KR101668901B1

KR101668901B1 - 가스 밸브 유닛의 구조

Info

Publication number: KR101668901B1
Application number: KR1020127001690A
Authority: KR
Inventors: 외른 나우만; 끄리스토프 까듀; 스테판 끌라우스; 알렉산더 아이젠베르크
Original assignee: 베에스하 하우스게랫테 게엠베하
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2016-10-24
Also published as: US20120111434A1; CN102549340B; AU2010275356B2; HK1172675A1; CN102549340A; EA020365B1; EP2457022B1; EP2457022A1; WO2011009794A1; KR20120046191A; ES2548025T3; EA201270158A1; AU2010275356A1; US8757203B2; PL2457022T3

Abstract

본 발명은 가스 장치, 특히 가스 조리기의 가스 버너로 공급되는 가스 유량을 조절하기 위한 가스 밸브 유닛에 관한 것이다. 가스 밸브 유닛은 밸브 바디(20)를 포함하고, 상기 밸브 바디(20) 내에는 가스 밸브 유닛의 개폐 밸브들의 2개 이상의 밸브 시트와, 각각 하나 이상의 스로틀 개구를 갖는 2개 이상의 스로틀 위치가 형성된다. 본 발명에 따라 밸브 바디(20)는 서로 병렬로 배치된 복수의 판(12, 13, 14, 15, 16, 17)을 포함하며, 이때 밸브 밀봉판(12)은 개폐 밸브의 밸브 시트를 형성하며, 스로틀 판(15) 내에는 스로틀 위치들의 스로틀 개구들이 배치된다. 상기 밸브 밀봉판(12)은 가요성 재료, 예컨대 플라스틱으로 제작된다.

Description

가스 밸브 유닛의 구조 {STRUCTURE OF A GAS VALVE UNIT}

본 발명은 가스 장치, 특히 가스 조리기의 가스 버너로 공급되는 가스 유량을 조절하기 위한 가스 밸브 유닛에 관한 것으로, 상기 가스 밸브 유닛은 밸브 바디를 포함하고, 상기 밸브 바디 내에는 가스 밸브 유닛의 개폐 밸브들의 2개 이상의 밸브 시트와, 각각 하나 이상의 스로틀 개구를 갖는 2개 이상의 스로틀 위치가 형성된다.

언급한 유형의 가스 밸브 유닛은 예컨대 공보 EP0818655A2와 WO2004063629A1에 기재되어 있다. 상기 유형의 가스 밸브 유닛을 이용하여 가스 장치의 가스 버너로 공급되는 가스 유량이 다단계로 제어될 수 있다. 여기서 가스 유량은 각각의 단계에서 재현 가능한 값을 갖는다. 가스 밸브 유닛의 관류 횡단면 전체(및 그와 더불어 가스 유량의 값)는 가스 밸브 유닛의 지정된 개폐 밸브들이 열리거나 닫힘으로써 지정된 스로틀 개구부들을 통과하는 가스 흐름이 허용되거나 차단되는 방식으로 조절된다.

공지된 범용 가스 밸브 유닛들은 구성이 복잡하고, 오직 전자 제어 유닛을 이용한 작동에만 적합하다. 이 경우, 전자 제어 유닛에 의해 제어되어 각각의 개폐 밸브를 열거나 닫는 전자석이 각각의 개폐 밸브에 할당된다.

본 발명의 과제는, 더 간단하게 제조할 수 있는, 도입부에 언급한 유형의 가스 밸브를 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 밸브 바디가 서로 병렬로 배치된 복수의 판을 가짐으로써 해결되며, 이때 밸브 밀봉판은 개폐 밸브의 밸브 시트를 형성하며, 스로틀 판 내에는 스로틀 위치들의 스로틀 개구들이 배치된다. 밸브 바디는 상하로 적층된 복수의 판을 포함한다. 상호 인접하는 판들은, 상호 인접하는 2개의 판 사이의 접합 시임으로부터 가스가 유출될 수 없도록 서로에 대해 밀봉된다. 상기 판들 내에는 예컨대 보어나 슬롯과 같은 개구 형태의 가스 채널들이 제공되며, 이 가스 채널들을 통해 가스가 판들에 대해 수직 방향으로 흐를 수 있고, 슬롯의 경우에는 가스가 관련 판들에 대해 평행하게 흐를 수도 있다. 본 발명에 따라 판들 중 하나는 개폐 밸브의 밸브 시트를 형성하는 밸브 밀봉판으로서 형성된다. 또 다른 판은 정확하게 규정된 횡단면을 갖는 스로틀 개구들을 포함하는 스로틀 판으로서 형성된다. 상기 횡단면은, 관련 개폐 밸브가 열릴 때 스로틀 개구가 속한 스로틀 위치를 관류하는 가스 유량을 결정한다.

닫힌 개폐 밸브들의 기밀성은, 밀봉판이 가요성 재료, 예컨대 플라스틱으로 제조됨으로써 보장된다. 이 경우, 개폐 밸브의 폐쇄력이 작아도 개폐 밸브의 밀봉성은 보장된다.

