KR101900919B1

KR101900919B1 - 가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기

Info

Publication number: KR101900919B1
Application number: KR1020170076869A
Authority: KR
Inventors: 정수환; 김준균; 정순용
Original assignee: (주)한국소방기구제작소
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2018-09-21

Abstract

본 발명은 가스공급라인(GL)에 설치되어 가스누출과 과류발생에 의한 유로개폐를 수행하는 가스차단기에 있어서,
가스공급라인(GL) 상에 연결되며 케이스(10)에 내장 및 고정되는 관형상의 본체(20)를 구비하고, 본체(20)의 내부에는 구획벽(21)을 형성하여 가스의 이동방향 기준으로 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)로 구획되게 하되 전·후방 내실(22a)(22b) 간에는 연통로(24)로 서로 연결되게 하여 가스가 이동될 수 있게 하고,
연통로(24)의 상부에는 결합공(27)을 형성하고 상기 결합공(27)을 통하여 연통로(24) 상부에는 제어부에 출력신호에 의하여 솔레노이드 방식의 개폐수단(40)을 결합하여 연통로(24)의 개폐가 이루어지도록 하며,
상기 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)에는 각각 통공(26)을 통하여 센서봉(32)이 내장되도록 제1 압력센서(30-1) 및 제2 압력센서(30-2)를 결합구성하여 압력상태에 대한 정보를 제어부가 실시간 받도록 구성하여,
상기 제1 압력센서(30-1) 및 제2 압력센서(30-2)에 의한 압력상태에 대한 정보를 제어부에 전달받아 제어부가 내리는 신호에 의하여 상기 개폐수단(40)을 작동시켜 연통로(24)의 자동개폐가 이루어질 수 있도록 한 것이다.

Description

가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기{AUTO GAS BREAKER WITH GAS LEAKAGE DETECTION FUNCTION}

본 발명은 가스누출감지가 가능한 자동가스차단기에 관한 것으로서, 가스관로 상의 압력상태를 파악하여 가스의 누출여부를 판단하고 필요시 자동으로 유로를 차단 및 해제가 되도록 하는 가스자동차단기에 관한 것이다.

가스렌지와 같은 가스를 사용하는 기기는 안전을 위하여 가스기기와 접촉되는 가스 선에 가스의 공급을 개폐하는 중간밸브를 설치하도록 규정하고 있다. 이와 같은 중간밸브는 가스렌지와 같은 가스기기에 설치된 잠금장치와 더불어 이중 잠금 기능을 위해 마련된 장치이다.

그러나 대체로 중간밸브의 개폐 여부가 사용자의 수동조작에 의해 이루어지게 되므로, 가스의 사용 후에는 중간밸브를 잠궈 주어야 하지만 사용자의 부주의에 의한 망각하는 경우가 많아 가스누출로 인한 안전사고가 종종 발생한다.

이러한 문제를 해결하고자 종래의 다양한 기술들이 제안되어 있다.

그 일 예로 등록번호 제10-0760982호 “가스 오사용 방지용 자동차단장치”는 가스기구에 연결된 가스공급배관에 설치되며 자동차단밸브가 구비되어 가스기구에 공급되는 가스를 자동으로 차단 또는 연결하는 자동차단장치에 있어서, 상기 자동차단밸브와 가스기기 사이의 가스공급배관 압력을 검출하는 압력센서와; 상기 압력센서에서 검출된 압력치의 변동을 감지하고 이 압력치의 변동을 기초로 상기 자동차단밸브의 개폐를 제어하는 제어모듈 을 포함하는 기술을 제안한 바 있다.

또한 등록번호 제10-0721932호 “중간밸브 안전 잠금장치”는 가스공급 경로에 흐르는 가스 흐름 양을 감지하는 센서부, 센서부에서 송신하는 가스 흐름 량에 대한 입력신호를 이용해 가스 사용 중지 유무와 부주의한 방치 및 가스누설 여부 등을 판단하여 중간밸브를 잠그도록 제어하는 제어부 및, 제어부의 제어신호에 따라 중간밸브를 차단하는 작동부를 포함하고, 가스 흐름 감지부는 가스공급 경로 상의 중간밸브 주위에 설치되며, 그 내부에 서로 다른 단면적을 갖는 덕트 및, 제어부와 신호 교환이 가능하도록 연결되며, 덕트 내부의 서로 다른 단면적의 압력을 측정하도록 최소 두 개의 압력 포트를 가지는 센서부를 포함하는 기술을 제안한바 있다.

