KR102509923B1 - Dust measuring device - Google Patents

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연규철
김기범
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동우옵트론 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an in-situ type dust meter in a light transmission type that transmits laser light inside a chimney, measures the amount of incident light, and converts the same into dust concentration, and more specifically, to a dust meter that enables the length of a light path to an air path of a reflector unit set to be longer than the diameter so that the flow of ejected purge air forms a laminar flow when reaching a measurement area to prevent dust (particles) from entering and accumulating in the light path. Thus, the present invention prevents factors that interfere with the light path measurement and increases the measurement efficiency and reliability of the device. For this purpose, in the present invention, the ratio of the passage length to the diameter of the light path-air passage is 1.0 or more, and a plurality of purge holes are formed in two or more rows.

Description

먼지측정기{Dust measuring device}Dust measuring device {Dust measuring device}

본 발명은 굴뚝 내부에 레이저 광을 투과시키고 입사되는 광량을 측정하여 먼지 농도로 환산하는 광투과 방식의 인시츄(In-Situ) 타입 먼지측정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사경부의 광경로-공기통로 길이를 직경 대비 보다 길게 설정하여 분출되는 퍼지에어의 흐름이 측정영역에 이르러서는 층류를 이루게 함으로 광경로 통로에 먼지(입자상)가 유입되고 쌓이는 것을 차단하여 광경로상 측정 방해요인을 미연에 방지하고 장치의 측정효율 및 신뢰도를 높일 수 있도록 이루어진 먼지측정기에 관한 것이다. The present invention relates to an in-situ type dust meter of a light transmission method that transmits laser light into a chimney and measures the amount of incident light to convert it into dust concentration, and more particularly, to an optical path-air cylinder of a reflector. By setting the length of the furnace to be longer than the diameter, the flow of ejected purge air reaches the measurement area to form a laminar flow, preventing dust (particles) from entering and accumulating in the passage of the optical path to prevent measurement disturbances on the optical path in advance. It relates to a dust measuring device made to increase the measurement efficiency and reliability of the device.

일반적으로 인시츄(In-Situ) 타입의 먼지측정기는 산업용 스택 덕트(stack duct, 굴뚝, 이하'굴뚝'이라 함)에 홀을 뚫고 삽입-설치되는데, 연소시 굴뚝을 통해 배출되는 먼지를 포함한 연소배출가스의 흐름 속에 먼지측정기의 일부분을 노출되게 설치함으로 굴뚝을 통해 외부로 배출되는 배출가스 내 먼지 농도를 현장에서 실시간으로 측정하고 분석하는 장치이다. In general, an in-situ type dust meter is inserted and installed by drilling a hole in an industrial stack duct (chimney, hereinafter referred to as a 'chimney'). It is a device that measures and analyzes the dust concentration in the exhaust gas discharged to the outside through the chimney in real time by installing a part of the dust meter exposed in the flow of the exhaust gas.

도 1 내지 도 2(a)(b)를 참조하면, 종래의 이러한 인시츄 타입의 먼지측정기는 연소배출가스(G)의 흐름이 형성되는 굴뚝(4) 내부에서 이를 측정하는 것이 가장 정확한 바, 인시츄 먼지측정기를 구성하는 요소 중 광경로를 가지는 원형 파이프 형태의 프로브(probe)(20)를 굴뚝(4) 벽체를 관통하면서 내부에 직접 삽입되게 설치한다.Referring to FIGS. 1 to 2 (a) (b), the conventional in-situ type of dust meter is most accurate in measuring it inside the chimney 4 where the flow of combustion exhaust gas (G) is formed, Among the elements constituting the in-situ dust meter, a probe 20 in the form of a circular pipe having an optical path is installed to be directly inserted into the inside while penetrating the wall of the chimney 4.

그리고, 광투과 방식을 이용하여 먼지 농도를 측정하는데, 통상 645nm - 660nm의 적색 가시광 영역 파장을 지닌 고효율 레이저 다이오드(Laser Diode)를 광원으로 사용하여 측정영역(R)으로 레이저 광을 투과시켜 측정 디텍터(Measuring detector)에 입사되는 광량을 측정하여 이를 먼지농도로 환산한다. In addition, the dust concentration is measured using a light transmission method. A high-efficiency laser diode having a wavelength of 645 nm - 660 nm in the red visible light region is used as a light source and laser light is transmitted to the measurement area (R) to measure the detector. (Measuring detector) measures the amount of incident light and converts it into dust concentration.

측정기 본체부(10) 내부에는 굴뚝, 즉 측정 구간을 통과하지 않는 모니터 디텍터(Monitor detector)를 두어 광원의 자체 광량을 실시간으로 확인하여, 광원의 변동분을 수신 광량에 적용하여 측정오차를 줄여준다. A chimney, that is, a monitor detector that does not pass through the measuring section is installed inside the measuring instrument body 10 to check the light intensity of the light source in real time, and apply the variation of the light source to the received light intensity to reduce measurement error.

이를 위한 구체적인 일 실시예로, 종래의 먼지측정기는 본체부(10)에 광원 및 감지수단을 포함한 각종 광학 기기 부품들을 구비하고, 본체부(10)의 일측에 연결되어 굴뚝(4)의 벽체를 관통하게 설치되는 원형 파이프 형태의 프로브(probe)(20)를 구비한다. As a specific embodiment for this purpose, the conventional dust meter includes various optical device parts including a light source and a sensing means in the main body 10, and is connected to one side of the main body 10 to detect the wall of the chimney 4. A probe 20 in the form of a circular pipe installed to pass through is provided.

이때, 프로브(20)는 굴뚝 내부에 벽체를 관통하여 삽입 설치되는 진입관부(21)와, 광을 반사하는 반사경(22a)을 내부에 포함한 반사경부(22) 및, 진입관부(21)와 반사경부(22)를 지지하면서 굴뚝 내 먼지를 측정하기 위한 측정영역(R)을 구분하는 에어관부(23)를 포함한 구조를 갖는다. At this time, the probe 20 includes an entrance pipe part 21 inserted and installed through the wall inside the chimney, a reflector part 22 including a reflector 22a reflecting light therein, and reflection with the entrance pipe part 21 It has a structure including an air pipe part 23 that divides a measurement area R for measuring dust in the chimney while supporting the neck part 22.

이러한 에어관부(23)는 진입관부(21)와 반사경부(22) 사이의 광경로를 연소배출가스(입자상 먼지를 포함하는)(G)가 통과할 수 있도록 개방시키고 이 부분을 측정영역(R)으로 구분하는 오픈 패스(open path) 방식을 적용한다. The air pipe part 23 opens the optical path between the entry pipe part 21 and the reflector part 22 so that the combustion exhaust gas (including particulate dust) (G) can pass through, and this part is the measurement area (R ), an open path method is applied.

이에 따라, 측정영역(R)은 에어관부(23)의 길이(H3)에 해당하며, 이는 곧 진입관부(21)의 단부(a)에서 반사경부(22)의 단부(b) 까지의 길이에 해당한다. Accordingly, the measurement area R corresponds to the length H3 of the air pipe part 23, which is the length from the end (a) of the entry pipe part 21 to the end (b) of the reflector part 22 applicable

한편, 진입관부(21)의 단부(a)와 반사경부(22)의 단부(b)에 형성되는 광경로 통로 상에는 측정영역 내의 먼지를 포함한 연소배출가스가 직접 접촉되지 않아야 한다. 먼지 침입을 방지하기 위한 별도의 글래스 윈도우(glass window)가 없는 진입관부(21)의 단부(a)와 반사경부(22)의 단부(b)의 광경로 통로 내측으로 연소배출가스가 직접 접촉할 경우 연소배출가스에 포함된 입자상 먼지가 광경로 통로 상에 침입하게 되고 이러한 먼지들은 결국 광경로상에 쌓임으로 장치의 측정 방해요인으로 작용하게 된다. 이는 곧 먼지측정기의 측정효율 및 신뢰도를 저하시키는 요인이 된다. On the other hand, on the optical path path formed at the end (a) of the entry pipe part 21 and the end (b) of the reflector part 22, combustion exhaust gas containing dust in the measurement area should not come into direct contact. Combustion exhaust gas is in direct contact with the inside of the light path passage between the end (a) of the entry pipe 21 and the end (b) of the reflector 22 without a separate glass window for preventing dust intrusion. In this case, particulate dust included in the combustion exhaust gas invades the optical path passage, and these dust eventually accumulates on the optical path and acts as a measurement obstruction factor of the device. This soon becomes a factor that lowers the measurement efficiency and reliability of the dust meter.

