KR101061181B1 - 자동차단밸브조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 손잡이가 달린 밸브본체를 포함하는 가스밸브를 자동으로 차단하는 자동차단밸브조립체에 있어서, 상기 밸브본체에 연결된 튜브와, 상기 가스밸브를 개폐하도록 밸브본체와 톱니식으로 맞물리면서 상기 튜브 내에서 슬라이딩식으로 왕복이동하는 이동막대와, 상기 튜브 내에서 밸브가 차단되도록 이동막대에 힘을 가하는 탄성수단과, 상기 밸브본체가 개방위치에 있을 때 상기 탄성수단의 미는 힘에 대항하여 상기 이동막대를 고정시키는 고정부재와, 상기 고정부재를 상기 이동막대로부터 분리시키는 분리부와, 상기 밸브본체가 개방위치로부터 차단위치로 돌아가도록 상기 분리부를 제어하는 제어부를 포함하는 자동차단밸브조립체를 제공한다. 탄성수단에 의해 이동하는 이동막대를 사용함으로써, 밸브를 회전시키기 위한 동력이 필요하지 아니하므로 에너지를 절약할 수 있으며, 구성이 간단하여 제작비용을 줄일 수 있다.

가스밸브, 튜브, 이동막대, 기어부, 구동모터

Description

자동차단밸브조립체{AUTOMATIC SHUT-OFF VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 가스밸브를 자동으로 차단시키는 자동차단밸브조립체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탄성수단에 의해 자동으로 차단되는 자동차단밸브조립체에 관한 것이다.

가스, 특히 도시가스의 사용은 꾸준히 증가하여 현재 일반가정 뿐만 아니라 식당 등에서 널리 사용되고 있다.

그러나, 가스의 보급확대와 더불어 안전사고도 함께 증가하는 추세이다. 이와 같이, 가스의 누출에 의해 폭발사고 및 중독사고가 발생할 위험이 매우 크기 때문에, 가스밸브와 관련하여 사고발생을 미연에 방지하려는 기술도 꾸준히 나오고 있다. 일반적으로, 타이머등에 의해 미리 설정된 시간이 경과하거나 가스누출이 감지된 경우에, 자동으로 가스밸브를 차단하는 장치가 널리 사용되고 있다.

종래의 장치들은 보통 밸브를 차단하기 위해 모터와 기어를 사용하고 있으나, 그 구조가 복잡하여 제조비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 밸브를 회전시키는데 동력이 많이 소모되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 탄성수단의 복원력을 이용하여 안정적이고 용이하게 밸브를 차단하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 탄성수단에 의해 밸브를 차단함에 소요되는 동력을 현저하게 줄이는 것을 것을 목적으로 한다.

상술한 목적 이외의 다른 목적은 아래에서 설명하는 내용에 의해 이해할 수 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 손잡이가 달린 밸브본체를 포함하는 가스밸브를 자동으로 차단하는 자동차단밸브조립체에 있어서, 상기 밸브본체에 연결된 튜브와, 상기 가스밸브를 개폐하도록 밸브본체와 톱니식으로 맞물리면서 상기 튜브 내에서 슬라이딩식으로 왕복이동하는 이동막대와, 상기 튜브 내에서 밸브가 차단되도록 이동막대에 힘을 가하는 탄성수단과, 상기 밸브본체가 개방위치에 있을 때 상기 탄성수단의 미는 힘에 대항하여 상기 이동막대를 고정시키는 고정부재와, 상기 고정부재를 상기 이동막대로부터 분리시키는 분리부와, 상기 밸브본체가 개방위치로부터 차단위치로 돌아가도록 상기 분리부를 제어하는 제어부를 포함하는 자동차단밸브조립체를 제공한다. 탄성수단에 의해 이동하는 이동막대를 사용함으로써, 밸브를 회전시키기 위한 동력이 필요하지 아니하므로 에너지를 절약할 수 있으 며, 구성이 간단하여 제작비용을 줄일 수 있다.

