KR20170069034A - 팬 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체장비의 내부에 설치된 부품의 온도를 일정하게 유지해 주는 팬의 동작 상태 및 팬의 동작에 따른 전류값 그리고 부품의 주변 온도를 실시간적으로 디스플레이해 주는 팬 모니터링 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 설정된 프로그램에 따라 팬 감시 시스템을 제어하는 제어부(102)와; 상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 부품으로 바람을 송풍하는 팬(104)과; 상기 제어부(102)와 팬(104)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 팬(104)의 전류값을 실시간적으로 감지하는 전류감지부(106)와; 상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 부품의 주변공간 온도를 감지하는 온도감지센서(108)와; 상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 작업자에게 경고음을 발생하는 경고음발생부(110)와; 상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 감지된 전류값 및 감지된 온도값을 디스플레이부로 보내는 제1무선통신부(112)와; 상기 제1무선통신부(112)로부터 수신된 전류값 및 온도값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주되, 제2무선통신부(114)를 구비하고 있는 디스플레이수단(116)을 포함한다.

Description

팬 모니터링 시스템{Fan monitoring system}

본 발명은 팬(Fan)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체장비의 내부에 설치된 부품의 온도를 일정하게 유지해 주는 팬의 동작 상태 및 팬의 동작에 따른 전류값 그리고 부품의 주변 온도를 실시간적으로 디스플레이해 주는 팬 모니터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체장비의 내부에 설치된 전자부품이나 설비는 동작 조건이 변화되면 그에 민감하게 반응하여 오동작 되거나 다운(Down)되는 현상이 발생 된다.

그 중 부품 자체에서 발생 되는 열은 부품의 수명에 치명적인 영향을 미치기 때문에 부품의 과열을 방지하고 안정적인 장치의 운영을 수행하기 위하여 주요 부품이나 부분에 방열을 위한 팬(Fan)이 설치되어서 발열이 방열 된다.

통상 팬은 산업 전반에 걸쳐 제품 또는 장치를 열로부터 보호하기 위해 모터에 의한 구동으로 날개를 회전시켜 이때 발생 되는 대류를 이용하여 제품 또는 장치 내의 소정의 발열체에서 발생 되는 열을 식혀주는 역할을 수행한다.

반도체장비의 내부에 설치된 부품의 방열 또는 냉각을 수행하는 팬은 반도체 산업의 특성상 라이프 사이클(Life Cycle)이 짧다. 이는, 반도체장비의 내부에 설치된 부품이 장시간 가동됨에 따라서 팬으로 공급되는 윤활유가 증발되거나 부품이 노화되어서 팬의 회전수가 감소하거나 팬의 동작이 다운되는 경우가 많기 때문이다.

상기 팬이 비정상적으로 동작되면, 내부 온도가 상승하여 부품의 수명이 저하되고 오동작을 일으키거나 심한 경우 설비가 다운되며, 심한 과열은 점화를 초래하여 부품에 치명적인 손상을 입히는 경우를 가져오는 등의 후차적인 문제점이 발생 되었다. 그러므로, 종래의 반도체장비에 설치된 부품의 냉각을 위하여 설치되는 팬의 동작 상태의 모니터링(또는 감시)이 요구되고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 장치의 팬 구동 장치를 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 팬 구동 장치 및 팬 구동 모니터링 장치의 내부 구성도이다.

도 1a를 참조하면, 종래의 팬 구동장치는 팬 구동용 전원을 공급해주는 전원부(20)와, 상기 전원부(20)에서 공급되는 전원으로 구동되는 팬(10)으로 구성되었다.

이와 같이 구성된 종래 팬 구동장치는, 장치에 전원이 공급되면 전원부(20)는 그 공급되는 전원을 장치에 필요로 하는 전원으로 만들어 장치 각 구성에 공급해줌과 아울러 상기 팬(10)에도 팬 구동용 전원을 공급해주게 된다. 상기 팬(10)은 전원이 공급되면, 그 구동 전원으로 팬을 구동시켜 장치를 냉각시킴으로써 장치의 과열을 방지하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 팬 구동장치는, 팬을 제어하는 제어장치가 없이 전원만 공급되면 바로 팬(10)에 전원이 공급되어 팬이 구동되므로 팬(10)에 고장이 발생하면 팬(10) 자체에는 고장을 극복하기 위한 어떠한 조치도 취할 수 없다는 문제점이 있었다.