한편, 레이놀즈 수(Reynolds number)는 관성(inertia)에 의한 힘과 점성(viscous)에 의한 힘의 비로써 유체의 흐름을 예측하는데 사용하는 무차원 수이다. On the other hand, the Reynolds number is a ratio of force due to inertia and force due to viscosity, and is a dimensionless number used to predict the flow of a fluid.

유체는 레이놀즈 수가 낮을 때는 층상의 흐름을 보이는 층류(laminar flow)를 보이며, 높을 때는 난류(turbulent flow) 현상을 보이게 된다. 보통 원형 파이프 내의 유동과 같은 관수로 흐름의 경우 임계 레이놀즈 수는 약 2,100 정도로써 층류이고, 레이놀즈 수 약 2,900 ~ 4,000 사이에서는 유동의 성질을 정확하게 말할 수 없다고 보는 천이 영역, 약 4,000 이상이면 난류라고 한다. 레이놀즈 수가 높다는 것은 유체의 관성력이 점성력보다 높다는 것을 의미한다. A fluid exhibits laminar flow when the Reynolds number is low, and turbulent flow when the Reynolds number is high. In the case of flow through a pipe, such as the flow in a normal circular pipe, the critical Reynolds number is about 2,100, which is laminar flow, and between about 2,900 and 4,000, the transition region in which the nature of the flow cannot be accurately described, and about 4,000 or more is called turbulent flow. . A high Reynolds number means that the fluid's inertial force is greater than its viscous force.

예를 들어, 도 3(a)를 참조하면, 원형 파이프 내의 관로를 통과하는 유체(일예, 공기(air))는 주입되는 압력에 의해 홀(hole)을 통과해 관로 내부로 분출될 때, 유입되는 홀의 입구부에서는 난류를 형성하고 관로의 길이방향을 따라 흐르면서 천이영역을 거쳐 안정적인 층류를 형성하게 된다. For example, referring to FIG. 3 (a), when a fluid (eg, air) passing through a conduit in a circular pipe passes through a hole by the injected pressure and is ejected into the conduit, the inflow A turbulent flow is formed at the inlet of the hole, and a stable laminar flow is formed through the transition area while flowing along the longitudinal direction of the pipe.

따라서, 안정적인 유체의 흐름을 갖는 층류를 형성하기 위해서는 압력에 따라 홀(hole)로 부터 어느 정도의 길이를 가져야만 한다. Therefore, in order to form a laminar flow having a stable flow of fluid, it must have a certain length from the hole according to the pressure.

한편, 홀(hole)을 통과해 관로 내부로 유입된 유체는 분출되는 흐름 방향에 막힌 부분이 있으면 부딪치게 되고 압력이 유지된다고 했을 때 소용돌이 같은 흐름을 만들기도 한다. On the other hand, the fluid flowing into the conduit through the hole collides if there is a blockage in the direction of the ejected flow, and creates a vortex-like flow when the pressure is maintained.

이를 참조하여, 재차 도 1 내지 도 2 및 도 3(b)를 참조하여, 종래의 먼지측정기를 살펴보면 하기와 같다. Referring to this, referring again to FIGS. 1 to 2 and FIG. 3 (b), a conventional dust measuring device is as follows.

종래의 먼지측정기는, 진입관부(21)의 단부(a)와 반사경부(22)의 단부(b)에 형성된 오픈된 광경로 통로를 통해 내부로 먼지가 침입하고 그 단부 측에 쌓이는 것을 방지하기 위해, 프로브(20)에 에어펌프장치(3)에서 공급된 퍼지에어(purge air)를 설정의 압력으로 강제 유입시키고, 진입관부(21)의 단부(a)와 반사경부(22)의 단부(b)에 형성된 광경로 통로상에 흐름에 따라 퍼지에어가 분출되면서 연소배출가스에 포함된 입자상의 먼지가 단부(a, b)에 형성된 광경로 통로상에 쌓이거나 유입됨을 방지하도록 하고 있다(도 2b 참조). A conventional dust meter is designed to prevent dust from penetrating into the interior through an open optical path passage formed at the end (a) of the entry pipe part 21 and the end (b) of the reflector part 22 and from being accumulated on the end side. To do this, the purge air supplied from the air pump device 3 is forcedly introduced into the probe 20 at a set pressure, and the end (a) of the entry pipe 21 and the end (a) of the reflector 22 As the purge air is ejected along the flow on the optical path passage formed in b), particulate dust included in the combustion exhaust gas is prevented from being accumulated or introduced onto the optical path passage formed at the ends (a, b) (Fig. see 2b).

구체적으로, 진입관부(21)는 에어펌프장치(3)에서 강제 공급된 퍼지에어가 진입관부(21)의 내부에 형성된 광경로 통로를 공기통로로 삼아 타고 이동해 단부(a)의 오픈된 광경로 통로를 통해 굴뚝(4) 내부로 분출되게 되며, 반사경부(22)는 에어펌프장치(3)에서 강제 공급된 퍼지에어가 진입관부(21) 및 이와 연통된 에어관부(23)를 타고 강제 이동해 반사경부(22) 내부로 진입하게 되며 반사경부(22) 내측에 형성한 퍼지홀(22b)을 통해 반사경(22a)이 있는 광경로 통로상에 압력에 의해 퍼지에어가 분출되는 구조를 갖는다. Specifically, in the entry pipe part 21, the purge air forcibly supplied from the air pump device 3 rides and moves using the light path passage formed inside the entry pipe part 21 as an air passage, thereby opening an optical path at the end (a). It is ejected into the chimney (4) through the passage, and the reflector part (22) is forcibly moved by the purge air forcibly supplied from the air pump device (3) along the entry pipe part (21) and the air pipe part (23) in communication therewith. It enters the inside of the reflector unit 22 and has a structure in which purge air is blown out by pressure on the light path path where the reflector 22a is located through the purge hole 22b formed inside the reflector unit 22 .

이때, 굴뚝 내 벽체를 관통하면서 설치된 진입관부(21)는 굴뚝의 크기에 따라 어느정도의 길이를 가지도록 제작되는데, 그 길이(H1)가 굴뚝의 벽체를 관통하고 측정이 가능한 지점까지 연장되어야 하기 때문에 단부(a)에 형성된 광경로 통로 직경 보다 훨씬 긴 길이(H1)를 가질 수 밖에 없다. At this time, the entry pipe 21 installed while penetrating the wall of the chimney is manufactured to have a certain length according to the size of the chimney. Since the length H1 penetrates the wall of the chimney and extends to a point where measurement is possible, It has no choice but to have a length H1 much longer than the diameter of the optical path formed at the end (a).

즉, 에어펌프장치(3)와 연결된 지점에서 그 단부(a) 까지 충분한 길이를 가짐에 따라 퍼지에어가 유입구 측에서는 공기통로인 광경로 통로상에 수직으로 입사되어 난류를 형성하나, 길이방향의 길이는 분출되는 단부(a)의 광경로 통로 직경에 비해 훨씬 길어 흐름에 따라 층류가 형성될 수 있는 충분한 길이(도1, H1)가 된다. 이에 따라 진입관부(21)의 단부(a)의 오픈된 광경로 통로에서 측정영역(R)으로 배출되는 퍼지에어는 걸림이 없이 층류를 형성하면서 단부(a)의 광경로 통로로 먼지가 접촉되고 유입되는 것을 차단할 수 있다. That is, as it has a sufficient length from the point connected to the air pump device 3 to the end a, the purge air is vertically incident on the optical path passage, which is an air passage, at the inlet side to form turbulent flow, but the length in the longitudinal direction is much longer than the diameter of the optical path passage at the ejected end (a), and becomes a sufficient length (FIG. 1, H1) that laminar flow can be formed according to the flow. Accordingly, the purge air discharged from the open optical path passage at the end (a) of the entry pipe portion 21 to the measurement area (R) forms a laminar flow without jamming, and dust contacts the optical path passage at the end (a). inflow can be prevented.

다시 말해, 진입관부(21)의 광경로 통로를 통과하면서 퍼지에어는 안정적으로 층류를 형성하게 되고, 광경로 통로 단부를 타고 넘으면서 측정영역(R)으로 유입됨에 따라 광경로 통로 측으로는 먼지가 유입됨을 완전히 차단할 수 있다. 단부(a)의 광경로 통로로 배출되는 퍼지에어의 압력이 굴뚝 내 배출되는 연소배출가스(G)의 압력보다 같거나 크기만 하면 입자상 먼지가 진입관부(21)의 단부(a) 측 광경로 통로(공기통로) 내부로 유입될 가능성은 없다. In other words, the purge air stably forms a laminar flow while passing through the light path passage of the entry pipe part 21, and as it flows over the end of the light path passage and flows into the measurement area R, dust flows into the light path passage side. can be completely blocked. As long as the pressure of the purge air discharged into the light path passage at the end (a) is equal to or greater than the pressure of the combustion exhaust gas (G) discharged into the chimney, particulate dust is removed from the end (a) side of the light path of the entry pipe (21). There is no possibility of inflow into the passage (air passage).

