KR20120041737A

KR20120041737A - 가스 밸브 유닛의 스위치

Info

Publication number: KR20120041737A
Application number: KR1020127001679A
Authority: KR
Inventors: 외른 나우만; 끄리스토프 까듀; 스테판 끌라우스; 알렉산더 아이젠베르크
Original assignee: 베에스하 보쉬 운트 지멘스 하우스게랫테 게엠베하
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2012-05-02
Also published as: US20120118280A1; WO2011009792A1; ES2551858T3; US9513004B2; KR101670112B1; CN102472489B; PL2457024T3; CN102472489A; EA201270140A1; HK1171067A1; AU2010275354A1; EA022147B1; EP2457024A1; EP2457024B1; AU2010275354B2

Abstract

본 발명은 가스 장치, 특히 가스 조리기의 가스 버너로 공급되는 가스 유량을 조절하기 위한 가스 밸브 유닛에 관한 것이다. 가스 밸브 유닛은, 가스 유입구(1)와, 2개 이상의 개폐 밸브와, 2개 이상의 스로틀 위치와, 가스 배출구(2)를 포함한다. 본 발명에 따라 가스 밸브 유닛은, 내부에 스로틀 위치들이 직렬로 배치되어 있으면서 2개의 인접한 스로틀 위치 사이에 연결 섹션을 각각 구비하는 스로틀 세그먼트를 포함한다. 2개 이상의 개폐 밸브는 유입측에서 가스 유입구(1)와 연결되고 하나 이상의 개폐 밸브는 배출측에서 스로틀 세그먼트의 연결 섹션 내로 통한다.

Description

가스 밸브 유닛의 스위치{SWITCH OF A GAS VALVE UNIT}

본 발명은, 가스 장치, 특히 가스 조리기의 가스 버너로 공급되는 가스 유량을 조절하기 위한 가스 밸브 유닛에 관한 것으로, 상기 가스 밸브 유닛은 가스 유입구와, 2개 이상의 개폐 밸브와, 2개 이상의 스로틀 위치와, 가스 배출구를 포함한다.

언급한 유형의 가스 밸브 유닛은 예컨대 공보 EP0818655A2와 WO2004063629A1에 기재되어 있다. 상기 유형의 가스 밸브 유닛을 이용하여 가스 장치의 가스 버너로 공급되는 가스 유량이 다단계로 제어될 수 있다. 여기서 가스 유량은 각각의 단계에서 재현 가능한 값을 갖는다. 가스 밸브 유닛의 유효 관류 횡단면 전체(및 그와 더불어 가스 유량의 값)는 가스 밸브 유닛의 지정된 개폐 밸브들이 열리거나 닫힘으로써 지정된 스로틀 개구들을 통과하는 가스 흐름이 허용되거나 차단되는 방식으로 조절된다.

EP0818655A2 및 WO2004063629A1에 따른 공지된 가스 밸브 유닛들의 경우, 가스 유입구 이후에 복수의 병렬 부분 가스 라인이 분기되며, 이들 부분 가스 라인은 각각 개폐 밸브 및 스로틀 위치를 갖는다. 모든 부분 가스 라인은 공통의 가스 배출구 내로 통한다. EP0818655A2의 또 다른 실시예에서는 복수의 스로틀 위치가 직렬로 연결되며 각각 바이패스를 구비한다. 이에 추가로 각각의 바이패스 내에는 개폐 밸브가 배치된다. 공지된 실시예들은, 개폐 밸브들이 개별적으로 서로 독립되어 열리고 닫히면서, 가스 밸브 유닛 전체의 관류 횡단면을 다단계로 조절하는 데 이용된다. 이런 경우 일측 개폐 밸브가 열리고 정확히 그와 동시에 타측 개폐 밸브는 닫혀야 하는 개폐 과정들이 제공된다. 이런 유형의 개폐 과정들은 실제 작동에서, 가스 유량이 단시간에 의도치 않은 값으로 감소하거나 증가하게 하며, 그럼으로써 가스 버너의 불꽃도 단시간에 약화되거나 강화되게 한다.

본 발명의 과제는, 개선된 개폐 거동을 갖는 일반적인 가스 밸브 유닛을 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 가스 밸브 유닛이, 내부에 스로틀 위치들이 직렬로 배치되고 2개의 인접 스로틀 위치 사이에 연결 섹션을 구비하는 스로틀 세그먼트를 포함하며, 2개 이상의 개폐 밸브는 유입측에서 가스 유입구와 연결되고 하나 이상의 개폐 밸브는 배출측에서 스로틀 세그먼트의 연결 섹션 내로 통함으로써 해결된다. 스로틀 세그먼트는, 규정에 따라 직렬로 접속되고 연결 섹션들에 의해 서로 연결되는 복수의 스로틀 위치를 포함한다. 각각의 연결 섹션 내로는 유입측에서 가스 밸브 유닛의 가스 유입구와 연결되는 개폐 밸브가 통한다. 개폐 밸브가 열림으로써, 내부로 개폐 밸브가 통하는 스로틀 위치들의 직렬 회로 내에서 연결 섹션의 전방에 위치하는 모든 스로틀 위치가 연결된다. 그런 다음 가스 밸브 유닛의 가스 배출구로 향하는 경로 상에서 가스 흐름은 연결 섹션 후방에 배치되고 그 내부로 개폐 밸브가 통하는 스로틀 위치들만을 관류한다. 가스 유량의 조절을 위해 스로틀 위치들은, 각각 하나 이상의 개폐 밸브가 열리면서 차례로 연결된다. 이와 관련하여 동시에 일측 개폐 밸브를 열고 타측 개폐 밸브를 닫을 필요는 없다. 따라서 가스 유량의 의도치 않은 급격한 전환은 확실하게 방지될 수 있다.

