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KR102114147B1 - 전기 전도성 입자들을 제거하기 위한 시스템 - Google Patents

전기 전도성 입자들을 제거하기 위한 시스템 Download PDF

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KR102114147B1
KR102114147B1 KR1020167023670A KR20167023670A KR102114147B1 KR 102114147 B1 KR102114147 B1 KR 102114147B1 KR 1020167023670 A KR1020167023670 A KR 1020167023670A KR 20167023670 A KR20167023670 A KR 20167023670A KR 102114147 B1 KR102114147 B1 KR 102114147B1
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Abstract

본 발명은 전기 전도성 입자들(electrically conductive particles)을 제거하기 위한 시스템에 관한 것이며, 상기 시스템은 매체 순환(medium circulation)에서 전기 전도성 입자들을 검출 및 파괴하려는 것이다. 상기 시스템은 서로 상이한 전위들로 전력 공급 수단(V)에 의해 구성된 전극들(E)을 포함하고, 이로써 그와 접속하여 이동된 전기 전도성 입자들은 전극들 사이의 쇼트커트를 발생시킴으로써 검출 및 파괴되도록 구성된다. 상기 시스템은 균일한 프레임(1)을 갖는 디바이스(L)를 포함하고, 여기서 디바이스 내부에, 흐름 공간(2)의 길이 방향(longitudinal direction)으로 그의 내부에서 발생하는 매체 순환의 관통을 위한 흐름 공간(2)이 존재하고, 흐름 공간은, 자신의 길이 방향에 수직하는 횡평면에서 볼 때, 하나 이상의 방향들의 인접한 좁은 흐름 통로들(3)을 갖고, 여기서 흐름 통로들의 대향하는 벽들(3a, 3a')은 서로 상이한 전위들의 전극들(E)로서 구성된다.

Description

전기 전도성 입자들을 제거하기 위한 시스템{SYSTEM FOR ELIMINATING ELECTRICALLY CONDUCTIVE PARTICLES}
본 발명은 전기 전도성 입자들을 제거하기 위한 시스템에 관한 것이며, 이것은 매체 순환에서 전기 전도성 입자들을 검출 및 파괴하려는 것이다. 상기 시스템은 전력 공급 수단에 의해 서로 상이한 전위들로 구성된 전극들을 포함하고, 이에 의해 전극들과 관련하여 이동(drift)되는 전기 전도성 입자들은 전극들 사이의 쇼트커트(shortcut)를 발생시킴으로써 검출 및 파괴되도록 구성된다.
예를 들면, 엔진들, 베어링들, 기어링들(gearings), 클러치들 등과 같이 유체가 순환되는 상이한 종류들의 기계들에서 상술된 시스템들에 대한 필요성이 존재하는데, 왜냐하면 유체 순환에서, 예를 들면, 기계 또는 그와 접속된 기계류의 마모로 인해 또는 기계 오작동으로 인해, 금속 입자들이 유체 순환으로 이동되어 항상 기계의 기능을 손상시키고 최악의 경우에 심지어 고장의 위험을 발생시키기 때문이다. 이것은 특히 고가이고 대량의 기계들과 관련하여 상당한 비용들을 발생시킨다. 상술된 문제를 제거하기 위해, 예를 들면, 공개 출원 EP 0730144에서 시스템이 제시되었다. 이러한 종류의 시스템을 이용하면, 전기 입자들이 시스템 내의 전기 검출기들의 전극들을 터치할 때, 유체 순환 내의 전기 입자들을 검출하는 것 뿐만 아니라 파괴하는 것이 가능하다. 논의되는 해결책은 상이한 검출기들의 사용에서 서로 별개인 하나 이상의 전기 회로들을 사용함으로써 마이크로프로세서 동작 방식의 자동화를 통해 이롭게 수행되는데, 여기서 검출기에서 쇼트커트를 발생시킨 전기 입자는 콘덴서 장치에 의해 검출기로 유도되는 더 높은 쇼트커트 전류에 의해 연소된다.
상술된 해결책은 특히, 예를 들면, 항공기 엔진(aero engine) 등과 관련하여, 전기 검출기들이 자신의 전극들과 함께 엔진의 유체 순환에서 적절한 위치들에 배치되는 통합 시스템으로서 의미가 있다.