그러나, 도 3(b)를 재차 참조하면, 먼지측정기를 구성하는 반사경부(22)는 에어관부(23)를 통해 강제 유입된 퍼지에어가 퍼지홀(22b)를 통해 광경로 통로 상에 수직하게 유입되어 분출되며, 퍼지홀(22b) 입구부에서는 퍼지에어의 관성력과 점성력에 의해 난류를 형성하게 된다. 또한, 길이방향에 설치되어 한쪽으로의 에어 흐름을 차단할 수 밖에 없는 반사경(22a)과 분출된 퍼지에어는 충돌하게 되면서 압력이 안정적이라면 퍼지에어와 충돌이 발생하는 반사경(22a) 근처에서는 소용돌이와 같은 흐름이 발생할 수 있다. However, referring again to FIG. 3(b), the reflector unit 22 constituting the dust meter directs the purge air forcedly introduced through the air tube unit 23 vertically onto the optical path passage through the purge hole 22b. It flows in and blows out, and at the inlet of the purge hole 22b, a turbulent flow is formed by the inertial and viscous forces of the purge air. In addition, the ejected purge air collides with the reflector 22a, which is installed in the longitudinal direction and inevitably blocks the air flow to one side. flow can occur.

이때, 퍼지에어는 반사경(22a)의 표면을 쓸면서 먼지의 유입을 어느 정도 방지하지만 광경로 통로의 길이가 매우 짧은 바, 오픈된 광경로 통로 상으로의 흐름에 따라 곧바로 측정영역(R) 측으로 배출되어 버린다. At this time, the purge air sweeps the surface of the reflector 22a to prevent the inflow of dust to some extent, but since the length of the optical path passage is very short, it flows directly to the measurement area R side along the flow over the open optical path passage. is thrown out

다시 말해, 종래 먼지측정기의 반사경부(22)는 공기통로가 되는 광경로 통로의 직경(D)에 대한 퍼지에어가 측정영역(R)으로 나가기 위한 통로 길이(L)-퍼지홀의 최단부에서 단부(b)까지의 길이-의 비가 1.0 미만으로 짧으면서, 퍼지홀(22b)이 단일 홀을 형성함에 따라 분출되는 퍼지에어는 층류를 형성할 여유가 없이 난류 및 와류를 형성하게 된다. In other words, the reflector part 22 of the conventional dust meter is the path length (L) for the purge air to go out to the measurement area (R) for the diameter (D) of the optical path passage serving as the air passage - from the lowest end to the end of the purge hole. When the ratio of the length to (b) is as short as less than 1.0, and the purge hole 22b forms a single hole, the ejected purge air forms turbulent flow and vortex flow without room to form a laminar flow.

이와 같은, 짧은 통로 길이(L)에 따른 난류적 흐름은 굴뚝 내 측정영역(R)을 통과하는 연소배출가스(G)의 흐름과 만나 불규칙한 난류와 와류를 형성하게 되고 이러한 난류 및 와류 및 소용돌이와 같은 흐름에 의해 짧은 반사경부(22)의 광경로 통로 상에는 "가"와 "나" 지점에서 먼지(Ch)가 쌓이는 문제점이 발견되었다. The turbulent flow along the short passage length L meets the flow of the combustion exhaust gas G passing through the measuring area R in the chimney to form irregular turbulence and vortex flow, and these turbulence and vortex and vortex Due to the same flow, it has been found that dust Ch is accumulated at points "A" and "B" on the optical path passage of the short reflector 22.

단순하게 강제 유입되는 퍼지에어의 압력을 매우 강하게 높여 분출되는 퍼지에어 량을 증대시킴으로 먼지(Ch) 쌓임을 방지할 수도 있으나, 이는 결국 측정영역(R) 내 연소배출가스(G)의 흐름에 까지 영향을 줄 뿐만 아니라 측정효율 및 신뢰도를 낮추게 되는 결과만을 초래할 뿐이다. Accumulation of dust (Ch) can be prevented by simply increasing the amount of purge air ejected by increasing the pressure of the forcibly introduced purge air very strongly, but this eventually extends to the flow of combustion exhaust gas (G) in the measurement area (R). It not only affects the measurement, but also results in lowering the measurement efficiency and reliability.

또한, 짧은 통로 길이(L)에 따른 난류적 흐름은 퍼지에어의 압력을 높여도 균일하지 않기 때문에 측정을 위한 기준 경로인 광경로의 기준점이 변형될 우려가 있었다. In addition, since the turbulent flow along the short passage length L is not uniform even if the pressure of the purge air is increased, there is a concern that the reference point of the optical path, which is the reference path for measurement, may be deformed.

결국, 이와 같이 광경로 상 쌓인 먼지(Ch)와 광경로 상의 지속적인 난류적 흐름은 결국 먼지측정기의 측정 방해요인으로 작용하게 되고, 먼지측정기의 측정효율 및 신뢰도에 의문이 생길 수 밖에 없는 문제점을 초래하였다. Eventually, the dust (Ch) accumulated on the optical path and the continuous turbulent flow on the optical path eventually act as a measurement obstruction factor of the dust meter, causing problems that inevitably raise questions about the measurement efficiency and reliability of the dust meter. did

이에 따라, 먼지측정기를 개발함에 있어서 퍼지에어의 압력을 효율적으로 활용(펌프 용량을 최소화)하면서도 프로브의 단부에 형성된 오픈된 광경로 통로를 통해 입자상 먼지가 침입됨을 차단할 수 있는 구조, 특히 반사경을 포함한 반사경부 내부로 먼지가 침입됨을 완전히 차단할 수 있는 먼지측정기의 개발이 절실한 화두로 대두되고 있는 것이 실정이다. Accordingly, in developing a dust meter, a structure capable of effectively utilizing the pressure of the purge air (minimizing the pump capacity) while blocking the entry of particulate dust through the open light path formed at the end of the probe, especially including a reflector It is a situation that the development of a dust measuring device capable of completely blocking the intrusion of dust into the reflector is emerging as an urgent topic.

대한민국 등록특허공보 제10-1258051호 (2013.04.18. 등록)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1258051 (registered on 2013.04.18.)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 반사경부의 광경로-공기통로 길이를 직경 대비 보다 길게 설정하여 분출되는 퍼지에어의 흐름이 측정영역에 이르러서는 층류를 이루게 함으로 광경로 통로에 먼지(입자상)가 유입되고 쌓이는 것을 차단하여 광경로상 측정 방해요인을 미연에 방지하고 장치의 측정효율 및 신뢰도를 높일 수 있도록 이루어진 먼지측정기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above-described problems, by setting the length of the light path-air path of the reflector unit to be longer than the diameter, so that the flow of ejected purge air reaches the measurement area to form a laminar flow, thereby preventing dust ( It is an object of the present invention to provide a dust detector configured to prevent measurement obstruction factors on an optical path in advance by blocking the inflow and accumulation of particles) and to increase the measurement efficiency and reliability of the device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 먼지측정기는, 광원을 포함한 본체부와; 본체부와 연결되면서 에어펌프장치를 통해 내부로 퍼지에어(air)를 공급받으며 광경로-공기통로를 갖는 진입관부와, 내부에 반사경을 구비하며 진입관부와 동심축선 상의 광경로-공기통로를 갖는 반사경부와, 진입관부의 단부와 반사경부의 단부를 연결하여 지지하면서 공기통로를 형성하는 파이프 형태로 광경로를 굴뚝 내 개방시켜 측정영역을 형성하는 에어관부로 이루어진 프로브를; 포함한다. In order to achieve the above object, the dust meter according to the present invention includes a main body including a light source; An entry pipe having an optical path-air passage while being connected to the main body and being supplied with purge air through an air pump device; A probe composed of a reflector unit and an air tube unit that forms a measurement area by opening an optical path in a chimney in the form of a pipe forming an air passage while connecting and supporting the ends of the entrance tube unit and the reflector unit; include

이때, 본 발명의 반사경부는, 진입관부의 광경로-공기통로의 단부 측 직경과 동일한 직경을 가지며, 내부에 반사경을 배치하고, 반사경과 근접한 위치로 복수개의 퍼지홀을 관통되게 형성한 경통체와; 내부공간을 형성하면서 경통체를 감싸며, 에어관부의 공기통로와 내부공간을 연통되게 형성한 외통체를 포함한다. At this time, the reflector part of the present invention has a diameter equal to the diameter of the end side of the light path-air passage of the entry tube part, the reflector is disposed inside, and a barrel body formed to pass through a plurality of purge holes in a position close to the reflector ; It includes an outer cylinder body that surrounds the barrel body while forming an inner space and communicates the air passage of the air pipe part and the inner space.

