 벌금으로 상향되었고, 노동자가 사망하는 경우 7년 이하의 징역 또는 1억원 이하의 벌금, 사업주가 5년 내에 두 번 이상 안전, 보건조치 의무를 위반하여 노동자를 사망하게 하는 경우 형의 1/2까지 가중하도록 하였고 법인에 대한 벌금형의 상한이 10억원으로 상향하는 고강도의 시행령을 발표하였다. 이제 사업주가 맡게 되는 책임은 더욱 커지며, 사업주는 그 직장에 사망사고 등 고위험의 요인이 있는 경우에는 안전보건상 필요로 하는 조치를 해야 한다.The penalty level for violation of safety and health measures by the principal agency has been increased to up to 3 years in prison or a fine of not more than 30 million won. A high-strength enforcement decree was issued that increased the penalty to 1/2 of the penalty in cases where workers were killed by violating safety and health measures twice or more within a year, and the upper limit of fines for corporations was raised to KRW 1 billion. Now, the responsibilities that the employer assumes are increasing, and the employer must take necessary measures for safety and health when there is a high-risk factor such as death at the workplace.
이에 한국산업안전보건공단에서는 열악한 중소 제조업체의 “사망사고 등 고위험개선사업”으로 사망사고 예방품목 또는 고용노동부의 감독, 공단의 기술지원 결과 시급하게 개선이 필요한 사업장에서 해당 유해위험요인 개선에 소요되는 비용의 일부를 지원하는 사업을 매년 수행하고 있으나, 밀폐공간 작업 중 질식예방 및 특별관리물질, 안전검사대상물질, 발암성 및 급성중독물질 흡입 방지 또는 산업현장 고위험 방지용 통합공기질 유해가스 측정장치 도입 설치는 전무한 실정이고, 또한 대부분 국외 수입 제품인 가정용 또는 실험실용 가스 측정기 또는 고가의 가스 분석기로 대체되어 사용하고 있는 실정이다.Accordingly, the Korea Occupational Safety and Health Agency (KOSHA) is a “high-risk improvement project for fatal accidents” of poor small and medium-sized manufacturers. Although we carry out a project to support a part of the cost every year, we introduced and installed an integrated air quality toxic gas measuring device for prevention of suffocation and inhalation of special management substances, substances subject to safety inspection, carcinogenic and acute poisoning substances, or high risk in industrial sites while working in confined spaces. is non-existent, and most of them are being used as a substitute for home or laboratory gas meters or expensive gas analyzers, which are imported products.
한편, 기존 수입 판매되고 있는 산업현장 사망사고 고위험 방지용 가스 측정기는 샘플링 가스측정 방법을 사용하나, 비산먼지 및 습도에 의한 지시값의 불안정성, 측정오차, 및 내구성에 취약한 단점을 가지고 있으며, 무엇보다도 장비의 가격이 비싸고, 필터 교체 및 센서 검교정 등의 유지보수에 너무 많은 비용이 들어간다. On the other hand, the existing imported and sold gas meter for prevention of high risk of death in industrial sites uses the sampling gas measurement method, but has disadvantages such as instability of the indicated value due to scattered dust and humidity, measurement error, and durability. is expensive, and maintenance such as filter replacement and sensor calibration is too expensive.
따라서, 열악한 제조환경의 산업현장에서의 사망사고 고위험 방지는 현재 수입 판매되고 있는 가스분석장치로는 그 목적을 충족하기 어려운 실정이다. Therefore, it is difficult to meet the purpose of the gas analyzer currently imported and sold to prevent a high risk of death in industrial sites in a poor manufacturing environment.
특히, 산업 현장의 가스 측정기에는, 비산먼지, 분진 등의 고체 입자가 점차 필터에 축적되거나 수분이 누적되고 측정 가스라인의 높은 압력 손실로 인해 흡입 펌프의 유량 흡입 능력 저하가 발생한다. 이는 유량 변화에 의한 지시값의 불안정성으로 인한 반복 정밀도 및 지시오차의 신뢰성 저하가 발생하는 요인이 된다.In particular, in gas measuring instruments at industrial sites, solid particles such as scattering dust and dust are gradually accumulated in the filter or moisture is accumulated, and the flow rate suction capacity of the suction pump is reduced due to the high pressure loss of the measuring gas line. This is a factor causing a decrease in the reliability of the repeatability and the indication error due to the instability of the indication value due to the flow rate change.
무엇보다도, 종래 가스 측정 장비는 산업 현장의 비산먼지 내지 수분에 대한 대책이 거의 전무하여 지시값의 불안정성으로 인한 반복 정밀도 및 지시오차의 신뢰성 저하가 발생하고 있으며, 가스 측정기의 기능 저하가 빠르게 발생하기 때문에, 내부 센서를 자주 교환하여야 하거나, 사용자는 측정 장치의 검교정 비용을 매년 부담 해야만 하는 실정이다. Above all, the conventional gas measuring equipment has almost no countermeasures against scattering dust or moisture in the industrial field, so the repeatability and the reliability of the indication error due to the instability of the indication value are deteriorated, and the function of the gas measuring device is rapidly deteriorated. Therefore, the internal sensor has to be frequently exchanged, or the user has to bear the annual calibration cost of the measuring device.
이에, 필터 교체 없이 산업 현장의 비산 먼지나 분진, 수분 등을 완벽히 차단하여 가스 측정 오류를 방지하고, 가스 센서 교정도 자동으로 이루어질 수 있는 가스 측정 장비의 개발이 요구된다. Accordingly, there is a need to develop a gas measuring device capable of preventing gas measurement errors by completely blocking scattering dust, dust, moisture, etc. at industrial sites without replacing filters and automatically calibrating gas sensors.
본 발명은 상기 문제점을 일거에 해결하기 위해 안출된 것으로서, The present invention has been devised to solve the above problems at once,
본 발명은 필터의 소모가 없고 건식 필터 사용시 발생될 수 있는 비산먼지 또는 미세먼지 또는 수분 등에 의한 가스 측정 오류 현상이 없이 가스 측정 센서의 수명을 최대한 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 가스 측정 센서의 자동 교정이 가능한 무필터식 초소형 집진기가 내장된 유해가스 측정 경보 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to the present invention, the lifespan of the gas measurement sensor can be extended as much as possible without consumption of the filter and there is no gas measurement error caused by scattering dust, fine dust, or moisture that may occur when using a dry filter, as well as automatic calibration of the gas measurement sensor. An object of the present invention is to provide a harmful gas measurement alarm device with a built-in filter-free ultra-small dust collector.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 무필터식 초소형 집진기가 내장된 유해가스 측정 경보 장치는 유해가스 측정 경보 장치에 있어서,In order to achieve the above object, a harmful gas measurement alarm device with a built-in filter-free micro dust collector according to the present invention is a harmful gas measurement alarm device,
유입되는 샘플링가스 내에 함유된 미세먼지, 미세금속, 및 수분을 제거하는 집진기와; 상기 집진기에서 배출된 샘플링가스 내에 존재하는 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스의 농도를 각각 측정하는 가스 측정 유닛과; 상기 가스 측정 유닛으로 교정가스를 공급하는 교정가스 공급부와; 상기 집진기, 가스 측정 유닛, 및 교정가스 공급부를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.a dust collector for removing fine dust, fine metal, and moisture contained in the incoming sampling gas; a gas measuring unit for measuring concentrations of oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas present in the sampling gas discharged from the dust collector, respectively; a calibration gas supply unit for supplying a calibration gas to the gas measurement unit; and a controller for controlling the dust collector, the gas measurement unit, and the calibration gas supply unit.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 집진기는 샘플링가스에 함유된 미세먼지와 미세금속을 제거하여 집진하는 더스트 필터링부와, 상기 더스트 필터링부에서 배출된 샘플링가스에 함유된 수분을 제거하는 미스트 필터링부를 포함한다.As an embodiment of the present invention, the dust collector includes a dust filtering unit for collecting dust by removing fine dust and fine metal contained in the sampling gas, and a mist filtering unit for removing moisture contained in the sampling gas discharged from the dust filtering unit. include
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 상기 더스트 필터링부는 내부를 수평 방향으로 구획하면서 높이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되고 다수의 통기공 및 난류 확산구를 가지는 복수개의 수막판과, 상기 수막판 상에 배치되는 다수의 헬릭스부재와, 최상부 수막판의 상측에 설치되어 세정수를 토출하는 세정수 토출구를 포함하고, 상기 난류 확산구는 상기 수막판 상에 관통 형성된 관통공, 상기 수막판에서 연장되어 상기 관통공의 상측에 형성되고 제1통공이 다수개 구비된 레그부, 및 상기 레그부와의 사이에 유로를 형성하면서 상기 레그부의 상측에 배치되고 내측 중앙 부위에 분할턱이 돌출 형성되며 측부에 제2통공이 다수개 형성된 캡부로 이루어진다.In addition, as a preferred embodiment of the present invention, the dust filtering unit includes a plurality of water film plates arranged at regular intervals along the height direction while dividing the interior in the horizontal direction and having a plurality of ventilation holes and turbulence diffusion ports; a plurality of helix members disposed thereon, and a washing water outlet installed on the upper side of the uppermost water film plate to discharge washing water, wherein the turbulence diffusion port includes a through hole formed through the water film plate and extending from the water film plate A leg portion formed above the through hole and provided with a plurality of first through holes, and disposed above the leg portion while forming a flow path between the leg portion and a split jaw protruding from the inner central portion, and formed on the side portion It consists of a cap part in which a plurality of second through-holes are formed.