각각의 개폐 밸브는, 상기 개폐 밸브가 닫히면 밸브 밀봉판 위에 밀착되는 차단 바디를 포함한다. 개폐 밸브를 열기 위해 차단 바디가 밸브 밀봉판에서 들어올려진다. 밸브 밀봉판은 각각의 밸브 시트 영역에 개구를 가지며, 이 개구는 개폐 밸브가 닫히면 밸브 밀봉판 위에 밀착되는 차단 바디에 의해 막힌다. 상기 개구는 밸브 밀봉판의 상부면에서부터 하부면까지의 채널을 형성하여, 밸브 밀봉판으로부터 차단 바디가 들어올려지면 밸브 밀봉판을 통해 가스가 관류할 수 있도록 한다. 그에 반해, 밸브 밀봉판 위에 밀착되는 차단 바디는 관련 개구를 완전히 막는다.

본 발명의 매우 바람직한 한 실시예에 따르면, 개폐 밸브의 차단 바디는 하나 이상의 영구 자석의 힘에 의해 움직일 수 있다. 영구 자석은 바람직하게 가스 밸브 유닛의 구성 요소이며, 예컨대 조작자에 의해 수동으로 또는 전동기를 이용하여 차단 바디에 대해 상대 운동을 한다. 영구 자석의 운동은 바람직하게 가스 밸브 유닛의 판들에 대해 평행하게, 즉 차단 바디의 운동 방향에 대해 수직으로 실시된다. 영구 자석이 차단 바디의 상부에 위치하면 차단 바디는 영구 자석에 의해 당겨져서 밸브 밀봉판으로부터 들어올려진다.

또한, 상기 개폐 밸브는 개폐 밸브의 차단 바디를 밸브 밀봉판의 방향으로 압축하는 스프링을 포함한다. 스프링의 힘은 차단 바디의 정지 위치를 정의하며, 가스 밸브 유닛의 장착 위치와 상관없이 개폐 밸브를 닫는다. 개폐 밸브를 열기 위해, 차단 바디는 예컨대 영구 자석의 자력에 의해 스프팅의 힘에 대항하여 밸브 밀봉판으로부터 들어올려진다. 개폐 밸브의 개방은 직접적인 기계 결합에 의해, 예컨대 캠샤프트를 이용하여 수행될 수도 있다.

본 발명의 한 바람직한 개선예에서는, 밸브 밀봉판의 차단 바디 반대편 측면에 실질적으로 강성인 재료, 예컨대 금속으로 제조된 압력판이 배치된다. 상기 압력판은 밸브 밀봉판의 평평한 받침대를 형성하며, 예컨대 밸브 밀봉판의 압축성 휘어짐과 같은 의도치 않은 변형을 방지한다.

압력판은 밸브 밀봉판 내에 형성된 개구들과 대응되는 개구들을 포함한다. 압력판 내 개구들은 밸브 밀봉판 내 개구들에 이어지도록 형성된다.

바람직하게는 스로틀 판이 실질적으로 강성 재료, 예컨대 금속, 바람직하게는 황동 또는 특수강으로 제조된다. 스로틀 판 내에 형성된 스로틀 개구들은 정확하게 규정된 개구 횡단면을 갖는다. 이러한 이유에서, 스로틀 판의 탄성 변형성은 바람직하지 않다. 금속, 바람직하게는 황동이나 특수강을 사용하면, 압력판의 정밀 가공 및 스로틀 개구들의 간단한 제조가 가능하다.

압력판과 스로틀 판 사이에, 압력판 내 개구들 및 스로틀 판 내 스로틀 개구들과 대응되는 개구들을 포함하는 제1 가스 분배판이 배치되는 것이 특히 바람직하다. 가스 분배판은, 압력판 내 개구들로부터 스로틀 판 내 관련 스로틀 개구들로 가스가 통과될 수 있도록 한다. 제1 가스 분배판 내 개구들 중 적어도 일부는 추가로, 스로틀 판의 2개의 인접한 스로틀 개구를 서로 연결한다. 따라서 제1 가스 분배판 내 개구들은 가스 분배판에 대해 수직인 흐름뿐 아니라, 가스 분배판에 대해 평행한 흐름도 가능케 하기 때문에, 가스가 스로틀 판의 하나의 스로틀 개구로부터 스로틀 판의 인접한 스로틀 개구로 이송될 수 있다.

또한, 스로틀 판의 제1 가스 분배판 반대편 측면에는 스로틀 판 내 스로틀 개구들과 대응되는 개구들을 포함하는 제2 가스 분배판이 배치된다. 그럼으로써 스로틀 판의 스로틀 개구들로부터 제2 가스 분배판의 개구들 내로 가스가 이송될 수 있다.

제2 가스 분배판 내 개구들 중 적어도 일부는 스로틀 판의 각각 2개의 인접한 스로틀 개구를 서로 연결한다. 따라서 제2 가스 분배판도 스로틀 판의 2개의 인접한 스로틀 개구간의 가스 이송을 가능케 한다. 이를 위해, 제2 가스 분배판 내 개구들은 제1 가스 분배판 내 개구들과 마찬가지로 슬롯으로서 형성될 수 있다.

제2 가스 분배판 내에서 개구들의 배치는, 제2 가스 분배판 내 개구들이 각각 스로틀 판의 2개의 인접한 (그리고 제1 가스 분배판에 의해서는 연결되지 않는) 스로틀 개구를 서로 연결하도록 선택된다. 따라서 스로틀 판의 스로틀 개구들은 양측 가스 분배판에 의해 일렬로 연결된다. 가스는 각각의 스로틀 개구를 차례로 관류할 수 있으며, 이때 나란히 놓인 2개의 스로틀 개구 사이의 연결은 교대로 제1 가스 분배판 및 제2 가스 분배판에 의해 형성된다.

