KR101896480B1 - 수소가스 누출 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 T자형 가스 이송 파이프의 수소가스 누출을 감지하는 수소가스 누출 감지장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수소가스 누출 감지장치는 가스 이송 파이프를 감싸는 케이스본체와, 상기 케이스본체에 설치되는 가스센서를 포함하되, 상기 케이스본체는 가스 이송 파이프의 가스누출 검사지점을 감싸 폐쇄된 공간을 형성할 수 있도록 형성되고, 상기 가스센서는 상기 케이스본체에 탈부착 가능하게 결합된다.

Description

수소가스 누출 감지장치 {HYDROGEN DETECTOR}

본 발명은 수소가스 누출 감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 T관의 수소가스 누출을 감지하는 수소가스 누출 감지장치에 관한 것이다.

최근 수소 연료 에너지는 환경 오염이 없고 무한한 재생 가능성 때문에 화석 연료의 대체 에너지원으로 새로이 부각되고 있다. 이에 따라 수소는 차세대 청정 에너지원으로써 생산, 저장, 운송, 이용 등의 분야에서 기술 개발이 진행되고 있다. 다만, 수소는 공기 중에 4~75% 범위의 농도가 될 경우 폭발의 위험성이 있기 때문에, 수소를 활용하는 상기된 생산, 저장, 운송, 이용 등의 전 과정에 있어서 수소의 누출을 검출하여 차단하는 안전 시스템의 개발이 필수적이다.

이러한 안전 시스템의 핵심은 수소의 누출을 검출하는 수소 센서이며, 장차 본격적인 수소 에너지 시대가 도래할 경우 상기된 수소 센서 기술 분야는 매우 큰 시장을 형성하게 될 것으로 예상된다.

종래에도 다양한 형태의 수소센서가 개발되었는데, 가스의 누출을 감지하는 장치들은 주로 일정 구간의 배관을 감싸는 케이스의 일측에 가스를 감지하는 가스센서를 설치하여 해당 구간에서 가스의 누출 여부를 감지할 수 있는 형태로 형성된다.

이와 같은 가스 누출 감지장치의 일예가 등록특허 제10-0237162호의 "매설 가스관의 가스 누출 감지장치"에 개시되어 있다.

상기 종래의 가스 누출 감지장치의 경우 누출된 가스를 유입하기 위한 구멍을 가지는 본체, 본체 상부에 땅속으로 스며든 빗물의 차단을 위하여 설치되는 경사형 지붕으로 구성되는 집, 집의 내부에 설치된 가스센서; 가스센서에 연결되어 지상으로 노출되는 보호튜브, 보호튜브에 연결되어 감지신호를 전달받는 컨트롤박스를 포함하여 구성되고, 상기 집은 지하에 매설된 가스관의 상부에 설치되어 가스누출을 감지하도록 형성된다.

그러나 이러한 종래기술의 가스 누출 감지장치는 지하에 매설된 가스관의 상부에 집(house)을 설치하여 센서를 보호하고 가스누출을 감지하도록 한 기술이므로 가스의 누출을 감지하게 위한 지역이 제한적으로 이루어지는 문제점이 있고, 특히 최근 수소가스의 사용이 많은 차량용 배관의 누출 검사를 위한 감지장치가 부족하였다.

한국등록특허 제10-0237162호 : 매설 가스관의 가스 누출 감지장치 한국등록특허 제10-1311322호 : 적외선식 가스 검지기 및 적외선식 가스 계측 장치

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 수소가스의 누출 위험 구간에 설치하여 누출 위치를 정확하게 감지할 수 있는 수소가스 누출 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 수소가스 누출 감지장치는 가스 이송 파이프를 감싸는 케이스본체와, 상기 케이스본체에 설치되는 가스센서를 포함하되, 상기 케이스본체는 가스 이송 파이프의 가스누출 검사지점을 감싸 폐쇄된 공간을 형성할 수 있도록 형성되고, 상기 가스센서는 상기 케이스본체에 탈부착 가능하게 결합된다.

