KR101305625B1 - 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치 - Google Patents

Abstract

소방용 급수 배관에 설치되는 밸브의 개폐 상태를 감지하여 화재 수신기(감시제어반)에 전기적인 신호를 전달하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치가 개시된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치는, 밸브의 디스크에 연결되어 밸브가 개폐됨에 따라 상하로 이동하는 밸브스템에 설치되고 화재 수신기와 전기적으로 연결되며 자계에 감응하는 반도체 소자로 이루어진 센서부를 구비하는 전자회로 유닛과, 전자회로 유닛에 설치되며 밸브스템의 상하 이동시 스위치 로드가 밸브요크에 가압 및 가압해제 됨에 따라 위치가 이동되는 자석부를 구비하는 가동스위치 유닛을 포함하되, 밸브의 폐쇄시 밸브스템이 하강하여 스위치 로드가 밸브요크에 가압해제 됨에 따라 자석부가 이동하여 센서부와 일치되면서 센서부가 이를 감지하면 전자회로 유닛이 밸브의 폐쇄 상태를 화재 수신기에 전기신호로 전달하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

Description

소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치{TAMPER SWITCH FOR SENSING OPENING AND CLOSING OF FIRE-FIGHTING VALVE}

본 발명은 탬퍼 스위치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 소방용 급수 배관에 설치되는 밸브의 개폐 상태를 감지하여 화재 수신기(감시제어반)에 전기적인 신호를 전달하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치에 관한 것이다.

일반적으로 탬퍼 스위치(Tamper Switch)는 소방 밸브를 열고 닫음에 따라 화재 수신기(감시제어반)에 전기적인 신호를 보냄으로써 밸브의 개폐 상태를 알 수 있도록 해주는 장치이다.

이러한 탬퍼 스위치는 스프링클러 등 자동식 소화설비의 급수 밸브가 닫혀 있을 경우, 화재시 소화수가 공급되지 않아 자동 소화되지 않으므로 이런 문제점을 보완하기 위해 관리자가 밸브의 개폐 상태를 확인할 수 있도록 설치하는 스위치로써, 밸브가 닫혀 있으면 탬퍼 스위치가 이를 감지하여 원거리에 있는 화재 수신기(감시제어반)에 알람 신호음 발생 및 표시등 점등을 통해 밸브 폐쇄(잠금) 상태를 경고하며, 밸브를 개방하면 표시등이 소등되어 원 상태로 복귀된다.

탬퍼 스위치에 적용된 종래의 기술로는 크게 나누어 리미트 스위치를 이용한 접점식과 리드 스위치를 이용한 자석식이 있다.

접점식은 버터플라이 밸브의 경우에 핸들을 회전함에 따라 핸들이 리미트 스위치에 압력을 가해 접점이 개폐되어 화재 수신기(감시제어반)로 전기신호가 전달되며, 기어식 밸브의 경우에 밸브스템에 요철부를 형성하여 핸들을 돌리면 밸브스템이 회전하면서 요철부가 리미트 스위치에 압력을 가해 접점이 개폐되어 전기신호가 전달된다. 또한, 바깥 나사식 게이트 밸브(OS&Y : Outside & Yoke gate valve)의 경우에 리미트 스위치를 내장한 기구를 밸브스템에 고정하여 핸들을 조작함에 따라 밸브스템이 이동하면서 리미트 스위치가 요크에 밀착되어 압력이 가해져 접점이 개폐되어 전기신호가 전달된다.

자석식은 게이트 밸브의 경우에 밸브스템의 일부분에는 자석을, 요크에는 리드 스위치를 설치하고 핸들을 조작하여 밸브를 개폐함에 따라 밸브스템이 이동하면서 자석과 리드 스위치가 일치할 때 리드 스위치가 작동하여 전기신호를 전달하는데, 여기서 자석과 리드 스위치가 정확하게 일치되지 않아 핸들을 여러번 조작해야 하는 불편함이 있었다.

이 후에 리드 스위치를 내장한 기구를 밸브스템에 고정하는 기술이 출시되었으나, 이 역시 리드 스위치를 사용한다는 점에서 여전히 개선의 여지가 남아 있었다.

리드 스위치는 유리관 내부에 비활성 가스(Gas) 예를 들어, 아르곤이나 질소 가스를 넣어 접점의 산화를 방지하여 리미트 스위치 보다는 오랜 수명을 기대할 수 있으나, 기계적인 접점의 한계를 벗어나지 못해 실무현장에서 1,2년 사용하다 보면 빈번히 오동작이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 리드 스위치를 내장한 기구를 밸브스템에 고정하는 기술의 경우, 기구를 밸브스템에 고정하는 과정에서 작업 시간이 상당히 소요되고 40A에서 200A까지 수 종류의 제품으로 나뉘어 있어 현장에서 필요한 밸브의 크기와 제조사를 따져 제품을 선정해야 하는 불편함이 있었다.

