KR960007442B1 - 스팀트랩의 작동검지기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스팀트랩의 작동검지기

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기의 구서을 도시한 종단면도 및 전기적 블록도.

제2도는 스팀트랩구조의 상이함에 의거한 진동레벨과 증기누설량의관계를 도시한 특성곡선.

제3도는 본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기의 다른 구성을도시한 종단면도 및 전기적 블록도.

제4도는 증기 및 복수의 유동에 따른 진동의 진폭상태를 도시한 특성곡선.

제5도는 본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기의 검출침의 선단의 구성을 도시한 종단면도.

제6도 및 제7도는 본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기의 검출침의 선단을 구성을 도시한 종단면도.

제8도는 본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기의 또다른 구성을 도시한 종단면도 및 전기적 블록도.

제9도 및 제10도는 초음파 진동주파수와 진동레벨과의 관계를 도시한 특성곡선.

제11도 및 제12도는 본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기의 또다른 구성을 도시한 종단면도 및 전기적 블록도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 기력(汽力) 발전소, 화학플랜트, 각종 제조설비 등과 같은 증기사용 설비의 증기계(steam system)에 사용되는 스팀트랩(steam trap)의 작동상태의 양부(良否)를 판정하기 위한 스팀트랩의 작동검지기에 관한 것이다.

[배경기술]

스팀트랩은 증기라인이나 증기사용 설비의 적절한 장소에 설치되어 증기는 유통되지 않게 하고 복수(復水)만이 자동적으로 배출되도록 하는 일을 한다. 이와 같은 스팀트랩이 정상적으로 작동하지 않으면, 증기수송이 방해되거나 증기손실이 발생하여, 증기 사용 설비의 작동에 중대한 지장이 생긴다. 예를 들면, 발생복수량보다도 배출용량이 적은 스팀트랩이 설치되면, 또는 복수 배출기능이 저하되거나 그 기능을 완전히 잃어 밸브를 여는 것이 불능하게 되면, 스팀트랩의 입구측 배관내에 복수가 체류함으로써, 워터해머(water hammer)현상이 나타나거나, 증기사용 설비의의 효율이 저하되어, 극단적이 경우에는 설비 파손을 초래하는 일도 있다. 또, 스팀트랩의 밸브 잠금기능이 충분하지 않으면, 증기누설이 많아지기 때문에 증기압 및 증기량의 부족에 따른 효율저하와 같은 불합리가 증가되고 값비싼 에너지가 낭비되어 바람직하지 않게 되는 것은 명백하다.

이러한 스팀트랩등의 증기밸브류(類)에 있어서 증기누설을 검출하는 장치로서는 예를 들면 일본국 실개소 58-187739호 공보에 개시된 것이 있다. 이 공보의 기술에서는 증기밸브의 몸체의 진동을 증기밸브 외부에서 검출함으로써, 증기의 누설 유무를 판정한다. 검출 원리는 검지기 선단의 검출침(probe)을 피검출 증기밸브류에 맞닿게 하고, 검출침에서 발생하는 진동을 압전소자를 사용하는 초음파 마이크로폰으로 전기신호로 변환하고, 이 전기신호를 증폭하여 표시장치나 스피커에 입력하여 이 표시장치나 스피커를 작동시키도록 되어 있다.

이 종래기술에 따른 장치에서는, 검출침에 의해 검출된 진동에 의하여 작동하는 지침(indication pointer)의 흔들림(deflection)을 읽거나, 스피커에서의 발생음을 들음으로써, 진동레벨, 따라서 증기의 누설 유무 및 누설 정도의 대소를 알 수가 있다.

그러나, 이 장치는 증기누설을 정량적으로 파악할 수 없다는 결점이 있다. 즉, 이는 상기 지침의 흔들림 또는 스피커 출력의 대소가 검출침에 의해 검출된 진동에 비례할지라도, 스팀트랩과 같은 증기 밸브류에서 발생하는 진동은 예컨대 그 밸브의 몸체의 구조, 크기, 증기와 복수와의 비율과 같은 각종 요소에 의하여 크게 변화하기 때문이다.

[발명의 개시]

[발명이 해결하려는 기술적 과제]

본 발명은 스팀트랩과 같은 증기밸브류에서 발생하는 진동을 미리 기억되어 있는 종류, 크기 등에 대한 데이타와의 비교를 통해 정확하게 그리고 정량적으로 파악할 수 있는 스팀트랩의 작동검지기를 제공하려는 것이다.