이에, 근래에는 도 1b와 같이 팬의 작동을 모니터링 할 수 있는 팬 구동 모니터링 장치(30)를 장착하여 팬의 구동 여부를 감지하고 있다.

보다 상세하게 도 1b를 참조하면, 종래의 팬 구동 모니터링 장치(30)에는 팬(10)의 회전 상태를 감지하기 위한 센서(32)와, 상기 센서(32)가 보내는 센싱 신호를 수신하여 이로부터 팬의 이상 동작 유무를 판단하여 팬(10)의 동작상태를 판단하는 로직부(34)와, 장치의 전원부(20)와는 별도로 상기 로직부(34)에 전원을 공급하는 파워공급부(36)와, 상기 로직부(34)의 판별 결과에 대한 신호를 수신하여 알람이나 발광 다이오드(LED) 등으로 사용자에게 알릴 수 있는 알람부(38)로 구성되어 있다.

상기 센서(32)는 팬(10)의 동작에 따른 풍량을 센싱하는 센서나, 팬(10)의 모터로 공급되는 전류의 상태를 감지하는 전류감지센서나, 팬(10) 내부 모터의 회전에 따라서 발생되는 자기력의 변화를 센싱하는 자기력감지센서나, 팬(10)의 회전으로 발생되는 진동을 감지하는 진동감지센서나, 팬(10)의 회전수를 감지하는 회전속도감지센서 또는 팬(10)의 회전 상태를 발광소자 및 수광소자로 감지하는 포토센서 등의 센서 또는 하나 이상의 센서가 병렬로 설치될 수 있도록 하였다.

또한, 상기 센서(32)와 로직부(34)와 알람부(38)의 동작 전원은 파워공급부(36)로부터 공급되고, 센서(32)와 알람부(38)는 필요한 전원을 로직부(34)를 경유하여 제공받도록 설계되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 팬 구동 모니터링 장치(30)에서는 팬에 공급되는 윤활유가 증발되거나 부품의 손상 또는 불안정한 전류의 공급 등의 원인으로 팬(10)의 구동이 비정상적으로 수행되어 팬(10)의 회전속도가 감소되거나 팬(10)의 회전이 멈추게 되면, 상기 센서(32)에 의하여 이상 현상이 센싱되고 그에 따른 전기적 논리 신호인 센싱 신호가 로직부(34)로 입력된다.

계속해서 로직부(34)는 입력되는 센싱 신호를 논리판단 가능한 TTL 레벨(Transistor Transistor Logic)로 증폭하여 하이 레벨(High Level)인가 로우 레벨(Low Level)인가를 판단하고 그에 대한 판단 결과를 알람부(38)로 출력한다. 알람부(38)는 입력되는 판단 결과에 따라서 알람이나 LED를 구동시킴으로써 팬(10)의 상태를 기계 또는 설비의 운전자에게 알릴 수 있다.

상기와 같이 알람이 작동하거나 LED가 발광되면, 운전자는 팬(10)을 점검하여 수리 또는 교체와 같은 조치를 취한 후 기계 또는 설비를 운전시킴으로써 장치가 안전한 운전을 수행할 수 있도록 한다.

상기와 같이 다양한 센서를 이용한 팬 구동 모니터링 장치(30)를 사용한 종래의 방법에서는, 상기의 각 센서가 팬 동작 시온도나 습도 등의 외부 환경 변화에 따라 오동작을 할 수 있다는 문제점을 가진다. 예를 들어, 100℃ 이상의 고온에서 센서를 이용할 경우, 센서의 수명 단축과 오동작으로 사용이 불가능하다는 문제점을 가진다.

