KR19990006402A - 실험실의 물체감지 이용 연무배출후드 콘트롤러 - Google Patents

Abstract

연무배출후드 내측에 있는 작업대상물의 존재를 검출하는 검출장치를 구비하여 연무배출후드 내측에 아무런 대상물이 존재하지 않는 경우 연무배출후드를 통과하는 공기의 양을 감소시켜 연무배출후드가 설치된 실내의 공기를 조화하는데 드는 에너지비용을 절약할 수 있도록 하는 연무배출후드의 콘트롤러에 관한 것이다. 이러한 연무배출후드 콘트롤러는 연무배출후드내에서 검출되는 대상물의 존재와 위치에 관한 함수로써 공기의 흐름을 조정한다. 대상물이 보다 안쪽 깊이 있을 때에는 연무가 퍼져갈 가능성이 적기 때문에 그러한 상황에서 연무의 흐름은 대상물이 샤시에 보다 가까운 곳에 위치하고 있는 경우에 필요로 되는 공기의 양에 비해 감소될 수 있다.

Description

실험실의 물체감지 이용 연무배출후드 콘트롤러

본 발명은 실험실용 연무배출후드의 통풍제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실험실용 연무배출후드내에 있는 대상물의 존재와 위치를 검출하여 그러한 물체의 존재와 위치의 함수로써 연무배출후드를 통과하는 공기유량을 제어하도록 하는 실험실의 물체감지 이용 연무배출후드 콘트롤러에 관한 것이다.

잠재적 위험성이 있는 화학약품을 취급하는 작업장에 설치하기 것으로 여러가지 실험실용 환경설비가 이용되고 있는 바, 함체를 구비하여 실험 등과 같은 행위를 위해 사람이 함체내부로 출입할 때 가변가능한 양으로 개방될 수 있도록 작동가능한 도어가 함체 전면부에 설치된 연무배출후드가 이용되고 있다. 상기 함체는 통상 임의의 유독한 가스를 제거하기 위한 배출시스템과 결합됨으로써 사람들이 연무배출후드내에서 실험을 하는 동안 그러한 유독한 가스에 노출되지 않도록 하게 된다. 그러한 연무배출후드의 샤시도어는 수직 또는 수평 방향으로 개방될 수 있도록 설계되며, 도어의 위치는 보통 샤시위치라고 불리워지기도 한다.

함체를 통과하는 공기의 유량을 제어하는 연무배출후드 콘트롤러는 최근 몇년간 보다 정교해지고 있으며, 이제는 연무배출후드의 개구부에 대한 소정의 평균면속도의 함수로써 함체로부터 연무를 보다 효율적으로 배출할 수 있도록 소정의 흐름특성을 보다 정확하게 유지할 수 있다. 평균면속도란 일반적으로 하나 또는 그이상의 샤시도어(단지 샤시라고도 함)의 위치에 따른 개방면적의 크기 및 대부분 형태의 함체에서는 도어 또는 도어들이 닫혀 있을 때 형성되는 측로 개구부의 양인 연무배출후드의 개방면적에서의 평방피트당 연무배출후드속으로 들어가는 공기의 양이라 정의된다.

연무배출후드는 개구부의 크기 또는 면적의 크기변경을 보상하기 위한 것으로 종종 여러 속도로 구동되어질 수 있는 송풍기가 구비되어 있는 배출시스템이 구비되어 있으며, 이로써 연무배출후드로부터의 공기의 흐름을 증가시키거나 감소시켜 배출하게 된다. 다시말해서 상기 송풍기는 배출다기관에 연결되고 이어 다수의 연무배출후드의 각 배출관에 연결되어 여러 속도로 구동될 수 있는 형태이거나 그렇지 않은 형태라도 좋은 것이며, 각각의 배출관으로부터의 공기흐름을 제어할 수 있도록 각각의 배출관내에 댐퍼를 설치함으로써 소정의 평균면속도를 유지할 수 있도록 공기흐름을 조절할 수 있다.

연무배출후드가 구비되어 있는 실험실에서 적절한 안전을 제공하기 위하여 연무배출후드의 내부로부터 없어서는 안될 정도의 실제적인 공기를 포함하고 있는 최소량의 공기를 배출할 필요가 있다. 물론, 이러한 공기는 연무배출후드가 설치되어 있는 실내로 부터 나오게 되며, 그러한 공기는 사람들이 실험실내에서 작업하고 있기 때문에 보통 비교적 쾌적한 온도를 갖고 있다. 기후조건에 따라 실험실로 공급되는 재순환공기는 난방되었거나 냉방되어졌음에 틀림없는 외부공기이며, 그의 온도상태와 관련하여 커다란 비용이 든다.

최근에는 실험실용 연무배출후드설비를 가지고 있는 건물의 소유자가 경험하고 있듯이 심각한 에너지비용에 대해 크게 깨닫고 있고, 그리하여 연무배출후드내에서 일하고 있는 사람의 안전을 해함이 없이 연무배출후드의 설계 및 조작에서, 또한 실험실의 에너지수요에 관한 운전비용을 감소시키기 위한 실험실용 룸콘트롤러에서 개선이 이루어지고 있다.

