KR100367170B1 - 가스 안전밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스시설 및 기기로 인한 누출사고 원인이 있을 경우 가스 사용전에 방지하기 위하여 가스관내의 가스압 변화 유,무를 자동적, 필수적으로 감지하여 시각(램프) 및 청각(경보음)으로 알려주므로서, 가스 사용자로 하여금 가스 사용전에 가스시설 하자 및 기기 오작동에 의한 누출 사고를 사전에 방지할 수 있도록 한 가스 안전 밸브에 관한 것이다.

Description

가스 안전밸브{GAS-SAFETY VALVE}

본 발명은 가스 안전밸브에 관한 것으로, 특히, 가스시설에서의 가스 누출시 발생한 가스관내의 가스압 차이를 감지하여 밸브 외부에서 시각 및 청각으로 알 수 있게 경보하므로 가스 사용 전에 가스시설 및 가스 기기에 대한 안전 점검을 필수적, 자동적으로 할 수 있게 하여 가스를 보다 안전하게 사용할 수 있도록 하는 가스 안전밸브에 관한 것이다.

일반적으로 가스를 사용하는 가정 또는 업소 등에는 법규상으로 가스 시설에 가스의 공급을 개폐하는 중간밸브가 설치되어 있으며, 종래 가스의 누출 여부를 감지하기 위해서는 a)중간밸브와 배관의 연결 부위 등 가스시설 및 가스 기기에 비눗물을 도포 하여 가스의 누출 여부를 감지하는 것과, b)가스 감지 장치를 별도로 설치하여 가스의 누출 여부를 감지하는 것이 있는데, 상기 a)항목의 경우 가스 사용자가 수시로 전 부분을 일일이 점검하여야 하는 불편한 점과, 가스 기기 내부에까지 가스의 누출 여부를 확실하게 감지할 수 없게 되는 문제점이 있고, b)항목의 경우 가스 감지 장치가 고가품으로 비용이 지출되는 점과, 누출되는 가스의 농도가 일정 농도 이상의 분위기 상태에서만 작동되는 점, 그리고 매연, 먼지, 습기 등에 의해 오동작 및 기능이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 가스 사용 전에 가스 시설 및 기기의 문제점을 가스압 차이로 감지하고 이를 밸브의 외부에서 시각 및 청각으로 확인할 수 있게 하여 가스 사용직전에 경보토록 함으로써, 가스 사고의 근원적인 예방을 목적으로 하는 가스 안전 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 1차볼을 개폐시키는 레버의 메인기어와, 2차볼을 개폐시키는 서브기어가 연동되게 하는 한편, 상기 서브기어의 회전각도에 차이를 두고 동작되게 하고 상기 점검밸브 일 측에 정상압력이 항시 내장되는 정상압력공간을 설치함으로써, 상기 1차볼의 작동과정에서 1)정상압력 대비 1차볼 이후의 시설기기내의 가스압력 비교 및 2)정상압력 대비 1차볼 이전과 이후의 최초 밸브까지의 필요 점검 구간을 연장, 확대하여 압력 비교가 이루어지게 하여 그 차이 유무를 감지하고, 3)일정량 이상의 과다한 가스의 사고적 흐름으로 휴즈콕크(201a)가 작동하여 긴급 차단할 때 이를 가스관 외부에 시각(램프) 및 청각(스피커)으로 전달토록 하는 기능을 갖는 가스 안전밸브를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 정면도,

도 2a는 본 발명의 내부 구조도,

도 2b는 본 발명의 메인기어(1차볼)과 서브기어(2차볼)의 구성도,

도 2c는 본 발명에 따른 메인기어가 45°회전된 상태도,

도 2d는 본 발명에 따른 메인기어가 90°회전된 상태도

도 3a는 본 발명에 따른 밸브의 정면도,

도 3b는 본 발명에 따른 제2리드스위치의 사시도,

도 4a는 본 발명에 따른 신축부재의 분해 사시도,

도 4b는 도 4a의 결합사시도,

도 4c는 도 4a의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 밸브의 레버를 회전시키지 않은 상태의 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 밸브의 레버를 67.5°회전시킨 상태의 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 밸브의 레버를 90°회전시킨 상태의 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 회로 구성도,

도 9는 본 발명에 따른 내압통의 단면도,

도 10은 도 9가 설치된 밸브의 단면도,

도 11은 본 발명에 따른 안전밸브의 주변 기기 설치도 이다.

