KR100741784B1 - 불꽃 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 불꽃 감지 장치는 전방향에서 입사되는 불꽃을 감지하고, 불꽃 감지 성능을 향상시킬 수 있도록, 측면에 빛을 모으는 복수의 렌즈부가 외주를 따라 연이어 배열된 케이스와, 상기 케이스 내에 설치되어 상기 렌즈부를 통과한 빛의 경로를 전환시키는 반사부재, 및 상기 반사부재와 마주보는 방향에 설치되어 상기 반사부재로부터 전달된 빛을 감지하는 수광소자를 포함한다.

불꽃 감지 장치, 렌즈부, 수광소자, 반사부재

Description

불꽃 감지 장치{Apparatus of detecting flames}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불꽃 감지 장치를 도시한 절개 사시도이다.

도 2본 본 발명의 일 실시예에 따른 불꽃 감지 장치를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 불꽃 감지 장치의 반사부재와 수광소자를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 불꽃 감지 장치의 케이스를 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 불꽃 감지 장치의 렌즈부를 도시한 단면도이다.

도 6은 종래의 불꽃 감지 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

본 발명은 불꽃 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전방향에서 입사하는 빛을 검출할 수 있는 불꽃 감지 장치에 관한 것이다.

불꽃 감지 장치는 불꽃이나 빛을 감지하여 신호를 전송하는 장치로서 철판을 용접기 등으로 절단할 때 발생하는 불꽃을 감지할 수 있기 때문에 은행 등에서 사용하고 있는 CD / ATM 기기의 절단 감시용으로 이용되고 있으며, 화재 발생 등을 알리는 장치에도 적용되고 있다.

도 6은 종래 기술에 따른 불꽃 감지 장치를 도시한 개략도인 바, 상기한 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 불꽃 감지 장치를 설명하면, 불꽃 감지 장치(200)에 사용되는 포토 다이오드(110)는 입사하는 빛의 입사각이 크게 되면 민감도가 저하되는 특성이 있으며, 고가의 포토 다이오드(110)라 하더라도 유효하게 측정할 수 있는 빛의 입사각(θ₀)은 120°를 넘지 못한다.

따라서 전(全)방향(360°)에서 입사하는 빛을 감지하기 위해서는 4개의 포토 다이오드(110)가 각 면에 설치된 구조로 이루어진다.

그러나 이러한 종래의 불꽃 감지 장치(200)는 복수개의 포토 다이오드(110)로 구성되어 포토 다이오드들(110) 사이의 모서리 부분으로 입사하는 불꽃의 감지가 어려운 문제가 있다. 또한, 입사각이 120°인 빛까지 감지할 수 있는 포토 다이오드(110)는 고가인데, 하나의 불꽃 감지 장치(200)에 4개의 포토 다이오드(110)가 설치되어야하므로 생산 원가가 상승하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전방향에서 입사하는 빛을 감지할 수 있는 불꽃감지 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 불꽃 감지 장치에 설치되는 수광소자의 개수를 감소 시켜 생산원가를 절감할 수 있는 불꽃 감지 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부에서 입사되는 빛을 집광하여 수광소자에 입사시킴으로써 수광 효율이 향상된 불꽃 감지 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 불꽃 감지 장치는 측면에 빛을 모으는 복수의 렌즈부가 외주를 따라 연이어 배열된 케이스와, 상기 케이스 내에 설치되어 상기 렌즈부를 통과한 빛의 경로를 전환시키는 반사부재, 및 상기 반사부재와 마주보는 방향에 설치되어 상기 반사부재로부터 전달된 빛을 감지하는 수광소자를 포함한다.

상기 반사부재는 돌출부를 포함할 수 있으며, 상기 돌출부는 횡단면이 원형으로 이루어질 수 있다.

상기 돌출부의 둘레에는 테두리부가 형성되고 상기 테두리부는 원형의 고리 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 돌출부는 상기 케이스의 측면에 대해 경사진 반사면을 갖는 구조로 이루어질 수 있다. 또한 상기 돌출부는 외측면에 따라 반사층이 코팅된 구조로 이루어질 수 있다.

