KR20040084146A - 가스 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자석과 영구자석의 상호 자기작용에 의하여 구동되는 가스 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 가스 밸브는, 가스를 수용하는 원통형의 밸브 실린더(100)와, 신호인가시 자기장을 형성하는 입구측 및 출구측 고정 자성체(120,140) 그리고 자성체(120,140)와의 상호 자기작용에 의하여 슬라이딩되는 유동자성체(160)로 구성된다. 상기 고정 자성체(120,140)는, 중앙에는 유동자성체(160)가 슬라이딩될 수 있도록 안내하는 슬라이딩홀(122,142)이 성형되어 있고, 내측에는 가스가 통과할 수 있도록 복수개의 통기공(124,144)이 성형되어 있으며, 외측에는 환형의 홈(126,146)이 성형되어 있는 하우징(130,150)과, 상기 홈(126,146)에 대응되어 홈을 커버하도록 환형으로 성형되며, 외주면에는 솔레노이드(132,152)가 다수겹으로 권선되어 있는 캡(134,154)으로 구성된다. 상기 유동 자성체(160)는, 통상 영구자석으로서, 유동 자성체(150)의 중심에는 슬라이딩홀(124,142)의 내부를 왕복운동하는 샤프트(162)가 설치되며, 유동 자성체(160)의 상면 가장자리를 둘러서는 단턱부(164)와 단차부(166)가 형성되어, 단턱부(164) 사이의 공간을 통하여 가스가 유동할 수 있게 된다.

Description

가스 밸브{The gas valve}

본 발명은, 가스를 수용하는 실린더 케이싱 내부에 설치되어 외부로부터 신호 인가시 구동되어 가스 흐름을 제어하며, 전자석과 영구자석의 상호 자기작용에 의해 작동되는 가스 밸브에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 별도의 개폐밸브를 조작하지 않고도, 가스기기 등으로부터 점화 또는 소화신호 입력에 따라 영구자석이 자동으로 구동되며, 가스 차단밸브를 개폐시 코일등으로 인한 누전, 스파크 등이 발생되는 것을 방지하는 가스 밸브에 관한 것이다.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 압축용기(10)를 직사광선이 직접 들지않는 건물 외벽에 별도의 보관실을 두고 사용하며, 가스레인지와 같은 가스기기(20)와 가까이 할 수 없으므로 통상 염화비닐을 재질로 한 가스호스(30)를 이용하여 건물 외벽과 내벽 사이에서 가스를 운반하여 사용한다. 따라서 통상 압축용기(10)는 옥외에 설치하는 것이 안전원칙이여서 가스기기(20)를 사용할 때마다 압축용기(10)에 설치된 가스밸브(12)를 개폐하여야 안전하나 사용에 불편함이 있으므로 가스호스(30)에 설치된 중간밸브(32)로만 가스의 이송을 개폐하여 사용하였다. 그리고 가스기기(20)를 사용함에 있어 압축용기(10)에 연결된 압력조절장치(도시되지 않음)에 의존하여 가스호스(30)에 설치된 중간밸브(32)로 가스의 흐름을 제어하였기때문에, 가스기기(20)를 사용하지 않을 때에는 중간밸브(32)를 개폐하는 등 밸브를 별도로 조작하여야 하는 불편함이 있었다.

종래에는 이와 같은 가스밸브(12)나 중간밸브(32)를 별도로 조작하는 불편함 외에도 가스가 누출되는 경우에 가스가 폭발하는 심각한 안전사고가 발생하는 문제점이 있어 왔다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 여러가지 안전수단이 개발되어 사용되고 있는데, 그 대표적인 예가 도 2에 도시된 바와 같이 중간밸브(32)의 내측에 마련된 과류가스 차단밸브(40)이다. 과류가스 차단밸브(40)는 실린더(40')와 퓨즈(44)로 구성되어 과대한 양의 가스가 흘렀을 때 퓨즈가 가스통과구멍을 막음으로써 가스를 차단하는 역할을 수행한다.

즉, 가스기기(20)에서 이상이 발생하여 가스가 급격히 누출될 경우나, 가스기기(20)와 중간밸브(32) 사이의 가스호스(30)가 절단되거나 또는 가스호스(30)의 연결부위에 가스가 급격하게 누출되는 경우에 가스량이 탄성스프링(42)의 탄성력을 극복하여 과류가스 차단밸브(40)의 퓨즈(44)가 후방으로 이동하면서 볼밸브(46)의 개구부(48)를 폐쇄하여 가스의 누출을 차단할 수 있었다.

