KR100210709B1 - 양방향 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정량의 가스를 복수 개의 압력 저장용기에 저장하고 그 저장된 가스를 연속적으로 공급하기 위한 소규모 집단 가스 공급장치인 양방향 차단장치에 관한 것으로서, 가스를 저장하기 위한 제 1저장용기와 제 2저장용기가 있고, 상기 제 1저장용기로부터 가스를 이송하기 위한 제 1공급배관이 연결되고 그 제 1공급배관 중간에 제 1차단부가 장착되어 있고, 상기 제 2저장용기로부터 가스를 이송하기 위한 제 2공급배관이 연결되고 그 제 2공급배관 중간에 제 2차단부가 장착되어 있고, 분기관이 상기 제 1공급배관 제 2공급배관을 연결하는 동시에 주공급배관과 연결되어 있고, 상기 주공급배관에 압력 감지기, 기화기 및 정압기가 순차적으로 장착되어 있고, 가스 누설 경보기가 상기 제 1저장용기와 제 2저장용기 주변에 설치되고 그 가스 누설 경보기와 수신반이 전기적으로 연결되어 있는 한편 주소 전송장치와 주소 전송 장치가 전기적으로 연결되어 있고, 상기 수신반과 전기적으로 각기 연결된 상기 제 1차단부와 제 2차단부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 양방향 차단장치를 제공하여 가스 누출의 감지 및 경보기능을 갖게 하여 가스 누출사고에 대비하고 연속적인 가스 공급을 할 수 있다.

Description

양방향 차단장치

본 발명은 소규모 시설의 집단 가스 공급을 위한 양방향 차단장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정량의 가스를 복수 개의 압력 저장용기에 저장하고 저장된 가스를 연속적으로 공급하기 위한 소규모 집단 가스 공급장치의 양방향 차단장치에 관한 것이다.

현재 가스는 가장 광범위하게 사용되고 있는 청정(淸淨) 연료이며, 일반 가정 및 영업장소에서 취사 및 난방의 목적으로 사용되고 있다.

가스에는 메탄(methane)이 주성분인 액화천연가스(LNG : liquid nature gas)와 프로판(propane)이 주성분인 액화프로판가스(LPG : liquid propane gas)가 있고, 그 중 액화천연가스는 도시 가스 공급 회사에서 설치한 지하 매설 배관망을 통하여 일반 사용자에게까지 공급되는 체계를 갖고 있다.

그러나, 현재 도시 가스 공급회사에서 가스 배관망을 통하여 가스를 공급하는 지역이 한정되어 있어 도시 가스를 제공받지 못하고 있는 곳이 많다. 이와 같이 도시 가스를 직접 공급받지 못하는 지역에서는 규격화된 저장용기에 보관된 액화프로판가스를 사용하고 있으며, 액화프로판가스의 저장용기는 운반이 가능한 정도의 크기와 무게를 갖고 있다. 그러므로 그 저장용기 내부에 저장되는 가스의 양이 적고, 가스를 많이 사용하는 경우에는 그 가스용기를 자주 교환해 주어야 하는 불편함이 있었다.

특히, 가스를 많이 사용하고 있는 음식점, 소규모 공동주택 등에서는 일정한 장소에 여러 개의 가스용기를 보관하여 소규모 집단 가스 공급시설을 만들어 사용하고 있다. 이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 소규모 집단 가스 공급시설을 설명하기로 한다.

도 1은 복수 개의 가스용기(100)가 하나의 배관에 연결되어 있고, 그 배관의 말단부에 기화기(140)와 정압기(150)가 순차적으로 장착되어 있는 배관도를 나타내고 있다.

즉, 소규모 집단 가스 공급 시설은 여러 개의 가스용기를 병렬로 연결하는 배관을 구성한 것이고, 이는 병렬로 연결된 가스용기 수만큼 비례하는 가스 량을 저장하여 사용할 수 있다.

그러나, 이와 같은 가스 공급 시설 또한 연속적으로 사용자에게 가스 공급이 불가능하다. 즉, 일정 기간동안 사용할 수 있는 양의 가스를 저장할 수 있지만, 결국 가스용기에 있는 가스를 모두 소모하면 가스 공급이 중단되는 단점이 있다. 또한, 가스 누출 경보기가 장착되어 있지 않아 가스 누출로 인한 대형 사고를 유발할 수 있는 단점을 갖고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 바와 같이 소규모 집단 가스 공급시설에서 발생하고 있는 가스 공급 중단의 단점을 제거하여 연속적으로 가스를 공급하고, 가스 누설의 위험을 사용자에게 전달하여 신속히 가스 사고의 위험에 대처할 수 있도록 하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 소규모 집단 가스 공급장치.

