KR102539693B1 - 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브 - Google Patents

스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브 Download PDF

Info

Publication number
KR102539693B1
KR102539693B1 KR1020230007074A KR20230007074A KR102539693B1 KR 102539693 B1 KR102539693 B1 KR 102539693B1 KR 1020230007074 A KR1020230007074 A KR 1020230007074A KR 20230007074 A KR20230007074 A KR 20230007074A KR 102539693 B1 KR102539693 B1 KR 102539693B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve
steam
bolt
air
control ball
Prior art date
Application number
KR1020230007074A
Other languages
English (en)
Inventor
방정호
장세웅
Original Assignee
주식회사 비다스테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 비다스테크 filed Critical 주식회사 비다스테크
Priority to KR1020230007074A priority Critical patent/KR102539693B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102539693B1 publication Critical patent/KR102539693B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/42—Applications, arrangements, or dispositions of alarm or automatic safety devices
    • F22B37/44—Applications, arrangements, or dispositions of alarm or automatic safety devices of safety valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/06—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor
    • A47J31/0657—Filters or strainers for coffee or tea makers ; Holders therefor for brewing coffee under pressure, e.g. for espresso machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/20—Excess-flow valves
    • F16K17/22—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line
    • F16K17/24—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member
    • F16K17/28—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member operating in one direction only
    • F16K17/285—Excess-flow valves actuated by the difference of pressure between two places in the flow line acting directly on the cutting-off member operating in one direction only the cutting-off member being a ball
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Abstract

본 발명은 중공형의 유로를 포함하고, 일측이 스팀 및 공기가 배출되는 배수관이 연결되는 배수피팅부; 일측이 스팀 보일러와 연결되고, 내측에 공기 및 스팀의 이동을 위한 중공형의 유로가 형성된 밸브볼트부; 중공형의 유로가 형성되어 있으며, 상기 밸브볼트부와 상기 배수피팅부를 연결하는 밸브바디부; 상기 밸브볼트부의 유로에 설치되어 스팀 압력에 의해 상승 또는 하강하여 상기 밸브볼트부의 유로 개폐를 제어하는 조절볼; 및 상기 밸브볼트부와 상기 밸브바디부의 접합면에 설치되어 공기 및 스팀의 누설을 방지하는 씰링부;를 포함하는 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브에 관한 것으로, 스팀 압력에 의해 조절볼이 움직여 스팀 보일러를 밀폐 및 개방하도록 함으로써, 스팀 보일러의 진공 및 과압을 방지하고 밀폐력 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브 {ANTI-VACUUM AIR VALVE IN STEAM BOILER}
본 발명은 커피 추출기의 스팀 보일러의 진공을 방지하기 위한 진공 방지 에어 밸브에 관한 것으로, 스팀 보일러 상단부에 장착되어 커피 추출기의 전원이 차단되면 진공 방지 에어 밸브를 통해 외부 공기가 유입되어 진공을 방지하고, 전원이 공급되면 보일러 내부의 공기가 빠져나간 후 적정 온도까지 가열되어 스팀 압력을 생성할 수 있게 유입구를 막아주는 장치이다.
에스프레소 머신은 내부 보일러를 히팅하여 커피를 추출할 수 있도록 추출수를 가열하고, 가열하며 생기는 수증기압을 이용하여 우유를 데우는 스티밍(Steaming)을 할 수 있도록 준비한다.
에스프레소 커피는 약 93도로 가열된 물을 높은 압력으로 가압하여 커피를 추출하고 스티밍은 약 1.2bar의 고온의 열과, 스팀 압력을 이용하여 우유를 데우며 밀크폼을 만들어낸다.
이처럼 에스프레소를 추출하고 스티밍을 하기 위해서는 준비과정이 필요하다. 바리스타가 에스프레소를 추출하거나 우유를 스티밍 하기 위해서는 에스프레소 머신 내부의 보일러가 적정 온도의 추출수를 예열하고 적정 압력의 스팀 압력을 생성해야 한다.