*도면의주요부분에대한부호의설명*

100 ... 점검밸브 110 ... 정상압력공간

111,121,121a ... 탭볼트 111a ... 스프링

112 ... 스위치홀더 120 ... 수직통로

123 ... 제1수평통로 124 ... 제2수평통로

130 ... 신축부재 131 ... 하부원통

131a ... 작동홀 131b ... 스프링홀더

131c ... 홀 132 ... 스프링

133 ... 디스크 133a ... 홀

134 ... 벨로우즈 134a ... 자석홀더

135 ... 상부원통 135a ... 홀

140 ... 내압통 141 ... 내압수용부

200 ... 인렛 201 ... 가스유입통로

201a ... 휴즈콕크 210 ... 1차볼

210-1, 220-1 ... O-링 211 ... 메인기어

211a ... 적색표시부 211b ... 녹색표시부

212 ... 레버 220 ... 2차볼

221 ... 서브기어 300 ... 아웃렛

301 ... 가스배출통로 400 ... 케이스

401 ... 표시창 402 ... 스피커그릴

403 ... 배터리홀더 500 ... 인쇄회로기판

501 ... 제1자석 502 ... 제2자석

503 ... 제1리드스위치 504 ... 제2리드스위치

504a,504b ... 보호덮개 505 ... 램프(녹색)

506 ... 램프(적색) 507 ... 스피커

508 ... 배터리 1020 ... 조인트

B ... 버너 M ... 밸브

다음 본 발명의 실시 예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠다.

도 1 및 도 2a 에는 본 발명에 따른 가스 안전밸브가 도시되어 있는데, 이 밸브는 점검밸브(100)가 인렛(200)과, 아웃렛(300)의 사이에 설치되고, 그 외부에 케이스(400)가 설치된다.

상기 인렛(inlet)(200)은 도 5 도시와 같이 가스가 유입되는 관으로, 점검밸브(100)와의 연결을 위한 조인트(joint)(1020)가 하부에 결합되며, 내부에 수직통로가 형성된다. 상기 수직통로에는 가스를 2차볼(220)에 흐르게 하거나 또는 흐름이 차단되게 하는 1차볼(210)이 설치되는데, 이 1차볼(210)의 상,하에는 O-링(210-1)이 수평상태로 설치된다.

상기 1차볼(210)은 인렛(200)의 외벽에 위치하는 레버(212)와 볼트에 의해 결합되고, 이 레버(212)의 회전동작에 따라 동일한 방향으로 동작하게 된다. 상기 레버(212)에는 메인기어(211)가 일체로 형성된다. 상기 메인기어(211)는 상기 레버(212)의 3/4원주를 따라 형성(도면상 좌측과하단)되고, 표면은 도 3a 도시와 같이 균일하게 2등분되어 적색표시부(211a)와 녹색표시부(211b)가 형성되며, 녹색표시부(211b)의 저면에는 원호상의 제1자석(501)이 설치된다. 상기 제1자석(501)은 일부가 상기 적색표시부(211a)의 저면에 까지 연장되어 설치되며, 제1리드스위치(503)의 영향권을 조금 벗어난 지점에 위치하게 된다.

상기 점검밸브(100)는 도 5 도시와 같이 수직통로(120)가 형성되고, 그 일 측에 정상압력공간(110)이 형성되며, 수직통로(120)와 정상압력공간(110)의 사이에는제1수평통로(123)와 제2수평통로(124)가 형성된다. 상기 제1수평통로(123)는 2차볼(220)에 위치하여 형성되며, 상기 제2수평통로(124)는 수직통로(120)의 하단부에 형성된다.