이와 같은 종래기술들은 가스누출로 인한 안전사고를 미리 방지하기 위한 방안으로 사용자가 중간밸브를 열었을 경우, 사용자가 설정한 시간이 지나면 자동으로 중간밸브를 잠그도록 하거나, 센서를 설치하여 가스의 누출이 발생하거나 특정 기준의 변동이 발생 되었을 때 중간밸브를 잠그도록 하는 밸브 잠금장치를 적용하는 것이다.

그러나 종래기술에 따르면 중간밸브를 잠그기 위한 구조로이며 주로 기계적인 작동방법이 적용되어 그 구조가 복잡하고, 소요되는 부품의 수가 증가하는 문제점이 있었으며, 작동의 안전성을 보장하기 어려운 문제점이 있었다.

국내 등록특허 제10-0721932호 “중간밸브 안전 잠금장치”

따라서 본 발명은 중간밸브를 잠그지 않아도 자동적으로 잠금이 가능하고 가스렌지의 점화시 자동개폐가 이루어지며 가스렌지 사용 후 이를 감지하여 자동잠금이 이루어지도록 하는 가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 가스의 누출이 이루어질 경우 가스자동차단기를 기준으로 전방 또는 후방 중 어느 부분에서 누출이 되는지를 파악할 수 있도록 하는 가스자동차단기를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가스공급라인(GL)에 설치되어 가스누출과 과류발생에 의한 유로개폐를 수행하는 가스차단기에 있어서,

가스공급라인(GL) 상에 연결되며 케이스(10)에 내장 및 고정되는 관형상의 본체(20)를 구비하고, 본체(20)의 내부에는 구획벽(21)을 형성하여 가스의 이동방향 기준으로 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)로 구획되게 하되 전·후방 내실(22a)(22b) 간에는 연통로(24)로 서로 연결되게 하여 가스가 이동될 수 있게 하고,

연통로(24)의 상부에는 결합공(27)을 형성하고 상기 결합공(27)을 통하여 연통로(24) 상부에는 제어부에 출력신호에 의하여 솔레노이드 방식의 개폐수단(40)을 결합하여 연통로(24)의 개폐가 이루어지도록 하며,

상기 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)에는 각각 통공(26)을 통하여 센서봉(32)이 내장되도록 제1 압력센서(30-1) 및 제2 압력센서(30-2)를 결합구성하여 압력상태에 대한 정보를 제어부가 실시간 받도록 구성하여,

상기 제1 압력센서(30-1) 및 제2 압력센서(30-2)에 의한 압력상태에 대한 정보를 제어부에 전달받아 제어부가 내리는 신호에 의하여 상기 개폐수단(40)을 작동시켜 연통로(24)의 자동개폐가 이루어질 수 있도록 함으로 가스의 차단 및 해제가 되게 함을 특징으로 한다.

본 발명은 관형 상의 본체에 구획벽으로 구획되는 전방 내실과 후방 내실에 각각 압력센서를 구비하고 전·후방 내실 간의 연통로를 솔레노이드 밸브를 제어부에 의하여 제어되게 하여 중간밸브를 잠그지 않아도 자동적으로 잠금이 가능하고 가스렌지의 점화시 자동개폐가 이루어지는 장점이 있다.

또한 본 발명은 가스의 누출이 이루어질 경우 가스자동차단기를 기준으로 전방 또는 후방 중 어느 부분에서 누출이 되는지를 파악할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기가 설치되는 전체적인 가스의 흐름을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기의 구성도,
도 3은 도 2의 분해도,
도 4는 도 1의 케이스 및 인쇄회로기판을 제거한 상태 보여주는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기의 작동과정을 도시한 단면 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 가스렌지(6)는 가스공급라인(GL)의 단부에 연결되는바 가스공급라인(GL) 상에는 가스의 사용량을 측정하는 계량기(1), 사용자에 의해 직접 가스를 차단하게 하는 중간밸브(4)가 기본적으로 설치된다.

