KR101727156B1 - 가스곤로장치 - Google Patents

Abstract

종래의 것에서는 최소화력시의 화력의 안정을 위해, 니들밸브에 오리피스를 설치했지만, 니들밸브에서 밸브구를 완전히 폐쇄해도 오리피스를 통해서 가스가 가스버너에 공급되기 때문에 완전닫힘상태로는 불가능하다. 그런데, 별도의 밸브체를 추가해도 오리피스를 폐쇄하면 가스버너로의 가스의 공급을 정지할 수 있다. 그러나, 마모에 의해 오리피스의 폐쇄가 불충분하게 되면, 전자안전밸브나 원래 밸브에 밸브열림고장이 발생하면 가스버너로부터 미소량의 가스의 누출이 발생한다.
유량조절부의 작동회수를 카운트하고, 그 카운트값이, 화력조절장치의 수명으로서 미리 설정된 카운트값에 도달하면, 상기 유량조절부가 완전닫힘으로 되는 것을 금지하고, 가스버너에 불꽃이 유지되는 최소유량으로 열림정도를 고정하여, 그것 이후의 유량조절을 금지하도록 했다.

Description

가스곤로장치{Gas Range}

본 발명은, 복수개의 가스버너를 구비하고, 그들 가스버너 각각에 가스를 병렬로 분기하는 가스공급로에 화력조절장치를 설치한 가스곤로장치에 관한 것이다.

가스곤로장치에 내장되는 화력조절장치로서, 가스의 통로면적을 증감하는 것에 의해 가스의 유량을 조절하는 것이 알려져 있다. 가스의 통로면적을 증감하는 구조는 복수의 종류가 제안되고 있지만, 그 중 하나로서, 가스의 통로인 밸브구에 대하여 진퇴자유롭게 유지된 니들밸브를 갖고, 이 니들밸브를 밸브구에 대하여 진퇴시킴으로써 밸브구와 니들밸브와의 사이를 통과하는 가스의 유량을 조절하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

한편, 1개의 가스버너의 화력조절범위는 넓고, 또한 최소화력은 작은 쪽이 가스버너의 사용편리성이 좋다. 최소화력으로 좁혀진 연소상태에서는 가스버너에는 최소유량의 가스가 공급된다. 이와 같이 최소유량의 가스를 공급하기 위해서는, 니들밸브와 밸브구의 간극을 가능한 한 좁게 할 필요가 있지만, 그 간극이 조금이라도 변화하면 가스의 유량의 변화비율이 커지게 되어 최소화력이 안정되지 않는다.

그런데, 니들밸브를 밸브체에 착좌(着座)시키고, 니들밸브와 밸브구와의 사이의 가스통로를 폐쇄한 상태에서 최소유량의 가스를 통과시키는 오리피스를 니들밸브에 형성하고 있다. 즉, 최소화력으로 할 때에는, 니들밸브로 밸브구를 완전히 폐쇄하여, 니들밸브에 형성된 오리피스에 가스를 통하여 가스버너에 가스를 공급하고 있다. 오리피스의 직경은 변화하지 않기 때문에, 최소화력시에 안정된 유량의 가스를 가스버너에 공급할 수 있다.

JP 2011-106806 A (도 3)

상기 종래의 것에서는 최소화력의 안정을 위해, 니들밸브에 오리피스를 설치했지만, 그 때문에, 니들밸브로 밸브구를 완전히 폐쇄하더라도 오리피스를 통하여 가스가 가스버너에 공급되기 때문에, 가스의 공급을 완전히 정지할 수 없다.

그런데, 니들밸브를 폐쇄하고 오리피스만을 통하여 가스를 공급하는 최소유량상태에서, 그 오리피스를 폐쇄할 수 있는 기구를 설치하면, 최소유량과 최대유량과의 사이에서 유량조절기능에 더하여, 가스의 흐름을 완전히 차단하는 전폐기능을 부가할 수 있다.