본 발명은 또한 스팀트랩내의 증기온도를 고려하여 진동을 검출함으로써, 증기흐름에 의한 진동과 복수흐름에 의한 진동을 구별하여 검출할 수 있는 스팀트랩의 작동검지기를 제공하려는 것이다.

본 발명은 또 스팀트랩내의 증기압력의 변동에 의한 영향을 제거하여, 증기누설의 유무를 정확하게 파악할 수 있는 스팀트랩의 작동검지기를 제공코자 하는 것이다. 상기 증기압력은 사용자가 설정하거나 측정온도로부터 자동적으로 연산된다.

본 발명은 또 스팀트랩에서 발생하는 광범위한 진동을 효율적으로 검출할 수 있는 스팀트랩의 작동검지기를 제공하려는 것이다.

본 발명은 또 외부로부터 전달되는 진동잡음의 영향을 제거하여, 스팀트랩에서 발생하는 진동을 오차없이 검출할 수 있는 스팀트랩의 작동검지기를 제공하려는 것이다.

[기술적 해결수단]

본 발명에 따른 이러한 스팀트랩의 작동검지기는, 일단부가 피검출 대상에 소정압력으로 맞닿을 수 있도록 형성되고, 타단부에 기계적 진동을 전기신호로 변환하기 위한 진동센서가 설치된 검출침을 가지고 있는 진동검출부와, 이 진동검출부에서 얻어진 신호와 필요한 데이터가 기억된 기억부로부터 선택적으로 얻어진 기억데이타를 비교함으로써 피검출 대상의 증기누설량을 검출하고, 그 검출결과로부터 피검출 대상의 작동의 양부를 판정하는 출력을 발생하는 연산처리부를 구비하고 있다.

본 발명에 관한 스팀트랩의 자동검지기는 피검출 대상의 구조, 호칭치수(nominal size)등에 대응하는 기억데이타로서, 증기누설량과 발생진동과의 관계에 관한 데이타를 기억할 수 있다.

본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기는 또 피검출 대상내의 유동대상을 그 온도범위를 기초로 판별하기 위한 온도센서를 검출침 선단에 구비할 수 있다.

본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기는 열발산의 영향을 제거하기 위해서 열 절연물을 통하여 검출침 선단에 온도센서를 부착할 수 있다

본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기는 검출시에 있어서 열전도의 차이에 의거한 오차를 제거하기 위해 검출침 선단을 첨예한 형상으로 형성할 수 있다.

본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기는 또 구조ㆍ크기 등이 서로 다른 피검출 대상의 진동을 검출하기 위해 복수의 공진점을 가지고 있는 진동판을 구비하고 있다.

본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기는 또 피검출 대상의 진동을 정확하게 검출하기 위해서 검출부 본체 또는 그 외부로부터의 진동전달을 줄이는 구조를 가지고 있다.

[발명의 효과]

본 발명에 의하면 검출침이 작동상태에 있는 피검출 대상에 소정압력으로 맞닿게 하고, 연산처리부를 작동시킴으로써, 정확하게 또는 재현성이 좋게 증기의 누설 유무 및 그 정도를 검지할 수 가 있고, 피검출 대상의 작동상태의 양부를 판정함에 있어 실시자에 의한 오차를 배제할 수 있다. 또 피검출 대상의 구조의 차이 및 호칭치수 등이나 사용증기압력 등에 따른 기억데이타를 미리 선택함으로써, 보다 정확한 판정이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 피검출 대상의 온도를 추가적으로 검지함으로써, 복수만의 유동이나 증기와 복수와의 혼합물의 유동 등을 정확하게 판정할 수 있다. 또, 온도검출용 센서의 부착구조나 검출침구조를 개량함으로써, 사용상태 또는 개인차에 의한 검출오차를 배제할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 진동센서에 진동을 전달하기 위해 진동에 공진하는 진동판을 부착하여 둠으로써, 피검출 대상의 종류나 사용조건의 변동에 따른 진동 차이에도 그대로 대응할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 진동센서에 대한 불필요한 진동전달경로를 배제시킴으로써, 진동검지 정확도, 따라서 피검출 대상의 양부판정 정확도를 향상시킬 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

제1도에는 본 발명에 따른 스팀트랩의 작동검지기의 전체구성이 도시되어 있으며, 이 스팀트램의 작동검지기는 검출부(1)와 연산처리부(50)로 구성되어 있다. 이들 검출부(1)와 연산처리부(50)는 케이블(51)을 통해 서로 전기적으로 접속되어 있다.

