KR950002431Y1 - 가스밸브 자동개폐장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가스밸브 자동개폐장치

제1도는 본 고안을 도시한 블록다이어그램.

제2도는 제1도의 상세회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : AC 전원 공급부 2 : DC 전원공급부

3 : 정류회로 4 : 정전압 회로

5 : 가스누출신호입력부 6 : 차단신호부

7 : 개폐제어부 8 : 모터구동제어부

10 : 과부하검출부 11 : 모터제어신호부

12 : 차단경보부 13 : 개폐표시부

본 고안은 가스누출에 따라서 경보를 행하고 가스밸브를 자동폐쇄하거나 원격개폐할 수 있도록 이루어진 가스밸브자동 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스는 공해가 적고 경제적인 연료로서 유용하게 사용된다.

그러나 그중 가장 많이 사용되는 액화천연가스의 경우는 상기와 같은 잇점 외에 그 특성상 기화된 경우에는 가스누출을 검출하기가 용이하기 못하다는 단점을 갖는다. 이는 종종 커다란 사고를 야기하게 한다.

상기와 같은 문제점에 대처하기 위하여 종래에도 많은 가스밸브 자동개폐 장치가 안출된바 있으며 이때 누출되는 가스를 검출하는 방식에는 가스압력을 검출하는 것과 기포의 발생으로 가스누출을 검출하는 것 그리고 전자식 감지 소자에 의한 기술등이 제시된 바 있으며 이 검출결과에 따라서 공급가스를 차단하는 것이다.

본 기술분야에 선출원된 기술로써 특허공고 제83-1523호 및 특허공고 제87-1332호 등이 있다.

상기 전자의 기술에 의하면 사용가스의 공급량을 조절하는 것에 의하여 일측의 가스압과 타측에 대기압이 평형을 이룬 상태에서 일측의 가스압이 저하됨(가스누출)에 따라서 타측의 대기압이 스위치 접점을 접촉되게하여 경보를 행하도록 이와 동시에 상기 스위치 접점의 신호로 가스배출공을 개폐하는 모터를 동작시켜 가스를 차단시키는 것으로써 재사용시에는 타이머 스위치에 의하여 릴레이로써 상기 모터를 역회전시켜 가스를 공급되게 하는 것으로써 이는 가스압의 변화(주변온도, 잔여량 등)에 따라서 오동작이 유발되고 가스공급통로를 개폐하는 모터의 기동과 정지가 모터의 기동으로 승강 또는 하강되는 부재가 증가함에 따른 구조의 복잡함 그리고 경제성 저하 등 많은 폐단을 갖게 되는 것이다.

한편, 상기 후자의 경우에 있어서는 상술한 구조적인 기술구성의 문제점을 감안하여 전자식 검출에 의한 가스밸브의 개폐가 가능하도록 모터를 구동제어할 수 있는 것으로 알려져 있으나, 이는 증폭회로와 아날로그 스위치 직접회로 및 논리회로를 결합구성한 것으로써 상기 증폭회로를 포함한 아날로그 회로는 노이즈를 유발하는 단점을 갖으며 이러한 노이즈는 자체의 에라 및 타 기기에 적지않은 영향을 주게되는 문제가 발생된다.

또한 이는 그 회로구성이 불요불급한 요소를 포함하여 복잡하고 따라서 제조원가면에서도 경제적이지 못하다는 문제를 발생하고, 또한 가스밸브를 모터로써 개폐하고 이를 표시하도록 하고 있으나, 모터의 단선등 고장에 의하여 실제로 밸브가 폐쇄되지 아니하여도 폐쇄를 표시하는 램프는 폐쇄상태를 표시하도록 이루어져 사용상 신뢰성이 떨어지는 커다란 문제점이 내재되어 있다.

그러므로 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 기술이 갖는 제반의 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 안출된 것으로써 다음과 같은 목적을 갖는다.

