KR102540972B1 - 집진필터 교환주기 계산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필터교환주기 계산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필터노출시간, 필터사용시간, 차압 발생량 및 집진장치의 흡입압력을 특정 비율로 합산함으로써, 최적의 집진 필터 교체 주기를 계산하는 방법에 관한 것이다.

Description

집진필터 교환주기 계산방법{CALCULATION METHOD OF DUST FILTER EXCHANGE PERIOD}

본 발명은 필터교환주기 계산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필터노출시간, 필터사용시간, 차압 발생량 및 집진장치의 흡입압력을 특정 비율로 합산함으로써, 최적의 집진 필터 교체 주기를 계산하는 방법에 관한 것이다.

자동차, 선박, 중장비 산업의 발전으로 인해 탄산가스를 이용한 용접이 빈번하게 이루어지고 있으나, 용접 작업시 발생되는 용접흄은 인체 및 환경에 유해한 물질이 내포되어 있어 심각한 산업안전 문제로 대두되고 있다.

이러한, 용접흄을 사람이 흡입하게 되면 폐에 흡착하게 되어 인체에 치명적인 악영향을 미치는바, 이를 방지하기 위해 방진, 방독 마스크와 같은 안전 보호구를 착용하거나, 작업장 내 집진기를 설치하거나 용접흄 집진장치를 사용하고 있다.

현재 사용되는 집진장치로는 블로워나 팬을 사용하여 후드(Hood, Flexible Arm)를 통하여 용접 시 발생되는 흄(Fume, 분진)을 집진장치로 흡입하여 필터(Filter) 층을 통과시킴으로써 흄 입자를 차단시키는 기술이다.

대표적인 집진장치는 백필터형, 싸이크론형, 스크라바형, 전기 집진기 등으로 여러가지 형태의 집진기가 있으며, 발생 분진이나 가스의 종류, 입자크기, 작업장 환경, 여건을 고려하여 적합한 집진기를 선택하여야 충분한 효과를 낼 수 있다.

여기에서, 집진기의 집진 효율은 용접시간에 따라 집진 필터의 오염도로 인해 급격히 감소되므로 필터의 적절한 교체가 이루어지지 않을 경우에는 사업장 전체 및 사용자 개개인의 건강 및 안전에 치명적인 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 용접흄에 의한 산업안전 문제를 해결하는데 있어서 집진 장치에 사용되는 집진 필터의 교체 주기를 정확하게 계산하는 것이 중요한 요소 중 하나이다.

집진 필터는 사용되는 필터의 종류에 따라 필터 오염도가 달라질 수 있고 이에 따라 필터 교체 주기도 차이가 발생할 수 있다. 일반적으로 카트리지 필터와 백필터는 필터 교체 주기가 1년에 1~2회 정도 되고, 오일 미스트, 카본 집진기, 용접 흄 집진기는 1년에 2~3회 정도이다.

허나, 필터 교체 주기는 작업장 환경, 사용시간, 집진장치 상태 등에 따라 상당한 차이를 나타낼 수 있기에 사용자가 필터의 상태를 수시로 점검하여 임의로 상황에 따라 필터 교체 시점을 결정해야 하는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 출원인은 필터사용시간, 필터오염도에 따른 차압발생량, 흡입 압력에 따른 집진 장비 사용 시간 등을 측정하여 최적의 필터교환주기를 계산하는 방법을 고안해냈다.

한국등록특허공보 제10-1983313호

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 필터노출시간, 필터사용시간, 차압 발생량 및 집진장치의 흡입압력을 특정 비율로 합산함으로써, 필터 사용환경 변화에 따른 최적의 집진 필터 교체 주기를 계산하는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 최적의 집진 필터 교체 주기를 계산함으로써, 집진 필터가 사용된 집진 장치의 집진 효율을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 집진필터 교환주기 계산방법은 측정부를 이용하여, 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 측정하는 측정 단계; 산출부를 이용하여, 상기 측정 단계에서 측정된 상기 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 하기 수학식에 반영하여 합산값을 산출하는 합산 단계; 및 출력부를 이용하여, 산정된 상기 합산값이 기 설정된 임계값에 도달할 경우 필터교체신호를 출력하는 출력 단계;를 포함할 수 있다.

[수학식 1]

P = 0.1a+0.7b+0.1c+0.1d

(P는 합산값이고 a는 필터노출시간이며 b는 필터사용시간이고 c는 차압 발생량이며 d는 집진장치의 흡입 압력이다.)