에스프레소 머신의 전원을 꺼서 보일러의 온도가 낮아지면 보일러 내부 수증기는 상변화하여 수증기가 있던 공간에 진공압이 형성되고 보일러에 수축압이 발생하여 보일러가 파열될 수 있다. 따라서, 보일러는 상황에 따라 개방되어야 한다.
또한, 에스프레소 머신을 동작 하였을 때 추출수를 예열하고 스팀 압력을 형성하기 위해서 다시 밀폐 상태를 유지하여야 한다.
이를 위해서는 진공 방지 밸브가 필요하다.
대다수 에스프레소 머신은 상기와 같은 현상을 방지하기 위하여 보일러 상단에 진공 방지 밸브가 장착되어 있다. 기존 제품들은 동 재질과 핀 구조를 사용하여 작동 빈도수가 늘어날수록 진공 방지 밸브에 쌓이는 스케일과 부품들의 부식 및 내구성이 떨어지는 문제로 인해 밀폐가 완전히 되지 않거나, 외부로 공기가 배출되지 않는 등의 문제가 발생하며, 진공 방지 밸브로 배출되는 증기, 물에 의해 주변 부품들의 부식 및 고장을 유발하여 에스프레소 머신의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 습기에 취약한 기기 내부 부품들의 고장 방지를 위해 습기와 물이 배출될 수 있도록 배수 배관 연결을 용이하게 하고, 작동 빈도수에 따라 밀폐력이 떨어지는 문제를 개선하고, 스케일 방지, 세척 및 관리가 용이하도록 구성된 진공 방지 에어 밸브를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브는, 중공형의 유로를 포함하고, 일측이 스팀 및 공기가 배출되는 배수관이 연결되는 배수피팅부; 일측이 스팀 보일러와 연결되고, 내측에 공기 및 스팀의 이동을 위한 중공형의 유로가 형성된 밸브볼트부; 중공형의 유로가 형성되어 있으며, 상기 밸브볼트부와 상기 배수피팅부를 연결하는 밸브바디부; 상기 밸브볼트부의 유로에 설치되어 스팀 압력에 의해 상승 또는 하강하여 상기 밸브볼트부의 유로 개폐를 제어하는 조절볼; 및 상기 밸브볼트부와 상기 밸브바디부의 접합면에 설치되어 공기 및 스팀의 누설을 방지하는 씰링부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 밸브바디부는, 상기 배수피팅부의 일측이 내측으로 삽입되어 결합되는 제1연결부; 및 상기 밸브볼트부의 일측이 내측으로 삽입되어 결합되는 제2연결부;를 포함하고, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부는 상기 밸브바디부의 내측에서 서로 연결될 수 있다.
또한, 상기 밸브볼트부는, 상기 밸브바디부의 제2연결부에 삽입되어 연결되는 제1나사산부; 상기 스팀 보일러에 삽입되어 연결되는 제2나사산부; 및 공기 및 스팀의 이동을 위한 중공형의 유로인 볼트유로;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 밸브볼트부의 볼트유로는, 일측 지름을 타측 지름보다 크게 하여 내측에 단턱이 형성되고, 상기 단턱의 일측 일부에 상기 조절볼이 안착되는 안착곡면부를 형성하고, 상기 안착곡면부와 상기 볼트유로의 타측으로 연결된 유로는 편심되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 안착곡면부에 상기 조절볼이 안착된 상태인 경우, 상기 조절볼과 상기 안착곡면부 사이 이격을 통해 공기 및 스팀이 유동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 씰링부는, 상기 밸브볼트부의 볼트유로 내측에 형성된 걸림턱에 고정되는 오링; 및 일측이 상기 밸브볼트부의 제1나사산부의 단부에 접합되어, 상기 밸브바디부의 제2연결부에 삽입되는 가스켓;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 오링의 내경의 지름은 상기 조절볼의 지름보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 조절볼은, 상기 밸브볼트부의 볼트유로 내에서 압력에 의해 상승되어 측면이 상기 오링에 밀착되어, 스팀 및 공기의 유동을 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 진공 방지 에어 밸브는, 상기 볼트유로의 지름, 상기 조절볼의 크기, 상기 조절볼의 무게 및 상기 조절볼의 재질에 따라 상기 조절볼이 상승되어 상기 오링에 밀착되는 시간, 즉 상기 진공 방지 에어 밸브가 닫히는 시간을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
테프론 가스켓과 실리콘 오링으로 이중 밀폐가 되도록 하고, 압력이 강할수록 진공 방지 에어 밸브 내의 조절볼이 강하게 실리콘 오링에 밀착되어 밀폐력이 향상된다.