바람직하게는 제1 가스 분배판 및/또는 제2 가스 분배판이 가요성 재료, 예컨대 플라스틱으로 제조된다. 가요성 재료를 사용함으로써 가스 분배판들이 스로틀 판에 대해 확실하게 밀봉되며, 그 결과 가스 분배판과 스로틀 판 사이의 접합 시임으로부터 가스가 유출될 수 없게 된다.

제1 가스 분배판의 개구들은 상기 각각의 개구에 할당된 개폐 밸브가 열리면 사실상 스로틀링되지 않은 상태로 가스 밸브 유닛의 가스 유입구와 연결될 수 있다. 개폐 밸브들과, 밸브 밀봉판 내 개구들과, 압력판 내 개구들은 뚜렷한 스로틀링 기능을 지니지 않으며, 스로틀 개구들에 비해 훨씬 더 큰 관류 횡단면을 갖는다.

제2 가스 분배판의 정확히 1개의 개구가 가스 밸브 유닛의 가스 배출구와 연결된다. 따라서 가스 밸브 유닛을 통해 흐르는 전체 가스 흐름은 가스 배출구와 연결된 제2 가스 분배판의 개구 내로 통하는, 스로틀 판의 적어도 마지막 스로틀 개구를 관류한다. 스로틀 판의 마지막 스로틀 개구는 다른 스로틀 개구들에 비해 매우 큰 횡단면을 가질 수 있기 때문에, 스로틀링 작용을 전혀 수행하지 않거나 극미하게만 수행한다. 어느 개폐 밸브가 열리는지와 상관없이, 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스는 마지막 스로틀 개구를 통해서만 흐르거나, 가스 밸브 유닛의 복수의 스로틀 개구를 통해 흐르거나, 또는 모든 스로틀 개구를 통해 흐른다.

가스 밸브 유닛의 밸브 바디의 판들은 서로 적층된다. 전술한 판들 외에 경우에 따라 추가의 판이 존재할 수 있으며, 추가의 판은 예컨대 밀봉판, 중간판 또는 압력판으로 형성될 수 있다.

상기 판들은 장착된 상태에서 서로 상대 운동을 할 수 없다. 가스 유량의 조절은 오직 개폐 밸브의 차단 바디의 운동에 의해서만 실시된다. 판들은 서로 평행 이동이나 상대 회전을 할 수 없으며, 작동 중에 서로에게서 떨어질 수도 없다.

가스 밸브 유닛에서 수리 작업의 진행 중에 적어도 스로틀 판이 교체될 수 있다. 스로틀 판의 교체는, 예컨대 사용되는 가스 유형에 가스 밸브 유닛을 매칭시키고자 할 때 필요할 수 있다. 일반적으로 사용되는 가스 유형으로는 천연 가스, 액화 가스 또는 도시 가스가 있다. 출력이 더 크거나 더 작은 버너에 가스 밸브 유닛을 매칭시키고자 하는 경우에도 스로틀 판의 교체가 가능하다. 상이한 스로틀 판들은 상이한 스로틀 개구들의 상이한 관류 횡단면에 의해 구별된다.

가스 밸브 유닛의 한 바람직한 구성예에 따르면, 개폐 밸브들의 차단 바디 및/또는 밸브 밀봉판 내 개구들 및/또는 압력판 내 개구들 및/또는 제1 가스 분배판 내 개구들 및/또는 스로틀 판 내 스로틀 개구들 및/또는 제2 스로틀 판 내 개구들이 각각 실질적으로 원형 궤도상에 배치된다. 이 경우, 가스 밸브 유닛의 작동을 위한 영구 자석 역시 원형 궤도상에서 차단 바디 위로 약간 이격되어 가동된다. 이 경우, 영구 자석은 예컨대 회전 노브(rotary knob)에 장착될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구성들 및 개선예는 개략적인 도면들에 도시된 실시예들을 토대로 더 상세히 설명된다.

도 1은 제1 개폐 밸브가 열려 있는 가스 밸브 유닛의 개폐 회로를 도시한 개략도이다.
도 2는 2개의 개폐 밸브가 열려 있는 개폐 회로를 도시한 개략도이다.
도 3은 마지막 개폐 밸브가 열려 있는 개폐 회로를 도시한 개략도이다.
도 4는 개폐 밸브들이 닫혀 있는 가스 밸브 장치의 구성을 도시한 개략도이다.
도 5는 하나의 개폐 밸브가 열려 있는 구성을 도시한 개략도이다.
도 6은 처음 2개의 개폐 밸브가 열려 있는 구성을 도시한 개략도이다.
도 7은 개폐 밸브가 열려 있는 구성을 도시한 개략도이다.
도 8은 마지막 개폐 밸브가 열려 있는 구성을 도시한 개략도이다.
도 9는 가스 밸브 유닛의 변형예의 구성을 도시한 개략도이다.
도 10은 가스 밸브 유닛을 위에서 비스듬하게 바라보고 도시한 사시도이다.
도 11은 개폐 밸브들을 조망한 사시도이다.
도 12는 가스 밸브 유닛을 아래에서 비스듬하게 바라보고 도시한 사시도이다.
도 13은 하부 가스 분배판을 조망한 사시도이다.
도 14는 가스 밸브 유닛을 아래에서 비스듬하게 바라보고 도시한 분해도이다.
도 15는 완전히 폐쇄된 상태에 있는, 도 1 내지 도 3에 따른 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.
도 16은 하나의 개폐 밸브가 열림으로써 완전히 개방된 상태에 있는 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.
도 17은 2개의 개폐 밸브가 열림으로써 완전히 개방된 상태에 있는 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.
도 18은 부분적으로 개방된 상태에 있는 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.
도 19는 최소로 개방된 상태에 있는 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.

