KR20160048525A - 가스 및 화염 감지 장치 - Google Patents

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KR20160048525A
KR20160048525A KR1020140145367A KR20140145367A KR20160048525A KR 20160048525 A KR20160048525 A KR 20160048525A KR 1020140145367 A KR1020140145367 A KR 1020140145367A KR 20140145367 A KR20140145367 A KR 20140145367A KR 20160048525 A KR20160048525 A KR 20160048525A
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김경기
이승재
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

가스 및 화염 감지 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 가스 누출 및 화염 발생을 감지하는 감지부; 상기 감지부가 가스 누출 또는 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현하는 재현부; 및 상기 감지부의 모의 상황 감지 여부를 확인하여 상기 감지부의 고장 유무를 판단하도록, 상기 재현부를 제어하는 제어부를 포함하는 가스 및 화염 감지 장치 가 제공될 수 있다.

Description

가스 및 화염 감지 장치{GAS AND FLAME DETECTOR}
본 발명은 가스 및 화염 감지 장치에 관한 것이다.
해양설비는 산업에 이용되는 가스 등의 연료를 적재하는 경우가 많은데, 이러한 연료는 화재 사고의 위험이 있으며, 가스가 해양에 누출될 시 환경에 해로우므로 각종 사고를 동반한다.
따라서, 해양 설비에는 사고 위험성이 높은 구역에 감지기가 설치되어, 화재 및 가스 누출의 발생 여부를 감지하고 있다.
그러나, 화염 감지기 및 가스 감지기의 오작동이 빈번하여 감지기의 신뢰도가 높지 않아, 다수로 설치되어 있는 감지기 작동 상태의 이상 여부를 작업자가 일일이 확인하고 있는 실정이다.
감지기가 사고 발생 시 작동하지 않거나 오작동이 있을 경우 화재 및 가스 누출 사고는 대형사고로 이어지므로 감지기는 광범위하게 설치되어 있어, 감지기의 작동 상태를 확인하는 작업에 많은 인력이 투입되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0058149호(2006. 05. 29, 적외선 방사 소자 및 이를 이용한 가스 센서)에 개시되어 있다.
본 발명의 실시예들은 화염 발생 또는 가스 누출 상황 재현을 통하여 고장 여부를 자가 진단할 수 있는 가스 및 화염 감지 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 가스 누출 및 화염 발생을 감지하는 감지부; 상기 감지부가 가스 누출 또는 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현하는 재현부; 및 상기 감지부의 모의 상황 감지 여부를 확인하여 상기 감지부의 고장 유무를 판단하도록, 상기 재현부를 제어하는 제어부를 포함하는 가스 및 화염 감지 장치 가 제공될 수 있다.
상기 감지부는, 가스 누출을 감지하는 가스감지부; 및 화염 발생을 감지하는 화염감지부를 포함하고, 상기 가스감지부는, 적외선을 발생시키는 제1 적외선 발생기; 상기 제1 적외선 발생기에 이격 배치되어, 적외선의 양을 측정하는 적외선 측정기; 상기 적외선 측정기에 설치되어, 상기 제1 적외선 발생기로부터 발생되는 적외선 중 누출 가스에 흡수되는 파장의 적외선만 상기 적외선 측정기로 투과시키는 필터부재; 및 상기 적외선 측정기에서 측정된 적외선량을 기준 적외선량와 비교하여 가스 누출을 진단하는 가스누출진단부를 포함하고, 상기 화염감지부는, 가시광선 강도를 측정하는 조도 측정기; 및 상기 조도 측정기에서 측정된 가시광선 강도를 기준 가시광선 강도와 비교하여 화염 발생을 진단하는 화염발생진단부를 포함할 수 있다.
상기 재현부는, 상기 가스감지부에서 가스 누출 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현하는 가스누출재현부; 및 상기 화염감지부에서 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현하는 화염발생재현부를 포함할 수 있다.
상기 가스누출재현부는, 상기 적외선 측정기에서 이격 배치되어, 상기 제1 적외선 발생기와 동일한 적외선을 발생시키는 제2 적외선 발생기; 및 상기 제2 적외선 발생기에 설치되어, 상기 제2 적외선 발생기로부터 발생되는 적외선 중 누출 가스에 흡수되는 파장의 적외선만 흡수하는 흡수부재를 포함할 수 있다.