또한, 상기 캡부의 상부에는 다수의 제3통공이 방사상으로 관통 형성되고, 상기 제3통공 상측에는 제1블레이드가 소정 각도를 가지면서 각각 형성될 수 있다.In addition, a plurality of third through-holes may be formed through the upper portion of the cap in a radial direction, and a first blade may be formed at an upper side of the third through-hole at a predetermined angle.
또한, 일 실시예로서, 상기 미스트 필터링부는 내부로 유입되는 샘플링가스에 함유된 수분을 1차로 제거하는 데미스터와, 상기 데미스터를 통과한 샘플링가스에 함유된 수분을 2차로 제거하는 흡습부재를 포함하고, 상기 흡습부재는 상기 데미스터와 대향하며 다수의 통기공을 구비하여 상기 데미스터를 통과한 샘플링가스를 내부로 유입시키는 통기판과, 펠릿 형태로 내부에 충진되어 상기 통기판을 통과한 샘플링가스에 함유된 수분을 흡수하여 제거하는 다수의 흡습체를 포함할 수 있다.In addition, as an embodiment, the mist filtering unit includes a demister for primarily removing moisture contained in the sampling gas flowing into the interior, and a moisture absorption member for secondarily removing moisture contained in the sampling gas that has passed through the demister. Including, wherein the moisture absorption member is opposite to the demister and has a plurality of vents to allow the sampling gas that has passed through the demister to flow into the venting plate, and is filled in the form of pellets and passed through the venting plate It may include a plurality of absorbents that absorb and remove moisture contained in the sampling gas.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 통기판은 샘플링가스가 흡습부재 내부로 유입될 때 난류 유동을 하도록 난류 유도구를 일면에 더 구비하되, 상기 난류 유도구는 다수의 제4통공이 방사상으로 관통 형성됨과 아울러 상기 제4통공 상측에 제2블레이드가 소정 각도를 가지면서 각각 형성되어 이루어지는 것이며, 상기 흡습체는 코코피트, 제올라이트, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알코올, 폴리에테르설폰, 카르복시메틸셀룰로오스, 벤토나이트, 세피올라이트, 카올리나이트, 및 버미큘라이트 성분이 함유된 펠릿 형태로 이루어질 수 있다.As an embodiment of the present invention, the vent plate further includes a turbulence inducing port on one surface to induce turbulence when the sampling gas flows into the moisture absorption member, wherein the turbulence inducing port is formed through a plurality of fourth through holes in a radial direction In addition, the second blade is formed on the upper side of the fourth through hole while having a predetermined angle, and the moisture absorbent is cocopit, zeolite, polyacrylamide, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyethersulfone, carboxy It may be made in the form of pellets containing methylcellulose, bentonite, sepiolite, kaolinite, and vermiculite components.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 상기 가스 측정 유닛은 산소 가스의 농도를 측정하는 산소 가스센서, 이산화탄소의 농도를 측정하는 이산화탄소 가스센서, 황화수소 가스의 농도를 측정하는 황화수소 가스센서, 및 메탄 가스의 농도를 측정하는 메탄 가스센서를 각각 구비하되, 상기 산소 가스센서와 황화수소 가스센서는 전기화학식(EC) 센서이고, 상기 이산화탄소 가스센서와 메탄 가스센서는 비분산적외선(NDIR) 센서일 수 있다.In addition, as a preferred embodiment of the present invention, the gas measurement unit includes an oxygen gas sensor for measuring the concentration of oxygen gas, a carbon dioxide gas sensor for measuring the concentration of carbon dioxide, a hydrogen sulfide gas sensor for measuring the concentration of hydrogen sulfide gas, and methane A methane gas sensor for measuring the concentration of gas is provided, respectively, wherein the oxygen gas sensor and the hydrogen sulfide gas sensor are electrochemical (EC) sensors, and the carbon dioxide gas sensor and the methane gas sensor may be non-dispersive infrared (NDIR) sensors. .
또한, 상기 가스 측정 유닛은 상기 집진기에서 배출된 샘플링가스가 유입되는 입구측에 설치되는 제1밸브와 유입된 샘플링가스가 배출되는 출구측에 설치되는 제2밸브를 더 구비하며, 상기 교정가스는 영점 가스와 스팬 가스로 이루어지되 상기 영점 가스는 질소 가스이고 상기 스팬 가스는 소정 농도의 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스일 수 있다.In addition, the gas measurement unit further includes a first valve installed on an inlet side through which the sampling gas discharged from the dust collector is introduced and a second valve installed on an outlet side through which the introduced sampling gas is discharged, and the calibration gas is The zero point gas and the span gas may be formed, and the zero point gas may be nitrogen gas, and the span gas may be oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas having a predetermined concentration.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 교정가스 공급부는 영점 가스인 질소 가스가 저장된 질소 가스실린더와, 스팬 가스인 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스가 각각 저장된 산소 가스실린더, 이산화탄소 가스실린더, 황화수소 가스실린더, 및 메탄 가스실린더를 구비하고, 상기 각각의 가스실린더는 전자제어밸브가 설치된 각각의 가스공급관을 통해 상기 가스 측정 유닛과 연결되되 상기 가스공급관의 외면은 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 코팅 처리된 것일 수 있다. As an embodiment of the present invention, the calibration gas supply unit is a nitrogen gas cylinder in which nitrogen gas as a zero point gas is stored, and oxygen gas as a span gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas, respectively, stored in an oxygen gas cylinder, a carbon dioxide gas cylinder , a hydrogen sulfide gas cylinder, and a methane gas cylinder, wherein each gas cylinder is connected to the gas measurement unit through each gas supply pipe installed with an electronic control valve, and the outer surface of the gas supply pipe is PTFE (Polytetrafluoroethylene) coated it could be
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 컨트롤러는 상기 집진기의 구동을 제어하고, 상기 가스 측정 유닛의 가스센서, 제1밸브, 및 제2밸브와 전기적으로 연결되며, 상기 교정가스 공급부의 전자제어밸브와 전기적으로 연결되어 교정가스의 공급을 제어하면서 상기 가스센서의 교정을 수행하는 제어부와, 상기 가스 측정 유닛을 통해 측정된 샘플링가스 내의 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스의 농도를 외부로 표시하고 측정된 농도가 설정 값 이상일 경우 경고신호를 발생하면서 외부로 경고를 표시하는 표시경고부와, 스마트폰(S)과 무선 통신을 할 수 있는 무선통신부를 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the controller controls the driving of the dust collector, is electrically connected to the gas sensor, the first valve, and the second valve of the gas measurement unit, and the electronic control valve of the calibration gas supply unit and A control unit electrically connected to perform calibration of the gas sensor while controlling the supply of calibration gas, and the concentration of oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas in the sampling gas measured through the gas measurement unit to the outside It may include a display warning unit for displaying and displaying a warning to the outside while generating a warning signal when the measured concentration is greater than or equal to the set value, and a wireless communication unit capable of wireless communication with the smartphone (S).