도 1에는 본 발명에 따른 가스 밸브 유닛의 개폐 회로가 도시되어 있다. 본 도면에서는 가스 유입구(1)가 확인되며, 이 가스 유입구에 의해 가스 밸브 유닛은 예컨대 가스 조리기의 메인 가스 라인에 연결된다. 가스 유입구(1)에서는, 연소를 위해 제공되고 예컨대 20 밀리바 또는 50 밀리바의 일정한 압력을 갖는 가스가 대기하고 있다. 가스 밸브 유닛의 가스 배출구(2)에는 예컨대 가스 조리기의 가스 버너로 이어지는 가스 라인이 연결된다. 가스 유입구(1)는 가스 밸브 유닛의 가스 유입 챔버(9)를 통해, 본 실시예에서는 5개인 개폐 밸브(3)(3.1 내지 3.5)의 유입측과 연결된다. 개폐 밸브들(3)이 열림으로써 가스 유입구(1)는 스로틀 세그먼트(5)의 지정된 섹션과 각각 연결되고, 이 섹션 내로 가스가 열린 개폐 밸브(3)를 통해서 유입된다. 스로틀 세그먼트(5)는 유입 섹션(7)을 포함하며, 이 유입 섹션 내로 제1 개폐 밸브(3.1)가 통한다. 다른 개폐 밸브들(3.2 내지 3.5)은 스로틀 세그먼트(5)의 연결 섹션(6)(6.1 내지 6.4) 내로 각각 통한다. 유입 섹션(7)과 제1 연결 섹션(6.1) 사이의 전이부뿐 아니라, 연결 섹션들(6.1 내지 6.4) 중에서 2개의 인접한 연결 섹션 사이의 전이부는 각각 스로틀 위치(4)(4.1 내지 4.5)에 의해 형성된다. 마지막 스로틀 위치(4.5)는 마지막 연결 섹션(6.4)을 가스 배출구(2)와 연결한다. 스로틀 위치들(4.1 내지 4.5)은 순서대로 점차 커지는 개구 횡단면을 갖는다. 따라서 마지막 스로틀 위치(4.5)의 관류 횡단면은, 이 마지막 스로틀 위치(4.5)가 사실상 스로틀링 기능을 보유하지 않을 정도로 크게 선택될 수 있다.

개폐 밸브들(3)의 작동은 개폐 밸브들(3)의 열(row)을 따라 이동할 수 있는 영구 자석(8)에 의해 이루어진다. 여기서 각각의 개폐 밸브(3)를 열기 위한 힘은 영구 자석(8)의 자력에 의해 직접적으로 생성된다. 상기 자력은 스프링 힘에 대항하여 각각의 개폐 밸브(3)를 연다.

도 1에 따른 개폐 상태에서는 제1 개폐 밸브(3.1)만이 열린다. 상기 개폐 밸브(3.1)를 통해서 가스는 가스 유입 챔버(9)로부터 유입 섹션(7) 내로 유입되고 이 유입 섹션으로부터 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 모든 스로틀 위치(4) 및 모든 연결 섹션(6)을 통과한다. 밸브 유닛을 관류하는 가스의 양에 따라 가스 밸브 유닛에 연결된 가스 버너의 최소 출력이 사전 결정된다.

도 2에는 제1 개폐 밸브(3.1)뿐 아니라 제2 개폐 밸브(3.2)도 열리는 방식으로 영구 자석(8)이 도면에서 우측 방향으로 변위되어 있는 개략적인 개폐 회로가 도시되어 있다.

열린 제2 개폐 밸브(3.2)에 의해 가스가 가스 유입 챔버(9)로부터 직접 제1 연결 섹션(6.1) 내로 유입되고, 이 제1 연결 섹션으로부터 스로틀 위치들(4.2 내지 4.5)을 통해서 가스 배출구(2)로 흐른다. 가스 배출구(2)로 흐르는 가스는 열린 개폐 밸브(3.2)로 인해 제1 스로틀 위치(4.1)를 우회한다. 그러므로 도 2에 따른 개폐 위치에서의 가스 유량은 도 1에 따른 개폐 위치에서의 가스 유량보다 더 많다. 제1 연결 섹션(6.1)으로 향하는 가스 공급은 실질적으로 제2 개폐 밸브(3.2)를 통해서만 이루어진다. 개폐 밸브들(3.1 및 3.2)이 열려 있음으로써 유입 섹션(7) 내 압력 레벨은 제1 연결 섹션(6.1)에서와 동일하다. 그러므로 유입 섹션(7)으로부터는 제1 스로틀 위치(4.1)를 통해 제1 연결 섹션(6.1) 내로 전혀 가스가 유입되지 않는다. 따라서, 영구 자석(8)이 계속해서 도면에서 우측 방향으로 이동됨으로써 제2 개폐 밸브(3.2)가 열리면서 제1 개폐 밸브(3.1)는 닫힐 경우, 전체적으로 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량은 사실상 변하지 않는다.

도면에서 우측 방향으로 영구 자석(8)이 이동됨으로써 개폐 밸브들(3.3 내지 3.5)이 연속해서 열리고, 그럼으로써 가스 밸브 유닛을 통과하는 가스 유량은 단계적으로 증가한다.