상기 수직통로(120)는 인렛(200)의 가스유입통로(201)와 동일중심을 이루면서 형성되고, 상단부에는 상기 조인트(1020)가 결합되며, 하단부에는 아웃렛(300)이 결합된다. 상기 정상압력공간(110)에는 도 4b 도시와 같은 신축부재(130)가 설치되며, 수직통로(120)에는 2차볼(220)이 설치되어, 상기 1차볼(210)을 통해 흐르게 되는 가스를 아웃렛(outlet)(300)의 가스배출통로(301)로 흐르게 하거나 또는 정상압력공간(110)으로 흐르게 한다.

상기 신축부재(130)는 정상압력공간(110)내에 위치하게 되는데, 탭볼트(111)의 하부에 위치하게 되는 스프링(111a)에 의해 탄력적으로 위치하게 되고, 벨로우즈(134)를 기준으로 상부에는 평상시 정상압력이 입력되며, 하부에는 도 3b 도시와 같이 제 2 리드스위치(504)가 위치하게 된다.

또한 도 4a 도시와 같이 하부원통(131), 스프링(132), 디스크(133), 벨로우즈(134) 및 상부원통(135)이 순차적으로 결합된다. 상기 하부원통(131)은 저면에 다수개의 홀(131c)이 방사상으로 형성되고, 그 내부에 스프링홀더(131b)가 형성되며, 중앙에 수직으로 작동홀(131a)이 형성된다. 상기 스프링(132)은 하단부가 상기 하부원통(131)의 스프링홀더(131b)에 끼움 되어 위치하게 된다. 상기 디스크(133)는 중앙에 수직으로 관통되는 홀(133a)이 형성된다. 상기 벨로우즈(134)는 선단부에 일정한 길이를 지니는 자석홀더(134a)가 돌출 되어 형성되고, 이 자석홀더(134a)에 원통형의 제2자석(502)이 내삽되어 결합되며, 신축성이 우수한 재질로 형성된다. 상기 상부원통(135)은 내주면에 다수개의 홀(135a)이 방사상으로 형성되는 판체가 일체로 결합된다.

따라서 상기 도 4c 도시와 같이 하부원통(131)의 입구측 내주면에 벨로우즈(134)가 끼움 되어 결합되고, 이 벨로우즈(134)의 상부 내주면에 상부원통(135)이 끼움 되어 결합되며, 하부원통(131)과, 벨로우즈(134) 사이에 스프링(132)과 디스크(133)가 위치하게 된다. 상기 벨로우즈(134)의 자석홀더(134a)는 제2자석(502)을 포함하여 그 단부가 상기 디스크(133)의 홀(133a)을 관통하는 동시에 상기 하부원통(131)의 작동홀(131a)에 까지 위치하게 설치된다.

상기 2차볼(220)은 제1수평통로(123)의 입구에 위치하여 설치되는데, 상기 1차볼(210)과 직교하게 설치되고, 점검밸브(100)의 외벽에 위치하는 서브기어(221)와 볼트에 의해 결합되는 한편, 이 서브기어(221)의 회전동작에 따라 동일한 방향으로 동작하게 되며, 상기 메인기어(211)와 기어 결합된다. 상기 2차볼(220)의 좌,우에는 O-링(220-1)이 수직상태로 설치된다.

메인기어(211)와 서브기어(221)는 기어수의 차이를 2:1로 하여 회전각을 각각 90°와 180°가 되도록 결합한다.(도 2b, 도 2c, 도 2d 참조) 그리고 상기 서브기어(221)에 대해 직각의 방향 외벽에는 탭볼트(121)(121a)가 결합된다.

상기 점검밸브(100)의 측벽에는 세개의 탭볼트(111)(121)(121a)가 결합되는데, 이것은 상기 정상압력공간(110)과, 수평통로(123)(124)를 형성하기 위한 구멍을 막아주기 위한 것이다. 또한 상기 정상압력공간(110)의 하단부에는 도 3b 도시와 같이 보호덮개(504a)(504b)에 의해 감싸져 있는 제2리드스위치(504)가 결합되는 스위치홀더(112)가 일체로 형성된다.