또한, 전기신호를 전달하는 과정에서 화재 수신기(감시제어반)의 입력단자로부터 인출된 전선과, 탬퍼 스위치에서 인출된 전선을 접속하게 되는데, 이 접속점에 약 10 KOhm의 탬퍼 스위치 회로 감시용 종단저항을 함께 접속하면서 자연히 탬퍼 스위치가 종단저항 후단에 위치하게 되어 만일 탬퍼 스위치에서 단선 고장이 발생하는 경우 고장 신호를 화재 수신기(감시제어반)에서 인식하지 못하게 되는 문제가 잔존하고 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자계에 반응하는 반도체 소자인 홀센서를 적용하여 수명을 반영구적으로 개선할 수 있는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 자석을 이용하여 밸브에 손쉽게 설치가 가능하여 작업의 편리성을 도모할 수 있는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 제공하고자 한다.

또한, 단자부를 이용하여 화재 수신기에서 인출되는 전선과 종단저항을 간단하게 접속할 수 있는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 제공하고자 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치는, 소방용 급수 배관에 설치되는 밸브의 개폐 상태를 감지하여 화재 수신기(감시제어반)에 전기적인 신호를 전달하는 탬퍼 스위치에 있어서, 상기 밸브의 디스크에 연결되어 상기 밸브가 개폐됨에 따라 상하로 이동하는 밸브스템에 설치되고, 상기 화재 수신기와 전기적으로 연결되며, 자계에 감응하는 반도체 소자로 이루어진 센서부를 구비하는 전자회로 유닛; 및 상기 전자회로 유닛에 설치되며, 상기 밸브스템의 상하 이동시 스위치 로드가 밸브요크에 가압 및 가압해제 됨에 따라 위치가 이동되는 자석부를 구비하는 가동스위치 유닛을 포함하되, 상기 전자회로 유닛은, 상기 밸브스템에 부착 고정되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 화재 수신기로부터 공급되는 전압을 상기 전자회로 유닛에서 필요한 전압으로 조정하는 전원부; 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 자석부의 자계를 감지하는 홀센서로 이루어진 센서부; 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 센서부의 출력신호를 증폭시키는 증폭부; 및 상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 센서부 및 상기 증폭부와 전기적으로 연결되며, 상기 밸브의 폐쇄시 상기 센서부의 출력신호를 상기 증폭부로 전달하여 증폭시키고, 상기 증폭부에 의해 증폭된 상기 센서부의 출력신호를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달하는 제어부를 포함하며, 상기 밸브의 폐쇄시 상기 밸브스템이 하강하여 상기 스위치 로드가 상기 밸브요크에 가압해제 됨에 따라 상기 자석부가 이동하여 상기 센서부와 근접되면서 상기 센서부가 이를 감지하면 상기 전자회로 유닛이 상기 밸브의 폐쇄 상태를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

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또한, 상기 전자회로 유닛은, 상기 인쇄회로기판에 실장되거나 상기 밸브요크에 설치되어 상기 전원부 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되며, 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 밸브의 개폐 상태를 시각적으로 나타내는 표시부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전자회로 유닛은, 상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 전원부 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되며, 상기 화재 수신기로부터 상기 전원부에 전압이 공급되고 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 센서부의 출력신호를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달할 수 있도록 상기 화재 수신기로부터 인출된 전선이 접속되고, 탬퍼 스위치 회로의 단선 유무를 확인할 수 있도록 종단저항이 접속되는 단자부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 단자부는, 상기 인쇄회로기판의 일측에 실장되며, 상기 화재 수신기의 입력단자에서 인출된 전선이 접속되는 제 1 단자부; 상기 인쇄회로기판의 타측에 실장되며, 탬퍼 스위치 회로의 단선 유무를 확인할 수 있도록 상기 종단저항이 접속되는 제 2단자부; 및 상기 제 1 단자부와 상기 제 2 단자부 사이에 연결되며, 상기 화재 수신기의 입력단자에서 인출된 전선을 극성에 관계없이 상기 제 1 단자부에 연결할 수 있도록 하는 브리지부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가동스위치 유닛은, 상기 인쇄회로기판에 결합되며, 내부에 슬라이딩 공간부가 형성되는 스위치 하우징; 상기 스위치 하우징의 상기 슬라이딩 공간부 내에 삽입되고, 상기 밸브를 개폐함에 따라 상기 밸브스템의 상하 이동시 상기 밸브요크에 가압 및 가압해제 됨에 따라 상기 센서부 쪽으로 전후 슬라이딩 이동되며, 일측에 자석 수용홈이 형성되는 스위치 로드; 상기 스위치 로드의 상기 자석 수용홈에 삽입되어 상기 스위치 로드와 일체로 상기 센서부에 수평상으로 슬라이딩 이동되는 자석부; 및 상기 스위치 하우징의 상기 슬라이딩 공간부 내에 삽입되며, 상기 스위치 로드를 상기 밸브요크 쪽으로 밀어주도록 탄성력을 제공하는 코일스프링을 포함할 수 있다.

