(57)【要約】【課題】本発明には、ガス機器のガス供給経路上において、ガス漏れを防止し、ワンタッチによるＯＮ／ＯＦＦ機能及びガス使用終了時における自動閉鎖機能を有することによって利便性及び安全性が確保されたデジタルガス弁用安全装置が開示されている。デジタルガス弁用安全装置は、ガス供給経路上において弁の周りに提供される管状胴体と、胴体内部に提供される加熱手段と、胴体内部においてガス供給経路上における加熱手段の前方及び後方にそれぞれ提供される温度センサとを含むガス流量感知部；ガス流量感知部が測定したガス流量に対する信号の入力を受けて弁の開閉を決定する制御信号を発生する制御部；及び、制御部から制御信号を受けて弁を開閉する作動部；を含む。本発明によれば、感知されたガス流量を用いて、ガス機器のガス使用中止の有無、不注意な放置又は長時間使用の有無、及びガス漏れの有無を判断して自動で弁を閉じることによって、ガス事故を予防し、ユーザーに利便性を提供できる。【選択図】図１
2010530940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス機器のガス供給経路上に設けられたデジタルガス弁用安全装置において、
ガス供給経路上において上記弁の周りに提供される管状胴体と、上記胴体の内部に提供される加熱手段と、上記胴体の内部においてガス供給経路上における上記加熱手段の前方及び後方にそれぞれ提供される温度センサとを含むガス流量感知部；
上記ガス流量感知部が測定したガス流量に対する信号の入力を受けて上記弁の開閉を決定する制御信号を発生する制御部；及び
上記制御部から制御信号を受けて上記弁を開閉する作動部；を含むことを特徴とするデジタルガス弁用安全装置。
【請求項２】
上記加熱手段及び上記温度センサは、一定の間隔で配置され、全て上記ガス流量感知部の内部でガスに露出するように提供されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項３】
上記加熱手段及び上記温度センサは、全てガス供給経路上における上記弁の前方に配置されることを特徴とする請求項２に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項４】
上記加熱手段及び上記温度センサは、全てガス供給経路上における上記弁の後方に配置されることを特徴とする請求項２に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項５】
ガス供給経路上における上記加熱手段の前方の上記温度センサと上記加熱手段との間の間隔は、上記加熱手段の後方の上記温度センサと上記加熱手段との間の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項６】
上記加熱手段及び上記温度センサは、全て上記ガス流量感知部の内部でガスに露出するように提供されることを特徴とする請求項５に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項７】
上記温度センサのうちガス供給経路上の最前方に配置されるセンサは、上記ガス流量感知部の壁面に埋没されることを特徴とする請求項５に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項８】
上記加熱手段及び上記温度センサは、全てガス供給経路上における上記弁の前方に配置されることを特徴とする請求項６又は７に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項９】
上記加熱手段及び上記温度センサは、全てガス供給経路上における上記弁の後方に配置されることを特徴とする請求項６又は７に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１０】
上記温度センサのうちの一つはガス供給経路上における上記弁の前方に配置され、上記加熱手段及び上記温度センサのうちの残りのセンサはガス供給経路上における上記弁の後方に配置されることを特徴とする請求項６又は７に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１１】
上記制御部は、
上記弁が開いた直後の最初のガス流量の信号値を、ガスが流れない状態の時の予め設定された基準値と比較して、上記弁外部へのガス漏れを感知し、ガス漏れが感知される場合は、警告信号と共に上記弁を閉じる制御信号を上記作動部に送信することを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１２】
上記制御部は、
ユーザーが外部から命令を入力する場合にガス漏れ感知作動を実行することを特徴とする請求項１１に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１３】
上記制御部は、
上記ガス流量感知部の内部で流れていたガスが止まれば、予め設定された待機時間ｔ２が経過した後、上記弁を閉じる制御信号を上記作動部に送信することを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１４】
上記制御部と信号交換可能に連結され、上記ガス機器の使用時間ｔ４をユーザーが調整できる使用時間設定部；及び
設定された使用時間ｔ４をユーザーが視認できる文字表示部；を更に含み、
設定された使用時間ｔ４が完了すれば、上記制御部は上記弁を閉じる制御信号を上記作動部に送信することを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１５】
上記制御部は、
上記ガス流量感知部の内部のガス流量に、予め設定された安全放置時間ｔ１間変化がない場合は、一定時間警告信号を発生した後、上記弁を閉じる制御信号を上記作動部に送信することを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１６】