상기 돌출부는 원뿔 형상으로 이루어질 수 있으며, 또한 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대 형상으로 이루어질 수도 있다.

상기 반사부재는 상기 케이스의 상면 중앙에 고정될 수 있다.

상기 수광소자는 구면형으로 돌출 형성된 돌기부를 포함할 수 있으며, 상기 돌기부는 반사부재를 향하여 볼록하게 돌출된 구조로 이루어질 수 있다.

상기 수광소자는 판 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 수광소자는 상기 케이스의 횡단면 중앙에 단수로 설치될 수 있다.

상기 케이스의 내측에는 인쇄 회로 기판이 설치되고, 상기 수광소자는 상기 인쇄 회로 기판 상에 설치될 수 있다.

상기 각각의 렌즈부는 폭 방향 측단에서 중앙으로 갈수록 두께가 증가하는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 렌즈부는 빛이 입사하는 외측면과 빛이 출사하는 내측면이 동일한 방향으로 만곡된 구조로 이루어질 수 있다.

상기 렌즈부는 외측면의 곡률이 내측면의 곡률보다 크게 형성될 수 있다.

상기 렌즈부는 초점이 상기 케이스의 횡단면 중앙이 되도록 형성될 수 있다.

상기 케이스는 폴리카보네이트(Polycarbonate)로 이루어질 수 있다.

상기 케이스는 원통형상으로 이루어질 수 있으며, 원통형 케이스의 외주면에 복수 개의 볼록부가 형성될 수 있다.

상기 반사부재는 돌출부를 포함할 수 있으며, 상기 돌출부는 원뿔 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 돌출부의 둘레에는 상기 케이스의 상면과 접하는 테두리부가 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시에를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불꽃 감지 장치를 도시한 절개 사시도이 고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불꽃 감지 장치를 도시한 분해 단면도이다.

상기한 도면들을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 불꽃 감지 장치(100)는 케이스(10)와 상기 케이스(10)의 내부에 설치되는 인쇄 회로 기판(21), 상기 인쇄 회로 기판(21) 상에 설치되는 수광소자(20), 및 상기 수광소자(20)의 위에 설치되어 상기 수광소자(20)로 빛(60)을 전달하는 반사부재(30)를 포함한다.

상기 케이스(10)는 외측면에 복수개의 렌즈부(15)가 상기 케이스(10)의 외주방향을 따라 연이어 배열된 구조로 이루어진다.

또한, 상기 케이스(10)는 외부에서 내부로 빛이 투과될 수 있도록 폴리카보네이트(Polycarbonate) 등 광투과성 소재로 이루어진다.

한편, 상기 렌즈부(15)는 상하방향으로 균일한 횡단면을 갖는 기둥 형태로 이루어지고, 상기 렌즈부(15)에서 빛이 입사하는 외측면(12, 도 5에 도시)의 곡률은 빛이 출사하는 내측면(11, 도 5에 도시)의 곡률보다 큰 구조로 형성된다.

따라서 상기 렌즈부(15)는 중앙이 볼록한 구조로 이루어져 양쪽 측단에서 중심으로 갈수록 두께가 증가하고, 이에 따라 렌즈부(15)의 가장자리로 입사된 빛(60)은 소정의 각도로 굴절되어 불꽃 감지 장치(100)의 중심을 향하여 진행하게 된다.

그리고 상기 렌즈부(15)가 모여 하나의 원을 형성하여 상기 케이스(10)는 원통형상으로 이루어지게 되는데, 이때 렌즈부(15)의 내측면의 곡률은 상기 렌즈부(15)가 형성하는 원과 동일한 곡률로 이루어져 복수 개의 렌즈부(15)가 모여 형성 되는 케이스(10)의 내측면은 매끄러운 원을 이루게 된다.

한편, 상기 렌즈부(15)의 외측면의 곡률은 상기 렌즈부(15)가 이루는 원의 곡률보다 크게 형성되며, 이에 따라 상기 렌즈부(15)의 외측면은 호 형상으로 돌출되어 볼록부를 형성하고 렌즈부(15)가 만나는 부분에는 모서리가 형성된다. 상기 볼록부는 렌즈부(15)의 외측면과 동일한 형상으로 형성되므로 그 형상은 호 형상으로 이루어지고 케이스(10)의 상단에서 하단까지 이어져 형성된다.