혹은, 상기 가동스위치 유닛은, 상기 인쇄회로기판에 일단이 고정되며, 상기 밸브를 개폐함에 따라 상기 밸브스템의 상하 이동시 상기 밸브요크에 가압 및 가압해제 됨에 따라 타단이 상기 센서부 쪽으로 전후 이동되는 판스프링; 및 상기 판스프링의 타단에 고정되며, 상기 판스프링의 타단과 일체로 상기 센서부에 수평상으로 이동되는 자석부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 탬퍼 스위치는, 상기 밸브스템에 고정 브라켓으로 고정되되, 상기 고정 브라켓은, 상기 전자회로 유닛과 결합되는 브라켓 몸체; 및 상기 브라켓 몸체에 설치되며, 상기 브라켓 몸체를 상기 밸브스템에 자력에 의해 고정시키는 자석을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치는, 소방용 급수 배관에 설치되는 밸브의 개폐 상태를 감지하여 화재 수신기(감시제어반)에 전기적인 신호를 전달하는 탬퍼 스위치에 있어서, 상기 밸브의 디스크에 연결되어 상기 밸브가 개폐됨에 따라 상하로 이동하는 밸브스템에 설치되고, 상기 화재 수신기와 전기적으로 연결되며, 자계에 감응하는 반도체 소자로 이루어진 센서부를 구비하는 전자회로 유닛; 상기 전자회로 유닛에 설치되며, 상기 밸브스템의 상하 이동시 스위치 로드가 밸브요크에 가압 및 가압해제 됨에 따라 위치가 이동되는 자석부를 구비하는 가동스위치 유닛; 및 상기 밸브요크에 설치되어 상기 전자회로 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 밸브의 개폐 상태를 시각적으로 나타내는 표시부를 포함하되, 상기 전자회로 유닛은, 상기 밸브스템에 부착 고정되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 화재 수신기로부터 공급되는 전압을 상기 전자회로 유닛에서 필요한 전압으로 조정하는 전원부; 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 자석부의 자계를 감지하는 홀센서로 이루어진 센서부; 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 센서부의 출력신호를 증폭시키는 증폭부; 및 상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 센서부 및 상기 증폭부와 전기적으로 연결되며, 상기 밸브의 폐쇄시 상기 센서부의 출력신호를 상기 증폭부로 전달하여 증폭시키고, 상기 증폭부에 의해 증폭된 상기 센서부의 출력신호를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달하는 제어부를 포함하며, 상기 밸브의 폐쇄시 상기 밸브스템이 하강하여 상기 스위치 로드가 상기 밸브요크에 가압해제 됨에 따라 상기 자석부가 이동하여 상기 센서부와 근접되면서 상기 센서부가 이를 감지하면 상기 전자회로 유닛이 상기 표시부를 점등시키고, 상기 밸브의 폐쇄 상태를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

본 발명에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

(1) 본 발명은 기계적인 접점을 사용한 리미트 스위치나 리드 스위치 대신 자계에 반응하는 반도체 소자인 홀센서를 적용하여 수명을 반영구적으로 개선할 수 있고, 밸브를 조작할 때마다 LED가 점등되는 표시부가 설치되어 탬퍼 스위치의 작동 상태를 현장에서 쉽게 확인할 수 있다.

(2) 본 발명은 탬퍼 스위치를 밸브에 설치하는 과정에 있어서 자석을 이용하여 밸브스템에 고정하므로 손쉽게 설치가 가능하여 작업시간을 획기적으로 단축할 수 있으며, 40A, 80A, 125A, 200A 등 밸브의 크기와 제조사에 관계없이 한 종류의 탬퍼 스위치로 설치가 가능하다.

(3) 본 발명은 단자부 및 종단저항을 구비하고, 2개의 단자부를 이용하여 화재 수신기에서 인출되는 전선과 종단저항을 간단하게 접속할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치가 소방 밸브에 설치된 상태를 도시하는 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 도시하는 전면 사시도(a) 및 후면 사시도(b).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치의 전자회로 유닛을 도시하는 전면 분해도(a) 및 후면 분해도(b).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치의 가동스위치 유닛을 도시하는 결합 사시도(a) 및 분해 사시도(b).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치의 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 고정 브라켓을 이용하여 밸브스템에 고정하는 구성을 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치의 작동 상태를 도시하는 제 1 작동도(a) 및 제 2 작동도(b).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치에서 판스프링을 적용한 가동스위치 유닛을 도시하는 사시도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 도시하는 정면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치가 소방 밸브에 설치된 상태를 도시하는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 도시하는 전면 사시도(a) 및 후면 사시도(b)이고, 도 3은 본 발명의 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치의 전자회로 유닛을 도시하는 전면 분해도(a) 및 후면 분해도(b)이고, 도 4는 본 발명의 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치의 가동스위치 유닛을 도시하는 결합 사시도(a) 및 분해 사시도(b)이며, 도 5는 본 발명의 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치(100)는, 소방용 급수 배관(미도시)에 설치되는 밸브(10)의 개폐 상태를 감지하여 화재 수신기(20) 또는 감시제어반(이하, 화재 수신기라 칭함)에 전기적인 신호를 전달하기 위하여 소방 밸브(10)의 밸브스템(13)에 설치된다. 여기서, 스프링클러 등 소방시설의 급수부는 급수 밸브(10)를 포함하며, 밸브(10)의 개폐 상태를 원거리에 배치된 화재 수신기(20)에서 감지하여 알람 또는 램프에 의한 신호음 또는 점멸로 표시함으로써 확인할 수 있도록 구성된다. 예컨대, 소방시설의 배관 수리 및 교체 후 밸브(10)를 잠금(폐쇄) 상태에서 그대로 방치하게 되면 화재시 스프링클러가 동작하지 않아 많은 피해를 발생시킬 수 있다. 이러한 위험을 방지하기 위하여 급수부의 급수 밸브(10)에 탬퍼 스위치(100)를 장착하여 밸브(10)의 개폐 여부를 감지하게 된다.