또한, 일 실시예로서, 상기 무선통신부는 상기 표시경고부로부터 가스의 농도 또는 경고신호를 전송받아 무선 통신으로 어플리케이션이 실행 중인 스마트폰(S)에 송신함과 아울러 상기 어플리케이션을 통해 생성되어 스마트폰(S)에서 송신되는 구동정보를 수신하여 상기 제어부로 전송한다.In addition, as an embodiment, the wireless communication unit receives the concentration or warning signal of the gas from the display warning unit and transmits it to the smartphone (S) in which the application is running through wireless communication, and is also generated through the application and created through the smartphone. The driving information transmitted in (S) is received and transmitted to the control unit.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 컨트롤러는 측정 모드와 교정 모드 중 어느 하나를 선택하는 설정부를 더 포함하여, 상기 측정 모드가 선택된 경우 상기 제어부는 상기 집진기를 구동시키고 상기 제1밸브와 제2밸브를 개방하여 상기 집진기에 의해 미세먼지, 미세금속, 및 수분이 제거된 샘플링가스를 상기 가스 측정 유닛으로 유입시켜 상기 가스센서를 통해 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스의 농도를 각각 측정하여 상기 표시경고부로 전송하고, 상기 교정 모드가 선택된 경우 상기 제어부는 상기 집진기의 구동을 정지시키고 상기 제1밸브와 제2밸브를 폐쇄하여 상기 가스 측정 유닛으로 샘플링가스가 유입되는 것을 차단시킨 후 상기 교정가스 공급부를 제어하여 상기 가스센서의 교정을 수행한다.In addition, as a preferred embodiment of the present invention, the controller further includes a setting unit for selecting any one of a measurement mode and a calibration mode, and when the measurement mode is selected, the control unit drives the dust collector and operates the first valve and the second valve By opening valve 2, the sampling gas from which fine dust, fine metal, and moisture have been removed by the dust collector is introduced into the gas measurement unit to measure the concentrations of oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas through the gas sensor. Each is measured and transmitted to the display warning unit, and when the calibration mode is selected, the control unit stops the operation of the dust collector and closes the first and second valves to block the sampling gas from flowing into the gas measuring unit Then, the calibration gas supply unit is controlled to perform calibration of the gas sensor.
한편, 본 발명의 일 실시예로서, 어플리케이션이 실행 중인 스마트폰(S)에서 경고신호를 수신할 경우 상기 어플리케이션은 스마트폰(S)에서 경보음 또는 진동이 발생하도록 제어할 수 있다.On the other hand, as an embodiment of the present invention, when receiving a warning signal from the smartphone (S) in which the application is running, the application may control the smartphone (S) to generate an alarm sound or vibration.
본 발명에 의하면, 아래와 같은 복합 효과를 달성한다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the following combined effect is achieved.
1. 산업현장의 비산먼지 또는 미세금속 및 습기(수분)에 의한 지시값(가스 측정값 또는 농도값)의 불안정성 또는 측정 오류와 장비 내구성 저하를 확실하게 개선할 수 있다.1. Instability or measurement error of the indicated value (gas measurement value or concentration value) caused by scattering dust or fine metal and moisture (moisture) in industrial sites and deterioration of equipment durability can be reliably improved.
2. 가스 측정 센서에 대한 자동 교정이 적용되어 장치를 장기간 사용하더라도 가스 측정값의 정밀도와 신뢰도가 보장될 수 있다.2. Automatic calibration of the gas measurement sensor is applied, so the precision and reliability of the gas measurement value can be guaranteed even when the device is used for a long time.
3. 무선 통신 제어 또는 모바일 홈 네트워크 제어 기능이 있어 실시간 원거리 모니터링과 모바일폰에 의한 장치 제어가 가능하다.3. With wireless communication control or mobile home network control function, real-time remote monitoring and device control by mobile phone are possible.
4. 필터 교환비용 및 검교정비용, 센서 교체비용이 최소화되어 장치 운용 비용이 거의 제로에 수렴될 수 있다.4. Filter replacement cost, calibration cost, and sensor replacement cost are minimized, so the operating cost of the device can be converged to almost zero.
5. 비산먼지 또는 분진이나 미세먼지 또는 비산 미세금속 등의 오염물질(비산 이물질)을 거의 완벽하게 제거하기 때문에 가스 흡입 (배관) 라인의 막힘이 없고, 미세먼지로 인한 간섭현상 또는 오류현상이 거의 없어 내구연한이 매우 길다.5. Since it almost completely removes scattering dust or pollutants such as fine dust or scattering fine metal, there is no clogging of the gas inlet (pipe) line, and interference or errors due to fine dust are almost non-existent. No, the lifespan is very long.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무필터식 초소형 집진기가 내장된 유해가스 측정 경보 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 측정 경보 장치의 더스트 필터링부의 구성을 설명하는 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 측정 경보 장치의 수막판의 구성을 설명하는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 측정 경보 장치의 미스트 필터링부의 구성을 설명하는 도면이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a harmful gas measurement alarm device with a built-in filter-free micro dust collector according to an embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining the configuration of a dust filtering unit of a harmful gas measurement and alarm device according to an embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining the configuration of the water curtain plate of the harmful gas measurement alarm device according to an embodiment of the present invention;