그리고 본 발명의 특징적인 구성을 갖는 가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기(2)(이하 간단히 ‘가스자동차단기’라고도 함)가 가스공급라인(GL) 상에 설치되어 가스누출과 과류발생에 의한 유로개폐를 수행한다.

도 5의 단면도를 참고하면 본 발명의 가스차단기(2)는 관형상의 본체(20)를 구비하며, 본체(20)는 하부케이스(12)와 상부케이스(14)로 구성되는 케이스(10)에 내장된다.

본체(20)의 내부에는 구획벽(21)을 형성하여 가스의 이동방향 기준으로 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)로 구획되게 하고, 전·후방 내실(22a)(22b) 간에는 연통로(24)로 서로 연결되게 하여 가스가 원활하게 이동될 수 있게 한다.

연통로(24)의 상부에는 결합공(27)을 형성하고 상기 결합공(27)을 통하여 연통로(24) 상부에는 제어부에 출력신호에 의하여 솔레노이드 방식의 개폐수단(40)을 결합하여 연통로(24)의 개폐가 자동으로 이루어지도록 한다.

솔레노이드 방식의 개폐수단(40)은 본체(20)의 결합공(27)의 상부에 브라켓(42)을 매개로 축하우징(43)을 결합고정하고 축하우징(43) 내부에는 수직하여 연장되는 제어 샤프트(44)을 구성한다.

제어 샤프트(44)은 브라켓(42)의 하단을 관통하여 본체(20)의 연통로(24)까지 연장되게 형성하며 제어부의 신호에 의하여 솔레노이드 작동으로 상하로 이동함으로써 연통로(24)의 개폐가 이루어지며 이는 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b) 간의 차단과 연결을 제어하게 된다.

제어 샤프트(44)의 하단에는 제1 가스켓(46)을 결합하여 연통로(24) 상단의 밀착 폐가 이루어지도록 한다. 제1 가스켓(46)의 상부에는 제2 가스켓(47)을 결합하는바 제2 가스켓(47)은 가스가 본체(20)의 결합공(27)에 대한 밀폐가 이루어지도록 하기 한다.

제2 가스켓(47)은 제어 샤프트(44)의 외주면에 밀착되어 일체로 결합되게 하여 제어 샤프트(44)와 제2 가스켓 간의 틈새가 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 제2 가스켓(47)은 제어 샤프트(44)의 상하 이동에 의해 밀착부가 같이 움직이게 되는 것으로서 제2 가스켓(47)은 플렉시블(Flexible)한 재질로 하는 것이 바람직하다. 그리고 제2 가스켓(47)의 외연부에는 돌출링(47a)을 형성하여 본체(20)의 결합공(27)의 상단에 형성된 걸림홈(27a)에 끼움된 후 상부에 결합되는 브라켓(42)의 하단면과의 밀착고정되게 하여 가스의 누출이 방지된다.

제어 샤프트(44)는 솔레노이드 방식으로 상하로 이동 제어되는바 상기 축하우징(43) 내부에는 제어 샤프트(44)을 둘러싸며 전원과 연결되는 코일부(49)을 구성한다.

제어 샤프트(44)의 상단은 상부로 연장되는 축대(50)와 결합하며 축대(50)의 상단은 개폐확인구(50a)를 결합하는바 개폐확인구(50a)는 케이스(10)의 상단 외부로 돌출된다. 개폐확인구(50a)는 케이스(10)로부터 돌출되는 정도에 의하여 육안으로 가스의 차단여부를 확인할 수 있게 된다.

한편 본 발명에서는 상기 본체(20)의 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)에는 각각 통공(26)을 형성하고, 통공(26)을 통하여 센서봉(32)이 내장되도록 제1 압력센서(30-1) 및 제2 압력센서(30-2)를 결합구성하여 각각의 전방 및 후방 내실(22a)(22b)의 가스의 압력을 감지하여 그에 대한 정보를 제어부가 실시간 전달받도록 구성한다. 압력센서(30-1)(30-2)는 씰링부재(34)를 통하여 통공 부분이 밀폐가 되게 하여 가스의 누출이 없도록 한다.

