KR100950928B1 - 누전 감지 및 경보 신발 - Google Patents

누전 감지 및 경보 신발 Download PDF

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Abstract

본 발명은 누전 감지 및 경보 신발에 관한 것으로, 보행 중 발생되는 감전 사고를 방지하고, 누전 여부를 감지하고 이를 경보하여 추가적인 감전 사고의 발생을 억제하기 위한 것이다. 이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 발을 지지하는 절연성의 밑창과, 밑창의 외곽을 둘러싸며 밑창에 지지된 발을 보호하고, 발이 출입할 수 있는 출입구가 형성된 절연성의 덮개와, 밑창과 덮개에 설치되어 누전을 감지하고 경보하는 누전 감지 경보부를 포함하는 누전 감지 및 경보 신발을 제공한다. 이때 누전 감지 경보는 누전 검출부, 판단부, 경보부 및 방전부를 포함하여 구성된다. 누전 검출부는 밑창의 바닥면에 접촉되는 물체의 누전 여부를 감지하여 누전 전류값을 검출한다. 판단부는 검출된 누전 전류값이 설정된 감전 전류값을 초과하는 지의 여부를 판단하고, 초과하는 경우 감전 경보 신호를 출력한다. 경보부는 판단부로부터 출력된 감전 경보 신호를 전송받아 경보한다. 그리고 방전부는 검출된 누전 전류를 방전시킨다.
신발, 누전, 감전, 경보, 검출

