KR20110009394A

KR20110009394A - 가스 차단기

Info

Publication number: KR20110009394A
Application number: KR1020090066775A
Authority: KR
Inventors: 김동현
Original assignee: 김동현
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2011-01-28

Abstract

본 발명은 가스 차단기에 관한 것으로, 상부케이스 및 하부케이스와 배터리보관함으로 결합되고, 가스공급관의 단부에 결합되는 중간밸브의 개폐노브를 자동으로 개폐시키는 가스 차단기에 있어서, 상기 배터리보관함에 장착된 배터리로부터 인가된 전원을 가스 차단기의 구동전원으로 변환시키는 전원공급부; 상기 개폐노브의 개폐와 개폐시간을 설정하는 스위치부; 상기 상부케이스 전면으로 돌출 구성된 조작노브; 상기 조작노브 아래에 고정된 기판에 장착되어 조작노브의 개폐를 감지하는 센서부; 상기 스위치부의 입력신호와 센서부의 감지신호를 연산하여 가스 차단기의 구동을 위한 제어신호를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤의 제어신호로 가스 차단기의 작동상태 및 개폐시간의 설정을 가시적으로 표시하는 표시부; 상기 마이콤의 제어신호로 개폐노브를 설정된 시간에 개폐하는 정역회전모터; 상기 정역회전모터의 회전축에 결합된 기어와 치합되어 개폐노브 및 조작노브를 정역회전시키는 감속기어; 상부에는 조작노브와 연결되고 하부에는 개폐노브와 연결되며 중앙에는 감속기어와 연결되고 스프링으로 탄성 지지되어 감속기어의 회전에 의하여 자동으로 개폐노브를 구동시키거나 조작노브의 수동 조작으로 개폐노브를 구동시키는 동력전달부재를 포함하여 이루어진 가스 차단기를 제공한 것이다. 본 발명은 가스 공급을 개폐하는 중간밸브의 개폐상태를 비접촉식 센서로 감지하여 반영구적이고 정확성을 향상시킴과 동시에 가스 차단기의 신뢰성을 향상시킨 것이다.

가스, 차단기, 홀센서, 마그네트, 노브, 중간밸브

Description

가스 차단기{Gas Breaker}

본 발명은 가스 차단기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 가스설비의 중간밸브에 설치되어 설정된 시간에 자동으로 중간밸브를 작동시켜 가스를 차단하는 가스 차단기에 관한 것이다.

일반적으로 가스히터, 가스버너나 가스레인지 또는 가스보일러 등의 가스설비는 LPG(액화석유가스) 또는 LNG(액화천연가스)를 연료로 사용한다. 이러한 가스연료는 옥외에서 옥내로 연결된 가스공급 배관을 통해 공급된다. 가스연료는 도시가스로 공급되거나 일정 용량의 휴대가 가능한 가스탱크로부터 공급된다.

가스연료는 가스공급 배관과 중간밸브 및 연결호스를 거쳐 가스설비로 공급된다. 중간밸브는 가스설비로 가스연료를 공급 또는 차단시키는 것으로 통상 수동으로 조작하는 것이다.

종래에 중간밸브를 수동으로 조작하는 것과 더불어 일정 시간을 설정한 후에 설정된 시간이 경과하면 중간밸브가 자동으로 차단되도록 조작하는 차단기가 개발 되었다. 이러한 종래기술로서 대한민국 등록실용신안공보 제0225085호의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치는 가스 중간밸브에 시간조절장치 기능을 부착하여 정해진 시간이 지나면 자동적으로 밸브를 차단시킬 수 있도록 한 것이다. 또한, 대한민국 공개특허공보 제2003-0022533호의 가스 자동차단기는 설정값에 따라 자동으로 중간밸브가 차단되도록 하여 매번 조작으로 인한 번거로움을 제거하여 가스설비기기의 안전성을 확보한 것이다. 또한, 대한민국 등록실용신안공보 제0364794호의 가스차단기는 협소한 공간에서도 용이하게 탈착시킬 수 있도록 하고, 설정된 시간 이이에 용이하게 가스를 차단할 수 있도록 한 것이다.