바람직하게는 스로틀 세그먼트는 복수 개, 바람직하게는 4개 이상의 스로틀 위치를 포함하고, 스로틀 세그먼트는 2개의 인접한 스로틀 위치 사이에 연결 섹션을 각각 포함하며, 연결 섹션 각각의 내부로는 개폐 밸브가 통한다. 스로틀 위치 및 개폐 밸브의 개수는 정확히 가스 버너로 향하는 가스 유량을 위한 개폐 단계의 개수에 상응한다. 더 많은 개폐 밸브 및 스로틀 위치가 제공될수록, 가스 유량과 그에 따른 가스 버너의 연소 출력은 더욱 세밀하게 조절될 수 있다.

또한, 스로틀 세그먼트는 (가스 흐름 방향으로 볼 때) 제1 스로틀 위치의 전방에 유입 섹션을 포함하며, 개폐 밸브는 유입측에서 가스 유입구와 연결되고 배출측에서는 스로틀 세그먼트의 유입 섹션 내로 통한다. 제1 스로틀 위치의 전방에 위치한 스로틀 세그먼트의 라인 섹션을 유입 섹션이라 칭한다. 또한, 연결 섹션들 이외에 유입 섹션도 정확히 하나의 개폐 밸브를 통해서 가스 밸브 유닛의 가스 유입구와 연결될 수 있다. 개폐 밸브는 가스 유입구와 유입 섹션의 단일 연결부를 나타낸다.

더욱 바람직하게는 스로틀 위치들은 (가스 흐름 방향으로 볼 때) 점차 커지는 흐름 횡단면을 갖는다. 최소의 흐름 횡단면을 갖는 제1 스로틀 위치는 가스 버너의 최소 연소 출력을 정의한다. 스로틀 세그먼트의 유입 섹션 내로 통하는 개폐 밸브만이 열린다면, 상기 최소 연소 출력으로 가스 버너가 작동된다. 그런 다음 가스 밸브 유닛의 가스 배출구로 향하는 경로에서는 가스 흐름은 마찬가지로 스로틀 세그먼트의 다른 모든 스로틀 위치를 관류한다. 상기 다른 스로틀 위치들은 더 큰 흐름 횡단면을 가지며, 제1 스로틀 위치에 의해 정의된 소량의 최소 가스 흐름에 대해 단지 작은 흐름 저항을 형성한다. 그런 다음 제2 개폐 밸브가 열림에 따라 제1 스로틀 위치가 연결됨으로써, 이제 제2 스로틀 위치는 가스 유량의 조절에 있어 결정적인 흐름 횡단면을 정의한다. 제2 스로틀 위치가 제1 스로틀 위치보다 더 큰 흐름 횡단면을 가지므로, 가스 유량도 더 큰 값으로 조절된다. 이와 유사하게, 제3 개폐 밸브가 열리면 제1 및 제2 스로틀 위치가 연결된다. 이 경우, 가스 유량에 있어 결정적인 요소는 배출구로 향하는 경로 상에서 남아 있는 다른 스로틀 위치들의 유효 흐름 횡단면이다. 이와 같은 작동 원리는 상기 다른 스로틀 위치들에 대해서도 이들에 할당된 개폐 밸브들에 의해 유사하게 진행된다.

각각의 스로틀 위치는 바람직하게는 정의된 흐름 횡단면을 갖는 스로틀 개구로서 형성되는 하나 이상의 개별 스로틀로 구성된다.

특히 바람직하게는, 각각의 스로틀 위치가 연속해서 배치되는 정확히 2개의 개별 스로틀로 구성된다. 이처럼 함께 하나의 스로틀 위치를 형성하는 2개의 개별 스로틀은 바람직하게는 동일한 흐름 횡단면을 갖는다. 필적하는 스로틀링 효과를 얻기 위해, 연속해서 배치되는 두 개별 스로틀은 단 하나의 개별 스로틀을 포함하는 스로틀 위치보다 더 큰 횡단면을 각각 가질 수 있다. 특히 소형 스로틀 개구는 실제로 제조하기가 어려운 것으로 밝혀졌다. 이런 이유에서 각각의 스로틀 위치가 2개의 개별 스로틀로서 구성되는 실시예가 더 간단하게 제조될 수 있다.

기재한 가스 밸브 유닛은, 모든 개폐 밸브가 닫히면 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량이 즉각 영(0)이 되도록 형성된다. 그에 따라 가스 밸브 유닛은 가스 버너로 향하는 가스 공급을 완전하게 차단하기에도 적합하다.

만일 스로틀 세그먼트의 유입 섹션 내로 통하는 제1 개폐 밸브만이 열리면, 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량은 가스 밸브 유닛에 할당된 가스 버너가 최소 출력으로 작동되는 최솟값으로 조절된다. 앞서 이미 설명했듯이, 이처럼 개폐 밸브들을 조정하는 경우 스로틀 세그먼트의 모든 스로틀 위치가 차례로 가스 유량에 의해 관류된다.

만일 적어도 스로틀 세그먼트의 (가스 흐름 방향으로 볼 때) 마지막 연결 섹션 내로 통하는 마지막 개폐 밸브가 열리면, 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량은 가스 밸브 유닛에 할당된 가스 버너가 최대 출력으로 작동되는 최댓값으로 조절된다. 그런 다음 가스 밸브 유닛의 가스 유입구로부터 가스 배출구까지의 경로 상에서 가스 유량은 스로틀 세그먼트의 마지막 스로틀 위치만을 관류한다. 상기 마지막 스로틀 위치는 가스 유량을 전혀 스로틀링하지 않거나 약간만 스로틀링하는 흐름 횡단면을 갖는다.