현재 나와있는 개선안들중에는 실험실에 있는 개개인들의 존재와 부재를 검출하여 사람이 실험실내에 존재하지 않을 때 연무배출후드를 통해 배출되는 공기의 양을 보다 낮추도록 하는데 이용되는 감지장치를 사용하고 있다. 이는 여러 종류의 동작감지기를 사용하여 실험실내에 있는 개인의 존재를 감지하고 있다. 다른 기술로써는 실내에 전등이 켜져 있는지 여부를 통해 감지하는 것으로, 전등이 꺼져 있는 경우 사람이 아무도 없는 것으로 판단한다. 방안에 사람들이 없는 것으로 간주되는 경우 연무배출후드를 통과하는 공기의 흐름이 역류하는 계기가 되기 쉬으므로, 필요로하는 공급공기의 양을 감소시켜서 공급공기의 조화에 드는 에너지비용을 절감시킬 필요가 있다. 역류되는 양은 사용자에 따라 변화하게 되지만, 주어진 면속도에 대한 공칭 흐름의 50 내지 60 %에 가깝게 할 수 있다.

상기한 기술들은 실내에 있는 사람들의 존재를 포함하는 조건의 감지에 의거 공기의 유량을 감소시키는데 효과적이지만, 연무배출후드의 작동에 관련된 에너지보존에 유익하게 이용될 수 있는 것으로, 연무배출후드 그 자체의 내부에 있는 기타 조건에 대해서는 다루지 않고 있다.

따라서, 본 발명의 첫번째 목적은 연무배출후드내에 있는 대상물을 감지하고 그에 따라 연무배출후드를 통과하는 공기의 유량을 조절함으로써 에너지비용을 저감시킬 수 있도록 연무배출후드를 통과하는 공기의 유량을 선택적으로 제어할 수 있는 보다 개선된 연무배출후드 콘트롤러를 제공하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 중요한 목적은 연무배출후드내에 있는 대상물의 위치를 감지하고 그에 따라 연무배출후드를 통과하는 공기의 유량을 조절함으로써 에너지비용을 저감시킬 수 있도록 연무배출후드를 통과하는 공기의 유량을 선택적으로 제어할 수 있는 보다 개선된 연무배출후드 콘트롤러를 제공하고자 함에 있다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은 연무배출후드내부에서 아무런 대상물이 검출되지 않는 경우 즉 유해한 연무가 존재하지 않는 것으로 나타나는 경우 연무배출후드를 통과하는 공기의 유량을 자동으로 감소시킬 수 있도록 적용된 보다 개선된 연무배출후드 콘트롤러를 제공하고자 함에 있고, 이의 보조적인 목적으로는 연무배출후드내에서 대상물이 전혀 검출되지 않는 경우 실제적으로 전혀 공기의 흐름이 없을 수 있는 최소의 공기량으로 흐르도록 감소시키도록 된 연무배출후드 콘트롤러를 제공하고자 함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 연무배출후드에 근접하게 배치된 감지수단을 구비하여 연무배출후드안에 있는 대상물의 존재를 검출하도록 된 연무배출후드 콘트롤러를 제공하고자 함에 있다.

그리고 본 발명의 또다른 목적은 연무배출후드내에 있는 대상물의 위치를 거물하도록 된 감지수단을 구비하여, 앞서 설명된 바와 같은 부수적인 비용을 감소시키기 위하여 공기의 유량을 최소화시키지만 적절한 안전도를 유지할 수 있도록 유량의 수준을 조정하도록 된 연무배출후드 콘트롤러를 제공하고자 함에 있다.

그외의 목적은 첨부된 도면에 의거 설명된 본 발명의 상세한 설명에서 명백하게 알 수 있을 것이다.

일반적으로 하나 이상의 샤시도어에 의해 닫혀지지 않는 개구부를 포함하여 연무배출차양의 총 개도크기를 효율적으로 하는 방법으로 연무배출후드를 통과하는 공기를 연무배출후드 콘트롤러가 조절하고 있다. 이는 닫혀지지 않은 개구영역에도 불구하고 닫혀지지 않은 부분의 표면적당 평균 공기량이 연무배출후드속으로 이동하게 될 것이다. 이에 따라 공기가 항상 연무배출후드속으로 흘러들어가 배출관으로 나오기 때문에 실험실내에서 유독한 연무에 노출되어 있는 사람을 보호하게 되는 것으로, 공기는 사전에 설정된 속도로 제어하는 것이 바람직하지만 일반적으로 닫혀지지 않은 유효 표면적의 평방 피트에 대해 분당 약 60 ∼ 150 입방 피트의 범위내로 하는 것이 바람직하다.

넓게 말해서 본 발명은 안전한 작동조건을 유지함과 더불어 비용을 절감시키고자 할 때 공기의 흐름을 감소시키도록 연무배출후드를 통과하는 공기의 흐름이 제어되는 곳의 연무배출후드용 콘트롤러를 가리키는 것이다. 그렇지만 특히 중요한 것은 안전비용면에서는 절약되지 않는다는 것이다. 연무배출후드용 콘트롤러는 연무배출후드내에 대상물이 존재하는지 여부를 감지하는 감지수단을 구비하여 연무배출후드내에 그 대상물이 존재한다면 그 대상물의 위치와 마찬가지로 연무배출후드내에서의 대상물의 존재 또는 부존재의 함수로써 연무배출후드를 통과하는 공기의 흐름을 제어하도록 적용된다. 그러므로 연무배출후드용 콘트롤러는 연무배출후드내에 그 대상물이 전혀 존재하지 않는다면 최소한의 공기흐름만 가능케하여 연무배출후드를 통과하는 공기의 흐름을 감소시킬 수 있으며, 유독한 연무가 존재하지 않음을 표시하게 한다. 또한 연무배출후드용 콘트롤러는 연무배출후드내에 있는 대상물의 위치의 함수로써 공기의 흐름을 제어하는데 채용된다. 이에 관해서는 연무원이 개구부에 가까울수록 연무가 연무배출후드의 개구부를 통해 흘러나갈 가능성을 증가되는 것으로 알려져 있다. 이와 같이, 만일 위험한 연무를 방출하는 화학약품이나 그와 같은 것을 포함하고 있는 분쇄기가 연무배출후드의 내측에서 뒤쪽으로 가깝게 놓여져 있다면 연무가 앞쪽으로부터 흘러나갈 가능성은 적다. 그러한 경우 연무배출후드를 통과하는 양은 안전도를 떨어뜨리지 않고 어느 정도 감소시킬 수 있으나, 적은 양과 관련해서 아직 비용절감을 느끼게 하고 있다.