그러나, 오리피스를 폐쇄하기 위해서는, 새로운 밸브체를 오리피스의 개구에 압접함으로써 오리피스를 폐쇄하게 되지만, 사용회수가 많아지면, 그 새롭게 추가한 밸브체가 마모되어, 오리피스의 개구를 완전히 폐쇄할 수 없게 될 우려가 발생한다.

오리피스를 완전히 폐쇄할 수 없게 되면, 이 오리피스에 대해서 상류측에 취부된 전자안전밸브나 원래 밸브가 열린 채로 밸브를 닫을 수 없게 되는 밸브열림고장이 발생한 경우에, 오리피스를 통하여 누출되는 가스량이 미량이기 때문에, 가스버너는 소화되지만, 가스버너를 소화상태로 한 것과 상관없이, 미량의 가스가 오리피스를 통하여 계속해서 누출되는 부적절한 상황이 발생한다.

그래서, 본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여, 완전폐쇄기능의 수명이 다했 을 때에, 전자안전밸브나 원래 밸브에 밸브열림고장이 발생하더라도, 가스버너로의 가스의 누출을 방지할 수 있는 가스곤로장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 따른 화력조절장치는, 복수개의 가스버너를 구비하고, 그들 각 가스버너에 가스를 병렬로 분기하는 가스공급로의 각각에 화력조절장치를 설치하고, 이 화력조절장치내에 전자안전밸브와 밸브닫힘기능을 구비한 유량조절부를 직렬로 배치하며, 화력조절장치에 설치된 유량조절부를 조작하면, 그 조작에 따라서 전동액츄에이터에 의해 유량조절부의 열림정도를 변경하여 가스버너의 화력을 조절하는 제어부를 설치한 가스곤로장치로서, 미리 정해진 중대한 현상이 어디에서든지 화력조절장치에 발생했다고 제어부가 판단하면, 제어부는, 그 화력조절장치의 유량조절부를 완전폐쇄하는 것에 있어서, 상기 제어부는 사용개시부터의 상기 각 유량조절부의 사용량을 카운트하고, 그 카운트값이, 화력조절장치의 수명으로서 미리 설정된 카운트값에 도달하면, 그 이후에 상기 중대한 현상이 그 화력조절장치에 발생했다고 제어부가 판단했을 때에, 그 화력조절장치의 유량조절부의 열림정도를 가스버너에 불꽃이 남는 최소유량 이상의 소정의 열림정도로 유지하도록 한 것을 특징으로 한다.

완전폐쇄기능이 수명에 의해 손상되면, 미량의 가스가 누출될 우려가 있다. 그와 같은 상태에서 완전폐쇄상태로 하면 가스버너는 소화되지만, 가스버너로의 가스의 누출을 완전하게 방지할 수 없다. 그 때문에, 전자안전밸브나 원래 밸브가 밸브열림고장이 발생하면, 사용자가 인식하지 못한 상태에서 가스버너로부터 미량의 가스가 누출될 우려가 있다. 그런데, 상기 구성에서는, 완전폐쇄상태가 되는 것을 금지하기 때문에, 전자안전밸브나 원래 밸브가 밸브열림고장이 발생했을 경우에는 가스버너는 소화시키지 않고, 불꽃이 남아 있게 된다. 따라서, 가스버너로의 가스의 누출을 방지할 수 있다. 또한, 소화동작을 한 것과는 상관없이 가스버너에 불꽃이 남아 있음으로써, 사용자는 가스곤로장치에 이상이 발생한 것을 알게 된다.

