KR100262749B1 - 가스기구감시에의한가스차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스사고를 방지하기 위하여, 가스기구의 사용상태를 직접 검지하고, 가스 공급유량의 상태를 항시 감시하여 이상상태의 유량 발생에 즉시 대응하여 안정기능을 발휘할 수 있는 가스 차단장치에 관한 것이다.

그 구성은 공급되는 가스의 유량 변동사항을 유량측정수단(1)으로서 측정하고, 연소기구 판단수단(4)으로 현재 사용하고 있는 연소기구를 직접 확인함으로서 연소탐지수단(5)에서 가스 사용형태를 인식할 수 있게 하고, 조건선택수단(12)을 통하여 가스흐름의 한계조건을 선정하여 가스사용 형태와 비교하여 이상판단수단(13)에서 가스의 흐름이 이상상태로 판정되는 경우 가스의 흐름을 즉시 차단함으로서 가스사고를 방지한다.

Description

가스기구 감시에 의한 가스 차단장치

본 발명은 가스기구 감시에 의한 가스 차단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도시가스 및 액화석유가스(LP가스)사용기구와 연계하여 가스 안전관리가 가능하도록 하여 가스공급관 또는 가스사용 기구로부터 가스 누출로 인한 폭팔이나 화재사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 가스기구 감시에 의한 가스 차단장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스 사고는 연소되지 않은 도시 가스 또는 액화석유 가스(이하 : 가스라 칭함)의 누출에 의하여 발생한다. 예를들어 자살목적으로 고무호스의 절단하거나 연소없이 가스사용 시설 개방, 예기치 않은 고무호스의 이탈, 노후화된 가스 공급호스의 균열 및 밸브의 노후화로 가스는 누출된다.

종래의 가스관련 안전장치로 가스기구에는 화염감시장치,산소결핍장치, 전도안전장치가 있고, 가스공급 시설에는 과류차단밸브, 누출가스를 검지하는 가스경보기, 가스경보기와 연동되어 가스공급을 차단하는 장치, 가스경보기의 기능을 감시하는 장치, 가스유량 관리 장치,이상압력 감시장치, 지진감지장치,보유가스기구 등록장치가 사용되고 있다.

그러나 이와같은 가스관련 안정장치는 독립된 각각의 기능으로 구성되어 있어 효율적으로 안전기구로서 발휘하지 못할 경우가 발생하게 된다. 예를들면, 가스기구를 움직여 가스기구의 연결부위 또는 가스기구로부터 일정한 유량의 가스누출이 있는 경우 과류차단 밸브는 작동되지 않고, 가스유량 감지장치에서는 가스의 유량이 가스기구 사용할 때와 비슷함으로 가스를 차단하지 않고, 가스경보기는 일반적으로 가스기구 사용에 의한 오동작을 줄이기 위하여 가능한 어느 정도 가스기구와 거리를 유지하게 설치됨으로 경보기의 작동시간이 지연된다. 이것으로 인하여 일정한 시간동안 가스의 누출이 발생하게 됨으로 가스화재 또는 가스폭발 사고가 일어날 수 있다.

더욱이, 경보기는 시간이 지남에 따라 신뢰성이 감소되어 오작동 가능성이 높으며, 차단장치와 연동되지 않을 경우 그것은 단순히 경고음을 발생할 뿐이어서, 만일 사람이 경고음을 들을 수 있는 위치에 없으면 위험한 가스 누출을 중단시킬 수 없게 되어 사고로 발전할 수 있게 된다. 또한 경보기의 신뢰성 감소로 가스의 농도가 일정한 수준 이하임에도 불구하고 빈번히 발생하는 경고음 때문에 경보기의 작동을 꺼두는 경우도 있다.

최근에 가장 효과적인 가스차단 장치로 개발된 것은, 가스유량을 탐지하고, 소정의 시간간격에 대하여 가스의 유량이 소정의 총 유량을 초과할 때, 이상상태의 발생을 탐지하여 가스의 공급을 차단하는 장치이다. 이 장치는 가스유량이 크게 증가할 때 소정의 유량보다 현저히 클 때 가스의 흐름을 이상상태로 판단하여 가스 흐름을 차단한다. 또한 가스의 유량 변동없이 계속 가스가 흐를 때 예측되는 가스기구가 통상적으로 사용하는 시간을 초과할 때에는 이상상태를 판단하여 가스흐름을 차단한다.