도 1 - 건물의 난방, 환기 및 공기조화 관측 및 제어시스템과 결합되는 본 발명에 따른 장치의 개략적 구성도

도 2 - 정면도로 도시되어 있는 조작반에 연결되어 도시된 연무배출후드 콘트롤러의 개략적 구성도

도 3 - 수직으로 작동가능한 샤시도어를 갖춘 대표적인 예로써 측로 개구부가 정면상단에 배치되어 있는 연무배출후드의 개략적 정면도

도 4 - 수평으로 작동가능한 샤시도어를 갖춘 대표적인 연무배출후드의 개략적 정면도

도 5 - 도 4의 5-5선을 따라 일반적으로 본 단면도

도 6 - 본 발명을 구체화하는 물체감지수단을 갖춘 연무배출후드의 정면사시도

도 7 - 복수의 도어샤시위치 표시스위칭수단의 개략적 전기회로도

도 8 - 도어샤시위치 표시스위칭수단의 단면도

도 9 - 연무배출후드의 도어샤시의 위치를 결정하기 위한 전기회로도의 개략적인 도면

도 10 - 도 10a, 도 10b, 도 10c, 도 10d 및 도 10e의 상호 관련 위치를 나타내는 것으로, 이를 모두 합쳤을 때에는 본 발명을 구체화하는 연무배출후드 콘트롤러수단의 회로도를 나타내는 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20,60,64 - 연무배출후드 콘트롤러

22 - 룸콘트롤러 24 - LAN선로

26 - 주제어반 28 - 배출량감지센서

32 - 트랜스포머 34 - 조작반

38 - 콘넥터 40 - 액정표시판

44 - 경보기 46 - 비상스위치

48 -보조스위치 49 - 배출공기흐름센서

50 - 경보기스위치 62,66 - 샤시도어

63 - 개구부 65 - 그릴

68 - 트랙 70 - 배출관

80 - 스위치메카니즘 82 - 폴리에스테르기재층

84 - 저항소자 88 - 도전성잉크(저항층,도전소자)

90 - 접착비드 92 - 점착층

94 - 액츄에이터 106 - 출력선로

120 - 마이크로프로세서 128 - 독출전용 메모리

130 - 멀티플렉서 136 - RS232드라이버

140,148 - 발광대 142 - 발광소자

144,150 - 광검출대 146 - 광검출소자

이하 본 발명의 구성 및 작용효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 구성도로서, 다소의 연무배출 콘트롤러(20)가 룸콘트롤러(22)와 주제어반(26)에 연결된다. 또한, 상기 룸콘트롤러(22)는 배출량감지센서(28)와 공급량감지센서(29)에 연결된다. 연무배출 콘트롤러(20)는 룸콘트롤러(22)와 배출콘트롤러 및 주제어반(26)과 복수케이블등으로 이루어진 선로(24)로 예시된 바와 같이 구내통신망(LAN)으로 상호연결되어 있다. 룸콘트롤러(22)와 배출콘트롤러 및 주제어반(26)은 보통 연무배출후드가 설치되어 있는 실험실이 위치하고 있는 곳의 건물용 주HVAC시스템의 일부이다. 연무배출후드 콘트롤러(20)에는 트랜스포머(32)등에 의해 적정한 전압으로 조정되는 전원이 선로(30)를 통해 공급된다.

룸콘트롤러(22)는 바람직하기로는 실내로 가변하는 공기량을 공급할 수 있는 것으로서, 랜디스 앤드 스태파사의 시스템 600 SCU콘트롤러가 있다. 룸콘트롤러(22)는 LAN선로(24)를 통해 통신을 할 수 있는 것이다. 룸콘트롤러는 광범위한 문서에 나타나 있는 바와 같이 상업적으로 이용가능한 콘트롤러인바, 시스템 600 SCU 콘트롤러의 사용자지침서 참조번호 125-1753에는 특히 본 발명에 관련된 지침이 나와 있다.

룸콘트롤러(22)는 선로(23)를 통해 각각의 연무배출후드 콘트롤러(20)로부터 각각의 연무배출후드 콘트롤러(20)에 의해 배출되는 공기의 양을 나타내는 아날로그입력신호와 연무배출후드의 배출과는 별도로 주배출시스템을 통해 배출되고 있는 공기의 양을 나타내는 배출량감지센서의 비교신호를 수신한다.

