KR101716683B1 - 화력조절장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 점소화조작과 화력조절조작을 1개의 조작손잡이로 행하는 경우에, 점화조작시에 전자안전밸브의 밸브체를 강제적으로 개방시키는 조작을 수동으로 행하고, 점화후의 화력조절조작을 모터 등의 액추에이터로 행하도록 하면, 점화조작시에 의도하지 않은 조작손잡이가 회동하면 점화시의 화력이 변화되어, 점화불량 및 폭착, 화염범람 등의 문제점이 생긴다.
[해결수단] 조작손잡이가 상기 점화위치까지 가압된 것을 검지하는 가압위치 검지수단을 설치하고, 이 가압위치 검지수단이, 조작손잡이가 점화위치까지 가압되어 있는 것을 검지하고 있는 동안은, 조작손잡이가 회동되어도, 그 회동에 의한 화력조절을 무시하도록 하였다.

Description

화력조절장치{FIRE POWER CONTROL APPARATUS}

본 발명은, 전후방향으로 가압이 가능하고, 점소화조작 및 화력조절조작을 행하는 조작손잡이를 구비한 화력조절장치에 관한 것이다.

상술한 바와 같은 화력조절장치로서, 가스곤로에 조립되는 것이고, 가스곤로에 복수의 가스버너가 구비되어 있는 경우, 각 가스버너 마다 설치되어 있다. 조작손잡이는 가스곤로의 전면에 설치되어 있고, 소화상태에서는 조작손잡이의 선단면과 가스곤로의 전면이 전후방향에 대해 거의 동일 위치에 놓인다. 이 상태에서 조작손잡이를 점화위치까지 가압하고 나서 손을 떼면, 조작손잡이는 가스곤로의 전면에서 전방에 위치하는 화력조절위치까지 돌출한다.

조작손잡이를 점화위치까지 가압함으로써, 화력조절장치 내에 조립되어 있는 액추에이터인 모터가 작동되어, 폐쇄되어 있던 전자안전밸브를 개방시키고, 가스버너의 점화에 필요한 유량의 가스의 공급을 개시한다. 그리고, 가스버너 근방에서 불꽃방전을 발생시켜 가스버너에 점화가 완료되면, 모터가 작동하여 전자안전밸브를 강제적으로 개방시키고 있던 상태를 해소시켜, 화력조절이 가능한 상태가 될 때까지의 공정이 자동적으로 행해진다.

그 후에 조작손잡이를 회전시키면 모터가 작동되어 가스의 유량을 증감시킨다. 그리고, 조리가 완료되면 다시 조작손잡이를 가압함으로써 가스의 공급이 정지되어 가스버너가 소화된다.(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

JP 2006-308228 A

상기 종래의 화력조절기구에서는, 점소화 및 화력조절이, 모두 모터가 작동됨에 따라 행해지기 때문에, 조작손잡이와 화력조절장치는 기계적으로 연결되어 있지 않고, 그렇기 때문에, 점화동작 중에 조작손잡이가 회전되어 화력조절조작이 행해졌다고 하여도, 모터의 동작을 제어하고 있는 마이크로컴퓨터(이하, 마이콘)에서 화력조절조작을 접수하지 않는 제어를 하는 것이 가능하다. 단, 모든 조작을 모터에 의해 행하는 구조이기 때문에, 소비전력이 많아지고, 특히 건전지를 전원으로 하는 가스곤로에서는, 건전지의 수명이 짧아지게 된다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 소비전력량이 큰 점화조작시의 전자안전밸브의 개방 조작은 수동조작에 의해 행하고, 그 후의 화력조절만을 모터에 의해 행하는 구성을 생각할 수 있다. 단, 이러한 구성을 채용하면, 모터의 작동을 제어하는 마이콘측에서, 점화조작이 완료되어 조작손잡이가 화력조절위치까지 이동한 것을 판단할 수 없기 때문에, 점화를 위해 조작손잡이를 가압하고 있는 상태에서 조작손잡이가 회전하면, 마이콘은 화력조절조작이 행해진 것으로 판단하여 가스버너로의 가스의 공급량을 증감시키게 되면서, 점화불량이나 폭착(爆着), 화염범람 등의 문제점이 발생할 우려가 있다.