도 2는 소규모 집단 가스 공급시설에 적용하기 적합한 본 발명에 따른 양방향 차단 장치의 계통도.

도 3은 본 발명에 의한 양방향 차단 장치의 작동을 설명하기 위한 흐름도.

도면의 주요 부호에 대한 설명

100 : 가스용기 101 : 제 1저장용기

102 : 제 2저장용기 110 : 주 공급 배관

111 : 제 1공급 배관 112 : 제 2공급 배관

115 : 분기관 120 : 제 1차단부

121 : 제 2차단부 130 : 압력 감지기

131 : 압력 신호선 140 : 기화기

150 : 정압기 160 : 수신부

161 : 제 1차단 신호선 162 : 제 2차단 신호선

170 : 가스 누설 경보기 180 : 주소 전송장치

상기 목적을 달성하기 위하여 일정량의 가스를 저장하기 위한 제 1저장용기와 제 2저장용기와; 상기 제 1저장용기로부터 가스를 이송하기 위한 제 1공급배관이 연결되고 그 제 1공급배관 중간에 장착된 제 1차단부와; 상기 제 2저장용기로부터 가스를 이송하기 위한 제 2공급배관이 연결되고 그 제 2공급배관 중간에 장착된 제 2차단부와; 상기 제 1공급배관과 제 2공급배관이 분기관으로 연결되고, 가스를 사용처에 공급하기 위하여 그 분기관의 다른 일측에 연결된 주공급배관과; 상기 주공급배관에 순차적으로 장착되어 있는 압력 감지가, 기화기 및 정압기와; 상기 제 1저장용기와 제 2저장용기 주변에 설치된 가스 누설 경보기와; 상기 가스 누설 경보기와 전기적으로 연결된 수신부과; 상기 수신부과 각기 전기적으로 연결되어 상기 제 1차단부와 제 2체단부를 개·폐하고, 상기 수신부의 일측과 전기적으로 연결되어 가스 공급업체에 가스공급 요청 신호를 전달하는 주소 전송장치와; 를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 양방향 차단장치를 제공한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 의한 양방향 차단장치를 좀더 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 소규모 집단 가스 공급시설에 적용하기 적합한 본 발명에 따른 양방향 차단 장치의 계통도이다.

도 2를 참조하면, 가스를 저장하기 위한 가스 저장용기가 제 1저장용기(101)와 제 2저장용기(102)로 나뉘어서 두 개가 설치되어 있고, 제 1공급배관(111)과 제 2공급배관(112)이 각기 제 1저장용기(101)와 제 2저장용기(102)와 연결되어 있고, 제 1공급배관(111) 중간에는 가스를 차단하기 위한 제 1차단부(120)가 설치되어 있고, 또한 제 2공급배관(112)에도 가스를 차단하기 위한 제 2차단부(121)가 설치되어 있는 모양을 나타내고 있다.

계속해서, 제 1공급배관(111)과 제 2공급배관(112)은 분기관(115)에 연결되는 동시에 분기관(115)의 다른 한쪽은 주공급배관(110)과 연결되어 있다. 그리고, 상기 주공급배관(110)의 소정부위에 압력 감지기(130), 기화기(140), 정압기(150)가 순차적으로 장착되어 있다.

그리고, 가스 누설 경보기(170)가 상기 가스 제 1저장용기(101)와 제 2저장용기(102)의 주변에 설치되고, 수신부(160)의 전기단자 연결부(도면에 도시 안됨)와 가스 누설 경보기(170)가 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 그 수신부(160)는 상기 압력 감지기(130) 및 주소 전송장치(180)와 전기적으로 연결되어 있고, 상기 수신부와 제 1차단부는 제 1차단 신호선(162)으로 연결되어 있고 제 2차단부와는 제 2차단 신호선(161)으로 전기적으로 연결되어 있는 모양을 나타내고 있다.

이를 좀더 상세하게 설명하면, 상기 제 1차단부 및 제 2차단부는 전기적인 신호로 개·폐 동작을 할 수 있는 전동밸브(MOV : motor operated valve) 또는 솔레노이드 밸브(solenoid valve)로 이루어져 있으며, 상기 제 1차단부 및 제 2차단부는 각기 제 1공급배관 및 제 2공급배관부의 소정 부위에 장착되어 상기 제 1저장용기와 제 2저장용기의 가스를 공급하거나 중단 할 수 있는 역할을 한다.