상기 점검밸브(100)의 일 측에 위치하게 되는 인쇄회로기판(500)에는 제1리드스위치가(503)가 수평상태로 설치되고, 이 제1리드스위치(503)의 상부에는 녹색의 램프(505)가, 하부에는 적색의 램프(506)가 설치되며, 스피커(507)가 설치된다. 상기 제1리드스위치(503)는 메인기어(211)의 제1자석(501)에 의해 동작하게 되고, 제2리드스위치(504)는 신축부재(130)의 제2자석(502)에 의해 동작하게 된다. 그리고 상기 인쇄회로기판(500)에 전원을 공급하게 되는 배터리(508)는 도 2 도시와 같이 케이스(400)의 일 측에 구비되는 베터리홀더(403)에 위치하게 된다.

상기 케이스(400)는 통체로, 중앙 상부에 상기 레버(212)가 위치하게 되고, 그 하부에 표시창(401)과 스프커그릴(402)이 순차적으로 형성되며, 표시창(401)의 일 측에 램프(505)(506)가 상,하로 위치하게 된다.

이렇게 구성되는 본 발명은 다음과 같이 작동된다.a)도 5 의 상태는 레버(212)가 수평상태로 위치하여, 1차볼(210)에 의해 가스의 흐름이 차단된 상태이며, 표시창(401)에는 적색표시부(211a)가 나타나게 된다. 이때 1차볼(210)를 열기 위하여 레버(212)를 누르면 제1자석(501)은 제1리드스위치(503)의 영향권내로 이동되어 제1리드스위치(320)가 "ON" 되면서 전원이 입력되고, 녹색램프(505)를 점등시켜 점검기능이 수행되고 있음을 알리게 된다.

만약 이 경우 점검밸브(100)의 정상압력공간(110)내의 가스압과 가스배출통로(301)내의 가스압의 차이가 있으면, 신축부재(130)의 벨로우즈(134)가 신장된 상태여서 제2자석(502)이 제2리드스위치(504)를 이미 "ON" 시킨 상태이므로 적색램프(506)도 점등되고 스피커(507)도 경보음을 발생하게 된다.

b)도 6은 레버(212)가 67.5°회전된 상태로, 1차볼(210)이 레버(212)의 회전에 의해 67.5°로 회전되고, 상기 레버(212)에 의해 종동되는 2차볼(220)은 45°정도 기울어진 상태로 회전된다. 이때 상기 1차볼(210)과 2차볼(220) 사이의 수직 통로(120)에서 2차볼(220)을 통해 정상압력공간(110)으로 정상압력의 가스가 유입되게 되어 점검밸브(100)의 전체 내부를 흐르는 가스 압력과 정상압력공간(110) 내부의 가스 압력이 동일하게 된다.즉, 상기 정상압력공간(110)의 내부에 압력을 별다른 조절을 수행하지 않고도 설정하게 되어 정상압력공간(110)과 점검밸브(100)를 통해 흐르는 가스의 압력차를 이용하여 가스시설의 안전점검을 사전에 할 수 있게 되며, 또한 사용도중이라도 가스관이 파열되어나 끊어지는 경우 가스의 누출을 감지할 수 있게 되는 것이다.c)도 7은 레버(212)가 90°회전된 상태로, 1차볼(210)과, 2차볼(220)이 완전히 개방되어 가스가 정상적으로 흐르게 되는 상태로 메인기어(211)에 의해 서브기어(221)는 180°회전하게 되어 2차볼(220)이 다시 개방된다. 이때 정상압력공간(110)은 사용 정상압이 내장된 상태로 2차볼(220)에 의해 밀폐된다.이와 같은 작동에 의하면, 사용하기 전에는 물론 사용하는 도중에라도 점검밸브(100)의 전,후에 연결된 관에서 가스가 누출된다면, 점검밸브(100)와 점검밸브(100)의 전,후에 연결된 관 전체의 압력이 정상압력공간(110)의 압력 보다 떨어지기 때문에 신축부재(130)가 작동되게 되어 가스의 누출을 감지할 수 있게 된다.

다시 단계별로 설명하면,

정상시사용;

가) 가스를 사용하기 위해 레버(212)를 회전시키려고 누르면,

a)제1자석(501)이 제1리드스위치(503)의 영향권내로 이동. b)제1리드스위치(503)를 "ON"시켜 전원이 입력됨. c)녹색의 램프(505)점등. d)점검이 수행되고 있음을 알게 되며 밸브를 열기 위하여 회전시킴.

