KR20150074019A - 서모스탯 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스에 의해 작동되는 조리 기구용 서모스탯(10)에 관한 것으로, 상기 서모스탯(10)은 몸체(20)를 포함하고, 상기 몸체 내에는 각각 가스 버너에 가스 유동을 공급하고 공급원으로부터 가스 유동을 수용하도록 구성된 출구 도관(24) 및 입구 도관(23)과 상기 입구 도관(23)과 유체 연통되도록 배열된 원통형 형상을 갖는 챔버(25)가 형성되며, 상기 챔버(25)는 주 개구(70)를 우회하는 출구 도관(24)에 도달되고 서모스탯(10)의 몸체 내에 형성되는 이차 도관(71)을 통하여 간접적으로 또는 이의 일 단부에 형성된 주 개구(70)를 통하여 직접적으로 출구 도관(24)과 유체 연통되도록 배열되고, 상기 주 개구 및 이차 도관(70, 71)은 가스의 최대 및 최소 유동 속도를 위해 각각 치수가 형성되며, 서모스탯(10)은 가스의 유동 속도를 조절하고 챔버(25) 내에 배열된 밸브(80)를 추가로 포함하며, 밸브(80)는 주 개구(70)가 완전히 열려서 출구 도관(24)을 향하여 가스 유동의 이동을 허용하는 제1 최대 개방 위치와 주 개구(70)가 밸브(80)에 의해 완전히 밀폐되고 가스 유동이 이차 도관(71)을 통하여 출구 도관(24)에 도달되는 제2 밀폐 위치 사이에서 몸체(20)의 제1 방향으로 챔버(25)에 대해 동축방향으로 이동가능하고, 밸브(80)는 주 개구(70)에서 챔버(25) 내에 끼워맞춤된 나선형 스프링에 의해 제1 개구 위치 내에서 가압되고, 밸브의 위치는 나선형 스프링이 작동하는 단부에 마주보는 단부에서 밸브(80)와 접촉하는 서모스탯(10)의 자동온도 조절 벌브(50)의 팽창가능 부재(53)에 의해 제어되고, 밸브(80)는 소정의 부하 임계치를 초과하여 축방향으로 변형가능하도록 구성된다. 이 구성의 덕택으로, 밸브는 서모스탯(10)에 의해 구동되는 버너를 스위치 오프하기 위하여 회전 시에 서모스탯(10)의 노브에 의해 가해지는 축방향력을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라 정상 작동 상태 하에서 팽창가능 부재(53)의 팽창을 보상할 수 있으며, 이에 따라 자동온도 조절 벌브(50)의 팽창가능 부재(53)에 대한 비가역적 손상의 위함성이 최소화된다.

Description

서모스탯{THERMOSTATIC VALVE}

본 발명은 일반적으로 가스 조리 기구 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 가스 조리 기구용 서모스탯에 관한 것이다.

서모스탯은 내부에서 가스-연료식 버너가 조리 중에 필요한 열 에너지를 제공하는 오븐의 격실과 같은 밀폐된 격실 내에서 원하는 온도를 유지시키기 위해 사용된다. 원하는 온도의 유지는 서모스탯의 몸체 내에 배열된 밸브에 작동가능하게 연결된 팽창가능 부재를 통하여 버너에 공급된 가스 유동의 소급 조절을 허용하는, 가열된 격실 내에 끼워맞춤된 자동온도 조절 벌브의 사용의 덕택으로 가능하다.

일반적으로, 종래 기술에 공지된 서모스탯의 몸체 내에는 버너에 가스를 공급하기 위한 제2 회로 및 파일럿 화염(pilot flame)을 생성하기 위한 노즐에 가스를 공급하기 위한 제1 회로를 형성하는 복수의 회로가 형성된다. 제1 회로는 일반적으로 조절기 스크류와 니들 밸브에 의해 제어되는 소정의 최소 가스 유동을 특징으로 하고, 반면 제2 회로는 자동온도 조절 벌브에 의해 소급적으로 구동되는 밸브에 의해 제어되는 가변 가스 유동을 특징으로 한다.

단지 파일럿 화염만이 점화될 때, 가스는 제1 회로 내에서 전적으로 유동하고, 제2 회로의 밸브는 완벽히 밀폐된다. 서모스탯의 정상 작동 상태에서, 대신에 가스는 제1 및 제2 회로 둘 모두를 통하여 유동한다.