4 is a view for explaining the configuration of the mist filtering unit of the harmful gas measurement alarm device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 유해가스 측정 경보 장치는 가스센서가 구비된 가스 측정 유닛으로 유해가스를 유입시키기 전에 유해가스와 함께 유입된 미세먼지나 미세금속 또는 수분을 제거하는 전처리 과정을 수행하는 무필터식 초소형 집진기가 내장된 장치로서, 이러한 집진기에 의해 산업현장의 비산먼지 또는 미세금속 및 습기(수분)에 의한 지시값(가스 측정값 또는 농도값)의 불안정성 또는 측정 오류와 장비 내구성 저하를 확실히 막을 수 있을 뿐만 아니라 원격 제어 및 가스센서에 대한 자동 (검)교정도 가능한 장치이다.The noxious gas measurement and alarm device of the present invention is a filter-free micro dust collector that performs a pretreatment process of removing fine dust, fine metal, or moisture introduced together with the noxious gas before introducing the noxious gas into a gas measuring unit equipped with a gas sensor. As a device with a built-in dust collector, it is possible to reliably prevent the instability or measurement error of the indicated value (gas measurement value or concentration value) caused by scattering dust or fine metal and moisture (moisture) in the industrial field, as well as the deterioration of equipment durability. It is also a device capable of remote control and automatic calibration of gas sensors.
이하에서 첨부도면을 참조하며, 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in more detail.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유해가스 측정 경보 장치는 집진기(100), 가스 측정 유닛(200), 교정가스 공급부(300), 및 컨트롤러(400)를 포함한다. As shown in FIG. 1 , the harmful gas measurement alarm device according to the present invention includes a
본 발명의 집진기(100)는 유입되는 샘플링가스(G0) 내에 함유된 미세먼지, 미세금속, 및 수분을 제거하는 것으로서, 산업 현장에서 발생된 황화수소나 메탄 가스 등의 유해가스가 포함되어 있을 수 있는 샘플링가스(G0)에 대해 가스 측정 유닛(200)에 유입시키기 전에 전처리를 하는 무필터식 초소형 기기이다.The
상기 집진기(100)는 더스트 필터링부(100A)와 미스트 필터링부(100B)를 포함하는데, 상기 더스트 필터링부(100A)는 샘플링가스(G0)에 함유된 미세먼지와 미세금속을 제거하여 집진하는 기능을 하고, 상기 미스트 필터링부(100B)는 상기 더스트 필터링부(100A)에서 배출된 샘플링가스(G1)에 함유된 수분을 제거하는 기능을 한다.The
상기 더스트 필터링부(100A)는 습식 방법으로 미세먼지나 미세금속 등을 집진하며 필터링하는 것으로서, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 수막판(110), 다수의 헬릭스부재(120), 및 세정수 토출구(130)를 포함하여, 산업 현장 내 유해가스를 포함하는 샘플링가스(GO)를 유입시켜 미세먼지나 미세금속을 제거시킨 후 배출시키는 것이다.The
본 발명의 수막판(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 더스트 필터링부(100A)의 내부를 수평 방향으로 구획하면서 높이 방향을 따라 일정 간격으로 복수개 배치되고, 각각 다수의 통기공(111) 및 다수의 난류 확산구(112)를 가지는 판 형상의 부재이다.As shown in FIG. 2, the
상기 통기공(111)은 유입된 샘플링가스(G0)가 통과하는 관통 구멍이고, 상기 난류 확산구(112)는 수막판(110)을 통과하는 샘플링가스(G0)가 난류 유동을 하도록 하거나 그러한 난류 유동이 확산되도록 하는 것이다. The
상기 난류 확산구(112)의 바람직한 일 실시예로서, 상기 난류 확산구(112)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 수막판(110) 상에 관통 형성된 관통공(11), 상기 수막판(110)에서 연장되어 상기 관통공(11)의 상측에 형성되고 제1통공(12A)이 다수개 구비된 레그부(12), 및 상기 레그부(12)와의 사이에 유로(R)를 형성하면서 상기 레그부(12)의 상측에 배치되고 내측 중앙 부위에 분할턱(13A)이 돌출 형성되며 측부에 제2통공(13B)이 다수개 형성된 캡부(13)로 이루어질 수 있다.As a preferred embodiment of the
또한, 상기 캡부(13)의 상부에는 다수의 제3통공(13C)이 방사상으로 관통 형성되고, 상기 제3통공(13C) 상측에는 제1블레이드(14)가 소정 각도를 가지면서 각각 형성될 수 있다. 도 3에서, 부호 M1와 M2는 본 발명의 일 실시예에 따른 난류 확산구(112)의 구성을 나타내는 단면도와 개략도이다.In addition, a plurality of third through-
상기 통기공(111)과 난류 확산구(112)의 갯수는 집진기(100) 또는 장치 구동시 수막판(110) 상에 소정 높이의 수막층(W)이 형성되도록 상측에서 하측으로 낙하하는 세정수의 토출량과 하측에서 상측으로 유동하는 샘플링가스(G0)의 풍속, 풍량, 풍압 등을 감안하여 매트랩 설계에 의해 소정의 복수개로 형성된다. 한편, 상기 통기공(111)은 세정수가 낙하할 수 있는 통로 역할도 한다.The number of the vent holes 111 and the
본 발명의 장치는 유입된 샘플링가스가 유동하는 배관의 일측에 설치되는 공지의 펌프(도시 생략)를 통해 (예를 들면, 다이어프램 부스터 펌프, 베인 진공펌프) 또는 공지의 블로어 또는 송풍기(140)를 통해 샘플링가스(G0)를 더스트 필터링부(100A)의 유입구(101)를 통해 유입시킨 후 다수의 헬릭스부재(120)가 배치된 수막판(110) 또는 소정 수위의 세정수로 이루어진 수막층(W)을 통과시킨 다음 배출구(105)로 배출시키는데 이하에서 보다 상세히 설명한다.The apparatus of the present invention uses a known pump (not shown) installed on one side of the pipe through which the introduced sampling gas flows (for example, a diaphragm booster pump, a vane vacuum pump) or a known blower or
컨트롤러(400) 또는 제어부(410)의 제어에 의해 집진기(100) 또는 더스트 필터링부(100A)가 구동 개시되면, 우선 더스트 필터링부(100A) 하부의 수조(104)에 저장된 세정수 또는 물이 펌프(도시 생략)에 의해 세정수 토출구(130)에서 토출 또는 분사되게 된다. 상기 세정수 토출구(130)는 최상부 수막판(110A)의 상측에 설치되는 것으로 복수개로 설치될 수도 있다. When the
한편, 본 발명의 제어부(410)는 집진기(100)의 구동을 개시하면 세정수 토출구(130)에서 세정수를 먼저 토출시켜 소정 시간 동안 세정수만 낙수시킨다. 이 시간 동안 샘플링가스(G0)는 유입되지 않도록 제어된다. On the other hand, when the driving of the
이어서, 초기 소정 시간 경과 후 소정 높이의 수막층(W)이 수막판(110) 상에 생성되면 제어부(410)는 펌프(도시 생략)나 블로어(140)를 구동시켜 샘플링가스(G0)를 더스트 필터링부(100A) 내부로 유입되도록 제어한다.Subsequently, when a water film layer W of a predetermined height is generated on the
일 실시예로서, 도 2에 도시된 바와 같이 최하부 수막판(110) 하측에 공기유도부재(103)가 복수개 설치되되 호 형상의 종단면을 가지며 서로 일정 거리를 두고 이격되어 설치됨으로써, 유입되는 샘플링가스(G0)가 수막판(110) 전역에 고루 퍼져 상승할 수 있도록 유도할 수 있다.As an embodiment, as shown in FIG. 2, a plurality of
로서, 제일 하부 타공판(110B)의 하측이면서 상기 공기유입구(101)측에 상하 방향으로 As the lower side of the lowermost perforated plate (110B) and the air inlet (101) side in the vertical direction
또한, 일 실시예로서, 상기 유입구(101) 내측에 공지의 정전 필터가 추가로 설치되어 샘플링가스(G0)에 대해 최초로 집진 과정을 수행할 수도 있다. Also, as an embodiment, a known electrostatic filter may be additionally installed inside the
본 발명의 헬릭스부재(120)는 상기 복수의 수막판(110) 상에 다수개로 배치되는 공지의 HEILEX 형태의 부재로서, 집진기(100) 또는 더스트 필터링부(100A) 구동시 상승하는 샘플링가스에 의해 세정수 또는 수막층(W)에서 버블 또는 액적(또는 기포, 수포, 액막)이 발생하고, 발생되는 버블 또는 액적(기포, 액막)에 의해 샘플링가스가 헬릭스부재(120)에 접촉됨으로써 샘플링가스에 대한 집진이 더욱 활발하게 이루어지게 된다.The
또한, 상기 난류 확산구(112)에 의해 수막판(110)을 통과하는 샘플링가스는 더욱 활발하게 난류 유동하게 되어 상기 헬릭스부재(120)와 더욱 활발하게 접촉되게 되는데, 도 3을 참조하며 이에 대해 보다 상세히 설명하면, 관통공(11)을 통과하여 상승하는 샘플링가스는 난류 확산구(112)의 내부 상측에서 분할턱(13A)에 의해 양측으로 유동하면서 제1통공(12A)과 제3통공(13C)을 통과하게 된다. In addition, the sampling gas passing through the
제1통공(12A)을 통과한 샘플링가스는 유로(R)를 지나면서 제2통공(13B)을 통과하거나 유로(R)의 개방 단부를 통해 난류 확산구(112)를 빠져나가게 되고, 제3통공(13C)을 샘플링가스는 제1블레이드(14)에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 유동하거나 회오리 유동을 하며 빠져나오게 된다. The sampling gas passing through the first through-
이와 같이 난류 확산구(112)에 형성된 제1통공(12A), 제2통공(13B), 제3통공(13C), 유로(R), 및 제1블레이드(14)에 의해 난류 확산구(112)를 통과하는 샘플링가스의 유동이 불규칙하게 되어 난류 확산구(112) 주위의 가스 유동이 난류가 되도록 한다. 따라서, 샘플링 가스가 헬릭스부재(120) 내지 수막층(W)과 활발하게 접촉할 수 있게 되는 것이다.The