검출부(1)는 2 헤드 화살표로 나타낸 바와 같이 슬라이딩이 가능한 검출침(2)과, 이 검출침(2)을 포위하는 검출침 유지부재(4)와, 본체(5)와, 상기 유지부재(4)와 본체(5)를 연결하는 프론트커버(front cover)(6)와 케이블(51)의 취출구(port)(25)가 구비된 리어캡(rear cap)(7)으로 구성되어 있다. 프론트커버(6), 본체(5) 및 리어캡(7)에 의해 형성되는 대략 원통형상의 내부스페이스에는, 진동판 부착부재(11)를 유지시키는 유지판(15)과, 진동센서로서의 초음파 마이크로폰(16)을 Ｏ링(17)을 통해 유지시키는 마이크로폰 호울더(18)와, 상기 유지판(15)과 마이크로폰 호울더(18)를 결합시켜서, 검출침(2)을 전방으로 가압하는 코일스프링(22)을 유지시키는 스프링 호울더(19)와, 초음파 마이크로폰(16)에 의해 변환된 전기신호를 증폭하는 것과 같이 전기적으로 처리하여 출력하는 회로기판(20)을 포함하고 있는 진동검출요소가 배설되어 있다. 검출침 유지부재(4)의 상부는 원추형상이고, 그 하부는 원기둥형상이다. 이 상부원추형상 부분에는 검출침(2)관통용의 세로구멍(9)이 형성되어 있으며, 내부에는 상기 스프링(22)에 의해 전방으로 가압되어, 통상 선단이 돌출되어 있게 되는 검출침(2)이 배설이 되어 있다. 검출침(2)은 그 선단에 압압력(

)이 가해지면 유지부재(4)의 선단과 합치될 때까지 슬라이딩하여 후퇴가능하게 형성되어 있다. 검출침(2)의 선단은 도시되어 있지 않은 피검출 대상에 맞닿음이 가능한 형상으로 형성되어 있고, 후단은 진동판 부착부재(11)에 압입(

入)되어 일체가 되도록 형성되어 있다.

진동판 부착부재(11)의 검출침 반대측에는 진동판(21)이 나사 등의 적당한 수단에 의해 고정되어 있다. 이 진동판(21)에는 진동센서로서의 초음파 마이크로폰(16)이 대향배치되어 있다. 초음파 마이크로폰(16)의 출력단자는 증폭기 등과 같은 필요한 회로가 포함되어 있는 회로기판(20)에 접속되어 있다. 유지판(15), 스프링 호울더(19) 및 마이크로폰 호울더(18)는 비스(23)에 의하여 서로 결합되어 있다.

연산처리부(50)는 입출력 인터페이스(I/O), 중아처리장치(CPU), 기억장치(M), 키이입력부(K), 디스플레이(D), 스피커(S)로 구성되어 있다. 용도에 따라서, 또 검지 결과를 인자 출력하기 위한 프린터부(P)나 , 호스트 컴퓨터 등에 집계용의 데이타를 전송하는 기능이 추가될수 있다.

연산처리부(50)내의 기억장치(M)에는 스팀트랩의 구조나 크기에 대응하는 진동레벨과 증기누설량의 관계가 기억될 수 있다. 제2도는 진동레벨을 가로축으로 하고, 증기 누설량을 세로축으로 하고, 스팀트랩의 구조를 파라미터로 하여 나타낸 특성곡선이다. 이와 같이, 진동레벨(A)이 동일하더라도, 프리이바겟(free-bucket) 구조의 스팀트랩에서의 누설량은 B이고, 프리이푸로우트(free-float) 구조의 스팀트랩에서는 C, 서모다이나믹(thermodynamic) 구조의 스팀트랩에서는 D로서, 이와 같이 누설량은 각각 다르다. 따라서, 상기 기억장치(M)에는 스팀트랩의 구조의 상위나 크기 또는 사용증기압 등에 따라 미리 측정된 증기누설량과 진동레벨과의 상관관계를 기억시켜 두고, 누설검출시에 키이입력부(K) 로부터 스팀트랩의 종류 또는 구조, 사용압력 등의 필요한 선택 조건을 설정함으로써 중앙처리장치(CPU)는 정확한 연산을 행할 수 있다.