일 실시예에서, 상기 필터노출시간은, 상기 신규 필터가 집진장치에 장착되는 시점부터 시간으로 측정될 수 있다.

일 실시예에서, 신규 필터 장착시, 기존 필터의 사용시간은 리셋되고 상기 신규 필터를 장착한 시점을 시작으로 상기 신규 필터의 사용시간이 재산출될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 측정 단계는, 상기 측정부를 통해, 상기 차압발생량을 기 설정된 단위 시간별로 저장할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 합산 단계는, 상기 산출부를 통해, 상기 합산값에 따라 상기 필터의 상태를 하나 이상의 등급으로 분류할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 출력 단계는, 상기 출력부를 통해, 상기 필터의 상태 등급이 서로 다른 색상으로 표시될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 합산 단계는, 상기 산출부를 통해, 상기 합산값이 기 설정된 단위 시간별로 저장할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 출력 단계는, 상기 출력부에서, 상기 합산값이 상기 임계값에 도달할 경우 상기 집진장치의 작동을 정지시킬 수 있다.

일 실시예에서, 상기 출력 단계는, 상기 출력부를 통해, 상기 합산값의 날짜 별, 시간 별 비교 추이가 그래프화하여 출력할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 필터교체신호는, 청각적 또는 시각적 신호로 출력될 수 있다.

본 발명에 따르면, 필터노출시간, 필터사용시간, 차압 발생량 및 집진장치의 흡입압력을 특정 비율로 합산함으로써, 사용자의 필터 사용환경 변화에도 최적의 집진 필터 교체 주기를 계산할 수 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 최적의 집진 필터 교체 주기를 계산함으로써, 집진 필터가 사용된 집진 장치의 집진 효율을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 집진필터 교환주기 계산방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 집진필터 교환주기 계산 시스템의 개략적인 블럭도이다.

본 발명에 대한 상세한 설명은 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위한 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 하거나, 어떤 구조와 형상을 “특징”으로 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하거나 다른 구조와 형상을 배제한다는 것이 아니라, 다른 구성요소, 구조 및 형상을 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 제시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 실시예의 의한 발명의 내용을 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

< 집진필터 교환주기 계산방법>

도 1은 본 발명에 따른 집진필터 교환주기 계산방법의 순서도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 집진필터 교환주기 계산방법은 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 측정부를 통해 측정하는 측정 단계(S100), 측정 단계에서 측정된 상기 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 하기 수학식에 반영하여 합산값을 산출부를 통해 산출하는 합산 단계(S200) 및 산정된 합산값이 기 설정된 임계값에 도달할 경우 출력부를 통해 필터교체신호를 출력하는 출력 단계(S300)로 구성될 수 있다. 각 단계에 대한 설명은 다음과 같다.

일 실시예에서, 측정 단계(S100)는 집진필터가 장착된 집진장치를 사용하는데 있어서, 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 측정하는 단계이다. 여기에서, 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력은 측정부(10)를 통해 측정될 수 있다.

측정 단계(S100)에 있어서, 필터노출시간은 집진필터가 집진장치에 결합되기 전 공기 중에 노출되는 시간을 의미한다. 일 실시예에서, 측정부(10)는 신규 필터가 집진장치에 장착되는 시점부터 시간을 측정하여 필터노출시간을 도출할 수 있다. 다른 실시예에서, 측정부(10)는 신규 필터의 개봉시점부터 집진장치에 장착되는 시점까지의 시간을 측정하여 필터노출시간을 도출할 수 있다.

측정 단계(S100)에 있어서, 필터사용시간은 집진필터가 집진장치에 결합된 후 집진장치의 사용시간을 의미한다. 여기에서, 측정부(10)는 신규 필터 장착시, 기존 필터의 사용시간은 리셋시키고 신규 필터가 장착된 시점을 시작으로 신규 필터의 사용시간을 재산출할 수 있다.

이러한 측정 방법은 사용자가 단순 필터를 교체하는 것 이외에 별도의 측정모듈이 필요하지 않기에, 필터 관리비용을 절감시킬 수 있다.

측정 단계(S100)에 있어서, 차압은 집진장치의 흡입부와 배출부의 압력차를 의미하며, 본 발명의 측정 단계(S100)에서 차압은 집진장치의 흡입팬에 의해 미세먼지, 납연기 등의 오염물질을 흡입시 압력과 필터로 정화된 공기를 배출시 압력의 차이로 측정될 수 있다.