한편, 상기 케이스(10)의 내측에는 복수개의 회로 소자들이 설치된 인쇄 회로 기판(21)이 설치되는데, 상기 인쇄 회로 기판(21)의 중앙에는 외부에서 입사되는 빛(60)을 감지하는 수광소자(20)가 설치된다. 그리고 상기 수광소자(20)는 상면이 볼록하게 돌출된 구면 형상으로 이루어지고, 상기 인쇄 회로 기판(21) 상에 형성된 홈(미도시)에 끼워져 상기 인쇄 회로 기판(21) 위로 돌출된다.

그리고 상기 케이스(10)의 일측에는 케이블(50)이 설치되는데, 상기 케이블(50)은 상기 인쇄 회로 기판(21)에 연결되어 불꽃 감지 장치(100)에 설치된 소자들에 전류를 공급하고 수광소자(20)로부터 전달되는 정보를 전송하는 역할을 한다.

그리고 상기 수광소자(20)의 위에는 반사부재(30)가 설치되는데, 상기 반사부재(30)는 상기 수광소자(20)의 수직 상방에 설치되고, 케이스(10)의 천정에 고정된다. 다만 본 실시예에서는 상기 반사부재(30)가 수광소자(20)의 상부에 위치된 것으로 예시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 반사부재(30)는 수광소자(20)의 아래에 설치될 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반사부재(30)는 수광소자(20)를 향하여 돌출 형성된 돌출부(34)와 상기 돌출부(34)의 둘레에 형성된 테두리부(32)를 포함하며, 상기 돌출부(34)는 외측에서 입사되는 빛(60)을 하부로 용이하게 반사시킬 수 있도록 케이스(10, 도 1에 도시)의 측면과 소정의 각도를 갖는 구조로 형성되는 바, 상기 돌출부(34)는 전 방향에서 입사되는 빛(60)을 고르게 반사할 수 있도록 원뿔 형상으로 이루어진다.

상기 테두리부(32)는 원형의 링 형상으로 이루어지며, 케이스(10)의 천정과 접하도록 설치되어 상기 케이스(10)에 고정된다.

한편, 상기 수광소자(20)는 구면형 돌기부(25)와 상기 돌기부(25)의 가장자리에 형성된 지지부(27)를 포함하고, 상기 지지부(27)는 인쇄 회로 기판(21)과 접하여 인쇄 회로 기판(21)에 부착되며 상기 돌기부(25)의 둘레를 따라 링 형상으로 이루어진다. 상기 수광소자(20)에 구면형 돌기부(25)가 형성되어 위쪽에서 반사부재로부터 전달되는 빛을 수광할 수 있을 뿐만 아니라, 수광소자의 측방향에서 입사하는 빛을 직접 수광할 수 있어서 수광효율은 더욱 향상된다.

다만, 상기 수광소자(20)의 형상은 예시적인 것이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 상기 수광소자(20)는 평평한 판 형상 등 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스를 횡방향으로 절단한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈를 도시한 단면도이다.

상기한 도면을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 케이스(10)는 외측면이 복수 개의 렌즈부(15)가 연속적으로 형성된 구조로 이루어지고, 이에 따라 케이스 (10)의 외주면에는 복수개의 볼록부가 형성된다.

여기서 상기 케이스(10)에 형성된 렌즈부(15)의 개수에 대해서는 특별히 제한하지 않으며, 렌즈부(15)와 케이스(10)의 중심이 이루는 중심각(θ)에 따라 다양한 수의 렌즈부(15)로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 렌즈부(15)로 입사한 빛(60)이 케이스(10)의 횡단면 중심으로 집광될 수 있도록 상기 렌즈부(15)의 초점(F)은 상기 케이스(10)의 중심이 되도록 설계된다.