가스의 누출을 검출하여 경보 및 밸브의 폐쇄를 제어하고 원격개폐가 가능하게 하기 위하여 가스 밸브 자동 개폐장치를 구현하되, 회로의 구성이 간결하고 논리회로로써 구성하여 노이즈발생이 전혀 없으며 따라서 타 기기 및 자체 에라에 극감되고 정전시에도 건전지 전원으로 경보 및 밸브폐쇄가 가능하도록 이루어진 가스밸브 자동개폐장치를 제공하려는 것과 개폐를 수행하는 모터의 고장 상태 및 실제구동상태를 표시할 수 있도록 이루어진 개폐표시부를 갖는 가스밸브 자동개폐장치를 제공한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기 목적을 구체화한 본 고안에 대하여 그 구성을 상세하게 설펴보기로 한다.

본 고안의 가스밸브 자동개폐장치는 110/22V 겸용의 트랜스(T)를 포함하는 AC전원공급부(1)의 출력단에 전파정류용 다이오드(D5, D6) 및 콘덴서(C1)로 이루어지는 정류회로(3)를 연결하고, 이 정류회로(3)에 제어다이오드(ZD)와 콘덴서(C3)의 정전압회로(4)를 연결하며, 이 정전압회로(4)이 출력단에 DC전원공급부(2)의 출력을 공접하되 역류방지용 다이오드(D7)를 결합하고, 가스누출을 검출하는 외부센서(SG1)출력단에 브릿지 정류회로(BD)와 출력저항(R1, R2)와 출력저항(R1, R2)을 결합하여 가스누출신호 입력부(5)를 형성하여, 상기 가스누출신호 입력부(5)의 출력단을 논리노어게이트(NOR1, NOR2)의 플립플롭(FF1)과 저항(R4), 다이오드(D4) 및 콘덴서(C2)로 이루어진 차단신호부(6)에 논리노어게이트(NOR2)의 일단에 연결하고, 상기 논리노어게이트(NOR2)출력단에 반전용 낸드게이트(NAND1)를 연결하고 논리노어게이트(NOR1)의 출력단엔 저항(R9)을 통하여 부저(BZ)구동용 트랜지스터(Q2)의 베이스에 연결하며, 이 트랜지스터(Q2)와 상기 낸드게이트(NAND1)의 출력단간에 논리낸드게이트(NAND1, NAND2) 및 저항(R5)과 콘덴서(CO)에 의한 시정수를 갖느 발진회로 연결하여 차단경보부(12)를 이루며, 상기 정전압회로(4)출력단에 저항(R10)을 통하여 개폐스위치(SW1)를 연결하되 개방측접점(a)에는 저항(R6)으로써 접지하되, 저항(R6)전단에서 콘덴서(C6)를 통하여 논리노어게이트(NOR3)에 일측으로 입력하고 이 게이트(NOR3)의 타측입력은 상기 논리노어게이트(NOR1)의 출력단에 다이오드(D1) 및 콘덴서(C5)를 통하여 연결하되 양입력단에 각각 접지간 저항(R7, R8)을 연결하고 폐쇄측 접점(b)에는 다이오드(D3)를 경유 상기 다이오드(D1)출력과 공접하여 개폐제어부(7)를 이루되, 상기 개폐제어부(7)의 다이오드(D1, D3)출력단에 출력반전용 논리낸드게이트(NAND4)를 통하여 논리노어게이트(NOR4)에 일측으로 입력하고 동시에 발광다이오드(LED1)에 연결하며, 상기 논리노어게이트(NOR4)의 타측 입력은 상기 논리낸드게이트(NAND3)의 출력단에 연결하여 발광다이오드(LED2)를 연결하여 상기 개폐표시부(13)를 이루어, 상기 개폐제어부(7)의 다이오드(D1, D3) 출력다을 논리낸드게이트(NAND5)의 일측 입력으로 하고, 이 게이트(NAND5)의 출력은 저항(R13)을 경유 모터(M)구동용 직접회로(IC)에 역회전 입력으로 연결하되, 논리낸드게이트(NAND6)에 일측입력으로 연결하고 이 게이트(NAND6) 출력단에 저항(R14)을 경유 사기 직접회로(IC)에 정회전 입력으로 연결하며, 상기 게이트(NAND5, NAND6)의 타측은 상호 공접하여 모터 구동제어부(8)를 이루고, 상기 모터(M)의 과부하 검출을 위하여 상기 정전압회로(4)의 출력에 저항(R15)과 콘덴서(C4)를 접지선간 연결하고, 이 저항(R15)의 입력전위를 접지하는 트랜지스터(Q1)의 베이스를 상기 직접회로(IC)의 접지전위에 접속하여 저항(R16)으로 접지하여 과부하 검출회로(10)를 이루며, 상기 과부하 검출회로(10)의 저항(R15)후단의 출력을 논리낸드게이트(NAND7, NAND8)의 플립플롭(FF2)에 게이트(NAND8)의 일측입력으로 연결하며, 게이트(NAND7)의 일측입력은 상기 개폐제어부(7)의 논리노어게이트(NOR3)의 출력에 접속하여 그 출력을 상기 모터구동제어부(8)의 논리낸드게이트(NAND5, NAND6)의 공접된 타측에 공통입력되도록 연결하는 동시에 저항(R11)을 경우 상기 발광다이오드(LED1, LED2)에 연결하여 된 모터제어신호부(11)로써 결합하여 구성되는 것이다.