도 3에는 최대로 개방된 위치에 있는 가스 밸브 유닛의 개략적인 개폐 회로가 도시되어 있다. 이 경우 영구 자석(8)은 도면에서 우측에 있는 자신의 최종 위치에 위치한다. 영구 자석(8)의 상기 위치에서 마지막 개폐 밸브(3.5)가 열린다. 이런 경우 가스는 가스 유입 챔버(9)로부터 마지막 연결 섹션(6.4) 내로 직접 유입되고, 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 마지막 스로틀 위치(4.5)만을 통과한다. 상기 마지막 스로틀 위치(4.5)는, 사실상 가스 흐름의 스로틀링이 발생하지 않음으로써 가스가 사실상 스로틀링되지 않는 상태로 가스 밸브 유닛을 관류할 수 있을 정도로 큰 관류 횡단면을 보유할 수 있다.

도 4 내지 도 8에는 도 1 내지 도 3에 따른 개폐 회로를 갖는 가스 밸브 유닛의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 여기서는 내부에 가스 밸브 유닛의 가스 유입구(1)가 형성되어 있는 밸브 바디(20)를 볼 수 있다. 밸브 바디(20)의 내부에는 가스 유입구(1)와 연결된 가스 유입 챔버(9)가 위치한다. 개폐 밸브들(3)의 차단 바디들(10)은, 도면에서 상부 및 하부 방향으로 움직일 수 있는 방식으로 밸브 바디(20) 내에서 안내된다. 각각의 차단 바디(10)는 스프링(11)에 의해 도면에서 하부 방향으로 압축된다. 영구 자석(8)의 힘에 의해서는 각각의 차단 바디(10)가 스프링(11)의 힘에 대항하여 도면에서 상부 방향으로 움직일 수 있다. 스프링들(11)은 차단 바디들을 밸브 밀봉판(12)에 밀착시키며, 그럼으로써 차단 바디들(10)은 밸브 밀봉판(12) 내에 존재하는 개구들(12a)을 기밀 방식으로 밀폐하게 된다. 밸브 밀봉판(12) 하부에는, 밸브 밀봉판(12) 내 개구들(12a)에 대응하는 개구들(13a)을 포함하는 압력판(13)이 배치된다. 압력판(13) 내 개구들(13a)은 제1 가스 분배판(14) 내 개구들(14a) 내로 통한다. 도면에서 제1 가스 분배판(14)의 하부에는 복수의 스로틀 개구(18)를 포함하는 스로틀 판(15)이 위치한다. 여기서 스로틀 위치들(4.1 내지 4.4) 각각은 2개의 스로틀 개구(18)에 의해 형성된다. 하나의 스로틀 위치(4.1 내지 4.4)에 속하는 2개의 스로틀 개구(18)는 각각 제2 가스 분배판(16) 내 개구들(16a)에 의해 서로 연결된다. 그에 반해서 제1 가스 분배판 내 개구들(14a)은 2개의 인접한 스로틀 위치(4.1 내지 4.5)의 나란히 놓인 스로틀 개구들(18)을 서로 연결한다. 마지막 스로틀 위치(4.5)는, 제2 가스 분배판(16) 내 대응하는 개구(16a)를 통해서 가스 밸브 유닛의 가스 배출구(2) 내로 통하는 단 하나의 스로틀 개구(18)로만 구성된다.

도 4에 따른 개폐 상태에서 영구 자석(8)은, 모든 개폐 밸브(3)가 닫히는 최종 위치에 있다. 그에 따라 가스 밸브 유닛은 전체적으로 폐쇄된다. 가스 유량은 영(0)이 된다.

도 5에는 제1 개폐 밸브(3.1)가 열려 있는 가스 밸브 유닛의 개략적 구성이 도시되어 있다. 가스는 가스 유입구(1)로부터 가스 유입 챔버(9) 내로 유입되고 가스 유입 챔버로부터 밸브 밀봉판(12), 압력판(13) 및 제1 가스 분배판(14)의 각각의 제1 개구를 통해서 스로틀 판(15)으로 흐른다. 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 가스는 스로틀 판(15)의 모든 스로틀 개구(18)뿐 아니라, 제1 가스 분배판(14)의 모든 개구(14a)와 제2 가스 분배판(16)의 모든 개구(16a)를 관류한다.

도 6에는 열린 제1 개폐 밸브(3.1) 및 열린 제2 개폐 밸브(3.2)를 포함하는 개략적인 구성이 도시되어 있다. 제2 개폐 밸브(3.2)가 열림으로써 제1 스로틀 위치(4.1)의 스로틀 개구들(18)이 연결되며, 그럼으로써 가스는 제2 스로틀 위치(4.2)에 직접 도달하며, 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 다른 스로틀 위치들(4.3 내지 4.5)을 관류하게 된다. 제1 개폐 밸브(3.1)가 열림으로써 제1 스로틀 위치(4.1)를 경유하는 가스 경로가 개방된다. 제1 스로틀 위치(4.1)의 양쪽 측면에서의 압력 레벨이 동일함으로 인해 제1 스로틀 위치(4.1)를 통해서는 사실상 가스가 흐르지 않는다.

도 7에는 열린 제2 개폐 밸브(3.2)를 포함하는 개략적인 구성이 도시되어 있다. 나머지 모든 개폐 밸브(3.1 및 3.3 내지 3.5)는 닫혀 있다. 가스 밸브 유닛을 통과하는 가스 유량은 사실상 도 6에 따른 밸브 위치에서의 가스 유량과 동일하다.