상기 화염발생재현부는 상기 화염감지부에서 이격 배치되어, 상기 화염감지부에서 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 강도로 가시광선을 발생시키는 광원을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 재현부를 주기적으로 구동할 수 있다.
상기 제어부가 상기 감지부를 고장 상태로 판단하면, 알람을 발생시키는 알람부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 장치의 고장 여부를 확인하기 위한 인력 투입을 최소화할 수 있고, 장치 오작동에 따른 안전 사고를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 화염 감지 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 가스감지부 및 가스누출재현부를 나타낸 도면이다.
도 3은 화염감지부 및 화염발생재현부를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 가스 및 화염 감지 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 화염 감지 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 화염 감지 장치(10)는 감지부(100), 재현부(200) 및 제어부(300)를 포함하고, 알람부(400)를 더 포함할 수 있다.
감지부(100)는 가스 누출 및 화염 발생을 감지할 수 있다.
감지부(100)는 인화성 물질로 이루어진 연료 등을 운반 또는 보관하는 해양설비에 설치될 수 있다. 감지부(100)는 외부로 누출 시 환경에 유해한 가스 등을 운반 또는 보관하는 해양설비에 설치될 수 있다. 감지부(100)는 해양설비 내에 연료 및 유해 가스가 다량 적재된 구역에 설치될 수 있다.
감지부(100)는 광범위하게 가스 누출 및 화염 발생을 감지하도록, 해양설비 내에 복수개로 설치될 수 있다.
감지부(100)는 가스감지부(110) 및 화염감지부(130)를 포함할 수 있다.
가스감지부(110)는 실제 가스 누출이 발생 시, 가스 누출을 감지할 수 있다.
도 2는 가스감지부(110) 및 가스누출재현부(210)를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 가스감지부(110)는 제1 적외선 발생기(112), 적외선 측정기(114), 필터부재(116) 및 가스누출진단부(118)를 포함할 수 있다.
제1 적외선 발생기(112)는 적외선을 발생시킬 수 있다.
제1 적외선 발생기(112)에서 발생되는 적외선은 적외선 측정기(114)로 입사될 수 있다.
제1 적외선 발생기(112)에서 발생되는 적외선의 파장은 예를 들면 0.75㎛∼15㎛일 수 있다.
적외선 측정기(114)는 제1 적외선 발생기(112)로부터 입사되는 적외선량을 측정할 수 있다.
적외선 측정기(114)는 제1 적외선 발생기(112)에 이격 배치될 수 있다.
필터부재(116)는 누출 가스에 흡수되는 파장의 적외선만 적외선 측정기(114)로 투과시킬 수 있다.
필터부재(116)는 제1 적외선 발생기(112)로부터 발생되는 적외선 중 누출 가스에 흡수되는 성질을 가진 파장의 적외선 이외의 적외선을 반사시킬 수 있다.
필터부재(116)에 의하여 제1 적외선 발생기(112)로부터 발생되는 적외선 중 특정 파장만 적외선 측정기(114)로 입사될 수 있다.
필터부재(116)에 의하여 투과되는 특정 파장의 적외선은 누출 가스에 흡수될 수도 있다.
예를 들어, 가스 누출이 없는 상태에서 적외선 측정기(114)로 입사되는 특정 파장의 적외선량을 100이라고 가정한다면, 가스 누출이 발생되는 경우, 누출 가스가 특정 파장의 일부를 흡수하므로, 적외선 측정기(114)로 입사되는 특정 파장의 적외선 량은 100 미만이 될 수 있다.
필터부재(116)는 적외선 측정기(114)에 설치될 수 있다. 필터부재(116)는 제1 적외선 발생기(112)와 적외선 측정기(114) 사이에 배치될 수 있다.
필터부재(116)는 특정 파장의 적외선을 투과시키고 그 외의 적외선을 반사시키는 광코팅 필터일 수 있다.
필터부재(116)를 투과할 수 있는 적외선의 특정 파장은 예를 들어 3.4㎛일 수 있다. 이 경우, 누출 가스는 탄화수소 가스일 수 있다.