따라서 종래에 가스 차단기는 대부분 설정된 시간이 지나면 중간밸브를 차단시키기 위하여 스위치방식이 주로 사용되었다. 스위칭방식은 접촉부의 마모나 접점의 불량으로 정확한 스위칭을 기대하기 어렵고, 상대적으로 수명이 짧으며, 조립이 복잡한 문제가 있었다. 또한, 중간밸브를 자동으로 차단시키기 위하여 볼륨저항(포텐셜)방식이 사용되었는데, 볼륨저항방식은 조립시간이 길고 구조가 복잡한 단점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 가스공급 배관과 연결호스 사이에 결합된 중간밸브의 개폐를 자동 또는 수동으로 조작할 수 있고, 설정된 시간에 자동으로 중간밸브를 차단하며, 중간밸브의 개폐노브의 개폐상태를 마그네 트 및 홀센서에 의한 비접촉식으로 감지하여 감지의 정확성을 위한 것이 목적이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 상부케이스 및 하부케이스와 배터리보관함으로 결합되고, 가스공급관의 단부에 결합되는 중간밸브의 개폐노브를 자동으로 개폐시키는 가스 차단기에 있어서, 상기 배터리보관함에 장착된 배터리로부터 인가된 전원을 가스 차단기의 구동전원으로 변환시키는 전원공급부; 상기 개폐노브의 개폐와 개폐시간을 설정하는 스위치부; 상기 상부케이스 전면으로 돌출 구성된 조작노브; 상기 조작노브 아래에 고정된 기판에 장착되어 조작노브의 개폐를 감지하는 센서부; 상기 스위치부의 입력신호와 센서부의 감지신호를 연산하여 가스 차단기의 구동을 위한 제어신호를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤의 제어신호로 가스 차단기의 작동상태 및 개폐시간의 설정을 가시적으로 표시하는 표시부; 상기 마이콤의 제어신호로 개폐노브를 설정된 시간에 개폐하는 정역회전모터; 상기 정역회전모터의 회전축에 결합된 기어와 치합되어 개폐노브 및 조작노브를 정역회전시키는 감속기어; 상부에는 조작노브와 연결되고 하부에는 개폐노브와 연결되며 중앙에는 감속기어와 연결되고 스프링으로 탄성 지지되어 감속기어의 회전에 의하여 자동으로 개폐노브를 구동시키거나 조작노브의 수동 조작으로 개폐노브를 구동시키는 동력전달부재를 포함하여 이루어진 가스 차단기를 제공한 것이 특징이다.

본 발명은 상기 해결수단에 의하여, 가스 공급을 개폐하는 중간밸브의 개폐상태를 비접촉식 센서로 감지하여 반영구적이고 정확성을 향상시킴과 동시에 가스 차단기의 신뢰성을 향상시킨 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 가스 차단기에 관하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 차단기의 사시도이고, 도 2는 정면도이며, 도 3은 단면도이고, 도 4는 센서부의 구성이며 도 5는 블록도이며, 도 6은 회로구성도이다.

먼저, 본 발명의 가스 차단기는 가스공급 배관과 연결호스 사이에 장착되는 중간밸브의 개폐노브를 자동 또는 수동으로 개폐하는 것으로, 개폐노브의 개폐상태를 비접촉식으로 감지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 가스 차단기(100)는 상부케이스(10) 및 하부케이스(12)와 배터리보관함(14)으로 결합된다. 상부케이스(10)와 하부케이스(12)에 중간밸브(1)의 개폐노브(3)를 자동으로 개폐하기 위한 회로 및 기구적인 구성요소가 포함되어 있다. 그리고 상부케이스(10) 위에는 배터리(36)가 장착되는 배터리보관함(14)이 형성되어 있다. 상부케이스(10)의 전면에는 전면패널(11)이 일체로 결합되어 있다.