원하는 온도는 밸브의 최대 개방 위치를 형성하는 스톱 부재에 작용하는 회전식 노브에 의해 눈금의 도움으로 설정된다. 자동온도 조절 벌브의 팽창가능 부재가 노브에 연결된 스톱 부재 및 밸브 사이에 배열된다. 격실 내의 온도가 증가하는 작동 상태에서, 벌브의 팽창가능 부재가 팽창되고 버너에 공급된 가스의 유동 속도를 감소시킴으로써 밸브에 대해 작용하며, 역으로 격실 내의 온도가 감소될 때 팽창가능 부재는 수축하고 버너에 공급된 가스의 유동 속도를 증가시킴으로써 밸브에 작용한다. 따라서, 가열된 격실 내의 온도가 소정의 공차 간격 내에서 변화하는 시스템의 작동 조건이 구현될 수 있다.

또한 가스 유동이 직접 공급되고 전적으로 버너에 공급되는 서모스탯이 공지되었고 이에 따라 파일럿 화염을 공급하는 가스 회로가 배제된다. 이를 위해, 이차 회로 및 주 개구를 통하여 출구 회로와 유체 연통하도록 배열되고 입구 도관에 의해 공급된 단일의 챔버가 서모스탯 몸체 내에 형성되고, 주 개구 및 이차 회로가 가스의 최대 및 최소 유동에 대해 각각 설계된다. 챔버 내에서 가스 유동 속도를 조절하기 위한 밸브가 배열되고, 챔버 내의 이의 위치는 서모스탯의 자동온도 조절 벌브의 팽창가능 부재에 의해 제어되고 가스가 이차 도관 또는 주 개구를 통한 출구 도관을 향하여 유동하도록 한다.

이 타입의 서모스탯은 예를 들어, 출원인의 이름으로 특허 출원 제MI2012A001633호에 개시된다. 서모스탯은 입구 도관과 유체 연통되도록 배열된 실질적으로 원통형 형상을 갖는 챔버뿐만 아니라 가스 유동을 버너에 공급하고 공급원으로부터 가스의 유동을 각각 수용하도록 구성된 입구 및 출구 도관이 형성되는 몸체를 포함한다. 챔버는 또한 주 개구를 우회하는 출구 도관에 도달되는 서모스탯의 몸체 내에 형성된 이차 도관뿐만 아니라 이의 일 단부에 형성된 주 개구를 통하여 출구 도관이 직접 유체 연통되도록 배열된다. 주 개구 및 이차 도관은 가스의 최대 및 최소 유동 속도를 위해 각각 치수가 형성된다.

서모스탯은 가스 유동 속도를 조절하기 위한 밸브를 추가로 포함하고, 밸브는 챔버 내측에 배열된다. 밸브는 주 개구가 완전히 개방되어 출구 도관을 향하여 가스의 흐름의 이동을 허용하는 제1 위치와 주 개구가 밸브에 의해 완전히 밀폐되고 가스 흐름이 이차 도관을 통하여 출구 도관에 도달되는 제2 위치 사이에서 챔버에 대해 동축방향으로 이동가능하다. 밸브는 실질적으로 원통형 형상을 가지며, 이의 자유 단부에 형성된 한 쌍의 플랜지를 포함하고, 제1 플랜지는 챔버의 주 개구를 대향하고 제2 위치에서 이를 밀폐하기에 적합한 직경을 갖는 동시에 제2 플랜지는 마주보는 단부에서 챔버를 밀폐하고 밸브의 밀봉 부재는 가스가 챔버로부터 누출되는 것을 방지하기 위하여 밸브의 밀봉 부재가 끼워맞춤될 수 있는 주변방향 요홈이 제공된다. 밸브는 주 개구에서 챔버 내에 끼워맞춤된 스프링에 의해 제1 위치에서 가압된다.

정상 작동 상태에서, 밸브의 위치는 자동온도 조절 벌브의 팽창가능 부재에 의해 제어된다. 이 상태에서, 서모스탯은 밸브에 의해 실질적으로 밀폐되는 주 개구에 따라 최소 유동 속도로 작동한다. 밸브의 위치가 자동온도 조절 밸브의 팽창가능 부재에 의해 제어되는 서모스탯의 또 다른 예시가 프랑스 특허 공보 제FR 2366616 Al호에 개시된다.

