KR200225085Y1 - 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가정이나 공장, 음식점 등과 가스연료를 사용하는 난방기구에 있어서, 필수적으로 사용하는 가스중간밸브를 자동제어에 의하여 자동으로 열고 닫을 수 있도록 함으로써, 사용자가 밸브의 차단을 잊어버리거나 혹은 방심하고 자리를 비우거나 함으로 인하여, 흔히 발생할 수 있는 가스의 안전사고 등을 미연에 완벽하게 방지할 수 있는 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치에 관한 것으로, 스탭핑모터(20)와; 이 스탭핑모터(20)의 구동기어(21)와 이맞물림구동되는 제 1 중간기어(30)와; 상기 제 1 중간기어(30)와 동축(34)으로 형성된 제 2 중간기어(40)와; 상기 제 1,2중간기어(30),(40)에 이맞물림구동되는 동시에, 가스를 공급 및 차단하는 기능을 가지는 가스밸브본체(10)의 벨브노브(11)에 형성되어 가스밸브본체의 밸브를 개폐할 수 있는 제1,2밸브기어(50),(70);로 구성되어 있으며, 본 고안의 상기 제 1 중간기어(30)는 상기 동축(34)에 고정되고, 상기 제 2 중간기어(40)는 회동가능하게 형성되어, 제 1 중간기어(30)가 원호의 1/4정도 회동한 후, 이어서 제 2 중간기어(40)가 회동되도록 되고, 또한 상기 제 1 밸브기어(50)는 상기 제 1 중간기어(30)와 이맞물림구동되며, 또한 저면에 돌출캠면(61)을 가지는 캠(60)이 형성되어, 이 캠(60)은 상기 제 2 중간기어(40)와 이맞물림구동되고 상기 가스밸브본체(10)의 밸브와 연결되도록 한 제 2 밸브기어(70)의 상면에 형성한 돌출면(71)과 미끄럼접촉으로 상기 가스밸브본체(10)의 밸브를 개폐시킬 수 있도록 되어 있다.

Description

가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치{GAS FUSE COCK VALVE OF AUTO CONTROL SYSTEM}

본 고안은 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가정이나 공장, 음식점 등과 가스연료를 사용하는 난방기구에 있어서, 필수적으로 사용하는 가스중간밸브를 자동제어에 의하여 자동으로 열고 닫을 수 있도록 함으로써, 사용자가 밸브의 차단을 잊어버리거나 혹은 방심하고 자리를 비우거나 함으로 인하여, 흔히 발생할 수 있는 가스의 안전사고 등을 미연에 완벽하게 방지할 수 있는 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치에 관한 것이다.

일반적으로 각 가구이나 업소 등에서 사용되는 가스기구들은 그 종류도 다양하며 이들의 가스기구들로는 각종 난방기구 및 취사기구들을 들 수 있으며, 또한 이 난방기구 및 취사기구는 약화천연가스(LNG) 혹은 액화석유가스(LPG)를 연료로 사용하고 있다.

이러한 가스 중에 LNG는 지하에 매설된 대용량의 이송관에 의해서 가스공급업체로부터 소요지역으로 공급되고, 또한 최종적으로는 소 용량의 가스파이프를 통해 각 가구이나 업소 등으로 공급되어 가스기구와 연결되며, 또한 LPG는 각 가정마다 개별적으로 옥외에 비치한 가스통으로부터 가스연결호스를 통해 옥내로 공급되어 가스기구와 연결되도록 하고 있다.

상기 LNG나 LPG 등의 가스는 각 가구이나 업소 등의 옥내로 공급하는 가스파이프나 호스 등의 가스공급관에는 가스기구와 연결에 앞서 가스를 강제적으로 공급 및 차단시킬 수 있는 중간밸브를 의무적으로 장착하도록 하고 있다.