본 발명의 상기 고정부재는 제2 탄성수단의 미는 힘에 의해 상기 이동막대의 단부를 고정할 수 있다. 탄성수단을 사용함으로써 안정적으로 이동막대를 고정시킬 수 있을 뿐만 아니라 탄성수단의 복원력에 의해 고정부재를 분리시킨 후에 자동으로 다시 고정부재를 이동막대에 결합시킬 수 있다.

또한, 상기 밸브본체는 밸브캠을 구비하고, 상기 밸브본체의 회전시 밸브캠이 그 회전 반경에 배치된 밸브의 개방위치를 감지하는 개방인식스위치 및 밸브의 차단위치를 감지하는 차단인식스위치와 접촉할 수 있다. 개방 및 차단 상태를 인식함으로써 자동으로 밸브의 차단을 제어할 수 있다.

또한, 상기 분리부는, 구동모터에 연결되어 회전하면서 상기 고정부재를 상기 이동막대로부터 해제시키는 캠을 구비하는 기어부를 포함할 수 있다. 상기 기어부는 상기 구동모터로부터 순차적으로 구동력을 전달하는 제1기어, 제2기어, 제3기어로 구성되어 있고, 상기 캠은 제3기어에 형성되어 있을 수 있다. 기어를 사용함으로써 동력전달을 안정적으로 수행할 수 있고, 특히 다수의 기어를 사용함으로써 동력소모량도 줄일 수 있다.

뿐만아니라, 상기 자동차단밸브조립체는 캠 인식 스위치와, 일 단부가 상기 캠의 회전시 캠에 의해 밀려 타 단부가 상기 캠 인식 스위치와 접촉하게 되는 레버를 더 포함하고, 상기 캠 인식 스위치에 상기 레버가 접촉하게 되면 상기 캠이 상기 고정부재를 방해하지 않는 미리 정해진 위치로 이동하여 대기하도록, 상기 제어부가 상기 구동모터를 구동시킬 수 있다. 캠의 위치를 정해진 위치에 있도록 제어 함으로써 안정적으로 장치를 작동시켜 오작동을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 가스밸브를 간단한 구조로 용이하게 차단할 수 있고, 나아가, 밸브를 차단하는데 사용되는 동력소모량을 크게 줄일 수 있다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 작동원리에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본원발명에 따른 자동차단밸브조립체를 위에서 바라본 평면도이다.

자동차단밸브조립체(1)는 종래의 일반적인 가스관(2)에 장착된다. 자동차단밸브조립체(1)는 손잡이(12)가 달린 밸브본체(14)를 포함하고 있다.

도 2에서 볼 수 있듯이, 이 밸브본체(14)의 측면부에 튜브(20)가 연결된다. 튜브(20)는 바람직하게 가스관에 대해 수직으로 연결되도록 배치되어 있으나, 그 배치방향은 이에 한정되는 것은 아니다.

튜브(20)내에는 내부에서 슬라이딩할 수 있는 이동막대(22)가 있다. 이동막대(22)의 일측면에는 톱니형상의 돌기(29)가 다수 형성되어 있다. 밸브본체(14)에도 이동막대의 톱니형상의 돌기와 맞물리는 돌기(19)를 구비하고 있다. 따라서, 이동막대(22)와 밸브본체(14)는 돌기들(19, 29)이 서로 맞물리면서 연동한다.

밸브를 개방하기 위해 밸브의 손잡이(12)를 회전시키게 되면 맞물려 연동하는 이동막대가 이동하게 되어 고정되고, 밸브를 차단하기 위해 이동막대를 반대방 향으로 이동시키면 이동막대와 연동하는 밸브본체(14)가 회전하게 됨으로써, 밸브의 개폐동작이 이루어질 수 있다.

이동막대(22)에 일측에는 스프링과 같은 탄성수단(30)이 배치되어 있다. 탄성수단은 이동막대(22)를 막대와 접촉하는 부분의 반대편으로 미는 힘을 가한다. 따라서, 탄성수단에 의해 이동막대가(22)가 밀려난 상태일때 밸브는 닫힌 상태, 즉 가스를 차단하는 차단위치에 있게 된다. 탄성수단의 미는 힘에 대항하는 방향으로 이동막대(22)를 밀어서 고정시키면 밸브는 열린 상태, 즉 가스가 흐르는 개방위치에 놓이게 된다. 탄성수단(30)과 접촉하는 쪽 단부의 이동막대(22)의 직경은 보다 작게 구성되어, 이동막대(22)의 단부가 탄성수단(30) 내부로 삽입될 수 있다. 이렇게 함으로써, 공간을 절약하고 튜브내의 탄성수단이 이동막대에 대하여 안정적으로 가이드될 수 있다.