또한, 특허 공보 US 4,070,660에서, 유체 순환에서 전기 입자들을 검출하고, 가능하다면, 제거하기 위해 본원의 위에서 설명된 해결책과 동일한 방식으로 실행되는 해결책이 제시되었다. 이 해결책은, 예를 들면, 유체 순환과 관련하여 제공되는 플러그를 통해 수행되는데, 플러그에는 전극들 이외에도 유체 순환 내의 금속성 입자들을 자기적으로 자신에게 끌어당기기 위한 영구 자석이 구비된다. 자기장을 사용하는 것은 금속성 입자들의 제거의 관점에서 볼 때 연관성이 없는데, 왜냐하면 금속성 입자들이 쇼트커트 상황에서 전극들에 "잡히게 되기(get locked)" 때문이다. 또한, 이 해결책에서는, 상이한 전기 회로들과 전기적으로 병렬로 유체 순환 내의 상이한 위치들에 설치되도록 플러그들을 커플링하는 것이 가능하고, 여기서 각각의 플러그의 기능은 다른 플러그로부터 독립적이다. 이 해결책의 문제는, 양호한 기능의 전제조건(prerequisite)이 우선 플러그들의 최적의 배치라는 것인데, 플러그들이 잘못 배치된 경우에는 유체 순환 내의 금속 입자들의 신뢰성 있는 검출 또는 제거가 보장될 수 없기 때문이다. 반면에 이 해결책은 제한된 운용 효율을 갖는데, 이 해결책은 자성(magnetic) 입자들만을 제거할 수 있는 반면모든 다른 전기 전도성의 해로운 입자들은 검출 및 제거되지 않고 남아있기 때문이다.
상술된 해결책들에 불구하고, 서두에 설명된 기술적 문제에 관한 상황이 여전히 만연하여, 예를 들면, 시중에 있는 대부분의 다양한 종류의 유체 순환 기계들 및 장치들과 관련하여, 실행하기에 충분히 간단하고, 신뢰할 수 있을 뿐만 아니라 가격이 알맞은, 유체 순환에서 전기 전도성 입자들을 제거하기 위한 시스템이 존재하지 않는다.
본 발명에 따른 시스템의 목적은 상술된 문제들에서 결정적인 개선을 달성하고 따라서 근본적으로 종래 기술의 레벨을 상승시키는 것이다. 이러한 목적을 수행하기 위해, 본 발명에 따른 시스템은 본 발명에 관련된 독립 청구항의 특징 부분에 제시된 것을 주로 특징으로 한다.
본 발명에 따른 시스템의 가장 중요한 이점들로서, 이를 위해 적용 가능한 디바이스 구성들의 간략함 및 효율이 언급될 수 있고, 이로써 대부분의 다양한 종류의 전기 전도성 입자들의 검출 및 제거가 대부분의 다양한 매체 순환 동작 장치들에서 동일한 원리로 가능하게 된다. 본 발명의 가장 중요한 이점은 우선, 임의의 정해진 시간에 모니터링되는 매체 순환이 디바이스의 흐름 공간 내의 평행하고 좁은 흐름 채널들을 통한 통과(flow-through)로서 전체적으로 발생하도록 구성된다는 점이고, 여기서 전기 전도성 입자들은 그들이 흐름 채널들의 반대 벽들에 접속할 때 쇼트커트를 발생시킨다. 본 발명에 따른 시스템은 또한, 예를 들면, 병렬로 커플링된 2개의 디바이스들을 사용함으로써, 예를 들면, 디바이스들 중 하나가 기능을 정지하였을 때 또는 점검 중(under maintenance)에 있는 동안에 유체 순환 장치의 연속적인 동작을 보장하는 것이 또한 가능한 방식으로, 예를 들면, 임의의 정해진 시간에 모니터링될 유체 순환 동작 장치와 관련하여 완성 디바이스 전체로서 시스템의 용이한 설치를 가능하게 한다.
본 발명에 따른 시스템의 다른 이로운 실시예들은 그에 관련된 종속 청구항에 제시되었다.