하부케이스(12)의 저면에는 홀더(16)가 구비되어 중간밸브(1)의 고정너트(2) 외주를 감싸면서 가스 차단기(100)가 고정될 수 있도록 한다. 홀더(16)의 일측은 하부케이스(12)에 힌지 결합되고, 타측은 나사 결합된다. 따라서 홀더(16)는 고정너트(2)를 고정하면서 중간밸브(1)의 개폐노브(3)가 하부케이스(12) 내측의 동력전달부재(31)의 하부에 삽입 결합될 수 있도록 한다.

전원공급부(41)는 배터리보관함(14)에 장착된 배터리(36)로부터 인가된 전원을 가스 차단기(100)의 구동전원으로 변환시키는 것으로, 도 6의 회로구성도를 참조하면, 전원공급부(41)는 배터리(36)로부터 인가된 전원을 레귤레이터(U1, U2)로 각각 정전압(VCC)으로 변환시켜 가스 차단기의 구동에 필요한 전원으로 공급한다.

스위치부(42)는 개폐노브(3)의 개폐와 개폐시간을 설정하는 것으로, 스위치부(42)는 가스 차단기를 구동시키는 온/오프스위치(20)와, 시간설정을 위한 업스위치(21) 및 다운스위치(22)가 구비된다. 시간의 설정은 15분 단위로 수 십 시간까지 설정이 가능하다.

조작노브(30)는 상기 상부케이스(10) 전면으로 돌출 구성된 것으로, 조작노브(30)는 수동으로 중간밸브(1)를 개폐할 때에 사용하는 것이다. 조작노브(30)의 하부에는 마그네트(38)가 장착되어 기판(32)에 장착된 홀센서(U4, U5)에 자기력이 가해지도록 한다.

따라서 센서부(43)는 조작노브(30) 아래에 고정된 기판(32)에 장착된 홀센서(U4, U5)와, 조작노브(30)에 장착된 마그네트(38)로 구성된다. 더욱이 도 4에서, 센서부(43)는 기판(32)에 90ㅀ 각도로 한 쌍의 홀센서(Hall Sensor)(U4, U5)가 장착되고, 상기 홀센서(U4, U5)에 대응하는 위치에서 90ㅀ 각도로 회전하는 조작노브(30)에 마그네트(38)가 구비되며, 상기 조작노브(30)의 회전에 의하여 마그네 트(38)가 홀센서(U4, U5)에 접근하여 홀센서(U4, U5)의 출력전압에 의하여 개폐노브(3)의 개폐를 감지하는 것이다. 홀센서(U4, U5)는 자계에 의해서 내부저항이 변하는 소자이다. 즉 자력선의 세기에 의해서 내부저항이 증감되는 것이다. 예를 들어, N극/S극은 전기의 +/-와 같이 반대극성을 가지므로 -힘이 작아지면 거꾸로 +가 증가하는 것과 같은 것이다. 또한, 홀센서(U4, U5) 양측에 풀업저항(R17-R19)을 달아 홀센서(U4, U5) 양단에서 소정크기의 전압이 출력되도록 한다. 이 전압은 마이콤(40, U3)에 의하여 개폐상태를 연산 및 판단할 수 있도록 한다.

마이콤(40)은 상기 스위치부(42)의 입력신호와 센서부(43)의 감지신호를 연산하여 가스 차단기(100)의 구동을 위한 제어신호를 출력하는 것으로, 가스 차단기의 작동에 필요한 프로그램과 데이터가 저장되어 있다.

표시부(23, 24)는 마이콤(40)의 제어신호로 가스 차단기(100)의 작동상태 및 개폐시간의 설정을 가시적으로 표시하는 것으로, 표시부(23, 24)는 LCD표시기(23)와 LED표시기(24)로 구분된다. LCD표시기(23)는 가스 차단기의 작동상태 및 시간설정과 시간카운트 등을 표시하고, LED표시기(24)는 온/오프스위치(20)의 작동이나 배터리(36)의 저전압경고를 하는 것이다.