이때, 경통체는, 광경로-공기통로 직경에 대한 측정영역에 가장 가까운 퍼지홀의 끝에서 단부까지가 이루는 통로 길이의 비가 1.0 이상이고, 퍼지홀은 복수개가 간격을 가지며 경통체의 외주면을 따라 동일선상으로 간격을 가지며 배치되되 2열 이상 형성한 것을 특징으로 한다. At this time, in the barrel body, the ratio of the passage length formed from the end to the end of the purge hole closest to the measurement area for the optical path-air passage diameter is 1.0 or more, and a plurality of purge holes are spaced apart and are the same along the outer circumferential surface of the barrel body. It is characterized in that it is arranged with intervals in a line and formed in two or more rows.

바람직하게, 반사경부는, 퍼지홀을 통해 광경로-공기통로 내부로 분출되는 퍼지에어(air) 압력이 굴뚝을 통해 배출되는 연소배출가스의 흐름이 갖는 압력 보다 같거나 큰 것을 특징으로 한다. Preferably, the reflector unit is characterized in that the pressure of purge air ejected through the purge hole into the light path-air passage is equal to or greater than the pressure of the flow of combustion exhaust gas discharged through the chimney.

한편, 퍼지홀은, 1열을 형성하는 퍼지홀이 이웃하는 열을 형성하는 퍼지홀과 서로 엇갈리는 위치로 배치되는 것이 바람직하다. On the other hand, the purge holes are preferably disposed at positions where purge holes forming one column and purge holes forming adjacent columns cross each other.

그리고, 퍼지홀은, 전체 개수의 단면적 합이 광경로-공기통로 직경의 단면적과 동일한 것을 특징으로 한다. Further, the purge hole is characterized in that the sum of the cross-sectional areas of the total number is equal to the cross-sectional area of the optical path-air passage diameter.

한편, 에어관부는, 4개의 파이프가 등간격을 가지며 원형 배열된다. On the other hand, in the air tube unit, four pipes are arranged in a circle with equal intervals.

또한, 진입관부는 길이를 갖는 이중관의 파이프 형태를 갖는다. 일 예로, 진입관부는, 본체부에 연결되고 일측에 에어펌프장치와 연결된 에어 유입부를 형성하면서 굴뚝 벽체에 지지되는 플랜지를 가지는 외통체와; 외통체와 공기통로를 형성하면서 내부에 배치되되, 에어 유입부와 연통한 복수개의 퍼지홀을 외주면에 관통되게 형성하면서 내부 중심에 광경로-공기통로를 형성하는 내통체를 포함하여 구성한다. In addition, the entry pipe has a pipe shape of a double pipe having a length. For example, the entry pipe unit includes an outer cylinder having a flange connected to the main body and supported on the chimney wall while forming an air inlet connected to the air pump device at one side; It is disposed inside while forming an air passage with the outer cylinder body, and includes an inner cylinder body forming an optical path-air passage in the center while forming a plurality of purge holes communicating with the air inlet to pass through the outer circumferential surface.

이와 같이 본 발명에 따른 먼지측정기는, 반사경부의 광경로-공기통로 길이를 직경 대비 보다 길게 설정하여 분출되는 퍼지에어의 흐름이 측정영역에 이르러서는 층류를 이루게 함으로 광경로 통로에 먼지(입자상)가 유입되고 쌓이는 것을 차단하여 광경로상 측정 방해요인을 미연에 방지하고 장치의 측정효율 및 신뢰도를 높일 수 있는 효과를 가진다. As described above, the dust measuring device according to the present invention sets the length of the light path-air path of the reflector part longer than the diameter, so that the flow of the ejected purge air reaches the measurement area and forms a laminar flow, so that dust (particles) in the optical path passage It has the effect of preventing measurement obstruction factors on the optical path in advance by blocking the inflow and accumulation and increasing the measurement efficiency and reliability of the device.

더불어, 측정영역 내 연소배출가스의 흐름에 방해를 주지 않으면서 정확한 측정을 이룰 수 있어 장치의 신뢰도를 극대화하는 효과를 가진다. In addition, accurate measurement can be achieved without disturbing the flow of combustion exhaust gas within the measurement area, which has the effect of maximizing the reliability of the device.

도 1은 인시츄(In-Situ) 타입의 먼지측정기가 설치된 상태를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 2(a)(b)는 도 1에 따른 먼지측정기의 광투과 방식에 의한 측정 상태와 퍼지에어를 이용한 먼지 침입을 방지하는 상태를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 3(a)는 원형 파이프 내의 관로를 통과하는 유체(에어)의 상태를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 3(b)는 도 1에 따른 먼지측정기의 반사경부에서 먼지가 광경로 통로상에 침입하여 쌓이는 상태를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 먼지측정기를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4에 따른 먼지측정기를 길이방향으로 절개한 상태를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 6은 도 5에 따른 먼지측정기의 반사경부를 확대하여 보여주는 개략적인 도면이다.
도 7은 도 5에 따른 먼지측정기의 반사경부에서 나타나는 퍼지에어의 흐름을 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 1 is a schematic diagram showing a state in which an in-situ type dust meter is installed.
2(a)(b) are schematic diagrams showing a state of measuring by a light transmission method and a state of preventing dust intrusion using purge air of the dust meter according to FIG. 1 .
Figure 3 (a) is a schematic diagram showing the state of the fluid (air) passing through the conduit in the circular pipe.
FIG. 3(b) is a schematic diagram showing a state in which dust invades and accumulates on an optical path passage in the reflector of the dust measuring device according to FIG. 1 .
4 is a schematic perspective view showing a dust meter according to the present invention.
5 is a schematic view showing a state in which the dust measuring device according to FIG. 4 is cut in the longitudinal direction.
6 is a schematic view showing an enlarged reflector of the dust measuring device according to FIG. 5 .
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the flow of purge air appearing in the reflector part of the dust measuring device according to FIG. 5 .

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 먼지측정기의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a dust measuring device according to the present invention will be described in detail.

그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 길이방향은 먼지측정기가 굴뚝에 설치된 상태에서 수평방향을 가리키는 것으로 한다. And, in the description of the present invention, the longitudinal direction refers to the horizontal direction in the state where the dust detector is installed in the chimney.

한편, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다. Meanwhile, in describing the present invention, a detailed description of a related known function or configuration will be omitted in order not to obscure the gist of the present invention.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.It should be noted that the same reference numerals and symbols refer to the same components in the drawings as much as possible, even if they are displayed on different drawings.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 먼지측정기(1)는, 입사되는 광량을 측정하여 먼지 농도로 환산하는 광투과 방식의 인시츄(In-Situ) 타입으로 광경로 통로에 먼지(입자상)가 유입되어 쌓이는 것을 차단하는 것을 가장 큰 특징으로 한다. 이를 위해, 본 발명의 먼지측정기(1)는, 반사경부(220)의 광경로-공기통로 길이(L1)를 직경(D1) 대비 보다 길게 설정하여 분출되는 퍼지에어의 흐름이 측정영역(R)에 이르러서는 층류를 이루게 하는 구조를 갖는다. Referring to FIGS. 4 to 7, as shown, the dust meter 1 according to the present invention is an in-situ type of light transmission method that measures the amount of incident light and converts it into dust concentration. The biggest feature is that it blocks dust (particles) from entering and accumulating in the furnace passage. To this end, in the dust meter 1 of the present invention, the light path-air path length L1 of the reflector 220 is set longer than the diameter D1 so that the flow of ejected purge air is measured in the measurement area R It has a structure that achieves laminar flow.

보다 구체적으로, 본 발명의 먼지측정기(1)는, 크게 본체부(100)와 프로브(200)로 구성된다. More specifically, the dust measuring device 1 of the present invention is largely composed of a main body 100 and a probe 200.

먼저, 본체부(100)는 광원을 포함하여 구성하는데, 종래의 인시츄(In-Situ) 타입 먼지측정기에 적용하는 구조와 동일한 부분으로 그 구조와 기능을 위한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다. First, the body part 100 is configured to include a light source, which is the same as the structure applied to the conventional in-situ type dust meter, and detailed descriptions for its structure and function obscure the gist of the present invention. to avoid doing so.

그리고, 프로브(200)는, 크게 진입관부(210)와, 반사경부(220)와, 에어관부(230)를 포함한 구조를 갖는다. And, the probe 200 has a structure largely including an entry pipe part 210, a reflector part 220, and an air pipe part 230.

진입관부(210)는, 본체부(100)와 연결되면서 에어펌프장치(3)를 통해 내부로 퍼지에어(air)를 공급받으며 광경로-공기통로(LP1)를 갖는다. The entry pipe part 210 is connected to the main body part 100, receives purge air through the air pump device 3, and has an optical path-air passage LP1.