또한, 회전 날개의 회전을 광으로 감지하는 포토센서의 경우, 팬 정지시 회전 날개가 포토센서 방향으로 정지하면 비록 회전 날개가 정지되어 있어도 포토 센서는 회전 날개가 회전하는 것으로 감지하는 문제점이 있어 장비는 정상적으로 작동하는 것으로 인식하고, 또한, 특수한 팬을 사용하는 경우는 정지 시에만 동작하여, 실시간 모니터링이 불가능한 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 2005년 07월 13일자 출원번호 제10-2005-0063225호(발명의 명칭 : 팬 구동 모니터링 장치 및 그 방법)로 특허청에 출원된바 있으며, 청구범위는 " 팬과 전원부 사이의 전원 라인을 단선시키고 이를 입력단으로 연결하여 전류를 검출하는 전류검출부; 상기 검출된 전류를 전압으로 변환하는 전류대전압변환부; 팬의 부하량에 따른 전류량으로부터 기준범위를 설정하는 기준전압 설정부; 상기 변환된 전압과 기준범위를 비교하여 이에 따른 결과값을 출력하는 비교부; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 팬 구동 모니터링 장치. " 이다.

그러나, 상기 종래의 팬 구동 모니터링 장치 및 그 방법은 팬의 동작에 따른 전류값 그리고 부품의 주변 온도를 실시간적으로 디스플레이해주지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체장비의 내부에 설치된 부품의 온도를 일정하게 유지해 주는 팬의 동작 상태 및 팬의 동작에 따른 전류값 그리고 부품의 주변 온도를 실시간적으로 디스플레이해 주는데 팬 모니터링 시스템을 제공하는 데 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템은,

설정된 프로그램에 따라 팬 감시 시스템을 제어하는 제어부(102)와;

상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 부품으로 바람을 송풍하는 팬(104)과;

상기 제어부(102)와 팬(104)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 팬(104)의 전류값을 실시간적으로 감지하는 전류감지부(106)와;

상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 부품의 주변공간 온도를 감지하는 온도감지센서(108)와;

상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 작업자에게 경고음을 발생하는 경고음발생부(110)와;

상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 감지된 전류값 및 감지된 온도값을 디스플레이부로 보내는 제1무선통신부(112)와;

상기 제1무선통신부(112)로부터 수신된 전류값 및 온도값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주되, 제2무선통신부(114)를 구비하고 있는 디스플레이수단(116)을 포함한다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템은 팬의 동작에 따른 전류값 그리고 부품의 주변 온도를 실시간적으로 디스플레이해 줌으로써, 부품의 손상을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 부품의 오작동을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 팬 구동 장치 및 팬 구동 모니터링 장치의 내부 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템의 바람직한 실시 예를 설명한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템(100)은,

반도체장비의 내부 일측에 설치되고 설정된 프로그램에 따라 팬 감시 시스템을 제어하는 제어부(102)와;

상기 제어부(102)로부터 일정간격을 두고 반도체장비의 내부 일측에 설치되고 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 반도체장비의 내부에 설치된 부품으로 바람을 송풍하는 팬(104)과;

상기 팬(104)으로부터 일정간격을 두고 반도체장비의 내부 일측에 설치되고 제어부(102)와 팬(104)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 팬(104)의 전류값을 실시간적으로 감지하는 전류감지부(106)와;

상기 전류감지부(106)로부터 일정간격을 두고 반도체장비의 내부 일측에 설치되고 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 반도체장비의 내부에 설치된 부품의 주변공간 온도를 감지하는 온도감지센서(108)와;

상기 온도감지센서(108)로부터 일정간격을 두고 반도체장비의 외부 일측에 설치되고 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 작업자에게 경고음을 발생하는 경고음발생부(110)와;

상기 경고음발생부(110)로부터 일정간격을 두고 반도체장비의 내부 일측에 설치되고 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 감지된 전류값 및 감지된 온도값을 디스플레이부로 보내는 제1무선통신부(112)와;

상기 반도체장비의 외부 일측에 설치되고 제1무선통신부(112)로부터 수신된 전류값 및 온도값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주되, 제2무선통신부(114)를 구비하고 있는 디스플레이수단(116)을 포함한다.

