KR20090124289A - 고압가스통의 개폐밸브 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기 고압가스가 공급되는 소위 클린룸이라 하는 가스소비영역 등에서 가스의 누출이 있는 경우, 가스소비영역에서 온도가 이상 급등하여 가스의 공급을 중단시킬 필요가 있는 경우, 또는 지진이 발생하여 가스 누출의 위험이 높은 경우에 이를 조기에 감지하여 자동으로 고압가스통의 개폐밸브를 차단하고 또한 개폐밸브의 차단상태를 작업자 실제로 확인할 수 있게 함으로써 오작동으로 인하여 개폐밸브가 차단되지 않았음에도 불구하고 차단된 것으로 착각하여 발생하는 가스의 폭발이나 가스 중독 등의 안전사고를 미연에 방지하는 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기에 관한 것이다.

본 발명의 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기는 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)를 내부에 취부하고 외부원통표면에 "취부위치" 표시와 개폐밸브(1a)의 잠금정도를 나타내는 숫자가 표시되어 있는 인디케이터(10), 출력축(23)이 상기 인디케이터(10)에 연결되어 있는 제1기어열, 상기 제1기어열의 입력축(21)에 연결되어 있는 태엽(30), 상기 제1기어열의 입력축(21)을 회전시키는 핸들(40), 상기 제1기어열과 치합되어 함께 동작하는 제2기어열, 상기 제2기어열의 걸림핀축(55)상에 결합되어 있는 걸림핀(60), 상기 걸림핀(60)의 회전을 차단하는 로드(71)를 작동시키는 공압실린더(70), 상기 제1기어열의 출력축(23)의 회전과 연동되는 리미티드 플레이트(80), 상기 리미티드 플레이트(80)의 잠금상태로의 회전을 제한하는 잠금스톱퍼(81) 및 상기 리미티드 플레이트(80)의 열림상태로의 회전을 제한하는 열림스톱 퍼(82), 그리고 상기 리미티드 플레이트(80)의 잠금상태를 감지할 수 있도록 설치되어 있는 근접센서(83)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

고압가스통, 개폐밸브, 차단기, 근접센서, 보조인디케이터

Description

고압가스통의 개폐밸브 차단기{Shutter for valve of high pressure bombe}

본 발명은 주로 반도체 생산 장비에 공급되는 유독성 가스, 폭발성 가스 등의 고압가스를 저장하는 고압가스통에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 고압가스가 공급되는 소위 클린룸이라 하는 가스소비영역 등에서 가스의 누출이 있는 경우, 가스소비영역에서 온도가 이상 급등하여 가스의 공급을 중단시킬 필요가 있는 경우, 또는 지진이 발생하여 가스 누출의 위험이 높은 경우에 이를 조기에 감지하여 자동으로 고압가스통의 개폐밸브를 차단하고 또한 개폐밸브의 차단상태를 작업자 실제로 확인할 수 있게 함으로써 오작동으로 인하여 개폐밸브가 차단되지 않았음에도 불구하고 차단된 것으로 착각하여 발생하는 가스의 폭발이나 가스 중독 등의 안전사고를 미연에 방지하는 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 생산 공장에는 반도체를 생산하기 위하여 장비에 유독성 가스, 폭발성 가스 등을 공급하여야 하므로, 도 1에 도시된 바와 같이 이들 고압가스들을 종류별로 저장하는 고압가스통(1)을 원격 장소에 설비하여 필요로 하는 가스소비영역(3)까지 가스라인(2)을 고압가스를 공급한다.

그런데 고압가스가 공급되는 소위 클린룸이라 하는 가스소비영역(3) 등에서 반도체 제조과정 중에 가스의 누출이 발생하는 경우, 가스소비영역(3)에서 온도가 이상 급등하여 가스의 공급을 중단시킬 필요가 있는 경우, 또는 지진이 발생하여 가스 누출의 위험이 높은 경우에는 이를 유독가스센서(4a), 가연가스센서(4b), 온도센서(4c), 지진센서(미도시)에서 감지하여, 이 감지신호를 유독가스알람장치(5a), 가연가스알람장치(5b), 온도알람장치(5c), 지진알람장치(5d)로 보내어 경보를 함과 동시에, 감지신호를 차단기 제어부(6)로 보낸다. 차단기 제어부(6)는 솔레노이드 밸브(7)를 제어하여 차단기(8)로 공급하는 압축공기를 차단함으로써 고압가스통(1)에서 가스공급을 차단한다.