이러한 중간밸브는 외부에 노출되어 사용자가 필요시마다 선택적으로 직접 개폐 조작하여 사용하게 되는 데, 자칫 사용자의 부주의 등에 의한 가스누설사고의 발생우려가 매우 많다. 상기 가스누설사고방지를 위한 안전장치로는 가스기구에 통상 가스누설을 방지하기 위한 안전장치가 구비되어 있기는 하지만, 가스기구를 장기간 사용시 노화 및 충격 등의 손상으로 인한 가스누출 안전사고에 대한 예방효과를 기대하기 어려우며, 더욱이 건망증 등으로 인한 사용자의 부주의와 노약자나 어린이의 조작 미숙으로 가스누설에 의한 폭발사고의 위험이 상존하게 된다. 뿐만아니라 가스기구에 음식물 조리중 끓어 넘친 국물에 의해 불꽃이 꺼진 경우 가스누설의 위험도 크다.

위의 문제점들을 해결하기 위하여 가스공급관의 통해 공급되는 가스를 공급 및 차단하는 중간밸브의 구조를 변경하여 자동으로 차단할 수 있도록 한 구조 변경의 밸브가 제안되고 있고, 또한 가스의 공급시간을 사용자가 자유롭게 조절토록 하기 위한 시간조절기능을 갖는 밸브들이 제안되고 있다.

먼저, 가스를 공급 및 차단하는 중간밸브의 구조를 변경하는 경우에 있어서는, 가스의 공급 및 차단하는 중간밸브내의 구조를 변형시키어 구조가 매우 복잡하여 기기의 고장시 사용상에 불편을 주어 그 효용 가치가 없었고, 기기기능의 잦은 고장으로 인하여 사용을 포기하는 결과를 초래함에 따라서 결국 제품의 신뢰성을 떨어뜨리고, 또한 그 기기기능를 믿고 사용하였다가 오히려 큰 사고를 당하는 경우가 있다.

상기와 같은 시간조절기능을 갖는 밸브는 예들들어 조리될 음식물에 따라 가스렌지 등의 기기의 사용시간 및 사용량을 예측하여 예측된 시간만큼만 가스의 공급을 조절하여, 가스의 누출로 인한 사고를 방지하는 한편 에너지의 낭비를 방지할 수 있도록 하고 있지만, 상기와 같이 수동으로 조절되는 타이머 및 개량형 조절장치는 아래와 같은 문제들이 자주 발생하게 된다.

즉, 시간조절기능을 갖는 밸브를 제어하는 태업이 느슨해지거나 자주 엉키는 현상이 나타나며 기어가 너무 작아서 빨리 마모되어 작동이 자주 멈추는 문제가 있고, 또한 정전으로 인하여 수동으로 전환하고자 할 경우 기존밸브를 개조하고 그 속에 스프링을 넣었기 때문에 노약자나 들이 사용하기 어렵고 수동작동레버를 사용하기가 매우 불편이 있었고, 또한 밸브를 지렛대로 누르려고 했기 때문에 작동이 원활하지 못하였고 제조비가 훨씬 많이 들어가며 비효율적이었다.

또한, 기기의 부피가 너무 크고 두꺼워서 소비자들의 거부감으로 상품성이 결여되고, 또 동력전달모터와 밸브 사이에 중계기어를 설치하여 기계구조가 복잡하고 제조원가가 고가여서 상대적으로 가격상승의 요인이 되었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 고안은 가스 중간밸브에 시간조절장치 기능을 부착하여 정해진 시간이 지나면 자동적으로 밸브를 차단시킴으로서, 사고를 미연에 방지하도록 하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 스텝핑모터와; 이 스탭핑모터의 구동기어와 이맞물림구동되는 제 1 중간기어와; 상기 제 1 중간기어와 동축으로 형성된 제 2 중간기어와; 상기 제 1,2중간기어에 이맞물림구동되는 동시에, 가스를 공급 및 차단하는 기능을 가지는 가스밸브본체의 벨브노브에 형성되어 가스밸브본체의 밸브를 개폐할 수 있는 제1,2밸브기어;로 구성됨을 기본특징으로 한다.