이러한 방법은 일본국 특개소 63-101619호와 63-108118호에 개재되어 있고, 대한민국 특허공고번호 92-2744와 97-7657호에 개재되어 있다. 최근 사용되고 있는 가스차단 장치의 문제점은 가스가 누출되어도 누출되는 유량이 가스기구 사용 유량과 비슷한 경우에는 가스의 흐름을 정상상태로 판단하여 가스누출을 중단시킬 수 없다.

비록 이러한 단점을 보안하기 위하여 누출된 가스를 검지하는 가스누출 경보기를 연동시켜 사용하지만, 경보기의 신뢰성과 검출시간의 지연으로 가스의 흐름을 차단시키지 못할 경우가 발생하게 되어 화재 또는 폭발사고로 발전할 가능성이 있다. 또한 국내에서는 장시간 요리를 하기 위하여 통상적으로 사용하는 시간을 초과하여 가스를 사용할 수 있으므로 가스차단 장치의 오동작을 방지할 수 없다.

이에 본 발명은 이와같은 종래의 기능을 보안하기 위해 안출된 것으로서 가스 사용기구를 감시하고, 가스의 흐름이 이상 상태인 경우에 가스 흐름을 차단하는 장치이다.

일반가정에서 가스의 사용이 변동되는 순간 모든 가스 기구에 대하여 공통적으로 변하게 되는 측정가능한 변수는 가스유량과 가스기구의 소화 또는 점화되어 불꽃이 형성되어 있는 상태(이하 점화상태로 칭함)이다. 즉, 가스기구를 소화하거나 점화하여 사용할 경우 가스메타에는 가스의 유량변동이 발생하게 되고 동시에 가스사용 기구의 연소상태가 변한다. 최근에 개발되어 사용하고 있는 가스차단 장치는 위와같이 두 가지 변수중에서 유량 변동에 대한 한가지 변수만 감지하고 이에 따라 사용하고 있는 가스기구의 소비패턴(최대 소비량,통상 연속사용시간등)과 비교하여 이상상태를 판단하는 논리로 구성되어 있어, 직접 가스기구의 연소상태를 감지하지 않으므로 논리상 오류를 범할 수 있다.

다시 말하면, 일정한 시간동안 일정량의 가스 누출을 가스기구를 사용하고 있는 정상상태로 판단할 수 있다. 그러므로 본 발명에서는 가스메타에서 유량 변동사항이 발생하는 경우, 사용하고 있는 일부 또는 전부 가스기구의 연소상태를 직접 검지하여 가스의 흐름이 정상상태인지 이상상태인지 판단하는 논리로 구성하였다. 이와같이 함으로서 기존 차단상태에서 비정상적 가스흐름을 정상적 가스흐름으로 판단하는 오류를 제거할 수 있었다. 또한 본 발명에서는 가스시설의 연소상태를 검지하는 검지부의 고장으로 비 정상적 가스 흐름 상태를 정상적으로 판단하는 오류를 배제하기 위하여 검지부의 고장은 가스기구의 소화된 상태로 판단하게 하여, 고장난 경우에도 안전한 기능을 부여하였다.

다시 말하면 가스의 흐름이 검지되거나 증가하는 경우 연소상태를 검지하는 검지부의 고장도 항상 가스기구를 사용하지 않는 것으로 인지됨으로서 가스의 흐름을 이상상태로 판단하여 유로를 차단하게 된다. 이러한 현상이 발생할 때,가스유로 차단원인을 분석함으로서 쉽게 고장난 부분을 인지할 수 있고 정상적인 작동으로 수리 가능하다.