이상의 설명으로부터 밝히는 바와 같이, 본 발명은, 유량조절부의 완전닫힘기능이 수명에 의해 손상되었을 때에, 전자안전밸브나 원래 밸브가 밸브열림고장이 발생하더라도, 가스버너의 가스의 누출을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 가스곤로이다.
도 2는 가스곤로 내의 배관상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 화력조절장치의 외관도면이다.
도 4는 Ⅳ-Ⅳ 단면도이다.
도 5는 밸브체와 니들밸브와의 외관을 나타내는 분해사시도이다.
도 6은 밸브체와 니들밸브와의 이동을 나타내는 Ⅳ-Ⅳ 단면도이다.
도 7은 작동회수에 관한 제어를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 유량조절부의 다른 형태를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하여, 1은 본 발명에 따른 가스곤로장치(이하, 간단히 가스곤로라고 함)이고, 작동전원으로서 도면에 나타내지 않은 건전지를 내장하고 있다. 이 가스곤로(1)의 상면에는 천판(11)이 설치되어 있고, 그 천판(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 실시하기 위한 화력조절장치(13a, 13b, 13c)가 설치되어 있다. 또한, 전면패널(12)의 거의 중앙에는 그릴저장고(14)가 마련되어 있고, 그릴저장고(14)내에는 상화버너(14a)와 하화버너(14b)가 설치되어 있다. 그리고, 상화버너(14a)와 하화버너(14b)의 점소화 및 화력조절은 화력조절장치(15)에 의해 실시된다.

도 2를 참조하여, 본 실시예에서는, 가스의 공급관로는 4개로 병렬로 분기되고, 그 분기된 공급관로의 각각에 화력조절장치(13a, 13b, 13c, 15)가 설치되어 있다. 화력조절장치(13a)를 예로 설명하면, 화력조절장치(13a)내에는 점소화를 실시하기 위한 개폐밸브부(2)와 화력조절을 실시하기 위한 유량조절부(3)를 구비하고 있다.

개폐밸브부(2)내에는 수동조작에 의해 밸브가 열리는 원래 밸브(21a)와 전자안전밸브의 밸브체(22a)가 직렬로 설치되어 있다. 한편, 유량조절부(3)에는 스테핑모터(31)가 연결되어 있고, 스테핑모터(31)를 구동시킴으로써 유량을 증감하도록 구성되어 있다. 그리고, 화력조절장치(13b, 13c)는 모두 화력조절장치(13a)와 동일한 구성이다. 한편, 화력조절장치(15)는 개폐밸브부(2)는 동일한 구성이지만 유량조절부(3)의 구조가 다른 것과 상이하다.

화력조절장치(15)의 유량조절부(3)는 병렬인 2계통으로 분기되고, 그 각각에 전자력에 의해 개폐하는 개폐밸브(15a, 15b)가 설치되며, 또한, 양 개폐밸브(15a, 15b)를 바이패스하는 오리피스(16)가 설치되어 있다. 따라서, 예를 들면 개폐밸브(15a)가 밸브열림이 되면 상화버너(14a)의 화력은 강화(强火)가 되고, 개폐밸브(15a)가 밸브닫힘이 되면 오리피스(16)를 통하는 가스에 의해 약화(弱火)가 된다.

화력조절장치(13a)를 예로, 이하에 그 구조를 설명한다.

101은 유량조절부(3)의 일부인 조작손잡이로 구비되고, 점소화시에 들어가며, 또한 화력조절시에는 외주면을 쥐어서 회동되는 것이다. 이 조작손잡이(101)의 내측에는 조작손잡이(101)와 일체가 되어 진퇴하고, 또한 회동하는 내부재(102)가 연결되어 있고, 이 내부재(102)는 회동부재(104)에 대해서 전후방향으로 이동자유롭게 계합(係合)되어 있다. 그리고, 내부재(102)와 회동부재(104)와의 사이에는 코일스프링(103)이 축설(縮設)되어 있고, 조작손잡이(101)는 내부재(102)를 통하여 항상 전방을 향하여 부세(付勢)되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 조작손잡이(101)와 내부재(102)의 2개의 부재로 구성했지만, 양자를 합체시키고, 조작손잡이만의 1개 부재로 구성해도 좋다.