그러나 상기 퓨즈(44)와 볼밸브(16)를 별도로 구비해야 하기 때문에 설계가 복잡하고 부품수가 증가하여 제조원가가 상승하며, 다수의 구성부재로서 제작되기 때문에 전체 부피가 비대해져 제품의 경박단소화(輕薄短小化)가 실현될 수 없는 문제점이 있게 된다.

또한, 가스밸브(12)와 과류가스 차단밸브(40)를 일체형으로 제작하거나, 가스밸브(12)를 중공형상의 가스호스(30) 내부에 삽입하여 설치하기가 적당하지 않게 되는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 고려한 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 개폐 조작없이 가스기기를 점화 또는 소화하는 동작만으로 자동으로 개폐되는 가스 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 가스기기의 점화 또는 소화신호 입력에 따라 영구자석을 구동하여 가스 차단밸브의 개폐시 누전, 스파크 등이 발생되는 것을 방지하며, 가스호스와 일체로 형성될 수 있도록 경박단소화(輕薄短小化)된 가스 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 가스호스가 절단되는 것과 같이, 규정된 가스량 보다 비교적 고압의 가스가 통과할 경우는 물론이고, 가스호스가 절단에 이르지 못하는 경미한 훼손에 의한 경우에도 가스의 흐름을 즉각적으로 차단할 수 있는 가스 밸브를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 액화석유가스 등을 사용하는 일반 가정의 사용예를 도시한 예시도.

도 2는 종래의 기술에 의한 내측에 과류가스 차단밸브를 설치한 중간밸브의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 가스 밸브의 바람직한 실시예의 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 가스 밸브의 바람직한 실시예의 분해사시도.

도 5는 본 발명에 의한 가스 밸브의 사용상태를 나타내는 측단면도.

도 6은 본 발명에 의한 가스 밸브의 사용상태를 나타내는 측단면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100: 밸브 실린더 102: 입구부

104: 출구부 120: 입구측 고정 자성체

122,142: 슬라이딩홀 124,144: 통기공

126,146: 홈 130,150: 하우징

132,152: 솔레노이드 134,154: 캡

160: 유동 자성체 162: 샤프트

164: 단턱부 166: 단차부

170: 오링

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 가스를 가스공급원에서 가스기기에 전달하는 옥외의 가스공급배관이나 가스메타기의 전후부분 또는 가스호스에 설치되며, 외부로부터의 신호 인가시 가스의 흐름을 제어하기 위하여 개폐되는 가스 차단 밸브에 있어서, 전방에 상기 가스공급원으로부터 가스가 인입되는 입구부와 후방에 상기 가스기기로 가스를 배출하는 출구부가 구비되어, 가스를 수용하는 원통형상의 밸브 실린더와; 중앙에 성형되는 슬라이딩홀과, 상기 슬라이딩홀의 외측에 가스가 통과할 수 있도록 성형된 복수개의 통기공과, 상기 통기공의 외측에 설치되며 외주면으로 솔레노이드가 권선되어 전원인가시 여자되는 환형의 캡으로 각각 구성되어, 상기 입구부 및 출구부에 상기 캡이 각각 대칭을 이루며 서로 마주보게 설치되는 입구측 고정 자성체 및 출구측 고정 자성체와; 상기 고정 자성체 보다 직경이 작은 원판 형상으로 성형되며, 상기 슬라이딩홀에 삽입되어 슬라이딩될 수 있도록 중심에는 상기 자성체에 수직하게 샤프트가 설치되며, 일측면의 외곽을 둘러서 상기 입구측 캡과 대응되는 단턱부가 돌출되게 복수개 형성되고, 상기 단턱부 사이에 상기 입구측 통기공을 지나온 가스가 통과할 수 있는 단차부가 복수개 형성되며, 타측면은 상기 출구측 캡과 대응되는 평면부로 구성되어, 상기 고정 자성체와의 상호 자기작용에 의하여 전후로 왕복운동하는 유동 자성체를 포함하여 구성된다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 솔레노이드에 신호가 인가되지 않더라도 상기 유동자성체가 상기 캡에 계속적으로 부착될 수 있도록 상기 캡은 철, 니켈과 같은 자성체로 제작된다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 유동 자성체의 자화의 세기는 가스호스를 통과하는 가스량이 규정 보다 높을 경우에 상기 유동 자성체가 상기 입구측 고정 자성체에서 이탈되어 상기 출구측 고정 자성체로 밀착되어 가스의 흐름을 신속하게차단하도록 구성된다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 유동 자성체의 평면부와 상기 출구측 캡과의 사이에는 오링(O-ring)이 더 포함된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스 밸브에 의하면, 밸브에 대한 별도의 개폐 조작없이 단지 가스기기를 점화 또는 소화하는 동작만으로 밸브가 자동으로 개폐되어 가스의 사용이 편리하며, 부품수가 현저하게 줄어들어 제품을 소형화할 수 있는 잇점이 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스 밸브의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3과 도 4에는 본 발명에 의한 가스 밸브의 사시도와 분해사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 5와 도 6에는 본 발명에 의한 가스 밸브의 사용상태를 나타내는 바람직한 실시예가 단면도로 각각 도시되어 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 가스 밸브(70)는, 가스레인지, 가스 보일러 등의 가스기기(60) 측으로 공급되는 가스를 수용하는 원통형의 밸브 실린더(100)와, 외부로부터의 전선을 통하여 신호인가시 자기장을 형성하는 입구측 고정 자성체(120) 및 출구측 고정 자성체(140) 그리고 상기 자성체(120,140)와의 상호 자기작용에 의하여 슬라이딩되는 유동자성체(160)를 포함하여 구성된다.

