KR101672011B1 - 가스 센싱 장치 - Google Patents

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유종근
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Abstract

본 발명은 가스 센싱 장치을 제공한다. 본 발명의 일 측면에 따른 가스 센싱 장치는 복수의 가스감지구역으로부터　발생된 가스가 유입될 수 있도록 상기 가스감지구역에 설치된 유입관을 포함하는 가스유입부, 내주면에 상기　가스유입부가 설치되고, 일부분이 개방된 개방부를 포함하되,　상기 개방부가 상기 유입관과 선택적으로 중첩될 수 있도록 회전하는 회전부, 상기 회전부와 결합하여 상기 개방부로부터 유입된 상기 가스를 배출경로로 가이드하는 가스배출부 및 상기 가스배출부로부터 배출되는 상기 가스를 감지하고 감지신호를 출력하는 센서부를 포함한다.

Description

가스 센싱 장치{GAS SENSING DEVICE}
본 발명은 가스 센싱 장치에 관한 것이다.
가스 센싱 장치는 가스를 검출하는 기기로서, 기체 중에 함유된 특정 화학물질을 검지하여 그 농도를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 장치이다.
가스가 에너지원으로 이용되기 시작하면서, 가스를 사용하는 작업장, 가정 등에서, 누출에 따른 인적 재산적 피해가 잇따르고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 가스 센싱 장치를 작업장 또는 가정 등에 설치하고, 가스 센싱 장치에 의해 가스가 감지되는 경우 가스의 누출을 차단하여 가스 누출에 따른 피해를 최소화하고 있다.
다만, 다수의 작업장에 가스의 누출여부를 검출하기 위해서는 작업장의 수만큼 가스센서를 각각 설치하여 하여야 하므로, 설치에 따른 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 다수의 가스 센서의 이상 유무를 확인하기 위해서는 다수의 가스 센서 모두를 검사하여야 하므로 유지보수가 용이하지 않은 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0047334호 (2010.05.07)
본 발명은 단일의 가스센서를 사용하여 복수 지역의 가스를 감지할 수 있는 가스 센싱 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 가스 센싱 장치는 복수의 가스감지구역으로부터　발생된 가스가 유입될 수 있도록 가스감지구역에 설치된 유입관을 포함하는 가스유입부; 내주면에 가스유입부가 설치되고, 일부분이 개방된 개방부를 포함하되,　개방부가 유입관과 선택적으로 중첩될 수 있도록 회전하는 회전부; 회전부와 결합하여 개방부로부터 유입된 가스를 배출경로로 가이드하는 가스배출부; 및 가스배출부로부터 배출되는 가스를 감지하고 감지신호를 출력하는 센서부를 포함한다.
가스 센싱 장치는 유입관과 연결되어 유입관 내부로 가스가 유입되도록 흡입력을 제공하는 흡입펌프를 더 포함할 수 있다.
가스 센싱 장치는 센서부에서 출력된 감지신호를 전달받아 경보 신호를 발생하는 경보발생부를 더 포함할 수 있다.
가스 센싱 장치는 설정값에 따라 회전부의 회전속도를 제어하여, 개방부의 위치정보를 도출하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
가스 센싱 장치는 센서부로부터 출력된 감지신호 및 제어부로부터 개방부의 위치정보를 제공받아 실시간으로 가스의 누출정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단일의 가스센서를 사용하여 복수 지역에서 가스를 감지할 수 있는 가스 센싱 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 가스감지구역에 설치된 가스 센싱 장치의 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치에서 주요구성의 결합상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치에서 주요구성의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치에서 회전부의 회전에 따른 개방부의 위치변화를 나타낸 도면이다.
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, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 가스 센싱 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 복수의 가스감지구역에 설치된 가스 센싱 장치(100)의 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치(100)에서 주요구성의 결합상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치(100)에서 주요구성의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 가스 센싱 장치(100)은 가스유입부(10), 회전부(20), 가스배출부(30), 센서부(40), 흡입부(50), 경보발생부(60), 제어부(70) 및 디스플레이부(80)를 포함한다.