구체적으로, 진입관부(210)는 길이를 갖는 원형 파이프 형태로 이중관 구조를 갖는데, 본체부(100)의 일측과 연결되고 일측에 에어펌프장치(3)와 연결된 에어 유입부(214)를 형성하면서 굴뚝(4) 벽체에 지지되는 플랜지(213)를 가지는 외통체(212)와; 외통체(212)과 공기통로(212a)를 형성하면서 내부에 배치되되 에어 유입부(214)와 연통한 복수개의 퍼지홀(211a)을 형성하면서 내부 중심에 광경로-공기통로(LP1)를 형성한 내통체(211)를 포함한 구조를 갖는다. Specifically, the entry pipe 210 has a double pipe structure in the form of a circular pipe having a length, while forming an air inlet 214 connected to one side of the main body 100 and connected to the air pump device 3 at one side. an outer cylinder 212 having a flange 213 supported on the wall of the chimney 4; While forming the outer cylinder 212 and the air passage 212a and forming a plurality of purge holes 211a disposed inside and communicating with the air inlet 214, an optical path-air passage LP1 is formed at the inner center. It has a structure including one inner cylinder (211).

이때, 진입관부(210)의 퍼지홀(211a)은 동일한 크기와 형상으로 복수개가 내통체(211)의 외주면을 따라 형성됨이 바람직하며, 퍼지홀(211a)의 개수와 크기는 먼지측정기를 사용하게 되는 굴뚝의 크기 또는 굴뚝을 타고 배출되는 연소배출가스(G)의 압력과 유속에 따라 결정할 수 있다. At this time, it is preferable that a plurality of purge holes 211a of the entry pipe 210 have the same size and shape and are formed along the outer circumferential surface of the inner cylinder 211, and the number and size of the purge holes 211a can be determined by using a dust meter. It can be determined according to the size of the chimney or the pressure and flow rate of the combustion exhaust gas (G) discharged through the chimney.

퍼지홀(211a)의 형태는 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형태를 가질 수 있음은 물론이며, 다만 각각의 퍼지홀(211a)이 광경로-공기통로(LP1) 측으로 균일하게 퍼지에어를 분출할 수 있게 하는 것이 바람직하다.Of course, the shape of the purge hole 211a can have various shapes such as circular, elliptical, polygonal, etc. However, each purge hole 211a can eject purge air uniformly toward the optical path-air passage LP1. It is desirable to have

또한, 바람직하게, 퍼지홀(211a)을 통해 강제 유입된 퍼지에어가 광경로-공기통로(LP1)를 타고 단부(a)에서 측정영역(R) 측으로 배출될 때 굴뚝 내 흐름을 갖는 연소배출가스(G)의 압력과 동일하거나 그 이상의 압력을 가지도록 한다. In addition, preferably, combustion exhaust gas having a flow in the chimney when the purge air forcedly introduced through the purge hole 211a is discharged from the end a to the measurement area R through the optical path-air passage LP1. It should have a pressure equal to or higher than that of (G).

그리고, 반사경부(220)는, 내부에 측정을 위한 반사경(223)을 구비하며 진입관부(210)와 동심축선 상의 광경로-공기통로(LP2)를 갖는다. And, the reflector part 220 has a reflector 223 for measurement inside and has an optical path-air passage LP2 on the concentric axis with the entry tube part 210.

도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명의 먼지측정기(1)를 구성하는 반사경부(220)는, 일 실시예로, 광경로-공기통로(LP2)를 갖는 경통체(221)와, 에어관부(230)의 공기통로(231)와 연통한 외통체(222)의 구조를 갖는다. Referring to FIGS. 6 and 7, the reflector unit 220 constituting the dust meter 1 of the present invention, in one embodiment, has a light path-air passage LP2 and a barrel body 221 having an air path. It has a structure of the outer cylinder body 222 communicating with the air passage 231 of the pipe part 230.

먼저, 경통체(221)는 진입관부(210)의 광경로-공기통로(LP1)의 단부(a) 측 직경(도5, D11)과 동일한 직경(D1)을 가지는데, 그 내부에 측정을 위한 반사경(223)을 고정구(224)-스프링 또는 탄성지지체-를 통해 지지되게 배치하고, 반사경(223)과 근접한 위치로 복수개의 퍼지홀(P)을 관통되게 형성한다. First, the barrel body 221 has the same diameter (D1) as the diameter (D11 in FIG. 5) of the end (a) side of the light path-air passage (LP1) of the entry pipe part 210, and measurement is performed therein. A reflector 223 is disposed to be supported through a fixture 224 - a spring or an elastic support - and a plurality of purge holes P are formed to pass through the reflector 223 at a position close to the reflector 223.

이때, 바람직하게 상술의 퍼지홀(P)은 복수개가 간격을 가지며 경통체(221)의 외주면을 따라 동일선상으로 간격을 가지며 배치되되, 경통체(221)의 길이방향에 대하여 2열 이상으로 형성한다. At this time, preferably, a plurality of the above-described purge holes P are spaced apart and arranged along the outer circumferential surface of the barrel body 221 at intervals along the same line, but formed in two or more rows in the longitudinal direction of the barrel body 221. do.

퍼지홀(P)의 형태는 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형태를 가질 수 있음은 물론이며, 다만 각각의 퍼지홀(P)이 광경로-공기통로(LP2) 측으로 균일하게 퍼지에어를 분출할 수 있게 하는 것이 바람직하다.Of course, the shape of the purge hole (P) can have various shapes such as circular, elliptical, polygonal, etc. However, each purge hole (P) can eject purge air uniformly toward the optical path-air passage (LP2) side. It is desirable to have

도시에서 퍼지홀(P)은 3열로 형성하였으며, 측정영역에 가까운 위치부터 P1열, P2열, P3열로 일예 도시하였다(도 6 참조). In the drawing, the purge holes P are formed in three rows, and are shown as P1, P2, and P3 columns from a position close to the measurement area (see FIG. 6).

또한, 퍼지홀(P)은 1열을 형성하는 퍼지홀이 이웃하는 열을 형성하는 퍼지홀과 서로 엇갈리는 위치로 배치하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to arrange the purge holes P in a position where the purge holes forming one column are crossed with the purge holes forming adjacent columns.

더불어, 바람직하게, 퍼지홀(P: P1,P2,P3)을 통해 강제 유입된 퍼지에어가 광경로-공기통로(LP2)를 타고 단부(b)에서 측정영역(R) 측으로 배출될 때 굴뚝 내 흐름을 갖는 연소배출가스(G)의 압력과 동일하거나 그 이상의 압력을 가지도록 한다. In addition, preferably, in the chimney when the purge air forcedly introduced through the purge holes (P: P1, P2, P3) is discharged from the end (b) to the measurement area (R) side along the light path-air passage (LP2) It has a pressure equal to or higher than the pressure of the combustion exhaust gas (G) having a flow.

이와 같이 형성한 퍼지홀(P: P1,P2,P3)을 통해 강제 유입된 퍼지에어는 경통체(221) 내부의 광경로-공기통로(LP2) 내로 분출되는데, 각각의 이웃하는 열의 퍼지홀에서 분출되는 퍼지에어가 서로 밀고 상호작용을 함에 따라 반사경(223) 근처-"가"(도3b 참조)-에서 혹시라도 먼지가 쌓이는 것을 완전히 차단할 수 있다. The purge air forcedly introduced through the formed purge holes (P: P1, P2, P3) is ejected into the optical path-air passage LP2 inside the barrel body 221, and from the purge holes of each neighboring row. As the ejected purge air pushes and interacts with each other, it is possible to completely block dust from accumulating in the vicinity of the reflector 223 - "a" (see Fig. 3b).

한편, 본 발명의 먼지측정기에서, 반사경부(220)의 경통체(221)는 광경로-공기통로 직경(D1)에 대한 측정영역(R)에 가장 가까운 퍼지홀(P)의 끝(최단부)에서 단부(b)까지가 이루는 광경로-공기통로 길이(L1)의 비가 1.0 이상인 것을 가장 큰 특징으로 한다(L1/D1 ≥ 1.0). On the other hand, in the dust meter of the present invention, the barrel body 221 of the reflector 220 is the end (shortest part) of the purge hole P closest to the measurement area R for the optical path-air passage diameter D1. ) to the end (b) is characterized in that the ratio of the optical path-air path length (L1) is 1.0 or more (L1/D1 ≥ 1.0).