차단기(8)는 내부에 공압실린더가 구성되어 있어서 압축공기가 차단될 경우에 자동으로 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)의 핸들(1b)을 자동으로 돌려 개폐밸브(1a)를 잠그도록 되어 있다.

이와 같이 고압가스통의 개폐밸브(1a)를 차단함으로써 가스소비영역(3) 등에서 가스의 폭발이나 가스 중독 등의 안전사고를 미연에 방지한다.

그러나 종래의 고압가스통의 개폐밸브 차단기(8)는 전술한 바와 같은 가스누출의 상황에서 자동으로 개폐밸브(1a)의 핸들(1b)을 돌려 고압가스통(1)에서의 가스공급을 차단하도록 되어 있으나, 실제로 개폐밸브(1a)가 작동하여 차단하였는지는 작업자가 확인할 수 없었다. 그에 따라 실제 오작동으로 인하여 차단기(8)가 작동되지 않아 개폐밸브(1a)가 차단되지 않았는데도 불구하고 개폐밸브(1a)가 차단된 것으로 착각하여 가스공급 및 가스누출이 계속됨에도 불구하고 가스소비영역(3)에 서 작업을 하다가 가스중독 사고가 일어나거나 폭발사고가 일어나는 우려가 있는 문제점이 있었다.

또한 종래의 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기는 개폐밸브(1a)의 핸들(1b) 조절범위가 270° 밖에 되지 않아 개폐밸브(1a)의 개폐범위가 적으며, 그에 따라 공급가스량의 조절범위가 작다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가스누출이 발생하여 차단기가 작동한 경우에 그 차단상태를 작업자가 눈으로 확인할 수 있게 하여 개폐밸브가 차단되지 않았는데도 불구하고 개폐밸브가 차단된 것으로 착각하여 가스누출이 계속되는 상태에서 가스소비영역에서 작업을 계속 하다가 가스중독 사고가 일어나거나 폭발사고가 일어나는 것을 방지하는 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

본 발명의 다른 목적은 개폐밸브의 조절범위를 320° 로 크게 하여 그 만큼 고압가스의 공급량의 조절범위를 크게 한 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기를 제공하는데 있다.