가스유입부(10)는 복수의 가스감지구역(gas sensing area)으로부터　발생된 가스가 유입될 수 있도록 상기 가스감지구역에 설치된 유입관(5)을 포함할 수 있다.
복수의 가스감지구역(gas sensing area)으로부터 발생된 가스가 유입될 수 있도록 각각의 가스감지구역마다 각각 설치되는 유입관(5)으로 이루어질 수 있다.
가스유입부(10)는 복수의 가스감지구역(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ..) 각각 마다 유입관(5)이 각각 설치되므로, 유입관(5)의 개수는 가스감지구역의 개수와 대응되도록 설치될 수 있으며 면적이 넓은 가스감지구역에서는 가스감지구역이 분리되어 있지 않아도 이격된 공간에 복수의 유입관(5)이 설치될 수 있다.
면적이 넓은 단일의 가스감지구역에 유입관(5)이 복수로 설치되면 환기가 잘 되지 않는 구역에서 가스 누출 시 가스의 감지 비율을 보다 높일 수 있다.
각각의 가스감지구역에 설치된 유입관(5)은 회전부(20)의 내주면에 접하도록 회전부(20)의 내부에 각각의 유입관(5)들이 수렴되어 설치된다.
가스유입부(10)는 센서부(40)의 근접위치에 도달하도록 유입관(5)이 설치될 수 있으며, 유입관(5)은 감지가 필요한 가스의 종류에 따라 부식성, 내구성 등을 고려하여 금속 또는 합성수지 등 다양한 재료가 선택될 수 있다.
회전부(20)는 내주면에 상기　가스유입부가 설치되고, 일부분이 개방된 개방부를 포함할 수 있으며, 개방부(15)가 유입관(5)과 선택적으로 중첩될 수 있도록 회전할 수 있다.
회전부(20)는 구동수단을 포함할 수 있으며, 구동수단과 결합하여 일정한 속도로 회전할 수 있다.
회전부(20)는 일부분이 개방된 개방부(15)를 포함하고, 복수의 유입관(5)으로 이루어진 가스유입부(10)의 주변을 순차적으로 회전하면서 각각의 유입관(5)으로부터 개방부(15)에 가스가 유입될 수 있다. 구체적으로, 회전부(20)는 개방부(15)가 가스유입부(10)를 중심으로 회전하면서 유입관(5)과 선택적으로 연결되어, 연결된 곳으로 가스가 유입될 수 있다.
가스가 유입되기 위해서는 마찬가지로 가스유입부(10)의 각각의 유입관(5)은 개방된 일면이 형성되어 가스를 회전부(20)의 개방부(15)로 유출시킬 수 있다.
반면, 회전부(20)의 개방부(15)를 제외한 부분은 선택적으로 가스를 유입시키기 위해 폐쇄되어 있다.
개방부(15)는 특정의 유입관(5)만 탐지할 수 있도록 유입관(5)과 접하는 부분의 넓이가 유입관(5)의 직경 미만으로 형성되는 것이 바람직하며, 개방부(15)의 회전속도는 필요에 따라 다르게 제어될 수 있다.
가스배출부(30)는 회전부(20)와 결합하여 개방부(15)로부터 유입된 가스가 배출되도록 가스를 배출경로로 가이드할 수 있다. 가스배출부(30)는 회전부(20)의 일부에 개방부(15)가 형성된 것과 달리 개방부(15)가 회전하는 경로 마다 발생되는 가스를 모두 탐지할 수 있도록 내부에 가스 이동 경로가 형성되어 있다.
가스배출부(30)는 가스가 외부로 배출될 수 있도록 배출구(35)를 포함하고, 배출구(35) 주변에 센서부(40)가 설치되어 센서부(40)가 배출되는 가스의 성분을 측정하도록 수 있다.