이와 같이, 본 발명의 더스트 필터링부(100A)는 기존의 필터 교체 방식이 아닌 습식 방식을 채택하여 유입되는 샘플링가스(G0)에 대해 아주 효과적으로 집진 처리를 수행한 후 미세먼지 또는 미세금속이 제거된 샘플링가스(G1)를 배출하는 것이다.As described above, the
본 발명의 더스트 필터링부(100A)가 습식 방식을 채택함으로써 샘플링가스(G1)에는 수분이 포함될 수 있다. 본 발명에서는 미스트 필터링부(100B)에서 수분을 확실하게 제거한 후 샘플링가스를 가스 측정센서가 내장된 가스 측정 유닛(200)으로 내보낸다. Since the
본 발명의 미스트 필터링부(100B)는 도 4에 도시된 바와 같이 내부로 유입되는 샘플링가스(G1)에 함유된 수분을 1차로 제거하는 데미스터(150)와, 상기 데미스터(150)를 통과한 샘플링가스에 함유된 수분을 2차로 제거하는 흡습부재(160)를 포함한다.The
상기 데미스터(150)는 스테인레스(SUS) 재질로 이루어지는 공지의 데미스터가 사용하여, 샘플링가스(G1)에 포함된 수분 또는 액적을 분리시킬 수 있다.The
상기 흡습부재(160)는 상기 데미스터(150)와 대향하며 다수의 통기공(161A)을 구비하여 상기 데미스터(150)를 통과한 샘플링가스를 내부로 유입시키는 통기판(161)과, 펠릿 형태로 내부에 충진되어 상기 통기판(161)을 통과한 샘플링가스에 함유된 수분을 흡수하여 제거하는 다수의 흡습체(162)를 포함한다.The
본 발명의 일 실시예로서, 상기 통기판(161)은 샘플링가스가 흡습부재(160) 내부로 유입될 때 난류 유동을 하도록 난류 유도구(161B)를 일면에 더 구비하되, 상기 난류 유도구(161B)는 다수의 제4통공(15)이 방사상으로 관통 형성됨과 아울러 상기 제4통공(15) 상측에 제2블레이드(16)가 소정 각도를 가지면서 각각 형성되어 이루어질 수 있다. 도 4의 부호 M3로 나타낸 도면은 상기 난류 유도구(161B)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.As an embodiment of the present invention, the
상기 통기판(161)에 난류 유도구(161B)가 다수개 형성됨으로써, 내부로 유입된 샘플링가스의 유동이 난류가 되도록 하고 유속을 줄여 흡습체(162) 사이를 통과하는 시간을 지연시키면서 흡습체(162)와의 활발한 접촉을 유도하기 위함이다. A plurality of turbulence induction holes 161B are formed in the
데미스터(150)를 통과한 샘플링가스는 상기 통기공(161) 뿐만 아니라 난류 유도구(161B)의 제4통공(15)도 통과하고 제4통공(15)을 통과한 샘플링가스는 제2블레이드(16)에 의해 시계 또는 반시계 방향 유동 내지 회오리 유동하게 되어 난류 유도구(161B)를 통과한 샘플링가스는 난류 유동을 하게 되는 것이다.The sampling gas passing through the
본 발명의 일 실시예로서, 상기 흡습체(162)는 코코피트, 제올라이트, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알코올, 폴리에테르설폰, 카르복시메틸셀룰로오스, 벤토나이트, 세피올라이트, 카올리나이트, 및 버미큘라이트 성분이 함유된 또는 함축된 펠릿 형태로 이루어질 수 있다. 상기 흡습체(162)의 성분들은 모두 수분을 흡수하는 성질이 우수하다.In one embodiment of the present invention, the
이와 같이, 샘플링가스(G1)는 다수개로 충전된 또는 충진된 흡습체(162) 사이사이를 통과하면서 흡습체(162)에 의해 수분이 확실하게 제거되게 되고, 상기 흡습부재(160) 또는 미스트 필터링부(100B)를 나온 샘플링가스(G2)에는 미세먼지 내지 미세금속, 수분이 확실히 제거되어 있는 것이다. In this way, the sampling gas G1 passes between the plurality of filled or filled
상기 집진기(100)를 통과하여 미세먼지, 미세금속, 수분 제거 처리(전처리)된 샘플링가스(G2)는 가스 측정 유닛(200)에 유입되어 가스 센서에 의해 가스 농도가 측정되게 된다.The sampling gas G2 that has passed through the
상기 가스 측정 유닛(200)은 상기 집진기(100)에서 배출된 샘플링가스(G2) 내에 존재하는 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스의 농도를 각각 측정하는 것으로서, 산소 가스의 농도를 측정하는 산소 가스센서(210), 이산화탄소의 농도를 측정하는 이산화탄소 가스센서(220), 황화수소 가스의 농도를 측정하는 황화수소 가스센서(230), 및 메탄 가스의 농도를 측정하는 메탄 가스센서(240)를 각각 내부에 구비하되, 상기 산소 가스센서(210)와 황화수소 가스센서(230)는 공지의 전기화학식(EC) 센서이고, 상기 이산화탄소 가스센서(220)와 메탄 가스센서(240)는 공지의 비분산적외선(NDIR) 센서일 수 있다.The
또한, 상기 가스 측정 유닛(200)은 상기 집진기(100)에서 배출된 샘플링가스(G2)가 유입되는 입구측에 설치되는 제1밸브(201)와 유입된 샘플링가스가 배출되는 출구측에 설치되는 제2밸브(202)를 더 구비한다. 상기 제1밸브(201)와 제2밸브(202)는 컨트롤러(400)의 제어부(410)와 전기적으로 연결되어 개폐 제어되는 것으로서 공지의 전자제어밸브일 수 있다. 상기 가스센서(210, 220, 230, 240)는 컨트롤러의 제어부(410)와 전기적으로 연결되어 측정된 가스 농도를 전송한다. In addition, the
한편, 상기 가스센서의 (검)교정을 위해 교정 모드가 선택된 경우, 교정가스 공급부(300)에서 상기 가스 측정 유닛(200)으로 교정가스가 공급되면서 가스센서 교정 과정이 수행된다.On the other hand, when the calibration mode is selected for (gum) calibration of the gas sensor, the calibration gas is supplied from the calibration
본 발명에서, 상기 교정가스는 영점 가스(zero gas)와 스팬 가스(span gas)로 이루어지되 상기 영점 가스는 질소 가스이고 상기 스팬 가스는 소정 농도의 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스이다.In the present invention, the calibration gas is made of a zero gas (zero gas) and a span gas (span gas) the zero point gas is nitrogen gas and the span gas is oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas of a predetermined concentration to be.
상기 영점 가스는 장치의 최소 눈금치(최소 농도값)을 교정하기 위해 사용되는 표준 가스로서, 본 발명에서는 99.99% ~100% 농도범위의 질소 가스가 사용된다.The zero point gas is a standard gas used to calibrate the minimum scale value (minimum concentration value) of the device. In the present invention, nitrogen gas in a concentration range of 99.99% to 100% is used.
또한, 상기 스팬 가스는 장치의 측정범위 내의 최대 눈금치(최대 농도값)을 교정하기 위해 사용되는 표준 가스로서, 본 발명에서는 일 실시예로서, 20.9% 농도의 산소 가스, 0.5%(5,000ppm)농도의 이산화탄소 가스, 100ppm 농도의 황화 수소 가스, 100% 농도의 메탄 가스가 사용된다.In addition, the span gas is a standard gas used to calibrate the maximum scale value (maximum concentration value) within the measurement range of the device. In the present invention, as an embodiment, oxygen gas of 20.9% concentration, 0.5% (5,000 ppm) Concentration of carbon dioxide gas, 100 ppm concentration of hydrogen sulfide gas, and 100% concentration of methane gas are used.
본 발명의 교정가스 공급부(300)는 영점 가스인 질소 가스가 상기 농도로 저장된 질소 가스실린더(301)와, 스팬 가스인 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스가 상기 농도로 각각 저장된 산소 가스실린더(302), 이산화탄소 가스실린더(303), 황화수소 가스실린더(304), 및 메탄 가스실린더(305)를 각각 구비한다.The calibration
상기 각각의 가스실린더(301, 302, 303, 304, 305)는 가스공급관(310, 320, 330, 340, 350)을 통해 상기 가스 측정 유닛(200)과 각각 연결되되 상기 가스공급관(310, 320, 330, 340, 350)에는 도 1에 도시된 바와 같이 컨트롤러의 제어부(410)와 전기적으로 연결된 전자제어밸브(V1, V2, V3, V4, V5)가 각각 설치되어 공급관을 개폐 제어한다.Each of the
바람직한 일 실시예로서, 상기 가스공급관(310, 320, 330, 340, 350)의 외면 또는 표면은 PTFE(Polytetrafluoroethylene, 폴리테트라플루오로에틸렌) 코팅 처리되어 있어, 배관의 부식, 압력 손실, 가스 누설을 효과적으로 차단할 수 있다.As a preferred embodiment, the outer surface or surface of the gas supply pipe (310, 320, 330, 340, 350) is coated with PTFE (Polytetrafluoroethylene, polytetrafluoroethylene) to prevent corrosion of the pipe, pressure loss, and gas leakage. can be effectively blocked.