도 2에는 연무배출후드 콘트롤러(20)의 입출력포트의 기능이 예시되어 있고, 또한 연무배출후드 콘트롤러(20)가 조작반(34)에 연결되어 있음을 나타내고 있다. 각각의 연무배출후드가 연무배출후드 콘트롤러(20)를 구비하고 있고, 조작반이 각각의 연무배출후드 콘트롤러에 설치됨을 알 수 있다. 조작반(34)은 각각의 연무배출후드에 설치되고 선로(36)를 통해 연무배출후드 콘트롤러(20)에 상호 연결되는 바, 8개의 도선으로 이루어진 멀티 케이블의 사용이 바람직하다. 조작반(34)은 연무배출후드의 초기 설치시 연무배출후드의 구조나 작동에 관한 정보를 입력하거나 혹은 필요한 경우 임의의 동작요소를 변경시키기 위하여 랩탑 컴퓨터등을 연결시킬 수 있는 예컨대 6가닥 RJ11형 전화기용 짹인 콘넥터(38)를 구비하고 있다. 조작반(34)은 연무배출후드로 작업하고 있는 사람이 용이하게 관측하기에 편리한 위치인 연무배출후드에 설치하는 것이 바람직하다.

연무배출후드 콘트롤러의 조작반(34)은 선택적으로 작용될 때 평균면속도를 나타내는 3개 디지트를 포함하여 연무배출후드의 각종 동작상태를 시각적으로 나타내는 액정표시판(40)을 구비하도록 하는 것이 좋다. 액정표시판(40)은 저속 면속도, 고속 면속도 및 비상 상태와 같은 다른 상태 및 콘트롤러오류도 나타내고 있다. 조작반은 경보기(44)와 우연한 사고의 경우 연무배출후드를 일소하기 위하여 조작자가 누를 수 있는 비상스위치(46)를 구비하고 있다. 조작반에는 주간/야간모드를 포함하여 여러 사용자의 필요성에 의거 사용될 수 있는 2개의 보조 스위치(48)가 설치되어 있다. 야간에는 주간과는 달리 가정컨대 그 영역내에 일하는 사람이 아무도 없을 수도 있어서 평균면속도를 낮게 하는 것이 에너지를 보존할 수 있을 것이기 때문이다. 경보기스위치(50)는 경보기를 구분할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.

연무배출후드는 수직방향, 수평방향 또는 양방향으로 작동되는 단일 샤시도어나 복수 샤시도어를 포함하여 서로 다른 모양, 크기 및 구조를 갖고 있다.

도 3은 참조부호 60 전체가 나타내는 연무배출후드를 나타내는 것으로, 연무배출후드에 접근할 수 있도록 이동될 수 있음과 더불어 실제적으로 도시된 바와 같이 닫혀질 수 있는 수직으로 작동되는 샤시도어(62)가 설치되어 있다. 연무배출후드는 일반적으로 샤시도어(62)와 같은 샤시도어가 완전히 닫혀 있는 경우라도 개구부(63)와 같이 연무배출후드내측으로 어느 정도 크기의 개구부가 설치되어 그를 통해 공기가 통과하도록 설계된다. 통상 개구부(63)는 측로영역이라 불리워지며, 그 외양은 연무배출후드속으로의 공기의 흐름을 고려하여 결정될 수 있다. 몇가지 종류의 연무배출후드는 다른 것들이 샤시도어의 하단에 설치되어 있는 것과 달리 샤시도어의 상단에 배치되는 측로 개구부를 구비하고 있다. 어떤 연무배출후드에 있어서는 샤시도어의 첫번째 이동량이 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 샤시도어 하단에서 개구부를 증가시키지만 샤시도어를 들어올리는 것이 아니라 단순히 측로 개구부를 잘라냄으로써 연무배출후드의 총 개구부의 크기가 샤시도어의 이동경로를 통해 대략 샤시도어(62)의 첫번째 ¼이동량으로써 측로 영역에 가로 놓여지도록 설치되는 그릴(65)의 모든 영향을 무시하고 비교적 일정하게 유지된다.

다른 종류의 연무배출후드는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 수평방향으로 이동될 수 있는 것으로, 한 쌍의 상하측 인접 트랙(68)에서 가동될 수 있는 복수의 샤시도어(66)를 구비하고 있다. 상기 샤시도어(66)가 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 위치하고 있을 때 연무배출후드의 개구부는 완전히 닫혀진 상태이며, 조작자는 연무배출후드에 출입하기 위하여 수평방향으로 샤시도어(66)를 이동시킬 수 있다. 두 종류의 연무배출후드(60)(64) 모두다 앞서 설명된 바아 같이 보통 HVAC장치와 같은 배출시스템으로 연장되는 배출관(70)을 구비하고 있다.

특별히 예시되지는 않았지만, 또다른 형태의 조합도 가능한 것으로, 거주지에 적합한 유리창과 마찬가지로 인접 트랙에서 수직방향으로 가동될 수 있는 2개 이상의 샤시도어를 갖추고서 연무배출후드의 개구부를 따라 서로 인접된 위치에 수직방향으로 가동시킬 수 있는 복수 셋트의 샤시도어를 설치할 수 있다.