이와 같이 구성된 장치의 작동은 아래와 같다. 먼저, 검출부(1)의 검출침(2) 선단이 피검출 대상에 맞닿도록 하면, 피검출 대상에서 발생되는 기계적 진동이 진동판 부착부재(11)에 전달되어 진동판(21)을 진동시키게 된다. 진동판(21)의 진동은 마이크로폰 호울더(18)내의 공간을 통해 전파되어, 대향하고 있는 초음파 마이크로폰(16)에 의해 전기신호로 변환된다. 이 전기신호는 회로기판(20)에 의해서 적절히 증폭된 후, 케이블(51)을 통해 연산처리부(50)에 전송된다. 이와 같이, 검출부(1)로부터 케이블(51)을 통해 전송되는, 검출진동레벨에 비례하는 입력을 받은 연산처리부(50)의 중앙처리장치(CPU)는 , 설정된 조건하에 연산처리하고, 그 결과에 의해서 디스플레이(D)에 표시 및/또는 스피커(S)를 작동시킨다. 이 경우의 연산결과는 미리 설정된 기억장치내의 소정 데이타를 기준으로 해서 처리하여 얻어진다. 따라서 피검출 대상의 구조, 크기, 사용조건 등의 상위함이 가미된 실질적인 진동레벨을 바르게 나타낸 것이기 때문에, 항상 조건에 적합한 검지결과를 얻을 수 있다.

제3도에는 본 발명의 다른 구조예가 도시되어 있다. 제1도와 동일한 구성부재에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 제1도의 구성과 다른 점은 검출침(2)의 선단에 온도센서(10)가 설치되어 있고, 검출침(2)의 선단부 부근의 내부에는 상기 온도센서(10)의 리드선 삽입용의 구멍(12)이 형성되어 있으며, 도 유지판(15)에는 마이크로 스위치(31)가 배치되어 있다는데 있다. 본 구조에 의하면, 스팀트랩의 누설이 복수뿐인지, 아니면 증가도 혼입되어 있는지를 판별할 수 있다. 본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기에 의하면, 피검사대상의 기계적 진동과 더불어, 온도도 검출할 수 있다. 이와 같은 스팀트랩의 온도를 검지하면 이하와 같은 효과가 있다.

즉, 스팀트랩은 그 작동원리에 의해서 증기와 복수와의 비중차를 이용한 메카니칼형, 증기와 복수와의 열역학적 특성차를 이용한 서모다이나믹형, 증기와 복수와의 온도차를 이용한 서모스태틱형, 설정온도 이하의 복수를 배출하는 온도조절형으로 분류할 수 있다. 이들 스팀트랩중에서 메카니칼형, 서모다이나믹형, 서모스태릭형 등에서는, 정상적으로 복수가 배출되고 있는 경우, 증기의 포화온도보다도 수 。C 내지 수십 。C 낮은 온도를 나타낸다. 따라서, 스팀트랩의 용량이 부족하거나 복수배출 기능에 이상이 있고, 또는 완전하게 배출 불능인 경우 등에는 스팀트랩 상류에 복수의 체류가 생긴다.

이 때문에, 그러한 상태에 있는 스팀트랩은 정상적으로 복수를 배출하고 있는 경우보다도 온도가 낮다. 그래서 본 구성에 있어서는 검출침(2)의 선단의 온도센서(10)에 의해 피검출 대상인 스팀트랩의 온도를 검출하고, 그 결과를 연산처리부(50)에서 고려된 판정을 행함으로써, 복수기능 저하를 포함하여 작동상태를 검지할 수 있다.

또한, 상기 마이크로 스위치(31)는 작동검지기에 검출침(2)의 선단이 피검출 대상에 충분히 맞닿아서, 진동판 유지부재(11)가 소정 간극이상으로 되어서 측정이 가능해질 때에 ON 상태로 되어, 검출계 및 연산계의 전원을 투입하는데 사용된다. 마이크로 스위치(31)의 점검으로부터의 리드선은 회로기판(20)에 접속되어, 도시되어 있지 않은 전원계통의 ON,OFF 전환을 자동적으로 행한다.