영구 자석(8)과 개폐 밸브들(3)의 구성부품들은, 가스 밸브 유닛이 개방된 경우 정확히 하나의 개폐 밸브(3) 또는 정확히 2개의 개폐 밸브(3)가 열리는 방식으로 상호 간에 조정된다. 일측의 개폐 밸브(3)로부터 인접한 개폐 밸브(3)로 전환될 때 항상 두 인접한 개폐 밸브(3)가 잠시 열린다. 그에 따라 전환으로 인해 가스 버너로 향하는 가스 공급의 단시간 차단과 그에 따른 가스 불꽃의 명멸 또는 소멸이 야기되지 않는 점이 보장된다. 앞서 설명한 개폐에 의해서는 전환 과정 동안 가스 유량의 단시간 증가가 발생하지 않는 점도 보장된다. 그에 따라 전환 과정 동안 가스 불꽃이 확 타오르는 현상도 확실하게 방지된다.

마지막으로 도 8에는 마지막 개폐 밸브(3.5)만이 열려 있는 가스 밸브 유닛의 개략도가 도시되어 있다. 이런 경우 가스는 가스 유입구로부터 가스 유입 챔버, 열린 개폐 밸브(3.5) 및 이 개폐 밸브에 할당된 마지막 스로틀 개구(18)를 통해서 실질적으로 방해받지 않고 가스 배출구로 흐른다.

도 9에는 가스 밸브 유닛의 변형예의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도 4 내지 도 8에 따른 실시예와 다르게, 본 실시예에서 가스 배출구(2)는 제1 가스 분배판(14)으로부터 직접 분기된다. 개폐 밸브(3.5)가 열리면 가스는 스로틀링되지 않은 상태로 가스 유입구(1), 가스 유입 챔버(9), 개폐 밸브(3.5), 밸브 밀봉판(12) 내 마지막 개구(12a), 압력판(13) 내 마지막 개구(13a) 및 제1 가스 분배판(14) 내 마지막 개구(14a)를 통해서 가스 배출구(2)로 흐른다. 마지막 스로틀 위치(4.5)(도 4 내지 도 8 참조)는 도 9에 따른 변형예에서는 제공되지 않는다.

도 10에는 가스 밸브 유닛의 일 실시예를 위에서 비스듬하게 바라본 사시도가 도시되어 있다. 도에서는 밸브 바디(20) 내부에 가스 밸브 유닛의 개폐 샤프트(21)가 회전 가능하게 장착된 것을 볼 수 있다. 개폐 샤프트(21)에는 이 개폐 샤프트(21)의 회전 운동을 영구 자석(8)으로 전달하는 구동체(22)가 연결되며, 그에 따라 영구 자석은 개폐 샤프트(21)의 회전 운동 시에 원형 궤도상에서 안내된다. 덮개부(27)는 영구 자석(8)을 위한 활주면을 형성하고 영구 자석(8)과 개폐 밸브들(3) 사이에 소정의 간격을 형성한다. 또한, 본 도면에서는 가스 배출구(2)뿐 아니라, 미도시한 자석 밸브 유닛을 위해 가스 유입구(1) 내에 배치되는 작동 레버(23)도 확인된다. 작동 레버(23)는, 개폐 샤프트의 축 방향 가압 시에 작동 레버(23)가 밸브 바디(20)로부터 인출되는 방식으로 개폐 샤프트에 연결된다. 그에 따라 개폐 샤프트(21)의 가압에 의해 자석 밸브 유닛이 개방될 수 있게 된다. 보어들(24)은 밸브 바디에 자석 밸브 유닛을 고정하는 역할을 한다.

도 11에는 도 10에 따른 도면에서 구동체(22), 영구 자석(8)이 생략된 상태가 도시되어 있다. 도 11에서는 특히 개폐 밸브들(3)의 환형으로 배치된 차단 바디들(10)이 확인된다. 차단 바디들(10) 각각에는 스프링(11)이 할당되고, 이 스프링은 도면에서 하부 방향으로 차단 바디(10)를 가압한다. 도 11에는 예시로서 스프링들(11) 중에 하나만 도시되어 있다.

도 12에는 가스 밸브 유닛이 아래에서 비스듬하게 바라본 사시도가 도시되어 있다. 본 도면에서는 특히, 도에는 도시되어 있지 않은 나머지 판들, 즉 밸브 밀봉판(12), 압력판(13), 제1 가스 분배판(14), 스로틀 판(15) 및 제2 가스 분배판(16)을 압착하는 막음판(17)(closing plate)이 확인된다. 이를 위해 요구되는 힘은 나사(25)에 의해 생성된다.

도 13에는 도 12에 따른 도면에서 막음판(17)이 제거된 모습이 도시되어 있다. 여기서는 개구들(16a)을 포함하는 제2 가스 분배판(16)이 확인된다. 상기 개구들(16a)을 통해서는 내부에 스로틀 개구들(18)이 위치하는 스로틀 판(15)의 세그먼트를 확인할 수 있다. 마찬가지로 각각 2개의 스로틀 개구(18)가 제2 가스 분배판(16)의 하나의 개구(16a)를 통해서 연결되어 있는 점도 확인된다.

가스 밸브 유닛의 층상 구조가 도 14에 따라 분해도로 도시되어 있다. 여기서는 본 도면에는 도시되어 있지 않은 개폐 밸브들(3)의 차단 바디들(10)을 위한 가이드 보어들(26)을 포함하는 밸브 바디(20)가 확인된다. 밸브 바디(20) 내로는 하기에 언급되는 판들이 하기에 열거된 순서로 삽입된다. - 밸브 밀봉판(12), 압력판(13), 제1 가스 분배판(14), 스로틀 판(15), 제2 가스 분배판(16), 막음판(17). 나사(25)는 밸브 바디(20)에 지지되는 판들(12, 13, 14, 15, 16, 17)을 서로 밀착시킨다.