여기에서, 차압발생량은 집진 장치의 작동으로 인한 필터의 오염도의 따라 흡입팬의 흡입력이 저하될 수 있고, 배출되는 공기의 압력도 변동될 수 있다. 따라서, 사용자는 특정 필터사용시간의 차압을 측정하여 필터 오염도를 감지할 수 있다.

측정 단계(S100)에 있어서, 차압발생량은 측정부(10)를 통해 기 설정된 단위 시간 별로 저장될 수 있다. 예를 들면, 측정 단계(S100)에서 차압발생량은 10분별, 1시간별, 1일별로 측정값을 관리서버, 하드디스크, 이동식디스크 등 다양한 형태의 저장 장치를 통해 저장될 수 있다. 여기에서, 사용자는 단위 시간별 차압발생량을 확인할 수 있고, 차압발생량의 변경추이를 통해 특정 시간의 집진장치의 오작동 및 필터의 오염도를 확인할 수 있다.

일 실시예에서, 합산 단계(S200)는 측정 단계(S100)에서 측정된 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치 사용시간을 [수학식 1]에 반영하여 합산값을 산출부(20)를 통해 합산하는 단계이다.

[수학식 1]

P = 0.1a+0.7b+0.1c+0.1d

{P는 합산값이고 a는 필터노출시간이며 b는 필터사용시간이고 c는 차압 발생량이며 d는 집진장치의 흡입 압력이고 a,b의 단위는 시간(hour)이며 c,d의 단위는 Pa이다.}

수학식 1은 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 각각 10%, 70%, 10%, 10%의 비율로 합산하여 합산값을 도출하는 수식이다.

합산 단계(S200)에 있어서, 합산값은 집진장치에 결합된 필터의 필터교환주기를 계산하는 지수로써, 집진장치의 사용시간에 따른 필터 오염도 및 교환 시기를 결정하는 지수이다. 여기에서, 산출부(20)는 사용 필터에 수명 기간, 사용 환경 등을 고려하여 임의의 합산값을 임계값으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 6 kPa의 평균 흡입압력으로 작동되는 집진장치에 사용되는 특정 집진필터의 공지된 평균 수명이 2000 시간일 경우, 사용자는 합산값의 임계값을 약 750(=0.7*2000+0.1*6000)으로 설정할 수 있다. 이러한 수식 1 및 임계값 설정을 통해, 사용자는 작업환경 변화에 따른 필터 교체시기를 용이하게 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 합산 단계(S200)는 산출부(20)를 통해, 합산값과 임계값의 차이에 따라 필터의 상태를 하나 이상의 등급으로 분류할 수 있다. 구체적으로, 합산 단계(S200)는 필터의 상태를 “좋음”, “보통”, “나쁨”, “매우 나쁨”의 4단계 등급으로 분류할 수 있다. 예를 들면, 합산 단계(S200)에 있어서, 사용자는 임계값을 10으로 설정한 경우 합산값이 0 이상 2.5 미만일 경우 “좋음”, 2.5 이상 5 미만일 경우 “보통”, 5 이상 7.5 미만일 경우 “나쁨”, 7.5 이상 10 이하일 경우 “매우 나쁨”으로 필터의 상태 등급을 분류할 수 있다.

일 실시예에서, 합산 단계(S200)는 합산값을 필터사용시간에 따라 기 설정된 단위 시간 별로 저장할 수 있다. 예를 들면, 합산 단계(S200)에서 합산값은 1시간별, 10시간별, 1일별로 관리서버, 하드디스크, 이동식디스크 등 다양한 형태의 저장 장치를 통해 저장될 수 있다.

일 실시예에서, 출력 단계(S300)는 합산 단계(S200)를 통해 도출된 합산값이 기 설정된 임계값에 도달할 경우 필터교체신호를 출력부(30)를 통해 출력하는 단계이다. 일 실시예에서, 출력부(30)는 집진장치에 일 측면에 부착된 디스플레이 패널, 스피커 등을 포함할 수 있고, 이를 이용하여 청각적 또는 시각적 필터교체신호를 출력할 수 있다.

구체적으로, 필터교체신호는 디스플레이 패널에 필터교체를 의미하는 시각 표시가 출력되거나 스피커를 통해 필터교체를 알리는 신호음이 출력될 수 있다.

그리고, 출력부(30)는 출력 단계(S300)에서 합산값이 임계값에 도달할 경우 집진장치의 작동이 정지시킴으로써 사용자에게 필터교체를 유도할 수 있다.