여기서, 상기 디스플레이수단(116)은,

팬(104)의 전류값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주는 전류값표시부(118)와 부품의 주변공간 온도값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주는 온도값표시부(120)를 포함한다.

한편, 상기 제1무선통신부(112)와 제2무선통신부(114)는 지그비통신부 또는 블루투스통신부 또는 와이파이통신부이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템(100)의 설치과정 및 동작을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

여기서, 상기 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템의 설치과정은 설치자에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.

먼저, 반도체장비의 내부 일측에 설정된 프로그램에 따라 팬 감시 시스템을 제어하는 제어부(102)를 설치한다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 반도체장비의 내부 일측에 팬(104)을 설치한 후, 상기 제어부(102)에 팬(104)을 전기적으로 연결한다.

그리고, 전류감지부(106)를 위치시킨 후, 상기 제어부(102)와 팬(104)에 전류감지부(106)를 전기적으로 연결한다.

그리고, 온도감지센서(108)를 위치시킨 후, 상기 제어부(102)에 온도감지센서(108)를 전기적으로 연결한다.

여기서, 상기 온도감지센서(108)는 반도체장비의 내부에 설치된 부품의 주변공간 온도를 감지한다.

그리고, 경고음발생부(110)를 위치시킨 후, 상기 제어부(102)에 경고음발생부(110)를 전기적으로 연결한다.

그리고, 상기 경고음발생부(110)로부터 일정간격을 두고 반도체장비의 내부 일측에 감지된 전류값 및 감지된 온도값을 디스플레이부로 보내는 제1무선통신부(112)를 설치한 후, 상기 제어부(102)에 제1무선통신부(112)를 전기적으로 연결한다.

그리고, 상기 반도체장비의 외부 일측에 제2무선통신부(114)를 구비하고 있는 디스플레이수단(116)을 설치한다.

여기서, 상기 디스플레이수단(116)은 팬(104)의 전류값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주는 전류값표시부(118)와 부품의 주변공간 온도값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주는 온도값표시부(120)를 포함한다.

한편, 상기 반도체장비의 외부 일측에 경광등(도시는 생략함)을 설치한 후, 상기 제어부(102)에 경광등을 전기적으로 연결한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 팬 모니터링 시스템(100)의 설치가 완료되면,

제어부(102)는 팬(104) 및 전류감지부(106)로 제어신호를 보낸다.

상기 팬(104)은 제어부(102)의 제어신호에 따라 반도체장비의 내부 일측에 설치된 부품으로 바람을 송풍한다.

상기 전류감지부(106)는 제어부(102)의 제어신호에 따라 팬(104)의 전류값을 실시간적으로 감지한 후, 감지된 전류값을 제어부(102)로 보낸다.

한편, 상기 제어부(102)는 온도감지센서(108)로 제어신호를 보낸다.

상기 온도감지센서(108)는 제어부(102)의 제어신호에 따라 반도체장비의 내부에 설치된 부품의 주변공간 온도를 감지한 후, 감지된 온도값을 제어부(102)로 보낸다.

그리고, 상기 제어부(102)는 감지된 전류값과 감지된 온도값을 제1무선통신부(112)로 보냄과 아울러 설정된 전류값과 감지된 전류값을 비교, 설정된 온도값과 감지된 온도값을 비교한다.

상기 제어부(102)는 비교결과 설정된 전류값과 감지된 전류값이 일치하지 않으면(즉, 팬(104)의 내부에 먼지나 이물질이 있는 것으로 간주 또는 팬(104)의 장기 사용에 따른 스트레스(stress)가 있는 간주) 경고음발생부(110) 또는 경광등으로 제어신호는 보내고, 비교결과 설정된 온도값과 감지된 온도값이 일치하지 않으면(즉, 팬(104)의 내부에 먼지나 이물질이 있는 것으로 간주 또는 팬(104)의 장기 사용에 따른 스트레스(stress)가 있는 간주) 경고음발생부(110) 또는 경광등으로 제어신호는 보낸다.