제3도의 구성에서는, 제1도의 구성의 경우와 마찬가지로, 스팀트랩의 작동검지를 행할 수 있고, 온도센서(10)에 의해 작동상태에서 스팀트랩의 온도데이타를 얻을 수 있으므로, 복수배출기능의 양부를 포함하여, 보다 정확한 작동상태 판정이 가능해진다. 또한, 연산처리부(50)에는 온도센서(10)에 의하여 얻어진 온도정보를 기준치와 비교하여 양부를 판정하는 기능 및 이것에 따른 표시기능, 보도기능 등의 주지구성을 부가할 수 있다는 것은 명백하다.

또한, 사용증기압력을 키이입력부에서 입력하고, 그 포화온도로부터 기준온도를 설정하여 둠으로써, 보다 높은 정확도로 복수배출기능 불량을 검지할 수가 있다. 또한, 피검출 대상이 온도조절형의 스팀트랩인 경우에는 , 배출복수의 온도를 설정하여 두고, 그 설정온도 이하의 복수를 배출하는 것이므로, 검지기준 온도를 보다 낮게 설정하므로써, 복수배출기능 저하를 정확하게 검지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 검출침(2)의 선단의 온도센서(10)에 의하여 피검출 대상의 온도를 측정하면, 내부증기의 포화압력을 알 수 있다. 이러한 압력과 진동의 진폭과의 관계는 제4도에 나타낸 바와 같다. 따라서, 온도센서로부터 압력을 환산하여, 당해 압력에 대한 진동으로부터 증기류 또는 복수류의 유무 또는 그 대소를 알 수 있다. 이 경우도, 필요한 데이타의 기억, 이 기억데이타를 기초로 하는 연산처리 등은 연산처리부(50)에 의하여 자동적으로 실행된다.

제5도는 본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기에 있어서 제3도에 도시되어 있는 온도센서를 검출침 선단에 배치한 때의 개량된 형태를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 진동검출기능에 온도검출기능을 부가하는 것은, 검지정확도의 향상이나 검지항목의 증가로 이어짐이 바람직하나, 일반적으로 검출침은 스테인레스강과 같은 결의 양도체로 형성되는 경우가 많다. 따라서, 피검출 대상으로부터의 열전도에 의해 온도센서(10)의 온도가 상승하지만, 이 경우의 열전도는 검출침을 통해서도 행해지게 되어, 온도센서 자체의 온도상승을 불안정하게 하는 결점이 있다. 여기서 이 실시형태에서는, 검출침(4)의 선단에 오목부(41)를 형성하고, 여기에 적절한 재료에 의한 가는 관형상의 단열재(43)를 끼워맞춘 다음에, 그선단에 온도센서(10)를 배치한다. 온도센서(10)는 검출침(4)의 선단보다 약간 더 돌출하도록 구성되어 있다. 또, 온도센서(10)의 리드선(10l)은 단열재(43)의 구멍(44)과 검출침(4)의 구멍(12)을 통하여, 도시되어 있지 않은 회로기판에 안내되어 있다. 또한 상기 단열재(43)로서는, 기계적 진동을 충분하게 전달하는 특성이 반드시 있어야 하며, 진동을 금속과 같이 전달하면서 단열효과를 발휘하는 재료로서, 세라믹스로 만든 관이 적당하다.