여기서 본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 전자안전밸브를 수동조작으로 개방시킬 때에, 조작손잡이가 회전되어도 가스의 공급량이 변화하지 않고, 정상적인 점화가 가능한 화력조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 화력조절장치는, 가스버너를 구비한 가스기구에 조립되는 것이고, 상기 가스버너의 점소화 및 화력조절을 행하고 가스기구의 외측으로 노출되도록 설치되어 있는 조작손잡이를 갖고, 조작손잡이가 점화위치까지 가압되면, 이 가압력에 의해 전자안전밸브가 개방되어 가스버너가 점화되며, 조작손잡이가 점화위치인 상태에서 가압력이 해제되면, 전방측에 설정된 화력조절위치까지 조작손잡이가 복귀되어 가스기구에서 조작손잡이가 돌출되고, 조작손잡이가 회동함에 따라 그 회동량이 센서에 의해 검지되어 내장되어 있는 액추에이터가 작동하는 것에 의해 가스버너의 화력이 조절되는 화력조절장치에 있어서, 조작손잡이가 상기 점화위치까지 가압된 것을 검지하는 가압위치 검지수단이 설치되어 있고, 조작손잡이가 점화위치까지 가압되어 있는 것을 상기 가압위치 검지수단이 검지하고 있는 동안은, 조작손잡이가 회동되어도, 그 회동에 의한 화력조절이 무시되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 가압위치 검지수단에 의해 조작손잡이가 점화위치까지 가압되고 있는 것을 검지할 수 있기 때문에, 조작손잡이가 점화위치까지 가압되고 있는 상태에서는 조작손잡이가 회동되어도, 그 회동에 의한 화력조절을 무시하는 것이 가능하다.

이상의 설명에서 밝혀진 바와 같이, 본 발명은, 조작손잡이가 점화위치까지 가압되고 있는 상태에서는, 조작손잡이가 부주의로 회전되어도 그 회전에 의한 화력조절을 무시하기 때문에, 점화조작 중에 화력이 변화되는 일 없이, 점화불량이나 폭착, 화염범람 등의 우려가 없다.

도 1은 본 발명의 화력조절장치가 적용되는 가스곤로의 정면에서 바라본 사시도이다.
도 2는 가스곤로 내의 배관상태를 나타낸 도이다.
도 3은 화력조절장치의 사시도이다.
도 4는 화력조절장치의 분해사시도이다.
도 5는 가압위치 검지수단인 마이크로스위치의 작동상태를 나타낸 V사시도이다.
도 6은 점화조작시에 있어서의 제어의 내용을 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참조하여, 1은 본 발명에 의한 화력조절장치가 적용되는 가스곤로이다. 이 가스곤로(1)의 상면에는 상판(11)이 설치되어 있고, 이 상판(11)에는 3개의 가스버너(11a,11b,11c)가 설치되어 있다. 한편, 이 가스곤로(1)의 전면패널(12)에는 각 가스버너(11a,11b,11c)의 점소화조작 및 화력조절조작을 수행하기 위한 화력조절장치(13a,13b,13c)가 설치되어 있다. 또한, 전면패널(12)의 대략 중앙에는 그릴고(14)가 설치되어 있고, 그릴고(14) 내에는 상화버너(14a)와 하화버너(14b)가 설치되어 있다. 그리고, 상화버너(14a)와 하화버너(14b)의 점소화 및 화력조절은 화력조절장치(15)에 의해 행해진다.