나)가스 사용을 위해 레버(212)를 90°회전시키면,

a)1차볼(220)-완전 개방, b)제1리드스위치(503)-ON, c)녹색의 램프(505)-점등, d)2차볼(220)의 서브기어(221)-180°회전, e)2차볼(220)-개방, f)제2자석(502)-변동없슴, g)제2리드스위치(504)-OFF, h)적색의 램프(506)-소등, i)스피커(507)-OFF, j)표시창(401)-녹색이 된다. 따라서 녹색램프(505)와 표시창(401)에 의해 가스밸브가 열렸음을 알게 되고, 가스를 사용하게 됨.

비정상시사용; -가스시설 및 기기에 하자가 있을 때 가스를 사용하려고 하는 경우.

가스를 사용하기 위해 레버(212)를 회전시키려고 누르면,

a)제1자석(501)이 제1리드스위치(503)의 영향권내로 이동. b)제1리드스위치(503)를 "ON"시켜 전원이 입력됨. c)녹색의 램프(505) 점등으로 점검기능 수행중임을 알림. d)-c)항목과 동시에 적색의 램프(506)점등 e)-c)항목과 동시에 스피커(507)에서 경고음 발생함. 가스시설 및 기기의 하자로 인한 가스의 누출시에는 가스배출통로(301) 쪽의 가스압이 정상압력공간(110)내의 가스압보다 상대적으로 낮아 이미 벨로우즈(134)를 신장시켜 제2자석(502)에 의해 제2리드스위치(504)가 이미"ON"된 상태이다. f)시설 및 기기의 문제점으로 인한 누출사고 원인 발생을 적색 램프(506)의 점등과 스피커(507) 음으로 경고하므로 열려고 누르던 밸브를 놓아 밸브는 차단되게 하고 원인을 조사할 수 있게 하여 사고 원인을 찾아 원상 복귀 한 후 가스를 사용할 수 있게 한다.

시설 점검 범위의 확대 실시; -점검 범위를 필요한 곳까지 연장, 확대하여 실시하려 할 때(도 11 참조)

a)평상시 버너(B)의 잠김 상태에서 레버(212)를 연다.

b)점검실시 구간을 연장하여 확대실시 하려는 곳의 밸브(M)를 닫는다.

c)확대실시 하는 구간까지의 시설에 문제가 있을 경우 정상압력공간(110)의 압력보다 가스관내의 압력이 낮아 벨로우즈(134)가 신장된다.

d)제2리드스위치(504)를 ON시켜 적색램프(506)와 스피커(507)의 경고음으로 시설에 사고원인이 있음을 알린다.그리고, 도 10 에는 본 발명에 따른 다른 실시 예의 가스 안전밸브가 도시되어 있는데, 이 밸브는 2차볼(220)의 측벽에 구비되는 제1수평통로(123)를 막고, 정상압력공간(110)에 내압통(140)을 설치하여서 되는 것이다. 상기 내압통(140)은 도 9 도시와 같이 상기한 신축부재(130)의 상부원통(135) 대신에 내압수용부(141)를 형성하여서 되는 것으로, 스프링(111a)에 의해 탄력적으로 정상압력공간(110)에 위치하게 된다.상기 내압통(140)은 정상적인 사용가스의 압력과 상응하는 압력으로 그 내부가 채워져 있기 때문에 상기 첫 번째 실시예 보다 간단한 조작에 의해 작동되게 된다. 즉, 상기 레버(212)를 회전시켜 1차볼(210)을 회전되게 한다. 이때 상기 첫 번째 실시예에서 설명되는 2차볼(220)과의 관계되는 구성요소(2차볼, 서브기어)와 작동은 모두 생략되고, 그 외의 다른 구성요소와 그 작동은 동일하게 이루어진다.따라서, 도 10에 도시된 실시예의 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.