만일 개폐 밸브들 중에서 유입 섹션과 마지막 연결 섹션 사이에 배치되는 중간 연결 섹션 내로 통하는 하나 이상의 개폐 밸브가 열리고 적어도 흐름 방향으로 중간 연결 섹션의 후방에서 연결 섹션 내로 통하는 개폐 밸브들이 닫히면, 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량은 가스 밸브 유닛에 할당된 가스 버너가 최소 출력과 최대 출력 사이의 출력으로 작동되는 중간값으로 조절된다. 복수의 개폐 밸브가 열리면, 가스 유량의 값은, 흐름 방향으로 가장 후방에 위치하고 가스 밸브 유닛의 가스 유입구와 직접 연결되는 스로틀 위치에 의해서뿐 아니라, 흐름 방향의 후방으로 후속하는 스로틀 위치들에 의해서도 결정된다. 흐름 방향으로 볼 때 흐름 방향으로 가장 후방에 위치하는 상기 스로틀 위치의 전방에서 마찬가지로 가스 유입구와 직접 연결되는 다른 스로틀 위치는 가스 밸브 유닛의 가스 배출구에서의 가스 유량에 기여하지 않는다.

특히 바람직하게는 개폐 밸브들을 위한 작동 메커니즘이 제공되며, 이 작동 메커니즘은, 모든 개폐 밸브가 닫히거나, 정확히 하나의 개폐 밸브가 열리거나, 또는 2개의 인접한 연결 섹션과 연결되거나 유입 섹션 및 인접한 연결 섹션과 연결되는 정확히 2개의 개폐 밸브가 열리는 방식으로 형성된다. 개폐 밸브들은 가스 밸브 유닛의 작동 시에 기본적으로 연속해서 연결된다. 각각의 개폐 단계에서 보통의 경우 정확히 하나의 개폐 밸브는 열리고, 다른 개폐 밸브들은 닫히며, 가스 밸브 유닛의 일측의 개폐 위치로부터 바로 후속하는 개폐 위치로 전환되는 동안 어느 시점에서도 모든 개폐 밸브가 닫히지 않는 점이 보장된다. 그 대신에 상기 전환 과정은, 두 개폐 위치 사이의 중간 위치에서 항상 2개의 인접한 개폐 밸브가 열리도록 설계된다. 상기 중간 위치에서 가스 유량은 정확하게 두 인접한 개폐 위치의 더 많은 가스 유량에 상응한다.

본 발명의 특히 바람직한 한 실시예에 따라, 개폐 밸브들은 영구 자석에 의해 작동될 수 있다. 이 경우 영구 자석의 자력은 개폐 밸브를 열거나 닫는 데 이용된다.

이를 위해 각각의 개폐 밸브는 가동형 차단 바디(cut-off body)를 포함하며, 이 차단 바디는 개폐 밸브가 닫히면 밸브 시트와 접촉함으로써 밸브 시트 내 밸브 개구를 밀폐시킨다.

개폐 밸브가 닫힌 경우 차단 바디를 밸브 시트에 밀착시키는 스프링이 제공된다. 개폐 밸브를 열기 위해 차단 바디는 영구 자석의 힘에 의해 밸브 시트로부터 들어올려질 수 있다. 그에 따라 각각의 개폐 밸브의 폐쇄력은, 가스 밸브 유닛의 장착 위치와 무관하게 개폐 밸브를 닫는 스프링에 의해 생성된다. 영구 자석의 힘에 의해서는 차단 바디가 스프링의 힘에 대항하여 밸브 시트로부터 들어올려질 수 있다. 개폐 밸브의 작동을 위해 영구 자석의 위치는 개폐 밸브의 차단 바디에 상대적으로 변경될 수 있다. 가스 밸브 유닛의 개폐를 위해 영구 자석은 개폐 밸브들의 차단 바디들에 걸쳐서 이동된다. 영구 자석의 바로 근처에 위치하는 차단 바디들은 영구 자석에 의해 당겨지고, 그에 따라 개폐 밸브가 열린다. 그런 다음 개폐 밸브는 영구 자석이 다시 차단 바디의 영역으로부터 멀어질 때까지 열린 상태로 유지된다.

본 발명의 한 특별한 실시예에 따라, (모든 개폐 밸브가 닫혀 있는 폐쇄 위치를 출발점으로 하여) 가스 밸브 유닛이 개방되는 경우 우선 스로틀 세그먼트의 (가스 흐름 방향으로 볼 때) 마지막 연결 섹션 내로 통하는 마지막 개폐 밸브가 열린다. 이는, 가스 밸브 유닛의 작동 시에 가스 밸브 유닛은 즉시 완전 개방되고, 이어서 가스 흐름은 다시 단계적으로 스로틀링될 수 있음을 의미한다. 가스 밸브 유닛이 즉시 완전히 개방되면, 가스 밸브 유닛의 후방에 놓인 라인들 및 가스 버너가 빠르게 가스로 충전된다는 장점이 있다. 그 외에도, 가스 밸브 유닛의 개방 후에는 후방에 배치된 가스 버너가 즉시 최대의 가스 흐름 조건에서 점화될 수 있다.

본 발명의 추가 장점 및 상세 내용은 개략도로 도시되어 있는 실시예들을 토대로 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 제1 개폐 밸브가 열려 있는 가스 밸브 유닛의 개폐 회로를 도시한 개략도이다.
도 2는 2개의 개폐 밸브가 열려 있는 개폐 회로를 도시한 개략도이다.
도 3은 마지막 개폐 밸브가 열려 있는 개폐 회로를 도시한 개략도이다.
도 4는 개폐 밸브들이 닫혀 있는 가스 밸브 장치의 구성을 도시한 개략도이다.
도 5는 하나의 개폐 밸브가 열려 있는 구성을 도시한 개략도이다.
도 6은 처음 2개의 개폐 밸브가 열려 있는 구성을 도시한 개략도이다.
도 7은 개폐 밸브가 열려 있는 구성을 도시한 개략도이다.
도 8은 마지막 개폐 밸브가 열려 있는 구성을 도시한 개략도이다.
도 9는 가스 밸브 유닛의 변형예의 구성을 도시한 개략도이다.
도 10은 가스 밸브 유닛을 위에서 비스듬하게 바라보고 도시한 사시도이다.
도 11은 개폐 밸브들을 조망한 사시도이다.
도 12는 가스 밸브 유닛을 아래에서 비스듬하게 바라보고 도시한 사시도이다.
도 13은 하부 가스 분배판을 조망한 사시도이다.
도 14는 가스 밸브 유닛을 아래에서 비스듬하게 바라보고 도시한 분해도이다.
도 15는 완전히 폐쇄된 상태에 있는, 도 1 내지 도 3에 따른 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.
도 16은 하나의 개폐 밸브가 열림으로써 완전히 개방된 상태에 있는 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.
도 17은 2개의 개폐 밸브가 열림으로써 완전히 개방된 상태에 있는 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.
도 18은 부분적으로 개방된 상태에 있는 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.
도 19는 최소로 개방된 상태에 있는 개폐 회로의 변형예의 개략도이다.