상기 경고음발생부(110)는 제어부(102)의 제어신호에 따라 작업자에게 경고음을 발생한다.

한편, 상기 제1무선통신부(112)는 감지된 전류값과 감지된 온도값을 제2무선통신부(114)를 구비하고 있는 디스플레이수단(116)으로 보낸다.

그리고, 상기 디스플레이수단(116)은 제2무선통신부(114)로 수신된 전류값을 전류값표시부(118)에 디스플레이시킴과 동시에 수신된 온도값을 온도값표시부(120)에 디스플레이시킨다.

작업자는 디스플레이수단(116)의 전류값표시부(118)에 디스플레이된 전류값과 온도값표시부(120)에 디스플레이된 온도값을 실시간적으로 용이하게 알 수 있는바,

반도체장비의 내부에 설치된 다수 개의 팬(104)의 동작 상태 및 팬의 동작에 따른 전류값 그리고 부품의 주변 온도를 실시간적으로 확인할 수 있다.

다른 한편, 상기 제1무선통신부(112)는 도 4에 도시된 바와 같이, 감지된 전류값과 감지된 온도값을 작업자의 스마트폰(200)으로 보낸다.

따라서, 작업자는 스마트폰(200)의 화면에 디스플레이된 전류값과 온도값을 실시간적으로 용이하게 알 수 있는바, 팬(104)의 고장 시 고장 난 팬(104)을 빠르게 수리할 수 있다.

상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 팬 모니터링 시스템 102 : 제어부
104 : 팬 106 : 전류감지부
108 : 온도감지센서 110 : 경고음발생부
112, 114 : 무선통신부 116 : 디스플레이수단
118 : 전류값표시부 120 : 온도값표시부
200 : 스마트폰

Claims (5)

1. 제어부와;
   상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 감지된 전류값 및 감지된 온도값을 디스플레이부로 보내는 무선통신부와;
   상기 무선통신부로부터 수신된 전류값 및 온도값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주되, 무선통신부를 구비하고 있는 디스플레이수단을 포함한 것을 특징으로 하는 팬 모니터링 시스템.
   
2. 설정된 프로그램에 따라 팬 감시 시스템을 제어하는 제어부(102)와;
   상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 부품으로 바람을 송풍하는 팬(104)과;
   상기 제어부(102)와 팬(104)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 팬(104)의 전류값을 실시간적으로 감지하는 전류감지부(106)와;
   상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 부품의 주변공간 온도를 감지하는 온도감지센서(108)와;
   상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 작업자에게 경고음을 발생하는 경고음발생부(110)와;
   상기 제어부(102)에 전기적으로 연결되어 제어부(102)의 제어신호에 따라 감지된 전류값 및 감지된 온도값을 디스플레이부로 보내는 제1무선통신부(112)와;
   상기 제1무선통신부(112)로부터 수신된 전류값 및 온도값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주되, 제2무선통신부(114)를 구비하고 있는 디스플레이수단(116)을 포함한 것을 특징으로 하는 팬 모니터링 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 디스플레이수단(116)은 팬(104)의 전류값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주는 전류값표시부(118)와 부품의 주변공간 온도값을 디스플레이하여 작업자에게 알려주는 온도값표시부(120)를 포함한 것을 특징으로 하는 팬 모니터링 시스템.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제1무선통신부(112)와 제2무선통신부(114)는 지그비통신 또는 블루투스통신 또는 와이파이통신을 하는 것을 특징으로 하는 팬 모니터링 시스템.
   
5. 제 2 항에 있어서, 상기 디스플레이수단 대신에 제1무선통신부(112)로부터 감지된 전류값과 감지된 온도값을 수신하는 스마트폰(200)을 포함한 것을 특징으로 하는 팬 모니터링 시스템.

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