연무배출후드 콘트롤러(20)의 중요한 일면에 따르면 앞서 설명된 바와 같이 여러 크기와 구조를 갖는 연무배출후드를 작동시킬 수 있도록 적용되며, 또한 여러개의 연무배출후드가 설치될 수 있고 건물의 HVAC시스템의 일부일 수 있는 통상적인 배기다기관에 합쳐지게 되는 배기관을 갖추고 있는 실험실에 결합시킬 수 있도록 적용된다. 연무배출후드는 자체적으로 완비된 설비일 수도 있고 그 자체의 분리된 배기관을 갖출 수도 있다. 하나의 연무배출후드를 설치하는 경우에는 배출관에 결합되는 송풍기 모터의 구동속도를 가변가능하게 하여 모터와 송풍기의 속도로써 연무배출후드를 통과하는 공기의 흐름양을 정확하게 제어하는 것이 보편적이다. 한편, 단일 지역에 복수의 연무배출후드를 설치하는 경우에는 각 연무배출후드의 배출관이 하나 이상의 보다 큰 배출다기관에 결합되도록 하고 하나의 대형 송풍기를 배출다기관시스템에 설치하도록 하는 것이 보편적이다. 이러한 형태의 설비에 있어서, 각 연무배출후드의 제어는 각 연무배출후드의 배출관에 설치되는 별도의 댐퍼에 의해 달성할 수 있으므로 연무배출후드에 설치되는 댐퍼의 위치를 적절하게 제어함으로써 공기흐름의 변화량을 제어할 수 있다.

연무배출후드 콘트롤러는 실제적으로 상업적으로 이용가능한 여러 종류 및 여러 형태의 연무배출후드에 적용되는 것이며, 이를 위하여 연무배출후드 콘트롤러와 함께 사용되는 여러 센서들에 연결될 수 있는 다수의 입출력포트(선로, 컨넥터 및 이와 동종의 고려될 수 있는 모든 것)를 갖추고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 앞서 설명된 바와 같은 배출관의 댐퍼에서 디지탈신호/아날로그압력변환을 인터페이스하는 디지탈출력포트 혹은 DO포트를 구비하고 있지만, 또한, 만일 그러한 방법으로 설치되어 있다면, 팬을 가변가능한 속도로 조절하기 위한 아날로그전압 출력포트도 구비하고 있다. 수평 및 수직적으로 가동가능한 샤시의 위치를 감지하는데 사용하기 위한 것으로 5개의 샤시위치센서포트가 있고, 또한 배출공기흐름센서(49)에 연결하도록 설치된 아날로그입력포트도 설치되어 있다. 비상스위치용 디지탈입력포트가 구비되어 있고, 보조신호와 같이 경보음을 출력하기 위한 디지탈출력포트도 구비되어 있다. 또한 아날로그전압 출력포트가 공기량신호를 룸콘트롤러(22)로 송출할 수 있도록 설치되어 있다. 배출공기흐름센서가 설치되지 않는 어떤 응용예에 있어서는 면속도를 표시하는 월 속도 센서가 이용될 수 있으며, 그러한 신호를 위한 입력포트가 구비되어 있다. 그러나 그러한 센서의 이용은 일반적으로 덜 정확한 것으로 바람직한 실시예가 아닌 것으로 고려된다. 이러한 여러 입출력포트로서 실제로 어떤 형태의 연무배출후드가 효율적이고 편리한 방법으로 제어될 수 있는 것이다.

샤시도어의 위치를 결정하기 위해서 도 7,도 8, 도 9에 도시된 바와 같이 각각의 이동가능한 샤시도어에 인접해서 샤시위치센서가 설치되어 있다. 도 8에 대해 설명하면, 도어샤시위치센서는 단위길이당 공지의 일정 저항성분을 갖는 전기 저항소자(84)가 저항재질의 잉크로써 띠형태로 인쇄되어 있는 비교적 얇은 폴리에스테르기재층(82)으로 구성하는 것이 바람직한 비교적 단순한 기계설계구조의 길다란 스위칭메카니즘(80)으로 이루어져 있다. 또다른 폴리에스테르기재층(86)이 설치되며 그 위에는 도전성 잉크(88)로 된 띠가 설치되어 있다. 2개의 기재층(82)(86)은 그 띠의 반대쪽에 배치되는 2개의 접착비드(90)에 의해 점착적으로 결합되어 있다. 비드가 도전 및 저항층(88)(84)사이에서 공간영역을 형성하도록 하면서 기재층은 5/1000인치 그리고 비드는 2/1000인치 정도의 두께로 하는 것이 바람직하다. 스위칭메카니즘(80)은 점착층(92)에 의해 연무배출후드에 바람직하게 적용된다.

폴리에스테르재는 하나의 기재층이 다른 기재층쪽으로 이동할 수 있을 정도로 충분히 유연하게 함으로써 적당한 샤시도어에 의해 이송되는 스프링 바이어스 액츄에이터(94)에 따라 접촉이 이루어지게 되는 바, 띠가 인접되게 배치되도록 함으로써 샤시도어가 이동될 때 액츄에이터(94)가 스위칭메카니즘(80)을 따라 이동되어 저항/도전 기재층사이에서 접촉이 이루어지고, 그리하여 스위칭수단의 길이에 따라 액츄에이터(94)의 위치를 나타내는 전압을 출력하는 후술될 전기회로망에 의해 감지된다. 다시 말해서, 액츄에이터(94)가 도어에 의해 이동됨으로써 샤시도어의 위치를 나타내는 전압을 출력하게 된다.

액츄에이터(94)는 스프링에 의해 스위칭메카니즘(80) 방향으로 탄지되도록 함으로써 도어가 이동될 때 2개의 기재층을 함께 이송시키도록 스위칭수단에 충분한 압력이 작용하도록 하여 도전/저항 기재층이 서로 전기적 접촉이 이루어지도록 하고, 만일 이와 같이 된다면 전압레벨이 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이 스위칭메카니즘(80)이 샤시도어의 전 이동거리에 걸쳐 설치되도록 충분한 길이를 갖도록 함으로써 샤시도어의 위치를 정확하게 결정하게 할 수 있다.