여기서 발광다이오드(LED1, LED2)는 각각 미도시된 가스밸브의 개방과 폐쇄 상태를 표시하는 것이고, 미설명부호 F는 퓨즈를 SS는 전압선택스위치를 각각 도시한 것이다.

상술한 바와 같은 기술구성에 의한 본 고안의 효과를 좀더 상세하게 살펴보고자 한다.

본 고안의 AC 또는 DC 전원공급부(1, 2)에 의하여 정전압전원이 형성되면서 각 회로에는 제어전원이 인가되게 된다.

본 고안에 의하면 수동에 의하여 가스밸브 개폐용 모터(M)의 개폐조작과 외부센서에서 입력되는 가스누출신호에 의하여 상기 모터(M)가 자동적으로 폐쇄 조작될 수 있게 되는바, 먼저 수동에 의하여 모터(M)가 개폐조작되는 과정을 설명하고 자동적으로 폐쇄조작되는 것은 후술하기로 한다.

개폐 제어부(7)에 개폐스위치(SW1)를 절체하는 것에 의하여 이 스위치(SW1)를 개방측 접점(a)으로 절체하게 되면 저항(R10)을 경유한 정전압 회로(4)의 정전압 콘덴서(C6)와 저항(R6, R7)에 의하여 순간적인(펄스)하이(이하 'H'라 표현함)레벨의 전위를 논리노어게이트(NOR3)에 일측단으로 입력되게 하고 따라서 이 게이트(NOR3)순간 로우(이하 "L"이라 표현함)레벨의 출력이 모터제어신호부(11)P 논리낸드게이트(NAND7)에 일측으로 입력되어 플립플롭(FF2)은 "H"출력을 발생하게 된다.

여기서 상기 노어게이트(NOR3)의 입력은 입력단 콘덴서(C6)의 전위장벽에 의하여 일순 다시 반전되고 출력로 반전되나 상기 플립플롭(FF2)의 출력을 변화없이 유지된다.

상기 "H"출력으로 모터(M)가 구동되어 가스밸브(미도시)는 개방되게 되는 바 모터구동제어부(8)의 내드게이트(NAND4)는 다이오드(D3)의 출력이 "L"레벨로써 "H"출력되어 저항(R13)을 경유 모터구동용 직접회로(IC)에 인가되고 동시에 낸드게이트(NAND6)에 입력되어 이 게이트(NAND6)의 "L"출력이 저항(R14)을 경유 상기 집적회로(IC)에 인가되어 모터(M)는 구동되게 된다.

이때 상기 다이오드(D3)출력은 개폐표시부(13)의 낸드게이트(NAND4)에서 반전되어 "H"출력되나 발광다이오드(LED1)의 접지단인 플립플롭(FF2)출력단 "H"상태이어서 점등되지 아니하고 모터(M)가 완전히 구동되며 과부하가 걸리게 되어 정지되게 될 때 점등표시치며 이 과정을 후술한다.

결국 모터구동제어부(8)의 낸드게이트(NAND5, NAND6)의 "H" 및 "L"출력으로 모터(M)가 구동되며 이는 가스밸브의 개방을 실현한다.

한편, 상기와 같이 모터(M)가 개방구동되어 가스밸브가 완전히 개방 상태가 되면 모터(M)는 더이상 구동할 수 없는 과부하가 걸리게 된다.