상기 한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기는 고압가스통의 개폐밸브를 내부에 취부하고 외부원통표면에 "취부위치" 표시와 개폐밸브의 잠금정도를 나타내는 숫자가 표시되어 있는 인디케이터, 출력축이 상기 인디케이터에 연결되어 있는 제1기어열, 상기 제1기어열의 입력축에 연결되어 있는 태엽, 상기 제1기어열의 입력축을 회전시키는 핸들, 상기 제1기어열과 치합되어 함께 동작하는 제2기어열, 상기 제2기어열의 걸림핀축상에 결합되어 있는 걸림핀, 상기 걸림핀의 회전을 차단하는 로드를 작동시키는 공압실린더를 포함하는 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기에 있어서, 상기 제1기어열의 출력축의 회전과 연동되는 리미티드 플레이트, 상기 리미티드 플레이트의 잠금상태로의 회전을 제한하는 잠금스톱퍼 및 상기 리미티드 플레이트의 열림상태로의 회전을 제한하는 열림스톱퍼, 그리고 상기 리미티드 플레이트의 잠금상태를 감지할 수 있도록 설치되어 있는 근접센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기는 또한 상기 제1기어열은 핸들의 작동에 의하여 회전하며, 하단에 구동피니언이 형성되어 있는 입력축, 상단에 상기 구동피니언과 맞물리는 중간피니언이 형성되어 있는 중간축, 상기 중간피니언과 맞물려 있는 피동기어가 고정되어 있으며 그 끝단에 상기 인디케이터가 연결되어 있는 출력축으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기는 또한 상기 제2기어열은 상기 중간축에 일방향클러치를 개재하여 설치되어 있는 차단기어, 상기 출력축에 부시를 개재하여 회동가능하게 설치되어 있는 것으로서 상기 차단기어와 맞물려 있는 소직경 기어와, 상기 소직경 기어와 일체로 되어 있는 대직경 기어로 이루어진 제1아이들기어, 상기 중간축에 부시를 개재하여 회동가능하게 설치되어 있는 것으로서 상기 제1아이들기어의 대직경 기어와 맞물리는 소직경 기어와, 상기 소직경 기어와 일체로 되어 있는 대직경 기어로 이루어진 제2아이들기어, 그리고 상기 제2아이들기어의 대직경 기어와 맞물리는 피니언이 형성되어 있는 걸림핀축으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기는 또한 상기 인디케이터의 원통외측면 일부에 미끄럼운동가능하게 연접되어 있고 상단에 외향돌출플랜지가 형성되어 있으며 외측표면에 개폐밸브의 열림정도를 나타내는 숫자와 "한계위치"표시가 일정각도 간격으로 표시되어 있는 보조 인디케이터가 구성되어 있고, 상기 인디케이터를 감싸는 인디케이터 케이싱의 상단 내측의 원호 부분에 상기 보조인디케이터의 외향돌출플렌지가 삽입되는 원호형상의 개구홈이 형성되어 있으며, 인디케이터의 원통외측면에 상기 보조인디케이터를 밀어 원호를 따라 이동시키는 걸림나사가 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기에 따르면 가스누출이 발생하여 차단기가 작동하여 고압가스통의 개폐밸브를 잠근 경우에 리미티드 플레이트가 잠금상태에 위치하게 되는데 그 리미티드 플레이트의 잠금상태 위치를 근접센서가 감지하여 별도로 구비된 표시장치에 잠금상태를 표시하므로 작업자가 눈으로 직접 확인할 수 있으며, 그에 따라 가스누출발생 시 차단기의 오작동으로 인하여 개폐밸브가 차단되지 않아 가스가 계속 공급되는 상태에서 개폐밸브가 차단된 것으로 착각하여 가스소비영약에서 작업을 하다가 가스에 중독되거나 폭발사고가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명은 또한 보조 인디케이터의 구성으로 인하여 개폐밸브의 조절범위를 320° 로 크게 하여 그 만큼 고압가스의 공급량의 조절범위를 크게 할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 전체 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 일부 분해사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 결합상태 전방 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 결합상태 후방 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 좌측면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 정면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기에서 상부커버, 하부커버 및 인디케이터 케이싱을 분리한 상태를 전방 상부에서 바라본 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기에서 상부커버, 하부커버 및 인디케이터 커버를 분리한 상태를 전방 하부에서 바라본 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기는 인디케이터(indicator)(10), 제1기어열, 태엽(30), 핸들(40), 제2기어열, 걸림핀(60), 공압실린더(70), 리미티드 플레이트(limited plate)(80), 잠금스톱퍼(81) 및 열림 스톱퍼(82), 그리고 근접센서(83)를 포함하고 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 차단기는 클램프 칼럼(clamp column)(100)의 하단에 클램프(101)가 부착되어 있으며, 클램프(101)는 탄성을 가지고 있으며 도 1에 도시된 바와 같이 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)에 고정된다. 개폐밸브(1a)에 고정될 때에는 클램프 바아(102)에 와셔(104)를 삽입하고 클램프핸들(103)을 클램프 바아(102)의 끝단에 형성된 나사부에 결합하면 클램프핸들(103)의 선단이 와셔(104)를 압박하면서 클램프(101)를 조인다.

도 9에 도시된 바와 같이 인디케이터(10)의 저면은 개구되어 있고 내부공간은 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)의 핸들(1d)과 맞물릴 수 있는 형상으로 되어 있다.

인디케이터(10)는 인디케이터 케이싱(15)에 내부에 삽입되는데, 인디케이터 케이싱(15)은 클램프 칼럼(clamp column)(100)에 높이 조절된 후 노브(knob)(105)에 의하여 고정된다. 제1기어열 및 제2기어열, 공압실린더(70), 리미티드 플레이트(80)는 하부커버(43) 및 상부커버(44)에 내장되며, 하부커버(44)는 도 5에 도시된 바와 같이 인디케이터 케이싱(15)에 결합된다.

도 15도는 인디케이터(10)의 사시도이고, 도 16a 및 도 16b는 인디케이터(10) 및 보조인디케이터(11)가 인디케이터 케이싱(15)에 설치된 상태의 평면도로서, 도 16a는 인디케이터(10)가 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)의 취부위치에 있는 상태를 나타내는 도면이고, 도 16b는 인디케이터(10)를 회전시켜 개폐밸브(1a)가 "한계위치"까지 열린 상태를 나타내는 도면이다. 도 16a 및 도 16b의 인디케이터(10)의 상부평면에 표시된 숫자와 문자는 실제로는 도 15와 같이 인디케이터(10) 및 보조 인디케이터(11)의 원통측면에 표시되어 있으나, 설명의 편의를 위하여 상 부평면에 표시한 것이다.