스위칭메카니즘(80)은 개요도 형태의 도면인 도 3 및 도 5의 예시에서와 같이 실질적으로 샤시프레임내에 그 자체내에 배치하는 것이 바람직한 것이므로 도시된 바와 같이 볼 수 없는 것이다. 스위칭메카니즘의 폭과 두께는 너무 작아서 샤시도어의 작동에 거의 영향을 주지 않는다. 액츄에이터(94)는 샤시도어에 드릴로 뚫는 작은 구멍속에 배치하거나 또는 샤시도어의 한쪽 끝에서 외부에 부착하도록 하여 스위칭메카니즘(80)을 작동시킬 수 있는 위치에 배치되게 할 수 있다. 도 3 및 도 6에 도시된 수직가동 샤시도어에 있어서, 스위칭메카니즘(80)은 샤시도어 측방의 일측 또는 그 반대쪽에 설치하는 것이 바람직하나, 그에 반하여 수평가동 샤시도어에 있어서는 스위칭메카니즘(80)이 트랙(68)의 상부에 배치되도록 하여 가동도어의 무게가 스위칭메카니즘(80)에 작용하지 않도록 하거나 또는 손상을 주지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도 9는 위치표시전압을 발생시키는 바람직한 전기회로망을 도시한 것으로, 이 회로망은 단일 트랙에서 2개의 샤시도어의 위치를 나타내는 2개의 분리된 전압을 출력하도록 적용된다. 도 5의 단면도에 관해 설명하면, 2개의 수평트랙이 구비되어 각각의 트랙은 2개의 샤시도어를 이송시키며, 도 9에 도시된 회로와 같이 스위칭메카니즘(80)이 각 트랙에 설치됨으로써 도시된 바와 같이 4개의 각 샤시도어에 대한 별개의 전압을 출력한다.

스위칭수단은 점착층(92)으로서 연무배출후드에 적용되고, 액츄에이터(94)는 스위칭수단의 길이방향에 따른 위치에서 스위칭수단을 누르도록 적용된다. 도 7에는 한 쌍의 스위칭수단이 도 5에 도시된 2개의 트랙에 대해 나타난 것처럼 예시되어 있다. 스위칭메카니즘(80)은 각 트랙에 설치되고, 예시된 4개의 화살표는 액츄에이터(94)에 의한 접촉포인트를 나타내는 것으로, 스위칭수단의 끝단과 최근접화살표 사이의 거리에 비례하는 전압을 나타내는 신호의 크기로서 각 스위칭수단의 각 끝단에 인가되어지는 신호를 발생하게 된다. 이와 같이 단일 스위칭메카니즘(80)은 각각의 트랙에서 2개의 도어에 대한 위치신호를 발생하도록 이용된다. 전압발생을 수행하는데 이용되는 회로가 도 9에 도시되어 있고, 각 트랙에 대해 이러한 회로들의 하나가 포함된다. 저항소자는 참조부호 84로 도시되어 있고 도전소자(88)는 도시되어 있는 2개의 화살표로 접지에 연결되어 있는 형태로 예시되어 2개의 별개 도어에 결합되어 있는 각 액츄에이터(94)로 인한 저항소자와 도전소자 사이에서 접촉위치를 나타낸다. 상기 회로에는 PNP트랜지스터(102)의 베이스에 연결되는 출력단을 가지고 있는 연산증폭기(100)가 구비되어 있고, 상기 PNP트랜지스터(102)의 에미터에는 저항(104)을 통해 양극의 전압원이 연결됨과 더불어 연산증폭기(100)의 반전입력단이 연결되며, 상기 연산증폭기(100)의 비반전단자에는 바람직하기로 5 V의 양극 전압이 연결되어 있다. 트랜지스터(102)의 컬렉터(102)에는 저항소자(84)의 한 단자가 연결되어 있음과 더불어 도어의 위치를 나타내는 전압이 발생되는 출력선로(106)가 구비되어 있다.

상기 회로는 저항소자(84)로 일정전류를 직접 발생시키도록 작용하며, 이 전류는 저항을 따라서 최근접 접속위치가 변경됨에 따라 변경되는 컬렉터와 접지간의 저항값에 비례하는 전압을 출력선로(106)상으로 발생되게 된다. 연산증폭기는 비반전입력단의 전압레벨과 동일하도록 반전입력단의 구동을 꾀하도록 작용하며, 그 결과 연산증폭기의 출력단에 인가되는 전류로서 띠모양으로 된 저항소자(84)의 유효길이에 직접적으로 비례하여 변화하는 전류를 발생한다. 상기 회로의 하단부는 앞서 설명된 것과 동일한 방법으로 작용하여 그와 유사하게 트랙의 다른 샤시도어에 결합되어 있는 액츄에이터(94)에 의해 만들어지는 전압으로서 저항소자(84)의 일단과 접촉위치간의 거리에 비례하는 전압을 출력선로(108)로 발생한다.