도 2를 참조하여, 본 실시 형태에서는, 가스의 공급관로는 4가닥으로 병렬 분기되고, 이 분기된 공급관로의 각각에 화력조절장치(13a,13b,13c,15)가 설치되어 있다. 화력조절장치(13a)를 예로 들어 설명하면, 화력조절장치(13a) 내에는 점소화를 행하기 위한 개폐밸브부(2)와 화력조절을 수행하기 위한 유량조절부(3)가 구비되어 있다.

개폐밸브부(2) 내에는 수동조작에 의해 개방되는 원밸브(21a)와 전자안전밸브의 밸브체(22a)가 직렬로 설치되어 있다. 한편, 유량조절부(3)에는 엑추에이터로서 모터(31)가 연결되어 있고, 모터(31)를 구동시킴으로써 유량을 증감시키도록 구성되어 있다. 또, 화력조절장치(13b,13c)는 모두 화력조절장치(13a)와 같은 구조이지만, 화력조절장치(15)는 개폐밸브부(2)는 같은 구조이기는 하나 유량조절부(3)의 구조가 다른 것이 상위하다.

화력조절장치(15)의 유량조절부(3)는 병렬인 2계통으로 분기되고, 이들 각각에는 전자력에 의해 개폐되는 개폐밸브(15a,15b)가 설치되어 있으며, 그리고 양 개폐밸브(15a,15b)를 바이패스하는 오리피스(16)가 설치되어 있다. 따라서, 예를 들어 개폐밸브(15a)가 개방되면 상화버너(14a)의 화력은 강화가 되고, 개폐밸브(15a)가 폐쇄되면 오리피스(16)를 통한 가스에 의해 약화가 된다.

도 3 및 도 4를 참조하여, 계속해서 화력조절장치(13a)를 예로 들어, 화력조절장치(13a)의 구조를 설명한다. 41은 조작손잡이이고, 점소화시에는 가압하여 밀어넣으며, 또한 화력조절시에는 외주면을 잡고 회전시키는 것이다. 이 조작손잡이(41)의 내측에는 조작손잡이(41)와 일체로 진퇴되고, 회전하는 내부재(42)가 연결되어 있으며, 이 내부재(42)는 회동부재(44)에 대해 전후방향으로 이동이 자유롭게 결합되어 있다. 그리고, 내부재(42)와 회동부재(44)의 사이에는 코일스프링(43)이 압축 설치되어 있고, 조작손잡이(41)는 내부재(42)를 통해 항상 전방을 향해 탄성 반발되어 있다.

회동부재(44)는 판금제의 브래킷(47)에 결합되는 가이드축(48)에 유감(遊嵌: 고정되지 않고 자유로운 상태로 끼워짐)되어, 가이드축(48)을 중심으로 회동하는 것이 가능하다. 그리고, 가이드축(48)에는 회동부재(44)가 전방으로 이동되지 않도록 결합되는 결합돌기가 형성되어 있고, 또한 코일스프링(43)의 반작용에 의해 회동부재(44)는 브래킷(47)에 가압되어 있기 때문에, 회동부재(44)는 전후방향으로 이동하는 일 없이 회전만 가능하게 된다. 회동부재(44)는 내부재(42)에 결합되어 있기 때문에, 조작손잡이(41)를 회동시키면 내부재(42)를 통해 회동부재(44)가 회전하게 된다.

회동부재(44)의 후단부 외주면에는 기어(44a)가 형성되어 있고, 이 기어(44a)에는 피니언(45)이 치합되어 있다. 이 피니언(45)은 회전센서인 로터리엔코더(46)의 축(46a)에 결합되어 있다. 따라서, 회동부재(44)가 회동하면 로터리엔코더(46)의 축(46a)이 회전한다. 이 로터리엔코더(46) 내에는 전기적인 스위치가 설치되어 있고, 축(46a)이 회전하면 소정의 각도마다 스위치가 온오프를 반복하기 때문에, 축(46a)이 소정각도 회전할 때마다 펄스신호를 출력하는 것이다. 그리고, 이 펄스신호에 대응하여 모터(31)가 작동되고, 내장된 니들밸브(도시되지 않음)가 전후로 이동하여 개도가 증감되면서, 가스유량이 조절된다.