상기 제1 압력센서(30-1) 및 제2 압력센서(30-2)에 의한 압력상태에 대한 정보를 제어부에 전달받아 제어부가 내리는 신호에 의하여 상기 개폐수단(40)을 작동시켜 연통로(24)의 자동개폐가 이루어질 수 있도록 한다.

도 5의 (a)는 개폐수단에 의하여 연통로(24)가 개방되어 가스가 원활하게 흐르는 상태를 도시한 것이고, (b)는 반대로 연통로(24)가 닫혀 가스의 흐름이 차단된 상태를 도시한 것이다.

도 5를 참고하면 제1 및 제2 압력센서(30-1)(30-2)에 의하여 가스렌지(6) 사용시 후방 내실(22b)로부터 가스렌지(6) 쪽으로 가스가 나갈 때의 가스 압력과 전방 내실(22a)로 유입될 때 가스의 압력 차이를 비교하여 가스의 정상적으로 유동하는 것인지 아니면 가스가 부동된 상태인데도 가스의 압력 차이로 가스가 새고 있는지 판단하게 되는 것으로서 두 개의 압력센서를 통하여 측정되는 압력 차이를 비교하여 제어부는 개폐수단(40)의 개폐를 제어하게 된다.

이때 일반적으로 가스렌지(6)의 사용이 중지된 상태에서는 제어부의 제어로 개폐수단(40)의 제어 샤프트(44)가 하강하여 연통로(24)를 막아 가스의 흐름을 차단한 상태가 된다.

그러다가 가스렌지(6)의 점화로 인하여 순간적으로 후방 내실(22b)의 압력이 전방 내실(22a)의 압력보다 낮아지면 제어부는 개폐수단(40)에 의해 연통로(24)가 열리도록 제어한다. 즉 연통로(24)가 닫힌 상태에서는 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)의 압력의 변동이 없기 때문에 거의 동일하며 이 상태에서 가스렌지(6)의 점화시 후방 내실(22b)의 압력은 순간적으로 떨어지게 됨으로써 제어부는 개폐수단(40)을 작동시켜 연통로(24)를 개방시키기 위한 조건이 성립되는 것이다.

여기서 가스렌지(6)가 점화할 수 있는 최소한의 압력 차를 초기값으로 미리 설정해 두는 것이 바람직하다.

가스렌지(6)의 사용시에는 연통로(24)의 개방으로 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)이 서로 연결되어 서로 간의 압력차이는 거의 발생하지 않게 된다.

그러다가 가스렌지(6)의 사용이 끝남에 따라 가스의 흐름이 차단되면 제1 및 제2 압력센서(30-1)(30-2)를 통하여 제어부에서는 이를 감지하여 개폐수단(40)에 의해 연통로(24)가 닫히도록 하여 가스의 흐름을 차단한다.

따라서 가스렌지(6)의 사용 후 부주의로 중간밸브(4)를 잠그지 않더라고 본 발명의 가스차단기(2)에 의하여 자동적으로 잠금된다.

한편 가스렌지(6)의 사용이 중지된 상태에서는 제어부의 제어로 개폐수단(40)의 제어 샤프트(44)가 하강하여 연통로(24)를 막아 가스의 흐름을 차단한 상태가 된다. 이 상태에서 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)의 압력에 지속적인 차이가 발생하게 된다면 연통로를 기준으로 어느 곳에 가스가 누출되는지를 판단할 수 있게 된다.

케이스(10)의 내부에는 인쇄회로기판(60)을 구성한다. 인쇄회로기판(60)은 전자적인 요소들이 결합되는 것으로서 제어부의 작동을 위한 기본적인 기능이 이루어지도록한다.

인쇄회로기판(60)에는 제어부에 의하여 제어 샤프트(44)의 상하 이동으로 연통로(26)의 개폐여부를 감지하기 위한 감지센서(62)가 구성된다. 즉 도 5를 참고하면 감지센서(62)는 제어 샤프트(44)의 하부 이동으로 동시에 개폐확인구(50a)가 하부 이동시 개폐확인구(50a)의 하단면과의 접촉으로 가스의 차단여부를 확인할 수 있게 된다. 감지센서(62)는 이러한 가스의 차단여부를 제어부로 보내게 되어 실시간 가스의 흐름 또는 차단이라든지 가스렌지의 사용 중인지 등 여러 가지 판단을 하게 된다.