도시된 바와 같이 인디케이터(10)의 외측면 일부에 미끄럼운동가능하게 연접되어 있고 상단에 외향돌출플랜지(11a)가 형성되어 있는, 109° 범위의 보조 인디케이터(11)가 구성되어 있다. 인디케이터(10) 및 보조인디케이터(11)는 인디케이터케이싱(15)에 의하여 보호되며, 인디케이터케이싱(15)에는 내부의 인디케이터(10) 및 보조인디케이터(11)의 외부표면에 표시된 숫자 및 문자를 볼 수 있는 숫자창(15a)이 구성되어 있다.

인디케이터(indicator)(10) 및 보조 인디케이터(11)의 원통측면에 표시된 숫자는 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)의 열림정도를 나타내는 것으로서 클수록 많이 열린 상태를 의미한다. "취부위치"는 본 발명의 차단기를 고압가스통(1)에 취부할 때 이 인디케이터 케이싱(15)의 숫자창(15a)에 이 문자가 나타나도록 하여 취부하여야 한다. 그 이유는 추후 작용설명부분에서 설명한다.

상기 인디케이터(10) 및 보조인디케이터(11)를 감싸는 인디케이터케이싱(15)은 상하부면이 개방되어 있으며 상단에 보조인디케이터(11)의 외향돌출플랜지(11a)가 삽입되어 원호방향으로 이동할 수 있도록 290° 원호(圓弧)형상의 개구홈(15b)이 형성되어 있다.

전술한 바와 같이 인디케이터(10) 및 보조인디케이터(11)의 외표면에 표시되어 있는 숫자가 인디케이터 케이싱(15)의 숫자창(15a)을 통하여 나타나는데, 인디케이터(10)에는 도 15 또는 도16a에 나타난 바와 같이 100° 범위의 취부불가부분 할당되어 있으며, 그 이후의 부분에 "취부위치"와, 각각 20° 범위의 간격으로 숫 자 1에서 11까지의 숫자가 표시되어 있다.

그리고 보조인디케이터(11)의 외부표면에는 12, 13, 14의 숫자와 "한계위치"의 표시가 각각 20° 범위 간격으로 표시되어 있다.

도 10은 도7의 정면도에서 A-A 선으로 절단한 측단면도이며, 도 11은 도6에서 B-B 선으로 절단한 배단면도로서, 상부커버 및 하부커버가 없는 상태의 단면도이고, 도 12는 도6의 좌측면도에서 C-C 선으로 절단한 배단면도이며. 도 13은 도12의 단면도에서 E-E선 으로 절단한 평단면도이고, 도 14는 도 7에서 D-D선으로 절단한 평단면도이다.

도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이 제1기어열은 핸들(40)의 작동에 의하여 회전하며, 하단에 구동피니언(21a)이 형성되어 있는 입력축(21), 상단에 상기 구동피니언(21a)과 맞물리는 중간피니언(22a)이 형성되어 있는 중간축(22), 상기 중간피니언(21a)과 맞물려 있는 피동기어(23a)가 고정되어 있는 출력축(23)으로 이루어져 있으며, 그 출력축(23)의 끝단에 상기 인디케이터(10)가 연결되어 있다.

입력축(21)은 상부 플레이트(25)와 핸들 플레이트(27)에 부시(bush)(b)를 개재하여 설치되어 있으며, 중간축(22)과 출력축(23)의 상단은 각각 부시(bush)(b)를 개재하여 상부플레이트(25)에 삽입되어 있다.

태엽(30)은 상부 플레이트(25)와 핸들 플레이트(27) 사이의 공간에서 상기 제1기어열의 입력축(21)에 감겨있으며, 핸들(40)은 상기 입력축(21)의 상단에 볼트(41)와 너트(42)에 의하여 설치되어 있다.

상기 제1기어열과 치합되어 함께 동작하는 제2기어열은 상기 중간축(22)에 일방향클러치(51)를 개재하여 설치되어 있는 차단기어(52), 상기 출력축(23)에 부시(b)를 개재하여 회동가능하게 설치되어 있는 것으로서 상기 차단기어(52)와 맞물려 있는 소직경 기어(53a)와, 상기 소직경 기어(53a)와 일체로 되어 있는 대직경 기어(53b)로 이루어진 제1아이들기어(53), 상기 중간축(22)에 부시(b)를 개재하여 회동가능하게 설치되어 있는 것으로서 상기 제1아이들기어(53)의 대직경 기어(53b)와 맞물리는 소직경 기어(54a)와, 상기 소직경 기어(54a)와 일체로 되어 있는 대직경 기어(54b)로 이루어진 제2아이들기어(54), 그리고 상기 제2아이들기어(54)의 대직경 기어(54b)와 맞물리는 피니언(55a)이 형성되어 있는 걸림핀축(55)으로 구성되어 있다.