도 1에는 본 발명에 따른 가스 밸브 유닛의 개폐 회로가 도시되어 있다. 본 도면에서는 가스 유입구(1)가 확인되며, 이 가스 유입구에 의해 가스 밸브 유닛은 예컨대 가스 조리기의 메인 가스 라인에 연결된다. 가스 유입구(1)에서는, 연소를 위해 제공되고 예컨대 20 밀리바 또는 50 밀리바의 일정한 압력을 갖는 가스가 대기하고 있다. 가스 밸브 유닛의 가스 배출구(2)에는 예컨대 가스 조리기의 가스 버너로 이어지는 가스 라인이 연결된다. 가스 유입구(1)는 가스 밸브 유닛의 가스 유입 챔버(9)를 통해, 본 실시예에서는 5개인 개폐 밸브(3)(3.1 내지 3.5)의 유입측과 연결된다. 개폐 밸브들(3)이 열림으로써 가스 유입구(1)는 스로틀 세그먼트(5)의 지정된 섹션과 각각 연결되고, 이 섹션 내로 가스가 열린 개폐 밸브(3)를 통해서 유입된다. 스로틀 세그먼트(5)는 유입 섹션(7)을 포함하며, 이 유입 섹션 내로 제1 개폐 밸브(3.1)가 통한다. 다른 개폐 밸브들(3.2 내지 3.5)은 스로틀 세그먼트(5)의 연결 섹션(6)(6.1 내지 6.4) 내로 각각 통한다. 유입 섹션(7)과 제1 연결 섹션(6.1) 사이의 전이부뿐 아니라, 연결 섹션들(6.1 내지 6.4) 중에서 2개의 인접한 연결 섹션 사이의 전이부는 각각 스로틀 위치(4)(4.1 내지 4.5)에 의해 형성된다. 마지막 스로틀 위치(4.5)는 마지막 연결 섹션(6.4)을 가스 배출구(2)와 연결한다. 스로틀 위치들(4.1 내지 4.5)은 순서대로 점차 커지는 개구 횡단면을 갖는다. 따라서 마지막 스로틀 위치(4.5)의 관류 횡단면은, 이 마지막 스로틀 위치(4.5)가 사실상 스로틀링 기능을 보유하지 않을 정도로 크게 선택될 수 있다.

개폐 밸브들(3)의 작동은 개폐 밸브들(3)의 열(row)을 따라 이동할 수 있는 영구 자석(8)에 의해 이루어진다. 여기서 각각의 개폐 밸브(3)를 열기 위한 힘은 영구 자석(8)의 자력에 의해 직접적으로 생성된다. 상기 자력은 스프링 힘에 대항하여 각각의 개폐 밸브(3)를 연다.

도 1에 따른 개폐 상태에서는 제1 개폐 밸브(3.1)만이 열린다. 상기 개폐 밸브(3.1)를 통해서 가스는 가스 유입 챔버(9)로부터 유입 섹션(7) 내로 유입되고 이 유입 섹션으로부터 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 모든 스로틀 위치(4) 및 모든 연결 섹션(6)을 통과한다. 밸브 유닛을 관류하는 가스의 양에 따라 가스 밸브 유닛에 연결된 가스 버너의 최소 출력이 사전 결정된다.

도 2에는 제1 개폐 밸브(3.1)뿐 아니라 제2 개폐 밸브(3.2)도 열리는 방식으로 영구 자석(8)이 도면에서 우측 방향으로 변위되어 있는 개략적인 개폐 회로가 도시되어 있다.

열린 제2 개폐 밸브(3.2)에 의해 가스가 가스 유입 챔버(9)로부터 직접 제1 연결 섹션(6.1) 내로 유입되고, 이 제1 연결 섹션으로부터 스로틀 위치들(4.2 내지 4.5)을 통해서 가스 배출구(2)로 흐른다. 가스 배출구(2)로 흐르는 가스는 열린 개폐 밸브(3.2)로 인해 제1 스로틀 위치(4.1)를 우회한다. 그러므로 도 2에 따른 개폐 위치에서의 가스 유량은 도 1에 따른 개폐 위치에서의 가스 유량보다 더 많다. 제1 연결 섹션(6.1)으로 향하는 가스 공급은 실질적으로 제2 개폐 밸브(3.2)를 통해서만 이루어진다. 개폐 밸브들(3.1 및 3.2)이 열려 있음으로써 유입 섹션(7) 내 압력 레벨은 제1 연결 섹션(6.1)에서와 동일하다. 그러므로 유입 섹션(7)으로부터는 제1 스로틀 위치(4.1)를 통해 제1 연결 섹션(6.1) 내로 전혀 가스가 유입되지 않는다. 따라서, 영구 자석(8)이 계속해서 도면에서 우측 방향으로 이동됨으로써 제2 개폐 밸브(3.2)가 열리면서 제1 개폐 밸브(3.1)는 닫힐 경우, 전체적으로 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량은 사실상 변하지 않는다.

도면에서 우측 방향으로 영구 자석(8)이 이동됨으로써 개폐 밸브들(3.3 내지 3.5)이 연속해서 열리고, 그럼으로써 가스 밸브 유닛을 통과하는 가스 유량은 단계적으로 증가한다.