Description

누전 감지 및 경보 신발{Shoes for sensing and warning an electric leakage}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누전 감지 및 경보 신발의 누전 감지 경보부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 누전 감지 경보부를 갖는 누전 감지 및 경보 신발의 일 예를 보여주는 예시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10 : 밑창 12 : 절연 및 충격 흡수층
14 : 중간층 16 : 바닥층
18 : 바닥면 20 : 덮개
22 : 외부 24 : 뒤축
26 : 출입구 30 : 누전 감지 경보부
40 : 누전 검출부 42 : 측정 전극
44 : 제로 전위층 46 : 검출기
50 : 판단부 60 : 경보부
70 : 방전부 72 : 보호기
74 : 방전 전극 80 : 전원 공급부
100 : 누전 감지 및 경보 신발
본 발명은 신발에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보행 중 발생되는 누전에 따른 감전 사고를 방지하고 이를 경보하는 누전 감지 및 경보 신발에 관한 것이다.
습도가 높은 장마철이나 비오는 날 맨 홀, 전봇대, 가로등의 부근에서 보행 중 누전에 따른 감전 사고가 종종 발생되고 있다. 그리고 산업 현장에서도 누전에 따른 감전 사고가 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 감전 사고는 전기 도전성 물질 예컨대 물이나 금속이 형성된 바닥면에 누전이 발생되고, 이를 인지하지 못하고 이곳을 보행하는 보행자에게 발생된다.
이와 같은 누전에 따른 감전 사고는 예고 없이 발생되고, 감전 사고의 여부를 육안으로 쉽게 확인할 수 없기 때문에, 추가적인 감전 사고가 발생될 확률이 높다.
따라서, 본 발명의 목적은 보행 중 발생되는 감전 사고의 발생을 방지할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 보행을 통하여 누전 여부를 감지하고 이를 경보하여 추가적인 감전 사고를 방지할 수 있는 누전 감지 및 경보 신발을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 발을 지지하는 절연성의 밑창과, 밑창의 외곽을 둘러싸며 밑창에 지지된 발을 보호하고, 발이 출입할 수 있는 출입구가 형성된 절연성의 덮개와, 밑창과 덮개에 설치되어 누전을 감지하고 경보하는 누전 감지 경보부를 포함하는 누전 감지 및 경보 신발을 제공한다. 이때 누전 감지 경보는 누전 검출부, 판단부, 경보부 및 방전부를 포함하여 구성된다. 누전 검출부는 밑창의 바닥면에 접촉되는 물체의 누전 여부를 감지하여 누전 전류값을 검출한다. 판단부는 검출된 누전 전류값이 설정된 감전 전류값을 초과하는 지의 여부를 판단하고, 초과하는 경우 감전 경보 신호를 출력한다. 경보부는 판단부로부터 출력된 감전 경보 신호를 전송받아 경보한다. 그리고 방전부는 검출된 누전 전류를 방전시킨다.
본 발명에 따른 누전 감지 및 경보 신발에 있어서, 밑창은 발을 지지하며 감전을 방지하는 절연 및 충격 흡수층과, 절연 및 충격 흡수층 아래에 형성된 중간층과, 중간층 아래에 형성되어 방수 및 충격을 완화하며, 바닥면을 갖는 바닥층을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 누전 감지 및 경보 신발에 있어서, 덮개는 밑창에 지지된 발의 앞쪽 부분 대응되는 밑창의 외곽을 둘러싸는 외피와, 발뒤축에 대응되는 밑창의 외곽 부분과 외피를 연결하는 뒤축을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 누전 감지 및 경보 신발에 있어서, 누전 검출부는 절연 및 충격 흡수층과 중간층 사이에 형성되어 제로 전위를 형성하는 제로 전위층과, 바닥 층의 바닥면으로 돌출된 복수개의 측정 전극과, 중간층에 내설되며, 측정 전극과 제로 전위층의 전위차로부터 누설 전류값을 검출하는 검출기를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 누전 감지 및 경보 신발에 있어서, 판단부는 중간층에 내설되며, 검출기와 함께 원 칩으로 형성된다.
본 발명에 따른 누전 감지 및 경보 신발에 있어서, 경보부는 경보음을 출력하는 스피커, 빛을 발광하는 발광기를 포함한다.
본 발명에 따른 누전 감지 및 경보 신발에 있어서, 방전부는 뒤축에 근접한 중간층에 내설되며, 검출된 누전 전류를 충전하는 보호기와, 보호기와 연결되고 바닥층의 바닥면으로 돌출되어 보호기에 충전된 전류를 지면으로 방전시키는 복수개의 방전 전극을 포함하여 구성된다.
이때 방전 전극은 뒤축에 가까운 상기 바닥층에 설치되고, 측정 전극은 방전 전극의 반대편의 바닥층에 설치될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 누전 감지 및 경보 신발은 뒤축에 설치되어 경보부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하여 구성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누전 감지 및 경보 신발의 누전 감지 경보부(30)의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1의 누전 감지 경보부(30)를 갖는 누전 감지 및 경보 신발(100)의 일 예를 보여주는 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 누전 감지 및 경보 신발(100)은 밑창(10), 덮개(20) 및 누전 감지 경보부(30)를 포함하여 구성된다. 밑창(10)은 발을 지지하며 복수의 층으로 형성된다. 덮개(20)는 밑창(10)의 외곽을 둘러싸며 밑창(10)에 지지된 발을 보호하고, 발이 출입할 수 있는 출입구(26)가 형성되어 있다. 이때 밑창(10)과 덮개(20)는 발 삽입 공간(28)을 형성하며, 발은 출입구(26)를 통하여 발 삽입 공간(28)이 삽입될 수 있다. 밑창(10)과 덮개(20)는 보행 중 감전을 방지하기 위해서, 절연성 소재로 제조된다. 그리고 누전 감지 경보부(30)는 밑창(10)과 덮개(20)에 설치되어 누전을 감지 및 경보하고, 감전을 방지한다.