이때 상기 직접회로(IC)의 접지단에 연결된 과부하 검출부(10)의 트랜지스터(Q1)의 베이스 전위는 증가되게 되고 따라서 트랜지스터(Q1)의 턴온되어 저항(R17)의 전위를 정지로 흐르게 하여 저항(R15)의 전위가 떨어져 모터 제어신호부(11)의 플릅플롭(FF2)을 이루는 일측 낸드게이트(NAND8)에 저항(R15)을 통한 입력단을 "L"상태로 만들며 이때 타측 낸드게이트(NAND7)의 입력 또한 상기 노어게이트(NOR3)의 출력이 "H"상태로 입력되어 플립플롭(FF2)의 출력인 내드게이트(NAND7)의 출력은 "L"상태가 된다.

이때 상술한 발광다이오드(LED1)는 접지회로가 형성되어 점등표시되면 이로써 사용자는 가스밸브가 개방상태에 있음을 표시하게 된다. 동시에 상기 낸드게이트(NAND7)의 출력 "L"는 모터구동제어부(8)에 낸드게이트(NAND5, NAND6)의 출력 "H", "H"상태로 만들어 모터(M)의 양측입력을 등전위로 만들어 모터(M)의 구동전원을 차단하게 되는 것이다.

이제, 가스밸브를 수동으로 폐쇄하는 과정을 살펴보자. 사용자의 필요에 의하여 개폐제어부(7)에 개폐스위치(SW1)를 폐쇄측 접점(b)으로 절체하게 되면 저항(R10)을 경유한 회로(4)의 정전압전원이 다이오드(D3)를 통하여 모터구동제어부(8)의 낸드게이트(NAND5)의 일측에 "H"입력되고, 콘덴서(C5)와 저항(R8)에 의하여 순간적인 "H"레벨을 논리노어게이트(NOR3)에 입력되게 하여 이 게이트(NOR3)의 출력은 순간적으로 "L"상태로 되어 모터제어신호부(11)의 낸드게이트(NAN7)의 일측에 입력되어 이 게이트(NAND7)의 출력을 "H"상태로 하게 된다. 따라서 낸드게이트(NAND7)의 "H"출력이 상기 모터 구동제어부(8)의 낸드게이트(NAND5, NAND6)에 각각 입력되어 그 출력이 "L" 및 "H"상태로 저항(R13), (R14)을 각각 경유 모터구동용 직접회로(IC)에 인가되어 모터(M)가 구동되어 가스밸브를 폐쇄시키는 방향으로 작동이 되게 된다.

이후, 전술한 바와 같이 모터(M)가 완전히 폐쇄위치로 구동되면 과부하상태를 검출하는 과부하 검출부(10)에 의하여 상기 모터제어신호부(11)의 플립플롭(FF2)의 출력이 "L"상태로 반전되어 모터(M)는 정지되게 된다.

이때 전술한 개폐스위치(SW1)의 다이오드(D3)출력은 개폐표시부(13)에 형성된 낸드게이트(NAND4)에 "H"입력되고 반전되며 "L"출력되어 발광다이오드(LED1)의 전워은 차단되는 동시에 노어게이트(NOR4)에 일단에 입력되어 이 게이트(NOR4)의 "H"출력으로 상기 플립플롭(FF2)의 점지위로 발광다이오드(LED2)를 전등시켜 가스밸브가 폐쇄 상태에 있음을 표시하여 주게 된다.

여기서 상기 발광다이오드(LED1, LED2)는 모터(M)구동중에는 접지단지 플립플롭(FF2)의 전위가 "H"상태이므로 점등되지 못하게 되고 모터(M)의 정지 후에만 점등이 가능하다. 즉 이는 모터(M)가 단선등의 고정이 발생하며 계속점등치 못하고 단락이 발생하면 계속 점등되어 있어 개폐스위치(SW1)을 작동하면서 상기 발광 다이오드의 상태를 관찰하므로써 모터(M)의 이상 유무를 확인할 수 있는 효과를 갖게 되므로써 실제로 모터가 가스밸브를 개폐하였는지를 정확하게 알 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 개폐스위치(SW1)의 수동조작에 따라서 모터(M)의 가스밸브를 개폐하는 과정을 상세히 살펴보왔으며 이를 참조하여 가스누출에 따른 자동폐쇄과정을 살펴보며 다음과 같다.