진공 방지 에어 밸브의 몸체 및 부속품을 스케일에 강한 재질을 사용하여 밸브의 수명이 연장될 수 있다.
진공 방지 에어 밸브가 배수관에 연결되도록 하여 물과 습기 배출이 가능하여 에스프레소 머신 내부 부품의 오작동 및 고장을 방지한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브의 작동예를 나타낸 도면이다.
도 5는 조절볼의 크기와 재질에 따라 진공 방지 에어 밸브가 닫히는 시간을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브가 장착된 스팀 보일러의 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로써 이는 발명자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이고, 본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브의 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브의 분해 사시도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 진공 방지 에어 밸브(100)의 구성을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브(100)는, 밸브볼트부(110), 조절볼(120), 씰링부(130), 밸브바디부(140) 및 배수피팅부(150)을 포함하여 구성된다.
배수피팅부(150)는 중공형의 유로를 포함하고, 일측은 스팀 및 공기가 배출되는 배수관이 연결되고, 다른 일측은 밸브바디부(140)의 일측에 삽입되어 결합된다. 또한, 'ㄱ'자 형상으로 형성되어, 상기 밸브바디부(140)에 수직으로 삽입 결합되고, 배수관과는 수평으로 연결될 수 있도록 한다.
밸브볼트부(110)는 공기 및 스팀의 이동을 위한 중공형의 유로가 형성되어 있다.
예를 들어, 밸브볼트부(110)는 일측이 밸트바디부(140)의 일측에 삽입되어 결합되고, 타측이 스팀 보일러에 결합될 수 있다.
밸브바디부(140)는 중공형의 유로가 형성되어 있으며, 밸브볼트부(110)와 배수피팅부(150)를 연결한다. 즉, 밸브볼트부(110)와 배수피팅부(150)간의 유로를 형성함으로써, 스팀 및 공기가 유동할 수 있도록 하는 것이다.
씰링부(130)는 밸브볼트부(110)가 밸브바디부(140)에 삽입되어 결합시 밸브바디부(140)의 접합면에 배치되어 공기 및 스팀의 누설을 방지할 수 있다.
씰링부(130)는 밸브바디부(140)와 밸브볼트부(110) 사이를 밀폐하는 가스켓(131)과 가스켓(131) 및 조절볼(120) 사이를 밀폐하는 오링(132)를 포함할 수 있다.
조절볼(120)은 밸브볼트부(110) 내측에 형성된 유로에 수용되어 스팀 보일러(10)로부터 유입되는 스팀의 압력에 의해 스팀 및 공기의 흐름을 제어할 수 있다.
밸브바디부(140), 밸브볼트부(110)는 스테인리스 스틸 재질로 이루어 질 수 있다.
조절볼(120)은 스테인리스 스틸 또는 테프론 재질로 이루어질 수 있다.
이는 진공 방지 에어 밸브(100)의 내구성, 내부식성 및 내열성을 높이고, 스팀의 흐름으로 인해 장시간 사용시 생성되는 스케일을 방지하기 위함이다.
진공 방지 에어 밸브(100)를 구성하는 밸브볼트부(110), 조절볼(120), 가스켓(131), 오링(132), 밸브바디부(140) 및 배수피팅부(150)는 사용자에 의해 분해되어 세척 또는 관리될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브의 단면도이다.
도 3을 참조하여 진공 방지 에어 밸브(100)의 각 요소의 상세 설명 및 결합구조를 설명한다.
밸브바디부(140)는 배수피팅부(150)와 밸브볼트부(110)가 양측의 개구부에 각각 내삽되며, 외측은 다각형으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 밸브바디부(140)는 육각기둥 형태 일 수 있으며, 너트(Nut)와 유사한 모양일 수 있다.