본 발명의 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치(100)는, 밸브(10)의 디스크(12)에 연결되어 밸브(10)가 개폐됨에 따라 상하로 이동하는 밸브스템(13)에 설치되고 화재 수신기(20)와 전기적으로 연결되며 자계에 감응하는 반도체 소자로 이루어진 센서부(113)를 구비하는 전자회로 유닛(110)과, 전자회로 유닛(110)에 설치되어 밸브스템(13)의 상하 이동시 스위치 로드(122)가 밸브요크(17)에 가압 및 가압해제 됨에 따라 위치가 이동되는 자석부(123)를 구비하는 가동스위치 유닛(120)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 소방용 급수 배관에 설치되는 밸브(10)는 디스크(12)가 내장된 밸브바디(11)와, 디스크(12)와 연결되어 상하로 이동하는 밸브스템(13)과, 밸브스템(13)에 연결되어 회전하는 밸브핸들(15)과, 밸브핸들(15)과 밸브바디(11) 사이에 장착되는 밸브요크(17)를 포함한다.

전자회로 유닛(110)은 인쇄회로기판(111), 전원부(112), 센서부(113), 증폭부(114), 표시부(115), 제어부(116) 및 단자부(117)를 포함할 수 있다.

인쇄회로기판(PCB)(111)은 밸브스템(13)에 부착 고정되는데, 예를 들어 인쇄회로기판(111)의 후면에 후술할 고정 브라켓(130)이 결합되고 고정 브라켓(130)에 구비된 자석(133)에 의해 밸브스템(13)의 외주면에 부착될 수 있다. 본 실시예에서는 도 3(a)와 같이, 인쇄회로기판(111)의 전면에 표시부(115)와 단자부(117)를 실장하고, 가동스위치 유닛(120)을 결합하며, 도 3(b)와 같이, 인쇄회로기판(111)의 후면에 전원부(112), 센서부(113), 증폭부(114), 제어부(116)를 실장하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 인쇄회로기판(111)의 전,후면에 적절히 배치할 수 있다. 인쇄회로기판(111)은 원판, 삼각판, 사각판 등 다양한 형태로 제작할 수 있으며, 바람직하게는 본 실시예와 같이 사각판 형태로 제작한다. 또한, 인쇄회로기판(111)은 테두리를 따라 일정 높이로 사각 프레임(101)을 형성하고, 사각 프레임(101)의 일측면에 후술할 스위치 로드(122)가 관통하는 로드홀(101a)을 형성한다. 본 실시예에서는 전면이 개방된 사각 프레임(101) 형태의 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 표시부(115)를 외부에서 볼 수 있도록 투명한 재질로 이루어지고 전면이 밀폐된 프레임 형태로 구성할 수도 있다.

전원부(112)는 인쇄회로기판(111)에 실장되며, 화재 수신기(20)로부터 단자부(117)를 통해 공급되는 전압, 예컨대 DC 24V를 전자회로 유닛(110)의 센서부(113), 증폭부(114), 표시부(115), 제어부(116) 등에서 필요한 전압으로 낮춘다.

센서부(113)는 가동스위치 유닛(120)의 자석부(123)의 이동 위치와 대응되도록 인쇄회로기판(111)에 실장되며, 자석부(123)의 자계를 감지하는 반도체 소자인 홀센서(Hall effect sensor)로 이루어진다. 센서부(113)에서 감지된 신호는 밸브(10) 개폐시 제어부(116)의 제어신호에 따라 증폭부(114)로 전달된다.

증폭부(114)는 인쇄회로기판(111)에 실장되며, 제어부(116)의 제어신호에 따라 센서부(113)의 출력신호를 증폭하여 표시부(115)로 신호를 전달한다.

표시부(115)는 인쇄회로기판(111)에 실장되어 전원부(112) 및 제어부(116)와 전기적으로 연결되며, 제어부(116)의 제어신호에 따라 밸브(10)의 개폐 상태를 LED를 통해 시각적으로 나타낸다. 이러한 표시부(115)는 평상시 밸브(10)가 개방된 상태에서는 LED가 소등되어 있다가 밸브(10)가 폐쇄되면 센서부(113)가 감지되어 LED가 점등되면서 화재 수신기(20)로 밸브(10)의 개폐 상태를 전기신호로 전달한다.

제어부(116)는 인쇄회로기판(111)에 실장되어 센서부(113) 및 증폭부(114)와 전기적으로 연결되며, 밸브(10)의 폐쇄시 센서부(113)의 출력신호를 증폭부(114)로 전달하여 증폭시키고, 증폭부(114)에 의해 증폭된 센서부(113)의 출력신호를 제 1 단자부(117a)를 통해 화재 수신기(20)에 전기신호로 전달한다. 또한, 제어부(116)는 반도체 소자인 센서부(113)와 원칩 형태로 인쇄회로기판(111)에 실장될 수 있다.

