KR100945166B1 - 전자식 가스 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스라인에 설치되어 가스누출과 과류발생에 의한 유로개폐를 수행하는 차단기에 있어서: 다이아프램(23)과 하우징(28)으로 밀폐된 공간상에 전자석코일(24)을 지니는 몸체(22); 상기 몸체(22)와 하우징(28) 상에 축방향 운동 가능하게 설치되고, 몸체(22)의 유로 단속을 위한 차단판(33)과 휴즈밸브(26)의 하강후 원상 복귀를 위하여 일면에 환형턱(34a)을 형성하는 지지판(34)을 구비하는 구동로드(32); 상기 구동로드(32) 상에 연동하도록 일체로 고정되고, 일측면에 자석(36)과 넓은 면으로 접촉하도록 내외경이 동일한 단면 구조를 이루어 지는 무빙코어(35); 및 상기 구동로드(32)와 상대운동 가능하게 하우징(28)에 고정되고, 일측면에서 스프링(42)에 의해 일방향 탄성력을 받는 고정플란저(45);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 상시 전원 인가식 밸브보다 흡입력이 뛰어나면서도 전류손실이 없으며, 과류로 인한 폭발사고를 예방하는 안전성과 부품의 단순화로 제조비용과 에너지를 절감을 기대할 수 있다.

가스, 차단기, 발열, 안전, 전자식, 자석, 밸브

Description

전자식 가스 차단기{Electro controled gas}

본 발명은 가스 배관으로 공급되는 가스의 개폐를 위한 전자식 가스 차단기에 관한 것으로, 아파트나 빌딩 등의 LPG, LNG 공급라인에 설치되어 연소기구의 화재나 가스 누설시 작동되는 자동식 소화기에서 제어기의 신호명령에 따라 유로를 단속하는 전자식밸브의 구조를 개선시켜 과류 차단기능을 기반으로 하면서 이중의 안전성을 확보할 수 있는 전자식 가스 차단기에 관한 것이다.

통상 아파트나 빌딩의 가스렌지, 보일러 및 연소기구를 사용하는 곳에 설치되는 자동식 소화기는 가스 차단밸브를 구비하고 자동식 소화기의 제어기 명령에 따라 안전사고 방지기능이 수행되도록 한다. 종래의 제품 대부분은 단순히 공급되는 가스의 수송과 차단을 하며, 유로 단면적을 크게 하기 위해 제품의 크기가 커지는 단점이 있으며, 코일에 공급되는 전류가 상시인가 상태이므로 코일에 의한 발열과 소비전력 증가를 유발하는 단점이 있다.

한편, 한국 특허출원 제2006-0051823호는 고정시트(44)와 플런저(3)가 직접 접촉하지 않도록 플런저(3)가 일정 거리 이격된 상태에서 작동하여 그 전자석에 의한 하강으로 플런저(3)의 분리 작동시 내장 전지의 에너지 소모를 줄이는 것을 요 지로 하고, 한국 실용신안출원 제1998-0014324호는 솔레노이드밸브 하나에 한개 이상의 유체흐름 경로를 형성하게 될 뿐만 아니라 플런져의 작동응답성을 향상시킬 수 있도록 하는 구조를 요지로 하여 가스라인에 적용하기 곤란하다.

반면, 한국 실용신안출원 제2004-0030393호는 코일에 지속적인 전기에너지를 공급하지 아니하고 밸브내부에 배설된 탄성작용과 기구적 작용을 이용하여 밸브의 개폐를 유지함으로서 전기에너지가 필요없어 전기에너지 낭비와 아울러 과열로 인한 화재의 위험을 방지한다. 그러나 이는 완전한 수동식을 요지로 하므로 가스경보기와 연계되는 가스라인에 적용하기 곤란하다.

또한, 상기한 어느 것이나 개폐기능의 전자식밸브와 과류차단 기능을 갖는 중간 밸브(휴즈콕)를 병행하여 사용할 수 없기 때문에 가스라인에 적용하기에 한계성을 드러낸다.

종래기술의 문헌정보

[문헌1] 한국 특허출원 제2006-0051823호 “솔레노이드 밸브 조립체”

[문헌2] 한국 실용신안출원 제2004-0030393호 “전자식 밸브”

[문헌3] 한국 실용신안출원 제1998-0014324호 “영구자석과 작동회로가 내장된 솔레노이드밸브”