이는, 사용자가 손으로 파지하거나, 렌치 등의 공구를 사용하여 결합을 쉽게 해제할 수 있도록 하기 위함이다.
밸브바디부(140)는 내측에 배수피팅부(150)의 일측이 내삽되는 제1연결부(141)와 밸브볼트부(110)의 일측이 내삽되는 제2연결부(142)를 포함할 수 있다.
제1연결부(141)와 제2연결부(142)는 나사결합을 위해 내측면에 나사홈이 형성될 수 있고, 제1연결부(141)와 제2연결부(142)의 각각의 지름은 삽입되는 배수피팅부(150)과 밸브볼트부(110)의 단부의 지름에 따라 서로 상이할 수 있다.
즉, 제1연결부(141)와 제2연결부(142)가 접합되는 부분은 단이 형성될 수 있다.
밸브볼트부(110)는 밸브바디부(140)의 제2연결부(142)에 내삽되어 나사결합되는 제1나사산부(111), 스팀 보일러에 내삽되어 나사결합되는 제2나사산부(112) 및 스팀 및 공기의 유동을 위해 관 형태로 형성된 볼트유로(113)를 포함할 수 있다.
밸브볼트부(110)의 제1나사산부(111)와 제2나사산부(112)는 암나사와의 결합을 위해 소정의 길이만큼 나사산이 형성될 수 있다.
제1나사산부(111)와 제2나사산부(112)의 지름은 같거나 상이할 수 있다.
또한, 제1나사산부(111)와 제2나사산부(112) 사이에는 다각기둥 형태의 볼트바디부(114)가 형성되어, 밸브바디부(140)와 결합 또는 결합해제를 용이하게 할 수 있다.
볼트유로(113) 내측에는 안착곡면부(115) 및 걸림턱(116)을 포함할 수 있다.
볼트유로(113)는 일측 지름(즉 도 3의 상부측)을 타측 지름(도 3의 하부측)보다 크게 하여, 내측에 단턱이 형성되도록 할 수 있다.
또한, 상기 단턱의 일측 일부에 조절볼(120)이 안착되는 안착곡면부(115)를 형성할 수 있고, 안착곡면부(115)와 볼트유로(113)의 타측(도 3의 하부측)으로 연결된 유로를 편심하여 형성할 수 있다. 이렇게 일부분이 편심된 볼트유로(113)와 단턱 일측 일부에 형성된 안착곡면부(115)에 의해, 조절볼(120)이 안착곡면부(115)에 안착되어도 타측 일부의 단턱으로 인해서 완전히 밀폐되지 않고 이격되므로, 밸브볼트부(110)로 유입된 스팀 및 공기가 통과할 수 있게 된다.
걸림턱(116)은 오링(132)을 안착시키기 위해 볼트유로(113)의 내측에 돌출되어 형성될 수 있다.
예를 들어, 걸림턱(116)은 볼트유로(113)의 내측 벽에서 돌출되어 링 형태로 형성될 수 있다.
예를 들어, 걸림턱(116)은 볼트유로(113)의 내측 벽에 파여진 홈 형태로 형성될 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고 걸림턱(116)은 오링(132)을 고정하기 위한 다양한 형태로 형성될 수 있다.
볼트유로(113) 내에서 걸림턱(116)이 형성되는 위치는 오링(132)의 단면 두께 및 오링(132)의 탄성에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 볼트유로(113)의 일측 단부에서 오링(132)의 단면 두께만큼 떨어진 곳에 걸림턱(116)이 형성될 수 있다.
또한, 스팀의 압력에 의해 조절볼(120)이 상승하여 오링(132)에 접촉하여 가압할 때, 오링(132)이 탄성에 의해 압착되는 정도(두께)를 고려하여 결정할 수 있다.
씰링부(130)는 가스켓(131) 및 오링(132)을 포함할 수 있다.