가스누출진단부(118)는 가스 누출 여부를 진단할 수 있다.
가스누출진단부(118)는 적외선 측정기(114)에서 측정된 적외선량를 기준 적외선량와 비교할 수 있다.
기준 적외선량은 가스 누출이 발생하지 않은 상태에서 적외선 측정기(114)로 입사되는 특정 파장의 양일 수 있고, 제1 적외선 발생기(112) 또는 적외선 측정기(114)의 사양에 따라 다를 수 있다.
예를 들어, 적외선 측정기(114)에서 측정된 적외선량이 기준 적외선량 이상이면, 가스 누출이 발생하지 않은 것으로 판단되고, 적외선 측정기(114)에서 측정된 적외선량이 기준 적외선량 미만이면, 가스 누출이 발생된 것으로 판단될 수 있다.
가스누출진단부(118)는 적외선 측정기(114)가 적외선량에 반응하는 감도를 파악할 수도 있다.
화염감지부(130)는 화염 발생을 감지할 수 있다.
도 3은 화염감지부(130) 및 화염발생재현부(230)를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 화염감지부(130)는 조도 측정기(132) 및 화염발생진단부(134)를 포함할 수 있다.
조도 측정기(132)는 가시광선 강도를 측정할 수 있다.
가스감지부(110)와 화염감지부(130)가 별개의 장소에 설치되는 경우, 조도 측정기(132)에서 측정하는 빛은 가시광선 이외의 적외선, 자외선 등을 포함할 수 있다.
조도 측정기(132)가 측정하는 가시광선의 강도는 빛의 밝기 또는 빛의 세기의 정도를 나타내는 수치일 수 있다.
화염감지부(130)의 설치 장소가 어두운 경우, 조도 측정기(132) 대신 빛의 유무를 감지하는 광검출기가 설치될 수도 있다.
화염발생진단부(134)는 화염 발생 여부를 진단할 수 있다.
화염발생진단부(134)는 조도 측정기(132)에서 측정된 가시광선의 강도를 기준 가시광선 강도와 비교할 수 있다.
기준 가시광선 강도는 실제 화염 발생 상황에서 방출되는 가시광선의 강도일 수 있으며, 범위 값일 수 있다. 기준 가시광선 강도는 화염 발생 가능 지역의 넓이나, 인화성 물질로 이루어진 원료 등의 적재량 등에 따라서 달라질 수 있다.
화염발생진단부(134)는 조도 측정기(132)가 가시광선 강도에 반응하는 감도를 파악할 수도 있다.
예를 들어, 조도 측정기(132)에서 측정된 가시광선 강도가 기준 가시광선 강도 범위 값의 사이 값이라면, 화염이 발생한 것으로 판단되고, 조도 측정기(132)에서 측정된 가시광선 강도 범위 값의 사이 값이 아니라면, 화염이 발생되지 않은 것으로 판단될 수 있다.
재현부(200)는 감지부(100)가 가스 누출 또는 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현할 수 있다. 재현부(200)는 감지부(100)가 설치되는 개수만큼 복수 개로 설치될 수 있다.
재현부(200)는 가스누출재현부(210) 및 화염발생재현부(230)를 포함할 수 있다.
가스누출재현부(210)는 가스감지부(110)에서 가스 누출 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현할 수 있다.
가스누출재현부(210)는 제2 적외선 발생기(212) 및 흡수부재(214)를 포함할 수 있다.
제2 적외선 발생기(212)는 제1 적외선 발생기(112)와 동일한 적외선을 발생시킬 수 있다. 제2 적외선 발생기(212)에서 발생되는 적외선은 적외선 측정기(114)로 입사될 수 있다.
제2 적외선 발생기(212)는 제1 적외선 발생기(112)와 동일한 사양의 기기일 수 있다.
제2 적외선 발생기(212)가 적외선을 발생시킬 시, 제1 적외선 발생기(112)의 적외선이 제2 적외선 발생기(212)의 적외선을 간섭하지 않도록, 제1 적외선 발생기(112)는 적외선을 발생하지 않아야 한다.