다음의 설명에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 예시된다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템에 속하는 디바이스의 단면을 디바이스를 통해 발생하는 매체 순환에 수직하는 방향으로 도시한다.
도 2는 디바이스의 내부 부분의 도 1에 도시된 뷰에 수직하는 단면을 도시한다.
도 3은 흐름 공간 내의 흐름 채널들의 벽들을 실행하는 이로운 방식을 상세히 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템의 이로운 일반적인 동작 원리를 도시한다.
본 발명은 전기 전도성 입자들을 제거하기 위한 시스템에 관한 것이며, 상기 시스템은 매체 순환에서 전기 전도성 입자들을 검출 및 파괴하려는 것이다. 상기 시스템은 전력 공급 수단(V)에 의해 서로 상이한 전위들로 구성된 전극들(E)을 포함하고, 이에 의해 전극들과 관련하여 이동되는 전기 전도성 입자들은 전극들 사이의 쇼트커트를 발생시킴으로써 검출 및 파괴되도록 구성된다. 특히, 도 1 및 2에 도시된 이로운 실시예를 참조하면, 시스템은 균일한 프레임(1)을 갖는 디바이스(L)를 포함하고, 디바이스 내부에는 흐름 공간(2)의 길이 방향(longitudinal direction)으로 흐름 공간(2)의 내부에서 일어나는 매체 순환의 통과를 위한 흐름 공간(2)이 존재하고, 흐름 공간은, 도 1에 따라 자신의 길이 방향에 수직하는 횡평면에서 볼 때, 하나 이상의 방향들에서 인접한 좁은 흐름 통로들(3)을 갖고, 여기서 흐름 통로들의 대향하는 벽들(3a, 3a')은 서로 상이한 전위들의 전극들(E)로서 구성된다.
본 발명에 따른 시스템의 이로운 실시예로서, 이롭게는 퓨즈 장치가 제공되는 전력 공급 수단(V)은 저전압 전력 소스에 의해 동작 가능하도록 구성되고, 쇼트커트 상황을 발생시키는 입자를 파괴하기 위해 필요한 더 높은 전류를 생성하기 위해 보충 전력 공급 커플링(LK), 콘덴서 커플링 등과 같은 보조 전력 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 시스템의 추가의 이로운 실시예로서, 좁은 흐름 통로들(3)로 형성된 흐름 공간(2)은, 자신의 단면에서 볼 때, 분리된 전기 회로들에 커플링된 2 이상의 흐름 구역들(VZ1, VZ2, VZ3)로 구성되어, 각각의 흐름 공간에서 발생하는 쇼트커트 상황들을 서로에 대해 독립적으로 처리하도록 한다. 상세하게 후술되는 바와 같이, 흐름 공간의 다수의 구획화된 실행은 무엇보다도, 순환 매체의 "일반적인 조건"의 더 양호한 모니터링을 가능하게 한다는 점에서 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 시스템의 이로운 실시예로서, 특히 도 1에 도시된 일반적인 동작 원리를 참조하면, 시스템은 시스템의 자동적이고 독립적인 기능을 위해 하나 이상의 마이크로프로세서들, 로직 회로들 등과 같은 프로그래밍 가능 로직(4)을 포함한다.
본 발명에 따른 시스템의 추가의 이로운 실시예로서, 로컬 음성-동작, 광-동작되는 방식의 검출기들(5a)에 의해 도 4에 도시된 원리에 따라 시스템의 기능 및 사용의 모니터링을 위한 모니터링 수단(5)이 시스템에 제공된다.