가스켓(131)은 일측이 상기 밸브볼트부(110)의 제1나사산부(111)의 단부에 배치되어, 제1나사산부(111)가 밸브바디부(140)의 제2연결부에(142) 내삽될 수 있다. 이로써, 밸브바디부(140)와 밸브볼트부(110)가 결합되는 접합 부분에 스팀 및 공기가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
가스켓(131)은 내열성, 내구성 향상을 위해 테프론 재질로 이루어질 수 있다.
오링(132)은 밸브볼트부(110)의 볼트유로(113)의 걸림턱(116)에 고정될 수 있다. 오링(132)은 스팀의 압력에 의해 조절볼(120)이 상승하여 오링(132)에 접촉하여 가압할 때, 오링(132)의 일측에 접합되는 가스켓(131)에 밀착되어 접합부가 밀폐될 수 있다.
따라서, 조절볼(120)에 가해지는 스팀 압력이 셀수록 조절볼(120)이 오링(132)에 가하는 압력이 커져 밸브볼트부(110)와 밸브바디부(140)의 접합부의 밀폐력이 증가할 수 있다.
오링(132)은 세척이 용이하고, 변형이 적고, 내열성이 큰 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 조절볼(120)에 스케일이 쌓이더라도 수증기 압력으로 오링(132)과 밀착되어 밀폐되기 때문에 스케일이 발생하여도 스팀 누설이 가능성이 적다.
조절볼(120)은 스팀의 압력이 증가하면 볼트유로(113)내에서 상승되면서 오링(132)에 밀착되어, 밸브볼트부(110)의 볼트유로(113)를 차단할 수 있다.
반대로, 스팀의 압력이 낮아지면 볼트유로(113)내에서 하강하여 안착곡면부(115)에 안착되어 볼트유로(113)를 열리게 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브의 작동예를 나타낸 도면이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 스팀 보일러(10)가 가열되지 않은 상태에서 조절볼(120)은 볼트유로(113) 내측의 안착곡면부(115)에 안착될 수 있다.
이때, 밸브바디부(140)의 내측에서 배수피팅부(150)의 유로와 밸브바디부(140)의 볼트유로(113)가 연결되어 공기가 이동할 수 있게 된다. 이러한 상태를 '진공 방지 에어 밸브가 열린 상태'라고 기술한다.
진공 방지 에어 밸브가 열린 상태에는 안착곡면부(115)와 조절볼(120) 사이의 이격으로 인해 편심되어 연결된 볼트유로(113)를 통해 스팀 보일러(10)의 내부 공기가 배출되거나 스팀 보일러(10)에 외부 공기가 유입될 수 있다.
스팀 보일러(10)는 물을 가열하여 스팀을 생성한다.
스팀 보일러(10)가 가열되어 물이 수증기로 상변하기 시작하면, 스팀 보일러(10)에 조절볼(120)이 오링(132)에 밀착되기 위한 소정의 스팀 압력이 생성될 때까지 스팀 보일러(10) 내부의 공기는 볼트유로(113)를 통해 배출될 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 스팀 보일러(10)에서 생성되는 스팀의 압력이 커지면서 조절볼(120)은 볼트유로(113) 내에서 점차 상승하게 되며, 소정의 스팀 압력에 도달하면, 조절볼(120)이 오링(132)에 밀착되어 볼트유로(113)가 밀폐되어 스팀이 외부로 배출되는 것을 차단할 수 있다. 이러한 상태를 '진공 방지 에어 밸브가 닫힌 상태'라 기재한다.
스팀 압력에 의해 조절볼(120)이 상승하여 오링(132)에 밀착되는 시간, 즉 상기 진공 방지 에어 밸브가 닫히는 시간은 조절볼(120)의 크기, 조절볼(120)의 무게 및 조절볼(120)의 재질에 따라 달라질 수 있다.
스팀 보일러(10)가 가열을 시작하여 진공 방지 에어 밸브가 닫히는 시간은 스팀 보일러(10) 내부에 존재하던 공기가 충분히 배출되는 시간을 의미할 수 있다.
만약 스팀 보일러(10)의 내부 공기가 충분히 배출되지 않은 상태로 진공 방지 에어 밸브(100)가 닫히면, 남아 있는 내부 공기가 먼저 팽창하여 과압으로 인한 안전밸브 작동, 혹은 스팀 보일러(10)의 파손이 발생할 수 있다.