그리고, 상기 제 1저장용기와 제 2저장용기는 통상적인 액화프로판가스 저장용기를 사용할 수 있을 뿐만이 아니라 상기 저장용기들을 종래 기술에서 언급한 바와 같이 병렬로 연결하여 두 개의 그룹으로 형성하여 사용할 수 있다. 이는 복수 개의 저장용기를 두 개의 그룹으로 나눈 다음 각 그룹에 배관을 병렬로 연결하고, 그 저장용기 그룹의 배관의 말단에 각각 제 1차단부와 제 2차단부를 설치하여 사용할 수 있다.

상기 분기관(115)은 일반적으로 배관 연결 및 배관을 분배하는 티(tee)를 사용하여 상기 제 1공급배관과 제 2공급배관을 연결하고, 그 분기관의 다른 일측에는 주공급배관을 연결하여 각 가스 사용장소로 가스를 공급하는 역할을 한다.

상기 압력 감지기(130)는 주공급배관 내부의 가스 압력을 센서(sensor)가 감지하여 그 감지된 주공급배관 내부의 가스 압력을 전기적인 신호로 전환하여 수신부(160)에 전달하는 역할을 하고, 기화기(140) 및 정압기(150)는 가스 공급 배관에 일반적으로 사용하는 것과 유사한 것이다. 그리고, 상기 가스 누설 경보기(170)는 가스 저장용기의 주변에 설치하여 저장용기 및 배관부분에서 누출되는 가스를 감지하여 경보를 발하는 역할을 하고, 전기적인 신호를 수신부에 보낸다.

그 가스 누출 경보기 내부에는 가스를 감지하는 센서가 내장되어 있어 공기중에 누출되는 미량의 누출 액화프로판가스를 감지할 수 있으며, 또한 가스 누출 경보기 내부에 경보음 발생장치 및 경보등을 내장하고 있어 누출 가스를 탐지한 즉시 청각적 및 시각적으로 경고를 알릴 수 있게 되어 있다. 액화프로판가스는 공기보다 무거워 바닥면 또는 지면으로 가라앉는 성질을 갖고 있고, 밀폐된 공간 또는 다량의 액화프로판가스가 누출되었을 경우 점화원이 존재하면 강력한 폭발(예를 들면 UVCE : unknow vapor cloud explosion)과 같은 대규모 재해를 유발한다. 그러므로, 그 가스 누출 경보기는 액화프로판가스를 사용하는 장소에서는 가스 저장용기 및 배관이 설치되어 있는 저장시설의 바닥면에 가깝도록 설치하여 가스 누출 감지가 용이하게 이루어지록 한다.

주소 전송 장치(115)는 수신부와 전기적으로 연결되어 있는 한편, 다른 외부 연결수단으로 전화선으로 연결되어 가스 공급업체에 자동으로 음성 정보를 전달할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상기 제어회로를 갖고 있는 수신부는 압력 감지기와 전기적으로 연결되어 배관내의 가스 압력을 수신하고, 상기 수신부는 압력 감지기의 신호에 따라 상기 제 1차단부와 제 2차단부의 계·폐를 명령하는 동시에 가스 누설 경보기 및 주소 전송 장치와도 연동 되는 구조를 갖고 있다. 또한, 수신부의 내부에는 비상전원을 구비하고 있으며, 그 비상전원은 정전시에도 양방향 차단장치가 정상적으로 작동하도록 하는 역할을 한다.

상기 전술한 장치를 양방향 차단 장치라고 일컬으며, 이 양방향 차단장치의 동작 관계를 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 상기 전술한 제 1저장용기 또는 제 2저장용기 둘 중의 하나의 가스 저장용기로부터 가스가 주공급배관을 통하여 각 사용 장소에 공급되고 있는 단계를 시작으로 한다. 그리고, 상기 압력 감지기가 수신부에 압력 신호를 전송하여 배관내의 가스 압력이 설정치 보다 상승하였는지의 고압확인①을 하고, 설정치 이상 고압이 아닌 경우에는 가스 누설 확인②을 한다. 가스 누설의 여부는 전술한 가스 누설 경보기가 감지한 결과를 기초로 수신부에서 하며, 가스가 누설되지 않았으면, 상기 압력 감지기에 의해 저압확인③을 한다. 즉, 상기 압력 감지기로 측정된 압력을 수신부가 받아 확인하고, 저압확인 결과 정상적이면, 가스를 계속적으로 공급하면서, 상기 기술한 고압확인①, 가스 누설확②인 및 저압확인③ 과정을 연속적으로 수신부에서 실시한다. 즉, 정상적으로 가스를 공급하면서 작동하는 양방향 차단기는 수신부에서 상기 기술한 ①단계에서 ③단계를 반복 수행을 통하여 가스 공급을 하고, 가스 공급의 이상유무를 확인하도록 되어 있다.