도 3에는 최대로 개방된 위치에 있는 가스 밸브 유닛의 개략적인 개폐 회로가 도시되어 있다. 이 경우 영구 자석(8)은 도면에서 우측에 있는 자신의 최종 위치에 위치한다. 영구 자석(8)의 상기 위치에서 마지막 개폐 밸브(3.5)가 열린다. 이런 경우 가스는 가스 유입 챔버(9)로부터 마지막 연결 섹션(6.4) 내로 직접 유입되고, 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 마지막 스로틀 위치(4.5)만을 통과한다. 상기 마지막 스로틀 위치(4.5)는, 사실상 가스 흐름의 스로틀링이 발생하지 않음으로써 가스가 사실상 스로틀링되지 않는 상태로 가스 밸브 유닛을 관류할 수 있을 정도로 큰 관류 횡단면을 보유할 수 있다.

도 4 내지 도 8에는 도 1 내지 도 3에 따른 개폐 회로를 갖는 가스 밸브 유닛의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 여기서는 내부에 가스 밸브 유닛의 가스 유입구(1)가 형성되어 있는 밸브 바디(20)를 볼 수 있다. 밸브 바디(20)의 내부에는 가스 유입구(1)와 연결된 가스 유입 챔버(9)가 위치한다. 개폐 밸브들(3)의 차단 바디들(10)은, 도면에서 상부 및 하부 방향으로 움직일 수 있는 방식으로 밸브 바디(20) 내에서 안내된다. 각각의 차단 바디(10)는 스프링(11)에 의해 도면에서 하부 방향으로 압축된다. 영구 자석(8)의 힘에 의해서는 각각의 차단 바디(10)가 스프링(11)의 힘에 대항하여 도면에서 상부 방향으로 움직일 수 있다. 스프링들(11)은 차단 바디들을 밸브 밀봉판(12)에 밀착시키며, 그럼으로써 차단 바디들(10)은 밸브 밀봉판(12) 내에 존재하는 개구들(12a)을 기밀 방식으로 밀폐하게 된다. 밸브 밀봉판(12) 하부에는, 밸브 밀봉판(12) 내 개구들(12a)에 대응하는 개구들(13a)을 포함하는 압력판(13)이 배치된다. 압력판(13) 내 개구들(13a)은 제1 가스 분배판(14) 내 개구들(14a) 내로 통한다. 도면에서 제1 가스 분배판(14)의 하부에는 복수의 스로틀 개구(18)를 포함하는 스로틀 판(15)이 위치한다. 여기서 스로틀 위치들(4.1 내지 4.4) 각각은 2개의 스로틀 개구(18)에 의해 형성된다. 하나의 스로틀 위치(4.1 내지 4.4)에 속하는 2개의 스로틀 개구(18)는 각각 제2 가스 분배판(16) 내 개구들(16a)에 의해 서로 연결된다. 그에 반해서 제1 가스 분배판 내 개구들(14a)은 2개의 인접한 스로틀 위치(4.1 내지 4.5)의 나란히 놓인 스로틀 개구들(18)을 서로 연결한다. 마지막 스로틀 위치(4.5)는, 제2 가스 분배판(16) 내 대응하는 개구(16a)를 통해서 가스 밸브 유닛의 가스 배출구(2) 내로 통하는 단 하나의 스로틀 개구(18)로만 구성된다.

도 4에 따른 개폐 상태에서 영구 자석(8)은, 모든 개폐 밸브(3)가 닫히는 최종 위치에 있다. 그에 따라 가스 밸브 유닛은 전체적으로 폐쇄된다. 가스 유량은 즉각 영(0)이 된다.

도 5에는 제1 개폐 밸브(3.1)가 열려 있는 가스 밸브 유닛의 개략적 구성이 도시되어 있다. 가스는 가스 유입구(1)로부터 가스 유입 챔버(9) 내로 유입되고 가스 유입 챔버로부터 밸브 밀봉판(12), 압력판(13) 및 제1 가스 분배판(14)의 각각의 제1 개구를 통해서 스로틀 판(15)으로 흐른다. 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 가스는 스로틀 판(15)의 모든 스로틀 개구(18)뿐 아니라, 제1 가스 분배판(14)의 모든 개구(14a)와 제2 가스 분배판(16)의 모든 개구(16a)를 관류한다.

도 6에는 열린 제1 개폐 밸브(3.1) 및 열린 제2 개폐 밸브(3.2)를 포함하는 개략적인 구성이 도시되어 있다. 제2 개폐 밸브(3.2)가 열림으로써 제1 스로틀 위치(4.1)의 스로틀 개구들(18)이 연결되며, 그럼으로써 가스는 제2 스로틀 위치(4.2)에 직접 도달하며, 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 다른 스로틀 위치들(4.3 내지 4.5)을 관류하게 된다. 제1 개폐 밸브(3.1)가 열림으로써 제1 스로틀 위치(4.1)를 경유하는 가스 경로가 개방된다. 제1 스로틀 위치(4.1)의 양쪽 측면에서의 압력 레벨이 동일함으로 인해 제1 스로틀 위치(4.1)를 통해서는 사실상 가스가 흐르지 않는다.

도 7에는 열린 제2 개폐 밸브(3.2)를 포함하는 개략적인 구성이 도시되어 있다. 나머지 모든 개폐 밸브(3.1 및 3.3 내지 3.5)는 닫혀 있다. 가스 밸브 유닛을 통과하는 가스 유량은 사실상 도 6에 따른 밸브 위치에서의 가스 유량과 동일하다.