본 실시예의 경우 판들(12, 13, 14, 15, 16, 17)은 개별적으로 밸브 바디(20) 내로 삽입된다. 그러나 판들(12, 13, 14, 15, 16, 17)을 패키지로서 사전 제조함으로써, 결합된 상태로만 밸브 바디(20) 내에 삽입하거나 다시 밸브 바디로부터 분리할 수도 있다. 이 경우, 또 다른 가스 타입에 맞게 가스 밸브 유닛을 개장하기 위해서는, 구조 방식에 따라 각각 스로틀 판(15)만을 교체하거나 판들(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 패키지 전체를 교체하면 된다.

도 15에는 도 1 내지 도 3에 따른 개폐 회로의 변형예가 도시되어 있다. 스로틀 위치들(4)(4.1 내지 4.5)을 포함하는 스로틀 세그먼트(5)의 배치 구조는 정확히 도 1 내지 도 3에 따른 배치 구조에 상응한다. 가스 유입 챔버(9) 및 개폐 밸브들(3)(3.1 내지 3.5)의 배치 구조도 도 1 내지 도 3에 따른 실시예에 상응한다. 도 1 내지 도 3에 따른 실시예와 달리 가스 유입구(1)는 도면에서 가스 유입 챔버(9)의 우측에 위치한다. 그러나 가스 유입 챔버(9)와 관련한 가스 유입구(1)의 위치와, 그에 따른 가스 유입 챔버(9) 내부에서의 가스 흐름 방향은, 가스 밸브 유닛의 기능에 있어 그리 중요하지 않다. 스로틀 세그먼트(5) 내부에서 가스는 도 1 내지 도 3에 따른 배치 구조와 유사하게 좌측에서 우측 방향으로 흐른다. 결과적으로 도면에서 좌측 스로틀 위치(4.1)가 제1 스로틀 위치로서 지칭된다. 도면에서 우측 스로틀 위치(4.5)는 마지막 스로틀 위치로서 지칭된다. 이와 같은 명명법에 따라, 하기에서는 (도 1 내지 도 3에 따른 실시예에서와 같이) 도면에서 좌측 개폐 밸브(3.1)가 제1 개폐 밸브로서 지칭되고, 도면에서 우측의 개폐 밸브(3.5)는 마지막 개폐 밸브가 지칭된다.

도 15에 도시된 개폐 위치에서 영구 자석(8)은 마지막 개폐 밸브(3.5)의 우측에 위치해 있다. 그에 따라 영구 자석(8)은 개폐 밸브들(3) 중 어느 것에도 자력을 인가하지 않으며, 그럼으로써 결과적으로 개폐 밸브들(3.1 내지 3.5) 중 어느 것도 열리지 않게 된다. 그에 따라 가스 밸브 유닛은 완전히 닫히고 가스 유입구(1)와 가스 배출구(2) 사이의 연결은 완전히 차단된다.

상기 개폐 위치를 출발점으로 하여 가스 밸브 유닛을 개방하기 위해서는 영구 자석(8)이 좌측 방향으로 마지막 개폐 밸브(3.5)의 영역 내로 변위된다.

가스 밸브 유닛이 최대로 개방되는 상기 개폐 위치는 도 16에 도시되어 있다. 이때 가스는 가스 유입구(1)로부터 열린 마지막 개폐 밸브(3.5)와 마지막 스로틀 위치(4.5)를 통해서 가스 배출구(2)로 직접 흐른다. 마지막 스로틀 위치(4.5)는, 사실상 가스 흐름의 스로틀링이 이루어지지 않을 정도로 큰 개구 횡단면을 보유할 수 있다. 이런 경우 가스는 사실상 방해 없이 가스 밸브 유닛을 관류하게 된다.

이제 도면에서 좌측 방향으로 영구 자석(8)이 이동함으로써 가스 흐름은 가스 밸브 유닛을 통해서 단계적으로 스로틀링될 수 있다. 도 17에는 상기 두 개폐 밸브(3.4 및 3.5)가 열려 있는 영구 자석(8)의 중간 위치가 도시되어 있다. 그러나 이런 경우 가스 배출구(2)로 향하는 가스 유량은 실질적으로 도 16에 따른 개폐 위치에서의 가스 유량과 동일하다.

도 18에 따른 개폐 위치에서 영구 자석은 개폐 밸브(3.4)만을 연다. 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 가스 흐름은 스로틀 위치(4.4)뿐 아니라 스로틀 위치(4.5)를 통해서도 안내된다. 스로틀 위치(4.4)의 개구 횡단면은 스로틀 위치(4.5)의 개구 횡단면보다 더 작으므로, 가스 흐름은 약간 스로틀링된다.

도 19에는 개폐 밸브(3.1)만이 열려 있는 최소의 개방 상태의 가스 밸브 유닛이 도시되어 있다. 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 가스는 모든 스로틀 위치(4.1 내지 4.5)를 관류한다. 스로틀 위치들(4)은 스로틀 세그먼트(5) 내 가스 흐름 방향으로 볼 때 점차 커지는 횡단면을 갖는다. 따라서, 조절되는 가스 유량은 결정적으로 최소 개구 횡단면을 갖는 스로틀 위치(4.1)에 의해 결정된다. 마찬가지로 가스 유량에 영향을 미치는 나머지 스로틀 위치들(4.2 내지 4.5)에 의한 흐름 저항은 개구 횡단면들의 설계 시에 고려된다.