본 실시예에 따른 누전 감지 경보부(30)는 누전 검출부(40), 판단부(50), 경보부(60), 방전부(70) 및 전원 공급부(80)를 포함하여 구성된다. 누전 검출부(40)는 밑창(10)의 바닥면(18)에 접촉되는 물체의 누전 여부를 감지하여 누전 전류값을 검출한다. 판단부(50)는 검출된 누전 전류값이 설정된 감전 전류값을 초과하는 지의 여부를 판단하고, 초과하는 경우 감전 경보 신호를 출력한다. 경보부(60)는 판단부(50)로부터 출력된 감전 경보 신호를 전송받아 경보한다. 방전부(70)는 검출된 누전 전류를 방전시킨다. 그리고 전원 공급부(80)는 감전 경보 신호가 경보부(60)에 입력되는 경우, 경보부(60)를 동작시킬 때 필요한 전원을 공급한다.
한편 본 실시예에 따른 누전 감지 및 경보 신발(100)로서 목이 없는 운동화를 예시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 목이 있는 운동화, 부츠 형태로도 구현이 가능함은 물론이다.
본 실시예에 따른 누전 감지 및 경보 신발(100)에 대해서 구체적으로 설명하 면 다음과 같다.
밑창(10)은 최상부의 절연 및 충격 흡수층(12), 중간층(14) 및 바닥층(16)의 3층 구조를 갖는다. 절연 및 충격 흡수층(12)은 발을 지지하며 감전을 방지하는 절연 소재로 제조된다. 중간층(14)은 절연 및 충격 흡수층(14) 아래에 형성된다. 그리고 바닥층(16)은 중간층(14) 아래에 형성되어 방수 및 충격을 완화하며, 바닥면(18)을 갖는다.
덮개(20)는 외피(22)와 뒤축(24)을 포함하여 구성된다. 외피(22)는 밑창(10)에 지지된 발의 앞쪽 부분에 대응되는 밑창(10)의 외곽을 둘러싼다. 뒤축(24)은 발뒤축에 대응되는 밑창(10)의 외곽 부분과 외피(22)를 연결한다. 물론 덮개(20) 또한 감전을 방지할 수 있는 절연 소재로 제조된다.
누전 검출부(40)는 제로 전위층(44), 측정 전극(42) 및 검출기(46)를 포함하여 구성된다. 제로 전위층(44)은 절연 및 충격 흡수층(12)과 중간층(14) 사이에 형성되어 제로 전위를 형성한다. 복수개의 측정 전극(42)은 바닥층(16)의 바닥면(18)으로 돌출되게 설치된다. 그리고 검출기(46)는 중간층(14)에 내설되며, 측정 전극(42)과 제로 전위층(44)의 전위차로부터 누전 전류값을 검출한다. 즉 검출기(46)는 측정 전극(42)이 접촉하는 물체와 제로 전위층(44) 사이의 전위차로부터 발생되는 누설 전류를 직류 신호로 변환하여 누전 전류값을 검출하는 신호변환회로를 포함한다.
판단부(50)는 중간층(14)에 내설되며, 검출기(46)와 함께 원 칩(one chip)으로 제조될 수 있다. 누전 전류값과 비교되는 설정된 감전 전류값은 누전에 의한 감 전 사고가 발생될 수 있는 최소의 전류값이다.
경보부(60)는 경보음을 출력하는 스피커, 빛을 발광하는 발광기를 포함한다. 발광기로는 전류 소모가 적은 발광 다이오드(LED)를 사용하는 것이 바람직하다. 발광기는 신발 착용자가 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 외피(22)의 앞쪽에 설치하는 것이 바람직하다.
방전부(70)는 보호기(72)와 방전 전극(74)을 포함하여 구성된다. 보호기(72)는 뒤축(24)에 근접한 중간층(14)에 내설되며, 검출된 누전 전류를 충전한다. 그리고 복수개의 방전 전극(74)은 보호기(72)와 연결되고 바닥층(16)의 바닥면(18)으로 돌출된다. 이로 인해 방전 전극(74)은 보호기에 충전된 전류를 지면으로 방전시킨다. 이때 보호기(72)는 누전 전류를 방전 소모하는 캐패시터 충방전회로와 환류다이오드를 포함하여 구성될 수 있다.
이때 측정 전극(42)과 방전 전극(74)은 바닥층(16)의 바닥면(18)에 탈부착이 가능한 나사 형태를 가질 수 있다. 측정 전극(42)과 방전 전극(74)은 물체에 안정적으로 접촉될 수 있도록 끝이 뾰족한 스파이크 형태를 가질 수 있다. 방전 전극(74)은 뒤축(24)에 가까운 바닥층(16)에 설치되고, 측정 전극(42)은 방전 전극(74)의 반대편의 바닥층(16)에 설치될 수 있다. 그 외 측정 전극(42)과 방전 전극(72) 사이에 발을 안정적으로 지지하는 역할을 수행하는 더미 전극(19)이 더 설치될 수 있다.
그리고 전원 공급부(80)는 뒤축(24)에 마련된 설치 공간에 설치된다. 전원 공급부(80)로는 일회용 건전지 또는 충전지가 사용될 수 있다. 바람직하게는 전원 공급부로는 코인(coin) 타입의 리튬 전지가 사용될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 예컨대 본 실시예에서는 측정 전극이 바닥층의 앞쪽에 방전 전극이 바닥층의 뒤쪽에 설치된 예를 개시하였지만 반대로 설치할 수 있다. 또는 측정 전극과 방전 전극이 바닥층에 균일하게 설치될 수 있다. 검출기, 판단부, 보호기가 바닥층에 내설된 예를 개시하였지만, 덮개 부분에 설치될 수도 있다. 특히 덮개 부분 중에서도 보행 시 변형이 상대적으로 적은 부분인 발등이나, 뒤축에 근접한 양측의 외피 영역에 설치할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 누전 감지 및 경보 신발을 착용 후 누전이 발생된 영역을 보행할 경우, 방전부가 누전 전류를 소모하여 방전시키기 때문에, 보행 중 발생되는 감전 사고의 발생을 방지할 수 있다.
그리고 판단부는 누전 검출부를 통하여 검출된 누전 전류값이 설정된 감전 전류값을 초과하는 지의 여부를 판단하여 누전 여부를 감지하고, 초과한 경우 감전 경보 신호를 경보부로 출력하여 경보하도록 함으로써, 누전 감지 및 경보 신발 착용자 및 주위의 사람들은 지금 있는 지역이 누전이 발생된 지역임을 알 수 있다. 따라서 추가적인 감전 사고의 방지를 위한 후속 조치를 취할 수 있다.

