KR200445225Y1

KR200445225Y1 - 화염 검출 센서 유니트

Info

Publication number: KR200445225Y1
Application number: KR2020070014315U
Authority: KR
Inventors: 오희범
Original assignee: 오희범
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: KR20090002071U

Abstract

본 고안은 보일러나 화학 공장을 비롯한 대형 플랜트 등 건물 내부에서 화염 발생을 감지하기 위한 화염 검출 센서 유니트를 개시한다.

본 고안은 화염 검출 센서를 가시광 감지센서와 자외선 감지센서로 이원화함으로써, 어느 하나의 화염 검출 센서의 고장시에 다른 화염 검출 센서에 의하여 착화 상태 또는 소화 상태를 정확하게 판단할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 고안은 화염 검출 센서를 가시광 감지센서와 자외선 감지센서로 이원화하여 구성하고, 가시광 감지센서와 신호 검출/판별부 그리고 출력부, 제 1릴레이를 순차 접속하며, 자외선 감지센서를 자외선센서 전원공급부, 신호 검출/판별부 그리고 출력부, 제 2릴레이를 순차 접속하고, 이들 제 1, 2릴레이 접점을 터미널에 연결하여서 된 것이다. 이에 따라 본 고안은 보일러나 착화 및 소화, 발화를 정확하게 감지할 수 있게 되는 것이어서, 보일러의 안전한 운전을 가능하게 하고,

화학 공장을 비롯한 대형 플랜트 등 건물 내부에서 화염 발생을 정확하게 감지하여 화재경보 및 자동진화작업을 실시할 수 있게 되어 화재의 초기진압이 가능하므로, 귀중한 인명을 보호하고 대형 피해의 발생을 방지할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

아울러, 본 발명에 의한 화염 검출 센서 유니트의 출력 접점을 마이크로프로세서에 연결하여 줌으로써, 상태를 분석하여 착화 및 소화, 발화 상태를 매우 정확하게 판단함으로써 더욱 안전을 도모할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

가시광 감지센서, 자외선 감지센서, CdS

Description

화염 검출 센서 유니트{Flame Detection Sensor Unit}

본 고안은 화염 검출 센서 유니트에 관한 것으로, 특히, 보일러나 화학 공장을 비롯한 대형 플랜트 등 건물 내부에서 화염 발생을 감지하기 위한 화염 검출 센서 유니트에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 종래에는 보일러의 착화 또는 실화 여부를 검출하기 위하여 CdS로 대표되는 가시광 감지센서나 자외선 감지센서를 사용하였다.

이러한 CdS는 파장 380∼780nm의 가시광선을 감지하기 위한 것으로 화염의 발생시나 소화시에 저항값이 감소하거나 증가하므로, 착화 또는 실화 여부를 판정할 수 있는 신호를 출력시키게 되는 것이다.

또한, 자외선 감지센서는 화염 발생시 발생하는 파장 0.185 ~ 0.245nm 정도의 자외선을 감지함에 의하여 보일러 버너의 착화나 각종 건물 내부의 발화 상태를 감지할 수 있는 신호를 출력시킬 수 있는 것이다.

이러한 가시광 감지센서 또는 자외선 감지센서(이하 '화염 검출 센서'라 함) 의 출력 신호는 보일러의 인터록의 작동을 결정짓는 것이어서, 화염 검출 센서의 고장은 소화된 상태에서 가스 등 연료가 계속 주입되는 등 안전에 관련된 각종 사고를 발생시키게 되는 문제점이 있는 것이다.

아울러, 이들 화염 검출 센서들은 화학 공장을 비롯한 대형 플랜트 등 건물 내부에서 화염을 감지하여 화재경보설비를 통해 화재경보 및 자동진화작업을 실시하게 되어 화재의 초기진압을 유도하기 위한 용도로도 사용하게 되는 것이므로, 이러한 화염 검출 센서가 오염 물질이나 고열 등으로 인하여 작동 불능 상태로 되는 경우에 화재의 초기 진압이 불가능하게 되므로 대형 피해를 유발시키게 될 가능성이 높게 되는 문제점이 있는 것이다.

본 고안의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 어느 하나의 화염 검출 센서가 작동 불능 상태로 되더라도 다른 화염 검출 센서에 의하여 착화, 소화 또는 발화 상태를 정확하게 판단할 수 있도록 한 화염 검출 센서 유니트를 제공한다.