센서부(40)는 가스의 종류 및 농도에 따라 가스를 감지할 수 있는 수단으로, 가스 배출 경로에 설치되어 가스배출부(30)로부터 배출되는 가스를 감지하고 감지신호를 출력할 수 있다. 센서부(40)는 가스배출부(30)의 배출구(35) 주변에 설치될 수 있으며, 복수로 설치될 수 있다. 여기서 복수의 센서부(40)가 설치되는 것은, 가스감지구역에 각각 설치되는 의미는 아니며 가스 종류에 따른 센서를 달리하여야 할 경우 센서 자체의 흡입력을 이용하여 복수의 센서를 병렬로 연결하여 설치되는 것을 의미한다.
구체적으로, 센서부(40)는 가스의 종류 또는 농도에 따라 다양한 종류의 센서가 사용될 수 있으며, 접촉 연소식 센서, 반도체 센서, 세라믹 가스 센서 등 다양한 종류의 가스센서가 포함될 수 있다.
흡입부(50)는 유입관(5)과 연결되어 유입관(5) 내부로 가스가 유입되도록 흡입력을 제공할 수 있다. 흡입부(50)는 유입관(5)에 유입되는 가스의 양을 보다 빠르게 증가시켜 가스의 누출 여부를 보다 신속하게 확인할 수 있다.
흡입부(50)는 가스가 환기가 잘되지 않는 구역에 공기의 움직임이 정체되어 가스가 누적되어 있는 경우 공기의 흐름을 원활하게 하여 가스가 유입관(5)으로 확산되는 속도를 증가시킬 수 있다.
흡입부(50)는 흡입펌프, 송풍기 등이 포함될 수 있다.
더 나아가, 흡입부(50)는 가스배출부(50)에 가스가 배출되는 부분에 설치되어, 가스배출부(50)로 유입되는 가스의 유입속도를 보다 빠르게 할 수 있다.
따라서, 가스배출부(50) 내부에서 가스가 정체되는 시간을 단축시켜 보다 보다 정확하게 가스가 유출되는 유입관(5)의 위치를 감지할 수 있다.
경보발생부(60)는 센서부(40)에서 출력된 감지신호를 전달받아 경보 신호를 발생할 수 있으며, 음향 또는 시각적으로 경보음을 발생하거나 빛을 발생시켜 주변에 위험 상황을 인지시킬 수 있다.
제어부(70)는 설정값에 따라 회전부의 회전속도를 제어하여, 개방부(15)의 위치를 위치정보를 도출할 수 있다. 개방부(15)의 위치정보는 특정시간에 개방부(15)와 접하여 있는 유입관(5)에 대한 정보이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치에서 회전부(20)의 회전에 따른 개방부(15)의 위치변화를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하여, 회전부(20)의 본 발명의 가스 센싱 장치(100)가 복수의 지역으로부터 가스를 탐지하는 방법을 설명한다.
제어부(70)가 회전부(20)의 각속도를 1π/5 (rad/s) 로 설정하고, 내부에 회전부(20)와 10개의 유입관(A1, A2, A3...A10)이 접하여 있다고 가정하면, 회전부(20)는 1초에 1개의 유입관(5)을 탐지할 수 있다.
복수의 유입관(5) 중 어느 하나를 기준점으로 설정한 후 각속도에 경과시간을 곱하면, 시간 경과에 따른 유입관(5)의 위치를 확인할 수 있다.
구체적으로 회전부(20)의 각속도를 1π/5 (rad/s) 로 설정하고, 가스감지구역(Ⅰ)에 설치된 유입관(5) 관 중 회전부(20)가 정지한 상태에서 개방부(15)가 접하여 있는 유입관(A1)을 기준점으로 설정할 수 있다.
회전부(20)가 정지한 상태에서 개방부(15)가 접하여 있는 유입관(A1)을 기준점으로 설정한 후 5초의 시간 경과된 시점에서 가스가 감지되면, 개방부(15)가 유입관(A1)으로부터 5번째로 접한 유입관(A6)에서 가스가 누출된 것을 유추할 수 있으며, 유입관(A6)이 설치되어 있는 가스감지구역(Ⅵ)에서 가스가 누출된 것을 확인할 수 있다.