광경로-공기통로 직경(D1)에 대한 측정영역(R)에 가장 가까운 퍼지홀(P)의 끝(최단부)에서 단부(b)까지가 이루는 광경로-공기통로 길이(L1)의 비가 1.0 미만일 경우에는 종래기술에 따른 먼지측정기에서 발견된 바와 같이, 광경로-공기통로 길이(L1)아 짧아 퍼지에어가 층류를 형성하지 못한 난류의 상태로 측정영역(R)으로 배출된다. The ratio of the light path-air path length L1 formed from the end (shortest part) of the purge hole P closest to the measurement area R to the light path-air path diameter D1 to the end b is 1.0. If it is less than, as found in the dust measuring device according to the prior art, the optical path-air path length (L1) is short, so the purge air is discharged to the measurement area (R) in a turbulent flow state that does not form a laminar flow.

이에 따라, 비가 1.0 미만인 짧은 통로 길이(L1)일 경우 발생한 퍼지에어의 난류적 흐름은 굴뚝 내 측정영역(R)을 통과하는 연소배출가스(G)의 흐름과 만나 불규칙한 난류와 와류를 형성하게 되고 이러한 난류 및 와류 및 소용돌이와 같은 흐름에 의해 짧은 반사경부(22)의 광경로 통로 상에는 "가"와 "나" 지점에서 먼지(Ch)가 쌓이는 문제점이 생길 우려가 있다(도 3b 참조).Accordingly, the turbulent flow of the purge air generated when the ratio is less than 1.0 and the short passage length L1 meets the flow of the combustion exhaust gas G passing through the measurement area R in the chimney to form irregular turbulence and vortex. Due to such turbulent and vortex-like flows, dust Ch may accumulate at points “A” and “B” on the path of the optical path of the short reflector 22 (see FIG. 3B).

따라서, 광경로-공기통로(LP2)를 빠져나가는 퍼지에어가 단부(b)에서 층류를 형성하면서 나가기 위해서는 광경로-공기통로 직경(D1)에 대한 측정영역(R)에 가장 가까운 퍼지홀(P)의 끝(최단부)에서 단부(b)까지가 이루는 광경로-공기통로 길이(L1)의 비는 반드시 1.0 이상인 것이 가장 바람직하다. Therefore, in order for the purge air exiting the light path-air passage LP2 to form a laminar flow at the end b, the purge hole P closest to the measurement area R for the light path-air passage diameter D1 It is most preferable that the ratio of the optical path-air path length (L1) formed from the end (most end) of ) to the end (b) is necessarily 1.0 or more.

최종적인 광경로-공기통로 길이(L1)는 굴뚝 내 연소배출가스의 흐름이 갖는 압력 및 유속과 광경로-공기통로로 유입되는 퍼지에어의 압력에 따라 길이변화가 가능함은 물론이다. Of course, the final light path-air passage length L1 can be changed according to the pressure and flow rate of the combustion exhaust gas in the chimney and the pressure of the purge air flowing into the light path-air passage.

그리고, 반사경부(220)의 외통체(222)는, 내부공간(S)을 형성하면서 경통체(221)을 감싸는 형태로, 에어관부(230)의 공기통로(231)와 내부공간(S)을 연통되게 형성한다. 내부공간(S)으로 강제유입된 퍼지에어는 상술의 퍼지홀(P: P1,P2,P3)을 통해 광경로-공기통로(LP2) 내로 분출된다. In addition, the outer cylinder body 222 of the reflector unit 220 surrounds the barrel body 221 while forming an inner space S, and the air passage 231 of the air tube unit 230 and the inner space S form in communication with The purge air forcedly introduced into the inner space S is ejected into the optical path-air passage LP2 through the above-described purge holes P: P1, P2, and P3.

한편, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 먼지측정기(1)는 반사경부(220)에 있어서, 광경로-공기통로 직경(D1)에 대한 측정영역(R)에 가장 가까운 퍼지홀(P)의 끝(최단부)에서 단부(b)까지가 이루는 광경로-공기통로 길이(L1)의 비가 1.0 이상이어야 하며, 퍼지홀(P: P1,P2,P3)을 통해 강제 유입되는 퍼지에어량을 고르게 분산시켜 분출해야 한다. Meanwhile, as described above, in the dust meter 1 according to the present invention, in the reflector unit 220, the purge hole P closest to the measurement area R for the optical path-air passage diameter D1 The ratio of light path-air path length (L1) formed from the end (shortest part) to the end (b) must be 1.0 or more, and the amount of purge air forcedly introduced through the purge holes (P: P1, P2, P3) is evenly distributed. It must be ejected.

이와 같이, 퍼지홀(P: P1,P2,P3)을 통해 강제 유입되는 퍼지에어량을 고르게 분산시키기 위해, 바람직하게 퍼지홀(P: P1,P2,P3)은 전체 개수의 단면적 합이 광경로-공기통로 직경(D1)의 단면적과 동일한 것을 특징으로 한다. In this way, in order to evenly distribute the amount of purge air forcedly introduced through the purge holes (P: P1, P2, P3), preferably, the sum of the cross-sectional areas of the total number of the purge holes (P: P1, P2, P3) is the optical path- It is characterized in that it is equal to the cross-sectional area of the air passage diameter (D1).

공기가 들어오는 입구의 면적과 배출되는 출구의 면적을 동일하게 함으로 각각의 퍼지홀로 분출되는 퍼지에어는 고르게 분산되어 분출되고, 광경로-공기통로(LP2) 상에서 난류에서 천이영역을 거쳐 층류로 변화되는 흐름 변화를 길이를 최소화하여 안정적인 층류를 형성할 수 있다. By making the area of the entrance where the air enters and the area of the outlet where the air is discharged equal, the purge air ejected into each purge hole is evenly dispersed and ejected, and on the optical path-air passage (LP2), the flow changes from turbulent flow to laminar flow through the transition region. Stable laminar flow can be formed by minimizing the length of the flow change.

이러한, 단부(b) 측 광경로-공기통로로 배출되는 퍼지에어의 흐름이 층류로 안정적인 배출을 이룸에 따라 단부(b) 측 광경로-공기통로로 연소배출가스(G)가 직접적으로 접촉됨이 차단되고 입자상 먼지가 광경로-공기통로로 유입됨 또한 차단된다(도 3b의 "나"와 같이 먼지가 쌓임을 차단).As the flow of purge air discharged to the light path-air passage at the end (b) side achieves stable discharge in a laminar flow, the combustion exhaust gas (G) directly contacts the light path-air passage at the end (b) side. is blocked, and particulate dust is also blocked from entering the optical path-air passage (blocking dust accumulation as shown in "B" of FIG. 3B).

한편, 본 발명에 따른 먼지측정기(1)를 구성하는 프로브(200)의 에어관부(230)는 상술한 바와 같이, 진입관부(210)의 단부(a)와 반사경부(220)의 단부(b)를 연결하여 지지하면서 공기통로(231)를 형성하는 파이프 형태로 광경로를 굴뚝(4) 내 개방시켜 측정영역(R)을 형성한다. On the other hand, as described above, the air pipe part 230 of the probe 200 constituting the dust measuring device 1 according to the present invention has an end (a) of the entry pipe part 210 and an end (b) of the reflector part 220. ) is connected and supported, an optical path is opened in the chimney 4 in the form of a pipe forming an air passage 231 to form a measurement area R.

이때, 바람직한 실시예로, 도 4를 재차 참조하면, 에어관부(230)는 등간격으로 원형 배열된 4개의 파이프로 이루어진다. At this time, as a preferred embodiment, referring again to FIG. 4, the air pipe unit 230 is composed of four pipes circularly arranged at regular intervals.

4개의 파이프가 서로 간격을 가지고 원형 배열된 에어관부(230)는 안정적으로 진입관부(210)와 반사경부(220)를 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 길이방향으로 파이프 사이사이의 사방이 개방된 형태로 굴뚝 내 연소배출가스(G)의 하방에서 상방으로 향하는 단순한 배출 흐름 뿐만 아니라, 굴뚝 내 압력 및 유속의 변화에 따른 난류적 흐름에 의한 배출 흐름 방향에 상관없이 광경로의 먼지를 노출시킬 수 있다. The air pipe part 230, in which four pipes are arranged in a circle with a distance from each other, not only can stably support the entry pipe part 210 and the reflector part 220, but also has an open shape between the pipes in the longitudinal direction. In addition to the simple discharge flow from the bottom to the top of the combustion exhaust gas (G) in the furnace chimney, dust in the light path can be exposed regardless of the direction of the discharge flow due to the turbulent flow according to the change in pressure and flow rate in the chimney. .