가스누출을 검출하는 센서는 본 고안의 외부에서 입력되고 가스누출신호입력부(5)에 SG가 가스누출을 검출하는 센서이다. 이때 상기 개폐스위치(SW1)는 개방측 접점(a)에 절체되어 있어 가스밸브를 개방하여 가스를 사용하는 상태에서 진행되게 된다.

즉, 가스사용중 상기 센서(SG)가 가스누출을 검출하게 되면 이 센서(SG)출력은 차단신호부(6)에 플립플롭(FF2)에 노어게이트(NOR2)에 일측에 "H"입력되어 노어게이트(NOR1)의 출력을 "H"상태로 되게 된다. 이 "H"출력은 개폐제어부(7)의 다이오드(D1)의 경유 전술한 바와 같이 콘덴서(C5)와 저항(R8)에 인가되어 노어게이트(NOR3)에 순간 "L"출력을 유발하고 이로써 모터제어 신호부(11)과 모터구동제어부(8)을 통하여 모터(M)를 가스밸브 폐쇄방향으로 구동되게 하여 가스를 차단하는 것이다. 이때 가스밸브의 개방을 표시하는 발광 다이오드(LED1)은 소등되게 된다.

동시에 가스가 누출되었음을 경보하기 위하여 상기 노어게이트(NOR1)의 "H"출력을 차단경보부(12)의 부저(BZ)가 구동이 경보음을 발생하며 상기 다이오드(D1)을 경유한 "H"출력이 낸드논리회로(NAND4)에서 발전되어 노어게이트(NAND4)를 통하여 가스밸브의 폐쇄를 표시하는 발광다이오드(LED2)를 점등되게 된다.

이때 상기 플립플롭(FF1)의 노어게이트(NOR2)출력은 "L"상태로써 낸드게이트(NAND1)에서 발전되어 "H"출력을 낸드게이트(NAND2, NAND3)와 저항(R5) 콘덴서(CO)를 갖는 발진회로에 인가하여 낸드게이트(NAN3)의 출력이 "H", "L"의 연속반전이 되고 이로써 상기 트랜지스터(Q1)과 노어게이트(NOR4)를 발진주기로 제어하여, 부저(BZ)과 발광다이오드(LED2)를 단속음과 점멸상태로 제어하게 되어 가스누출을 경보하게 되는 것이다.

이 경보상태는 센서(SG)출력이 사라질 때까지 유효하며 모든 위험요소를 배제하고 가스를 재사용하고자 할 때 개폐스위치(SW1)를 폐쇄측 접점(b)로 옮겼다가 다시 개방측 접점(a)으로 절체하여 주면 모든 회로가 리셋되어 가스밸브를 개방되도록 모터(M)가 구동되어 될 수 있다.