본 발명의 컨트롤러(400)는 상기 집진기(100), 가스 측정 유닛(200), 및 교정가스 공급부(300)를 제어하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 제어부(410), 표시경고부(420), 무선통신부(430), 및 설정부(440)를 포함한다.The
본 발명의 제어부(410)는 상기 집진기(100)의 구동을 제어하고, 상기 가스 측정 유닛(200)의 가스센서(210, 220, 230, 240), 제1밸브(201), 및 제2밸브(202)와 전기적으로 연결되며, 상기 교정가스 공급부(300)의 전자제어밸브(V1, V2, V3, V4, V5)와 전기적으로 연결되어 교정가스의 공급을 제어하면서 상기 가스센서(210, 220, 230, 240)의 교정을 수행한다.The
보다 상세히 설명하면, 상기 제어부(410)는 장치가 측정 모드일 경우, 상기 설명한 바와 같이 상기 더스트 필터링부(100A)에서 세정수가 토출되고 샘플링가스(G0)이 유입되도록 제어하고, 제1밸브(201)를 개방하여 미세먼지, 미세금속, 및 수분이 제거된 샘플링가스(G2)가 가스 측정 유닛(200)으로 유입시켜 가스센서(210, 220, 230, 240)를 통해 상기 각각의 가스의 농도를 측정한 다음, 개방 제어한 제2밸브(202)를 통해 샘플링가스(G3)가 배출되도록 제어한다. 교정 모드의 제어 과정은 후술한다.More specifically, when the device is in the measurement mode, the
본 발명의 표시경고부(420)는 상기 가스 측정 유닛(200)을 통해 측정된 샘플링가스 내의 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스의 농도를 외부로 표시하고 측정된 농도가 설정 값 이상일 경우 경고신호를 발생하면서 외부로 경고를 표시하는 기능을 수행한다.The
보다 상세히 설명하면, 상기 표시경고부(420)는 상기 제어부(410)로 전송된 각각의 가스 농도값은 표시경고부(420)와 전기적으로 연결된 장치 외부의 디스플레이 화면(도시 생략)에 나타나도록 제어되고, 각 가스별 위험 농도가 미리 설정 값으로 저장되어 측정된 가스 농도값이 가스별로 위험 농도 설정 값 이상일 경우에는 경고신호를 발생시키면서 외부에 설치된 경보기(L) 또는 경음기(R)를 통해 경보등이나 경보음으로 경고를 표시하도록 제어한다. In more detail, the
본 발명의 무선통신부(430)는 공지의 스마트폰(S)과 공지의 기술 방식으로 무선 통신을 할 수 있는 기능을 가진다.The
상기 무선통신부(430)는 상기 표시경고부(420)로부터 가스의 농도 또는 경고신호를 전송받아 무선 통신으로 어플리케이션이 실행 중인 스마트폰(S)에 송신함과 아울러 상기 어플리케이션을 통해 생성된 스마트폰(S)에서 송신되는 구동정보를 수신하여 상기 제어부(430)로 전송하는 기능을 한다.The
보다 상세히 설명하면, 본 발명의 장치는 상기 무선통신부(430)를 통해 스마트폰(S) 등에 의해 원격 제어가 가능한 것으로서, 우선, 상기 무선통신부(430)를 통해 상기 가스의 측정 농도값을 스마트폰(S)을 통해 실시간 확인할 수 있고, 또한 측정 농도값이 설정값 이상일 때 발생되는 경고신호도 함께 무선 통신을 통해 스마트폰(S)으로 전송받아 어플리케이션이 실행 중인 스마트폰(S) 소지자에게도 위험 경고를 알릴 수 있다. More specifically, the device of the present invention can be remotely controlled by a smartphone (S) or the like through the
본 발명의 일 실시예로서, 어플리케이션이 실행 중인 스마트폰(S)에서 경고신호를 수신할 경우 상기 어플리케이션은 스마트폰(S)에서 경보음 또는 진동이 발생하도록 제어할 수 있다.As an embodiment of the present invention, when receiving a warning signal from the smartphone (S) in which the application is running, the application may control the smartphone (S) to generate an alarm sound or vibration.
또한, 상기 어플리케이션을 통해 스마트폰(S)을 이용하여 본 발명의 장치를 제어할 수도 있는데, 구동정보(D2) 예를 들면, 측정 모드 또는 교정 모드에 관한 모드 선택 정보, 영점 가스 공급 등 교정 가스 공급 여부에 관한 정보, 집진기 구동 등 측정 모드 개시 여부에 관한 정보 또는 장치 ON/OFF 정보 등이 어플리케이션이 실행 중인 스마트폰(S)에서 생성되어 무선 통신부(430)로 전송될 수 있고, 이러한 구동정보(D2)는 제어부(410)로 전송되어 제어부(410)가 구동정보(D2)에 의거하여 장치를 제어할 수 있다. In addition, it is possible to control the device of the present invention using a smartphone (S) through the application, driving information (D2), for example, mode selection information about the measurement mode or calibration mode, calibration gas such as zero point gas supply Information on whether to supply or not, information on whether to start a measurement mode such as driving a dust collector, or device ON/OFF information, etc. may be generated in the smartphone S in which the application is running and transmitted to the
물론, 무선통신부(430)를 통해 각 가스별 실시간 농도값에 대한 정보, 집진기(100)의 현재 상태에 관한 정보, 교정 모드시 센서 상태에 관한 정보, 농도값이 설정값 이상일 때 발생되는 경고신호 정보 등을 포함하는 가스정보(D1)가 어플리케이션이 실행 중인 스마트폰(S)에서 수신되어 확인될 수 있다.Of course, information about the real-time concentration value for each gas through the
한편, 본 발명에 적용되는 상기 어플리케이션은 본 발명의 장치를 제어하는 특정 어플리케이션(App.)일 수 있다.Meanwhile, the application applied to the present invention may be a specific application (App.) for controlling the device of the present invention.
본 발명의 장치는 설정부(440)를 통해 가스 농도를 측정하는 측정 모드와 가스 센서를 교정하는 교정 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 이러한 모드 선택은 상기한 바와 같이 상기 어플리케이션이 실행 중인 스마트폰(S)에서 무선 통신으로 송신된 구동정보(D2)에 의해 선택될 수도 있다.The apparatus of the present invention may select any one of a measurement mode for measuring the gas concentration and a calibration mode for calibrating the gas sensor through the
본 발명의 장치에서, 상기 측정 모드가 선택된 경우 상기 제어부(410)는 상기 집진기(100)를 구동시키고 상기 제1밸브(201)와 제2밸브(202)를 개방하여 상기 집진기(100)에 의해 미세먼지, 미세금속, 및 수분이 제거된 샘플링가스(G2)를 상기 가스 측정 유닛(200)으로 유입시켜 상기 가스센서(210, 220, 230, 240)를 통해 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스의 농도를 각각 측정하여 상기 표시경고부(420)로 전송한다.In the apparatus of the present invention, when the measurement mode is selected, the
다시 말해, 측정 모드가 선택되면, 본 발명의 장치는 상기한 바와 같이 집진기(100)가 습식 방식으로 유입되는 샘플링가스를 집진(미세먼지, 미세금속, 수분 제거)하도록 구동 제어하여, 집진 처리된 샘플링 가스를 대상으로 상기 가스센서를 통해 가스 농도를 측정하는 것이다. In other words, when the measurement mode is selected, the apparatus of the present invention drives and controls the
한편, 교정 모드가 선택된 경우 상기 제어부(410)는 상기 집진기(100)의 구동을 정지시키고 상기 제1밸브(201)와 제2밸브(202)를 폐쇄하여 상기 가스 측정 유닛(200)으로 샘플링가스가 유입되는 것을 차단시킨 후 상기 교정가스 공급부(300)를 제어하여 상기 가스센서(210, 220, 230, 240)의 교정을 수행한다.On the other hand, when the calibration mode is selected, the
본 발명의 교정 모드를 보다 상세히 설명하면, 우선, 교정 모드에서는 집진기(100)의 구동을 정지시키면서 샘플링가스(G0)가 장치 내로 유입되지 않도록 제어하고, 또한 제1밸브(201)와 제2밸브(202)를 폐쇄하여 가스 측정 유닛(200)을 밀폐시킨다.When describing the calibration mode of the present invention in more detail, first, in the calibration mode, the sampling gas G0 is controlled not to flow into the device while stopping the driving of the
이어서, 제어부(410)는 교정가스 공급부(300)를 제어하여 상기 가스센서(210, 220, 230, 240)에 대해 영점 교정과 스팬 교정을 수행한다. Subsequently, the
다시 말해, 본 발명에서 상기 가스센서(210, 220, 230, 240)의 교정은 영점 교정과 스팬 교정을 말하는 바, 상기 영점 교정은 영점 가스인 질소 가스를 가스 측정 유닛(200)에 공급하여 수행되고, 상기 스팬 교정은 스팬 가스인 상기 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 메탄 가스를 개별적으로 또는 선별적으로 가스 측정 유닛(200)에 공급하여 수행되는 것이다. In other words, in the present invention, the calibration of the
또한, 상기 가스들을 가스 측정 유닛(200)으로 공급하기 위해 제어부(410)는 각각의 가스공급관(310, 320, 330, 340, 350) 상에 설치된 전자제어밸브(V1, V2, V3, V4, V5)를 각각 개폐 제어하여, 이들 가스 공급을 제어한다.In addition, in order to supply the gases to the
상기 전자제어밸브(V1, V2, V3, V4, V5)는 솔레노이드 밸브와 같은 공지의 전자제어밸브일 수 있다. 또한, 상기 각각의 가스실린더(301, 302, 303, 304, 305) 측에 공지의 가스 레귤레이터가 추가로 각각 설치될 수 있다. The electronic control valves V1, V2, V3, V4, and V5 may be known electronic control valves such as solenoid valves. In addition, a known gas regulator may be additionally installed on the side of each of the
본 발명에서, 교정 모드 선택시 상기 제어부(410)와 교정가스 공급부(300)에 의한 가스센서의 영점 교정과 스팬 교정은 자동으로 수행되며, 영점 교정 제어 방식과 스팬 교정 제어 방식은 공지의 제어 기술이 채택될 수 있다. In the present invention, when the calibration mode is selected, the zero point calibration and span calibration of the gas sensor by the
따라서, 본 발명은 필터의 소모가 없는 습식 방식으로 집진하는 집진기를 통해 샘플링가스를 먼저 전처리한 후 가스 농도를 측정하기 때문에 측정 오류 현상이 없이 가스 측정 센서의 수명을 최대한 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 필요시 가스 측정 센서의 자동 교정도 가능한 무필터식 초소형 집진기가 내장된 유해가스 측정 경보 장치인 것이다. Therefore, in the present invention, since the sampling gas is first pre-treated and then the gas concentration is measured through a dust collector that collects dust in a wet manner without filter consumption, the lifespan of the gas measurement sensor can be extended as much as possible without a measurement error phenomenon. It is a harmful gas measurement alarm device with a built-in filter-free micro dust collector that can automatically calibrate the city gas sensor.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 그 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 있어서 자명하다. 따라서, 상기 내용은 하기 특허청구범위에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다Although the embodiments of the present invention have been described above, it is apparent to those skilled in the art that various modifications are possible within the limits without departing from the scope of the technical spirit of the present invention. Accordingly, the above contents are not intended to limit the scope of the present invention as defined by the following claims.