한편, 이와같은 목적을 이루기 위해 본 발명은 가정집에서 공급되는 주관에 부착되어 가정집으로 공급되는 가스의 유량을 검지하여 그에 상당하는 유량신호를 출력하는 유량측정수단과, 이 유량측정수단로부터 출력되는 유량신호를 기초로 하여 가스의 유량, 변동되는 가스 유량의 신호를 분석하여 실시간으로 전송하는 유량상태 탐지수단과, 상기 유량측정수단에서 유량이 흐를 때 소정의 개시신호를 출력하는 개시신호발생기와, 이 개시신호발생기로부터 입력신호를 받고 유량측정수단으로부터 유량이 흐를 때 소정의 시간 간격을 측정하는 타이머와, 가스 기구를 외부에서 등록하는 기구등록수단과, 이 기구등록수단으로부터 출력된 신호를 유선 또는 무선의 형태로 입력받아 현재 가스를 사용하고 있는 기구를 판단하는 연소기구 판단수단과, 이 연소기구 판단수단 및 유량상태 탐지수단으로부터 출력되는 각각의 신호를 감지하고 적절한 연산을 통해 연소상태를 감지하는 연소상태 탐지수단과, 개별기구의 한계조건과 여러개의 연소기구들이 복합되어 나타날 수 있는 한계조건들을 연산하는 조건선택수단과, 이 조건선택수단에서 출력되는 조건 신호 및 상기 연소상태 탐지수단에서 출력되는 연소상태의 신호를 입력받아 가스 사용상태의 이상유무를 판단하는 이상판단수단과, 이 이상판단수단으로부터 출력되는 신호에 의해 가스의 흐름을 차단하는 차단수단과, 이 차단수단에 접속되어 긴급하게 가스의 흐름을 차단하기 위해 제어신호를 출력하는 외부입력수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 가스차단의 실시예의 블럭도.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

1 : 유량측정수단 2 : 유량상태탐지수단

3 : 기구등록수단 4 : 연소기구 판단수단

5 : 연소상태 탐지수단 6 : 개시신호 발생기

7 : 타이머 8 : 설정수단

9 : 연속유량등록수단 10 : 기구별한계조건

11 : 종합한계조건 12 : 조건 선택수단

13 : 이상판단수단 14 : 차단수단

15 : 외부입력수단

이하, 본 발명을 첨부된 예시 도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 장치는 도 1에 도시된 바와같이 가정집에서 공급되는 주관에 부착되어 가정집으로 공급되는 가스의 유량을 검지하여 그에 상당하는 유량신호를 출력하는 유량측정수단(1)과, 이 유량측정수단(1)로부터 출력되는 유량신호를 기초로 하여 가스의 유량, 변동되는 가스 유량의 신호를 분석하여 그에 따른 데이터 신호를 실시간으로 출력하는 유량상태 탐지수단(2)과, 상기 유량측정수단(1)에서 유량이 흐를 때 소정의 개시신호를 출력하는 개시신호발생기(6)와, 이 개시신호발생기(6)로부터 입력 신호를 받고 유량측정수단(1)으로부터 유량이 흐를 때 소정의 시간 간격을 측정하는 타이머(7)와, 가스 기구의 종류에 따른 데이터를 등록하는 기구등록수단(3)과, 상기 가스 기구로부터 출력되는 신호를 유선 또는 무선의 형태로 입력받아 현재 가스를 사용하고 있는 기구를 판단하는 연소기구 판단수단(4)과, 이 연소기구 판단수단(4) 및 유량상태 탐지수단(2)으로부터 출력되는 각각의 신호를 감지하고 적절한 연산을 통해 연소 상태를 감지하는 연소상태 탐지수단(5)과, 가스기구 각각의 한계조건 및 여러개의 연소기구들이 복합되어 나타날 수 있는 한계 조건들을 데이터화하여 저장하는 한계저장수단(16)과, 이 한계저장수단(16)으로부터 출력되는 개별 및 복합 한계조건에 따른 데이터를 입력받아 연산 동작하여 소정의 조건신호를 출력하는 조건선택 수단(12)과, 이 조건선택수단(12)에서 출력되는 조건 신호 및 상기 연소상태 탐지수단(5)에서 출력되는 연소상태의 신호를 입력받아 가스 사용상태의 이상유무를 판단하는 이상판단수단(13)과, 이 이상판단수단(13)으로부터 출력되는 신호에 의해 가스의 흐름을 차단하는 차단수단(14)으로 이루어진다.