상기 고압확①인 또는 가스 누설 확인② 결과 수신부에 설정되어 있는 압력 기준이 아닌 경우(No 로 표기됨) 즉, 설정 압력 보다 높거나 가스 누설 경보가 발하게 되면, 상기 전술한 제 1차단부와 제 2차단부를 닫으라는 모든 밸브 닫음ⓐ 단계가 진행된다. 그리고, 경보 상태 작동ⓑ 단계가 진행되어 가스 누출 경보를 수신부 및 가스 누설 경보기에서 경보음(警報音) 및 경보등(警報燈)이 작동하여 가스 누출을 알린다. 수신부는 복귀 입력ⓒ 단계로 진행되고, 수신부에 복귀 입력 신호가 발하지 않게 되면 계속해서 경보가 발하고, 만약 복귀 입력 신호가 들어오면 경보를 해제하라는 경보해제ⓓ 단계로 들어가고 경보 해제 후 양방향 차단장치는 다시 초기화 되어 작동한다.

즉, 상기 ⓐ 내지 ⓓ단계는 가스가 누출되거나 가스 공급 배관내에 압력이 높은 경우 경보를 자동으로 발하고, 초기 안전 조치인 가스공급 밸브를 닫아 더 이상의 위험요소가 증가하지 않도록 하는 일차적인 조치를 취하는 단계이다. 이는 상기 경보기가 경보를 발하면 수신부에 있는 수동 조작 스위치를 사용자가 조작하여야 경보가 멈추고 양방향 차단장치가 초기화된다.

그리고, 상기 저압확인③ 결과 주공급배관내의 가스 압력이 설정치 이하로 되면 수신부가 이 신호를 받아 현재 사용되지 않고 있는 예비 저장용기의 차단부를 열라는 예비 저장용기 열림④ 단계가 작동한다. 다음 단계로는 현재 열려 사용중에 있는 가스 저장용기의 차단부를 닫으라는 현재 사용용기 밸브 닫힘⑤단계가 진행된다. 또한, 수신부는 주소 전송 장치에 신호를 전달하고, 그 신호를 받은 주소 전송 장치는 가스 공급업체와 전화선으로 연결되어 있어 가스업체 공급요청⑥ 단계가 진행되고, 이는 모두 소모된 가스 용기를 교체하라는 연락을 가스 공급 업체에 할 수 있도록 되어 있다.

즉, 상기 전술한 ④단계에서 ⑥단계는 사용되고 있던 저장용기의 가스가 모두 소모되면 자동으로 준비되어 있던 예비가스 저장용기의 가스가 공급되고, 가스 공급업체에 자동으로 연락하여 소모된 가스 용기를 교체하는 단계이다.

이와 같이 본 발명에 의한 양방향 차단장치라 함은 소규모 집단가스공급시설 등에 설치하여 연속적으로 가스의 공급이 원활하게 이루어지도록 하는 장치를 말하고 있다.

즉, 액화프로판가스를 사용하는 주택단지 등의 경우 액화프로판가스 용기를 사용하여 집단적으로 가스를 공급받도록 하는 시설을 말한다. 이때 가스 저장용기를 사용함으로 인한 가스공급의 중단 현상을 미연에 방지하고, 안정된 가스의 공급 및 가스의 누설로 인해 발생할 수 있는 질식, 화재, 폭발 등의 각종 문제점을 미리 예방할 수 있는 장비이다.

즉, 이와 같은 양방향 차단장치는 공급되는 가스배관의 이상 고압이나 가스 누출이 발생하지 않으면, 도 3에 도시한 바와 같이 정상적인 작동상태인 ①단계에서 ⑥단계의 수신부 흐름상태가 지속되고, 공급 배관내의 가스 압력이 설정치 이상으로 상승하거나 가스가 누출되면 ⓐ단계에서 ⓓ단계가 순차적으로 진행되도록 되어 있다.

이와 같은 양방향 차단장치의 가장 큰 기능들을 설명하면 다음과 같다.