上記安全放置時間ｔ１は、
上記ガス機器の火力により異なって自動設定されることを特徴とする請求１５に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１７】
上記制御部と信号交換可能に連結され、周囲の温度を感知する温度感知部を更に含み、上記制御部は、上記温度感知部によって感知された温度が予め設定された基準温度以上である場合は、上記弁を閉じる制御信号を上記作動部に送信した後、警告信号を発生することを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１８】
上記制御部と信号交換可能に連結される地震感知手段を更に含み、上記制御部は、上記地震感知手段により予め設定された基準値以上の振動が感知された場合は、上記弁を閉じる制御信号を上記作動部に送信した後、警告信号を発生することを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項１９】
上記弁の一側に提供される磁石；及び
上記磁石の位置によって上記弁の開放状態又は閉鎖状態を感知するために上記制御部に提供されるホールセンサ；を更に含むことを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項２０】
上記制御部と信号交換可能に連結され、上記制御部、上記ガス流量感知部及び上記作動部にそれぞれ電源を供給する電源部を更に含むことを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項２１】
上記電源部は、
上記制御部、上記ガス流量感知部及び上記作動部と電気的に連結された端子；及び
上記端子に接触するバッテリ；を含むことを特徴とする請求項２０に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【請求項２２】
上記制御部は、
上記バッテリ電圧を検出して上記バッテリの寿命を判断し、上記バッテリ電圧が設定値以下である場合は、寿命が尽きたものと判断して交換又は充電誘導のための警告信号を発生することを特徴とする請求項２１に記載のデジタルガス弁用安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス機器の使用時におけるガス漏れの危険や事故発生を防止し、ユーザーの利便性を大きく改善するために、ガス機器の弁を自動開閉可能にしたデジタルガス弁用安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭や事業所では、飲食物の調理又は暖房のために、液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）などのガスを原料とするガスレンジ、ガスオーブン機、ガスボイラーのようなガス機器をよく使用する。
【０００３】
このようなガス機器は、屋外ガスボンベや公共のガス配管に連結されてガスの供給を受け、ガス機器と屋外ガスボンベ又はガス配管との間には弁が設けられる。
【０００４】
ガス機器を使用しようとする場合、ユーザーは弁を開いてガス機器にガスを供給する。また、ガス機器の使用が完了すれば、ユーザーは弁を閉じてガスの供給を遮断することにより、ガス漏れを予防する。しかし、使用上の煩わしさのため、弁を常に開放状態にしたままガス機器を使用する場合が多く、ガス漏れの危険からの回避が困難であった。更に、ユーザーが再使用しようとする場合、常に弁を手動で開閉する煩わしさがあった。このように、現在の機械式ガス弁の場合は、ガスの遮断がユーザーによってのみなされるため、ガス漏れの危険が常に存在するという問題点がある。
【０００５】
このような危険の防止及びユーザーの利便性のために、ガス機器の使用が中断されると、ガス弁を自動閉鎖するようにした装置が開発されている。よって、本出願人は大韓民国特許出願第２００６−３５４３２号に中間弁安全ロック装置を開示した。
【０００６】
添付図面のうちの図１６及び図１７には、本出願人により出願された中間弁安全ロック装置が示されている。
【０００７】
図１６及び図１７を参照するに、中間弁安全ロック装置５００は、ガス流れ感知部、制御部５４０、作動部６００、固定部５６０及び電源部５７０を含んでいる。
【０００８】
ガス流れ感知部は、ダクト５２０及びセンサ部５３０を含む。ダクト５２０は、連結部材５１３により、ガス供給経路上における弁５１０の下端に結合されている。センサ部５３０は、ダクト５２０の内部の相異なる断面積を有する２箇所の圧力を測定してガス流れを感知し、制御部５４０と信号交換可能に連結されている。
【０００９】
制御部５４０は、センサ部５３０から送信されるガス流れに対する入力信号を用いて、ガス使用中止の有無、不注意な放置の有無、ガス漏れの有無を判断して弁５１０の閉鎖時期を決定し、弁５１０を閉じるよう制御する。制御部５４０は、弁５１０が開くと、電源部５７０から電源の供給を受けて制御を始め、弁５１０が閉じると共に電源の供給が中断されるまで、ガスの流量を周期的に監視する。制御部５４０は、センサ部５３０、作動部６００、電源部５７０、温度感知部及び長期使用設定部５９０と信号交換可能に連結されている。
【００１０】
制御部５４０は、電源部５７０のバッテリ５７２の寿命を判断してユーザーに交換時期を警告信号で知らせ、温度感知部によって外部の温度が基準温度以上と感知された場合は、警告信号で知らせ、長期使用設定部５９０で設定された時間が過ぎた後、弁５１０を閉じるように制御している。制御部５４０は、警告音やＬＥＤ５５１などによりユーザーに警告信号を送信する。
【００１１】
作動部６００は、本体フレーム６１０、作動レバー６２０、レバースプリング６２１、ロックレバー６３０及びロック解除部６４０を含んでいる。
【００１２】