단자부(117)는 인쇄회로기판(111)에 실장되어 전원부(112) 및 제어부(116)와 전기적으로 연결되며, 화재 수신기(20)로부터 전원부(112)에 전압이 공급되고 제어부(116)의 제어신호에 의해 센서부(113)의 출력신호를 화재 수신기(20)에 전기신호로 전달할 수 있도록 화재 수신기(20)로부터 인출된 전선(21)이 접속되고, 탬퍼 스위치 회로의 단선 유무를 확인할 수 있도록 종단저항(119)이 접속된다. 여기서, 탬퍼 스위치 회로는 화재 수신기(20)의 입력단자에서 전선(21)이 인출되어 탬퍼 스위치(100)와 종단저항(119)을 거쳐 다시 화재 수신기(20)의 입력단자로 연결되는 폐회로가 형성되므로 이를 탬퍼 스위치 회로라고 칭한다. 또한, 단자부(117)는 제 1 단자부(117a), 제 2 단자부(117b) 및 브리지부(118)를 포함할 수 있다. 제 1 단자부(117a)는 인쇄회로기판(111)의 일측에 실장되며, 화재 수신기(20)의 입력단자에서 인출된 전선(21)이 접속되어 전압이 입력되는 입력단자 기능과, 제어부(116)의 제어신호에 따라 센서부(113)의 출력신호를 화재 수신기(20)에 전기신호로 전달하는 출력단자 기능을 동시에 할 수 있다. 제 2 단자부(117b)는 인쇄회로기판(111)의 타측에 실장되며, 탬퍼 스위치 회로의 단선 유무를 확인할 수 있도록 종단저항(119)이 접속된다. 브리지부(118)는 제 1 단자부(117a)와 제 2 단자부(117b) 사이에 연결되어, 화재 수신기(20)의 입력단자에서 인출된 2가닥의 전선(21)을 +,- 극성에 관계없이 탬퍼 스위치(100)의 입력단자, 예컨대 제 1 단자부(117a)에 연결할 수 있도록 한다. 즉, 탬퍼 스위치(100)에서 전기신호 접속방식은 입력 및 출력 측에 각 하나씩 2P 단자부(117a, 117b)가 설치되어 있는데, 입력측 단자부인 제 1 단자부(117a)에는 화재 수신기(20)의 입력단자로부터 인출된 전선(21)을 접속하며, 출력측 단자부인 제 2 단자부(117b)에는 약 10 KOhm의 종단저항(119)을 접속하여 종단저항(119)을 회로의 가장 끝부분에 위치함으로써 회로의 단선 유무를 온전히 파악할 수 있다. 또한, 탬퍼 스위치(100)를 2개 직렬로 접속할 경우에도 첫 번째 입력단자는 이전의 경우와 같고, 출력단자는 두 번째 탬퍼 스위치의 입력단자로 연결하며, 두 번째 출력단자에 종단저항을 연결한다. 또한, 탬퍼 스위치(100)를 2개 이상 연결할 경우에도 위와 같은 방식이며 항상 마지막 탬퍼 스위치의 출력단자에 종단저항을 연결한다. 이때, 입력 및 출력 단자부에 있어서 그 방향은 정해져 있지 않으며, 입/출력이 바뀌어도 탬퍼 스위치(100)는 정상 작동하므로 어느 하나의 단자부를 입력으로 사용하였다면 다른 쪽 단자부를 출력으로 사용하면 된다.

가동스위치 유닛(120)은 스위치 하우징(121), 스위치 로드(122), 자석부(123) 및 코일스프링(124)을 포함할 수 있다.

스위치 하우징(121)은 센서부(113)와 대응되게 인쇄회로기판(111)의 전면에 결합되는데, 스위치 하우징(121)에 'ㄱ'자 형상으로 절곡 형성된 끼움돌기(121a)들이 인쇄회로기판(111)에 형성된 끼움홈(111a)들에 끼워져 결합될 수 있다. 스위치 하우징(121)은 직사각면체 형상으로 이루어지고, 내부에 슬라이딩 공간부(121b)가 형성되며, 일측면에 후술할 스위치 로드(122)가 관통하도록 로드홀(121c)이 형성된다.

스위치 로드(122)는 스위치 하우징(121)의 슬라이딩 공간부(121c) 내에 삽입되고, 밸브(10)를 개폐함에 따라 밸브스템(13)의 상하 이동시 밸브요크(17)에 가압 및 가압해제 됨에 따라 센서부(113) 쪽으로 전후 슬라이딩 이동되며, 일측에 자석부(123)가 수용될 수 있도록 자석 수용홈(122a)이 형성된다.

자석부(123)는 스위치 로드(122)의 자석 수용홈(122a)에 삽입되어 스위치 로드(122)와 일체로 센서부(113)에 수평상으로 슬라이딩 이동하는 영구자석이다.

코일스프링(124)은 스위치 하우징(121)의 슬라이딩 공간부(121b) 내에 삽입되며, 스위치 로드(122)를 로드홀(121c)을 통해 밸브요크(17) 쪽으로 밀어주도록 탄성력을 제공한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 고정 브라켓을 이용하여 밸브스템에 고정하는 구성을 도시하는 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 탬퍼 스위치(100)는 자석(133)을 구비한 고정 브라켓(130)을 이용하여 밸브스템(13)에 고정한다.