본 고안의 상기 제 1 중간기어는 상기 동축에 고정되고, 상기 제 2 중간기어는 회동가능하게 형성되어, 제 1 중간기어가 원호의 1/4정도 회동한 후, 이어서 제 2 중간기어가 회동되도록 되고, 또한 상기 제 1밸브기어는 상기 제 1 중간기어와 이맞물림구동되며, 또한 저면에 돌출캠면을 가지는 캠이 형성되어, 이 캠은 상기 제 2중간기어와 이맞물림구동되고 상기 가스밸브본체의 밸브와 연결되도록 한 제 2 밸브기어의 상면에 형성한 돌출면과 미끄럼접촉으로 상기 가스밸브본체의 밸브를 개폐시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 고안은 상기 스탭핑모터는 케이스의 바닥에 고정되어 스탭핑모터의 구동기어가 중간기어들과 수평으로 이맞물림이 이루어지도록 되어 있다.

상기와 같은 본 고안은 중간밸브를 구동수단으로써 스탭핑모터를 장착 설치하여 중간밸브를 열고 닫는데 요구하는 각도를 가까이 접근하여 배치하고, 또 종전의 중간밸브를 닫는 방법들에 있어서의 모터내의 리턴스프링의 힘에 의해서 닫는 방법을 사용하던 방법과 달리 본 고안은 기기의 패널(사용시간 자동조절장치)에 설치된 시간설정용 스위치를 작동시키면 밸브가 전기나 배터리의 힘으로 자동으로 열리고, 설정된 시간이 지나가면 밸브가 정확히 닫히도록 하였으며, 또한 정전 시에도 충전된 배터리의 힘에 의해 상기와 같은 동일한 방법으로 계속하여 사용 가능하다.

또한, 본 고안은 종래와 같이 스프링모터를 사용하지 않고 스탭핑모터를 사용함에 따라서 만약 정전이 된 후에 배터리의 힘이 손상(방전) 되더라도 수동으로 밸브를 열고 닫을 수 있도록 설계되어 있어 수동으로 밸브를 열고 닫는데 전혀 문제가 없다.

도 1a는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 구동 전 상태를 나타낸 종단면도,

도 1b는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 구동 상태를 나타낸 단면도,

도 2a는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 구동 전 상태를 간략하게 나타낸 종단면도,

도 2b는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 구동 상태를 간략하게 나타낸 종단면도,

도 2c는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 개략 평면도,

도 3a,b는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 상세 평면도,

도 4는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 캠부분의 저면도,

도 5는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 제 2 중간기어의 평면도,

도 6a는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 제 1 중간기어의 저면도,

도 6b는 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 제 1 중간기어의 측면도,

도 7a,b는 본 고안의 다른 실시예의 평면도 및 종단면도,

도 8은 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 콘트롤패널의 평면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 밸브기어 2 : 중간기어

10 : 가스밸브본체 11 : 밸브노브

20 : 스탭핑모터 21 : 구동기어

34 : 동축 30 : 제 1 중간기어

31 : 고정핀 40 : 제 2 중간기어

41 : 호형구멍 50 : 제 1 밸브기어

60 : 캠 61 : 돌출캠면

62 : 경사면 70 : 제 2 밸브기어

71 : 돌출면

이하, 첨부도면에 의하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a,b에 나타낸 바와 같이 본 고안은 가스밸브본체(10)와 스탭핑모터(20)의 구성부품으로 이루어져 있다. 기존의 가스밸브본체(10)를 개폐하는 구동수단으로는 대체로 일반모터나 스프링모터 및 배터리를 사용하고 있으나, 본 고안에서는 스탭핑모터(20)를 채용하고 있기 때문에, 구동 회동 각도의 설정이 용이하고 또 정확한 설정각도로 회동할 수 있음에 따라서, 후술하는 가스밸브본체(10)의 밸브(도시생략)의 회동조작이 정확하고, 또 정전 등으로 인하여 가스밸브본체(10)의 밸브노브(11)를 수동으로 조작시 부하없이 용이하게 회동시킬 수 있는 이점이 있다.