걸림핀(60)은 상기 제2기어열의 걸림핀축(55)상에 설치되어 있다. 공압실린더(70)의 로드(71)는 상기 걸림핀(60)의 회전을 차단하여야 할 경우에 점선으로 표시한 바와 같이 신장하여 걸림핀(60)의 회전을 차단한다.

본 발명의 개폐밸브 자동차단기는 도 10 및 도 14에 도시된 바와 같이 상기 제1기어열의 출력축(23)의 회전과 연동되는 리미티드 플레이트(80), 상기 리미티드 플레이트(80)의 잠금위치로의 회전을 제한하는 잠금스톱퍼(81) 및 상기 리미티드 플레이트(80)의 열림상태로의 회전을 제한하는 열림스톱퍼(82), 그리고 상기 리미티드 플레이트(80)의 닫힘상태를 감지할 수 있도록 설치되어 있는 근접센서(83)가 구성되어 있다.

리미티드 플레이트(80)의 회전을 위하여 상기 제1기어열의 출력축(23)의 중간높이에는 피니언(23b)이 형성되어 있으며 또한 중간축(22)에는 상기 피니언(23b) 과 맞물리는 피동기어(22b)가 부시(b)를 개재하여 아이들 회동가능하게 설치되어 있으며, 이 피동기어(22b)에 리미티드 플레이트(80)가 핀(80a)에 의하여 고정되어 있다. 도 2 및 도 10에 도시된 바와 같이 리미트드 플레이트(80)는 ㄴ자형으로 되어 있다.

도 14에서 알 수 있는 바와 같이 리미티드 플레이트(80)는 실선의 잠금 위치와 일점쇄선의 최대 열림 위치 사이에서 회동하며 그 회동각도는 120°이다. 리미티드 플레이트(80)는 실선의 닫힘 위치에 있을 때 근접센서(80)가 이를 감지하고 별도의 알람장치(미도시)가 이 근접센서(80)로부터의 감지신호에 의하여 개폐밸브(1a)의 잠금상태를 알려준다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기는 다음과 같이 작용한다.

우선 공압실린더(70)에 압축공기를 공급하여 로드(71)를 신장하여 걸림핀(60)의 회전을 차단한다. 이 상태에서 핸들(40)을 반시계방향으로 돌려 도 16a에 도시된 바와 같이 인디케이터(10)의 원통 측표면에 표시된 "취부위치"가 숫자창(15a)에 나타나도록 한다.

이 과정에서 핸들(40)을 반시계방향으로 돌리더라도 일방향클러치(51)에 의하여 출력축(23)을 회전시키는 제1기어열과, 걸림핀(60)이 설치되어 있는 걸림핀축(55)을 회전시키는 제2기어열은 서로 회전력이 전달되지 않는 상태이므로 출력축(23)을 회전시킬 수 있으며, 또한 핸들(40)에 회전력을 해제하여 핸들(40)에 시계방향의 태엽(30)의 탄성복원력이 작용한다 하더라도 일방향클러치(51)에 의하여 시계방향으로는 회전하지 않는다.

이 상태에서 인디케이터(10)의 내부공간에 고압가스통(1)의 핸들(1b)을 삽입한 후 클램프(101)를 클램프핸들(103)로 조여 개폐밸브 차단기를 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)에 설치한다. 이때 고압가스통(1)의 핸들(1b)이 인디케이터(10)의 내부공간에 안착되도록 인디케이터 케이싱(15)의 높이를 조절한 후 노브(105)로 고정한다.

이와 같은 취부상태에서는 태엽(30)이 인디케이터(10)의 취부불가부분 100°정도에 대응하는 각도만큼 감겨져 있는 상태이므로 인디케이터(10)는 개폐밸브(1a)에 잠그는 힘을 가하게 되어 안전하게 개폐밸브(1a)의 잠금상태를 유지한다.

이 상태에서 자동차단기의 핸들(40)을 반시계 방향으로 돌려 개폐밸브(1a)를 개방하여 고압가스통(1)의 가스를 가스라인(2)을 통해 가스소비영역(3)으로 공급한다. 이 때에도 일방향클러치(51)의 영향으로 핸들(40)은 순간순간 반시계방향 회전력을 해제한다 하더라도 잠금방향의 시계방향으로 회전하지 않는다.