100: 집진기, 100A: 더스트 필터링부, 100B: 미스트 필터링부,
110: 수막판, 111: 통기공, 112: 난류 확산구,
120: 헬릭스부재, 130: 세정수 토출구, 140: 블로어,
150: 데미스터, 160: 흡습부재, 161: 통기판,
161A: 통기공, 161B: 난류 유도구, 162: 흡습체,
200: 가스 측정 유닛, 201: 제1밸브, 202: 제2밸브,
300: 교정가스 공급부, 400: 컨트롤러, 410: 제어부,
420: 표시경고부, 430: 무선통신부, 440: 설정부.100: dust collector, 100A: dust filtering unit, 100B: mist filtering unit,
110: hydroplaning plate, 111: vent hole, 112: turbulence diffuser,
120: helix member, 130: washing water outlet, 140: blower,
150: demister, 160: moisture absorption member, 161: ventilation plate,
161A: vent hole, 161B: turbulence inducer, 162: moisture absorbent,
200: gas measurement unit, 201: first valve, 202: second valve,
300: calibration gas supply unit, 400: controller, 410: control unit,
420: display warning unit, 430: wireless communication unit, 440: setting unit.
Claims (1)
유입되는 샘플링가스(G0) 내에 함유된 미세먼지, 미세금속, 및 수분을 제거하는 집진기(100)와;
상기 집진기(100)에서 배출된 샘플링가스(G2) 내에 존재하는 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스의 농도를 각각 측정하는 가스 측정 유닛(200)과;
상기 가스 측정 유닛(200)으로 교정가스를 공급하는 교정가스 공급부(300)와;
상기 집진기(100), 가스 측정 유닛(200), 및 교정가스 공급부(300)를 제어하는 컨트롤러(400)를 포함하고,
상기 집진기(100)는,
샘플링가스(G0)에 함유된 미세먼지와 미세금속을 제거하여 집진하는 더스트 필터링부(100A)와,
상기 더스트 필터링부(100A)에서 배출된 샘플링가스(G1)에 함유된 수분을 제거하는 미스트 필터링부(100B)를 포함하고,
상기 더스트 필터링부(100A)는,
내부를 수평 방향으로 구획하면서 높이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되고 다수의 통기공(111) 및 난류 확산구(112)를 가지는 복수개의 수막판(110)과,
상기 수막판(110) 상에 배치되는 다수의 헬릭스부재(120)와,
최상부 수막판의 상측에 설치되어 세정수를 토출하는 세정수 토출구(130)를 포함하고,
상기 난류 확산구(112)는 상기 수막판(110) 상에 관통 형성된 관통공(11), 상기 수막판(110)에서 연장되어 상기 관통공(11)의 상측에 형성되고 제1통공(12A)이 다수개 구비된 레그부(12), 및 상기 레그부(12)와의 사이에 유로(R)를 형성하면서 상기 레그부(12)의 상측에 배치되고 내측 중앙 부위에 분할턱(13A)이 돌출 형성되며 측부에 제2통공(13B)이 다수개 형성된 캡부(13)로 이루어지고,
상기 캡부(13)의 상부에는 다수의 제3통공(13C)이 방사상으로 관통 형성되고, 상기 제3통공(13C) 상측에는 제1블레이드(14)가 소정 각도를 가지면서 각각 형성되며,
상기 미스트 필터링부(100B)는,
내부로 유입되는 샘플링가스(G1)에 함유된 수분을 1차로 제거하는 데미스터(150)와,
상기 데미스터(150)를 통과한 샘플링가스에 함유된 수분을 2차로 제거하는 흡습부재(160)를 포함하고,
상기 흡습부재(160)는,
상기 데미스터(150)와 대향하며 다수의 통기공(161A)을 구비하여 상기 데미스터(150)를 통과한 샘플링가스를 내부로 유입시키는 통기판(161)과,
펠릿 형태로 내부에 충진되어 상기 통기판(161)을 통과한 샘플링가스에 함유된 수분을 흡수하여 제거하는 다수의 흡습체(162)를 포함하고,
상기 통기판(161)은 샘플링가스가 흡습부재(160) 내부로 유입될 때 난류 유동을 하도록 난류 유도구(161B)를 일면에 더 구비하되, 상기 난류 유도구(161B)는 다수의 제4통공(15)이 방사상으로 관통 형성됨과 아울러 상기 제4통공(15) 상측에 제2블레이드(16)가 소정 각도를 가지면서 각각 형성되어 이루어지는 것이며,
상기 흡습체(162)는,
코코피트, 제올라이트, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알코올, 폴리에테르설폰, 카르복시메틸셀룰로오스, 벤토나이트, 세피올라이트, 카올리나이트, 및 버미큘라이트 성분이 함유된 펠릿 형태로 이루어지고,
상기 가스 측정 유닛(200)은,
산소 가스의 농도를 측정하는 산소 가스센서(210), 이산화탄소의 농도를 측정하는 이산화탄소 가스센서(220), 황화수소 가스의 농도를 측정하는 황화수소 가스센서(230), 및 메탄 가스의 농도를 측정하는 메탄 가스센서(240)를 각각 구비하되,
상기 산소 가스센서(210)와 황화수소 가스센서(230)는 전기화학식(EC) 센서이고, 상기 이산화탄소 가스센서(220)와 메탄 가스센서(240)는 비분산적외선(NDIR) 센서이며,
상기 가스 측정 유닛(200)은,
상기 집진기(100)에서 배출된 샘플링가스(G2)가 유입되는 입구측에 설치되는 제1밸브(201)와 유입된 샘플링가스가 배출되는 출구측에 설치되는 제2밸브(202)를 더 구비하며,
상기 교정가스는 영점 가스와 스팬 가스로 이루어지되 상기 영점 가스는 질소 가스이고 상기 스팬 가스는 소정 농도의 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스이며,
상기 교정가스 공급부(300)는,
영점 가스인 질소 가스가 저장된 질소 가스실린더(301)와, 스팬 가스인 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스가 각각 저장된 산소 가스실린더(302), 이산화탄소 가스실린더(303), 황화수소 가스실린더(304), 및 메탄 가스실린더(305)를 각각 구비하고,
상기 각각의 가스실린더(301, 302, 303, 304, 305)는 가스공급관(310, 320, 330, 340, 350)을 통해 상기 가스 측정 유닛(200)과 각각 연결되되 상기 가스공급관(310, 320, 330, 340, 350)에는 전자제어밸브(V1, V2, V3, V4, V5)가 각각 설치되어 있으며, 상기 가스공급관(310, 320, 330, 340, 350)의 외면은 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 코팅 처리되어 있고,
상기 컨트롤러(400)는,
상기 집진기(100)의 구동을 제어하고, 상기 가스 측정 유닛(200)의 가스센서(210, 220, 230, 240), 제1밸브(201), 및 제2밸브(202)와 전기적으로 연결되며, 상기 교정가스 공급부(300)의 전자제어밸브(V1, V2, V3, V4, V5)와 전기적으로 연결되어 교정가스의 공급을 제어하면서 상기 가스센서(210, 220, 230, 240)의 교정을 수행하는 제어부(410)와,
상기 가스 측정 유닛(200)을 통해 측정된 샘플링가스 내의 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스의 농도를 외부로 표시하고 측정된 농도가 설정 값 이상일 경우 경고신호를 발생시키면서 외부로 경고를 표시하는 표시경고부(420)와,
스마트폰(S)과 무선 통신을 할 수 있는 무선통신부(430)를 포함하고,
상기 무선통신부(430)는 상기 표시경고부(420)로부터 가스의 농도 또는 경고신호를 전송받아 무선 통신으로 어플리케이션이 실행 중인 스마트폰(S)에 송신함과 아울러 상기 어플리케이션을 통해 생성되어 스마트폰(S)에서 송신되는 구동정보를 수신하여 상기 제어부(410)로 전송하며,
상기 컨트롤러(400)는 측정 모드와 교정 모드 중 어느 하나를 선택하는 설정부(440)를 더 포함하며,
상기 측정 모드가 선택된 경우 상기 제어부(410)는 상기 집진기(100)를 구동시키고 상기 제1밸브(201)와 제2밸브(202)를 개방하여 상기 집진기(100)에 의해 미세먼지, 미세금속, 및 수분이 제거된 샘플링가스(G2)를 상기 가스 측정 유닛(200)으로 유입시켜 상기 가스센서(210, 220, 230, 240)를 통해 산소 가스, 이산화탄소 가스, 황화수소 가스, 및 메탄 가스의 농도를 각각 측정하여 상기 표시경고부(420)로 전송하고,
상기 교정 모드가 선택된 경우 상기 제어부(410)는 상기 집진기(100)의 구동을 정지시키고 상기 제1밸브(201)와 제2밸브(202)를 폐쇄하여 상기 가스 측정 유닛(200)으로 샘플링가스가 유입되는 것을 차단시킨 후 교정가스 공급부(300)를 제어하여 상기 가스센서(210, 220, 230, 240)의 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 무필터식 초소형 집진기가 내장된 유해가스 측정 경보 장치.In the harmful gas measurement alarm device,
a dust collector 100 for removing fine dust, fine metal, and moisture contained in the incoming sampling gas G0;
a gas measuring unit 200 for measuring concentrations of oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas present in the sampling gas G2 discharged from the dust collector 100, respectively;
a calibration gas supply unit 300 for supplying a calibration gas to the gas measurement unit 200;
and a controller 400 for controlling the dust collector 100 , the gas measurement unit 200 , and the calibration gas supply unit 300 ,
The dust collector 100,
A dust filtering unit 100A that removes and collects fine dust and fine metal contained in the sampling gas (G0), and
and a mist filtering unit 100B for removing moisture contained in the sampling gas G1 discharged from the dust filtering unit 100A,
The dust filtering unit 100A,
A plurality of water film plates 110, which are arranged at regular intervals along the height direction while dividing the interior in the horizontal direction, and having a plurality of vent holes 111 and turbulence diffusion holes 112;
A plurality of helix members 120 disposed on the water film plate 110,
and a washing water outlet 130 installed on the upper side of the uppermost water film plate to discharge washing water,