영구 자석(8)과 개폐 밸브들(3)의 구성부품들은, 가스 밸브 유닛이 개방된 경우 정확히 하나의 개폐 밸브(3) 또는 정확히 2개의 개폐 밸브(3)가 열리는 방식으로 상호 간에 조정된다. 일측의 개폐 밸브(3)로부터 인접한 개폐 밸브(3)로 전환될 때 항상 두 인접한 개폐 밸브(3)가 잠시 열린다. 그에 따라 전환으로 인해 가스 버너로 향하는 가스 공급의 단시간 차단과 그에 따른 가스 불꽃의 명멸 또는 소멸이 야기되지 않는 점이 보장된다. 앞서 설명한 개폐에 의해서는 전환 과정 동안 가스 유량의 단시간 증가가 발생하지 않는 점도 보장된다. 그에 따라 전환 과정 동안 가스 불꽃이 확 타오르는 현상도 확실하게 방지된다.

마지막으로 도 8에는 마지막 개폐 밸브(3.5)만이 열려 있는 가스 밸브 유닛의 개략도가 도시되어 있다. 이런 경우 가스는 가스 유입구로부터 가스 유입 챔버, 열린 개폐 밸브(3.5) 및 이 개폐 밸브에 할당된 마지막 스로틀 개구(18)를 통해서 실질적으로 방해받지 않고 가스 배출구로 흐른다.

도 9에는 가스 밸브 유닛의 변형예의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도 4 내지 도 8에 따른 실시예와 다르게, 본 실시예에서 가스 배출구(2)는 제1 가스 분배판(14)으로부터 직접 분기된다. 개폐 밸브(3.5)가 열리면 가스는 스로틀링되지 않은 상태로 가스 유입구(1), 가스 유입 챔버(9), 개폐 밸브(3.5), 밸브 밀봉판(12) 내 마지막 개구(12a), 압력판(13) 내 마지막 개구(13a) 및 제1 가스 분배판(14) 내 마지막 개구(14a)를 통해서 가스 배출구(2)로 흐른다. 마지막 스로틀 위치(4.5)(도 4 내지 도 8 참조)는 도 9에 따른 변형예에서는 제공되지 않는다.

도 10에는 가스 밸브 유닛의 일 실시예를 위에서 비스듬하게 바라본 사시도가 도시되어 있다. 도에서는 밸브 바디(20) 내부에 가스 밸브 유닛의 개폐 샤프트(21)가 회전 가능하게 장착된 것을 볼 수 있다. 개폐 샤프트(21)에는 이 개폐 샤프트(21)의 회전 운동을 영구 자석(8)으로 전달하는 구동체(22)가 연결되며, 그에 따라 영구 자석은 개폐 샤프트(21)의 회전 운동 시에 원형 궤도상에서 안내된다. 덮개부(27)는 영구 자석(8)을 위한 활주면을 형성하고 영구 자석(8)과 개폐 밸브들(3) 사이에 소정의 간격을 형성한다. 또한, 본 도면에서는 가스 배출구(2)뿐 아니라, 미도시한 자석 밸브 유닛을 위해 가스 유입구(1) 내에 배치되는 작동 레버(23)도 확인된다. 작동 레버(23)는, 개폐 샤프트의 축 방향 가압 시에 작동 레버(23)가 밸브 바디(20)로부터 인출되는 방식으로 개폐 샤프트에 연결된다. 그에 따라 개폐 샤프트(21)의 가압에 의해 자석 밸브 유닛이 개방될 수 있게 된다. 보어들(24)은 밸브 바디에 자석 밸브 유닛을 고정하는 역할을 한다.

도 11에는 도 10에 따른 도면에서 구동체(22), 영구 자석(8)이 생략된 상태가 도시되어 있다. 도 11에서는 특히 개폐 밸브들(3)의 환형으로 배치된 차단 바디들(10)이 확인된다. 차단 바디들(10) 각각에는 스프링(11)이 할당되고, 이 스프링은 도면에서 하부 방향으로 차단 바디(10)를 가압한다. 도 11에는 예시로서 스프링들(11) 중에 하나만 도시되어 있다.

도 12에는 가스 밸브 유닛이 아래에서 비스듬하게 바라본 사시도가 도시되어 있다. 본 도면에서는 특히, 도에는 도시되어 있지 않은 나머지 판들, 즉 밸브 밀봉판(12), 압력판(13), 제1 가스 분배판(14), 스로틀 판(15) 및 제2 가스 분배판(16)을 압착하는 막음판(17)(closing plate)이 확인된다. 이를 위해 요구되는 힘은 나사(25)에 의해 생성된다.

도 13에는 도 12에 따른 도면에서 막음판(17)이 제거된 모습이 도시되어 있다. 여기서는 개구들(16a)을 포함하는 제2 가스 분배판(16)이 확인된다. 상기 개구들(16a)을 통해서는 내부에 스로틀 개구들(18)이 위치하는 스로틀 판(15)의 세그먼트를 확인할 수 있다. 마찬가지로 각각 2개의 스로틀 개구(18)가 제2 가스 분배판(16)의 하나의 개구(16a)를 통해서 연결되어 있는 점도 확인된다.

가스 밸브 유닛의 층상 구조가 도 14에 따라 분해도로 도시되어 있다. 여기서는 본 도면에는 도시되어 있지 않은 개폐 밸브들(3)의 차단 바디들(10)을 위한 가이드 보어들(26)을 포함하는 밸브 바디(20)가 확인된다. 밸브 바디(20) 내로는 하기에 언급되는 판들이 하기에 열거된 순서로 삽입된다. - 밸브 밀봉판(12), 압력판(13), 제1 가스 분배판(14), 스로틀 판(15), 제2 가스 분배판(16), 막음판(17). 나사(25)는 밸브 바디(20)에 지지되는 판들(12, 13, 14, 15, 16, 17)을 서로 밀착시킨다.