상기 가스 이송 파이프는 티(T)자형으로 분기된 파이프이고, 상기 케이스본체는 상기 분기구간을 감싸도록 형성되되, 상기 케이스본체는 상기 가스 이송 파이프의 하부에 체결되는 하부본체와, 상기 하부본체의 상부에 결합되는 상부본체를 포함하며, 상기 케이스본체의 내부에는 세 방향으로 분기되는 각 파이프에 대한 감지공간이 구획될 수 있도록 상기 가스 이송 파이프에 내접하고 외주면이 상기 케이스본체의 내주면에 접하도록 설치되는 구획부재를 더 구비하고, 상기 가스센서는 상기 구획부재에 의해 구획된 각각의 감지공간에 대응하는 위치에 형성된다.

상기 상부본체는 상기 하부본체의 상부 일측에 회동 가능하게 결합되며 상부에 가스센서가 설치될 수 있도록 장착홀이 형성된 메인바디와, 상기 메인바디의 내부 상측에 설치되어 상기 가스센서가 결합될 수 있도록 지지하는 센서지지판과, 상기 메인바디의 외부 상측에 결합되어 상기 가스센서가 상기 메인바디에 체결된 상태를 유지하고, 상기 케이스본체의 내부공간에 누출된 가스가 케이스본체의 외부로 누출되는 것을 차단하는 케이스커버를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 케이스커버는 상기 가스센서의 상부가 외부로 노출될 수 있도록 형성되어 있고, 상기 가스센서는 상기 케이스커버를 통해 노출된 상면을 통해 누출가스의 감지정보를 표시할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 하부본체에는 일방향으로 연장된 하나 또는 두 개의 슬라이딩홈이 형성되어 있으며, 상기 구획부재는 상기 슬라이딩홈에 체결되는 체결부재와 연결되어 상기 슬라이딩홈을 따라 상기 구획부재에 의해 구획되는 공간의 위치를 조절할 수 있도록 형성될 수 있다.

본 발명의 수소가스 누출 감지장치는 수소가스가 이동하는 배관의 크기 및 형상에 따라 다양한 호환성을 갖게 되며, 각 구간별로 개별적 누출 감지가 이루어지므로 수소가스의 누출 위치를 정확하게 감지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수소가스 누출 감지장치의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 수소가스 누출 감지장치의 분리사시도,
도 3은 도 1의 수소가스 누출 감지장치의 단면도,
도 4는 본 발명의 수소가스 누출 감지장치의 다른 실시예를 도시한 분리사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수소가스 누출 감지장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 수소가스 누출 감지장치(1)는 가스 이송 파이프(10)를 감싸도록 설치하여 해당 위치에서 가스 이송 파이프(10)에 가스 누출 여부를 감지하는 것이다.

특히 분기를 위해 티(T)자형으로 형성되는 파이프의 경우 세 방향으로 분기되는 T자 형상의 분기파이프(11)에 직선파이프(12)들이 결합되는데, 이렇게 분기파이프(11)와 직선파이프(12)가 상호 연결되는 연결위치에서 가스 누출 위험이 높다.

따라서 본 발명의 수소가스 누출 감지장치(1)를 가스 이송 파이프(10)의 분기부분에 설치하여 파이프들이 연결되는 연결위치에서 수소가스의 누출이 없는지 확인한다.

수소가스 누출 감지장치(1)는 케이스본체(20)와, 케이스본체(20)에 설치되는 가스센서(40)를 포함한다.

가스센서(40)는 반도체식, 접촉연소식, FET(field effect transistor)방식, 전해질식(전기화학식), 광섬유식, 압전식, 열전식 등 다양한 종류의 가스센서(40)가 적용될 수 있다.

상기 가스센서(40)는 케이스본체(20)에 세 개가 설치되는데, 케이스본체(20)의 내부를 후술하는 구획부재(50)를 통해 세 부분으로 구획하고, 각 지점에서의 수소 누출을 각각의 가스센서(40)들이 감지하도록 하기 위한 것이다.

본 실시예에서는 세 개의 가스센서(40)가 케이스본체(20)에 장착되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 가스센서(40)는 케이스본체(20)의 내부에서 구획되는 공간의 수에 대응하여 각각의 구획공간과 접촉할 수 있도록 두 개 또는 네 개 이상이 설치될 수도 있다.

상기 케이스본체(20)는 가스 이송 파이프(10)를 감싸도록 설치되는 것으로, 하부본체(21)와, 하부본체(21)의 상부에 체결되는 상부본체(30) 및 상부본체(30)와 하부본체(21)에 의해 형성되는 내부공간을 세 부분으로 구획하기 위한 두 개의 구획부재(50)를 포함한다.