Claims (9)

  1. 발을 지지하는 절연성의 밑창과;
    상기 밑창의 외곽을 둘러싸며 상기 밑창에 지지된 발을 보호하고, 발이 출입할 수 있는 출입구가 형성된 절연성의 덮개와;
    상기 밑창과 덮개에 설치되어 누전을 감지하고 경보하는 누전 감지 경보부;를 포함하며,
    상기 누전 감지 경보부는,
    상기 밑창의 바닥면에 접촉되는 물체의 누전 여부를 감지하여 누전 전류값을 검출하는 누전 검출부와;
    상기 검출된 누전 전류값이 설정된 감전 전류값을 초과하는 지의 여부를 판단하고, 초과하는 경우 감전 경보 신호를 출력하는 판단부와;
    상기 판단부로부터 상기 출력된 감전 경보 신호를 전송받아 경보하는 경보부와;
    상기 검출된 누전 전류를 방전시키는 방전부;를 포함하며,
    상기 밑창은,
    발을 지지하며 감전을 방지하는 절연 및 충격 흡수층과;
    상기 절연 및 충격 흡수층 아래에 형성된 중간층과;
    상기 중간층 아래에 형성되어 방수 및 충격을 완화하며, 상기 바닥면을 갖는 바닥층;을 포함하며,
    상기 덮개는,
    상기 밑창에 지지된 발의 앞쪽 부분 대응되는 상기 밑창의 외곽을 둘러싸는 외피와;
    발뒤축에 대응되는 상기 밑창의 외곽 부분과 상기 외피를 연결하는 뒤축;을 포함하며,
    상기 누전 검출부는,
    상기 절연 및 충격 흡수층과 중간층 사이에 형성되어 제로 전위를 형성하는 제로 전위층과;
    상기 바닥층의 바닥면으로 돌출된 복수개의 측정 전극과;
    상기 중간층에 내설되며, 상기 측정 전극과 상기 제로 전위층의 전위차로부터 상기 누전 전류값을 검출하는 검출기;를 포함하며,
    상기 판단부는 상기 중간층에 내설되며, 상기 검출기와 함께 원 칩으로 형성되며,
    상기 경보부는 경보음을 출력하는 스피커, 빛을 발광하는 발광기를 포함하며,
    상기 방전부는,
    상기 뒤축에 근접한 상기 중간층에 내설되며, 상기 검출된 누전 전류를 충전하는 보호기와;
    상기 보호기와 연결되고 상기 바닥층의 바닥면으로 돌출되어 상기 보호기에 충전된 전류를 지면으로 방전시키는 방전 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 감지 및 경보 신발.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서, 상기 방전 전극은 상기 뒤축에 가까운 상기 바닥층에 설치되고, 상기 측정 전극은 상기 방전 전극의 반대편의 상기 바닥층에 설치되는 것을 특징으로 하는 누전 감지 및 경보 신발.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 뒤축에 설치되며, 상기 경보부에 전원을 공급하는 전원 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 감지 및 경보 신발.
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