브래킷(47)의 후방에는 가이드부재(5)가 설치되어 있다. 이 가이드부재(5)는 2개의 부재인 슬라이더(62)와 규제부재(8)를 전후방향으로 이동이 자유롭게 가이드하는 기능을 갖고 있다. 그리고, 정면에서 볼 때 좌측면에는 규제부재(8)의 위치에 의해 온오프되는 2개의 접점을 내장한 마이크로스위치(51)가 설치되어 있다. 규제부재(8)에는 수평방향으로 연장된 돌기부(82)가 마련되어 있고, 규제부재(8)가 후방으로 이동하면, 이 돌기부(82)가 마이크로스위치(51)의 플런저부(51a)를 하방으로 가압하여, 후술하는 2개의 접점SW1, SW2를 순차적으로 온(on)시킨다.

가이드부재(5)의 우측면에는, 규제부재(8)에 형성된 결합돌기(81)가 돌출되는 관통창(52)이 형성되어 있다. 그리고 같은 우측면에는 록판(7)이 상하방향으로 요동이 자유롭게 설치되어 있다. 이 록판(7)에는 록부(72)가 형성되어 있고, 록판(7)이 상방으로 요동되어 관통창(52)에 중첩되면, 규제부재(8)의 결합돌기(81)가 록부(72)에 맞닿아, 규제부재(8)가 더 이상 전방으로 이동할 수 없게 규제부재(8)의 이동이 록킹되도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 규제부재(8)와 후술하는 로드(21)로 로드유닛을 구성하도록 하였다.

상기 슬라이더(62)에는 전방을 향해 돌출된 암(61)이 설치되어 있고, 이 암은 상기 내부재(42)에 회전이 자유롭게 결합되어 있다. 따라서, 조작손잡이(41)를 가압하여 밀어 넣으면 암(61)을 통해 슬라이더(62)가 가이드부재(5) 내에서 안쪽으로 이동한다. 또한, 상기 코일스프링(43)의 탄발력에 의해 조작손잡이(41)가 전방으로 되돌아가면, 암(61)을 통해 슬라이더(62)도 전방으로 이동한다.

슬라이더(62)에는 하트캠(6)이 일체로 설치되어 있고, 이 하트캠(6)의 캠홈 내에 선단부(71a)가 삽입되는 스프링봉(71)이, 가이드부재(5)로 요동이 자유롭게 지지되어 있다. 그리고, 스프링봉(71)의 선단부(71a)는 록판(7)의 관통창(73)에 삽입되어 있기 때문에, 선단부(71a)가 요동되어 상하방향의 위치가 변위되면, 그 변위에 맞춰 록판(7)이 상하방향으로 요동한다.

상기 개폐밸브부(2)로부터는 전방을 향해 로드(21)가 돌출되어 있고, 개폐밸브부(2)와 규제부재(8)의 사이에는 코일스프링(92)이 압축 설치되어 있다. 따라서, 규제부재(8)는 항상 전방을 향해 코일스프링(92)에 의해 탄성 반발되어 있지만, 조작손잡이(41)를 가압함으로써 슬라이더(62)가 후방으로 이동할 때에, 슬라이더(62)에 의해 규제부재(8)가 가압되면, 규제부재(8)도 후방으로 이동하여 로드(21)를 후방으로 가압하게 된다. 또한, 슬라이더(62)가 전방으로 이동하면, 코일스프링(92)의 탄성반발력에 의해 규제부재(8)도 전방으로 이동하지만, 이때, 상기 록판(7)이 상방으로 요동하여 록부(72)가 관통창(52)에 중첩되면 결합돌기(81)가 록부(72)에 맞닿아 규제부재(8)의 전방으로의 이동이 규제되는 것은 상술한 바와 같다.