제2 적외선 발생기(212)에서 발생되는 적외선의 파장은 예를 들면 0.75㎛∼15㎛일 수 있다.
제2 적외선 발생기(212)는 적외선 측정기(114)에 이격 배치될 수 있다.
제2 적외선 발생기(212)와 적외선 측정기(114) 사이의 거리는 제1 적외선 발생기(112)와 적외선 측정기(114) 사이의 거리와 동일할 수 있다.
흡수부재(214)는 제2 적외선 발생기(212)로부터 발생되는 적외선 중 누출 가스에 흡수되는 파장의 적외선만 흡수할 수 있다.
흡수부재(214)는 제2 적외선 발생기(212)에 설치될 수 있다. 흡수부재(214)는 제2 적외선 발생기(212)와 적외선 측정기(114) 사이에 배치될 수 있다.
흡수부재(214)는 누출 가스와 유사한 기능을 함으로써, 실제 가스 누출의 모의 상황을 재현할 수 있다.
예를 들어, 실제 가스 누출 시 누출 가스가 제1 적외선 발생기(112)로부터 발생되는 적외선의 특정 파장을 흡수하여 적외선 측정기(114)에 입사되는 특정 파장의 적외선량이 감소되는 것과 유사하게, 흡수부재(214)가 제2 적외선 발생기(212)로부터 발생되는 적외선의 특정 파장을 흡수하여 적외선 측정기(114)에 입사되는 특정 파장의 적외선량을 감소시켜 가스 누출의 모의 상황을 재현할 수 있다.
흡수부재(214)는 특정 파장의 적외선만 흡수하는 광코팅 필터일 수 있다. 흡수부재(214)가 흡수할 수 있는 적외선의 특정 파장은 예를 들어 3.4㎛일 수 있다. 이 경우, 흡수부재(214)는 탄화수소 재질로 이루어질 수 있다.
적외선에 대하여 '흡수'라는 용어를 사용하였으나, 이는 흡수부재(214)가 특정 파장의 적외선을 투과시키지 않는다는 의미일 수도 있다.
화염발생재현부(230)는 화염감지부(130)에서 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현할 수 있다.
화염발생재현부(230)는 광원(232)을 포함할 수 있다.
광원(232)은 가시광선을 발생시킬 수 있다.
가스누출재현부(210)와 화염발생재현부(230)가 별개의 장소에 설치되는 경우, 광원(232)에서 발생되는 빛은 가시광선 이외의 적외선, 자외선 등을 포함할 수 있다.
광원(232)은 화염감지부(130)에 이격 배치될 수 있다.
광원(232)이 발생시키는 가시광선은 화염감지부(130)에서 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 강도를 가질 수 있다.
제어부(300)는 재현부(200)를 제어할 수 있다.
제어부(300)는 감지부(100)의 모의 상황 감지 여부를 확인하여 감지부(100)의 고장 유무를 판단할 수 있다.
제어부(300)는 재현부(200)를 주기적으로 구동하여 수시로 고장 여부를 확인할 수 있다.
제어부(300)는 가스감지부(110)의 제1 적외선 발생기(112)를 소등하고, 가스누출재현부(210)의 제2 적외선 발생기(212)를 점등할 수 있다.
제어부(300)는 적외선 측정기(114)에 입사되는 특정 파장의 적외선량 감소에 대한 감지 여부를 가스누출진단부(118)로부터 전송받을 수 있다.
제어부(300)는 가스누출재현부(210)의 구동에도, 가스감지부(110)가 가스 누출 상태를 인식하지 못 하는 경우, 고장 상태로 판단하고 알람부(400)를 구동시켜 작업자에게 알릴 수 있다.
제어부(300)는 화염발생재현부(230)의 광원(232)를 점등할 수 있다.
제어부(300)는 조도 측정기(132)에 입사되는 가시광선에 대한 감지 여부를 화염발생진단부(134)로부터 전송받을 수 있다.
제어부(300)는 화염발생재현부(230)의 구동에도, 화염감지부(130)가 화염 발생 상태를 인식하지 못 하는 경우, 고장 상태로 판단하고 알람부(400)를 구동시켜 작업자에게 알릴 수 있다.