本体フレーム６１０は、作動部６００の構成要素を支持しており、本体フレーム６１０の前面にはカバー６１１が結合されている。本体フレーム６１０及びカバー６１１には、作動レバー６２０が通過するように、通過ホール６１２、６１３がそれぞれ形成されている。
【００１３】
作動レバー６２０は弁５１０のキー５１１に嵌合され、作動レバー６２０の回転操作により弁５１０が開閉される。作動レバー６２０の回転ノブ６２２は、カバー６１１の通過ホール６１３を通って外部へ露出し、固定部６２４は、本体フレーム６１０の通過ホール６１２を通って弁５１０のキー５１１に嵌められている。
【００１４】
レバースプリング６２１は、作動レバー６２０の外周に提供され、弾性力によって弁５１０を閉鎖状態に維持する役割をしている。
【００１５】
ロックレバー６３０は、作動レバー６２０の回転半径の間に設置され、作動レバー６２０の回転を制約する。ロックレバー６３０の一端部はヒンジ軸６３１として本体フレーム６１０に結合され、他端部６３４は自由端である。ヒンジ軸６３１にはヒンジスプリング６３２が提供される。
【００１６】
ロック解除部６４０は、制御部５４０の弁閉鎖信号によりロックレバー６３０を回転させて弁５１０を閉じる。ロック解除部６４０は、プッシュブロック６５０及びソレノイド６６０を含んでいる。
【００１７】
プッシュブロック６５０の一端にはプッシュスプリング６５１が提供され、他端には加圧部６５３が提供され、上記加圧部６５３がロックレバー６３０の突出部６３３と対面している。プッシュブロック６５０の中央部下端には、ソレノイド６６０のプランジャ６６１が挿入される固定溝６５２が提供されている。
【００１８】
ソレノイド６６０のプランジャ６６１には、プランジャスプリング６６２が設けられ、プランジャ６６１を弾持している。
【００１９】
手動解除ピン６７０は、上端部がカバー６１１の外部へ露出し、下端部６７１が、ロックレバー６３０に形成された解除ピン挿入溝６３５に挿入固定されている。ユーザーは、手動解除ピン６７０を操作して弁５１０を手動で閉鎖できる。
【００２０】
一方、固定部５６０と本体フレーム６１０には、弁５１０の六角形周り部５１２を受容するための受容溝５６２、６１４がそれぞれ提供されている。また、固定部５６０には、電源部５７０の電源ケース５７１が結合される四角形の着脱溝５６３が提供される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかし、このような中間弁安全ロック装置には、ガスが極少量流れる場合はガスの流れを感知できないという技術的限界の問題点がある。即ち、中間弁安全ロック装置に差圧式流量センサを適用する場合は、ガス機器の最小のガス流量を感知できなかった。
【００２２】
また、従来の中間弁安全ロック装置には、外部温度の変化によってガス流量の測定値が実際とは異なって示されるという問題があった。即ち、外部温度の変化によって基準値が変動するが、これを補正して反映できないため、ガス流量に変化がなくても、その測定値の出力に誤りが生じたのである。
【００２３】
また、従来の中間弁安全ロック装置は、センサのサイズが大きくて設置位置に限界があったことから、製品機能の拡張性、設置の容易性及び設計の柔軟性に制約があった。よって、様々な機能を有する補助安全装置の搭載も困難であるとの問題点があった。
【００２４】
本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の第一の目的は、ガス供給経路で極少量のガス流量でも感知することによって、ガス漏れの危険やユーザーによるミスの発生を回避できるデジタルガス弁用安全装置を提供することにある。
【００２５】
本発明の第二の目的は、外部温度、使用火力などの多様な外部変化要因の影響を受けることなくガス流量を精密に測定することによって、使用上及び安全上の問題を防止するためのデジタルガス弁用安全装置を提供することにある。
【００２６】
本発明の第三の目的は、ガス流量感知手段のサイズ及び設置制約の問題を解消することにより、製品機能の拡張性、設置の容易性及び設計の柔軟性を通して生産性と費用節減を確保することができるデジタルガス弁用安全装置を提供することにある。
【００２７】
本発明の第四の目的は、遠隔制御及び地震感知などの多様な付加機能を採用することによって、ユーザーに利便性を提供するためのデジタルガス弁用安全装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記の目的を達成するための本発明によるデジタルガス弁用安全装置は、
ガス供給経路上において弁の周りに提供される管状胴体と、胴体内部に提供される加熱手段と、胴体内部においてガス供給経路上における加熱手段の前方及び後方にそれぞれ提供される温度センサとを含むガス流量感知部；
ガス流量感知部が測定したガス流量に対する信号の入力を受けて弁の開閉を決定する制御信号を発生する制御部；及び
制御部から制御信号を受けて弁を開閉する作動部；を含む。
本発明の一様態によるガス流量感知部には、加熱手段及び温度センサが一定の間隔で配置される。
【００２９】
本発明の他の様相によるガス流量感知部では、ガス供給経路上における上記加熱手段の前方の温度センサと上記加熱手段との間の間隔は、上記加熱手段の後方の温度センサと上記加熱手段との間の間隔よりも大きい。
【００３０】
また、ガス流量感知部において、加熱手段及び温度センサは全てガス流量感知部の内部でガスに露出するように提供され得る。
【００３１】
また、ガス流量感知部において、温度センサのうちガス供給経路上の最前方に配置されたセンサは、ガス流量感知部の壁面に埋没され得る。
【００３２】
また、ガス流量感知部において、加熱手段及び温度センサは全てガス供給経路上における弁の前方に配置され得る。
【００３３】
また、ガス流量感知部において、加熱手段及び温度センサは全てガス供給経路上における弁の後方に配置され得る。
【００３４】