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 연소기구의 화재나 가스 누설시 작동되는 자동식 소화기에서 제어기의 신호명령에 따라 유로를 단속하는 전자식밸브의 구조를 개선시켜 과류 차단기능을 기반으로 하면서 이중의 안전성을 확보할 수 있는 전자식 가스 차단기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 가스라인에 설치되어 가스누출과 과류발생에 의한 유로개폐를 수행하는 차단기에 있어서: 다이아프램과 하우징으로 밀폐된 공간상에 전자석코일을 지니는 몸체; 상기 몸체와 하우징 상에 축방향 운동 가능하게 설치되고, 몸체의 유로 단속을 위한 차단판과 휴즈밸브의 하강후 원상 복귀를 위하여 일면에 환형턱을 형성하는 지지판을 구비하는 구동로드; 상기 구동로드 상에 연동하도록 일체로 고정되고, 일측면에 자석과 넓은 면으로 접촉하도록 내외경이 동일한 단면 구조를 이루어 지는 무빙코어; 및 상기 구동로드와 상대운동 가능하게 하우징에 고정되고, 일측면에서 스프링에 의해 일방향 탄성력을 받는 고정플란저;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 전자식 차단기는 기존의 상시 전원 인가식 밸브보다 흡입력이 뛰어나면서도 전류손실이 없으며, 과류로 인한 폭발사고를 예방하는 안전성과 부품의 단순화로 제조비용과 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 전자식 차단기가 적용된 상태를 보이는 도식도, 도 2는 본 발명에 의한 차단기의 요부를 분해하여 나타내는 사시도, 도 3은 본 발명에 의한 차단기를 조립된 상태로 나타내는 투시도, 도 4는 본 발명에 의한 차단기를 부분 절개하여 나타내는 사시도이다.

본 발명은 가스라인에 설치되어 가스누출과 과류발생에 의한 유로개폐를 수행하는 차단기에 관련된다. 차단기(20)는 전형적인 개폐밸브의 구조를 기반으로 하며 경보기(10) 및 제어기(15)와 연동되어 전기적으로 작동하되 그 전기 에너지 소모를 최소로 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 몸체(22)는 다이아프램(23)과 하우징(28)으로 밀폐된 공간상에 전자석코일(24)을 지닌다. 몸체(22)는 직선상으로 입출구가 형성되고 이에 수직하여 제어공간을 구비한다. 제어공간은 내부의 다이아프램(23)과 외부의 하우징(28)에 의해 기밀되어 방수 및 방폭 기능을 유지한다. 몸체(22)의 입구에는 휴즈밸브(26)가 설치된다. 휴즈밸브(26)는 사고 또는 고의로 도관(호스)이 절단되는 경우 유로 상의 유량이 설정치(예컨대 1.2㎥/h)를 초과하면 우산모양의 유연판이 유로를 차단하는 구조이다.

또, 본 발명에 따르면 상기 몸체(22)의 유로 단속을 위한 차단판(33)과 지지판(34)을 구비하는 구동로드(32)가 몸체(22)와 하우징(28) 상에 축방향 운동 가능하게 설치된다. 구동로드(32)는 회측단에 나선이 형성되는 환봉 구조이고 축방향으로 운동하며 차단판(33)에 의한 유로 단속을 수행한다. 이를 위해 구동로드(32)의 내단은 몸체(22)의 중심부에 이르고 외단은 하우징(28)을 통하여 외부로 항시 노출된 상태로 설치된다.

상기 지지판(34)는 휴즈밸브(26)의 하강후 원상 복귀를 위하여 일면에 환형턱(34a)을 구비한다. 환형턱(34a)은 지지판(34)의 일면에 일체로 형성되는 것이고 필요에 따라 휴즈밸브(26)와 간섭될 수 있을 정도로 돌출된다. 이에 대한 상세한 작동은 후술하는 도 5 및 도 6을 참조한다.

또, 본 발명에 따르면 일측면에 자석(36)을 구비하는 무빙코어(35)가 상기 구동로드(32) 상에 연동하도록 일체로 고정된다. 도 3 및 도 4에서, 다이아프램(23)으로 구분되는 내측 공간에서 구동로드(32) 상에 차단판(33)이 위치하고, 외측 공간에서 하우징캡(48), 무빙코어(35), 자석(36)이 위치하는 것을 알 수 있다. 무빙코어(35)는 구동로드(32) 상에 압입, 용접 등의 방법으로 일체로 고정한다. 무빙코어(35)의 일측(외측)면으로 환형의 자석(36)을 일체로 고정한다. 무빙코어(35)는 전자석코일(24)에 의하여 생성되는 자력의 극성 변화에 따라 구동로드(32)를 축방향으로 전진 또는 후진시키는 역할을 한다.

또, 본 발명에 따르면 일측면에서 스프링(42)에 의해 일방향 탄성력을 받는 고정플란저(45)가 상기 구동로드(32)와 상대운동 가능하게 하우징(28)에 고정된다. 고정플란저(45)는 구동로드(32) 상에서 무빙코어(35)와 자석(36)의 외측으로 위치하고, 하우징(28)에 고정되는 상태에서 구동로드(32)를 미끄럼 상대운동 가능하게 지지한다. 구동로드(32) 상에서 무빙코어(35)와 고정플란저(45) 사이에 스프링(42)이 개재되므로 결국 무빙코어(35)를 통하여 구동로드(32)를 전진시키는 상태(유로차단)를 유지한다.