도 5를 참조하여, 마이크로스위치(51)는 가이드부재(5)의 측면에 형성된 3개의 돌기(5a)로 감싸여지도록 하여 고정되어 있다. 또한, 2개의 돌기(5b)가 마이크로스위치(51)에 형성되어 있는 취부공에 삽통되도록 함으로써 마이크로스위치(51)의 위치결정이 이루어진다. 따라서, 마이크로스위치(51)를 가이드부재(5)에 설치할 때에 나사를 사용하지 않는다.

조작손잡이(41)가 소화위치인 상태에서는 돌기부(82)는 플런저부(51a)를 하방으로 가압하지 않기 때문에, 마이크로스위치(51)에 내장되어 있는 접점SW1, SW2은 모두 오프(off) 상태가 된다(도 5(a)). 이 상태에서, 조작손잡이(41)가 가압되면, 규제부재(8)는 후방, 즉 도 5에서는 좌측으로 이동하기 때문에, 돌기부(82)는 (b)에 나타낸 바와 같이, 플런저부(51a)를 하방으로 가압하여, 제1접점SW1을 온시킨다. 이 접점에서는, 제2접점SW2은 오프인 상태 그대로이다.

계속해서 조작손잡이(41)를 점화위치까지 가압하면, (c)에 나타낸 것과 같이, 돌기부(82)는 플런저부(51a)를 계속 가압하여, 접점SW2을 온시킨다.

상기 접점SW1이 온이 되면, 도시되지 않은 규제부에 통전이 개시된다. 본 실시 형태의 가스곤로(1)는 작동용의 전원으로서 건전지가 내장되어 있고, 모든 조작손잡이(41)가 소화위치에 있는 상태에서는, 제어부를 작동시킬 필요가 없기 때문에, 제어부로의 통전은 차단되어 있다. 그리고, 어느 하나의 조작손잡이(41)가 점화하기 위해 가압되면, 점화위치에 도달하기 전에, 도 5(b)에 나타낸 것과 같이, 접점SW1이 온되어 제어부로 통전이 개시되고, 계속해서 접점SW2가 온이 되는 것에 의해, 그 조작손잡이(41)가 점화위치까지 가압되는 것을 제어부가 검지하게 된다. 그리고, 이미 어느 하나의 조작손잡이(41)가 화력조절위치에 있고, 제어부로 통전되어 있는 상태에서 다른 조작손잡이(41)가 가압되어, 새로운 접점SW1이 온되는 경우, 제어부에는 이미 통전되어 있기 때문에, 제어부는 새로운 접점SW1이 온되어 있는 것을 검지한다.

이러한 점화동작의 상세에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다. 그리고, 도 6에 나타낸 플로우는 이미 제어부에 통전되어 있는 상태에서, 소화상태의 가스버너에 대해 새로운 점화조작이 행해진 경우의 플로우를 나타내고 있다.

통전상태의 제어부는 접점SW1이 온으로 되는 것을 항상 감시하고 있다(S1). 조작손잡이(41)가 소화위치에서 가압되어 접점SW1이 온되면, 곧바로 전자안전밸브(SV)에 내장되어 있는 전자석의 여자코일로 통전을 개시한다(S2). 이 상태에서 상기 로드(21)가 가압되면, 전자안전밸브의 밸브체가 전자석에 흡착되어, 그 밸브체는 개방 상태를 유지하게 된다.

상기 도 5에 나타낸 것과 같이, 접점SW1이 온 되면, 계속해서 접점SW2가 온 될 예정이지만, 소정시간이 경과하여도 접점SW2가 온 되지 않는 경우에는(S3, S5), 경고음 및 램프 등에 의해 에러 보고를 행하여(S4), 그 이상의 점화동작을 중지시킨다.

한편, 소정시간 내에 접점SW2이 온되면, 조작손잡이(41)가 점화위치까지 가압되었다고 판단하고, 이그나이터를 작동시켜(S6) 가스버너로 점화를 수행한다. 가스버너가 점화되면, 가스버너의 근방에 설치된 열전대에서의 열기전력에 의해 제어부는 가스버너로 점화가 완료된 것을 검지한다(S7).