본 고안은 이러한 목적을 달성하기 위하여 화염 검출 센서를 가시광 감지센서와 자외선 감지센서로 이원화하여 구성하고, 가시광 감지센서와 신호 검출/판별부 그리고 출력부, 제 1릴레이를 순차 접속하며, 자외선 감지센서를 자외선센서 전 원공급부, 신호 검출/판별부 그리고 출력부, 제 2릴레이를 순차 접속하고, 이들 제 1, 2릴레이 접점을 터미널에 연결하여서 된 화염 검출 센서 유니트를 제안한다.

이와 같이 하여 본 고안은 보일러나 산업 시설에서 화염 발생을 감지하기 위한 개소에 설치된 화염 검출 센서 유니트가 착화 및 소화, 발화를 감지함에 있어서, 가시광 감지센서나 자외선 감지센서 중 어느 하나가 고장을 일으키는 경우에도 다른 하나에 의하여 착화 및 소화, 발화를 감지할 수 있게 되는 것이어서, 보일러의 안전한 운전을 가능하게 하고,

이러한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1에 본 고안에 의한 화염 검출 센서 유니트의 외관을 보였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 고안은 케이싱(100) 전방으로 CdS로 대표되는 가시광 감지센서(101)와, 자외선 감지센서(102)가 설치되어 있으며, 아울러, 이들의 작동을 표시하기 위한 제 1, 2작동표시LED(201, 202)가 구비되어 있다. 또한, 케이싱(100) 내부에는 도 2, 3으로 도시한 바와 같은 전기적 구성 요소가 내장되어 있고, 케이싱(100) 후방에는 전원공급선(200)과 가시광 감지센서(101)의 출력인 제 1릴레이 접점(300), 자외선 감지센서(102)의 출력인 제 2릴레이 접점(301)이 설치된다.

이러한 본 고안에 의한 전기적 구성을 도 2, 3에 의하여 살펴보면 다음과 같다.

도 2에 본 고안의 개략적인 전기적 구성을 도시하였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 고안은 CdS로 대표되는 가시광 감지센서(101)와, 자외선 감지센서(102)를 각각의 검출/판별부(400, 40)를 연결하고, 이들의 출력과 각각의 제 1, 2릴레이(600, 601) 구동을 위한 출력부(500, 50) 및 각각의 제 1, 2릴레이 접점(300, 301)과 연결된 터미널(700)로 구성된 것이다.

아울러, 이들의 동작을 위한 전원 공급을 위하여 전원부(800)가 설치된다.

이러한 본 고안의 구체적인 전기적 구성을 도 3으로 예시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 고안은 전원공급선(200)과 연결된 트랜스(801) 및 다이오드(802), 콘덴서(803)로 구성된 정류 및 평활회로(804) 그리고 정전압회로(805)로 구성된 전원부(800)가 구비되어 있다.

이러한 전원부(800)에 의하여 공급되는 전원 전압은 가시광 감지센서(101)와 트랜지스터(401)의 베이스가 연결되고, 이러한 전압은 다이오드(402) 및 콘덴서(403) 그리고 가변저항(404)으로 구성된 검출/판별부(400)를 거쳐서 제 1릴레이(600) 코일과 트랜지스터(501)로 구성된 출력부(500)가 구비되고, 제 1릴레이(600) 코일에 흐르는 전류에 의하여 절환되는 제 1릴레이 접점(300)이 터미널(700)과 연결된 것이다. 아울러, 필요한 경우 출력부(500)의 트랜지스터(501)와 전원 사이에 제 1작동표시LED(201)가 연결된다.

또한, 자외선 감지센서(102)는 자외선센서 전원공급부(900)와 직렬로 접속되며, 이의 출력은 평활용 콘덴서(41) 및 가변저항(42)을 거쳐서 다이오드(43), 콘덴서(44)로 구성되는 평활회로(45) 그리고 가변저항(46)으로 구성된 검출/판별부(40)를 거쳐서 제 2릴레이(601) 코일, 트랜지스터(51)와 연결된 출력부(50)가 구비되며, 제 2릴레이(601) 코일에 흐르는 전류에 의하여 절환되는 제 2릴레이 접점(301)이 터미널(700)과 연결된 것이다. 아울러, 필요한 경우 출력부(50)의 트랜지스터(51)와 전원 사이에 제 2작동표시LED(202)가 연결된다.