도 5는 조절볼(120)의 크기와 재질에 따라 진공 방지 에어 밸브가 닫히는 시간을 나타낸 그래프이다.
베르누이 원리는 유체가 규칙적으로 흐르는 것에 대한 속력, 압력, 높이의 관계에 대한 법칙으로, 베르누이의 원리에 의해 볼트유로(113)를 흐르는 공기의 속도에 따라 조절볼(120)의 상승 높이가 결정될 수 있다.
즉, 조절볼(120)이 볼트유로(113) 내에서 스팀의 압력에 의해 상승하여 볼트유로(113)를 밀폐하는데 소요되는 시간은 조절볼(120)의 무게, 크기, 재질에 따라 달라지며, 볼트유로(113)의 크기와 가까워질수록 빠르게 상승하여 밀폐될 수 있다.
도 5를 참조하면, 스팀 보일러(10)의 내부 공기가 충분히 배출되기 위한 시간은 약 15초 내외로, 이에 대응하는 조절볼(120)의 크기 및 재질은 6mm 테프론(PTFE) 재질과 7mm 스테인리스 스틸 재질일 수 있다. (아래 표 참조)
[표]
Figure 112023006603846-pat00001
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브가 장착된 스팀 보일러의 사시도이다.
도 6을 참조하여 커피 추출기의 스팀 보일러(10)의 작동과정과 진공 방지 에어 밸브(100)의 작동간 관계를 설명한다.
스팀 보일러(10)는 진공 방지 에어 밸브(100), 스팀배출부(200), 안전 밸브(300), 히팅코일(400), 온도센서(500), 급수밸브(600), 압력계(700), 수위조절장치(800) 및 추출 솔밸브(900)를 포함한다.
스팀 보일러(10)를 통해 커피 추출수를 가열하고, 스팀압을 생성하여 에스프레소를 추출하고, 우유를 스티밍(Steaming)하기 위한 스팀압을 생성할 수 있다.
급수밸브(600)를 통하여 정수가 급수되고, 수위 센서를 통하여 스팀 보일러 내부에 항상 일정한 수위를 유지할 수 있다.
급수가 되면 히팅코일(400)을 이용하여 추출수를 가열하면 스팀 보일러(10) 내부에 있던 공기는 방출되고 진공 방지 에어 밸브(100)가 닫히게 되어 스팀압이 형성된다.
이때, 압력계(700)를 이용하여 스팀 보일러 내부의 압력을 체크할 수 있다.
스팀 보일러(10) 상단에는 과한 압력이 생성되어 보일러가 파손되는 것을 방지하기 위해 안전방지 밸브(300)가 위치할 수 있다.
스팀배출부(200)는 스팀밸브 개폐를 통해 스팀 방출을 조작한다.
추출 솔밸브(900)는 가열된 정수가 추출될 수 있다.
진공 방지 에어 밸브(100)는 에스프레소 머신의 스팀보일러 상단부 또는 측면부에 장착될 수 있고, 진공 방지 에어 밸브(100)의 나사산과 결합이 가능한 모든 결합부에 장착이 가능하다.
스팀 보일러(10)가 가열되면서 진공 방지 에어 밸브(100) 통해 수증기와 물튀김 현상이 발생하면서 에스프레소 머신 내부의 전자기기, 부품들에 습기가 생기고 물에 노출되어 오작동과 부식, 고장의 원인이 되고 보일러의 단열제가 젖으며 단열성능의 저하될 수 있다.
진공 방지 에어 밸브(100)는 일측에 배수피팅부(150)를 포함함으로써, 배수관 또는 배수호수를 배수피팅부(150)에 연결하여 에스프레소 머신 내부 습기와 물튀김을 방지할 수 있다.
에스프레소 머신를 동작시키면, 스팀 보일러(10)가 가열되면서 스팀이 생성되고, 진공 방지 에어 밸브(100)내의 조절볼(120)이 스팀 압력으로 상승하여 오링(132)과 밀착되어 볼트유로(113)을 밀폐하여 진공 방지 에어 밸브(100)가 닫힌 상태가 된다.