정역회전모터(34)는 마이콤(40)의 제어신호로 개폐노브(3)를 설정된 시간에 개폐하는 것으로, 정역회전모터(34)는 마이콤(40)의 출력단에 연결되어 개폐노브(3)의 개폐에 필요한 회전력을 제공하는 것이다. 즉 정역회전모터(34)는 스위칭소자(Q3) 또는 (Q4)을 통해 스위칭소자(Q1) 및 (Q5)과, 스위칭소자(Q2) 및 (Q6)의 작동에 의하여 정역회전모터(34)의 정방향 회전과 역방향 회전을 이루어지도록 한 다.

감속기어(33)는 정역회전모터(34)의 회전축에 결합된 기어와 치합되어 개폐노브(3) 및 조작노브(30)를 정역회전시키는 것이다. 그리고 감속기어(33)는 동력전달부재(31)와 연결되었을 때에는 조작노브(30)와 개폐노브(3)를 자동 회전시키지만, 감속기어(33)가 동력전달부재(31)와 분리되었을 때에는 수동으로 조작노브(30)와 개폐노브(3)를 회전시킬 수 있다.

상기 동력전달부재(31)는 상부에는 조작노브(30)와 연결되고 하부에는 개폐노브(3)와 연결되며 중앙에는 감속기어(33)와 연결되고, 스프링(37)으로 탄성 지지되어 감속기어(33)의 회전에 의하여 자동으로 개폐노브(3)를 구동시키거나 조작노브(30)의 수동 조작으로 개폐노브(3)를 구동시키는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 가스 차단기는 도 2의 정면도와 도 3a의 단면도를 참조하면, 가스 차단기(100) 전면의 온/오프스위치(20)를 누르면 마이콤(40)은 정역회전모터(34)를 정회전시켜 감속기어(33)가 동력전달부재(31)에 회전력을 전달하여 조작노브(30)와 개폐노브(3)를 동시에 회전시킨다. 이때 차단상태의 중간밸브(1)를 개방상태로 절환시켜 가스가 가스설비로 공급되도록 한다. 그리고 업스위치(21)나 다운스위치(22)를 조작하여 중간밸브(1)의 개방상태를 일정 시간동안 유지될 수 있도록 조절할 수 있다. 가스 차단기의 작동상태는 LCD표시기(23)를 통해 가시적으로 표시되는 것을 확인할 수 있다.

또한, 중간밸브(1)의 개폐노브(3)가 개방상태에서 온/오프스위치(20)를 누르거나 가스 차단기에 설정된 시간이 도달하면 마이콤(40)은 정역회전모터(34)를 구 동시켜 동력전달부재(31)를 역회전시킨다. 동력전달부재(31)의 역회전으로 조작노브(30)와 개폐노브(3)는 닫힘 상태로 절환되어 중간밸브(1)를 통해 가스설비로 공급되는 가스는 차단된다.

상기 가스 차단기의 개폐상태는 기판(32)에 장착된 한 쌍의 홀센서(U4, U5)와 조작노브(30)에 구성된 마그네트(38)에 의하여 마이콤(40)이 인식하게 된다. 더욱이 홀센서(U4, U5)와 마그네트(38)는 비접촉식으로 작동되므로 개폐상태의 정확한 인식이 가능한 것이다.