미설명 부호 38은 구동로드(32)의 외단에서 수동으로 개폐 작동하기 위한 버튼이다.

이때, 상기 고정플란저(45)는 자석(36)과 넓은 면으로 접촉하도록 내외경이 동일한 단면 구조를 이루는 것이 좋다. 이는 본 발명에 의한 작동 신뢰성을 높이기 위한 설계요소로서, 상기 무빙코어(35)의 환형턱(35a)과 마찬가지로 후술하는 도 5 및 도 6을 참조한다.

도 5는 본 발명에 의한 차단기의 평상시 작동상태를 나타내는 구성도, 도 6은 본 발명에 의한 차단기의 비상시 작동상태를 나타내는 구성도이다.

도 5(a)는 평상시 유로가 개방된 상태로서, 전자석코일(24)에 일시 전원이 인가되어 무빙코어(35)가 스프링(42)의 탄성력을 이겨내고 우측(외측)으로 이동하면서 자석(36)이 고정플란저(45)에 부착된 것이고 전자석코일(24)의 전원이 해제되어도 이 상태를 유지하므로 전원 소모가 최소화된다. 물론 자석(36)의 가우스가 충분하여야 하고, 고정플란저(45)는 접촉면적이 충분하도록 구배가 없는 실린더 형태로 되는 것이 좋다.

도 5(b)처럼, 만일 경보기(10)에서 가스누출이 감지되면 제어기(15)가 전자석코일(24)에 역방향 신호를 출력하고, 무빙코어(35)가 좌측(내측)으로 이동하면서 자력으로 부착되어 있던 자석(36)과 고정플란저(45)가 분리되고 그 순간 스프링(42)의 탄성력에 의하여 구동로드(32)가 이동하여 차단판(33)으로 유로를 차단한다. 이 경우에도 전자석코일(24)에는 일시적으로 전원이 인가될 뿐이므로 전원 소모가 우려되지 않는다.

도 6(a)에서, 차단기(20)에 연결된 도관을 고의 또는 사고로 분리한 경우 과류로 인하여 휴즈밸브(26)가 하강하고 유로가 차단된 상태로서 차단판(33)이 개방되어 있지만 가스의 유동은 차단된다. 이때 휴즈밸브(26)의 하단은 차단판(34)의 환형턱(34a)과 접촉하지 않고 있으며, 가스 유로가 차단된 상태가 계속적으로 유지 된다. 도관이 정상적으로 교체된 다음 평상시로 복귀하는 경우 도 5(b)처럼 전자석코일(24)에 역방향 신호를 출력하면 도 6(b)처럼 환형턱(34a)이 휴즈밸브(26)에 접촉하며 복귀작동이 수행된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 전자식 차단기가 적용된 상태를 보이는 도식도,

도 2는 본 발명에 의한 차단기의 요부를 분해하여 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 차단기를 조립된 상태로 나타내는 투시도,

도 4는 본 발명에 의한 차단기를 부분 절개하여 나타내는 사시도,

도 5는 본 발명에 의한 차단기의 평상시 작동상태를 나타내는 구성도,

도 6은 본 발명에 의한 차단기의 비상시 작동상태를 나타내는 구성도이다.

*도면의 주요 부호에 대한 설명

10: 경보기 15: 제어기

20: 차단기 22: 몸체

24: 전자석코일 26: 휴즈밸브

28: 하우징 32: 구동로드

33: 차단판 34: 지지판

35: 무빙코어 36: 자석

38: 버튼 42: 스프링

44: 부싱 45: 고정플란저

48: 하우징캡

Claims (3)

1. 가스라인에 설치되어 가스누출과 과류발생에 의한 유로개폐를 수행하는 차단기에 있어서:

   다이아프램(23)과 하우징(28)으로 밀폐된 공간상에 전자석코일(24)을 지니는 몸체(22);

   상기 몸체(22)와 하우징(28) 상에 축방향 운동 가능하게 설치되고, 몸체(22)의 유로 단속을 위한 차단판(33)과 휴즈밸브(26)의 하강후 원상 복귀를 위하여 일면에 환형턱(34a)을 형성하는 지지판(34)을 구비하는 구동로드(32);

   상기 구동로드(32) 상에 연동하도록 일체로 고정되고, 일측면에 자석(36)과 넓은 면으로 접촉하도록 내외경이 동일한 단면 구조를 이루어 지는 무빙코어(35); 및

   상기 구동로드(32)와 상대운동 가능하게 하우징(28)에 고정되고, 일측면에서 스프링(42)에 의해 일방향 탄성력을 받는 고정플란저(45);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 가스 차단기.
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