연무배출후드 콘트롤러의 종합적인 회로구성도를 설명한다. 만일 분리된 도면인 도 10a, 도 10b, 도 10c, 도 10d 및 도 10e가 도 10에 도시된 방법으로 서로 인접해서 배치된다면 연무배출후드 콘트롤러(20)의 총체전인 전기회로구성도가 된다. 도 10a 내지 도 10e의 회로동작은 상세하게 설명되지 않을 것이다. 상기 회로는 마이크로프로세서에 의해 구동되는 것으로, 이후부터 콘트롤러의 기능제어를 수행하는 중요한 알고리즘이 설명될 것이다. 도 10c에 대해 설명하면, 상기 회로에는 수정발진기(122)에 의해 8 MHz클럭이 제공되는 모터롤러사의 MC 68HC11 마이크로프로세서(120)가 구비되어 있다. 마이크로프로세서(120)는 프로그램가능한 독출전용 메모리(EPROM;128)를 통해 3상 버퍼(126)(도 10d)가 연결되어 있는 데이타버스(124)를 구비하고 있다. EPROM(128)은 3상 버퍼(126)에 연결되어 있는 어드레스라인(A0 내지 A7)과 마이크로프로세서(120)에 연결되어 있는 어드레스라인(A8 내지 A14)을 구비하고 있다.

상기 회로에는 3개의 8비트 멀티플렉서(130), 데이타 랫치(132)(도 10d), 연무배출후드에 의해 배출되는 공기의 양을 나타내는 아날로그출력을 발생시키도록 사용되는 디지탈/아날로그변환기(134)가 구비되고, 그들에 의한 정보는 앞에서 도 2에 의거 설명된 바와 같이 룸 콘트롤러(22)로 공급된다. 도 10b에 관해 설명하면, 휴대용 터미널과 정보를 송수신하기 위한 것으로 RS232드라이버(136)가 설치되어 있다. 도 9에 도시된 회로는 전체 구성도에도 도시되어 있을 뿐만 아니라 도 10a와 도 10B에 예시되어 있다. 기타 구성요소들은 통상 잘 알려진 것이므로 그 밖의 설명은 필요로 하지 않는 것이다.

본 발명의 중요한 요소에 따라 도 6에 관해 설명하면, 연무배출후드의 내부에 감지수단이 설치되어 있는 바, 바람직한 실시예에 있어서는 연무배출후드의 바닥을 따라서 불연속적인 진로를 따라 연무배출후드의 그 반대쪽에 배치되는 광검출대(144)에 의해 검출될 수 있는 빛을 각각 발하도록 적용되는 복수의 발광소자(142)를 갖추고 있는 것으로서, 적어도 연무배출후드(60)의 내부 일측에 위치하고 있는 발광대(140)가 구비되어 있다. 광검출대(144)는 바람직하기로는 포토트랜지스터와 같은 복수의 광검출소자(146)로 구성되는 것이며, 이는 특정 진로를 따라 광검출대와 발광대간의 사이에 있는 물체의 출현을 검출하도록 적용된다. 이에 관해서, 발광대는 바람직하기로는 발광다이오드와 같은 복수의 발광소자로 구성되는 것으로, 광검출대(144)에 있는 특정 광검출소자(146)를 향해 직접 빛을 발하게 된다. 이와 같이 복수의 발광소자(142)는 빛의 진로를 통해 물체의 유무를 검출하도록 적용되는 광회로를 이루기 위해 광검출소자(146)와 결합된다. 광검출소자(146)는 만일 연무배출후드내에 대상물이 있어서 하나 이상의 광회로가 차단된다면 바람직하게 동일여무를 판단함으로써 연무배출후드의 전방에서 대상물까지의 거리를 결정할 수 있다. 그와 같은 대상물위치의 결정값은 연무배출후드를 통과하는 공기의 흐름을 제어하는 콘트롤러에서 사용될 수 있다.

수직으로 진행하는 빛을 발하는 발광대(148)와 수직으로 진행하는 빛을 검출하는 광검출대(150)를 연무배출후드(60)의 뒷벽으로 부터 대략 2 내지 4인치 정도 떨어진 곳에 각각 배치하여 설치될 수 있다. 이러한 발광대(148)와 광검출대(150)는 실질적으로 발광대(140)와 광검출대(144)처럼 동일한 방법으로 작동되지만, 이는 통상 연무배출후드에 있을 수 있는 선반상에 있는 대상물을 검출하기 위하여 배출되는 것이다. 광회로는 각 선반의 위치보다 약간 높게 배치되며 선반상에 있을 수 있는 작은 물건의 유무도 검출할 수 있도록 적용된다.

물론, 본 발명에서는 상기한 설명에서와 같이 발광대와 광검출대를 적용하고 있지만, 발광장치와 광검출장치가 연무배출장치의 벽에 각각 설치될 수 있으므로 발광대와 광검출대를 필요로 하지 않을 수도 있다. 또한 본 발명의 기술범위에 있어서 상기에 설명한 회로에 부가하여 적외선회로, 레이저회로, 초음파회로 및 기타형태의 회로가 포함된다. 그리고 바닥에 있는 대상물이나 선반에 있는 대상물의 검출까지도 필요한 경우에는 도 6의 참조부호 152에서 개략적으로 도시된 바와 같이 로드셀이나 무게측정장치에 의해 수행될 수 있다.

또한 본 발명의 기술범위에 있어서 연무배출후드의 내외측에 설치될 수 있는 CCD카메라(154)와 같은 비디오스캐닝수단이 포함될 수 있는데, 내외측 어느 쪽에 설치되는 경우라도 연무배출후드의 내부를 관측하도록 적용되며, 연무배출후드의 내측에 있는 이미지를 획득하여 분석한다. 비어 있는 연무배출후드에 대한 이미지가 저장되어 있어서 연무배출후드내에 어떠한 작업대상물이 존재하고 있는지 여부를 결정할 때 만일 대상물이 존재한다면 대상물의 존재여부뿐만 아니라 위치도 검출하기 위한 목적으로 이용될 수 있다. 그리하면 처리수단에서는 획득된 이미지정보를 저장되어 있던 비어 있는 연무배출후드의 이미지정보와 비교하여 작업대상물이 연무배출후드내에 존재하는지 여부를 결정할 수 있다.