また、ガス流量感知部において、温度センサのうちの一つはガス供給経路上における弁の前方に配置され、加熱手段と温度センサのうちの残りのセンサはガス供給経路上における弁の後方に配置され得る。
【００３５】
また、制御部は、弁が開いた直後の最初のガス流量の信号値を、ガスが流れない状態の時の予め設定された基準値と比較して、弁外部へのガス漏れを感知し、ガス漏れが感知される場合は、警告信号と共に弁を閉じる制御信号を作動部に送信する。
【００３６】
また、制御部は、ユーザーが外部から命令を入力する場合にガス漏れ感知作動を実行する。
【００３７】
また、制御部は、流路内部で流れていたガスが止まれば、予め設定された待機時間が経過した後、弁を閉じる制御信号を作動部に送信する。
【００３８】
また、制御部と信号交換可能に連結され、ガス機器の使用時間をユーザーが調整できる使用時間設定部；及び、設定された使用時間をユーザーが視認できる文字表示部；を更に含み、設定された使用時間が完了すれば、制御部は弁を閉じる制御信号を作動部に送信する。
【００３９】
また、制御部は、ガス流量感知部のガス流量に、予め設定された安全放置時間の間変化がない場合は、弁を閉じる制御信号を作動部に送信する。
【００４０】
また、安全放置時間は、ガス機器の火力により異なって設定される。
【００４１】
また、制御部と信号交換可能に連結され、周囲の温度を感知する温度感知部を更に含み、制御部は、温度感知部によって感知された温度が予め設定された基準温度以上である場合は、弁を閉じる制御信号を作動部に送信すると共に、警告信号を発生する。
【００４２】
また、制御部と信号交換可能に連結される地震感知手段を更に含み、制御部は、地震感知手段により予め設定された基準値以上の振動が感知された場合は、弁を閉じる制御信号を作動部に送信すると共に、警告信号を発生する。
【００４３】
また、弁の一側に提供される磁石；及び、磁石の位置によって弁の開放状態又は閉鎖状態を感知するために制御部に提供されるホールセンサ；を更に含む。
【００４４】
また、制御部と信号交換可能に連結され、制御部、ガス流量感知部及び作動部にそれぞれ電源を供給する電源部を更に含む。
【００４５】
また、電源部は、制御部、ガス流量感知部及び作動部と電気的に連結された端子；及び、端子に接触するバッテリ；を含む。
【００４６】
また、制御部は、バッテリ電圧を検出してバッテリの寿命を判断し、バッテリ電圧が設定値以下である場合は、寿命が尽きたと判断して警告信号を発生する。
【発明の効果】
【００４７】
このように構成された本発明によれば、ガス供給経路で極少量のガス流量でも感知でき、外部温度の変化による影響を受けることなくガス流れの有無及びガス流量を精密に測定できる。
【００４８】
また、本発明によれば、感知されたガス流量を用いて、ガス機器のガス使用中止の有無、不注意な放置又は長時間使用の有無、及びガス漏れの有無を判断して自動で弁を閉じることにより、ガス事故を予防しユーザーに利便性を提供できる。
【００４９】
また、本発明によれば、ガス流量感知手段のサイズ及び設置制約を解消することによって、製品機能の拡張性、設置の容易性及び設計の柔軟性を提供できる。
【００５０】
また、本発明によれば、遠隔制御及び地震感知などの多様な補助機能を採用することによって、ユーザーに利便性を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるデジタルガス弁用安全装置の斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された加熱手段及びセンサの配置図である。
【図４】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された加熱手段及びセンサの配置図である。
【図５】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された加熱手段及びセンサの配置図である。
【図６】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された流量計センサの断面図である。
【図７】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された流量計センサの断面図である。
【図８】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された流量計センサの断面図である。
【図９】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された流量計センサの断面図である。
【図１０】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された流量計センサの断面図である。
【図１１】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された流量計センサの断面図である。
【図１２】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された流量計センサの断面図である。
【図１３】本発明によるデジタルガス弁用安全装置に適用された流量計センサの断面図である。
【図１４】本発明によるデジタルガス弁用安全装置の制御部の作動を説明するための図である。
【図１５】本発明によるデジタルガス弁用安全装置の作動を説明するための図である。
【図１６】従来技術による中間弁安全ロック装置の斜視図である。
【図１７】図１６の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、添付図面を参照しながら本発明による望ましい実施例について詳しく説明する。
【００５３】
図１及び図２には、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００が示されている。
【００５４】