상기 하부본체(21)는 가스 이송 파이프(10)의 하부를 감싸도록 설치되는 것으로서, 반원통형의 부재 일측에 분기되는 파이프라인의 형성위치에 대응하도록 돌출부(22)가 형성되어 있다.

상기 하부본체(21)는 파이프라인들과 접하는 각 단부가 탄성소재로 형성되어 있으며, 파이프라인들과 밀착되어 케이스본체(20)에 의해 감싸지는 가스 이송 파이프(10)의 감지영역이 외부로부터 밀폐될 수 있도록 형성된다.

상기 상부본체(30)는 하부본체(21)의 상부에 결합되어 하부본체(21)와 함께 검사대상 가스 이송 파이프(10)를 감싸도록 체결되는 것이다.

상부본체(30)는 하부본체(21)의 상부에 결합되는 메인바디(31)와, 메인바디(31)의 내부 상측에 설치되는 센서지지판(33)과, 메인바디(31)에 설치되는 가스센서(40)를 고정하기 위한 케이스커버(34)를 포함한다.

메인바디(31)는 하부본체(21)의 형상에 대응하도록 형성되어 있으며 일측이 하부본체(21)에 회동 가능하게 결합되어 있고, 타측은 체결수단을 통해 하부본체(21)와 탈부착 가능하게 결합된다.

도시되지는 않았으나, 상부본체(30)와 하부본체(21)가 결합될때 상호 접촉하는 접촉부분에는 가스의 외부 노출이 차단되도록 실링재가 형성되는 것이 바람직하다.

메인바디(31)에는 상면에 상기 가스센서(40)의 장착을 위한 장착홀(32)이 형성되어 있으며, 상기 장착홀(32)의 하부에 위치하도록 메인바디(31)의 내부 상측에는 센서지지판(33)이 설치된다.

상기 센서지지판(33)은 상기 가스센서(40)가 안착될 수 있는 안착영역을 제공하는 것인데, 상기 가스센석 메인바디(31)의 내측으로 빠지는 것을 방지하도록 지지하면서도 각각의 감지공간에서 누출되는 가스가 가스센서(40)와 반응할 수 있도록 내부공간과 가스센서(40)를 차단하지 않는다.

케이스커버(34)는 메인바디(31)의 상부측에서 결합되어 가스센서(40)가 메인바디(31)에 장착된 상태를 유지하도록 고정하는데, 케이스커버(34)에는 각각의 가스센서(40)들의 상부가 외부로 노출될 수 있도록 노출홀(35)이 형성되어 있다.

따라서 가스센서(40)를 장착하고 메인바디(31)의 상부에 케이스커버(34)를 체결하면 가스센서(40)의 상면이 케이스커버(34)의 노출홀(35)을 통해 외부로 노출되며, 이렇게 가스센서(40)의 상면이 외부로 노출되어 있기 때문에 수소가스의 감지여부를 사용자가 육안으로 확인할 수 있다.

상기 가스센서(40)는 교체가 가능하므로, 가스센서(40)에서 수소가스의 누출을 감지한 경우 다른 가스 이송 파이프(10)의 누출 감지를 위해 장착할 때, 가스센서(40)를 교체해 사용할 수 있다.

상기 구획부재(50)는 케이스본체(20)의 내부에 설치되어 케이스본체(20)의 내부 공간을 구획한다.

상술한 것처럼 본 실시예의 가스 이송 파이프(10)는 세 부분으로 분기되는 것으로 분기파이프(11)와, 분기파이프(11)의 각 연결부에 결합되는 직선파이프(12)로 이루어지는데, 분기파이프(11)와 직선파이프(12)가 연결되는 세 개의 지점이 가스 누출 위험이 높다.

이렇게 세 부분에서 가스 누출 가능성이 있으므로 케이스본체(20)의 내부 공간을 각각의 연결지점이 개별적으로 감지될 수 있도록 구획부재(50)를 통해 구획한다.

구획부재(50)는 탄성력이 있는 재질로 형성되며, 내주면이 분기파이프(11)에 결합되고 외주면이 케이스본체(20)의 내주면에 접촉하도록 형성된다.