밸브 실린더(100)는 통상 가스배관이나 가스호스에 내장될 수 있을 정도의 크기로 제작되며, 밸브 실린더(100)의 전방에는 기체상태의 연료를 공급하는 가스공급원(도시되지 않음)으로부터 가스가 인입되는 입구부(102)가 성형되어 입구측 고정 자성체(120)가 설치되고, 밸브 실린더(100)의 후방에는 입구측 고정 자성체(120)를 통과한 가스가 배출되는 출구부(104)가 성형되어 출구측 고정 자성체(140)가 설치된다. 입구부(102)와 출구부(104)는 동축을 이루어, 입구부(102)로 유입되어 출구부(104)를 통하여 배출되는 가스의 흐름은 일직선을 이루게 된다.

입구측 고정 자성체(120)는, 중앙에는 유동자성체(160)가 슬라이딩될 수 있도록 안내하는 슬라이딩홀(122)이 성형되어 있고, 내측에는 가스가 통과할 수 있도록 복수개의 통기공(124)이 성형되어 있으며, 외측에는 환형의 홈(126)이 성형되어 있는 하우징(130)과, 상기 홈(126)에 대응되어 홈(126)을 커버하도록 환형으로 성형되며, 외주면에는 솔레노이드(132)가 다수겹으로 권선되어 있는 캡(134)으로 구성된다.

솔레노이드(122)에 전류를 끊으면 솔레노이드(122)가 자성이 없는 원래의 상태로 되돌아가 유동 자성체(160)가 입구측 고정 자성체(120)에서 이탈된다. 따라서, 유동 자성체(160)가 입구측 고정 자성체(120)에 부착되어 가스가 상기 통기공(134)으로 계속하여 통과할 수 있도록 하기 위하여, 캡(132)은 자성체의 성질을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같은 점에서 본 발명의 가스 밸브(70)는 전기를 항상적으로 공급되어야 기능하는 종래의 솔레노이드 밸브와 구별된다.

출구측 고정 자성체(140)는, 중심에 성형되어 유동자성체(160)가 슬라이딩될 수 있도록 안내하는 슬라이딩홀(142)과, 내측에 성형되어 가스가 통과할 수 있는 통기공(144)과, 외측에 성형되어 있는 환형의 홈(146)으로 이루어지는 하우징(150)과, 홈(146)에 대응되어 홈(146)을 커버하는 환형의 캡(154)과, 캡(154)에 다수겹으로 권선되어 있는 솔레노이드(152)를 포함하여 구성된다.

상기 캡(152)은 솔레노이드(142)에 전류의 공급이 차단되더라도 유동 자성체(160)가 출구측 고정 자성체(140)에 계속적으로 부착되어 가스의 흐름을 차단할 수 있도록 철과 니켈 등과 같이 자성을 지닌 물질로 제작된다.

더욱이 본 실시예에서 이와 같이 고정 자성체(120,140)를 전후방으로 두 개씩 설치한 것은 가스를 강하게 봉쇄하면서, 개폐시 선택적으로 양측의 고정 자성체(120,140)에 각각 부착될 수 있도록 하기 위한 것이다.