상기 스탭핑모터(20)에는 비교적 직경이 작은 구동기어(21)가 회동가능하게 장착되어 있으며, 이 스탭핑모터(20)의 구동기어(21)에는 도 1a 및 도 3a에 나타낸 바와 같이 제 1 중간기어(30)가 이맞물림구동되도록 되어 있다.

그리고, 도 1a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이 상기 제 1 중간기어(30)와 동축(34)으로 제 2 중간기어(40)가 형성되어 있다. 상기 제 1 중간기어(30)는 상기 동축(34)에 고정되고, 상기 제 2 중간기어(40)는 회동가능하게 장착되어 있다. 상기 동축(34)은 본 고안의 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치의 케이스(도시생략)에 장착되어 회동가능하게 축받이에 설치된다.

상기제 1 중간기어(30)는 6에 나타낸 바와 같이 고정핀(31)이 고정되어 있고, 상기 제 2 중간기어(40)에는 원호의 1/4정도의 호형구멍(41)이 형성되어 있다. 이 호형구멍(41)에는 제 1 중간기어(30)의 고정핀(31)이 결합되어, 우선 상기 제 1 중간기어(30)가 스탭핑모터(20)의 구동기어(21)와 이맞물림에 의하여 제 1 중간기어가 원호의 1/4정도 회동된 후, 이어서 제 2 중간기어가 회동되도록 된다.

이것은 상기 제 1 중간기어(30)가 회전하면 제 1 중간기어(30)의 고정핀(31)이 상기 제 2 중간기어(40)의 호형구멍(41)을 회전함에 따라서 제 2 중간기어(40)에는 회전력이 미치지 않고 고정된 상태를 유지하게 되고, 상기 제 1 중간기어(30)가 계속하여 회전하면 상기 제 1 중간기어(30)의 고정핀(31)이 제 2 중간기어(40)의 호형구멍(41)의 마구리를 밀고 회전함에 따라서 결국 제 1 중간기어(30)는 제 2 중간기어(40)를 회전시키게 된다.

다음, 가스를 공급 및 차단하는 기능을 가지는 가스밸브본체(10)에는 벨브노브(11)가 형성되어 있으며, 상기 밸브노브(11)는 가스밸브본체(10)내의 밸브(도시생략)를 개폐할 수 있도록 되어 있다.

상기 가스밸브본체(10)의 제조기준은 우선 수직으로 먼저 누르고 난 후에, 회전시키도록 의무화되어 있다.

즉, 본 고안에서 가스밸브본체(10)의 밸브를 구동시킴에 있어서의 상기 스탭핑모터(20)의 구동기어(21)와 이맞물림구동되는 제 1 중간기어(30)와 이맞물림구동되도록 한 제 1 밸브기어(50)와, 또한 상기 제 1 중간기어(30)에 연동하여 작동하는 제 2 중간기어(40)와 이맞물림구동되도록 한 제 2 밸브기어(70)에 의하여 앞서 설명한 바와 같이 가스밸브본체(10)내의 밸브의 개폐에 있어 수직으로 먼저 누르고 난 후에, 회전되도록 하는 구동력이 자동 또는 수동으로 작동할 수 있도록 되어 있다.

상기 제 1 밸브기어(50) 및 제 2 밸브기어(70)는 상기 가스밸브본체(10)의 밸브를 개폐하는 밸브노브(11)에 일체 및 탄성력이 있게 장착되어 있다.

도 1a,b에 나타낸 바와 같이 제 1 밸브기어(50)는 밸브노브(11)에 일체로 성형되어 있으며, 또한 제 2 밸브기어(70)는 상기 가스밸브본체(10)와의 스프링(도시생략) 등의 탄성수단에 의하여 탄성력 있게 장착되어 있다.