図１及び図２を参照すると、デジタルガス弁用安全装置１００は、ガス機器のガス供給経路上においてガス弁１４０に装着され、ガス流量感知部３２０、制御部３１０、作動部３３０、及び電源部３６０を含む（図１４参照）。
【００５５】
弁１４０は、上端に結合されるニップル１４４及びユニオン１４８，１５０によってガス供給経路と連結されることができる。ニップル１４４及びユニオン１５０は、ユーザーが工具などを用いて容易に締められるように、外周面が角張って形成されている。ニップル１４４とユニオン１４８との間には、ガス漏れを防止するためにパッキング１４６が提供される。弁１４０の下端には、ジョイント１５４によって流量計センサノズル１６０が結合される。弁１４０と流量計センサノズル１６０との間には、ガス漏れを防止するためにパッキング１５８が提供される。未説明の符号１５６は弁ベースである。
【００５６】
弁１４０には弁ギアハンドル１４２が外側へ突設され、弁ギアハンドル１４２は、回転によって弁１４０の内部の流路を開閉可能である。弁ギアハンドル１４２は、モーター１３０と連結されて回転される。本発明の実施例において、弁ギアハンドル１４２とモーター１３０は作動部に該当する。弁ギアハンドル１４２の外周面には歯が形成されており、該歯にモーター１３０のギア１３２が噛み合う。弁ギアハンドル１４２の外部の一側には磁石１５２が提供される。磁石１５２は、弁ギアハンドル１４２の回転に伴って回転することにより、弁１４０の開放位置又は閉鎖位置を制御部に提供できる。一方、図示されていないが、制御部３１０、即ちメインＰＣＢ１２０には、磁石１５２の位置を感知できるようにホールセンサが提供される。
【００５７】
本発明の実施例において、ガス流量感知部は流量計センサである。流量計センサは、流量計センサノズル１６０及び流量計センサモジュール１６４を含む。流量計センサノズル１６０は、ガス供給経路上における弁１４０の周囲に設けられ、弁１４０の流路と連通するように、内部に流路が提供されている。流量計センサノズル１６０には、加熱手段２２０及び複数個の温度センサ２１０、２３０が提供されている（図３乃至図１３参照）。加熱手段２２０及び温度センサ２１０、２３０は、流量計センサモジュール１６４に組み込まれて流量計センサノズル１６０に提供され、加熱手段２２０及び温度センサ２１０、２３０を制御するために流量計センサＰＣＢ１６６が提供される。流量計センサノズル１６０と流量計センサモジュール１６４との間には、ガス漏れを防止するためにパッキング１６２が提供される。
【００５８】
本発明の実施例において、制御部は、メインＰＣＢ１２０として、弁１４０及び流量計センサと信号交換可能に連結される。メインＰＣＢ１２０は、流量計センサで測定されたガス流量に対する信号の入力を受けて弁１４０の開閉を決定する制御信号を発生する。
【００５９】
弁１４０、モーター１３０、流量計センサ及びメインＰＣＢ１２０は、メインケース１１０の内部に受容される。弁１４０は、ブラケット１２８によってメインケース１１０の内部に固定される。メインケース１１０の前面には前面ケース１１６が提供され、後面には後面ケース１１８が提供される。前面ケース１１６とメインＰＣＢ１２０との間にはボタン１２４、１２６が提供され、ユーザーは場合に応じてボタン１２４、１２６を押してメインＰＣＢ１２０に制御信号を入力できる。また、前面ケース１１６とメインＰＣＢ１２０との間には、弁ギアハンドル１４２と連結されたハンドル１２２が提供され、ユーザーはハンドル１２２を用いて弁１４２の開閉を手動で操作できる。前面ケース１１６には、図示されていないが、デジタルガス弁用安全装置１００の状態を示すＬＥＤ、又は７−ｓｅｇｍｅｎｔなどを用いた表示部が提供され得る。前面ケース１１６の前方には、透明のウィンドウプレート１１４及び前面カバー１１２が結合される。
【００６０】
メインケース１１０の一側には側面ケース１７２が着脱自在に結合される。メインケース１１０の内部の一側には、メインＰＣＢ１２０、流量計センサ及びモーター１３０と電気的に連結される陽極及び陰極端子１７４、１７６、１７８が提供される。メインケース１１０と側面ケース１７２とがなす空間にはバッテリ１７０が受容され、陽極及び陰極端子に接触することによって電力を供給する。未説明の符号１６８はＤＣジャックである。
【００６１】
図３乃至図５には、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００に適用された加熱手段及びセンサの配置が示されている。
【００６２】
本発明のデジタルガス弁用安全装置１００に適用された流量計センサは、内部に提供されている加熱手段２２０及び温度センサ２１０、２３０を用いてガス流量を感知する。加熱手段２２０及び温度センサ２１０、２３０は、弁１４０と連結されたガス供給経路上に提供される。
【００６３】
加熱手段２２０及び温度センサ２１０、２３０は全て、図３のように、ガス供給経路上における弁１４０の前方、即ち、弁１４０の上端に配置されるか、図４のように、ガス供給経路上における弁１４０の後方、即ち、流量計センサノズル１６０に配置され得る。この場合、流量計センサは、図３のように弁１４０の上端に提供されるか、図４のように弁１４０の下端に提供される。
【００６４】
また、図５のように、一方の温度センサ２１０はガス供給経路上における弁１４０の前方に配置され、加熱手段２２０及び他方の温度センサ２３０はガス供給経路上における弁１４０の後方に配置されることもできる。この場合、流量計センサは、図のように弁１４０の上、下端を含むものである。即ち、弁１４０を含め、加熱手段２２０と温度センサ２１０、２３０が配置された弁１４０の上端及び下端を全体的に流量計センサと見ることができる。
【００６５】
図６乃至図１３には、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００に適用された流量計センサノズル１６０の断面が示されている。