이러한 본 고안의 작용을 도 2, 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가시광 감지센서(101)는 보일러에서 착화시나 각종 시설물에서 발화되는 경우 발생하는 빛의 세기에 따라 내부 저항이 감소하게 된다. 그러므로 이러한 저항의 감소는 트랜지스터(401)를 통하여 흐르는 전류량을 증가시키고, 이에 따라 콜렉터와 접지간의 전압이 상승하게 된다. 이러한 상승된 전압은 다이오드(402)를 거쳐서 콘덴서(403)를 충전시키게 되며, 아울러 가변저항(404)을 거쳐서 출력된다.

이러한 검출/판별부(400)의 출력은 가변저항(404)을 조정함으로써 그 레벨이 최적화될 수 있는 것이며, 이는 출력부(500)의 트랜지스터(501) 베이스에 인가된다. 이에 따라 트랜지스터(501)는 제 1릴레이(600) 코일에 전류를 흘려주게 되어 제 1릴레이 접점(300)은 상태가 반전되는 것이다. 또한, 이때 전류가 제 1작동표시LED(201)를 거쳐서 트랜지스터(501)로 흐르므로 제 1작동표시LED(201)가 점등되어 가시광 감지센서(101)에 의하여 화염이 감지되었음을 표시하는 것이다.

아울러, 보일러나 시설물에 착화 또는 발화 시에 자외선이 발생되며, 이러한 자외선은 자외선 감지센서(102)에 조사되는 경우 자외선센서 전원공급부(900)에 의하여 상당한 전압이 자외선 감지센서(102)에 이미 인가되어 있어서, 전자가 여기 되어 전류의 흐름이 발생된다. 이러한 자외선 조사에 상응하는 전류의 흐름은 평활용 콘덴서(42)를 충전시키게 되고, 이러한 출력은 가변저항(42)을 거쳐서 최적화된 레벨로 다이오드(43)를 통과하여 콘덴서(44)를 충전시키게 되는 것이다.

아울러, 이러한 전압은 가변저항(46)에 의하여 다시 한번 레벨이 조정되어 출력되며, 이러한 검출/판별부(40)의 출력은 출력부(50)의 트랜지스터(51)의 베이스에 인가된다. 그러므로, 트랜지스터(51)가 턴온되면서 제 2릴레이(601) 코일에 전류를 흘려주게 되고, 이에 따라 제 2릴레이 접점(301)의 상태가 절환 되는 것이다.

또한, 이때 전류가 제 2작동표시LED(202)를 거쳐서 트랜지스터(51)로 흐르므로 제 2작동표시LED(202)가 점등되어 자외선 감지센서(102)에 의하여 화염이 감지되었음을 표시하는 것이다.

이와 같은 제 1, 2릴레이 접점(300, 301)은 터미널을 통하여 부하에 직접 연 결되거나 마이크로프로세서가 구비된 제어회로에 연결될 수 있는 것인바,

이때, 제 1릴레이 접점(300)과 제 2릴레이 접점(301)을 직, 병렬로 조합함으로써 용도에 따라 신뢰도 높은 동작 결과를 얻을 수 있게 된다.

즉, 착화되었는지 또는 소화되었는지의 여부를 확실하게 감지하여야 할 필요가 있는 보일러의 인터록 등에서는 이들 제 1, 2릴레이 접점(300, 301)을 직렬로 하여 일정 밝기 이상의 가시광이 발생되고 동시에 자외선이 발생하는 경우 이를 확실한 착화로 간주하고, 가시광이 소실됨과 동시에 자외선이 발생되지 않는 경우에 한하여 이를 소화상태로 간주하여 소화 출력신호를 얻게 할 수 있는 것이어서 보일러의 인터록 등에 신뢰도 높은 동작이 가능하게 되는 것이다.

또한, 이러한 본 고안에 의한 화염 검출 센서 유니트는 화염의 발생을 예민하게 감지하여야 하는 시설물의 감시를 위하여 사용될 수 있다.

이러한 경우에는 가시광 감지센서(101)나 자외선 감지센서(102) 중 어느 하나만 작동되더라도 화염 발생의 징후로 판정하여 후속 조치를 취할 수 있으므로, 대형 피해의 발생을 방지할 수 있게 된다.