조작손잡이(101)를 회동하면, 내부재(102)에 계합하고 있는 회동부재(104)가 회동한다. 이 회동부재(104)에는 기어부(104a)가 설치되어 있고, 회동부재(104)가 회동하면, 기어부(104a)에 교합하고 있는 피니언(105)이 회전한다. 이 피니언(105)은 로터리엔코더(106)의 회전축(106a)에 끼워맞춰져 있기 때문에, 피니언(105)이 회전하면, 그 회전각도에 따른 펄스신호가 로터리엔코더(106)로부터 출력된다.

그 펄스신호는 도면 외의 제어부에 입력되고, 유량조절부(3)의 스테핑모터(31)가 제어부에 의해 구동된다.

도 4를 참조하여, 스테핑모터(31)의 회전축(31a)에는 나사부재(32)가 취부되어 있고, 이 나사부재(32)는 접동자(33)에 나사결합되어 있다. 이 접동자(33)는 회전정지되어 있기 때문에, 나사부재(32)가 회전축(31a)과 동시에 회전하면, 접동자(33)는 도면에 있어서 좌우방향으로 진퇴이동한다.

접동자(33)는 다이어프램(34)에 의해 가스통로측에 대해서 떨어져 있고, 다이어프램(34)의 가스통로측의 중심부분에는 누름부재(35)가 취부되어 있다. 한편, 유입구(3a)로부터 밸브구(3b)에 이르는 가스통로내에는 니들밸브(4)와 밸브체(5)가 수납되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 스테핑모터(31)를 이용했지만, 스테핑모터(31)를 대신하여 전동액츄에이터를 이용해도 좋다.

니들밸브(4)에는 밸브구(3b)를 확실하게 폐쇄하기 위한 밸브부재(41)가 끼워맞춰져 있고, 또한, 니들밸브(4)를 항상 밸브열림방향으로 부세하는 제1스프링(42)이 설치되어 있다. 또한, 니들밸브(4)의 내부에는, 니들밸브(4)가 밸브구(3b)를 완전히 폐쇄한 상태에 있어서도 최소유량의 가스가 가스버너(도면 표시하지 않음)로 흐르는 오리피스(43)가 형성되어 있다.

이 니들밸브(4)의 내부에는 별도 부재인 밸브체(5)가 수납되어 있고, 니들밸브(4)와 밸브체(5)와의 사이에는 제2스프링(50)이 배설되어 있다. 이 제2스프링(50)의 부세력은 상기 제1스프링(42)의 부세력보다 커지도록 설정되어 있다. 또한, 밸브체(5)의 선단(51)은 오리피스(43)를 개폐하는 부분이지만, 이 선단(51)은 구면형상으로 형성되어 있다. 그리고, 오리피스(43)의 입구에는 원추요부(45)가 형성되어 있고, 밸브체(5)의 선단(51)이 이 원추요부(45)내에 끼워져 들어감으로써 오리피스(43)가 폐쇄된다. 그리고, 이와 같이 원추요부(45)내에 구면형상의 선단(51)이 끼워져 들어가도록 구성했기 때문에, 니들밸브(4)의 자세가 기울어지더라도, 선단(51)으로 원추요부(45)를 누름으로써 구심되고, 니들밸브(4)의 자세가 똑바로 교정된다. 그리고, 본 실시예에서는 니들밸브(4)측에 원추요부(45)를 형성하는 밸브체(5)측에 구면형상의 선단(51)을 형성했지만, 역으로 니들밸브(4)측에 구면형상의 돌기를 형성하고, 밸브체(5)측에 그 구면형상의 돌기에 계합하는 원추요부를 형성해도 좋다.

도 5에 맞춰서 참조하여, 니들밸브(4)에는 스토퍼부가 되는 1쌍의 창문구멍(44)이 형성되어 있고, 밸브체(5)에 형성된 1쌍의 계합편(52)이 각각 창문구멍(44)내에 들어가 있다.

도 4에 나타낸 상태에서는, 접동자(33)가 전진단까지 이동하고, 가스버너에는 완전히 가스가 공급되지 않는다. 그 상태로부터 접동자(33)를 후퇴시켜가면, 최초로 오리피스(43)가 개방되고, 계속해서 밸브구(3b)가 밸브열림되고, 최후에 밸브구(3b)의 열림정도가 최대가 되어 가스버너에 최대유량의 가스가 공급되는 상태로 된다.