또한, 도 4에 도시된 일반적인 동작 원리를 참조하면, 수동 보충 전력 공급 커플링(LK)이 사용되고, 여기서 쇼트커트가 발생하였다는 것을 신호 램프(5a)가 표시하면, 푸시 버튼(5b)을 누름으로써, 보충 전력이 릴레이 제어 방식으로 생성되는 전류의 병렬 투입(parallel feed)에 의해 공급되어, 연소(combustion)에 의해 입자를 파괴하도록 한다. 작은 입자인 경우, 입자는 전기 회로의 "기본 전류"에 의해 자동적으로 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템의 추가의 이로운 실시예로서, 모니터링 수단(5)으로부터의 모니터링 정보는, 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 기계 제어실(P)로부터 원격 제어 원리에 따라 시스템의 사용 및 제어를 가능하게 하기 위해 유선 접속을 통해 송신된다. 이러한 맥락에서, 본 발명에 따른 시스템의 추가의 이로운 실시예로서, 시스템의 사용 및 제어는, 가령, 모바일 텔레폰 네트워크, 인터넷 등을 적용함으로써 클라우드 서버 원리에 따라 동작하는 제어 소프트웨어에 의해 무선으로(T) 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 시스템의 이로운 실시예로서, 흐름 공간의 하나 이상의 흐름 구역들(VZ1, VZ2, VZ3)에서 검출되는 쇼트커트 빈도의 진전(development)을 모니터링하기 위해 로깅 기능(LG)이 모니터링 수단(5)에 제공된다. 악성 입자들의 증가는 보통, 프로세스 내의 일부 부분이 망가졌다는 것을 시그널링하고, 여기서 본 발명에 따른 시스템은, 예를 들면, 유체 순환 프로세스의 컴포넌트들에 대한 진단 및 유지보수를 가능하게 하고, 이 덕분에, 추가의 손상들이 회피될 수 있다.
다수의 전기적으로 분리된 흐름 구역들을 사용할 때, 다수의 흐름 구역들에서 더 빈번하게 발생하는 쇼트커트 상황들은 또한 유지보수에 대한 필요성의 신호이다.
또한, 본 발명에 따른 시스템의 이로운 실시예로서, 흐름 커플링들(A)이 제공되는 디바이스(L)의 프레임(1)에는, 모니터링되는 매체 순환과 디바이스의 착탈 가능한 커플링을 위한 잠금(fastening) 수단(6)이 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 시스템의 이로운 실시예로서, 상기 시스템은 모니터링되는 매체 순환 내에서 병렬로 커플링된 적어도 2개의 디바이스들(L)을 포함하여, 의문스러운 순환 프로세스가 중단되지 않고 기능하는 것을 보장한다. 이러한 방식으로, 의문스러운 프로세스가 대부분의 중단되지 않고 기능하는 것이 가능한데, 본 발명에 따른 디바이스들은 필요시 다른 디바이스에 의해 서비스되거나 다른 디바이스로 대체될 수 있기 때문이다.
특히 도 1 및 3을 참조하면, 흐름 공간(2) 내의 흐름 채널들(3)의 하나 걸러 하나의 각각의 벽(3a')은 전력 소스의 양극(positive pole)에 커플링된 흐름 공간의 벽(2a')에 커플링된다. 이 벽들의 반대측 단부들에서, 이 벽들과 흐름 공간의 반대측 벽(2a) 사이에 에어 갭이 남아있다. 흐름 공간 내의 흐름 채널들의 벽들(3a) 중 나머지는 전력 소스의 음극에 접속된 3개의 상이한 전기 회로들에 커플링되고, 여기서 서로 격리된 3개의 구조적 부분들을 포함하는 흐름 공간의 반대측 벽(2a)에 커플링된 벽들로부터 흐름 구역들(VZ1, VZ2, VZ3)이 형성된다. 벽들(3a, 3a')은 지지 리브들(support ribs)(Z)에 의해 분리되어 있다.
흐름 공간 내의 흐름 채널들의 폭은 임의의 정해진 시간에 매체 순환 프로세스가 모니터링될 필요성에 적합하도록 구성되고, 그의 최소의 폭은 심지어 1/10 밀리미터일 수 있다. 각각, 전력 공급을 위해, 유리하게는, 예를 들어, 12/24 V 저전류 소스가 전력 소스로서 사용되고, 여기서 각각의 흐름 구역의 전력 회로의 최대 전류는 퓨즈 장치에 의해 예를 들면, 20 A로 제한된다. 본 발명에 따른 시스템의 전력은 전형적으로 0.75 내지 1.5 kW이고, 여기서 실제로 대부분의 보통 애플리케이션의 충분한 전력은 약 1 kW이다.