図６及び図７を参照すると、流量計センサノズル１６０には、ガスが流れる方向に沿って温度センサ２１０、加熱手段２２０、温度センサ２３０の順に配置され、加熱手段２２０及び温度センサ２１０、２３０はそれぞれ等間隔で配置されている。また、加熱手段２２０及び温度センサ２１０、２３０は全てガスに露出している。
【００６６】
図８及び図９を参照すると、流量計センサノズル１６０には、ガスが流れる方向に沿って温度センサ２１０、加熱手段２２０、温度センサ２３０の順に配置され、一方の温度センサ２１０は加熱手段２２０と一定の距離をおいて離れており、加熱手段２２０と他方の温度センサ２３０は互いに密着している。また、加熱手段２２０及び温度センサ２１０、２３０は全てガスに露出している。
【００６７】
図１０及び図１１を参照すると、流量計センサノズル１６０には、ガスが流れる方向に沿って温度センサ２１０、加熱手段２２０、温度センサ２３０の順に配置されている。ここで、一方の温度センサ２１０は、加熱手段２２０と一定の距離をおいて離れており、流量計センサノズル１６０又は流量計センサモジュール１６４の壁面内に埋没している。また、加熱手段２２０と他方の温度センサ２３０は互いに密着し、ガスに露出している。
【００６８】
図１２及び図１３を参照すると、流量計センサノズル１６０には、ＳＭＤ（surface mounted device）方式の非常に小さいサイズの温度センサ２１０、２３０と加熱手段２２０が、ガスが流れる方向に沿って温度センサ２１０、加熱手段２２０、温度センサ２３０の順に配置されている。これら温度センサ２１０、２３０と加熱手段２２０は、非常に小さい間隔で配置され、全てガスに露出している。
【００６９】
一方、本発明の実施例においては、図１２のようにデジタルガス弁用安全装置１００を水平方向に設置する場合は、温度センサ２１０、２３０及び加熱手段２２０を等間隔で配置し、図１３のようにデジタルガス弁用安全装置１００を鉛直方向に設置する場合は、温度センサ２１０、２３０及び加熱手段２２０を不等間隔で配置した。
【００７０】
図１４及び図１５は、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００の作動を説明するための図面である。
【００７１】
図１４を参照すると、制御部３１０は、ガス流量感知部３２０、作動部３３０、温度感知部３４０、使用時間設定部３５０、電源部３６０と信号交換可能に連結される。制御部３１０は、ガス流量感知部３２０から送信されるガス流量に対する入力信号を用いてガス使用中止の有無、不注意な放置の有無、ガス漏れの有無を判断して弁１４０の閉鎖時期を決定し、弁１４０を閉じるように制御する。
【００７２】
図１５を参照しながら、制御部３１０の作動及び制御部３１０によるデジタルガス弁用安全装置１００の作動を具体的に説明する。
【００７３】
まず、ユーザーが手動やボタン操作、遠隔制御などによって弁１４０を開けると、デジタルガス弁用安全装置１００の制御部３１０が制御を開始し、弁１４０が閉まると共に制御部３１０の制御が中断されるまでガス流量を周期的に監視する。
【００７４】
制御部３１０は、ホールセンサによって弁１４０の磁石が開放状態の位置で一定時間ｔ５感知されなければ、警告信号を発生した後、弁１４０を閉じる制御信号を作動部３３０に送出する。即ち、制御部３１０は、弁１４０の開放状態が感知されなければ制御を実行しない。
【００７５】
また、制御部３１０は、ホールセンサを用いて弁１４０の磁石が閉鎖状態の位置で一定時間ｔ５感知されなければ、一定時間の間警告信号を発生する。すると、ユーザーは、弁１４０が閉まっていないか、弁１４０又はモーター１３０が故障しているかなどを点検できる。
【００７６】
このようにして、制御部３１０は、弁１４０の開閉を確実に判断し、弁１４０が開いた後、デジタルガス弁用安全装置１００の制御を実行する。
【００７７】
制御部３１０は、ガス機器や弁１４０の下端でガス漏れを感知する。弁１４０が開いた直後はガス機器がまだ点火状態ではないため、ガスが流れないのが正常である。ところが、ガスが漏れる場合は、ガス機器の使用にかかわらずガスが流れるため、ガス流量感知部３２０でガスの流れが感知されるのである。
【００７８】
すると、制御部３１０は、弁１４０が開いた直後にガス流量感知部３２０で感知される最初のガス流量の信号値を、予め設定された基準値（ガスが流れない時の信号値）と比較してガス漏れの有無を判断する。この時、最初のガス流量を検出するまでの時間は１秒以内と設定されるのが望ましい。
【００７９】
ガスが漏れない場合は、ガス流量感知部３２０が送出する信号値は基準値と同一であるため、制御部３１０ではガスが漏れないものと判断し、ガスが漏れる場合は、ガス流量感知部３２０が送出する信号値は基準値と異なるため、制御部３１０ではガスが漏れるものと判断する。制御部３１０は、ガスが漏れると判断すれば、弁１４０を閉じる信号を作動部３３０に送出し、ユーザーにかかる状態を知らせるために警告信号を発生する。
【００８０】
もちろん、制御部３１０は、ユーザーが外部からボタン１２４、１２６を押してガス漏れ感知命令を入力する場合にだけガス漏れ感知作動を実行することもできる。
【００８１】
また、制御部３１０は、ガスが止まった状態、即ちガス流量感知部３２０でガス流量が感知されない状態で、設定された待機時間ｔ２が過ぎれば、ガス使用が中止されたものと判断して弁１４０を閉じる信号を作動部３３０に送出する。即ち、ガスの流れが止まった場合、先ず警告信号を１回発生し、設定された待機時間ｔ２の減少経過を表示部に表示し、０秒になれば弁１４０を閉じる信号を送出する。もちろん、待機時間ｔ２内にガスの流れが再発生したら、既に設定された時間に再設定されて作動する。ここで、待機時間ｔ２は概略１分以内と設定するのが望ましい。そうすれば、ユーザーは、ガス機器の消火後、待機時間ｔ２以内に再点火する場合は、弁１４０を開けずに直ぐに点火できることから便利である。また、弁１４０の閉鎖回数を減らすことにより、作動部３３０の電力消費量を減少させて電源部３６０のバッテリ寿命を延ばすという効果がある。