그리고 상기 한계저장수단(16)은 장시간 동안 가스를 사용하는 상태와 소화망각에 의한 가스사고 발생 가능한 상태를 구별하기 위한 기초자료를 저장하고 있는 연속유량등록수단(9)과, 기구별 가스사용 최대시간 가스사용 최소유량등과 같은 유량의 변동폭과 시간에 관계되는 자료를 저장하고 있는 기구별한계조건(10) 및 가스기구 점화상태 판단이 불가능한 구조로 되어 있는 것을 통합적으로 관리하기 위한 한계조건이 저장된 종합한계조건(11)로 이루어진다.

그리고 상기 차단수단(14)에는 긴급하게 가스의 흐름을 차단하여 사고를 방지하기 위한 외부입력수단(15)이 연결된다.

여기서 상기 연속유량 등록수단(9)은 국내 가스사용 형태의 다양함을 포괄하기 위한 수단으로 연속적으로 사용하고 있는 유량을 나타내는 것이다. 예를들어, 장시간 미량의 가스를 사용하는 파일럿 불꽃등의 일정 유량범위를 지정하여 주어 연속사용 시간 차단에 대한 오동작을 방지하는 수단이다. 따라서 이 연소 유량등록수단(9)은 장시간 동안 가스를 사용하는 것과 소화 망각에 의한 가스사고 발생 가능한 것을 구별하기 위한 기초자료를 가지고 있다.

그리고 상기 기구별 한계조건(10)에서는 사용되는 가스기구의 특성을 고려하여 기구별 가스사용 최대시간, 가스사용 최소유량,가스사용 최대유량,가스사용시 불꽃 조절에 의한 유량의 변동 폭과 같은 유량과 시간에 관계되는 자료를 저장하고 있다.

그리고 상기 종합한계조건(11)은 연소기구 판단수단(4)에서 사용하고 있는 가스기구 판단이 불가능한 구조로되어 있는 것을 통합적으로 관리하기 위하여 한계조건을 부여한 기능으로서, 가스 사고를 방지하기 위한 기능이다. 이는 가스기구의 연소상태를 직접 검지하기 어려운 상황에서 가스의 흐름이 정상 상태인지 이상상태인지 판단하기 위한 것이다. 만약, 가정에서 사용하고 있는 모든 가스기구의 연소상태를 직접 검지할 수 있는 경우에는 조건선택수단(12)에서 기구별 한계조건(10)의 자료를 이용하게 된다.

그리고 상기 조건선택수단(12)는 이상판단수단(13)에서 요구하는 조건들을 선별하여 제공한다. 또한, 가정에서 동시에 연소기구를 두 개 이상 사용하고 있는 경우, 개별기구의 한계조건과 여러개의 연소기구들이 복합되어 나타낼수 있는 한계조건과 여러개의 연소 기구들이 복합되어 나타날 수 있는 한계 조건들을 연산하여 이상판단수단(13)으로 자료를 제공함으로서 논리 판단을 행할 수 있다.

한편, 이와같은 구성으로 이루어진 본 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유량측정수단(1)은 가스가 가정집에 공급되는 주관에 부착되어 가정집으로 공급되는 가스의 유량을 검지하여 그에 상당하는 유량신호를 유량상태 탐지수단(2)으로 전송한다. 그러면 이 유량상태 탐지수단(2)은 유량측정수단(1)으로부터 입력되는 신호를 기초로 하여 가스의 유량, 변동되는 가스 유량의 신호를 분석하여 실시간으로 연소상태 탐지수단(5)으로 신호를 전송한다.