또한 상기 제 1 밸브기어(50)는 상기 제 1 중간기어(30)와 이맞물림구동되며, 또한 저면에는 도 4에 나타낸 바와 같이 돌출캠면(61) 및 경사면(62)을 가지는 캠(60)이 형성되어 있다.

그리고, 제 2 밸브기어(70)는 상기 제 2 중간기어(40)와 이맞물림구동되며, 상기 가스밸브본체(10)의 밸브와 탄성력있게 연결되어 있으며, 또한 상면에 형성한 돌출면(71)이 형성되어 있으며, 상기 돌출면(71)에 대신하여 상기 제 1 밸브기어(50)의 캠(60)과 같이 대응되는 캠을 형성할 수도 있다.

또한 상기 제 1 밸브기어(50)의 캠(60)은 상기 제 2 밸브기어(70)의 돌출면(71)과 미끄럼접촉으로 작동하도록 되어 도 1a 및 도 2a의 상태에서 제 1 밸브기어(50)가 회전하면 도 1b 및 도 2b에 나타낸 바와 같이 제 1 밸브기어(50)의 돌출캠면(61)이 상기 제 2 밸브기어(70)의 돌출면(71)을 눌러서 결국 가스밸브본체(10)의 밸브를 누르게 되고, 계속하여 제 1 밸브기어(50)가 회전하여 제 2 밸브기어(70)를 회전시키게 되면 상기 가스밸브본체(10)의 밸브를 개폐시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기 스탭핑모터(20)에 전원이 인가되어 구동기어(21)가 회전되면, 상기 구동기어(21)와 이맞물림 구동되는 제 1 중간기어(30)가 회전된다. 이 제 1 중간기어(30)가 90도 정도 회전되는 동안 동축(34)의 제 2 중간기어(40)는 회전하지 않게 된다.

즉, 이것은 상기 제 1 중간기어(30)가 회전하면 제 1 중간기어(30)의 고정핀(31)이 상기 제 2 중간기어(40)의 호형구멍(41)을 회전함에 따라서 제 2 중간기어(40)에는 회전력이 미치지 않고 고정된 상태를 유지하게 된다. 이때 가스밸브본체(10)의 제 2 밸브기어(70)도 회전하지 않고 멈춰져 있다.

여기서, 상기 제 1 중간기어(30)가 90도 정도 회전되는 동안은 상기 제 1 중간기어(30)와 이맞물림된 제 1 밸브기어(50)가 90도 회전되고, 또 제 1 밸브기어(50)와 일체의 캠(60)도 함께 90도 회전되어 도 1b 및 도 2b에 나타낸 바와 같이 제 2 밸브기어(70)를 도면에서 아래로 밀어내리게 된다.

그리고, 상기 제 1 중간기어(30)가 계속하여 회전하면 상기 제 1 중간기어(30)의 고정핀(31)이 제 2 중간기어(40)의 호형구멍(41)의 마구리를 밀고 회전함에 따라서 결국 제 1 중간기어(30)는 제 2 중간기어(40)를 회전시키게 되고, 상기 제 1 중간기어(30)가 180도 정도 회전함에 따라서 제 1 중간기어(30)와 이맞물림구동되는 제 1 밸브기어(50)가 회전되어서, 제 1 밸브기어(50)의 캠(60)을 180도 회전시키게 된다. 또한 제 2 중간기어(40)에 이맞물림구동되는 제 2 밸브기어(70)를 회전시키어 가스밸브본체(10)의 밸브를 개폐시키게 된다.

상기 구동에서 역으로 스탭핑모터(20)가 구동되면 상기 구동의 반대방향으로 가스밸브본체(10)의 밸브노브(11)를 조작하여 밸브를 개폐시킬 수 있게 된다. 예를들어 앞서 설명이 밸브를 차단하는 경우인 경우에는 뒤에 언급되는 예는 반대로 밸트를 열어주게 된다.