연무배출후드를 통과하는 공기흐름의 제어는 여러가지 방법으로 제어될 수 있지만 바람직한 일실시예로는 모든 대상물이 연무배출후드의 벽에서 약 2인치내에 있다면 연무배출후드의 전방으로부터 약 6인치내에 그 대상물이 있는 경우 사용될 수 있는 공칭 평균면속도의 거의 50%값으로 감소시킨다. 전방 위치로부터 후방위치까지의 6인치사이의 면속도의 제어는 비례적으로 나뉘어질 수 있다. 광회로가 연무배출후드의 전방으로부터 6인치보다 가까운 위치에서 중단되거나 차단된다면 경보기가 작동되도록 하는 것이 바람직하다. 경보기는 시청각적인 방법이 모두 이용될 수 있다.

만일 검출장치가 연무배출후드내에 대상물이 없는것으로 검출하는 경우 콘트롤러가 공칭 평균면속도의 단지 10% 내지 20% 정도의 최소조건으로 공기흐름을 감소시키는 것도 본 발명의 범위내에 있는 것이다. 공기흐름이 전혀 없는 것으로 상상해 볼 수 있지만 다수의 공기변화가 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 10% 내지 20%의 값이 그를 달성하게 될 것이다.

상기의 설명에 있어서, 연무배출후드를 통과하는 공기의 흐름에 독특한 제어를 제공하는 보다 개선된 콘트롤러가 도시되고 설명되었는데, 연무배출후드를 통과하는 필요한 공기의 흐름에 관하여 효과적인 안전성을 제공하지만 특정 검출조건아래 공기흐름을 유지하는 것이다. 공기의 감소흐름은 공기조화에 대해 경제성을 부여하며 연무배출후드가 설치되는 방에 반드시 제공되어야 하는 것이다.

본 발명의 여러 실시예가 도시되고 설명되었지만 여러가지 변경이나 대체 그리고 동등한 것이 이용될 수 있지만, 본 발명의 청구범위와 그 기술사상에 속하는 것에 국한되는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 연무배출후드 내측에 있는 작업대상물의 존재를 검출하여 아무런 대상물이 존재하지 않는 경우 연무배출후드를 통과하는 공기의 양을 감소시킴으로써 연무배출후드가 설치된 실내의 공기를 조화하는데 드는 에너지비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 적어도 하나의 이동가능한 샤시도어가 출입용 개구부를 닫도록 설치되고, 상기 연무배출후드는 처음에 출입용 개구부를 통과하는 평균면속도로 측정되는 양만큼 연무배출후드로부터 공기와 연무를 뿜어내는 배출관과 통신이 가능하도록 설치되는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치에 있어서, 연무배출후드 내측에 있는 작업물체를 검출하여 연무배출후드내에 작업물체의 부재를 나타내는 신호를 발생하는 검출수단과 연무배출후드로부터 뿜어내는 공기의 유량을 제어하기 위하여 상기 작업물체부재 신호에 반응하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 물체검출수단은 연무배출후드의 내부를 세밀히 조사할 수 있는 적어도 하나의 방출회로를 형성도록 전략적으로 배치되는 방출수단과 방출신호 검출수단으로 구성되며, 상기 방출신호 검출수단은 방출회로가 차단되지 않을 때 상기 방출신호를 발생시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 물체검출수단은 복수의 방출회로를 형성하여 작업물체의 존재와 출입용 개구부로부터의 거리를 검출하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 방출회로는 발광다이오드로 구성된 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.
5. 제 3 항에 있어서, 방출회로는 적외선발생수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.
6. 제 1 항에 있어서, 작업물체검출수단은 연무배출후드의 바닥에 위치하고 있는 작업물체의 존재를 검출하도록 적용된 복수의 방출회로로 구성되고, 상기 연무배출후드의 바닥위에 설치되는 선반위에 위치하고 있는 작업물체의 존재를 검출하도록 하나 이상의 추가적인 방출회로가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.
7. 제 1 항에 있어서, 작업물체검출수단은 연무배출후드에 존재하는 작업물체의 무게를 검출하는 수단을 구비하고, 상기 작업물체검출수단은 사전에 설정된 임계치이상의 무게를 검출하는 상기 무게검출수단에 따른 신호를 발생하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.
8. 제 1 항에 있어서, 작업물체검출수단은 초음파빔발생수단과 초음파빔검출수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 방출회로는 연무배출후드의 전방에 대한 작업물체의 위치를 결정하기 위하여 연무배출후드의 전방에 대한 작업물체의 위치를 나타내는 신호를 발생하도록 이루어지고, 상기 콘트롤수단은 연무배출후드의 전방으로부터 작업물체까지의 거리에 비례하여 공칭 평균면속도에서부터 최소 평균면속도까지 공기의 유량을 감소시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 작업물체검출수단은 연무배출후드내에 작업자가 없는 경우에 대한 초기 이미지를 촬영하는 비디오카메라와 상기 비디오카메라에 의해 촬영된 초기 이미지를 저장하는 수단 및 작업물체의 존재시 추가적인 이미지를 촬영한후 상기 초기 이미지와 비교하여 그 위치를 결정하도록 상기 비디오카메라를 제어하는 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연무배출후드 통과 공기량 제어장치.