이때 이 연소상태 탐지수단(5)에서는 이 유량상태 탐지수단(2),연소기구 판단수단(4) 및 타이머(7)로부터 입력되는 연산 처리함으로서 유량의 변동사항, 연속가스 소모시간,가스 소모의 총량, 가스기구의 점화상태 변동을 검지한다. 즉, 이 연소상태 탐지수단(5)에서는 가스의 유량이 변동될 경우, 연소기구판단(4)으로부터 가스사용 기구의 변화를 확인한 다음, 이상 판단수단(13)으로 신호를 전송하고, 또한 역으로 연소기구의 연소상태 변화를 연소기구 판단수단(4)으로부터 입력되는 경우는 유량의 변화를 확인한 다음 이상판단수단(13)으로 전송한다.

그러면 이 이상판단수단(13)은 소정의 판단신호를 차단수단(14)으로 인가함으로서 이 차단수단(14)은 가스의 유로를 차단함으로서 결국 가스기구의 결함 및 시설의 결함으로 인한 가스 누출사고를 방지할 수 있다.

한편, 자살을 목적으로 고무호스의 절단, 연소없이 가스사용 시설개방,가스를 공급하는 고무호스 이탈, 노후화된 가스공급 호스의 균열 및 벨브의 노후화로 가스가 누출되고 있으면 이에 따른 신호는 연소상태 탐지수단(5)에 의해 감지된다. 따라서 이 연소상태탐지수단(5)은 소정의 탐지 신호를 이상판단수단(13)에 인가하게 됨으로 이 이상판단수단(13)은 조건선택수단(12)로부터 인가되는 신호를 기초로 하여 가스 누출 이상 상태에 따른 신호를 차단수단(14)으로 인가함으로서 결국 차단수단(14)의 차단 동작으로 가스가 누출되는 사고를 방지할 수 있다.

여기서, 상기 타이머(7)는 개시신호 발생기(6)로부터 입력되는 신호를 받고 유량측정수단(1)으로부터 유량의 흐름이 감지되면 소정의 시간 간격을 측정하여 연소상태 탐지수단(5)으로 인가한다. 그러므로 이 연소상태 탐지수단(5)는 입력된 신호에 의해 적절한 연산동작으로 현재의 연소상태를 인지할 수 있는 것이다.

따라서 연소기 사용중에 소화하는 것을 망각하여 과열로 인한 화재사고 또한

예방할 수 있다. 즉, 4시간 또는 10시간동안 가스의 흐름이 변동되지 않을 때 그에 따른 신호는 유량상태 탐지수단(2)을 통해 연소상태탐지수단(5)로 인가된다. 그러므로 이 연소상태 탐지수단(5)에서의 탐지신호는 현 상태가 정상상태 인지 또는 이상상태인지를 판단하기 위한 이상판단수단(13)으로 입력된다.

그러면 이 이상판단수단(13)에서는 연속유량등록수단(9)에 등록된 유량의 유무와 등록된 유량의 한계조건을 입력받아 이상상태를 연산 동작에 의해 판단한다.이때 이 이상판단수단(13)의 연산에 의해 현 상태가 이상상태로 판정되는 경우 소정의 신호를 인가받은 차단수단(14)는 가스의 유로를 차단하여 소화하는 것을 망각하여 과열에 의한 화재사고를 방지할 수 있다.

여기서 상기 기구등록수단(3)은 가스 기구를 외부에서 등록하는 수단이고, 이를 이용하여 연소기구판단수단(4)은 현재 가스를 사용하고 있는 기구가 어떤 것인지 판단한다. 그리고 이 연소기구판단수단(4)은 가스 기구로부터 유선 또는 무선으로 신호를 받음으로서 가능하다. 예를들면 가스기구의 안전장치와 구성되어 있는 감지장치, 즉 열전대 또는 플레임 로드로부터 신호를 연소기구 판단수단(4)에서 유선 또는 무선으로 받음으로서 가능하다.

한편, 상기 차단수단(14)에는 외부입력수단(15)이 접속되어 있어 이 외부입력수단(15)은 긴급하게 가스의 흐름을 차단하여 사고를 방지하기 수단으로서 예를들어 실내에 일산화탄소의 농도가 기준치 이상으로 되거나, 가스공급이 이상상태의 압력으로 공급되거나 화재가 발생할 경우 소정의 제어신호를 차단수단(14)에 인가한다. 그러므로 이 차단수단(14)의 제어신호에 의해 유로가 차단됨으로서 가스에 따른 2차 사고를 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 대한 상세한 설명은 본 발명의 특성을 보다 바람직 하게 설명하기 위한 형태로서, 다음에 주장되는 특허 청구범위의 범위에서와 같이 기본적인 개념이 변화지 않는 한, 그 구성과 세부적인 조합이 변경될 수 있다.