제어부(300)에 의한 가스누출재현부(210)와 화염발생재현부(230)는 동시 구동될 수 있고, 개별 구동될 수도 있다.
제어부(300)는 감지부(100) 및 재현부(200)가 복수 개로 설치되는 경우, 고장 상태인 감지부(100) 또는 감도가 낮은 감지부(100)를 선별할 수 있다.
알람부(400)는 알람을 발생시킬 수 있다.
알람부(400)는 제어부(300)가 감지부(100)를 고장 상태로 판단하면, 알람으로 작업자에게 고장 여부를 알릴 수 있다.
알람부(400)는 경고등, 사이렌 등을 포함할 수 있고, 시각적 신호, 청각적 신호 또는 이들의 결합으로 작업자에게 고장 여부를 알릴 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 화염 감지 장치(10)는 감지부(100)의 오작동으로 인한 사고를 예방할 수 있으며, 감지부(100)의 고장 여부를 작업자가 일일이 확인하는 번거로움을 줄여 장치 보수 시간 또는 인력 투입을 최소화할 수 있다.
재현부(200)에 의하여 감지부(100)의 감지 원리에 따라 화염 발생 또는 가스 누출 상황 재현을 통하여 수시로 자가 진단이 가능하여 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 가스 및 화염 감지 장치 100: 감지부
110: 가스감지부 112: 제1 적외선 발생기
114: 적외선 측정기 116: 필터부재
118: 가스누출진단부 130: 화염감지부
132: 조도 측정기 134: 화염발생진단부
200: 재현부 210: 가스누출재현부
212: 제2 적외선 발생기 214: 흡수부재
230: 화염발생재현부 232: 광원
300: 제어부 400: 알람부

Claims (7)

  1. 가스 누출 및 화염 발생을 감지하는 감지부;
    상기 감지부가 가스 누출 또는 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현하는 재현부; 및
    상기 감지부의 모의 상황 감지 여부를 확인하여 상기 감지부의 고장 유무를 판단하도록, 상기 재현부를 제어하는 제어부를 포함하는 가스 및 화염 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    가스 누출을 감지하는 가스감지부; 및
    화염 발생을 감지하는 화염감지부를 포함하고,
    상기 가스감지부는,
    적외선을 발생시키는 제1 적외선 발생기;
    상기 제1 적외선 발생기에 이격 배치되어, 적외선의 양을 측정하는 적외선 측정기;
    상기 적외선 측정기에 설치되어, 상기 제1 적외선 발생기로부터 발생되는 적외선 중 누출 가스에 흡수되는 파장의 적외선만 상기 적외선 측정기로 투과시키는 필터부재; 및
    상기 적외선 측정기에서 측정된 적외선량을 기준 적외선량과 비교하여 가스 누출을 진단하는 가스누출진단부를 포함하고,
    상기 화염감지부는,
    가시광선 강도를 측정하는 조도 측정기; 및
    상기 조도 측정기에서 측정된 가시광선 강도를 기준 가시광선 강도와 비교하여 화염 발생을 진단하는 화염발생진단부를 포함하는 가스 및 화염 감지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재현부는,
    상기 가스감지부에서 가스 누출 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현하는 가스누출재현부; 및
    상기 화염감지부에서 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 모의 상황을 재현하는 화염발생재현부를 포함하는 가스 및 화염 감지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스누출재현부는,
    상기 적외선 측정기에서 이격 배치되어, 상기 제1 적외선 발생기와 동일한 적외선을 발생시키는 제2 적외선 발생기; 및
    상기 제2 적외선 발생기에 설치되어, 상기 제2 적외선 발생기로부터 발생되는 적외선 중 누출 가스에 흡수되는 파장의 적외선만 흡수하는 흡수부재를 포함하는 가스 및 화염 감지 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 화염발생재현부는
    상기 화염감지부에서 이격 배치되어, 상기 화염감지부에서 화염 발생 상황으로 감지할 수 있는 강도로 가시광선을 발생시키는 광원을 포함하는 가스 및 화염 감지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 재현부를 주기적으로 구동하는 가스 및 화염 감지 장치.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 감지부를 고장 상태로 판단하면, 알람을 발생시키는 알람부를 더 포함하는 가스 및 화염 감지 장치.
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