상하부로의 개방구간만을 형성하던 종래의 먼지측정기는 연소배출가스(G)의 흐름이 상하가 아니라 좌우 또는 우좌의 흐름이 발생할 경우 측정에 오류가 발생할 수 밖에 없었으나, 본 발명에 따른 먼지측정기(1)는 프로브(200)를 구성하는 4개의 파이프 형태의 에어관부(230)가 광경로 상 측정영역(R)을 형성함에 따라 굴뚝 내 연소배출가스(G)의 흐름방향에 영향을 받지 않고 측정하여 장치의 측정효율 및 신뢰도를 높일 수 있다. In the conventional dust meter, which formed only the upper and lower open sections, when the flow of the combustion exhaust gas (G) was not up and down, but left and right or left and right, errors in measurement inevitably occurred, but the dust meter according to the present invention ( 1) is measured without being affected by the flow direction of the combustion exhaust gas (G) in the chimney as the four pipe-shaped air pipe parts 230 constituting the probe 200 form the measurement area (R) on the optical path Thus, the measurement efficiency and reliability of the device can be increased.

한편, 재차 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 먼지측정기(1)의 퍼지에어 흐름 및 사용상태를 살펴보면 하기와 같다. 광투과 방식으로 먼지 농도를 측정하는 과정 및 흐름은 이미 공지된 내용으로 하기에서 이에 대한 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다. Meanwhile, with reference to FIGS. 4 to 7 again, the purge air flow and use state of the dust measuring device 1 according to the present invention are as follows. The process and flow of measuring the dust concentration by the light transmission method are already known, and the description thereof will be omitted in order not to obscure the gist of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 먼지측정기(1)는, 입사되는 광량을 측정하여 먼지 농도로 환산하는 광투과 방식의 인시츄(In-Situ) 타입으로 광경로 통로에 먼지(입자상)가 유입되어 쌓이는 것을 차단하는 것을 가장 큰 특징으로 하는 것으로 이를 위한 구성과 구조를 갖는다. As described above, the dust detector 1 according to the present invention is an in-situ type of light transmission method that measures the amount of incident light and converts it into dust concentration, and dust (particulate) flows into the optical path passage. Its biggest feature is to block the piled up, and it has a composition and structure for this.

다시 말해, 먼지측정기(1) 내 광경로-공기통로(LP1, LP2) 상에 먼지가 유입되어 쌓이는 것을 차단한다. In other words, dust is prevented from entering and accumulating on the optical path-air passages LP1 and LP2 in the dust meter 1.

먼지가 유입되고 쌓이는 것을 차단하기 위해 에어펌프장치(3)의 에어를 이용하는데, 에어펌프장치(3)에서 이송된 설정 압력의 퍼지에어는 프로브(200)의 에어 유입부(214)로 강제 유입된다. In order to block the inflow and accumulation of dust, the air of the air pump device 3 is used, and the purge air of the set pressure transferred from the air pump device 3 is forcibly introduced into the air inlet 214 of the probe 200. do.

유입된 퍼지에어의 일부는 진입관부(210)의 퍼지홀(211a)을 통해 광경로-공기통로(LP1)를 타고 단부(a)측으로 이동되는 흐름을 갖는다. 이때, 진입관부(210)의 광경로-공기통로(LP1) 길이는 광경로-공기통로(LP1)의 단부(a) 측 직경(도5, D11) 보다 충분히 긴 길이를 가지는 바, 광경로-공기통로(LP1)을 통로를 통과하면서 퍼지에어는 안정적으로 층류를 형성하면서 단부(a)로 배출된다. A part of the introduced purge air has a flow that is moved toward the end a side along the optical path-air passage LP1 through the purge hole 211a of the entry pipe part 210. At this time, the length of the light path-air passage LP1 of the entry pipe part 210 is longer than the diameter (D11 in FIG. 5) of the end (a) side of the light path-air passage LP1, the light path- While passing through the air passage LP1, the purge air stably forms a laminar flow and is discharged to the end portion a.

다시 말해, 퍼지홀(211a)을 통해 유입된 퍼지에어는 길이방향과 수직으로 입사됨에 따라 퍼지홀(211a) 부근에서 난류를 형성하나 광경로-공기통로(LP1)의 길이가 긴 바, 천이영역을 넘어 최종적으로 배출될 때는 안정적인 층류를 형성하게 된다. In other words, the purge air introduced through the purge hole 211a forms a turbulent flow near the purge hole 211a as it enters in the longitudinal direction and perpendicularly, but since the length of the optical path-air passage LP1 is long, the transition region When it is finally discharged beyond the , it forms a stable laminar flow.

그리고, 층류를 형성한 퍼지에어는 단부(a)의 광경로-공기통로(LP1)를 타고 넘으면서 측정영역(R)으로 유입됨에 따라 광경로-공기통로(LP1) 측으로는 먼지가 유입됨을 완전히 차단할 수 있다. In addition, as the laminar purge air flows over the light path-air passage LP1 at the end (a) and flows into the measurement area R, it is possible to completely block dust from entering the light path-air passage LP1. can

단부(a)의 광경로-공기통로(LP1)로 배출되는 퍼지에어의 압력이 굴뚝 내 배출되는 연소배출가스(G)의 압력보다 크기만 하면 입자상 먼지가 진입관부(210)의 단부(a) 측 광경로 통로(공기통로) 내부로 유입될 가능성은 없다. As long as the pressure of the purge air discharged to the light path-air passage LP1 at the end (a) is greater than the pressure of the combustion exhaust gas (G) discharged into the chimney, particulate dust is removed from the end (a) of the entry pipe (210). There is no possibility of inflow into the side optical path passage (air passage).

한편, 에어 유입부(214)로 강제 유입된 퍼지에어의 다른 일부는 내통체(211) 외주면과 외통체(212) 내주면 사이에 형성하는 공기통로(212a)를 타고 이동하고, 에어관부(230)의 공기통로(231)를 타고 반사경부(220) 내부공간(S)으로 유입된다. On the other hand, the other part of the purge air forcedly introduced into the air inlet 214 moves along the air passage 212a formed between the outer circumferential surface of the inner cylinder 211 and the inner circumferential surface of the outer cylinder 212, and the air pipe part 230 It rides the air passage 231 of the reflector unit 220 and flows into the inner space (S).

이때, 내부공간(S)은 광경로-공기통로(LP2) 측에 형성되는 통로 내부공간(S1)과 반사경(223) 측에 형성되는 압축 내부공간(S2)로 구분될 수 있는데, 내부공간(S)으로 유입된 퍼지에어는 통로 내부공간(S1)을 통과해 일부는 퍼지홀(P)을 통해 광경로-공기통로(LP2) 상으로 분출되고 다른 일부는 통로 내부공간(S1)을 통과해 압축 내부공간(S2)으로 진입된다. 압축 내부공간(S2)은 막힌 상태임에 따라 퍼지에어는 압축 내부공간(S2)에 잠시 머물러 압축되었다가 재차 퍼지홀(P) 측으로 강하게 이동해 광경로-공기통로(LP2) 상으로 분출된다. At this time, the inner space (S) can be divided into a passage inner space (S1) formed on the optical path-air passage (LP2) side and a compressed inner space (S2) formed on the reflector 223 side, the inner space ( The purge air introduced into S) passes through the inner space of the passage (S1), some of which is ejected through the purge hole (P) onto the light path-air passage (LP2), and the other part passes through the inner space of the passage (S1). It enters the compression inner space (S2). As the compression inner space S2 is blocked, the purge air stays in the compression inner space S2 for a while and is compressed, then moves strongly toward the purge hole P again and is ejected onto the optical path-air passage LP2.

그리고, 퍼지홀(P) 측의 광경로-공기통로(LP2)에서 퍼지에어는 관성적으로 난류를 형성한다. 이때, 퍼지홀(P)은 2열 이상으로 복수개 구성됨에 따라 각각의 퍼지홀(P1, P2, P3)에서 분출된 퍼지에어는 상호작용하면서 반사경(223)을 쓸어 깨끗하게 한다. Further, in the light path-air passage LP2 on the side of the purge hole P, the purge air inertially forms a turbulent flow. At this time, as the plurality of purge holes P is configured in two or more rows, the purge air ejected from each of the purge holes P1, P2, and P3 sweeps and cleans the reflector 223 while interacting with each other.

한편, 광경로-공기통로 직경(D1)에 대한 측정영역(R)에 가장 가까운 퍼지홀(P)의 끝에서 단부(b)까지가 이루는 통로 길이(L1)의 비가 1.0 이상인 바, 광경로-공기통로(LP2)를 통과하면서 퍼지에어 천이영역을 넘어 최종적으로 배출될 때는 안정적인 층류를 형성하게 된다. On the other hand, the ratio of the passage length L1 formed from the end of the purge hole P closest to the measurement area R to the optical path-air passage diameter D1 to the end b is 1.0 or more, the optical path- When the purge air is finally discharged beyond the transition region while passing through the air passage LP2, a stable laminar flow is formed.