즉, 가시광 감지센서(101)는 일정 레벨 이상의 밝기를 가진 빛을 발생되거나 화염 발생 초기에 발생되는 자외선 중 어느 한 가지 이상의 징후가 발생되는 경우 전술한 바의 과정으로 제 1릴레이 접점(300) 또는 제 2릴레이 접점(301)을 동작시키게 되고, 이는 화재 진압을 위한 설치를 작동시킬 수 있으므로 시설물의 화재 감지를 위하여 유용하게 활용될 수 있다.

아울러, 본 고안에서는 검출/판별부(400)의 가변저항(404)을 조절함으로써, 빛의 밝기가 어느 레벨에 도달하였을 때 화염의 발생으로 판정하는 지를 결정할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 고안에서는 검출/판별부(40)의 가변저항(42,46)을 조절함으로써, 자외선의 밝기가 어느 레벨에 도달하였을 때 화염의 발생으로 판정하는 지를 결정할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 이러한 터미널(700)에는 제 1, 2릴레이 접점(300, 301)이 연결되어 있으므로, 이에 마이크로프로세서를 연결하여 마이크로프로세서가 미리 탑재된 프로그램에 의하여 제 1, 2릴레이 접점(300, 301)의 상태에 따라 착화, 소화 또는 발화 여부를 판정하고 보일러의 인터록을 제어하도록 하거나, 시설물에 설치된 경보 사이렌, 경광등을 제어하며 관제 센터로의 통신을 실시하도록 하는 등의 다양한 기능을 구현할 수 있음은 물론이다.

기타, 본 고안에서 가시광 감지센서(101)로서 CdS를 사용한 설명하였으나, 이외에도 아몰퍼스 실리콘 광감지 소자, 포토트랜지스터, 포토 IC, CdS 셀, 태양 전지, CCD 이미지 센서 등을 활용할 수 있으며, 기타 균등 수단을 사용하여 본 고안의 기술적 특징을 유지하면서 변형 실시가 가능하다.

또한, 도 1로 보인 바와 같이, 본 고안을 시설물의 발화 감시를 위한 용도로 사용하는 경우에는 LED를 두 종류의 센서와 함께 전방으로 노출시킬 수도 있으나, 보일러 등에 장착하여 착화, 소화를 감지하여야 하는 경우에는 도 4 또는 도 5로 보인 바와 같이, 금속관체 내부에 두 종류의 센서가 모두 내장되도록 하고, LED는 별도로 설치하거나 후방에 설치할 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 고안에 의한 화염 검출 센서 유니트의 외관을 보인 사시도.

도 2는 본 고안에 의한 화염 검출 센서 유니트의 전기적 구성을 보인 개략도.

도 3은 본 고안에 의한 화염 검출 센서 유니트의 전기적 구성을 보인 회로도.

도 4, 5는 본 고안에 의한 화염 검출 센서 유니트의 다른 실시예를 보인 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100: 케이싱 101: 가시광감지센서

102: 자외선감지센서 200: 전원공급선

201, 202: 제 1, 2작동표시LED 300, 301: 제 1, 2릴레이 접점

400, 40: 검출/판별부 401, 501, 51: 트랜지스터

402, 43, 802: 다이오드 403, 41, 44, 803: 콘덴서

404, 42, 46: 가변저항 45: 평활회로

500, 50: 출력부 600, 601: 릴레이

700: 터미널 800: 전원부

801: 트랜스 804: 정류 및 평활회로

805: 정전압회로 900: 자외선센서 전원공급부

Claims

화염 검출 센서를 가시광 감지센서와 자외선 감지센서로 이원화하여 구성하고, 가시광 감지센서와 검출/판별부 그리고 출력부, 제 1릴레이를 순차 접속하며, 자외선 감지센서를 자외선센서 전원공급부, 검출/판별부 그리고 출력부, 제 2릴레이를 순차 접속하고, 이들 제 1, 2릴레이의 접점을 직, 병렬로 조합하여 터미널에 연결하여서 됨을 특징으로 하는 화염 검출 센서 유니트.
청구항 1에 있어서,

전술한 검출/판별부는 가시광 감지센서와 트랜지스터의 베이스가 연결되고, 이러한 전압은 다이오드 및 콘덴서 그리고 가변저항으로 구성됨을 특징으로 하는 화염 검출 센서 유니트.
청구항 1에 있어서,

전술한 검출/판별부는 평활용 콘덴서 및 가변저항을 거쳐서 다이오드, 콘덴서로 구성되는 평활회로 그리고 가변저항으로 구성됨을 특징으로 하는 화염 검출 센서 유니트.