도 15 내지 도 19에 따른 개폐 회로의 경우 가스 밸브 유닛은 자신의 폐쇄 위치를 출발점으로 하여 작동되는 즉시 최대 개방 위치에 위치한다. 이는 가스 밸브 유닛의 후방에 배치되는 가스 가이드 라인들과 가스 버너가 매우 빠르게 가스로 충전되는 긍정적인 효과를 갖는다. 그 외에도, 가스 버너의 점화가 최대 가스 유량 조건에서 가스 밸브 유닛의 개방 직후에 이루어짐으로써 점화 과정이 간소화된다.

1: 가스 유입구
2: 가스 배출구
3 (3.1 내지 3.5): 개폐 밸브
4 (4.1 내지 4.5): 스로틀 위치
5: 스로틀 세그먼트
6 (6.1 내지 6.4): 연결 섹션
7: 유입 섹션
8: 영구 자석
9: 가스 유입 챔버
10: 차단 바디
11: 스프링
12: 밸브 밀봉판
12a: 개구
13: 압력판
13a: 개구
14: 제1 가스 분배판
14a: 개구
15: 스로틀 판
16: 제2 가스 분배판
16a: 개구
17: 막음판
18: 스로틀 개구
20: 밸브 바디
21: 개폐 샤프트
22: 구동체
23: 작동 레버
24: 보어
25: 나사
26: 가이드 보어
27: 덮개부

Claims

가스 조리기의 가스 버너로 공급되는 가스 유량을 조절하기 위한 가스 밸브 유닛이며,
상기 가스 밸브 유닛은 밸브 바디(20)를 포함하고, 상기 밸브 바디(20) 내에는 가스 밸브 유닛의 개폐 밸브들(3)의 2개 이상의 밸브 시트와, 각각 하나 이상의 스로틀 개구(18)를 갖는 2개 이상의 스로틀 위치(4)가 형성되고,
상기 밸브 바디(20)는 서로 병렬로 배치된 복수의 판(12, 13, 14, 15, 16, 17)을 포함하고, 밸브 밀봉판(12)은 개폐 밸브들(3)의 밸브 시트들을 형성하며, 금속으로 형성되는 스로틀 판(15) 내에는 스로틀 위치들(4)의 스로틀 개구들(18)이 배치되고,
상기 스로틀 판(15)의 스로틀 개구들(18)은 규정된 개구 횡단면을 갖는, 가스 밸브 유닛.
제1항에 있어서, 밀봉판(12)은 가요성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 개폐 밸브(3)는, 상기 개폐 밸브(3)가 닫히면 밸브 밀봉판(12) 위에 밀착되는 차단 바디(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제3항에 있어서, 밸브 밀봉판(12)은 각각의 밸브 시트 영역에 개구(12a)를 가지며, 이 개구는 개폐 밸브(3)가 닫히면 밸브 밀봉판(12) 위에 밀착되는 차단 바디(10)에 의해 막히는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제3항에 있어서, 개폐 밸브들(3)의 차단 바디(10)는 하나 이상의 영구 자석(8)의 힘에 의해 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제3항에 있어서, 각각의 개폐 밸브(3)는 개폐 밸브(3)의 차단 바디(10)를 밸브 밀봉판(12)의 방향으로 압축하는 스프링(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제3항에 있어서, 밸브 밀봉판(12)의 차단 바디(10) 반대편 측면에 실질적으로 강성인 재료로 제조된 압력판(13)이 배치되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제7항에 있어서, 압력판(13)은 밸브 밀봉판(12) 내에 형성된 개구들(12a)과 대응되는 개구들(13a)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제7항에 있어서, 압력판(13)과 스로틀 판(15) 사이에, 압력판(13) 내 개구들(13a) 및 스로틀 판(15) 내 스로틀 개구들(18)과 대응되는 개구들(14a)을 포함하는 제1 가스 분배판(14)이 배치되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제9항에 있어서, 제1 가스 분배판(14) 내 개구들(14a) 중 적어도 일부는 각각 스로틀 판(15)의 2개의 인접한 스로틀 개구(18)를 서로 연결하는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제9항에 있어서, 스로틀 판(15)의 제1 가스 분배판(14) 반대편 측면에는 스로틀 판(15) 내 스로틀 개구들(18)과 대응되는 개구들(16a)을 포함하는 제2 가스 분배판(16)이 배치되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제11항에 있어서, 제2 가스 분배판(16) 내 개구들(16a) 중 적어도 일부는 각각 스로틀 판(15)의 2개의 인접한 스로틀 개구(18)를 서로 연결하는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제11항에 있어서, 제2 가스 분배판(16) 내 개구들(16a)은 각각 스로틀 판(15)의 2개의 인접한 [제1 가스 분배판(14)에 의해서는 연결되지 않는] 스로틀 개구(18)를 서로 연결하는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제9항에 있어서, 제1 가스 분배판(14)의 개구들(14a)은 상기 각각의 개구(14a)에 할당된 개폐 밸브(3)가 열리면 사실상 스로틀링되지 않은 상태로 가스 밸브 유닛의 가스 유입구(1)와 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제12항에 있어서, 제2 가스 분배판(16)의 정확히 1개의 개구(16a)가 가스 밸브 유닛의 가스 배출구(2)와 연결되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.