차단기의 핸들(40)을 돌리면, 도 11에서 알 수 있는 바와 같이 제1기어열(20)의 입력축(21)이 회전하면서 태엽(30)이 감긴다. 동시에 구동피니언(21a)이 회전하여 중간피니언(22a)과 중간축(22)을 회전시키고, 이어서 도 10에서 알 수 있는 바와 같이 피동기어(23a)와 출력축(23)을 회전시킨다. 출력축(23)이 회전하여 그 끝단에 결합되어 있는 인디케이터(10)가 회전하면 그 내부공간에 맞물려 있는 개폐밸브(1a)의 핸들(1b)이 회전하여 개폐밸브(1a)가 열린다.

이 작용에서는 제1기어열에 구성된 중간피니언(22a)과 피동기어(23a)들의 기 어 잇수비에 의하여 감속작용이 일어나므로 인디케이터(10)는 상대적으로 작은 각도 회전한다.

핸들(40)의 열림작용에서는 도 16a에 도시된 바와 같이 인디케이터(10)는 반시계방향으로 회전하는데, 처음에는 인디케이터(10)만 회전하고 보조 인디케이터(11)는 회전하지 않는다. 그러다가 인디케이터(10)의 외표면에 구성되어 있는 걸림나사(12)가 보조인디케이터(11)에 접촉하게 되면, 걸림나사(12)가 보조인디케이터(11)를 밀면서 원호형상의 개구홈(15b)을 따라 이동시켜서 인디케이터(10)와 보조인디케이터(11)가 함께 회전한다.

인디케이터(10) 및 보조인디케이터(11)의 외표면에 표시되어 있는 숫자가 인디케이터 케이싱(15)의 숫자창(15a)을 통하여 나타나는데, 인디케이터(10)의 "취부위치"에서 1, 2, 3.....으로 점점 큰 숫자가 나타나고 11의 숫자가 나타난 후에는, 보조인디케이터(11)의 12, 13, 14 의 숫자가 나타나고 이어서 "한계위치"가 위치가 나타난다. 전술한 바와 같이 "취부위치"에서 "한계위치" 까지 각각 단계별로 20°의 간격을 유지하고 있으며, 전체적으로 16단계, 즉 320° 회전한다.

도 16b에 도시된 바와 같이 인디케이터(10)가 320° 회전하여 보조인디케이터(11)의 선단이 인디케이터 케이싱(15)의 원호형상의 개구홈(15b)의 끝단에 맞닿으면 인디케이터(10)의 회전이 중단된다. 이 상태가 개폐밸브(1a)의 최대열림상태가 된다.

이와 같이 보조인디케이터(11)의 구성으로 인하여 인디케이터(10)를 최대 320°까지 회전할 수 있으며, 그만큼 개폐밸브(1)의 가스공급량의 조절범위를 크게 할 수 있다.

한편, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 출력축(23)이 회전하면 피니언(23b)과 맞물려 있는 중간축(22)의 피동기어(22b)가 아이들 회전하고 또한 리미티드 플레이트(80)가 중간축(22)에 대하여 독립적으로 회전한다. 인디케이터(10)가 "한계위치"까지 회전하면 리미티드 플레이트(80)는 일점쇄선 표시의 위치에 있으며 열림스톱퍼(82)에 의하여 더 이상 회전할 수 없다.

또한 도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이 중간축(22)은 일방향클러치(51)를 통하여 제2기어열의 차단기어(52), 제1아이들기어(53), 제2아이들기어(54), 피니언(55a)과 연결되어 있으며, 피니언(55a)이 형성되어 있는 걸림핀축(55) 및 걸림핀(60)은 공압실린더(70)의 신장된 로드(71)(도 12에서 점선으로 표시)에 의하여 회전이 차단된 상태에 있다.

따라서 전술한 바와 같이 중간축(22)은 인디케이터(10)의 열림방향 회전을 위하여 회전할 때에는 일방향클러치(51)에 의하여 차단기어(52)에 대하여 아이들 상태가 되므로 열림방향 회전을 하는 데에는 아무런 지장이 없다.