이동막대(22)가 탄성수단에 대항하여 개방위치를 유지하기 위해서는, 이동막대(22)를 고정시켜야 한다. 이러한 고정을 위해 자동차단밸브조립체(1)는 고정부재(40)를 포함하고 있다. 고정부재(40)는 바람직하게 탄성수단이 있는 이동막대쪽의 반대측에 형성될 수 있다. 고정부재의 고정방식에는 제한이 없으나, 한 예로 이동막대에 홈을 형성한 후 고정부재가 이 홈에 맞물리도록 하는 것을 고려할 수 있다.

탄성수단이 있는 쪽 튜브(20)의 단부에는 나사(25)가 결합될 수 있다. 나사를 회전시켜 나사를 좌우로 이동시킴으로써, 탄성수단이 가하는 힘의 강도를 조절할 수 있다. 이로써, 밸브의 종류에 따라 요구되는 탄성수단의 압축정도를 조절할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 이동막대와 결합하는 고정부재의 일면에는 다수의 톱니형상의 돌기부(46)가 형성되어 있어 이에 대응하는 이동막대의 홈(26)과 결합할 수 있다. 홈은 돌기부와 결합하도록 대응하는 형상을 갖는다. 돌기부는 이동막대를 확실히 고정할 수 있도록, 한쪽으로만 경사진 경사면을 가질 수 있다. 도 4에서, 경사면이 한쪽에만, 즉 우측면에만 형성되어 있는 것을 볼 수 있다.

도 4는 밸브가 차단된 상태, 즉 이동막대(22)가 탄성수단(30)에 의해 후방으로(우측으로) 밀려나 있는 상태를 나타내며, 이 때 고정부재(40)는 이동막대(22)와 분리되어 있다.

도 5는 밸브가 개방된 상태, 즉 이동막대(22)가 탄성수단(30)의 스프링 힘에 대항하여 전방으로(좌측으로) 이동된 상태를 나타내며, 이 때 스프링 힘에 대항하여 이동막대(22)가 밀려나지 않고 위치를 유지할 수 있도록 고정부재(40)가 이동막대(22)와 결합되어 있다.

도 4 및 도 5에서 볼 수 있듯이, 고정부재(40)가 이동막대(22)와 결합된 상태를 유지하도록, 제2 탄성수단(42)을 사용할 수 있다. 제2 탄성수단(42)이 고정부재(40)를 이동막대 쪽으로 힘을 가함으로써 고정부재(40)의 돌기부가 이에 대응하는 이동막대의 홈부분과 결합된 상태를 유지할 수 있다.

도 1 내지 도 3에서 볼 수 있듯이, 밸브본체(14)가 회전하는 원주상에 밸브의 개방위치를 감지하는 개방인식스위치(16)와 밸브의 차단위치를 감지하는 차단인식스위치(17)를 배치할 수 있다. 이 경우, 밸브본체(14)의 일측에 밸브캠(15)이 설치되어 있어, 밸브본체(14)의 회전에 따라 함께 회전하게 된다. 밸브가 개방되도록 밸브본체(14)가 회전하여 밸브캠(15)이 개방인식스위치(16)와 접촉하게 되면, 제어부에서 밸브가 개방된 상태에 있음을 감지할 수 있다. 반대로 밸브가 차단되도록 밸브본체가(14)가 회전하면, 밸브캠(15)은 차단인식스위치(17)와 접촉하게 되어 제어부에서 밸브가 차단된 상태임을 감지할 수 있다.

제어부는 후술하는 바와 같이 밸브의 차단 및 개방 상태를 인식함으로써 개방된 밸브를 미리 설정된 시간이 경과했을 때 또는 가스누출이 감지되었을 때, 자동으로 밸브를 차단할 수 있게 된다.