반면, 회전부(20)의 속도는 rpm 값으로 설정될 수도 있다. 마찬가지로, 회전부(20)가 회전을 진행한 후 경과한 시간을 측정하여 가스가 누출된 유입관(5)을 유입관을 유추할 수 있다.
결과적으로, 회전 각속도를 설정하고, 가스가 감지되는 시점까지 회전부(5)가 동작한 시간을 측정하여 가스가 유입되는 유입관(5)의 위치 정보를 획득할 수 있다.
디스플레이부(80)는 센서부(40)로부터 출력된 감지신호 및 제어부(70)로부터 개방부(15)의 위치정보를 제공받아 실시간으로 가스의 누출정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(80)가 가스의 누출정보를 실시간으로 제공하여 가스감지구역으로부터 관리자가 원격에서 가스의 누출 정보를 관리감독을 할 수 있다. 더 나아가, 센서부(40)로부터 출력된 감지신호는 개인이 소지하고 있는 정보 단말기 등에도 제공되어 관리자의 위치에 관계없이 실시간으로 가스의 누출 정보를 제공받을 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치(100)는 경보발생부(60)에 경보가 발생됨과 동시에 가스감지구역에 유입되는 가스가 차단되는 수단을 더 포함할 수 있으며, 가스감지구역에 유입되는 가스가 차단됨으로써 보다 직접적으로 가스의 누출로 인한 피해를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치(100)는 단일의 가스센서를 이용하여 복수의 감지지역을 감지할 수 있는 효과가 있다. 비교적 고가의 센서부(40)를 다수로 사용하지 않고, 단일의 센서부(40)를 사용함으로써, 비용을 절감할 수 있으며, 다수의 신호를 취합하지 않고, 신속하게 가스발생구역을 도출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치(100)는 단일의 센서부(40)의 작동 여부만 점검하여 유지 보수 등 관리가 용이하며, 관리자가 관리하기 편리한 장소에 설치될 수 있어 공간에 제약을 받지 않고 다양한 작업장에 설치될 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센싱 장치(100)는 단일의 센서부(40)를 사용함으로써, 센서의 양이 증가함에 따른 통신장애의 위험성 및 배선의 증가에 따른 중량 증가 등을 최소화 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
5: 유입관 10: 가스유입부
15: 개방부 20: 회전부
30: 가스배출부 40: 센서부
50: 흡입부 60: 경보발생부
70: 제어부 80: 디스플레이부
100: 가스 센싱 장치

Claims (5)

  1. 복수의 가스감지구역으로부터　발생되는 가스가 유입될 수 있도록 상기 가스감지구역에 각각 설치된 복수의 유입관을 포함하는 가스유입부;
    내주면에 상기　가스유입부가 설치되고, 일부분이 개방된 개방부를 포함하되,　상기 개방부가 상기 유입관과 선택적으로 중첩될 수 있도록 상기 유입관을 순차적으로 회전하는 회전부;
    상기 회전부와 결합하여 상기 개방부로부터 유입된 상기 가스를 배출경로로 가이드하는 가스배출부;
    상기 가스배출부로부터 배출되는 상기 가스를 감지하고 감지신호를 출력하는 센서부; 및
    상기 복수의 유입관의 일측에 연결되어 상기 복수의 유입관 내부로 상기 가스가 유입되도록 흡입력을 제공하는 흡입펌프;를 포함하는 가스 센싱 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서부에서 출력된 상기 감지신호를 전달받아 경보 신호를 발생하는 경보발생부;를 더 포함하는 가스 센싱 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    설정값에 따라 회전부의 회전속도를 제어하여, 개방부의 위치정보를 도출하는 제어부;를 더 포함하는 가스 센싱 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서부로부터 출력된 감지신호 및 상기 제어부로부터 상기 유입관의 위치정보를 제공받아 실시간으로 상기 가스의 누출정보를 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하는 가스 센싱 장치.
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