한편, 가스 차단기(100)를 수동으로 조작하기 위하여 조작노브(30)를 이용할 수 있다. 즉 도 3b에서, 조작노브(30)를 눌러 회전시키면 조작노브(30)는 동력전달부재(31)를 누르게 되고, 동력전달부재(31)는 스프링(37)을 누른 상태에서 내측에 삽입된 개폐노브(3)를 회전시킨다. 이때 동력전달부재(31)는 감속기어(33)와 분리된 상태가 되므로 자유롭게 회전이 가능하여 수동으로 조작노브(30)를 누른 상태에서 중간밸브(1)의 개폐노브(3)를 개방 또는 폐쇄시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 가스 차단기는 중간밸브의 개폐노브가 개방된 상태인지 닫힌 상태인지를 용이하게 인식할 수 있어 마이콤의 정확한 개폐 제어가 가능하여 가스 차단기의 신뢰성을 향상시킨 장점이 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 차단기의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 가스 차단기의 정면도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 가스 차단기의 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 센서부의 구성을 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 가스 차단기의 블록도이다.

도 6은 본 발명에 따른 가스 차단기의 회로구성도이다.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 상부케이스 11: 전면패널

12: 하부케이스 14: 배터리보관힘

16: 홀더 20: 온/오프스위치

21: 업스위치 22: 다운스위치

23: LCD표시기 24: LED표시기

30: 조작노브 31: 동력전달부재

32, 35: 기판 33: 감속기어

34: 정역회전모터 36: 배터리

37: 스프링 38: 마그네트

40, U1: 마이콤 41: 전원공급부

42: 스위치부 43: 센서부

U1, U2: 레귤레이터 U3: 마이콤

U4, U5: 홀센서

Claims

상부케이스(10) 및 하부케이스(12)와 배터리보관함(14)으로 결합되고, 가스공급 배관(4)의 단부에 결합되는 중간밸브(1)의 개폐노브(3)를 자동으로 개폐시키는 가스 차단기(100)에 있어서,

상기 배터리보관함(14)에 장착된 배터리(36)로부터 인가된 전원을 가스 차단기(100)의 구동전원으로 변환시키는 전원공급부(41);

상기 개폐노브(3)의 개폐와 개폐시간을 설정하는 스위치부(42);

상기 상부케이스(10) 전면으로 돌출 구성된 조작노브(30);

상기 조작노브(30) 아래에 고정된 기판(32)에 장착되어 조작노브(30)의 개폐를 감지하는 센서부(43);

상기 스위치부(42)의 입력신호와 센서부(43)의 감지신호를 연산하여 가스 차단기(100)의 구동을 위한 제어신호를 출력하는 마이콤(40);

상기 마이콤(40)의 제어신호로 가스 차단기(100)의 작동상태 및 개폐시간의 설정을 가시적으로 표시하는 표시부(23, 24);

상기 마이콤(40)의 제어신호로 개폐노브(3)를 설정된 시간에 개폐하는 정역회전모터(34);

상기 정역회전모터(34)의 회전축에 결합된 기어와 치합되어 개폐노브(3) 및 조작노브(30)를 정역회전시키는 감속기어(33);

상부에는 조작노브(30)와 연결되고 하부에는 개폐노브(3)와 연결되며 중앙에 는 감속기어(33)와 연결되고 스프링(37)으로 탄성 지지되어 감속기어(33)의 회전에 의하여 자동으로 개폐노브(3)를 구동시키거나 조작노브(30)의 수동 조작으로 개폐노브(3)를 구동시키는 동력전달부재(31)를 포함하여 이루어진 가스 차단기.
제1항에 있어서, 상기 센서부(43)는 기판(32)에 90ㅀ 각도로 한 쌍의 홀센서(U4, U5)가 장착되고, 상기 홀센서(U4, U5)에 대응하는 위치에서 90ㅀ 각도로 회전하는 조작노브(30)에 마그네트(38)가 구비되며, 상기 조작노브(30)의 회전에 의하여 마그네트(38)가 홀센서(U4, U5)에 접근하여 홀센서(U4, U5)의 출력전압에 의하여 개폐노브(3)의 개폐를 감지하는 가스 차단기.
제1항에 있어서, 상기 하부케이스(12)의 저면에는 중간밸브(1)의 고정너트(2) 외주를 감싸면서 고정시키는 홀더(16)가 더 포함된 가스 차단기.