개방된 상태에 있는 밸브를 차단하기 위해서는, 이동막대(22)를 고정시키는 고정부재(40)를 이동막대(22)로부터 분리시켜야 한다.

고정부재(40)를 이동막대(22)로부터 분리시키기 위해 분리부(50)가 필요하다. 분리부(50)는 고정부재가 이동막대와 분리되는 방향으로 힘을 가하는 구조이면 충분하다. 예를 들어, 솔레노이드 장치에 의해 힘을 가하는 수단이나 모터에 의해 힘을 가하는 수단이 있다.

이하 고정부재(40)를 분리시키기 위한 분리부(50)에 대한 바람직한 예를 설명한다. 도 3에서와 같이, 고정부재(40)의 일측에는 기어부(60) 쪽으로 돌출부(41)가 구비되어 있어, 이 돌출부(41)를 이동막대(22)로부터 멀어지는 방향으로, 즉 도 3에서 지면으로부터 올라오는 방향으로(도 5에서 화살표 방향으로) 밀어내면 고정부재(40)는 이동막대(22)와 분리된다. 고정부재가 이동막대와 분리되면, 탄성수단(30)에 의해 이동막대(22)는 밸브를 차단하는 방향으로 이동하게 된다.

돌출부(41)를 미는 수단으로서 기어부(60)를 제공할 수 있다. 기어부(60)는 서로 연동하는 하나 이상의 기어로 구성되어 있다. 이 기어 중 한 기어의 측면에는 캠(65)이 구비되어 있다. 기어의 회전에 의해 캠(65)도 함께 회전하고, 따라서, 기어의 캠(65)은 이동막대(22)로부터 고정부재(40)가 분리되도록, 고정부재(40)의 돌출부(41)를 밀게 된다. 기어의 회전은 구동모터(70)에 의해 이루어질 수 있다.

바람직한 예로서, 기어부(60)는 도 6에 도시된 바와 같이, 3개의 기어, 즉 제1, 제2, 제3 기어(61, 62, 63)으로 구성될 수 있다. 제1 기어(61)가 구동모터 모터축의 기어(72)에 연결되어 구동력을 전달받아 회전하게 되고, 제1 기어에 연결된 제2 기어(62)가 회전한다. 제2 기어에 연결된 제3 기어(63)가 순차적으로 회전할 수 있다. 이 경우 상기 캠(65)은 제3 기어에 구비되어 있다.

제1 기어 및 제2 기어는, 지름이 상이한 두 개의 회전체가 동심을 이루면서 결합된 구조로 되어 있다. 제1 기어 및 제2 기어는, 반경이 큰 회전체와 반경이 작은 회전체가 서로 연결되도록 배치되어 있다. 즉, 모터의 회전부가 제1 기어의 반경이 큰 회전체를 회전시킬 때, 함께 회전하는 제1 기어의 반경이 작은 회전체가 제2 기어의 반경이 큰 회전체를 회전시키고, 제2 기어의 반경이 작은 회전체는 제3 기어를 회전시키게 된다. 이와 같이, 다수의 기어세트를 이용함으로써, 적은 구동력으로 용이하게 기어를 구동할 수 있다. 기어부를 구성하는 기어의 수에는 제한이 없다.

또한, 도 6과 같이, 본 발명에 따른 자동차단밸브조립체는 레버(66)와 캠 인 식 스위치(18)를 포함할 수 있다. 레버(66)는 일단(67)이 상기 기어의 캠(65)이 회전하는 반경상에 배치되어 캠과 부딪히도록 구성되어 있다. 또한, 레버(66)의 타단(68)은 캠 인식 스위치(18)와 접촉 및 분리가 가능하도록 구성되어 있다. 즉, 레버(66)는 양 단부가 중심부를 기준으로 소정의 각도로 휘어져 있는 형상으로 되어 있다.

도 6에서 화살표 A로 표시된 것처럼 캠(65)이 반시계방향으로 회전하게 되면 레버(66)의 일단(67)을 밀게되고, 화살표 B의 방향으로 레버의 일단(67)이 우측으로 밀려나면, 화살표 C와 같이 타단(68)은 위쪽으로 상승하게 된다. 타단(68)은 상승하게 되면서 캠 인식 스위치(18)를 누르게 된다.