이상의 동작을, 도 6을 참조하여 설명한다. 본 도(a)에 나타내는 상태는 최소유량상태, 즉 최소화력에 해당하는 상태이고, 접동자(33)를 후퇴시키며, 오리피스(43)를 개방한 상태를 나타내고 있다. 단, 상기와 같이, 제2스프링(50)의 부세력이 제1스프링(42)의 부세력보다 커지도록 설정하고 있기 때문에, 접동자(33)가 후퇴해도, 밸브체(5)가 후퇴할 뿐, 니들밸브(4)는 제2스프링(50)의 반력에 의해 밸브닫힘측으로 밀리고, 밸브구(3b)를 폐쇄한채로의 상태로 움직이지 않는다.

(b)에 나타내는 바와 같이, 접동자(33)를 더욱 후퇴시키면, 계합편(52)이 창문구멍(44)의 내벽에 맞닿는다. 그러면 제2스프링의 부세력은 창문구멍(44)의 내벽이 받게 되기 때문에, 니들밸브(4)는 제1스프링(42)의 부세력에 의해 밸브열림방향으로 이동한다. 그 결과, 밸브부재(41)의 밸브구(3b)를 폐쇄하고 있던 상태에서 분리되어, 가스는 밸브구(3b)와 니들밸브(4)의 사이에 형성되는 환형상의 극간을 통하여 가스버너로 흐른다.

나아가 접동자(33)를 후퇴시키면, 환형상의 극간의 폭이 넓어지고, (c)에 나타내는, 열림정도가 최대의 상태, 즉 최대화력상태가 되고, 가스버너에는 최대유량의 가스가 공급된다.

그리고, 상기 실시예에서는 밸브부재(41)를 니들밸브(4)에 끼워맞추었지만, 밸브부재를 밸브구(3b)의 주위에 취부해도 좋고, 또한, 밸브부재 자체를 이용하지 않아도 좋다.

상기 구성에서는, 가스곤로(1)는 작동전원으로서 건전지를 이용하고 있고, 그 때문에 제어부에 전력을 상시 공급하는 것은, 전지수명의 관점에서 바람직하지 않다. 그 때문에, 점화조작이 되면 제어부로의 전력공급이 개시되고, 소화하면 제어부로의 전력공급을 정지하도록 했다. 그 결과, 전력공급이 정지하기 전의 각종 파라미터 중, 다음 번 전력이 공급되었을 때에 필요하게 되는 것은 불휘발성메모리에 기입하도록 했다. 이 불휘발성메모리에 기입되는 파라미터의 1개에 유량조절부의 작동회수(M)가 있다. 제어부는 각 유량조절부(본 실시예에서는 3개)가 사용되는 회수를 각각 카운트하여, 파라미터(M)로서 각각 기억하도록 프로그램되어 있다. 이것은 각 유량제어부의 수명을 앎으로써, 미리 사용회수의 한계를 예를 들면 10만회로 설정해 두고, 파라미터(M)의 값이 10만회를 넘으면 유량제어부가 수명에 도달했다고 판단하도록 했다.

구체적으로는, 도 7을 참조하여, 점화조작에 의해 전원이 투입되고, 제어부에 전력이 공급되면, 상기 불휘발성메모리내의 파라미터인 작동회수(M)를 판독한다(S1).

여기에서, 미리 설정되어 있는 중대에러로서, 예를 들면 화력조절장치(13a)의 원래밸브(21a) 및 전자안전밸브(22a)가 밸브열림이 고장난 경우에는, 작동회수(M)가 수명으로서 설정되어 있는 10만회에 도달하고 있지 않으면, 화력조절장치(13a)의 유량조절부(3)을 모두닫힘(S2→S6→S7), 에러통지를 실시하도록 했다(S8). 한편, 작동회수(M)의 값이 10만회에 도달하고 있다면, 밸브열림고장이 발생한 경우에(S3), 유량조절부(3)의 열림정도를 최소유량으로 변경한 후, 그 후의 유량변경을 금지함으로써 열림정도를 최소유량으로 고정하고(S4), 에러통지(S5)를 실시하도록 했다. 이 경우, 최소유량의 가스가 가스버너에 계속 공급되게 된다.