그리고, 층류를 형성한 퍼지에어는 단부(b)의 광경로-공기통로(LP2)를 타고 넘으면서 측정영역(R)으로 유입됨에 따라 광경로-공기통로(LP2) 측으로는 먼지가 유입됨을 완전히 차단할 수 있다. In addition, as the laminar purge air flows over the optical path-air passage LP2 at the end b and flows into the measurement area R, the inflow of dust to the optical path-air passage LP2 can be completely blocked. can

단부(b)의 광경로-공기통로(LP2)로 배출되는 퍼지에어의 압력이 굴뚝 내 배출되는 연소배출가스(G)의 압력보다 크기만 하면 입자상 먼지가 진입관부(210)의 단부(b) 측 내부로 유입될 가능성은 없다. As long as the pressure of the purge air discharged to the light path-air passage LP2 at the end (b) is greater than the pressure of the combustion exhaust gas (G) discharged into the chimney, particulate dust is removed from the end (b) of the entry pipe (210). There is no possibility of inflow into the side.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 먼지측정기(1)는, 광경로-공기통로 길이를 직경 대비 보다 길게 설정하여 분출되는 퍼지에어의 흐름이 측정영역(R)에 이르러서는 층류를 이루게 함으로 광경로 통로에 먼지(입자상)가 유입되고 쌓이는 것을 차단하여 광경로상 측정 방해요인을 미연에 방지하고 장치의 측정효율 및 신뢰도를 높일 수 있다.As described above, the dust measuring device 1 according to the present invention sets the length of the optical path-air passage longer than the diameter so that the flow of the ejected purge air reaches the measurement area R to form a laminar flow, so that the optical path By blocking the inflow and accumulation of dust (particles) in the passage, it is possible to prevent measurement obstruction factors on the optical path in advance and to increase the measurement efficiency and reliability of the device.

이상에서 설명한 본 발명은 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.The present invention described above is limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, since various substitutions, modifications and changes are possible to those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. it is not going to be

1 : 먼지측정기 100 : 본체부
200 : 프로브 210 : 진입관부
211 : 내통체 212 : 외통체
213 : 플랜지 214 : 에어 유입부
220 : 반사경부 221 : 경통체
222 : 외통체 230 : 에어관부
212a, 231 : 공기통로 211a, P, P1, P2, P3 : 퍼지홀
LP1, LP2 : 광경로-공기통로
G : 연소배출가스 Ch : 먼지
R : 측정영역 1: dust meter 100: main body
200: probe 210: entry pipe
211: inner cylinder 212: outer cylinder
213: flange 214: air inlet
220: reflector unit 221: barrel body
222: outer cylinder 230: air pipe
212a, 231: air passage 211a, P, P1, P2, P3: purge hole
LP1, LP2: Light Path - Air Path
G: combustion exhaust gas Ch: dust
R: measurement area

Claims (6)

광원을 포함한 본체부(100)와; 상기 본체부(100)와 연결되면서 에어펌프장치(3)를 통해 내부로 퍼지에어(air)를 공급받으며 광경로-공기통로(LP1)를 갖는 진입관부(210)와, 내부에 반사경(223)을 구비하며 상기 진입관부(210)와 동심축선 상의 광경로-공기통로(LP2)를 갖는 반사경부(220)와, 상기 진입관부(210)의 단부(a)와 반사경부(220)의 단부(b)를 연결하여 지지하면서 공기통로(231)를 형성하는 파이프 형태로 광경로를 굴뚝(4) 내 개방시켜 측정영역(R)을 형성하는 에어관부(230)로 이루어진 프로브(200)를; 포함하는 광투과 방식을 이용한 인시츄 타입의 먼지측정기에 있어서,
상기 에어관부(230)는, 4개의 파이프가 등간격을 가지며 원형 배열을 이루며,
상기 반사경부(220)는,
상기 진입관부(210)의 광경로-공기통로(LP1)의 단부(a) 측 직경(D11)과 동일한 직경(D1)을 가지며, 내부에 상기 반사경(223)을 배치하고, 상기 반사경(223)과 근접한 위치로 복수개의 퍼지홀(P)을 관통되게 형성한 경통체(221)와;
내부공간(S)을 형성하면서 상기 경통체(221)를 감싸며, 상기 에어관부(230)의 공기통로(231)와 내부공간(S)을 연통되게 형성한 외통체(222)를 포함하되;
상기 경통체(221)는,
광경로-공기통로 직경(D1)에 대한 측정영역(R)에 가장 가까운 퍼지홀(P)의 끝에서 단부(b)까지가 이루는 통로 길이(L1)의 비가 1.0 이상이고,
상기 퍼지홀(P)은 복수개가 간격을 가지며 경통체(221)의 외주면을 따라 동일선상으로 간격을 가지며 배치되되, 2열 이상 형성한 것을 특징으로 하는 먼지측정기.
a body part 100 including a light source; An entry pipe part 210 connected to the main body part 100, supplied with purge air through the air pump device 3 and having an optical path-air passage LP1, and a reflector 223 therein A reflector part 220 having an optical path-air passage LP2 on the concentric axis with the entry pipe part 210, and an end a of the entry pipe part 210 and an end of the reflector part 220 ( b) a probe 200 composed of an air pipe part 230 forming a measurement area R by opening an optical path in the chimney 4 in the form of a pipe forming an air passage 231 while connecting and supporting the probe 200; In the in-situ type dust meter using a light transmission method including,
In the air pipe part 230, four pipes form a circular arrangement with equal intervals,
The reflector part 220,
It has the same diameter D1 as the diameter D11 at the end (a) side of the optical path-air passage LP1 of the entry pipe part 210, the reflector 223 is disposed inside, and the reflector 223 A barrel body 221 formed through a plurality of purge holes P at a position close to the body 221;
It includes an outer cylinder body 222 formed to communicate with the air passage 231 of the air pipe part 230 and the inner space S while forming an inner space S and surrounding the barrel body 221;
The barrel body 221,
The ratio of the passage length L1 formed from the end of the purge hole P closest to the measurement area R to the light path-air passage diameter D1 to the end b is 1.0 or more,
The plurality of purge holes (P) are spaced apart and arranged along the same line along the outer circumferential surface of the barrel body (221), but formed in two or more rows.
 제 1항에 있어서,
상기 반사경부(220)는,
퍼지홀(P)을 통해 광경로-공기통로(LP2) 내부로 분출되는 퍼지에어(air) 압력이 굴뚝(4)을 통해 배출되는 연소배출가스(G)의 흐름이 갖는 압력 보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 먼지측정기.
According to claim 1,
The reflector part 220,
The pressure of the purge air ejected into the light path-air passage LP2 through the purge hole P is equal to or greater than the pressure of the flow of the combustion exhaust gas G discharged through the chimney 4. Featured dust meter.
 제 1항에 있어서,
상기 퍼지홀(P)은, 1열을 형성하는 퍼지홀이 이웃하는 열을 형성하는 퍼지홀과 서로 엇갈리는 위치로 배치된 것을 특징으로 하는 먼지측정기.
According to claim 1,
The purge holes (P) are characterized in that the purge holes forming one column are disposed in a position where the purge holes forming a neighboring column are crossed with each other.
 제 1항에 있어서,
상기 퍼지홀(P)은, 전체 개수의 단면적 합이 광경로-공기통로 직경(D1)의 단면적과 동일한 것을 특징으로 하는 먼지측정기.
According to claim 1,
In the purge holes (P), the sum of the cross-sectional areas of the total number is equal to the cross-sectional area of the optical path-air passage diameter (D1).
 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 진입관부(210)는 길이를 갖는 이중관의 파이프 형태로,
상기 본체부(100)에 연결되고 일측에 에어펌프장치(3)와 연결된 에어 유입부(214)를 형성하면서 굴뚝(4) 벽체에 지지되는 플랜지(213)를 가지는 외통체(212)와,
상기 외통체(212)과 공기통로(212a)를 형성하면서 내부에 배치되되, 상기 에어 유입부(214)와 연통한 복수개의 퍼지홀(211a)을 외주면에 관통되게 형성하면서 내부 중심에 광경로-공기통로(LP1)를 형성하는 내통체(211)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 먼지측정기.
According to claim 1,
The entry pipe 210 is in the form of a double pipe having a length,
An outer cylinder 212 connected to the main body 100 and having a flange 213 supported on the wall of the chimney 4 while forming an air inlet 214 connected to the air pump device 3 at one side;
While forming the outer cylinder 212 and the air passage 212a, the plurality of purge holes 211a communicating with the air inlet 214 are formed to pass through the outer circumferential surface, and the optical path- A dust meter characterized in that it is configured to include an inner cylinder 211 forming an air passage (LP1).
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