1) 가스 누설경보

이 기능은 본 양방향 차단장치에 연동 되고 있는 가스 누설 경보기에서 경보를 발한 경우(가스가 누설되었을 경우에 경보를 발한다)에 발생하는 경보이다. 이때는 가스를 공급하는 모든 밸브를 자동으로 잠그고, 가스 누출의 상황을 경보음 및 경보등 등을 이용하여 사용자가 이를 인식할 수 있도록 한다.

2) 이상압력 경보

이 기능은 가스 공급 시설 자체에 문제가 발생한 경우로서 밸브, 정압기 등의 부분에서 고장이 발생하여 고압의 압력이 사용자 측까지 공급될 경우 이를 압력 감지기가 검지하고 경보를 발하게 된다. 이때는 가스를 공급하는 모든 밸브를 자동으로 잠그고, 그 상황을 경보음 및 경보등 등을 이용하여 사용자가 이를 인식할 수 있도록 한다.

3) 가스 없음 경보

가스를 공급하는 가스 저장용기 2개의 그룹이 동시에 모두 방출되어 더 이상의 가스 공급이 불가능할 경우에 발생하는 경보이다. 이때는 가스를 공급하는 모든 밸브를 자동으로 잠그고, 그 상황을 경보음 및 경보등 등을 이용하여 사용자가 이를 인식할 수 있도록 한다.

가스가 모두 소모되어 가스 저장용기의 압력이 설정치 이하로 내려갔을 경우 이를 자동으로 인식하고, 가스 공급업체에 자동으로 전화 등을 이용하여 통보하여 줌으로써 사용자는 별다른 조치를 취하지 않고서도 가스의 집단 공급시설을 효율적으로 운용할 수 있다.

이상압력 경보확인은 압력감지기로부터 고압 경보가 감지되는 지의 여부를 체크하는 것이다.

가스누설 경보확인은 연동 되는 경보기로부터 경보가 발생(가스가 누설된 상태)되는지의 여부를 체크하는 것이다.

따라서, 본 발명에 의한 양방향 차단장치는 다음과 같은 특징 및 장점을 갖고 있다.

(1) 연속적인 가스의 공급이 가능하다.

가스를 공급하는 가스 저장용기를 2개의 그룹으로 나누고, 하나의 그룹에 있는 가스가 모두 소모되면 이를 압력 감지기 감지하여 다른 그룹이 이를 대신하여 가스를 공급하도록 하고, 가스가 모두 소모된 그룹은 밸브를 잠그고 재충전하여 다시 사용하도록 하는 방식이다. 이때, 가스가 소모된 그룹은 다시 가스를 충전하여 다음 사용에 대비하게 된다.

(2) 경보기능 및 사전 조치가 가능하다.

그 시설물에 대한 이상이 발생했을 경우 경보 기능을 통하여 이를 조치할 수 있도록 한다. 수신부는 가스 누설 및 장비의 고장 등에 대비한 경보 기능을 갖고 있으며, 즉각적으로 차단부가 차단되어 더 이상의 가스 누출을 최대한으로 방지할 수 있다. 또한, 수신부에 비상용 예비전원이 내장되어 있어 정전시에도 가스 누출의 방지 및 연속적인 가스 공급이 가능하다.

Claims (4)

1. 일정량의 가스를 저장하기 위한 제 1저장용기와 제 2저장용기와;

   상기 제 1저장용기로부터 가스를 이송하기 위한 제 1공급배관이 연결되고 그 제 1공급배관 중간에 장착된 제 1차단부와;

   상기 제 2저장용기로부터 가스를 이송하기 위한 제 2공급배관이 연결되고 그 제 2공급배관 중간에 장착된 제 2차단부와;

   상기 제 1공급배관과 제 2공급배관이 분기관으로 연결되고, 가스를 사용처에 공급하기 위하여 그 분기관의 다른 일측에 연결된 주공급배관과;

   상기 주공급배관에 순차적으로 장착되어 있는 압력 감지가, 기화기 및 정압기와;

   상기 제 1저장용기와 제 2저장용기 주변에 설치된 가스 누설 경보기와;

   상기 가스 누설 경보기와 전기적으로 연결된 수신부과;

   상기 수신부과 각기 전기적으로 연결되어 상기 제 1차단부와 제 2체단부를 개·폐하고, 상기 수신부의 일측과 전기적으로 연결되어 가스 공급업체에 가스공급 요청 신호를 전달하는 주소 전송장치와;

   를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 양방향 차단장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1저장용기와 제 2저장용기가 액화프로판가스를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 양방향 차단장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1차단부와 제 2차단부가 전동밸브인 것을 특징으로 하는 양방향 차단장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1차단부와 제 2차단부가 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 양방향 차단장치.

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