그리고, 상기 자동으로 개폐의 셋팅은 도 8에 나타낸 바와 같이 콘트롤패널(80)의 설정에 의하여 자동으로 구동되게 된다.

또한, 도 7a,b에 나타낸 것은 우선 수동으로 가스밸브본체(10)를 열어(가스가 공급됨)놓은 후에, 밸브의 폐쇄를 설정하여 놓으면 앞서 설명한 예와 마찬가지로 스탭핑모터(20)가 작동하여 밸브기어(1)를 회전시키어 밸브를 차단하게 된다.

상기 예에서는 하나의 중간기어(2)와 하나의 밸브기어(1)만을 사용한 예를 나타낸 것으로, 스탭핑모터(20)의 구동기어(21)의 구동력이 중간기어(2)에서 바로 밸브기어(1)를 구동시키어 가스밸브본체(10)내의 밸브를 차단하여 가스의 공급을 차단하게 된다.

이상과 같이, 본 고안은 중간밸브를 구동수단으로써 스탭핑모터를 장착 설치하여 중간밸브를 열고 닫는데 요구하는 각도를 가까이 접근하여 배치하고, 또 종전의 중간밸브를 닫는 방법들에 있어서의 모터내의 리턴스프링의 힘에 의해서 닫는 방법을 사용하던 방법과 달리 본 고안은 기기의 패널(사용시간 자동조절장치)에 설치된 시간설정용 스위치를 작동시키면 밸브가 전기나 배터리의 힘으로 자동으로 열리고, 설정된 시간이 지나가면 밸브가 정확히 닫히도록 하였으며, 또한 정전 시에도 충전된 배터리의 힘에 의해 상기와 같은 동일한 방법으로 계속하여 사용 가능하며, 또한 본 고안은 종래와 같이 스프링모터를 사용하지 않고 스탭핑모터를 사용함에 따라서 만약 정전이 된 후에 배터리의 힘이 손상(방전) 되더라도 수동으로 밸브를 열고 닫을 수 있도록 설계되어 있어 수동으로 밸브를 열고 닫는데 전혀 문제가 없다.

Claims (5)

1. 스탭핑모터와; 이 스탭핑모터의 구동기어와 이맞물림구동되는 제 1 중간기어와; 상기 제 1 중간기어와 동축으로 형성된 제 2 중간기어와; 상기 제 1,2중간기어에 이맞물림구동되는 동시에, 가스를 공급 및 차단하는 기능을 가지는 가스밸브본체의 벨브노브에 형성되어 가스밸브본체의 밸브를 개폐할 수 있는 제1,2밸브기어;로 구성됨을 특징으로 하는 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 중간기어는 상기 동축에 고정되고, 상기 제 2 중간기어는 회동가능하게 형성되어, 제 1 중간기어가 원호의 1/4정도 회동한 후, 이어서 제 2 중간기어가 회동되도록 됨을 특징으로 하는 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 밸브기어는 상기 제 1 중간기어와 이맞물림구동되며, 또한 저면에 돌출캠면을 가지는 캠이 형성되어, 이 캠은 상기 제 2 중간기어와 이맞물림구동되고 상기 가스밸브본체의 밸브와 연결되도록 한 제 2 밸브기어의 상면에 형성한 돌출면과 미끄럼접촉으로 상기 가스밸브본체의 밸브를 개폐시킬 수 있도록 됨을 특징으로 하는 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 스탭핑모터는 케이스의 바닥에 고정되어 스탭핑모터의 구동기어가 중간기어들과 수평으로 이맞물림이 이루어지도록 됨을 특징으로 하는 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 가스밸브본체의 벨브노브는 수동으로 조작할 수 있도록 됨을 특징으로 하는 가스 중간 밸브 시간조절 자동 차단장치.