본 실시예의 경우 판들(12, 13, 14, 15, 16, 17)은 개별적으로 밸브 바디(20) 내로 삽입된다. 그러나 판들(12, 13, 14, 15, 16, 17)을 패키지로서 사전 제조함으로써, 결합된 상태로만 밸브 바디(20) 내에 삽입하거나 다시 밸브 바디로부터 분리할 수도 있다. 이 경우, 또 다른 가스 타입에 맞게 가스 밸브 유닛을 개장하기 위해서는, 구조 방식에 따라 각각 스로틀 판(15)만을 교체하거나 판들(12, 13, 14, 15, 16, 17)의 패키지 전체를 교체하면 된다.

도 15에는 도 1 내지 도 3에 따른 개폐 회로의 변형예가 도시되어 있다. 스로틀 위치들(4)(4.1 내지 4.5)을 포함하는 스로틀 세그먼트(5)의 배치 구조는 정확히 도 1 내지 도 3에 따른 배치 구조에 상응한다. 가스 유입 챔버(9) 및 개폐 밸브들(3)(3.1 내지 3.5)의 배치 구조도 도 1 내지 도 3에 따른 실시예에 상응한다. 도 1 내지 도 3에 따른 실시예와 달리 가스 유입구(1)는 도면에서 가스 유입 챔버(9)의 우측에 위치한다. 그러나 가스 유입 챔버(9)와 관련한 가스 유입구(1)의 위치와, 그에 따른 가스 유입 챔버(9) 내부에서의 가스 흐름 방향은, 가스 밸브 유닛의 기능에 있어 그리 중요하지 않다. 스로틀 세그먼트(5) 내부에서 가스는 도 1 내지 도 3에 따른 배치 구조와 유사하게 좌측에서 우측 방향으로 흐른다. 결과적으로 도면에서 좌측 스로틀 위치(4.1)가 제1 스로틀 위치로서 지칭된다. 도면에서 우측 스로틀 위치(4.5)는 마지막 스로틀 위치로서 지칭된다. 이와 같은 명명법에 따라, 하기에서는 (도 1 내지 도 3에 따른 실시예에서와 같이) 도면에서 좌측 개폐 밸브(3.1)가 제1 개폐 밸브로서 지칭되고, 도면에서 우측의 개폐 밸브(3.5)는 마지막 개폐 밸브가 지칭된다.

도 15에 도시된 개폐 위치에서 영구 자석(8)은 마지막 개폐 밸브(3.5)의 우측에 위치해 있다. 그에 따라 영구 자석(8)은 개폐 밸브들(3) 중 어느 것에도 자력을 인가하지 않으며, 그럼으로써 결과적으로 개폐 밸브들(3.1 내지 3.5) 중 어느 것도 열리지 않게 된다. 그에 따라 가스 밸브 유닛은 완전히 닫히고 가스 유입구(1)와 가스 배출구(2) 사이의 연결은 완전히 차단된다.

상기 개폐 위치를 출발점으로 하여 가스 밸브 유닛을 개방하기 위해서는 영구 자석(8)이 좌측 방향으로 마지막 개폐 밸브(3.5)의 영역 내로 변위된다.

가스 밸브 유닛이 최대로 개방되는 상기 개폐 위치는 도 16에 도시되어 있다. 이때 가스는 가스 유입구(1)로부터 열린 마지막 개폐 밸브(3.5)와 마지막 스로틀 위치(4.5)를 통해서 가스 배출구(2)로 직접 흐른다. 마지막 스로틀 위치(4.5)는, 사실상 가스 흐름의 스로틀링이 이루어지지 않을 정도로 큰 개구 횡단면을 보유할 수 있다. 이런 경우 가스는 사실상 방해 없이 가스 밸브 유닛을 관류하게 된다.

이제 도면에서 좌측 방향으로 영구 자석(8)이 이동함으로써 가스 흐름은 가스 밸브 유닛을 통해서 단계적으로 스로틀링될 수 있다. 도 17에는 상기 두 개폐 밸브(3.4 및 3.5)가 열려 있는 영구 자석(8)의 중간 위치가 도시되어 있다. 그러나 이런 경우 가스 배출구(2)로 향하는 가스 유량은 실질적으로 도 16에 따른 개폐 위치에서의 가스 유량과 동일하다.

도 18에 따른 개폐 위치에서 영구 자석은 개폐 밸브(3.4)만을 연다. 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 가스 흐름은 스로틀 위치(4.4)뿐 아니라 스로틀 위치(4.5)를 통해서도 안내된다. 스로틀 위치(4.4)의 개구 횡단면은 스로틀 위치(4.5)의 개구 횡단면보다 더 작으므로, 가스 흐름은 약간 스로틀링된다.

도 19에는 개폐 밸브(3.1)만이 열려 있는 최소의 개방 상태의 가스 밸브 유닛이 도시되어 있다. 가스 배출구(2)로 향하는 경로에서 가스는 모든 스로틀 위치(4.1 내지 4.5)를 관류한다. 스로틀 위치들(4)은 스로틀 세그먼트(5) 내 가스 흐름 방향으로 볼 때 점차 커지는 횡단면을 갖는다. 따라서, 조절되는 가스 유량은 결정적으로 최소 개구 횡단면을 갖는 스로틀 위치(4.1)에 의해 결정된다. 마찬가지로 가스 유량에 영향을 미치는 나머지 스로틀 위치들(4.2 내지 4.5)에 의한 흐름 저항은 개구 횡단면들의 설계 시에 고려된다.

도 15 내지 도 19에 따른 개폐 회로의 경우 가스 밸브 유닛은 자신의 폐쇄 위치를 출발점으로 하여 작동되는 즉시 최대 개방 위치에 위치한다. 이는 가스 밸브 유닛의 후방에 배치되는 가스 가이드 라인들과 가스 버너가 매우 빠르게 가스로 충전되는 긍정적인 효과를 갖는다. 그 외에도, 가스 버너의 점화가 최대 가스 유량 조건에서 가스 밸브 유닛의 개방 직후에 이루어짐으로써 점화 과정이 간소화된다.