유동 자성체(160)는 통상 영구자석으로서, 유동 자성체(160)의 중심에는 샤프트(162)가 유동자성체(160)에 수직하게 설치된다. 따라서 샤프트(162)가 상기 슬라이딩홀(124,144)의 내부에서 왕복운동할 수 있다. 본 실시예에서 유동 자성체(150)는 밸브실린더(100)를 선택적으로 개폐하는 기능과 함께 과류가스를 차단하는 기능을 수행한다. 즉, 가스호스가 절단되는 경우와 같이 일시적으로 고압의 가스가 밸브실린더(100)를 통과하게 되는 경우에는 입구측 고정 자성체(120)와 유동 자성체(160) 사이의 인력을 극복하여 유동 자성체(160)가 출구측 고정 자성체(140)에 밀착되며, 밸브실린더(100)를 폐쇄하게 된다. 따라서 유동 자성체(160)의 자화의 세기는 통상시 정상가스량과 비상시 과류가스량을 고려하여 결정되어야 할 것이다.

유동 자성체(160)의 상면 가장자리를 둘러서는 단턱부(164)가 다수개 성형되며, 단턱부(164) 사이에는 단차부(166)가 형성되어 단턱부(164) 사이의 공간을 통하여 가스가 유동할 수 있게 된다. 그리고 단턱부(164) 사이의 공간을 통과한 가스가 유동 자성체(160)를 통과할 수 있기 위하여는, 유동 자성체(160)의 직경이 고정 자성체(120,140)의 직경 보다 작아야 한다.

본 실시예에서, 단턱부(164)가 원호형상의 부채꼴 모양을 하고 있어, 단차부(166)도 유사한 형상을 하고 있으나, 반드시 그러한 것은 아니며 가스가 통과할 수 있는 형상이라면 어떠하여도 상관 없다.

유동 자성체(160)와 출구측 고정 자성체(140) 사이에는 오링(170)이 설치되어, 유동 자성체(160)가 고정 자성체(140)의 캡(154)에 밀착될 때, 가스가 유출되는 것을 방지하며, 유동 자성체(160)가 고정 자성체(140)에 강하게 충돌하는 것을 방지하는 역활을 수행한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스 밸브의 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이 가스기기(60)를 작동시키기 위하여 스위치(도시되지 않음)를 눌러서 점화하면 전류가 인가되어 고정 자성체(120,140)를 여자시킨다. 이때, 출구측 고정 자성체(140)의 극이 유동 자성체(160)의 극과 동일극이 되도록 여자시키고, 입구측 고정 자성체(120)의 극이 유동 자성체(160)의 극과 반대극이 되도록 여자시키면, 유동 자성체(160)는 고정 자성체(120,140)와의 자기 상호작용에 의하여 출구측 고정 자성체(140)에서 분리되어 입구측 고정 자성체(120)로 밀착된다.

상기 스위치를 놓게되면 상기 솔레노이드(132,152)에 전류가 차단되어 상기솔레노이드는 원래의 상태로 되돌아가 자성을 상실한다. 하지만, 유동 자성체(160)는 자성체인 상기 캡(134)에 부착되어 계속하여 입구측 고정 자성체(120)와 결합될 수 있다.

이로 인하여, 입구측 고정 자성체(120)의 캡(134)에 유동 자성체(160)의 단턱부(164)가 계속하여 지지되며, 캡(134)과 단차부(166)사이의 갭(gab)을 통하여 가스가 밸브 실린더(100)로 유입된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스위치를 눌러서 소화하면, 전류가 인가되어 고정 자성체(120,140)를 여자시킨다. 이때, 입구측 고정 자성체(140)의 극이 유동 자성체(160)의 극과 동일극이 되도록 여자시키고, 출구측 고정 자성체(120)의 극이 유동 자성체(160)의 극과 반대극이 되도록 여자시키면, 유동 자성체(160)는 고정 자성체(120,140)와의 자기 상호작용에 의하여 입구측 고정 자성체(140)에서 분리되어 출구측 고정 자성체(120)로 밀착된다.

상기 스위치를 놓게되면 솔레노이드(132,152)에 전류가 차단되어 상기 솔레노이드는 원래의 상태로 되돌아가 자성을 상실한다. 하지만, 유동 자성체(160)는 자성체인 캡(154)에 부착되어 계속하여 출구측 고정 자성체와 결합될 수 있다.