이상에서 상세하게 살펴본 바와 같이 본 고안은 논리회로로 구성되어 노이즈에 의한 영향을 받지 아니하여 안정된 동작을 할 수 있게 되며 회로구성상 종래의 기술에 의한 제조원가 부담을 극감하여 매우 경제적이며 가스밸브를 개폐하는 모터의 이상유무를 알 수 있도록 개폐쇼시부를 이룸으로써 실제로 밸브가 개폐되었는가를 정확하게 알 수 있어 유사시(고장시) 사용자가 직접 가스밸브를 개폐할 수 있어 개폐장치의 생명인 신뢰성이 향상되며 DC전원이 마련되어 있어 정전시에도 동작이 가능한 등의 우수한 효과를 갖는 매우 실용적인 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 가스누출을 검출하는 센서와 이 센서로 가스밸브 개폐용 모터를 구동제어하는 가스밸브 자동개폐장치에 있어서, 110/220V 겸용의 트랜스(T)를 포함하는 AC전원공급부(1)의 출력단에 전파정류용 다이오드(D5, D6) 및 콘덴서(C1)로 이루어지는 정류회로(3)를 연결하고, 이 정류회로(3)에 제어다이오드(ZD)와 콘덴서(C3)의 정전압회로(4)를 연결하며, 이 정전압회로(4)의 출력단에 DC전원공급부(2)의 출력을 공접하되 역류방지용 다이오드(D7)를 결합하고, 가스누출을 검출하는 외부센서(SG)출력단에 브릿지 정류회로(BD)와 출력저항(R1, R2)을 결합하여 가스누출신호 입력부(5)를 형성하여, 상기 가스누출신호 입력부(5)의 출력단을 논리노어게이트(NOR1, NOR2)의 플립플롭(FF1)과 저항(R4), 다이오드(D4) 및 콘덴서(C2)로 이루어진 차단신호부(6)에 논리노어게이트(NOR2)의 일단에 연결하고, 상기 논리노어게이트(NOR2)출력단에 반전용 낸드게이트(NAND1)를 연결하고 논리노어게이트(NOR1)의 출력단엔 저항(R9)을 통하여 부저(BZ)구동용 트래지스터(Q2)의 베이스에 연결하며, 이 트랜지스터(Q2)와 상기 낸드게이트(NAND1)의 출력단간에 논리낸드게이트(NAND1, NAND2) 및 저항(R5)과 콘덴서(CO)에 의한 시정수를 갖는 발진회로 연결하여 차단경보부(12)를 이루며, 상기 정전압회로(4)출력단에 저항(R10)을 통하여 개폐스위치(SW1)를 연결하되 개방측접점(a)에는 저항(R6)으로써 접지하되, 저항(R6)전단에서 콘덴서(C6)를 통하여 논리노어게이트(NOR3)에 일측으로 입력하고 이 게이트(NOR5)의 타측입력은 상기 논리노어게이트(NOR1)의 출력단에 다이오드(D1) 및 콘덴서(C5)를 통하여 연결하되 양입력단에 각각 접지간 저항(R7, R8)을 연결하고 폐쇄측 접점(b)에는 다이오드(D3)를 경유 상기 다이오드(D1)출력과 공접하여 개폐제어부(7)를 이루되, 상기 개폐제어부(7)의 다이오드(D1, D3)출력단에 출력반전용 논리낸드게이트(NAND4)를 통하여 논리노에게이트(NOR4)에 일측으로 입력하고 동시에 발광다이오드(LED1)에 연결하며, 상기 논리노어케이트(NOR4)에 타측 입력은 상기 논리낸드게이트(NAND3)의 출력단에 연결하여 발광다이오드(LED2)를 연결하여 개폐표시부(13)를 이루어, 상기 개폐제어부(7)의 다이오드(D1, D3) 출력단을 논리낸드게이트(NAND5)의 일측 입력으로 하고, 이 게이트(NAND5)의 출력은 저항(R13)을 경유 모터(M)구동용 직접회로(IC)에 역회전 연결하되, 논리낸드게이트(NAND6)에 일측입력으로 연결하고 이 게이트(NAND6) 출력단에 저항(R14)을 경우 상기 직접회로(IC)에 정회전 입력으로 연결하며, 상기 게이트(NAND5, NAND6)의 타측은 상호 공접하여 모터 구동제어부(8)를 이루고, 상기 모터(M)의 과부하 검출을 위하여 상기 정전압회로(4)의 출력에 저항(R15)과 콘덴서(C4)를 접지선간 연결하고, 이 저항(R15)의 입력전위를 접지하는 트랜지스터(Q1)의 베이스를 상기 집적회로(IC)의 접지전위에 접속하여 저항(R16)으로 접지하여 과부하 검출회로(10)를 이루며, 상기 과부하 검출회로(10)의 저항(R15)후단의 출력을 논리낸드게이트(NAND7, NAND8)의 플립플롭(FF2)에 게이트(NAND8)의 일측입력으로 연결하며, 게이트(NAND7)의 일측입력은 상기 개폐제어부(7)의 논리노어게이트(NOR3)의 출력에 접속하여 그 출력을 상기 모터구동제어부(80의 논리낸드게이트(NAND5, NAND6)의 공접된 타측에 공통입력되도록 연결하는 동시에 저항(R11)을 경우 상기 발광디이오드(LED1, LED3)에 연결하여 된 모터제어신호부(11)로써 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스밸브자동개폐장치.