제6도 및 제7도는 본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기에 있어서, 검출침 선단 구조에 관한, 개량된 형태를 나타낸 것이다. 지금까지 나타낸 작동검지기의 검출침의 구조에 따르면, 피검출 대상에의 접촉상태 여하에 따라 검출되는 진동 레벨이 변화한다. 검출침을 지속적으로 전방으로 가압하고, 사용자에 의한 개인차를 회피하려는 배려는 하였지만, 피검출 대상의 표면은 곡면인 경우가 많으므로 반드시 동일한 접촉상태가 얻어진다고는 할 수 없다. 또한, 실시자의 습관에 의하여도 접촉상태가 변화하는 사태가 왕왕 생기기 쉽다. 따라서, 검출침이 피검출대상에 대해 면접촉을 하고 있는 경우와 점접촉을 하고 있는 경우에 있어서는 진동검출에 차이가 생긴다. 이와 같은 진동 검출의 차이는연산할 기본데이타의 오차로 되어 최종적으로 잘못된 판정결과를 초래하게 되므로 바람직하지 않다. 이러한 사태를 회피하기 위한 제6도의 구성에 의하면 검출침 유지부재(4)내의 구멍에 길이방향으로 삽입되어 있는 검출침(60)의 선단(61)에는 돌기(62)가 형성되어 있다. 또, 검출침(60)의 선단에 형성된 오목부(63)에는 스프링(64)에 의하여 전방으로 가압되는 온도센서(65)가 설치되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 피검출 대상과 검출침과의 접촉은 항상 점접촉으로 되어, 피검출 대상의 외부 형성이나 사용자의 습관 등에 좌우되지 않으므로 대략 균일한 진동측정을 실시할 수 있다. 또한, 이 경우에, 온도센서(65)는 상기 스프링(64)에 의하여 피검출대상(66)에 가압되므로 온도검출에 충분한 접촉을 얻을 수 있지만, 진동은 스프링(64)에 의해 흡수되어 거의 전달되지 않는다.

제7도는 검출침의 선단의 형상이 변형된 제2 형태를 나타낸다. 제6도에 나타낸 구조에 대하여 선단을 경사지게 절삭함으로써, 돌기(67)가 형성된 것으로, 가공이 용이하며, 그 밖에 구성 및 기능은 제6도의 구성과 같다.

제8도는 본 발명에 따른 스팀트랩의 작동검지기에 있어서, 검출침에 의해 검출된 기계적 진동을 초음파로 변환하는 진동판의 구조에 관한 개량된 형태를 나타낸다. 지금까지 나타낸 작동검지기는 단일의 진동판을 사용하고 있기 때문에 그 공진점도 하나이다. 이와 같은 진동검출에 있어서 공진주파수(공진점) 부근에서는 감도가 크고, 그 밖의 부분에서는 매우 작은 것으로 알려져 있다. 이러한 진동의 대소에 의해 스팀트랩의 작동검지를 행하는 경우에는, 스팀트랩의 증기흐름 또는 복수흐름에 의해 발생하는 진동은 스팀트랩의 구조나 크기 등에 의하여 특정될 수 있기 때문에 , 이것들과 아울러, 발생될 진동의 주파수를 가정하여 미리 적절한 진동판을 설치하든지 또는 진동주파수의 변동에 대응하는 여러 종류의 검출부를 준비할 필요가 있다. 제8도의 구성에 의하면, 검출침(2)의 축방향으로 진동판 유지부재(11)의 후방에 복수의 진동판(81 내지 84)이 비스(85)에 의해 고정된다. 또한, 제1도 및 제3도와 동일한 구성 부재에는 동일 참조부호가 부여되고 있고, 검출침 유지부재(4)와 프로트커버(6)와의 사이에는 합성고무로 만들어진 탄성부재(32)가 배설되어 있다. 또, 동일한 재료로 만들어진 탄성부재(33)가 검출침(2)과 검출침 유지부재(4)의 세로구멍(9)에 배설되어 있고, 마찬가지로 초음파 마이크로폰(16)의 주위를 탄성부재(34)가 포위하고 있으며, 더우기 탄성부재(35,36)가 진동판 부착부재(11)의 주위의 2개소에 배설되어 있다. 이들 각 탄성부재(32 내지 36)는 실제로 피검출 대상이 발생하고 있는 진동이외의 진동에 의해 야기되어, 진동검출부재, 즉 검출침(2)-진동판부착부재(11)-진동판(81 내지 84)-초음파 마이크로폰(16)중의 어느 하나에 제공되는, 바람직하지 않은 진동잡음을 흡수할 목적으로 사용되는 것이다.