고정 브라켓(130)은 전자회로 유닛(110)과 결합되는 브라켓 몸체(131)와, 브라켓 몸체(131)에 설치되어 브라켓 몸체(131)를 밸브스템(13)에 자력에 의해 고정시키는 자석(133)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 탬퍼 스위치(100)는 V자형의 브라켓 몸체(131) 양측에 구비된 자석(133)들을 이용하여 금속재질로 이루어진 밸브스템(13)의 외주연 양측면에 V자 구조로 자력에 의해 부착되어 흔들리지 않고 견고하게 고정되며, 전자부품을 크기가 작은 SMD로 장착하여 콤팩트한 크기로 제작할 수 있다. 시중에 출시된 밸브의 종류 중 거의 대부분의 밸브에 자석식 고정방식이 적용 가능하며, 자석에 부착되지 않는 일부 특수 재질의 밸브 경우에는 보조기구, 예를 들어 볼트(141)와 너트(143), 고정대(145)를 이용하여 탬퍼 스위치(100)를 밸브스템(13)에 고정할 수 있다. 이러한, 볼트(141)와 너트(143)를 이용한 고정방식은 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치의 작동 상태를 도시하는 제 1 작동도(a) 및 제 2 작동도(b)이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치(100)는, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 평상시 밸브(10)가 개방된 상태에서는 밸브스템(13)이 상승하여 밸브스템(13)에 고정된 탬퍼 스위치(100)는 밸브요크(17)에 접하게 된다. 이때, 탬퍼 스위치(100)의 스위치 로드(122)가 밸브요크(17)에 가압되어 스위치 하우징(121)의 슬라이딩 공간부(121b)에서 코일스프링(124)이 압축되면서 하강함에 따라 스위치 로드(122)에 구비된 자석부(123)가 아래쪽으로 이동하게 되고 인쇄회로기판(111)에 구비된 센서부(113)로부터 멀어지게 되며, 센서부(113)와 자석부(123)가 일치되지 않거나 자력이 미치는 범위를 벗어나게 되므로 센서부(113)는 자석부(123)의 자계를 감지하지 못하게 된다. 따라서, 센서부(113)로부터 화재 수신기(20)쪽으로 경보 출력 신호가 발생하지 않으므로 화재 수신기(20)에서 관리자는 밸브(10)의 개방 상태를 확인할 수 있게 된다. 이때, 표시부(115)는 평상시 밸브(10)가 개방된 상태에서는 LED가 소등되어 있다.

그리고, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 밸브(10)가 폐쇄된 상태에서는 밸브스템(13)이 하강함에 따라 밸브스템(13)에 고정된 탬퍼 스위치(100)도 하강하여 밸브요크(17)와 비접촉된다. 이때, 탬퍼 스위치(100)의 스위치 로드(122)가 밸브요크(17)에 가압 해제되어 스위치 하우징(121)의 슬라이딩 공간부(121b)에서 코일스프링(124)이 팽창되면서 상승함에 따라 스위치 로드(122)에 구비된 자석부(123)가 위쪽으로 이동하게 되고 인쇄회로기판(111)에 구비된 센서부(113) 쪽으로 이동하게 된다. 센서부(113)와 자석부(123)가 일치되거나 자력이 미치는 근접 범위에 위치하게 되면, 센서부(113)가 자석부(123)의 자계를 감지, 원거리에 있는 화재 수신기(20)에 전기신호로 전달하여 알람 신호음 발생 및 표시부 점등을 통해 밸브(10) 폐쇄(잠금) 상태를 경고하여 관리자는 밸브(10)의 폐쇄 상태를 확인할 수 있게 된다. 이때, 표시부(115)는 밸브(10)가 폐쇄되면 센서부(113)가 감지되어 LED가 점등되면서 밸브(10)의 개폐 상태를 시각적으로 표시한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치에서 판스프링을 적용한 가동스위치 유닛을 도시하는 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치(100)에서 가동스위치 유닛(120)은 판스프링(125) 및 자석부(123)를 포함하여 구성되며, 코일스프링(124) 대신에 판스프링(125)을 적용할 수도 있다.

판스프링(125)은 인쇄회로기판(111)의 테두리에 부착된 사각 프레임(101)의 일측면에 일단이 고정되고 중간부분이 절곡되며, 타단이 로드홀(101a)을 통과하여 인쇄회로기판(111) 상의 센서부(113)에 위치한다. 판스프링(125)은 밸브(10)를 개폐함에 따라 밸브스템(13)의 상하 이동시 밸브요크(17)에 접촉하여 가압 및 가압해제 됨에 따라 타단이 센서부(113) 쪽으로 전후 이동된다.

자석부(123)는 판스프링(125)의 타단에 고정되며, 판스프링(125)의 타단과 일체로 센서부(113)에 수평상으로 이동된다. 자석부(123)는 영구자석으로 이루어진다.