이와 같은 개폐밸브(1a)의 열림 상태에서 도 1에 도시된 바와 같이 고압가스통(1)의 가스가 개폐밸브(1a)를 통하여 가스소비영역(3)으로 공급되는데, 가스가 가스소비영역(3)에 누설이 발생하는 경우 또는 가스소비영역(3)의 온도가 이상급등 하는 경우에 가스소비영역(3)내에서 설치된 유독가스센서(4a), 가연가스센서(4b), 온도센서(4c) 등의 각종 센서가 이를 감지하여 유독가스아람장치(5a), 가연물알람장치(5b), 온도알람장치(4c)에 감지신호를 보내고 이들 알람장치는 차단기제어 부(6)로 제어신호를 보낸다. 또한 지진이 발생한 경우에도 지진알람장치(5d)가 차단기제어부(6)로 제어신호를 보낸다.

이런 경우에는 차단기제어부(6)는 솔레노이드밸브(7)를 차단하여 차단기의 공압실린더(70)에 압축공기의 공급을 중단하고, 공압실린더(70)의 로드(71)는 내부의 탄성스프링에 의하여 내부로 복귀한다. 그에 따라 걸림핀(60)은 자유롭게 회전할 수 있는 상태가 된다.

이 상태에서는 태엽(30)의 풀림탄성력에 의하여 제1기어열과 제2기어열이 서로 맞물려 함께 잠금방향으로 회전하게 되며, 핸들(40) 및 인디케이터(10)가 시계방향으로 회전하여 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)를 잠근다.

도 16b의 한계위치 상태에서 인디케이터(10)가 시계방향으로 회전하면 걸림나사(12)가 보조인디케이터(11)의 반대쪽 끝단에 접촉하여 보조인디케이터(11)를 시계방향으로 밀면서 도 16a의 취부위치 상태까지 원호를 따라 이동시킨다.

마찬가지로 도 14에 도시된 바와 같이 리미티드 플레이트(80)는 실선 위치까지 회전하여 잠금스톱퍼(81)에 의하여 정지된다.

리미티드 플레이트(10)가 잠금위치에 있다는 것은 인디케이터(10)가 회전하여 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)를 잠갔다는 것을 의미한다. 이 때 리미티드 플레이트(10)가 잠금위치에 있다는 사실을 근접센서(83)가 감지하고 이 감지신호를 별도의 알람장치(미도시)에 보내어 알람표시함으로써 작업자는 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)가 잠기었다는 사실을 확실하게 인식하여 안전하게 누설방지작업 등을 할 수 있게 된다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 일반적인 고압가스를 이용하는 설비의 안전시스템의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 전체 분해사시도,

도 3은 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 일부 분해사시도,

도 4는 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 결합상태 전방 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 결합상태 후방 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 좌측면도,

도 7은 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 정면도,

도 8은 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기에서 상부커버, 하부커버 및 인디케이터 케이싱을 분리한 상태를 전방 상부에서 바라본 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기에서 상부커버, 하부커버 및 인디케이터 커버를 분리한 상태를 전방 하부에서 바라본 사시도,

도 10은 도7의 정면도에서 A-A 선으로 절단한 측단면도,

도 11은 도6에서 B-B 선으로 절단한 배단면도로서, 상부커버 및 하부커버가 없는 상태의 단면도,

도 12는 도6의 좌측면도에서 C-C 선으로 절단한 배단면도.

도 13은 도12의 단면도에서 E-E선 으로 절단한 평단면도,

도 14는 도 7에서 D-D선으로 절단한 평단면도.

도 15는 본 발명에 따른 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기의 구성부품인 인디케이터의 사시도,

도 16a 및 도 16b는 인디케이터 및 보조인디케이터가 인디케이터 케이싱에 설치된 상태의 평면도로서, 도 16a는 인디케이터가 고압가스통의 개폐밸브의 "취부위치"에 있는 상태를 나타내는 도면이고, 도 16b는 인디케이터를 회전시켜 개폐밸브(1a)가 "한계위치"까지 열린 상태를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 고압가스통 1a: 개폐밸브