제8도의 구성에서, 진동판 부착부재(11)와 마이크로폰(16)과의 사이의 간격은 9.19㎜로 하였고, 본 실시예에서는 각각 두께가 0.9㎜, 외경이 15㎜인 진동판을 4장 사용하였으며, 그리고 이들을 각각 두께가 0.4㎜이고 외경이 4.5㎜인 스페이서를 가지고 진동판 부착부재(11)에 부착하였다. 진동판 부착부재(11)와 초음파 마이크로폰(16)과의 간격을 9.19㎜로 하고, 두께가 0.3㎜이고 외경이 15㎜인 진동판 1장을 진동판 부착부재(11)에 부착한 경우에, 공진주파수는 제9도에 나타낸 바와 같이 43.5㎑이었다. 이에 대해, 상기한 바와 같은 4장의 진동판(81 내지 84)을 사용한 구성의 경우에는, 공진주파수를 제10도에 나타낸 바와 같이 40 내지 47㎑로 확장할 수가 있었다. 따라서, 이들 공진주파수 범위내에 있는 스팀트랩의 진동은 동일한 검출부에 의하여 고감도로 검출될 수 있다. 또한, 상기 실시예 외에, 진동판 매수를 변경하거나 또는 다른 치수의 진동판을 사용함으로써, 전혀 다른 공진주파수 범위의 검출부를 형성할 수 있다.

제11도는 본 발명의 또다른 구성을 나타낸다. 상기의 각 구성에서는 검출부(1)의 본체를 통해 초음파 마이크로폰(16)에 전달되는 진동의 영향을 적지 않게 받고 있었다. 이 때문에, 제8도와 같은 탄성부재를 여러 개소에 배설하였으나, 본 구성에서는, 특히 초음파 마이크로폰(16)과 진동판(21)은 소정간격을 두고 서로 대향배치되어 있고, 그리고 이들 두 부재와 이들 사이의 간격은 탄성부재(34')에 의해 포위되어 진동판 부착부재(11)의 하단에 고정되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 최종적으로 진동을 검지하여 전기신호로 변환하는 초음파 마이크로폰(16)에는 본체(5) 및 다른 부분으로부터의 진동은 거의 전달되지 않으며, 따라서 오차가 적은 진동 검출이 가능하게 된다. 초음파 마이크로폰(16)의 출력은 회로기판(20)에 제공된다. 이러한 구성에 의하면, 검출침(2)에 의하여 검출된 진동은 진동판(21)에 효율적으로 전달됨과 동시에, 초음파 마이크로폰(16)에 의하여 전기신호로 변환되기 때문에, 진동측정, 따라서 스팀트랩의 작동상태의 양부판정이 정확하게 실시된다.

제12도는 본 발명의 또다른 구성을 나타낸다. 제11도의 구성중에서 초음파 마이크로폰(16)과 진동판(21)과의 사이의 구성 및 회로기판(20)에의 접속상태를 개량한 것이다. 도면에서, 초음파 마이크로폰(16)과 회로기판(20)과의 간격을 충분히 넓게 하고, 이들을 연질의 도선과 같은 접속 리드선(92)을 통해 느슨하게 접속한 것이다. 이러한 구성을 필요로 하는 것은 외부로부터 본체(1)에 가해지는 진동이, 증폭회로가 포함되어 있는 회로기판(20)에 전달되고, 이 진동이 초음파 마이크로폰의 강성이 높은 접속핀을 통해 초음파 마이크로폰(16)에 전달된 후, 이 진동이 본래의 지동판(21)으로부터 간격을 두고 전달되는 진동에 중첩이 되어서 전기신호로 변환되기 때문에, 출력에 오차가 생기는 사태를 회피하기 위함이다. 본 발명에 관한 구성에 의하면, 회로기판(20)을 합성고무와 같은 탄성체로 만들어진 유지부재(93)에 의해 본체(5)에 부착하여, 외부로부터의 진동의 전파를 방지하고, 이와 더불어 회로기판(20)과 초음파 마이크로폰(16)과의 사이를 연질의 도선(92)을 통해 전기적으로 접속함으로써, 외부진동이 초음파 마이크로폰(16)에 전달되는 사태를 확실하게 방지할 수가 있다. 그 결과, 참으로 검출침(2)으로부터 진동에 비례하는 출력만이 연산처리부(50)에 전송되므로 검출정확도가 향상된다.

[산업상의 이용분야]

본 발명에 관한 스팀트랩의 작동검지기는 기력발전소, 화학플랜트, 각종 제조설비 등과 같은 증기사용장소에 있어서의 증기계에 사용되는 스팀트랩의 작동상태의 여하를 검출하기 위한 작동검지기에 관한 것으로, 이들 모든 설비에 있어서 불가결한 스팀트랩의 일상적인 점검ㆍ보수보다는, 원래 이상발생시의 고장장소 발견을 위해서 사용된다.