【００８２】
一方、ガスが流量変化なしに予め設定された安全放置時間ｔ１の間流れる場合、制御部３１０は先ず警告音やＬＥＤなどの表示部によるユーザー警告信号を発生する。この警告時間ｔ３の間、ユーザーによるガス変化の応答がない場合は、制御部３１０は不注意な放置と判断して弁１４０を閉じる信号を作動部３３０に送出する。この警告時間ｔ３は概略数十秒から数分に設定するのが望ましい。
【００８３】
もし、安全放置時間ｔ１と警告時間ｔ３の間にユーザーがガス流量を変化させた場合（例えば、火力調節や他の加熱口の点火など）は、制御部３１０は弁１４０を閉じる信号を送出しない。制御部３１０は、ガス流量変化の応答がある場合は、変化する瞬間毎にガス使用中と判断し、ガス流量の変化がない時間を“０”として安全放置時間ｔ１の開始基準時点を再設定する。
【００８４】
このようにして、ユーザーが点火したことを忘れたまま不注意で長時間席を空けた場合も、安全放置時間ｔ１が過ぎれば、弁１４０は閉まってガスが安全に遮断される。また、ユーザーがガス機器を継続的に操作中である場合は、ガス流量の変化が感知されて、弁１４０は開いたままの状態となる。
【００８５】
安全放置時間ｔ１は、火災事故の恐れのない最長の放置時間を意味し、危険防止のために可能な限り短い時間がよい。しかし、あまりにも短い場合は、ユーザーが頻繁にユーザー警告信号に応答しなければならないという不便さが生じ、逆にあまりにも長い場合は、火災又は火災による爆発などの予防に対する効果がなくなる。従って、安全放置時間ｔ１は、概略数十分（例えば、１０分から３０分までの間）に設定されるのが適当である。
【００８６】
安全放置時間ｔ１は、ガス機器の使用火力によって異なって自動設定されるのが望ましく、ガス機器の使用火力が強いほど短く、使用火力が弱いほど長く設定される。ガス流量感知部３２０はガス流量によって異なる信号を送るため、制御部３１０は使用火力を判断できる。
【００８７】
一方、ユーザーがガス機器を長時間使用する必要があって、意図的にガスを点けたまま２〜３時間放置しようとする場合がある。このような場合は、ユーザーが度々弁１４０を再び開かなければならないという不便さが生じ得る。この点を解決するために、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００には使用時間設定部３５０が含まれている。使用時間設定部１９０は、図１及び図２を参照すると、ユーザーが操作できるように外部にボタン１２４、１２６として提供され、ボタン１２４、１２６はメインＰＣＢ１２０として具現された制御部３１０に信号交換可能に連結される。従って、ユーザーが使用時間設定部３５０を操作してガス機器の使用時間ｔ４を設定した場合、制御部３１０は、設定された使用時間ｔ４が過ぎるまでは弁１４０を閉じず、使用時間ｔ４が過ぎてから弁１４０を閉じるように制御する。一方、デジタルガス弁用安全装置１００の外面には、設定された使用時間ｔ４をユーザーが視認できるように７−ｓｅｇｍｅｎｔなどを用いた文字表示部が提供されることができる。また、弁１４０が閉められる時は、使用時間設定機能は解除され、再び弁１４０が開かれる時は、ユーザーが直前に設定した使用時間ｔ４が表示されるように設定されるのが望ましい。
【００８８】
一方、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００には、制御部３１０と信号交換可能に連結され、周囲の温度を感知する温度感知部３４０が含まれている。温度感知部３４０は、制御部３１０に直接設けられるのが望ましい。温度感知部３４０はサーミスタのような温度センサが適用され得る。温度感知部３４０により感知された温度が、予め設定された基準温度以上である場合は、制御部３１０は弁１４０を閉じた後、警告信号を発生するように制御する。即ち、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００は、火災警報機及び遮断機の機能も果たせる。
【００８９】
一方、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００は、制御部３１０と信号交換可能に連結される地震感知手段３８０を更に含むことができる。地震感知手段３８０により、予め設定された基準値以上の振動が感知された場合は、制御部３１０は弁１４０を閉じた後、警告信号を発生するように制御する。
【００９０】
また、制御部３１０は、ガス流量感知部３２０の信号が正常出力範囲以上又は以下の信号であるかを確認する方式などを用いて、制御部３１０とガス流量感知部３２０との連結が正常か否かを感知する。制御部３１０がガス流量感知部３２０と正常に連結されていないと判断される場合は、ユーザーの使用時間ｔ４の設定による作動だけを可能にする。
【００９１】
また、制御部３１０は、作動部３３０に弁１４０を閉じる制御信号を送出してから一定時間が経過した後も弁１４０が正常に閉まらない場合は、ユーザーが気付くように警告信号を発生する。弁１４０が正常に閉まれば、待機モードに切り換わる。
【００９２】
また、制御部３１０は、電源部３６０のバッテリ電圧を監視してバッテリ１７０の寿命を判断する。制御部３１０は、バッテリ電圧が設定値以下である場合は、寿命がほぼ尽きたものと判断して、ユーザーが交換又は充電できるように警告信号を発生する。
【００９３】
また、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００は、制御部３１０と信号交換可能で、弁１４０の開閉を制御するための遠隔制御手段を更に含むことができる。制御部３１０は、遠隔制御手段から信号を受信し、弁１４０を開閉する制御信号を作動部３３０に送出する。
【００９４】
以下、再び図６乃至図１３を参照しながら流量計センサの作動を説明する。