평소 가스 사고의 중대한 심각성을 인지하면서도 기존의 가스시설점검 방법을 실행함에 있어서는 상당히 불편하고, 그 기능에도 한계성(벽체내부시설, 가스기기내부 등)이 있어 실제로 실 생활에서 안전을 위한 필요한 횟수 만큼을 시행하지 못한다. 상기 본 발명에 의하면 가스 사용자가 가스 사용을 위해 밸브를 열려 할 때 별도의 동작없이 자동적이며, 필수적으로 가스시설 및 기기의 문제점과 가스기기의 오작동 상태에 의한 사고 발생 원인을 밸브를 열기전에 완벽하게 감지, 경보해 줌으로서 사고를 사전에 원천적으로 방지하여 준다. 더욱 상기한 가스시설 및 기기의 점검을 필요한 구간까지 점검구간을 확대, 연장하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 가스 안전밸브에 있어서,

   정상압력이 밀폐된 상태로 형성될 수 있도록 점검밸브(100)의 수직통로(120)의 일 측면에 수평통로가 형성되고, 상기 수평통로를 통해 일정량의 가스가 유통될 수 있도록 상기 점검밸브(100)와 일체로 정상압력공간(110)이 형성되며, 상기 정상압력공간(110)의 내부에는 가스의 누출로 인하여 압력차가 발생되는 경우 상,하로 유동되어 일 측에 장착된 리드 스위치를 작동하도록 자석을 갖는 신축부재가 내장되게 구성되어 밀폐된 상태로 정상압력공간(110) 내에 설정되는 정상압력과 가스관내에 사용중인 가스의 압력 간에 압력 차가 발생되는 경우 상기 신축부재의 작동에 의해 가스의 누출을 감지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가스 안전밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스 안전밸브는 정상압력공간(110)에 정상압을 내장시키기 위하여 1차볼(210)을 개,폐시키는 1차 레버(212)의 메인기어(211)와 2차볼(220)을 개,폐시키는 서브기어(221)를 연동하게 장착하고, 상기 서브기어(221)의 회전각도와 메인기어(211)의 회전각도의 비율을 2:1로 하여 1차볼(210)이 열리고 닫힐 때 2차볼(220)은 각각 열린 상태가 됨과 동시에 정상압력공간(110)은 밀폐되게 하므로 2차볼(220)이 회전할 때 입력된 정상 가스압을 밀폐된 상태로 내장시키게 됨을 특징으로 하는 가스 안전밸브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 정상압력공간(110)에 정상압을 내장시키기 위해 기준이 되는 압력이 미리 주입되어 밀폐된 내압통(140)을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 가스 안전밸브.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 정상압력공간(110)에 내장되는 신축부재는 그 상부가 넓고, 하부는 좁은 원통체로 형성되고, 내부의 중단부에 격벽이 형성되며, 이 격벽에 다수개의 홀(135a)이 형성되는 상부원통(135)과; 바닥면이 폐쇄되는 탄성체의 원통체로, 상기 상부원통(135)의 하부 둘레면에 입구 측의 내주면이 긴밀하게 협지되어 결합되고, 폐쇄면의 정점에 원통체로된 자석홀더(134a)가 연장되어 형성되며, 이 자석홀더(134a)에 원통체로된 제2자석(502)이 삽입되는 벨로우즈(134)와; 중앙에 상기 자석홀더(134a)가 통과되게 하는 홀(133a)이 형성되며, 상기 벨로우즈(134)의 하부에 위치하게 되는 디스크(133)와; 상기 디스크(133)의 하부를 받쳐주게 되는 스프링(132)과; 원통체로 저면에 다수개의 홀(131c)이 방사상으로 형성되고, 중앙에 수직으로 상기 자석홀더(134a)가 상,하로 동작되게 하는 작동홀(131a)이 형성되며, 내주면에 상기 스프링(132)의 하단부가 끼움 되게 하는 스프링홀더(131b)가 형성되는 하부원통(131)으로 구성되는 신축부재(130)를 설치하여 기준정상압과 사용압력간의 미세한 압력 차이에 의해 상기 벨로우즈(134)의 폐쇄면에 설치된 자석홀더(134a)가 상,하로 작동되게 함을 특징으로 하는 가스 안전밸브.