이와 같이 제어하는 것은, 10만회 이상 사용되고 있는 경우에는, 밸브체(5)의 선단(51)과 오리피스(43)의 입구가 마모되어 밀봉성이 손상되고, 소화된 가스버너로부터 미량이지만 생 가스가 누출될 우려가 있기 때문이다. 그런데, 상기와 같이 완전닫힘을 금지하여 오리피스(43)가 폐쇄되어 있지 않으면, 가스버너에 불꽃이 남아서 생 가스의 누출을 방지할 수 있다.

그리고, 이와 같이 소화조작을 해도 가스버너에 불꽃이 남고, 또한 에러통지가 이루어지고 있는 경우에는, 제어부는 그 이상의 가스곤로장치의 사용을 금지한다. 그리고, 사용자는 가스의 원주(元柱)를 닫아서 가스버너를 소화시키게 된다.

그런데, 상기 도 4에 나타낸 구성에서는, 접동자(33)를 다이어프램(34)에 의해 가스통로측에 대해서 떨어져 있고, 다이어프램(34)에 의해 가스가 모터측에 흐르지 않도록 막았지만, 도 8에 나타내는 바와 같이, 다이어프램을 폐지하여, 모터(31)를 가스에 대해서 O링(31a)에 의해 밀봉하도록 구성해도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는, 사용개시로부터의 상기 각 유량조절부의 사용량을 작동회수(M)으로서 카운트했지만, 별도 타이머를 내장시키고, 사용개시로부터의 경과시간을 카운트하여, 그 경과시간이 소정시간에 이른 시점에서 수명에 이르렀다고 판단하도록 제어해도 좋다.

그리고, 본 발명은 상기한 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 각종 변경을 가해도 관계없다.

1: 가스곤로 2: 개폐밸브부
3: 유량조절부 3a: 유입구
3b: 밸브구 4: 니들밸브
5: 밸브체 13a: 화력조절장치
31: 스테핑모터 31a: 회전축
32: 나사부재 33: 접동자
34: 다이어프램 41: 밸브부재
42: 제1스프링 43: 오리피스
44: 창문구멍 45: 원추요부
50: 제2스프링 52: 계합편
106: 로터리엔코더

Claims (1)

1. 복수개의 가스버너를 구비하고, 그들 각 가스버너에 가스를 병렬로 분기하는 가스공급로의 각각에 화력조절장치를 설치하고, 이 화력조절장치 내에, 전자안전밸브와 밸브닫힘기능을 구비한 유량조절부를 직렬로 배치하며, 화력조절장치에 설치된 유량조절부를 조작하면, 그 조작에 따라서 전동액츄에이터에 의해 유량조절부의 열림정도를 변경해서 가스버너의 화력을 조절하는 제어부를 설치한 가스곤로장치로서, 미리 설정되어 있는 중대에러로서, 화력조절장치의 원래밸브 및 전자안전밸브가 밸브열림고장이 발생했다고 제어부가 판단하면, 제어부는, 그 화력조절장치의 유량조절부를 완전닫힘으로 하는 것에 있어서, 상기 제어부는 사용개시로부터의 상기 각 유량조절부의 사용량을 카운트하고, 그 카운트값이, 화력조절장치의 수명으로서 미리 설정된 카운트값에 도달하면, 그것 이후로 상기 중대에러가 그 화력조절장치에 발생했다고 제어부가 판단했을 때에, 그 화력조절장치의 유량조절부의 열림정도를 가스버너에 불꽃이 남는 최소유량이상의 소정의 열림정도로 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 가스곤로장치.

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