【００９５】
まず、図６、図７、図１２及び図１３に示されたような場合は、ガスの流れがなければ、加熱手段２２０の供給エネルギーに対し２個の温度センサ２１０、２３０を通して入力されるエネルギーの大きさは常に同じである。ガスが流れれば、各温度センサ２１０、２３０を通して入力されるエネルギーの平衡がくずれ、その大きさはガスの流量に比例する。即ち、ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）∝流量の関係にある（Ｔ１、Ｔ２：それぞれの温度センサで測定された温度）。
【００９６】
即ち、熱伝導度は流体が流れる方向と同じ方向に増加するため、ガスが流れればＴ１とＴ２の温度平衡がくずれることが分かる。このような温度不平衡の大きさが流速と比例し、当然の結果として、流量と比例するということが分かる。
【００９７】
次に、図８乃至図１１に示されたような場合は、加熱手段２２０の周辺にガスが流れれば、加熱手段２２０からガスによって熱伝逹が起き、加熱手段２２０は冷却される。この時、加熱手段２２０の冷却程度を測定すれば、ガスの質量流量が分かる。即ち、Ｗ＝Ｍ×Ｃｐ×（Ｔ２−Ｔ１）である。ここで、Ｗ又は（Ｔ２−Ｔ１）を測定すればよい（Ｗ：発熱量、Ｍ：気体の質量流量、Ｃｐ：気体の定圧比熱、Ｔ２−Ｔ１：気体の温度上昇）。
【００９８】
質量流量比（Ｍ）は、時間当たりの伝達された流体の量（ポンド或いはグラム（ｄ））と定義されることができる。質量流量の公式はＭ＝ｄ×Ａ×Ｖである。密度（ｄ）は、ガスのような圧縮性流体に対しては非常に大きい影響を及ぼし、かかる理由から液体に対しては最小の影響を及ぼす。
【００９９】
本発明に適用された流量計センサは、エネルギー平衡熱式質量流量計の一種であり、１個の発熱素子と２個の温度センサを必要とする。設計上は多様な変化があるとしても、作動方法においては類似している。一般に、加熱手段２２０はガス流量感知部の中間に配置される。温度センサ２１０、２３０として２個のＲＴＤ又はサーモカップル、サーミスタが加熱手段２２０と等距離の前方及び後方に取り付けられる。流量条件から温度差が感知され、出力信号が作り出される。２個の温度センサ２１０、２３０が同一の温度と圧力の影響を受けるため、設計は本質的に密度変化によって影響を受けず、実際の質量流量が出力される。
【０１００】
一方、加熱手段２２０は、低温（爆発性ガスに非常に安全に適用され得る程度）で発熱し、加熱手段２２０に対する温度感知部及び電源スイッチ部を備えることによって、加熱手段２２０の温度が設定温度以上に上がらないように自動制御できる。
【０１０１】
また、ＳＭＤ方式の非常に小さいサイズの温度センサと加熱手段を備えることによって、加熱温度を低めながら敏感度を高める効果がある。
【０１０２】
一方、流量計センサモジュール１６４は、射出によって製作されるため、製作が簡便でコストが節減でき、セラミック材料などを用いることから温度絶縁効果、感知信頼性及び正確性に優れている。
【０１０３】
本発明に適用された流量計センサは、部品数の節減によるコスト削減の効果があり、汎用の加熱手段２２０と温度センサ２１０、２３０を用いることによって生産性を向上でき、よって大量生産が可能である。
【０１０４】
また、本発明に適用された流量計センサは、感知機能の正確性及び精密性を確保し、外部環境的要因による誤作動などのエラー防止機能も向上できる。即ち、従来の圧力センサは、外部温度の変化により、ガス流量測定値を実際とは異なって出力するという問題があった。これは、基準値が温度によって変わるが、これを反映できず、流量変化がないにもかかわらずその測定値の出力に誤りが生じたのである。しかし、本発明による流量計センサは、最前方の温度センサ２１０が基準温度を感知するため、ガス流量測定値の結果に対する補正効果を有する。
【０１０５】
一方、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００は、流量計センサのサイズ及び設置位置の自由度が高いことから、製品機能の拡張性及び設置の容易性を確保することができ、設計時の柔軟性に富んでいる。
【０１０６】
一方、本発明によるデジタルガス弁用安全装置１００は、ユーザーが希望する場合は、任意に弁を開閉できる遠隔制御機能、及び地震などによるガス漏れに伴う被害を最小化できる別途の補助機能が付加された安全装置を搭載することができる。
【０１０７】
以上、本発明の望ましい実施例について説明したが、本発明の属する技術分野についての通常の知識を有する者が、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で変更及び修正したものも本発明の権利範囲に属するのは当然のことである。
【図１】
2010530940.tif 000003
【図２】
2010530940.tif 000004
【図３】
2010530940.tif 000005
【図４】
2010530940.tif 000006
【図５】
2010530940.tif 000007
【図６】
2010530940.tif 000008
【図７】
2010530940.tif 000009
【図８】
2010530940.tif 000010
【図９】
2010530940.tif 000011
【図１０】
2010530940.tif 000012
【図１１】
2010530940.tif 000013
【図１２】
2010530940.tif 000014
【図１３】
2010530940.tif 000015
【図１４】
2010530940.tif 000016
【図１５】
2010530940.tif 000017
【図１６】
2010530940.tif 000018
【図１７】
2010530940.tif 000019
【国際調査報告】
2010530940.tif 000020
2010530940.tif 000021