출력 단계(S300)에 있어서, 출력부(30)는 합산 단계(S200)에서 분류된 필터의 상태 등급을 디스플레이 패널을 통해 서로 다른 색상으로 출력할 수 있다. 예를 들면, 필터의 상태 등급은 좋음, 보통, 나쁨, 매우 나쁨으로 분류될 수 있고, 이때, 상태 등급은 순차적으로 파랑, 초록, 노랑, 빨강으로 상이하게 표시할 수 있다.

또한, 출력 단계(S300)에 있어서, 출력부(30)는 합산값을 디스플레이 패널을 통해 날짜 별, 시간 별 비교 추이를 그래프화하여 출력할 수 있다. 예를 들면, 출력부(30)는 30일간 단위 시간별로 저장된 합산값의 변화추이를 하나의 그래프로 디스플래이 패널에 출력함으로써, 사용자는 필터의 단위 시간별 오염도 변화를 확인할 수 있고, 집진장치의 효율을 높일 수 있는 집진장치의 일일 사용시간, 흡입압력, 필터교체주기 등을 결정할 수 있다.

<집진필터 교환주기 계산 시스템>

도 2는 집진필터 교환주기 계산 시스템의 개략적인 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 도 2을 참조하면, 본 발명에 따른 집진필터 교환주기 계산 시스템은 측정부(10), 산출부(20) 및 출력부(30)로 구성될 수 있다.

측정부(10)는 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 측정하는 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 측정부(10)는 시간 측정 모듈 및 공기 압력 센서를 포함할 수 있다.

산출부(20)는 측정부(10)에서 측정된 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 수학식 1에 반영하여 합산값을 산출하는 역할을 수행한다.

출력부(30)는 산정된 합산값이 기 설정된 임계값에 도달할 경우 출력부를 통해 필터교체신호를 출력하는 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 출력부(30)는 디스플레이 패널, 스피커 등을 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

S100: 측정 단계
S200: 합산 단계
S300: 출력 단계
100: 집진필터 교환주기 계산 시스템
10: 측정부
20: 산출부
30: 출력부

Claims (10)

1. 측정부를 이용하여, 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 측정하는 측정 단계;
   산출부를 이용하여, 상기 측정 단계에서 측정된 상기 필터노출시간, 필터사용시간, 차압발생량 및 집진장치의 흡입압력을 하기 수학식에 반영하여 합산값을 산출하는 합산 단계; 및
   출력부를 이용하여, 산출된 상기 합산값이 기 설정된 임계값에 도달할 경우 필터교체신호를 출력하는 출력 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   집진필터 교환주기 계산방법.
   [수학식 1]
   P = 0.1a+0.7b+0.1c+0.1d
   {P는 합산값이고 a는 필터노출시간이며 b는 필터사용시간이고 c는 차압 발생량이며 d는 집진장치의 흡입 압력이고 a,b의 단위는 시간(hour)이며 c,d의 단위는 Pa이다.}
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 필터노출시간은,
   신규 필터가 집진장치에 장착되는 시점부터 시간으로 측정되는 것을 특징으로 하는,
   집진필터 교환주기 계산방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   신규 필터 장착시, 기존 필터의 사용시간은 리셋되고 상기 신규 필터를 장착한 시점을 시작으로 상기 신규 필터의 사용시간이 재산출되는 것을 특징으로 하는,
   집진필터 교환주기 계산방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 측정 단계는,
   상기 측정부를 통해, 상기 차압발생량을 기 설정된 단위 시간별로 저장하는 것을 특징으로 하는,
   집진필터 교환주기 계산방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 합산 단계는,
   상기 산출부를 통해, 상기 합산값에 따라 상기 필터의 상태를 하나 이상의 등급으로 분류하는 것을 특징으로 하는,
   집진필터 교환주기 계산방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 출력 단계는,
   상기 출력부를 통해, 상기 필터의 상태 등급이 서로 다른 색상으로 표시되는 것을 특징으로 하는,
   집진필터 교환주기 계산방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 합산 단계는,
   상기 산출부를 통해, 상기 합산값이 기 설정된 단위 시간별로 저장하는 것을 특징으로 하는,
   집진필터 교환주기 계산방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 출력 단계는,
   상기 출력부에서, 상기 합산값이 상기 임계값에 도달할 경우 상기 집진장치의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는,
   집진필터 교환주기 계산방법.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 출력 단계는,
   상기 출력부를 통해, 상기 합산값의 날짜 별, 시간 별 비교 추이가 그래프화하여 출력하는 것을 특징으로 하는,
   집진필터 교환주기 계산방법.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 필터교체신호는,
    청각적 또는 시각적 신호로 출력되는 것을 특징으로 하는,
    집진필터 교환주기 계산방법.
    

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