이때, 진공 방지 에어 밸브(100)가 닫힌 상태가 될 때까지 스팀 보일러(10) 내부의 공기가 외부로 충분히 배출되어, 스팀 보일러(10) 내부 공기가 가열되어 과압이 발생되지 않도록 할 수 있다.
반대로, 에스프레소 머신의 전원을 차단하여 스팀 보일러(10)가 냉각되면 스팀 보일러(10) 내부 압력이 대기압과 같거나 낮아질때 중력에 의하여 진공 방지 에어 밸브(100)내의 조절볼(120)이 하강하여 진공 방지 에어 밸브(100)가 열린 상태가 되고, 외부 공기가 스팀 보일러(10) 내부로 유입되어 수증기의 상변화로 생긴 빈 공간에 진공압이 형성되는 것을 방지함으로써, 스팀 보일러(10)의 파손을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
10: 스팀 보일러
100: 진공 방지 에어 밸브
110: 밸브볼트부
111: 제1나사산부 112: 제2나사산부
113: 볼트유로 114: 볼트바디부
115: 안착곡면부 116: 걸림턱
120: 조절볼
130: 씰링부
131: 가스켓 132: 오링
140: 밸브바디부
141: 제1연결부 142: 제2연결부
150: 배수피팅부
200: 스팀배출부
300: 안전 밸브
400: 히팅코일
500: 온도센서
600: 급수밸브
700: 압력계
800: 수위조절장치
900: 추출 솔밸브

Claims (9)

  1. 진공 방지 에어 밸브에 있어서,
    중공형의 유로를 포함하고, 일측이 스팀 및 공기가 배출되는 배수관이 연결되는 배수피팅부;
    일측이 스팀 보일러와 연결되고, 내측에 공기 및 스팀의 이동을 위한 중공형의 유로인 볼트유로를 포함하는 밸브볼트부;
    중공형의 유로가 형성되어 있으며, 상기 밸브볼트부와 상기 배수피팅부를 연결하는 밸브바디부;
    상기 밸브볼트부의 유로에 설치되어 스팀 압력에 의해 상승 또는 하강하여 상기 밸브볼트부의 유로 개폐를 제어하는 조절볼; 및
    상기 밸브볼트부와 상기 밸브바디부의 접합면에 설치되어 공기 및 스팀의 누설을 방지하는 씰링부;를 포함하고,
    상기 밸브바디부는,
    상기 배수피팅부의 일측이 내측으로 삽입되어 결합되는 제1연결부; 및
    상기 밸브볼트부의 일측이 내측으로 삽입되어 결합되는 제2연결부;를 포함하고,
    상기 제1연결부와 상기 제2연결부는 상기 밸브바디부의 내측에서 서로 연결되어 있으며,
    상기 진공 방지 에어 밸브는,
    상기 볼트유로의 지름, 상기 조절볼의 크기, 상기 조절볼의 무게 및 상기 조절볼의 재질에 따라 상기 조절볼이 상승하여 상기 볼트유로를 밀폐하는 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    진공 방지 에어 밸브.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브볼트부는,
    상기 밸브바디부의 제2연결부에 삽입되어 연결되는 제1나사산부;
    상기 스팀 보일러에 삽입되어 연결되는 제2나사산부; 및
    공기 및 스팀의 이동을 위한 중공형의 유로인 볼트유로;를 포함하는,
    진공 방지 에어 밸브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 밸브볼트부의 볼트유로는,
    일측 지름을 타측 지름보다 크게 하여 내측에 단턱이 형성되고, 상기 단턱의 일측 일부에 상기 조절볼이 안착되는 안착곡면부를 형성하고, 상기 안착곡면부와 상기 볼트유로의 타측으로 연결된 유로는 편심되어 형성되는 것을 특징으로 하는,
    진공 방지 에어 밸브.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 안착곡면부에 상기 조절볼이 안착된 상태인 경우, 상기 조절볼과 상기 안착곡면부 사이 이격을 통해 공기 및 스팀이 유동하는 것을 특징으로 하는,
    진공 방지 에어 밸브.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 씰링부는,
    상기 밸브볼트부의 볼트유로 내측에 형성된 걸림턱에 고정되는 오링; 및
    일측이 상기 밸브볼트부의 제1나사산부의 단부에 접합되어, 상기 밸브바디부의 제2연결부에 삽입되는 가스켓;을 포함하는,
    진공 방지 에어 밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 오링의 내경의 지름은 상기 조절볼의 지름보다 작은 것을 특징으로 하는,
    진공 방지 에어 밸브.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 조절볼은,
    상기 밸브볼트부의 볼트유로 내에서 압력에 의해 상승되어 측면이 상기 오링에 밀착되어, 스팀 및 공기의 유동을 차단하는 것을 특징으로 하는,
    진공 방지 에어 밸브.