점화완료는 제어부가 검지하는 이외에, 점화조작을 수행하는 사용자가 눈으로 확인하고, 사용자가 점화되었다고 판단되면, 조작손잡이(41)에 작용되고 있던 가압력을 해제한다. 그러면, 조작손잡이(41)는 전방으로 돌출되고, 규제부재(8)도 전방으로 복귀되며, 접점SW2이 오프된다(S8). 단, 규제부재(8)의 결합돌기(81)가 록부(72)에 맞닿아, 규제부재(8)는 도중에 멈추고, 상기 도 5(b)에 나타낸 상태로 유지되기 때문에, 접점SW1은 온인 상태가 계속된다.

그리고, 이 접점SW2이 오프가 되기까지는, 조작손잡이(41)를 회전시켜도, 로터리엔코더(46)로부터의 신호는 무시되도록 프로그램되어 있기 때문에, 점화조작이 완료되어 접점SW2이 오프가 되기까지는, 조작손잡이(41)를 회전시켜도 화력은 점화를 위해 미리 설정되어 있는 화력인 채로 변화하지 않는다. 이렇게, 점화시의 가스버너로의 가스 공급량이 미리 설정된 유량으로 변화되지 않기 때문에, 유량 감소에 의해 점화불량 및 유량증대에 의한 폭착이나 화염범람의 문제점이 생기지 않는다. 그리고, 접점SW2가 오프되면, 이 시점에서 로터리엔코더(46)에서의 신호에 의해 화력조절조작을 접수하도록 되어 있다(S9).

여기서, 상기 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 로드유닛을 규제부재(8)와 로드(21)의 2개 부재로 구성하고, 슬라이더(62)와 로드(21) 사이에 개재시킨 규제부재(8)에 결합돌기(81)를 형성하였지만, 규제부재(8)를 생략하고, 로드유닛을 로드(21)만으로 구성하여도 좋다. 또한 이 경우에는 결합돌기는 로드에 직접 형성하면 좋다.

또한, 본 발명은 상기한 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경을 가해도 상관없다.

1 : 가스곤로 2 : 개폐밸브부
3 : 유량조절부 5 : 가이드부재
6 : 하트캠 7 : 록판
8 : 규제부재 13a : 화력조절장치
13b : 화력조절장치 15 : 화력조절장치
15a : 개폐밸브 21 : 로드
31 : 모터 44a : 기어
45 : 피니언 46 : 로터리엔코더
51 : 마이크로스위치 51a : 플런저부
61 : 암 62 : 슬라이더
81 : 결합돌기 82 : 돌기부
92 : 코일스프링
SW1 : 접점 SW2 : 접점

Claims (1)

1. 가스버너를 구비한 가스기구에 조립되는 것이고,
   상기 가스버너의 점소화 및 화력조절을 행하고 가스기구의 외측으로 노출되도록 설치되어 있는 조작손잡이를 갖고, 조작손잡이가 점화위치까지 가압되면, 이 가압력에 의해 전자안전밸브가 개방되어 가스버너가 점화되며, 조작손잡이가 점화위치인 상태에서 가압력이 해제되면, 전방측에 설정된 화력조절위치까지 조작손잡이가 복귀되어 가스기구에서 조작손잡이가 돌출되고, 조작손잡이가 회동함에 따라 그 회동량이 센서에 의해 검지되어 내장되어 있는 액추에이터가 작동하는 것에 의해 가스버너의 화력이 조절되는 화력조절장치에 있어서,
   조작손잡이가 상기 점화위치까지 가압된 것을 검지하는 가압위치 검지수단이 설치되어 있고, 조작손잡이가 점화위치까지 가압되어 있는 것을 상기 가압위치 검지수단이 검지하고 있는 동안은, 조작손잡이가 회동되어도, 그 회동에 의한 화력조절이 무시되는 것을 특징으로 하는 화력조절장치.

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