따라서, 밸브(10)의 폐쇄시 밸브스템(13)이 하강하여 판스프링(125)이 밸브요크(17)에 가압해제 됨에 따라 자석부(123)가 이동하여 센서부(113)와 일치되면서 센서부(113)가 자석부(123)의 자계를 감지, 원거리에 있는 화재 수신기(20)에 전기신호로 전달하여 알람 신호음 발생 및 표시부 점등을 통해 밸브(10) 폐쇄(잠금) 상태를 경고하여 관리자는 밸브(10)의 폐쇄 상태를 확인할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치를 도시하는 정면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치(200)는 단자부(117), 표시부(210)를 전자회로 유닛(110)의 인쇄회로기판(111)에 실장하는 대신에 밸브요크(17)에 설치하는 구성을 제외하고는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 상기 일 실시예와 동일하다. 따라서, 일 실시예와 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 병기하며, 상세한 설명은 생략한다.

단자부(117), 표시부(210)는 밸브바디(11, 도 1 참조)에 고정된 밸브요크(17)에 자석(220)을 이용하여 탈부착하고 전자회로 유닛(110)의 전원부(112) 및 제어부(116)와 신호선(211)으로 전기적으로 연결되어 밸브(10)의 개폐 상태를 LED를 통해 시각적으로 나타낸다. 즉, 본 실시예에서는 상기 일 실시예와 달리 단자부(117), 표시부(210)를 밸브(10) 개폐시 상하로 이동하는 밸브스템(13)에 위치시키지 않고 밸브요크(17)에 설치한다. 따라서, 밸브(10) 개폐시 밸브스템(13)의 상하 이동에 관계없이 단자부(117), 표시부(210)가 밸브요크(17)에 고정된 상태로 항상 유지되므로 관리자가 작동 상태를 파악하기 용이하다. 또한, 단자부(117), 표시부(210)를 자석(220)을 이용하여 부착하므로 탈부착이 용이하다.

본 발명의 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치에 따르면, 기계적인 접점을 사용한 리미트 스위치나 리드 스위치 대신 자계에 반응하는 반도체 소자인 홀센서를 적용하여 수명을 반영구적으로 개선할 수 있고, 밸브를 조작할 때마다 LED가 점등되는 표시부가 설치되어 탬퍼 스위치의 작동 상태를 현장에서 쉽게 확인할 수 있다.

또한, 탬퍼 스위치를 밸브에 설치하는 과정에 있어서 자석을 이용하여 밸브스템에 고정하므로 손쉽게 설치가 가능하여 작업시간을 획기적으로 단축할 수 있으며, 40A, 80A, 125A, 200A 등 밸브의 크기와 제조사에 관계없이 한 종류의 탬퍼 스위치로 설치가 가능하다.

또한, 단자부 및 종단저항을 구비하고, 2개의 단자부를 이용하여 화재 수신기에서 인출되는 전선과 종단저항을 간단하게 접속할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 200 : 탬퍼 스위치 110 : 전자회로 유닛
111 : 인쇄회로기판 112 : 전원부
113 : 센서부 114 : 증폭부
115, 210 : 표시부 116 : 제어부
117 : 단자부 118 : 브리지부
119 : 종단저항 120 : 가동스위치 유닛
121 : 스위치 하우징 122 : 스위치 로드
123 : 자석부 124 : 코일스프링
125 : 판스프링 130 : 고정 브라켓

Claims (9)