이상 설명에서와 같이 본 발명은 가스메타에서 유량변동 사항이 발생하는 경우 사용하고 있는 가스기구의 연소상태를 직접 검지하여 가스의 흐름이 정상상태인지 이상상태인지 판단하는 논리로 구성함으로 기존의 판단오류를 배제할 수 있고 차단 장치의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 가스공급관에 부착되어 공급되는 가스의 유량을 검지하여 그에 상당하는 유량신호를 출력하는 유량측정수단(1)으로부터 출력되는 신호를 기초로 가스의 유량, 변동되는 가스 유량신호를 분석하여 그에 따른 데이타 신호를 유량상태 탐지수단(2)이 분석하도록 되어 이상 발생시, 가스의 공급을 차단하도록 된 차단수단(14)을 작동시켜 사고를 방지하도록 된 가스차단장치에 있어서,

   상기 유량측정수단(1)에서 유량이 흐를 때 소정의 시간 간격을 측정하는 타이머(7);

   가스기구의 종류에 따른 데이타를 외부에서 등록하는 기구등록수단(3);

   상기 기구등록수단(3)에 등록된 데이타와, 상기 가스기구로부터 출력된 신호를 유선 또는 무선의 형태로 입력받아 현재 가스를 사용하고 있는 기구를 판단하는 연소기구 판단수단(4);

   상기 연소기구 판단수단(4)과 상기 유량상태 탐지수단(2) 및 상기 타이머(7)로부터 출력되는 각각의 신호를 감지하고 연산을 통해 연소상태를 감지하는 연소상태 탐지수단(5);

   상기 가스기구 각각의 한계조건 및 여러개의 연소기구들이 복합되어 나타날 수 있는 한계 조건들을 데이타화하여 저장하는 한계저장수단(16);

   상기 한계저장수단(16)으로부터 출력되는 개별 및 복합 한계조건에 따른 데이타를 입력받아 소정의 조건신호를 출력하는 조건선택수단(12); 및

   상기 조건선택수단(12)에서 출력되는 조건 신호 및 상기 연소상태 탐지수단(5)에서 출력되는 연소상태의 신호를 입력받아 가스 사용상태의 이상유무를 판단하여 상기 차단수단(14)이 가스의 흐름을 차단하도록 신호를 출력하는 이상판단수단(13);

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스기구 감시에 의한 가스 차단장치.
2. 상기 제1항에 있어서, 상기 한계저장수단(16)은 장시간 동안 가스를 사용하는 상태와 소화망각에 의한 가스사고 발생 가능한 상태를 구별하기 위한 기초자료를 저장하고 있는 연속유량등록수단(9);

   기구별 가스사용 최대시간 가스사용 최소유량등과 같은 유량의 변동폭과 시간에 관계되는 자료를 저장하고 있는 기구별한계조건(10); 및

   가스기구 점화상태 판단이 불가능한 구조로 되어 있는 것을 통합적으로 관리하기 위한 한계조건이 저장된 종합한계조건(11);

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스기구 감시에 의한 가스 차단장치.
3. 상기 제1항에 있어서, 상기 조건선택수단(12)은 동시에 연소기구를 두 개 이상 사용하고 있는 경우, 개별기구의 한계조건과 여러개의 연소기구들이 복합되어 나타낼 수 있는 한계조건과 여러개의 연소 기구들이 복합되어 나타날 수 있는 한계조건들을 연산하여 이상판단수단(13)으로 자료를 제공함을 특징으로 하는 가스기구 감지에 의한 가스 차단장치.
4. 상기 제1항에 있어서, 상기 이상판단수단(13)은 가스의 유량변동, 연소기구의 연소상태와 한계조건을 전송받아서 가스사용의 이상 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 가스기구 감지에 의한 가스 차단장치.