1b: (개폐밸브)핸들 2. 가스라인

3. 가스소비영역 4a: 유독가스센서

4b: 가연(可燃)가스센서 4c: 온도센서

5a: 유독가스알람장치 5b: 가연(可燃)가스알람장치

5c: 온도알람장치 5d: 지진 알람장치

6: 차단기 제어부 7: 솔레노이드 밸브

10: 인디케이터(indicator) 11: 보조인디케이터

11a: 외향돌출플랜지 12: 걸림나사

15: 인디케이터케이싱 15a: 숫자창

15b:(원호형상)개구홈 21: 입력축

21a: 구동피니언 22: 중간축

22a: 중간피니언 22b: 피동기어

23: 출력축 23a: 피동기어

23b: 피니언 25: 상부 플레이트

26: 하부 플레이트 27: 핸들 플레이트

30: 태엽 40:(차단기) 핸들

41: 볼트 42: 너트

43: 하부커버 44: 상부커버

51: 일방향 클러치 52: 차단기어

53: 제1아이들 기어 53a: 소직경 기어

53b: 대직경 기어 54: 제2아이들 기어

54a: 소직경 기어 54b: 대직경 기어

55: 걸림핀축 55a: 피니언

60: 걸림핀 70: 공압실린더

71: 로드 80: 리미티드 플레이트

80a: 핀 81: 잠금스톱퍼

82: 열림스톱퍼 83: 근접센서

100: 클램프 칼럼(clamp column) 101: 클램프

102: 클램프 바아 103: 클램프 핸들

104: 와샤 105: 노브

Claims (4)

1. 고압가스통(1)의 개폐밸브(1a)를 내부에 취부하고 외부원통표면에 "취부위치" 표시와 개폐밸브(1a)의 잠금정도를 나타내는 숫자가 표시되어 있는 인디케이터(10), 출력축(23)이 상기 인디케이터(10)에 연결되어 있는 제1기어열, 상기 제1기어열의 입력축(21)에 연결되어 있는 태엽(30), 상기 제1기어열의 입력축(21)을 회전시키는 핸들(40), 상기 제1기어열과 치합되어 함께 동작하는 제2기어열, 상기 제2기어열의 걸림핀축(55)상에 결합되어 있는 걸림핀(60), 상기 걸림핀(60)의 회전을 차단하는 로드(71)를 작동시키는 공압실린더(70)를 포함하는 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기에 있어서,

   상기 제1기어열의 출력축(23)의 회전과 연동되는 리미티드 플레이트(80),

   상기 리미티드 플레이트(80)의 잠금상태로의 회전을 제한하는 잠금스톱퍼(81) 및 상기 리미티드 플레이트(80)의 열림상태로의 회전을 제한하는 열림스톱퍼(82), 그리고

   상기 리미티드 플레이트(80)의 잠금상태를 감지할 수 있도록 설치되어 있는 근접센서(83)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1기어열은 핸들(40)의 작동에 의하여 회전하며, 하단에 구동피니언(21a)이 형성되어 있는 입력축(21), 상단에 상기 구동피니언(21a)과 맞물리는 중간피니언(22a)이 형성되어 있는 중간축(22), 상기 중간피니언(21a) 과 맞물려 있는 피동기어(23a)가 고정되어 있으며 그 끝단에 상기 인디케이터(10)가 연결되어 있는 출력축(23)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2기어열은 상기 중간축(22)에 일방향클러치(51)를 개재하여 설치되어 있는 차단기어(52), 상기 출력축(23)에 부시(b)를 개재하여 회동가능하게 설치되어 있는 것으로서 상기 차단기어(52)와 맞물려 있는 소직경 기어(53a)와, 상기 소직경 기어(53a)와 일체로 되어 있는 대직경 기어(53b)로 이루어진 제1아이들기어(53), 상기 중간축(22)에 부시(b)를 개재하여 회동가능하게 설치되어 있는 것으로서 상기 제1아이들기어(53)의 대직경 기어(53b)와 맞물리는 소직경 기어(54a)와, 상기 소직경 기어(54a)와 일체로 되어 있는 대직경 기어(54b)로 이루어진 제2아이들기어(54), 그리고 상기 제2아이들기어(54)의 대직경 기어(54b)와 맞물리는 피니언(55a)이 형성되어 있는 걸림핀축(55)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기.
4. 제1항에 있어서, 상기 인디케이터(10)의 원통외측면 일부에 미끄럼운동가능하게 연접되어 있고 상단에 외향돌출플랜지(11a)가 형성되어 있으며 외측표면에 개폐밸브(1a)의 열림정도를 나타내는 숫자와 "한계위치"표시가 일정각도 간격으로 표시되어 있는 보조 인디케이터(11)가 구성되어 있고, 상기 인디케이터(10)를 감싸는 인디케이터 케이싱(15)의 상단 내측의 원호 부분에 상기 보조인디케이터(11)의 외 향돌출플렌지(11a)가 삽입되는 원호형상의 개구홈(15b)이 형성되어 있으며, 인디케이터(11)의 원통외측면에 상기 보조인디케이터(11)를 밀어 원호를 따라 이동시키는 걸림나사(12)가 구성된 것을 특징으로 하는 고압가스통의 개폐밸브 자동차단기.

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