1. 소방용 급수 배관에 설치되는 밸브의 개폐 상태를 감지하여 화재 수신기(감시제어반)에 전기적인 신호를 전달하는 탬퍼 스위치에 있어서,
   상기 밸브의 디스크에 연결되어 상기 밸브가 개폐됨에 따라 상하로 이동하는 밸브스템에 설치되고, 상기 화재 수신기와 전기적으로 연결되며, 자계에 감응하는 반도체 소자로 이루어진 센서부를 구비하는 전자회로 유닛; 및
   상기 전자회로 유닛에 설치되며, 상기 밸브스템의 상하 이동시 스위치 로드가 밸브요크에 가압 및 가압해제 됨에 따라 위치가 이동되는 자석부를 구비하는 가동스위치 유닛을 포함하되,
   상기 전자회로 유닛은,
   상기 밸브스템에 부착 고정되는 인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 화재 수신기로부터 공급되는 전압을 상기 전자회로 유닛에서 필요한 전압으로 조정하는 전원부;
   상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 자석부의 자계를 감지하는 홀센서로 이루어진 센서부;
   상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 센서부의 출력신호를 증폭시키는 증폭부; 및
   상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 센서부 및 상기 증폭부와 전기적으로 연결되며, 상기 밸브의 폐쇄시 상기 센서부의 출력신호를 상기 증폭부로 전달하여 증폭시키고, 상기 증폭부에 의해 증폭된 상기 센서부의 출력신호를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달하는 제어부를 포함하며,
   상기 밸브의 폐쇄시 상기 밸브스템이 하강하여 상기 스위치 로드가 상기 밸브요크에 가압해제 됨에 따라 상기 자석부가 이동하여 상기 센서부와 근접되면서 상기 센서부가 이를 감지하면 상기 전자회로 유닛이 상기 밸브의 폐쇄 상태를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달하는 것을 특징으로 하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전자회로 유닛은,
   상기 인쇄회로기판에 실장되거나 상기 밸브요크에 설치되어 상기 전원부 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되며, 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 밸브의 개폐 상태를 시각적으로 나타내는 표시부를 더 포함하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 전자회로 유닛은,
   상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 전원부 및 상기 제어부와 전기적으로 연결되며, 상기 화재 수신기로부터 상기 전원부에 전압이 공급되고 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 센서부의 출력신호를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달할 수 있도록 상기 화재 수신기로부터 인출된 전선이 접속되고,
   탬퍼 스위치 회로의 단선 유무를 확인할 수 있도록 종단저항이 접속되는 단자부를 더 포함하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 단자부는,
   상기 인쇄회로기판의 일측에 실장되며, 상기 화재 수신기의 입력단자에서 인출된 전선이 접속되는 제 1 단자부;
   상기 인쇄회로기판의 타측에 실장되며, 탬퍼 스위치 회로의 단선 유무를 확인할 수 있도록 상기 종단저항이 접속되는 제 2단자부; 및
   상기 제 1 단자부와 상기 제 2 단자부 사이에 연결되며, 상기 화재 수신기의 입력단자에서 인출된 전선을 극성에 관계없이 상기 제 1 단자부에 연결할 수 있도록 하는 브리지부를 포함하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 가동스위치 유닛은,
   상기 인쇄회로기판에 결합되며, 내부에 슬라이딩 공간부가 형성되는 스위치 하우징;
   상기 스위치 하우징의 상기 슬라이딩 공간부 내에 삽입되고, 상기 밸브를 개폐함에 따라 상기 밸브스템의 상하 이동시 상기 밸브요크에 가압 및 가압해제 됨에 따라 상기 센서부 쪽으로 전후 슬라이딩 이동되며, 일측에 자석 수용홈이 형성되는 스위치 로드;
   상기 스위치 로드의 상기 자석 수용홈에 삽입되어 상기 스위치 로드와 일체로 상기 센서부에 수평상으로 슬라이딩 이동되는 자석부; 및
   상기 스위치 하우징의 상기 슬라이딩 공간부 내에 삽입되며, 상기 스위치 로드를 상기 밸브요크 쪽으로 밀어주도록 탄성력을 제공하는 코일스프링을 포함하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치.
   
7. 제 1 항에 있어서, 상기 가동스위치 유닛은,
   상기 인쇄회로기판에 일단이 고정되며, 상기 밸브를 개폐함에 따라 상기 밸브스템의 상하 이동시 상기 밸브요크에 가압 및 가압해제 됨에 따라 타단이 상기 센서부 쪽으로 전후 이동되는 판스프링; 및
   상기 판스프링의 타단에 고정되며, 상기 판스프링의 타단과 일체로 상기 센서부에 수평상으로 이동되는 자석부를 포함하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 탬퍼 스위치는, 상기 밸브스템에 고정 브라켓으로 고정되되,
   상기 고정 브라켓은,
   상기 전자회로 유닛과 결합되는 브라켓 몸체; 및
   상기 브라켓 몸체에 설치되며, 상기 브라켓 몸체를 상기 밸브스템에 자력에 의해 고정시키는 자석을 포함하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치.
   
9. 소방용 급수 배관에 설치되는 밸브의 개폐 상태를 감지하여 화재 수신기(감시제어반)에 전기적인 신호를 전달하는 탬퍼 스위치에 있어서,
   상기 밸브의 디스크에 연결되어 상기 밸브가 개폐됨에 따라 상하로 이동하는 밸브스템에 설치되고, 상기 화재 수신기와 전기적으로 연결되며, 자계에 감응하는 반도체 소자로 이루어진 센서부를 구비하는 전자회로 유닛;
   상기 전자회로 유닛에 설치되며, 상기 밸브스템의 상하 이동시 스위치 로드가 밸브요크에 가압 및 가압해제 됨에 따라 위치가 이동되는 자석부를 구비하는 가동스위치 유닛; 및
   상기 밸브요크에 설치되어 상기 전자회로 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 밸브의 개폐 상태를 시각적으로 나타내는 표시부를 포함하되,
   상기 전자회로 유닛은,
   상기 밸브스템에 부착 고정되는 인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 화재 수신기로부터 공급되는 전압을 상기 전자회로 유닛에서 필요한 전압으로 조정하는 전원부;
   상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 자석부의 자계를 감지하는 홀센서로 이루어진 센서부;
   상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 센서부의 출력신호를 증폭시키는 증폭부; 및
   상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 센서부 및 상기 증폭부와 전기적으로 연결되며, 상기 밸브의 폐쇄시 상기 센서부의 출력신호를 상기 증폭부로 전달하여 증폭시키고, 상기 증폭부에 의해 증폭된 상기 센서부의 출력신호를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달하는 제어부를 포함하며,
   상기 밸브의 폐쇄시 상기 밸브스템이 하강하여 상기 스위치 로드가 상기 밸브요크에 가압해제 됨에 따라 상기 자석부가 이동하여 상기 센서부와 근접되면서 상기 센서부가 이를 감지하면 상기 전자회로 유닛이 상기 표시부를 점등시키고, 상기 밸브의 폐쇄 상태를 상기 화재 수신기에 전기신호로 전달하는 것을 특징으로 하는 소방 밸브 개폐 감지용 탬퍼 스위치.

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