본 발명이 본원의 위에서 도시 또는 설명된 실시예들로 제한되지 않지만, 본 발명이, 예를 들면, 임의의 정해진 시간에서의 필요성에 따라 도면들에 도시된 단면 형상들 및 구조들을 변경함으로써 본 발명의 기본 아이디어 내에서 매우 많은 방식들로 수정될 수 있다는 것이 명백하다. 본 발명에 따른 시스템은 대부분의 상이한 타입들의 매체 순환 프로세스들과 관련하여 활용될 수 있고, 여기서 모니터링되는 순환 매체는, 예를 들면, 윤활유, 액체 냉각제 등 또는 물, 공기, 스팀 또는 몇몇의 다른 기체일 수 있다.

Claims (13)

  1. 매체 순환(medium circulation)에서 전기 전도성 입자들을 검출하고 파괴함으로써 전기 전도성 입자들을 제거하기 위한 시스템으로서,
    균일한 프레임을 갖는 디바이스, 및
    상기 디바이스 내부의 흐름 공간 ― 상기 흐름 공간은 상기 흐름 공간의 길이 방향(longitudinal direction)으로 상기 흐름 공간의 내부에서 발생하는 매체 순환의 통과(flow-through)를 위한 것임 ―
    을 포함하고,
    상기 흐름 공간은, 상기 길이 방향에 수직하는 횡평면에서 볼 때, 적어도 하나의 방향에서 인접한 좁은 흐름 통로들을 포함하고, 상기 흐름 통로들의 대향하는 벽들은 전원에 의해 서로 상이한 전위들의 전극들로서 구성되고, 이에 의해 상기 전극들과 관련하여 이동(drift)되는 전기 전도성 입자들은 상기 전극들 사이의 쇼트커트(shortcut)를 야기함으로써 검출 및 파괴되도록 구성되고,
    좁은 흐름 통로들로 형성된 흐름 공간은, 단면에서 볼 때, 적어도 2개의 병렬적인 흐름 구역들을 포함하고, 상기 흐름 구역들은 병렬 전기 회로들로서 공통 전원 수단에 연결되고,
    상기 공통 전원 수단에는, 각각의 흐름 구역들에서 발생하는 쇼트커트 상황들을 서로에 대해 독립적으로 처리하도록 하기 위해, 쇼트커트 상황을 야기한 입자를 파괴하기 위해 선택된 흐름 구역에 더 높은 전류를 생성하기 위한 보조 전력 장치가 구비되는,
    시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원은 저전압 전력 소스에 의해 동작 가능하게 구성되는,
    시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시스템의 자동적인 독립적인 기능(functioning)을 위한 프로그래밍 가능 로직을 더 포함하는,
    시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시스템의 기능 및 사용을 모니터링하도록 구성된 모니터를 더 포함하고, 상기 모니터는 로컬 음성-동작되는, 그리고 광-동작되는 검출기들을 포함하는,
    시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모니터로부터의 모니터링 정보는, 상기 시스템의 원격 사용 및 제어를 가능하게 하기 위해 유선 접속을 통해 전송되는,
    시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시스템의 사용 및 제어는 무선으로 처리되는,
    시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 모니터는 상기 흐름 공간의 적어도 하나의 흐름 구역에서 검출되는 쇼트커트 빈도의 진전(development)을 모니터링하기 위해 로깅 기능을 포함하는,
    시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스의 프레임은, 상기 디바이스를 모니터링될 매체 순환과 착탈 가능하게 결합하도록 구성된 잠금 장치(fastener) 및 흐름 커플링들을 포함하는,
    시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시스템은, 의문스러운 순환 프로세스가 중단되지 않고 기능하는 것을 보장하기 위해, 모니터링될 매체 순환 내에서 병렬로 연결된 적어도 2개의 디바이스들을 포함하는,
    시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전원은 퓨즈 장치를 포함하고, 상기 보조 전력 장치는 보충 전력 공급 커플링 또는 콘덴서 커플링 중 적어도 하나를 포함하는,
    시스템.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 프로그래밍 가능 로직은 적어도 하나의 마이크로프로세서 또는 로직 회로 중 적어도 하나를 포함하는,
    시스템.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 시스템의 사용 및 제어는, 모바일 텔레폰 네트워크 또는 인터넷 중 적어도 하나를 이용함으로써 클라우드 서버 원리에 따라 동작하는 제어 소프트웨어에 의해 무선으로 처리되는,
    시스템.
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