1: 가스 유입구
2: 가스 배출구
3 (3.1 내지 3.5): 개폐 밸브
4 (4.1 내지 4.5): 스로틀 위치
5: 스로틀 세그먼트
6 (6.1 내지 6.4): 연결 섹션
7: 유입 섹션
8: 영구 자석
9: 가스 유입 챔버
10: 차단 바디
11: 스프링
12: 밸브 밀봉판
12a: 개구
13: 압력판
13a: 개구
14: 제1 가스 분배판
14a: 개구
15: 스로틀 판
16: 제2 가스 분배판
16a: 개구
17: 막음판
18: 스로틀 개구
20: 밸브 바디
21: 개폐 샤프트
22: 구동체
23: 작동 레버
24: 보어
25: 나사
26: 가이드 보어
27: 덮개부

Claims

가스 장치, 특히 가스 조리기의 가스 버너로 공급되는 가스 유량을 조절하기 위한 가스 밸브 유닛이며,
상기 가스 밸브 유닛은, 가스 유입구(1)와, 2개 이상의 개폐 밸브(3)와, 2개 이상의 스로틀 위치(4)와, 가스 배출구(2)를 포함하는 가스 밸브 유닛에 있어서,
상기 가스 밸브 유닛은, 내부에 스로틀 위치들(4)이 직렬로 배치되고 2개의 인접한 스로틀 위치(4) 사이에 연결 섹션(6)을 각각 구비하는 스로틀 세그먼트(5)를 포함하며, 2개 이상의 개폐 밸브(3)는 유입측에서 가스 유입구(1)와 연결되고 하나 이상의 개폐 밸브(3)는 배출측에서 스로틀 세그먼트(5)의 연결 섹션(6) 내로 통하는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항에 있어서, 스로틀 세그먼트(5)는 복수 개, 바람직하게는 4개 이상의 스로틀 위치(4)를 포함하고, 상기 스로틀 세그먼트(5)는 2개의 인접한 스로틀 위치(4) 사이에 연결 섹션(6)을 각각 포함하며, 상기 연결 섹션들(6) 각각의 내부로 개폐 밸브(3)가 통하는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 스로틀 세그먼트(5)는 (가스 흐름 방향으로 볼 때) 제1 스로틀 위치(4.1)의 전방에 유입 섹션(7)을 포함하며, 개폐 밸브(3.1)는 유입측에서 상기 가스 유입구(1)와 연결되고 배출측에서는 상기 스로틀 세그먼트(5)의 유입 섹션(7) 내로 통하는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 스로틀 위치들(4)은 (가스 흐름 방향으로 볼 때) 점차 커지는 흐름 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 스로틀 위치(4)는, 바람직하게는 소정의 흐름 횡단면을 갖는 스로틀 개구(18)로서 형성되는 하나 이상의 개별 스로틀로 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 스로틀 위치(4)는 연속해서 배치되는 정확히 2개의 개별 스로틀로 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 개폐 밸브(3)가 닫히면, 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량이 즉각 영(0)이 되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 스로틀 세그먼트(5)의 유입 섹션(7) 내로 통하는 제1 개폐 밸브(3.1)만이 열리면, 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량은 가스 밸브 유닛에 할당된 가스 버너가 최소 출력으로 작동되는 최솟값으로 조절되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 스로틀 세그먼트(5)의 (가스 흐름 방향으로 볼 때) 마지막 연결 섹션(6.4) 내로 통하는 마지막 개폐 밸브(3.5)가 열리면, 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량은 가스 밸브 유닛에 할당된 가스 버너가 최대 출력으로 작동되는 최댓값으로 조절되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 개폐 밸브들(3.2, 3.3, 3.4) 중에서 유입 섹션(7)과 마지막 연결 섹션(6.4) 사이에 배치되는 중간 연결 섹션(6.1, 6.2, 6.3) 내로 통하는 하나 이상의 개폐 밸브가 열리고 적어도 흐름 방향으로 중간 연결 섹션(6.1, 6.2, 6.3)의 후방에서 연결 섹션(6) 내로 통하는 개폐 밸브들(3)이 닫히면, 가스 밸브 유닛을 관류하는 가스 유량은 가스 밸브 유닛에 할당된 가스 버너가 최소 출력과 최대 출력 사이의 출력으로 작동되는 중간값으로 조절되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 개폐 밸브들(3)을 위한 작동 메커니즘이 제공되며, 이 작동 메커니즘은, 모든 개폐 밸브(3)가 닫히거나, 또는 정확히 하나의 개폐 밸브(3)가 열리거나, 또는 2개의 인접한 연결 섹션(6)과 연결되거나 유입 섹션(7) 및 인접한 연결 섹션(6.1)과 연결되는 정확히 2개의 개폐 밸브(3)가 열리는 방식으로 구현되는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 개폐 밸브들(3)은 영구 자석(8)에 의해 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 개폐 밸브(3)는 가동형 차단 바디(10)를 포함하고, 이 차단 바디는 개폐 밸브(3)가 닫히면 밸브 시트와 접촉함으로써 밸브 시트 내 밸브 개구(12a)를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제13항에 있어서, 개폐 밸브(3)가 닫히면 차단 바디(10)를 밸브 시트에 밀착시키는 스프링(11)이 제공되며, 개폐 밸브(3)를 열기 위해 차단 바디(10)가 영구 자석(8)의 힘에 의해 밸브 시트로부터 들어올려질 수 있는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제14항에 있어서, 개폐 밸브(3)의 작동을 위해 영구 자석(8)의 위치가 상기 개폐 밸브(3)의 차단 바디(10)에 상대적으로 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, [모든 개폐 밸브(3)가 닫히어 있는 폐쇄 위치를 출발점으로 하여] 가스 밸브 유닛의 개방 시에 우선 스로틀 세그먼트(5)의 (가스 흐름 방향으로 볼 때) 마지막 연결 섹션(6.4) 내로 통하는 마지막 개폐 밸브(3.5)가 열리는 것을 특징으로 하는, 가스 밸브 유닛.