즉, 본 실시예에 따른 렌즈부(15)는 외측면(12)과 내측면(11)이 동일한 방향으로 만곡된 구조로 이루어져, 렌즈부(15)의 외측면(12)은 볼록렌즈 역할을 하고 렌즈부(15)의 내측면(11)은 오목렌즈의 역할을 하게 되므로, 렌즈 외측면(12)의 곡률을 조절하거나 렌즈 내측면(11)의 곡률을 조절하여 상기 렌즈부(15)의 초점이 케이스(10)의 폭방향 중심이 되도록 설계할 수 있다.

이에 따라 외측에서 입사한 빛(60)은 렌즈부(15)에 의하여 불꽃 감지 장치(100)의 중심으로 진행하게 되고, 불꽃 감지 장치(100)의 중심으로 입사된 빛(60)은 반사부재(30)에 의하여 아래로 반사되어 수광소자(20)로 입사하게 된다. 수광소자(20)는 입사된 빛(60)의 세기를 감지하여 설정된 값보다 큰 세기의 빛(60)이 입사된 경우에는 불꽃 감지 신호를 송출하여 불꽃이 감지되었음을 알리게 된다.

그리고 본 실시예에서와 같이 불꽃 감지 장치(100)에 입사되는 빛(60)이 렌즈부(15)에 의하여 집광되어 수광소자(20)에 입사되므로 먼 거리에서 발생된 불꽃까지 용이하게 감지할 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및, 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한, 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 불꽃 감지 장치는 전방향에서 입사되는 빛을 모두 수광소자에 전달할 수 있어서 전방향에서 발생된 불꽃을 감지할 수 있다.

그리고 렌즈부가 빛을 집광하여 수광소자로 전달하므로 빛을 감지할 수 있는 거리가 확대되어 불꽃 감지 장치의 성능이 향상된다.

또한, 중앙에 설치된 하나의 수광소자가 전방향에서 입사되는 빛을 감지하므로 부품수가 감소되어 제작 원가를 감소시킬 수 있다.

Claims (18)

1. 측면에 빛을 모으는 복수의 렌즈부가 외주를 따라 연이어 배열된 케이스;

   상기 케이스 내에 설치되어 상기 렌즈부를 통과한 빛의 경로를 전환시키는 반사부재; 및

   상기 반사부재와 마주보는 방향에 설치되어 상기 반사부재로부터 전달된 빛을 감지하는 수광소자;

   를 포함하는 불꽃 감지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사부재는 돌출부를 포함하는 불꽃 감지 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 돌출부는 상기 케이스의 측면에 대해 경사진 반사면을 갖는 불꽃 감지 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 돌출부는 외측면의 횡단면이 원형으로 이루어지는 불꽃 감지 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 돌출부는 원뿔 형상으로 이루어지는 불꽃 감지 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사부재는 상기 케이스의 상면 중앙에 고정되는 불꽃 감지 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 수광소자는 구면형으로 돌출 형성된 돌기부를 포함하는 불꽃 감지 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 돌기부는 반사부재를 향하여 볼록하게 돌출된 불꽃 감지 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 수광소자는 판 형상으로 이루어지는 불꽃 감지 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 수광소자는 상기 케이스의 횡단면 중앙에 단수로 설치되는 불꽃 감지 장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 케이스의 내측에는 인쇄 회로 기판이 설치되고, 상기 수광소자는 상기 인쇄 회로 기판 상에 설치되는 불꽃 감지 장치.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 각각의 렌즈부는 폭 방향 측단에서 중앙으로 갈수록 두께가 증가하는 불꽃 감지 장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 렌즈부는 빛이 입사하는 외측면과 빛이 출사하는 내측면이 동일한 방향으로 만곡된 구조로 이루어지는 불꽃 감지 장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 렌즈부는 외측면의 곡률이 내측면의 곡률보다 크게 형성되는 불꽃 감지 장치.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 렌즈부는 초점이 상기 케이스의 횡단면 중앙이 되도록 형성되는 불꽃 감지 장치.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 케이스는 폴리카보네이트(Polycarbonate)로 이루어지는 불꽃 감지 장치.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 케이스는 원통형상으로 이루어지는 불꽃 감지 장치.
18. 제 1 항에 있어서,

    상기 케이스는 외주면에 복수 개의 볼록부가 형성되는 불꽃 감지 장치.

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