그리고 인쇄회로기판(60)에는 감지센서(62) 외에도 다양한 터치센서(64)를 구성하고, 터치센서(64)의 상부에는 케이스(10)을 통하여 터치패널(16)을 결합하여 사용자에 의한 인위적인 조작과 상태를 표시할 수 있게 구성한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(2)--가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기
(10)--케이스 (12)--하부케이스
(14)--상부케이스 (16)--터치패널
(20)--본체 (21)--구획벽
(22a)--전방 내실 (22b)--후방 내실
(24)--연통로 (26)--통공
(27)--결합공 (27a)--걸림홈
(30-1)--제1 압력센서 (30-2)--제2 압력센서
(32)--센서봉 (34)--씰링부재
(40)--개폐수단 (42)--브라켓
(44)--제어 샤프트 (46)--제1 가스켓
(47)--제2 가스켓 (47a)--돌출링
(49)--코일부 (50)--축대
(50a)--개폐확인구 (60)--인쇄회로기판
(62)--감지센서 (64)--터치센서

Claims

가스공급라인(GL)에 설치되어 가스누출과 과류발생에 의한 유로개폐를 수행하는 가스차단기에 있어서,
가스공급라인(GL) 상에 연결되며 케이스(10)에 내장 및 고정되는 관형상의 본체(20)를 구비하고, 본체(20)의 내부에는 구획벽(21)을 형성하여 가스의 이동방향 기준으로 전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)로 구획되게 하되 전·후방 내실(22a)(22b) 간에는 연통로(24)로 서로 연결되게 하여 가스가 이동될 수 있게 하고,
연통로(24)의 상부에는 결합공(27)을 형성하고 상기 결합공(27)을 통하여 연통로(24) 상부에는 제어부에 출력신호에 의하여 솔레노이드 방식의 개폐수단(40)을 결합하여 연통로(24)의 개폐가 이루어지도록 하며,
전방 내실(22a)과 후방 내실(22b)에는 각각 통공(26)을 통하여 센서봉(32)이 내장되도록 제1 압력센서(30-1) 및 제2 압력센서(30-2)를 결합하여 전·후방 내실(22a)(22b)의 압력상태에 대한 정보를 제어부가 실시간 전달받아 제어부가 내리는 신호에 의하여 상기 개폐수단(40)을 작동시켜 연통로(24)의 자동개폐가 이루어지도록 하되,
상기 개폐수단(40)은 본체(20)의 결합공(27)의 상부에 브라켓(42)을 매개로 축하우징(43)을 결합고정하고 축하우징(43) 내부에는 수직하여 연장되는 제어 샤프트(44)을 구성하되, 제어 샤프트(44)은 브라켓(42)의 하단을 관통하여 본체(20)의 연통로(24)까지 연장되게 형성하고 제어 샤프트(44)의 하단에는 제1 가스켓(46)을 결합하여 연통로(24) 상단의 밀착 개폐가 이루어지도록 하며,
제1 가스켓(46)의 상부에는 제2 가스켓(47)을 결합하되 제2 가스켓(47)은 플렉시블(Flexible)한 재질로 하고 외연부에는 돌출링(47a)을 형성하여 본체(20)의 결합공(27)의 상단에 형성된 걸림홈(27a)에 끼움되고 브라켓(42)의 하단면과의 밀착고정으로 가스의 누출을 방지되게 하고,
상기 축하우징(43) 내부에는 제어 샤프트(44)을 둘러싸며 전원과 연결되는 코일부(49)을 구성하고 제어 샤프트(44)의 상단은 상부로 연장되는 축대(50)를 결합하며 축대(50)의 상단은 개폐확인구(50a)를 결합하되 케이스(10)의 상단 외부로 돌출되게 하여 가스의 차단 및 해제가 되게 함을 특징으로 하는 가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기.
삭제
제1항에 있어서,
케이스(10)의 내부에는 제어부의 작동을 위한 인쇄회로기판(60)을 구성하고 인쇄회로기판(60)에는 제어 샤프트(44)의 상하 이동에 의한 연통로(26)의 개폐여부를 감지하기 위한 감지센서(62)를 구성함을 특징으로 하는 가스누출감지 기능을 갖는 가스자동차단기.