  9. 삭제
KR1020230007074A 2023-01-18 2023-01-18 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브 KR102539693B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230007074A KR102539693B1 (ko) 2023-01-18 2023-01-18 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230007074A KR102539693B1 (ko) 2023-01-18 2023-01-18 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102539693B1 true KR102539693B1 (ko) 2023-06-02

Family

ID=86755366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230007074A KR102539693B1 (ko) 2023-01-18 2023-01-18 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102539693B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0625671U (ja) * 1992-09-04 1994-04-08 株式会社光合金製作所 排水、非排水切換え装置
KR200180032Y1 (ko) * 1999-10-16 2000-04-15 김태영 스팀보일러의 진공해제밸브
KR20090040691A (ko) * 2007-10-22 2009-04-27 김상철 공기배출밸브
KR20220135514A (ko) * 2021-03-30 2022-10-07 주식회사 동방씨앤엠 공기 배출 밸브

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0625671U (ja) * 1992-09-04 1994-04-08 株式会社光合金製作所 排水、非排水切換え装置
KR200180032Y1 (ko) * 1999-10-16 2000-04-15 김태영 스팀보일러의 진공해제밸브
KR20090040691A (ko) * 2007-10-22 2009-04-27 김상철 공기배출밸브
KR20220135514A (ko) * 2021-03-30 2022-10-07 주식회사 동방씨앤엠 공기 배출 밸브

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102539693B1 (ko) 스팀 보일러의 진공 방지 에어 밸브
US7826723B2 (en) Automatic circulation device of warm water
FR2948269A1 (fr) Organe d'echappement de vapeur pour appareil de cuisson et appareil de cuisson equipe d'un tel organe
JPH03117785A (ja) ウエアレス形ダイヤフラム弁
EP0518787A1 (fr) Chaudière à paroi déformable
KR100912323B1 (ko) 정수기용 온수 코크 밸브
JP5836277B2 (ja) 熱水又は沸騰水を定量排出する装置
KR101336277B1 (ko) 한약 재탕기
EP1798325B1 (fr) Machine à sécher le linge comprenant un réservoir liquide
KR200180032Y1 (ko) 스팀보일러의 진공해제밸브
JP2576695B2 (ja) 電気湯沸器
KR20090008569U (ko) 난방기용 안전밸브.
CN102209481A (zh) 用于压力型电饭煲的蒸汽冷凝器
IT201900003410U1 (it) Dispositivo di sicurezza per impianto idrico
KR102594064B1 (ko) 설정온도에서의 구동되는 비전기식 커피 추출기구
JPH0430976Y2 (ko)
EP1647749A1 (en) Aerating valve, particularly for a steam generation apparatus
KR20090005580U (ko) 퇴수밸브
WO2016155216A1 (zh) 用于咖啡机的供液系统及其控制方法、咖啡机
CN221265922U (en) Milk way cleaning system of coffee machine
JPH0585320U (ja) 電気湯沸器
KR100347696B1 (ko) 중탕기의 증기 누설 방지장치
JPH049953Y2 (ko)
US20210113012A1 (en) Steam dispensing apparatuses for hot beverage preparation
US958198A (en) Vent attachment for radiators.

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant