KR20050074391A - Portable air supply apparatus - Google Patents
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Abstract
개시된 본 발명은 작업자에게 깨끗한 공기를 불어주도록 하는 휴대용 공기공급장치에 관한 것이다. 본 발명은, 작업자에게 공기를 공급하는 팬모터; 상기 팬모터를 회전시키는 팬모터 구동부; 상기 팬모터에 걸리는 부하를 감지하여 전압레벨로 변환하는 부하 검출부; 상기 부하 검출부로부터 감지되는 부하의 전압레벨에 따라 상기 팬모터 구동부에 PWM신호를 출력하여 팬모터의 회전속도를 제어하되, 전압레벨이 낮을 경우 출력신호를 증가시키고 전압레벨이 높을 경우 출력신호를 감소시키도록 제어하며, 상기 부하의 전압레벨이 일정시간 이상으로 기준값을 초과할 경우 경고신호를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 경고음을 출력하는 경고음 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 작업자에게 진동을 출력하는 진동모터를 더 포함한다. 따라서, 본 발명은 작업자가 작업시 깨끗한 공기로 호흡할 수 있게 공기를 필터를 통해 나오는 공기를 정해진 풍량만큼 공급해 주는 장치로 필터의 오염 및 이물질에 의해 공급관이 막힐경우 그 막힘 정도를 체크하여 팬모터의 속도를 증가시켜서 항상 일정한 풍량이 공급되도록 하는 제어한다.The disclosed invention relates to a portable air supply device for blowing clean air to an operator. The present invention, a fan motor for supplying air to the worker; A fan motor driver for rotating the fan motor; A load detector for detecting a load applied to the fan motor and converting the load to a voltage level; Controls the rotational speed of the fan motor by outputting a PWM signal to the fan motor driving unit according to the voltage level of the load detected by the load detector, but increases the output signal when the voltage level is low and decreases the output signal when the voltage level is high. A microcomputer that controls the controller to output a warning signal when the voltage level of the load exceeds a reference value for a predetermined time or more; And a warning sound output unit for outputting a warning sound according to the warning signal output from the microcomputer. In addition, the vibration motor for outputting vibration to the operator in accordance with the warning signal output from the microcomputer further includes. Therefore, the present invention is a device for supplying the air flowing through the filter by a predetermined amount of air so that the worker can breathe into the clean air at work, check the degree of blockage when the supply pipe is blocked by contamination and foreign matter of the fan motor By increasing the speed of the control to ensure that a constant amount of air is always supplied.
Description
본 발명은 휴대용 공기공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업자에게 깨끗한 공기를 불어주도록 하는 휴대용 공기공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a portable air supply device, and more particularly to a portable air supply device for blowing clean air to the operator.
일반적으로 휴대용 공기공급장치는 작업자에게 공기를 불어주도록 송풍팬과 필터가 구성되어 있으며, 필요에 따라 단계별로 공급량을 조절하도록 되어 있다. In general, a portable air supply device is composed of a blower fan and a filter to blow air to the worker, it is to adjust the supply step by step as needed.
이와 같은 휴대용 공기공급장치는 본체를 작업자의 허리에 차도록 설계되어 있으며, 본체에서 공기를 빨아들려 얼굴쪽으로 연결 호스를 통하여 작업모에 공급하도록 이루어지는 장치이다.Such a portable air supply device is designed to kick the body to the waist of the worker, is a device made to suck the air from the body to supply to the work cap through the connection hose toward the face.
그러나, 이와 같은 종래의 휴대용 공기공급장치는 이물질로 필터가 막히는 정도에 따라 송풍압력이 떨어져 일정한 양의 공기를 원활하게 공급하지 못하는 문제점이 있었다. However, such a conventional portable air supply device has a problem in that the blowing pressure is lowered according to the degree of clogging of the filter with foreign matters so that a certain amount of air cannot be smoothly supplied.
또한, 종래의 휴대용 공기공급장치는 유해가스를 감지하지 못하여 작업자가 유해가스에 무방비 상태로 노출되는 문제점도 있었다.In addition, the conventional portable air supply device has a problem that the worker is exposed to the harmful gas unprotected because it does not detect the harmful gas.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 필터가 막히는 정도에 따른 모터의 부하를 감지하여 일정한 송풍이 되도록 모터의 속도를 변화시킴으로써, 이물질로 인하여 송풍압력이 떨어지지 않고 일정한 양의 공기를 원활하게 공급하도록 한 휴대용 공기공급장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, by detecting the load of the motor according to the degree of clogging the filter by changing the speed of the motor to be a constant blowing, the blowing pressure is not lowered due to foreign matters It is an object of the present invention to provide a portable air supply device for smoothly supplying a large amount of air.
또한, 유해가스를 감지하여 작업자에게 알려줌으로써, 작업자를 유해가스로부터 보호할 수 있도록 한 휴대용 공기공급장치를 제공하는 데에 다른 목적이 있다.In addition, there is another object to provide a portable air supply device that can detect the harmful gas to inform the worker, to protect the worker from the harmful gas.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대용 공기공급장치는, 작업자에게 공기를 공급하는 팬모터; 상기 팬모터를 회전시키는 팬모터 구동부; 상기 팬모터에 걸리는 부하를 감지하여 전압레벨로 변환하는 부하 검출부; 상기 부하 검출부로부터 감지되는 부하의 전압레벨에 따라 상기 팬모터 구동부에 PWM신호를 출력하여 팬모터의 회전속도를 제어하되, 전압레벨이 낮을 경우 출력신호를 증가시키고 전압레벨이 높을 경우 출력신호를 감소시키도록 제어하며, 상기 부하의 전압레벨이 일정시간 이상으로 기준값을 초과할 경우 경고신호를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 경고음을 출력하는 경고음 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Portable air supply apparatus according to the present invention for achieving the above object, a fan motor for supplying air to the worker; A fan motor driver for rotating the fan motor; A load detector for detecting a load applied to the fan motor and converting the load to a voltage level; Controls the rotational speed of the fan motor by outputting a PWM signal to the fan motor driving unit according to the voltage level of the load detected by the load detector, but increases the output signal when the voltage level is low and decreases the output signal when the voltage level is high. A microcomputer that controls the controller to output a warning signal when the voltage level of the load exceeds a reference value for a predetermined time or more; And a warning sound output unit for outputting a warning sound according to the warning signal output from the microcomputer.
또한, 상기 마이콤에서 출력되는 경고신호에 따라 작업자에게 진동을 출력하는 진동모터를 더 포함한다.In addition, the vibration motor for outputting vibration to the operator in accordance with the warning signal output from the microcomputer further includes.
또한, 작업자 주변의 유해가스를 감지하는 유해가스 감지센서; 유해가스 감지상태를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 마이콤은 상기 유해가스 감지센서로부터 일정 기준값 이상의 유해가스가 감지될 경우 상기 경고음 출력부에 경고신호를 출력함과 아울러, 상기 디스플레이부에 유해가스 감지상태를 출력한다.In addition, a harmful gas sensor for detecting harmful gas around the operator; The display device may further include a display configured to display a harmful gas detection state. The microcomputer outputs a warning signal to the alarm sound output unit when the harmful gas is detected from the harmful gas sensor by a predetermined reference value. Output the detection status.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도시된 바와 같이 본 발명은, 경고음 출력부(10), 진동모터(20), 마이콤(30), 팬모터 구동부(40), 팬모터(50), 부하 검출부(60), 유해가스 감지센서(70), 디스플레이부(80)로 구성된다.As shown in the present invention, the warning sound output unit 10, vibration motor 20, micom 30, fan motor drive unit 40, fan motor 50, load detection unit 60, harmful gas detection sensor ( 70) and the display unit 80.
팬모터(50)는 작업자에게 공기를 공급하고, 팬모터 구동부(40)는 상기 팬모터(50)를 회전시킨다.The fan motor 50 supplies air to the worker, and the fan motor driver 40 rotates the fan motor 50.
부하 검출부(60)는 상기 팬모터(50)에 걸리는 부하를 감지하여 전압레벨로 변환한다.The load detector 60 detects a load applied to the fan motor 50 and converts it to a voltage level.
마이콤(30)은 상기 부하 검출부(60)로부터 감지되는 부하의 전압레벨에 따라 상기 팬모터 구동부(40)에 PWM신호를 출력하여 팬모터(50)의 회전속도를 제어하되, 전압레벨이 낮을 경우 출력신호를 증가시키고 전압레벨이 높을 경우 출력신호를 감소시키도록 제어하며, 상기 부하의 전압레벨이 일정시간 이상으로 기준값을 초과할 경우 경고신호를 출력한다.The microcomputer 30 controls the rotational speed of the fan motor 50 by outputting a PWM signal to the fan motor driver 40 according to the voltage level of the load detected by the load detector 60, but when the voltage level is low. When the output signal is increased and the voltage level is high, the output signal is controlled to be decreased. When the voltage level of the load exceeds the reference value for a predetermined time or more, a warning signal is output.
경고음 출력부(10)는 상기 마이콤(30)에서 출력되는 경고신호에 따라 경고음을 출력한다.The warning sound output unit 10 outputs a warning sound according to the warning signal output from the microcomputer 30.
진동모터(20)는 상기 마이콤(30)에서 출력되는 경고신호에 따라 작업자에게 진동을 출력한다.The vibration motor 20 outputs vibration to the worker in accordance with the warning signal output from the microcomputer 30.
유해가스 감지센서(70)는 작업자 주변의 유해가스를 감지하고, 디스플레이부(80)는 유해가스 감지상태를 표시한다. 따라서, 상기 마이콤(30)은 상기 유해가스 감지센서(70)로부터 일정 기준값 이상의 유해가스가 감지될 경우 상기 경고음 출력부(10)에 경고신호를 출력함과 아울러, 상기 디스플레이부(80)에 유해가스 감지상태를 출력한다.The noxious gas detection sensor 70 detects noxious gas around the operator, and the display unit 80 displays a noxious gas detection state. Therefore, the micom 30 outputs a warning signal to the warning sound output unit 10 when harmful gas is detected from the harmful gas detection sensor 70 by a predetermined reference value or more, and is harmful to the display unit 80. Output gas detection status.
따라서, 본 발명은 작업자가 작업시 깨끗한 공기로 호흡할 수 있게 공기를 필터를 통해나오는 공기를 정해진 풍량만큼 공급해 주는 장치로 필터의 오염 및 이물질에 의해 공급관이 막힐 경우 그 막힘 정도를 체크하여 팬모터의 속도를 증가시켜서 항상 일정한 풍량이 공급되도록 하는 제어한다.Therefore, the present invention is a device for supplying the air coming out through the filter by a predetermined amount of air so that the worker can breathe into the clean air at work, check the degree of blockage when the supply pipe is blocked by contamination and foreign matter of the fan motor By increasing the speed of the control to ensure that a constant amount of air is always supplied.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the present invention configured in this way in more detail as follows.
먼저, 팬모터 구동부(40)는 상기 팬모터(50)를 회전시켜, 작업자에게 일정량의 공기를 공급한다. 상기 팬모터(BLDC MOTOR)(50)를 회전시키는 팬모터 구동부(40)는 적정한 구동출력을 발생시키기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 논리(LOGIC)회로로 설계된다.First, the fan motor driver 40 rotates the fan motor 50 to supply a predetermined amount of air to the worker. The fan motor driver 40 which rotates the fan motor 50 is designed as a logic circuit as shown in FIG. 2 to generate an appropriate drive output.
한편, 부하 검출부(60)는 상기 팬모터(50)에 걸리는 부하를 감지하여 전압레벨로 변환한다. 이때, 전압이 미약하므로 오피앰프(OP AMP)로 약 39배 증폭하여 이 증폭된 신호를 마이콤(MICOM)(30)에서 읽어서 처리한다. 이때, DATA 는 0~1023의 값으로 처리함이 바람직하다.On the other hand, the load detector 60 detects the load on the fan motor 50 and converts it to a voltage level. At this time, since the voltage is weak, it is amplified by about 39 times with the OP AMP and the amplified signal is read and processed by the MICOM 30. At this time, it is preferable to process the data to a value of 0 ~ 1023.
따라서, 마이콤(30)은 상기 부하 검출부(60)로부터 감지되는 부하의 전압레벨에 따라 상기 팬모터 구동부(40)에 PWM신호를 출력하여 팬모터(50)의 회전속도를 제어하며, 상기 부하의 전압레벨이 일정시간 이상으로 기준값을 초과할 경우 경고신호를 출력한다.Accordingly, the microcomputer 30 outputs a PWM signal to the fan motor driver 40 according to the voltage level of the load detected by the load detector 60 to control the rotation speed of the fan motor 50, If the voltage level exceeds the reference value for more than a certain time, a warning signal is output.
이때, 마이콤(30)은 전압레벨이 낮을 경우 출력신호를 증가시키고 전압레벨이 높을 경우 출력신호를 감소시키도록 제어한다.At this time, the microcomputer 30 controls to increase the output signal when the voltage level is low, and to reduce the output signal when the voltage level is high.
상기 마이콤(30)에서는 모터 속도를 제어하기 위해 펄스(PULSE) 출력을 내어주는데, 주파수는 일정하고 펄스의 높이(HIGH) 폭만 조절하여 그 폭이 크면, 모터가 빨리 회전하고, 적으면 느리게 회전하여 적절한 모터 속도를 제어한다 이때, 제어값은 0~255인 것이 바람직하다.The microcomputer 30 outputs a pulse output to control the motor speed. The frequency is constant and only the width of the pulse is adjusted by adjusting the height of the pulse. Appropriate motor speed is controlled. At this time, the control value is preferably 0 to 255.
이후, 경고음 출력부(10)는 상기 마이콤(30)에서 출력되는 경고신호에 따라 경고음을 출력하고, 진동모터(20)는 상기 마이콤(30)에서 출력되는 경고신호에 따라 작업자에게 진동을 출력한다.Thereafter, the warning sound output unit 10 outputs a warning sound according to the warning signal output from the microcomputer 30, and the vibration motor 20 outputs vibration to the operator according to the warning signal output from the microcomputer 30. .
한편, 본 발명은 유해가스를 감지하여 작업자에게 알려줌으로써, 작업자를 유해가스로부터 보호할 수 있다.On the other hand, the present invention can detect the harmful gas to inform the worker, it is possible to protect the worker from the harmful gas.
즉, 유해가스 감지센서(70)는 작업자 주변의 유해가스를 감지하고, 상기 마이콤(30)은 상기 유해가스 감지센서(70)로부터 일정 기준값 이상의 유해가스가 감지될 경우 상기 경고음 출력부(10)에 경고신호를 출력함과 아울러, 상기 디스플레이부(80)에 유해가스 감지상태를 출력한다. 디스플레이부(80)는 유해가스 감지상태를 표시한다.That is, the noxious gas detection sensor 70 detects noxious gas around the operator, and the micom 30 detects the nominal gas more than a predetermined reference value from the noxious gas detection sensor 70. In addition to outputting a warning signal to, and outputs a harmful gas detection state to the display unit (80). The display unit 80 displays a harmful gas detection state.
도 3은 흡입구의 막힘정도에 따른 A/D값과 PWM출력 값을 비교하여 나타낸 그래프이다. Figure 3 is a graph showing the comparison of the A / D value and the PWM output value according to the degree of clogging of the inlet.
도시된 바와 같이, 막힘1 에서 막힘5 로 가면서 막힌 정도가 큰 것을 나타낸다. 즉 막혔을 경우 팬(FAN)에 압력이 낮아져 모터(50)에 걸리는 부하가 적어짐을 알 수 있다(첨부 도면 참조). As shown, the degree of blockage is large as it goes from blockage 1 to blockage 5. In other words, if it is blocked, the pressure on the fan (FAN) is lowered, it can be seen that the load on the motor 50 is reduced (see the accompanying drawings).
막힘보상은 막혔을 경우 안막혔을때 만큼의 풍량을 유지하기 위해 팬모터(50)를 세게 돌려야 한다. Blockage compensation should be turned to turn the fan motor 50 hard to maintain the amount of airflow when not blocked.
팬모터(50)의 풍량은 1단 및 2단 등의 다단계로 제어할 수 있으나, 여기서는 예로서 1단 제어에 대해서만 설명한다. The air volume of the fan motor 50 can be controlled in multiple stages such as first stage and second stage, but only one stage control will be described here as an example.
정상상태에서는 그래프에서 보듯 "안막힘" 상태로 되어야 하나 흡입구가 막힐경우 A/D 값이 적어지므로 이를 감지하여 모터 속도를 올리기 위해 PWM 값을 증가시켜주며 증가량은 "막힘보상" 의 데이터에 따른다. 이 값과 같은 값의 A/D 값이 되는 정도 까지 올리면 풍량은 일정해 진다. 만약 그 값보다 크면 다시 PWM값을 낮추어 항상 "막힘보상" 과 일치되는 값이 되도록 PWM값을 조정하여 모터 속도를 맞추어 준다.In the normal state, it should be "blocked" as shown in the graph, but when the intake is blocked, the A / D value decreases, so it detects this and increases the PWM value to increase the motor speed. The increase amount depends on the data of "blocking compensation". If it is raised to the A / D value of the same value, the air volume becomes constant. If it is larger than the value, lower the PWM value and adjust the PWM value so that it always matches the "blockage compensation" to adjust the motor speed.
여기서, 완전 막힘은 흡입구가 심하게 막혀서 공기의 유입량이 거의 없는 상태를 나타내는데 이때는 모터를 최대속도로 하고 20초 이내에 회복되지 않으면 작업자에게 공기가 유입되지 않거나 제품동작 이상으로 판단하고, 경고음을 발생시킨다. Here, the complete blockage indicates a state in which the inlet is severely blocked and there is almost no inflow of air. At this time, if the motor is at the maximum speed and the air is not recovered within 20 seconds, the air is not introduced to the worker or the product is determined to be abnormal and generates a warning sound.
작업장에 소음으로 경고음을 못들을 경우도 있으므로 이때에는 진동모터(20)를 동작시켜 사용자가 진동으로도 느낄 수 있게 한다.In some cases, the user may not hear the warning sound due to noise in the workplace, thereby operating the vibration motor 20 so that the user can feel the vibration.
도 4는 필터종류에 따른 A/D값과 PWM출력 값을 비교하여 나타낸 그래프로서, 제어값은 1단시 PWM이 약 115정도 2단시 약145 정도에서 제어된다. 도 4의 그래프를 보면 그 영역에서의 그림을 자세히 확대 시킨 것이다. 4 is a graph showing the A / D value and the PWM output value according to the filter type, and the control value is controlled at about 115 degrees in one stage and about 145 in two stages. Looking at the graph of Figure 4 is an enlarged picture in detail in the area.
여기서 가스필터가 장착시 검은색 선과 노란색선이 교차하는 지점까지 모터의 PWM을 내주면 정해진 풍량이 유입된다.(1단시 예) Here, when the gas filter is mounted, if the PWM of the motor is brought out to the point where the black line and the yellow line cross, a predetermined amount of air flows.
만약 가스필터가 오래 사용하여 필터에 이물질이 많으면 옆의 가스필터 보다 아래로 이동하게 되므로 노란색선과의 교차점에 맞추기 위해서는 PWM값을 올려야하므로 즉, 모터 속도를 높여주는 상태가 된다. If the gas filter is used for a long time and there are a lot of foreign substances in the filter, it will move below the gas filter next to it. Therefore, the PWM value needs to be increased in order to meet the intersection with the yellow line.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 휴대용 공기공급장치에 의하면, 필터가 막히는 정도에 따른 모터의 부하를 감지하여 일정한 송풍이 되도록 모터의 속도를 변화시킴으로써, 이물질로 인하여 송풍압력이 떨어지지 않고 일정한 양의 공기를 원활하게 공급하는 효과가 있다. As described above, according to the portable air supply device according to the present invention, by detecting the load of the motor according to the degree of clogging the filter by varying the speed of the motor to be a constant blowing, the blowing pressure due to the foreign matter does not drop a certain amount It is effective to supply air smoothly.
또한, 유해가스를 감지하여 작업자에게 알려줌으로써, 작업자를 유해가스로부터 보호하는 효과도 있다.In addition, by detecting a harmful gas to inform the worker, there is also an effect to protect the worker from harmful gases.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 공기공급장치의 제어 블록도.1 is a control block diagram of a portable air supply device according to the present invention.
도 2는 도 1의 요부를 나타낸 상세 회로도.Fig. 2 is a detailed circuit diagram showing the main part of Fig. 1.
도 3은 흡입구의 막힘 정도에 따른 A/D값과 PWM출력 값을 비교하여 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing a comparison between the A / D value and the PWM output value according to the degree of clogging of the inlet.
도 4는 필터종류에 따른 A/D값과 PWM출력 값을 비교하여 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing a comparison between the A / D value and the PWM output value according to the filter type.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 경고음 출력부 20 : 진동모터10: warning sound output unit 20: vibration motor
30 : 마이콤 40 : 팬모터 구동부30: micom 40: fan motor drive unit
50 : 팬모터 60 : 부하 검출부50: fan motor 60: load detection unit
70 : 유해가스 감지센서 80 : 디스플레이부70: harmful gas detection sensor 80: display unit
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- 2005-06-23 KR KR1020050054252A patent/KR100632148B1/en active IP Right Grant
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