특히, 종래 장치에 비하여 검출정확도가 향상되기 때문에, 스팀트랩의 기능저하를 조기에 검출하여 중대한 장해를 미리 방지하고, 설비 전체에 있어서 운전 효율을 향상시키며, 또한 귀중한 에너지의 낭비를 방지할 수가 있다.

Claims (9)

1. 탄성체에 의해 소정압력으로 피검출 대상에 맞닿아서, 이 피검출 대상내의 증기흐름 및 복수흐름에 기인하는 기계적 진동을 검출하는 검출침(2)과, 이 검출침(2)에 의하여 검출된 기계적 진동에 의하여 초음파 진동을 발생하는 진동판(21)과, 이 진동판(21)과 대향하여 배설되어 초음파 진동을 전기신호로 변환하는 진동센서와 이 진동센서로부터의 출력을 적절히 증폭하여 외부에 전송하는 증폭회로가 포함된 회로기판(20)을 구비하고 있는 검출부(1) ; 및 피검출 대상을 포함한 각종 형식의 스팀트랩에 대응하는 데이타를 기억하는 기억장치(M)와, 상기 검출부(1)로부터 전송된 검출부출력과 상기 기억장치(M)에서의 기억데이타로부터 선택적으로 얻어진 소정데이타를 비교하면서 연산하는 중앙처리장치(CPU)와, 이 중앙처리장치(CPU)에서의 연산결과를 표시 및/또는 가청주파수의 음향 출력을 발생하는 출력부(D ; S)를 구비하고 있는 연산처리부(50)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스팀트랩의 작동검지기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연산처리부(50)에 내장되어 있는 기억장치(M)는 스팀트랩의 구조에 따른 데이타를 기억하고 있고 피검출 대상의 형식에 따라 수정된 결과를 연산하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스팀트랩의 작동검지기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연산처리부(50)에 내장되어 있는 기억장치(M)는 스팀트랩의 증기 압력의 변화에 따른 데이타를 기억하고 있고 피검출 대상의 사용 증기압력에 따라 수정된 결과를 연산하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스팀트랩내의 작동검지기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 검출침(2) 선단의 피검출 대상과 접촉하는 부위에, 피검출 대상의 온도를 검출하여 대응하는 전기출력을 발생하는 온도센서(10)가 배설되어 있고, 상기 연산처리부(50)내의 기억장치(M)에 온도정보가 기억되어 있으며, 상기 온도센서(10)가 발생하는 출력과 상기 기억데이타를 대비ㆍ여산하여 피검출 대상의 작동상태의 양부를 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스팀트랩의 작동검출기.
5. 제 4항에 있어서, 상기 검출침(2) 선단의 오목부(41)내에, 이 검출침(2)을 통한 진동전달에 영향을 주는 일없이 열전도를 회피하기 위한 단열재(43)를 통해 온도센서(10)가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 스팀트랩의 작동검지기.
6. 제 4항 또는 제5항에 있어서, 상기 검출침(2) 선단을 첨예한 단부(62,67)로 하고, 이 첨예한 단부보다도 낮은 부분에 오목부(63)를 설치해서 이 오목부내에 배설된 탄성체(64)에 의해 첨예한 단부측으로 가압되도록 온도센서(65)가 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 스팀트랩의 작동검지기.
7. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 검출침(2)으로부터 전달되는 기계적 진동으로부터 초음파 진동을 발생하는 진동판은 상기 검출침의 축방향으로 복수매 배열되어 소정간극으로 고정된 진동판(81 내지 84)인 것을 특징으로 하는 스팀트랩의 작동검지기.
8. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 검출침(2)로부터의 기계적 진동이 외부로부터의 진동 잡음이 영향없이 상기 진동센서에 전송되도록, 상기 진동판(16,81 내지 84)과 이 진동센서가 중공탄성부재(34')로 포위되어 있고, 또 중공탄성부재(34')의 일단은 진동판 부착부재(11)에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 스팀트랩의 작동검지기.
9. 제 1항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 상기 검출침(2)으로부터 기계적 진동이 외부로부터의 진동잡음의 영향없이 상기 진동센서에 전송되도록, 상기 회로기판(20)이 탄성부재(93)를 통해 본체(5)에 부착되어 있고, 또 상기 진동센서의 단자와 이 회로기판(20)의 단자가 연질도선(92)에 의하여 느슨하게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 스팀트랩의 작동검지기.

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