The turbulence diffusion hole 112 is a through hole 11 formed through the water film plate 110, extending from the water film plate 110 and formed above the through hole 11, and a first through hole 12A. The plurality of leg parts 12 and the leg part 12 are disposed on the upper side of the leg part 12 while forming a flow path R between the leg part 12 and a dividing jaw 13A protrudes from the inner central part. It is formed and consists of a cap portion 13 having a plurality of second through-holes 13B on the side thereof,
A plurality of third through-holes 13C are formed radially through the upper portion of the cap portion 13, and the first blade 14 is formed at a predetermined angle on the upper side of the third through-hole 13C, respectively,
The mist filtering unit 100B,
A demister 150 that primarily removes moisture contained in the sampling gas (G1) flowing into the interior;
and a moisture absorption member 160 for secondarily removing moisture contained in the sampling gas that has passed through the demister 150,
The moisture absorption member 160,
a vent plate 161 facing the demister 150 and having a plurality of vent holes 161A to introduce the sampling gas passing through the demister 150 to the inside;
It is filled in the form of pellets and includes a plurality of moisture absorbents 162 that absorb and remove moisture contained in the sampling gas that has passed through the venting plate 161,
The vent plate 161 further includes a turbulence inducing port 161B on one surface for turbulent flow when the sampling gas flows into the moisture absorption member 160, wherein the turbulence inducing port 161B has a plurality of fourth through holes. (15) is formed through radially, and the second blade 16 is formed at a predetermined angle on the upper side of the fourth through hole 15, respectively,
The moisture absorbent 162,
Cocophyt, zeolite, polyacrylamide, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyethersulfone, carboxymethylcellulose, bentonite, sepiolite, kaolinite, and vermiculite components are contained in the form of pellets,
The gas measurement unit 200,
The oxygen gas sensor 210 for measuring the concentration of oxygen gas, the carbon dioxide gas sensor 220 for measuring the concentration of carbon dioxide, the hydrogen sulfide gas sensor 230 for measuring the concentration of hydrogen sulfide gas, and methane for measuring the concentration of methane gas Each provided with a gas sensor 240,
The oxygen gas sensor 210 and the hydrogen sulfide gas sensor 230 are electrochemical (EC) sensors, and the carbon dioxide gas sensor 220 and the methane gas sensor 240 are non-dispersive infrared (NDIR) sensors,
The gas measurement unit 200,
Further comprising a first valve 201 installed on the inlet side through which the sampling gas (G2) discharged from the dust collector 100 is introduced and a second valve 202 installed on the outlet side through which the introduced sampling gas is discharged, ,
The calibration gas is composed of a zero point gas and a span gas, the zero point gas is nitrogen gas, and the span gas is oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas of a predetermined concentration,
The calibration gas supply unit 300,
A nitrogen gas cylinder 301 in which nitrogen gas as a zero point gas is stored, an oxygen gas cylinder 302, a carbon dioxide gas cylinder 303, and a hydrogen sulfide gas cylinder in which oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas as span gases are stored, respectively. (304), and a methane gas cylinder (305), respectively,
Each of the gas cylinders 301 , 302 , 303 , 304 , and 305 is connected to the gas measurement unit 200 through gas supply pipes 310 , 320 , 330 , 340 and 350 , respectively, and the gas supply pipes 310 and 320 , 330, 340, 350) are equipped with electronic control valves (V1, V2, V3, V4, V5), respectively, and the outer surface of the gas supply pipe (310, 320, 330, 340, 350) is coated with PTFE (Polytetrafluoroethylene) has been processed,
The controller 400,
Controls the operation of the dust collector 100 and is electrically connected to the gas sensors 210 , 220 , 230 , 240 , the first valve 201 , and the second valve 202 of the gas measurement unit 200 , , is electrically connected to the electronic control valve (V1, V2, V3, V4, V5) of the calibration gas supply unit 300 to control the supply of the calibration gas while calibrating the gas sensors (210, 220, 230, 240) a control unit 410 to perform;
The concentration of oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas in the sampling gas measured through the gas measurement unit 200 is displayed to the outside, and when the measured concentration is greater than a set value, a warning signal is generated and a warning is issued to the outside. a display warning unit 420 to display;
Including a wireless communication unit 430 capable of wireless communication with the smartphone (S),
The wireless communication unit 430 receives the concentration or warning signal of the gas from the display warning unit 420 and transmits it to the smartphone (S) in which the application is running through wireless communication, and is also generated through the application to the smartphone ( Receives the driving information transmitted from S) and transmits it to the control unit 410,
The controller 400 further includes a setting unit 440 for selecting any one of the measurement mode and the calibration mode,
When the measurement mode is selected, the control unit 410 drives the dust collector 100 and opens the first valve 201 and the second valve 202 to generate fine dust, fine metal, And the sampling gas (G2) from which moisture has been removed is introduced into the gas measurement unit 200, and the concentrations of oxygen gas, carbon dioxide gas, hydrogen sulfide gas, and methane gas are measured through the gas sensors 210, 220, 230, and 240. Each is measured and transmitted to the display warning unit 420,
When the calibration mode is selected, the control unit 410 stops the operation of the dust collector 100 and closes the first valve 201 and the second valve 202 so that the sampling gas is supplied to the gas measurement unit 200 . After blocking the inflow, the gas sensor (210, 220, 230, 240) is calibrated by controlling the calibration gas supply unit (300).
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