구획부재(50)는 두 개가 설치되며, 두 개의 구획부재(50)에 의해 케이스본체(20)의 내부 공간은 세 부분으로 구획된다. 그리고 각각의 공간은 상호 가스의 이동이 차단되도록 밀폐되고, 상기 가스센서(40)들은 각각의 구획공간의 가스 누출을 감지한다.

본 실시예처럼 세 개의 가스센서(40)가 구획부재(50)에 의해 구획된 세 개의 구획공간에서 각각 가스의 누출 상태를 감지하게 되며, 누출이 감지된 가스센서(40)의 위치를 통해서 수소가스의 누출 지점을 더욱 용이하게 파악할 수 있다.

따라서 수소가스가 누출되는 누출지점의 보수가 더욱 신속하고 용이하게 이루어질 수 있다.

도 4에는 가스 누출 감지장치(1)의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 본 실시예의 경우 하부본체(21)에 슬라이딩홈(23)이 형성되어 있다.

상기 슬라이딩홈(23)은 구획부재(50)의 체결위치를 가이드하기 위한 것이며, 구획부재(50)는 체결부재(51)를 통해 상기 슬라이딩홈(23)에 체결될 수 있다.

분기파이프(11)의 크기나 모양, 분기 위치에 따라 구획부재(50)의 장착 위치를 변경해야 할 경우가 생길 수 있으므로 구획부재(50)의 장착위치를 슬라이딩홈(23)의 연장방향을 따라 이동할 수 있게 형성하여, 다양한 크기와 형상의 가스 이송 파이프(10)에 대하여 본 발명의 수소가스 누출 감지장치(1)의 적용이 가능하게 한다.

상기 슬라이딩홈(23)은 상부본체(30)에도 형성될 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

1: 수소가스 누출 감지장치
10: 가스 이송 파이프
11: 분기파이프
12: 직선파이프
20: 케이스본체
21: 하부본체
22: 돌출부
23: 슬라이딩홈
30: 상부본체
31: 메인바디
32: 장착홀
33: 센서지지판
34: 케이스커버
35: 노출홀
40: 가스센서
50: 구획부재
51: 체결부재

Claims (5)

1. 삭제
2. 티(T)자형으로 분기된 가스 이송 파이프의 분기구간을 감싸는 케이스본체와;
   상기 케이스본체에 탈부착 가능하게 결합되어 누출되는 가스를 감지하는 가스센서를 포함하되,
   상기 케이스본체는 상기 분기구간에서 누출되는 가스의 감지를 위해 폐쇄된 공간을 형성할 수 있도록
   상기 가스 이송 파이프의 하부에 체결되는 하부본체와,
   상기 하부본체의 상부에 결합되는 상부본체와,
   상기 케이스본체의 내부에 세 방향으로 분기되는 각 파이프에 대한 감지공간이 구획될 수 있도록 상기 가스 이송 파이프에 내접하고 외주면이 상기 하부본체 및 상부본체의 내주면에 접하도록 설치되는 구획부재를 구비하고,
   상기 가스센서는 상기 구획부재에 의해 구획된 각각의 감지공간에 대응하는 위치에 형성되며,
   상기 하부본체에는 일방향으로 연장된 하나 또는 두 개의 슬라이딩홈이 형성되어 있으며,
   상기 구획부재는 상기 슬라이딩홈에 체결되는 체결부재와 연결되어 상기 슬라이딩홈을 따라 상기 구획부재에 의해 구획되는 공간의 위치를 조절할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 수소가스 누출 감지장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 상부본체는 상기 하부본체의 상부 일측에 회동 가능하게 결합되며 상부에 가스센서가 설치될 수 있도록 장착홀이 형성된 메인바디와,
   상기 메인바디의 내부 상측에 설치되어 상기 가스센서가 결합될 수 있도록 지지하는 센서지지판과,
   상기 메인바디의 외부 상측에 결합되어 상기 가스센서가 상기 메인바디에 체결된 상태를 유지하고, 상기 케이스본체의 내부공간에 누출된 가스가 케이스본체의 외부로 누출되는 것을 차단하는 케이스커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소가스 누출 감지장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 케이스커버는 상기 가스센서의 상부가 외부로 노출될 수 있도록 형성되어 있고,
   상기 가스센서는 상기 케이스커버를 통해 노출된 상면을 통해 누출가스의 감지정보를 표시할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 수소가스 누출 감지장치.
   
5. 삭제

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