캠 인식 스위치(18)가 타단(68)과 접촉하게 되면, 제어부는 캠이 소정의 각도만큼 더 회전하여 미리 정해진 위치(도 6의 D로 표시된 지점)로 이동하도록 기어를 구동시키게 된다. 따라서, 캠은 상기 미리 정해진 위치에서 대기상태에 있다가, 제어부로부터 밸브를 차단시키는 신호가 발생하면 다시 회전하면서 고정부재의 돌출부를 밀고, 계속 회전하여 레버의 일단(67)을 밀어낸 후, 미리 정해진 위치로 다시 돌아와 다음 신호를 기다리는 과정을 반복하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능함은 물론이며, 이러한 변형은 청구범위의 기재 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차단밸브조립체를 위에서 바라본 평면도이다.

도 2는 도 1의 자동차단밸브조립체의 내부구조를 하부에서 비스듬하게 바라본 사시도이다.

도 3은 도 1의 자동차단밸브조립체를 하부에서 바라본 저면도이다.

도 4는 자동차단밸브조립체가 차단된 상태를 나타내는 측면도이다.

도 5는 자동차단밸브조립체가 개방된 상태를 나타내는 측면도이다.

도 6은 자동차단밸브조립체의 기어부를 보다 구체적으로 나타낸 내부 구조도이다.

[도면의 부호에 대한 간단한 설명]

1: 자동차단밸브조립체

12: 손잡이

14: 밸브본체

16: 개방인식스위치

17: 차단인식스위치

20: 튜브

22: 이동막대

30: 탄성수단

40: 고정부재

42: 제2 탄성수단

50: 분리부

60: 기어부

61, 62, 63: 제1, 제2, 제3 기어

65: 캠

70: 구동모터

Claims (6)

1. 손잡이가 달린 밸브본체를 포함하는 가스밸브를 자동으로 차단하는 자동차단밸브조립체에 있어서,

   상기 밸브본체에 연결된 튜브;

   상기 가스밸브를 개폐하도록 밸브본체와 톱니식으로 맞물리면서 상기 튜브 내에서 슬라이딩식으로 왕복이동하는 이동막대;

   상기 튜브 내에서 밸브가 차단되도록 이동막대에 힘을 가하는 탄성수단;

   상기 밸브본체가 개방위치에 있을 때 상기 탄성수단의 미는 힘에 대항하여 상기 이동막대를 고정시키는 고정부재;

   상기 고정부재를 상기 이동막대로부터 분리시키는 분리부; 및

   상기 밸브본체가 개방위치로부터 차단위치로 돌아가도록 상기 분리부를 제어하는 제어부;를 포함하며,

   상기 고정부재는 제2탄성수단의 미는 힘에 의해 상기 이동막대의 단부를 고정하는 것을 특징으로 하는 자동차단밸브조립체.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 밸브본체는 밸브캠을 구비하고, 상기 밸브본체의 회전시 밸브캠이 그 회전 반경에 배치된 밸브의 개방위치를 감지하는 개방인식스위치 및 밸브의 차단위치를 감지하는 차단인식스위치와 접촉하는 것을 특징으로 하는 자동차단밸브조립체.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 분리부는, 구동모터에 연결되어 회전하면서 상기 고정부재를 상기 이동막대로부터 해제시키는 캠을 구비하는 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차단밸브조립체.
5. 제4항에 있어서,

   상기 기어부는 상기 구동모터로부터 순차적으로 구동력을 전달하는 제1기어, 제2기어, 제3기어로 구성되어 있고, 상기 캠은 제3기어에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차단밸브조립체.
6. 제4항에 있어서,

   상기 자동차단밸브조립체는 캠 인식 스위치와, 일 단부가 상기 캠의 회전시 캠에 의해 밀려 타 단부가 상기 캠 인식 스위치와 접촉하게 되는 레버를 더 포함하고,

   상기 캠 인식 스위치에 상기 레버가 접촉하게 되면 상기 캠이 상기 고정부재를 방해하지 않는 미리 정해진 위치로 이동하여 대기하도록, 상기 제어부가 상기 구동모터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 자동차단밸브조립체.

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