따라서 유동 자성체(160)의 평면부가 출구측 고정 자성체(140)의 캡(154)에 부착되어 통기공(144)을 폐쇄하게 되며, 전술한 가스공급원(50)으로부터 공급되는 가스는 더이상 가스기기(60) 측으로 공급되지 않게 된다.

또한, 가스호스가 절단되는 등의 극단적인 경우에, 고압의 가스가 입구측 고정 자성체(120)를 통과하게 되면, 고압의 가스는 유동자성체(160)와 캡(134)과의인력을 극복하고 유동자성체(160)를 출구측 고정 자성체(140)로 밀착시켜 상기 통기공(144)을 폐쇄한다. 따라서 과류가스를 차단하는 기능을 동시에 수행한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 양단에 전자석의 고정자성체를 설치하고, 그 중간에 영구자석의 유동자성체가 슬라이딩될 수 있도록 설치하며, 원판 형상의 유동자성체의 일측면에 단턱부를 형성하여, 상기 유동자성체의 단턱부가 일방 고정자성체에 부착될 때는 가스가 유통되며, 타측면에 평면부를 형성하여, 상기 유동자성체의 평면부가 타방 고정자성체에 부착될 때는 가스가 차단되도록 하는 것을 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

옥외의 가스배관이나 가스호스 등의 위치에 설치되고, 밸브에 대한 별도의 개폐 조작없이 단지 가스기기를 점화 또는 소화하는 동작만으로 밸브가 자동으로 개폐되어 가스의 사용이 편리하며, 또한 점화 또는 소화하는 동작이 없이는 어떠한 경우에도 밸브가 개폐되지 않고, 소화시에는 항상 밸브를 외부에서 차단하므로서 가스의 사용이 안전한 효과가 있게 된다.

부품수가 현저하게 줄어들어 작업공정수가 단축되며, 제품의 소형화가 가능하여 조립과 설치가 간단해지는 효과가 기대 된다.

Claims (4)

1. 가스를 가스공급원에서 가스기기에 전달하는 옥외의 가스공급배관이나 가스메타기의 전후부분 또는 가스호스에 설치되며, 외부로부터 전원 인가시 가스의 흐름을 제어하기 위하여 개폐되는 가스 차단 밸브에 있어서,

   전방에 상기 가스공급원으로부터 가스가 인입되는 입구부와 후방에 상기 가스기기로 가스를 배출하는 출구부가 구비되어, 가스를 수용하는 원통형상의 밸브 실린더와;

   중앙에 성형되는 슬라이딩홀과, 상기 슬라이딩홀의 외측에 가스가 통과할 수 있도록 성형된 복수개의 통기공과, 상기 통기공의 외측에 설치되며 외주면으로 솔레노이드가 권선되어 전원 인가시 여자되는 환형의 캡으로 각각 구성되어, 상기 입구부 및 출구부에 상기 캡이 각각 대칭을 이루며 서로 마주보게 설치되는 입구측 고정 자성체 및 출구측 고정 자성체와;

   상기 고정 자성체 보다 직경이 작은 원판 형상으로 성형되며, 상기 슬라이딩홀에 삽입되어 슬라이딩될 수 있도록 중심에는 상기 자성체에 수직하게 샤프트가 설치되며, 일측면의 외곽을 둘러서 상기 입구측 캡과 대응되는 단턱부가 돌출되게 복수개 형성되고, 상기 단턱부 사이에 상기 입구측 통기공을 지나온 가스가 통과할 수 있는 단차부가 복수개 형성되며, 타측면은 상기 출구측 캡과 대응되는 평면부로 구성되어, 상기 고정 자성체와의 상호 자기작용에 의하여 전후로 왕복운동하는 유동 자성체를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 솔레노이드에 신호가 인가되지 않더라도 상기 유동자성체가 상기 캡에 계속적으로 부착될 수 있도록 상기 캡은 철, 니켈과 같은 자성체로 제작됨을 특징으로 하는 가스 밸브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유동 자성체의 자화의 세기는 가스호스를 통과하는 가스량이 규정 보다 높을 경우에 상기 유동 자성체가 상기 입구측 고정 자성체에서 이탈되어 상기 출구측 고정 자성체로 밀착되어 가스의 흐름을 신속하게 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가스 밸브.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유동 자성체의 평면부와 상기 출구측 캡과의 사이에는 오링이 더 포함됨을 특징으로 하는 가스 밸브.