이 타입의 서모스탯의 문제점은 작동 오류에 있으며, 심지어 정상 작동 온도 초과의 온도에서 손상이 발생될 수 있다. 사실상, 밸브가 가스 흐름을 위해 주 개구와 접촉할 때, 예상하지 못한 온도 증가로 인해 팽창가능 부재의 가능한 팽창(dilation)이 팽창가능 부재의 영구적 변형을 야기할 수 있거나, 또는 팽창가능 부재에 대한 서모스탯의 부분의 손상 및 내부에 수용된 유체의 누출을 야기할 수 있다.

유사 기술적 문제점이 버너를 스위칭 오프할 때 발생될 수 있다. 이 경우에, 밸브가 주 개구를 실질적으로 밀폐하는 정상 작동 상태로부터 시작하여 서모스탯의 구동 노브를 회전시켜 오프 위치로 보낼 필요가 있고, 이에 따라 하부에 일렬로 배열되는 구성요소의 축방향 압축이 결정되고 자동온도 조절 벌브의 팽창가능 부재가 밸브와 접촉한다.

따라서, 본 발명의 목적은 이들 단점을 극복할 수 있는 서모스탯을 제공하는 데 있다. 상기 목적은 제1 청구항에 특정된 주요 특징을 갖는 서모스탯에 따라 구현되며, 다른 특징이 다른 청구항에서 특정된다.

본 발명에 따른 사상은 출원인의 이름으로 특허 출원 제MI2012A001633호에 개시된 서모스탯과 구조적으로 유사한 서모스탯을 구성하고, 서모스탯의 몸체 내에 형성된 챔버 내에 배열된 밸브는 소정의 부하 임계치(load threshold)를 초과하여 축방향으로 변형될 수 있다. 부하 임계치는 제1 개방 위치에서 밸브를 가압하는 스프링에 대해 계산되며, 이는 밸브가 제2 밀폐 위치에 있을 때 제공될 수 있는 스프링의 최대 반력보다 크며, 이에 따라 자동온도 조절 벌브가 견딜 수 있는 최대 온도에 의해 결정되는 팽창을 초과하여 팽창가능 부재의 팽창에 대해 보상가능하다. 이 구성에 따라 또한 밸브는 서모스탯에 의해 구동되는 버터를 스위치 오프할 때 서모스탯 노브의 회전에 따른 축방향 력을 흡수할 수 있고, 이에 따라 자동온도 조절 벌브의 팽창가능 부재를 손상시키는 위험성이 최소화된다.

축방향으로 변형가능한 밸브가 제공된 서모스탯은 예를 들어, 독일 특허 공보 제DE 102006032020 Al호로부터 종래 기술에 이미 공지되었다. 그러나, 이 문헌에 기재된 축방향으로 변형가능한 밸브는 자동온도 조절 벌브에 의해 구동되지 않지만 치형 휠 상에 형성된 캠을 통하여 구동되고, 이는 가스 도관을 개방 및 밀폐할 수 있는 스위치로서 제공된다. 밸브 스템의 스트로크는 구멍과 밀폐 에지 사이의 거리보다 더 크며, 이를 통해 가스가 유동할 수 있고, 이에 따라 밸브의 축방향 변형가능성이 가스 도관의 완벽한 밀폐를 보장하기 위하여 사용된다. 이는 본 발명 및 이와 연관되지 않은 기술적 문제점과 완전히 상이하다.

축방향 변형가능 밸브가 제공된 서모스탯의 추가 예시가 프랑스 특허 출원 공보 제FR 2875573 Al호에 기재된다. 또한, 이 경우에, 축방향으로 변형가능한 밸브는 자동온도 조절 벌브의 팽창가능 부재와 접촉하지 않지만 밸브의 위치를 제어하는 선형 액추에이터를 구동하는 전자석 및 선형 액추에이터와는 접촉한다. 밸브의 축방향 변형가능성은 이의 축방향 운동을 허용하는 자기 코어들 사이의 유극의 보상을 보장하기 위하여 제공된다.

즉, 본 발명은 서모스탯의 정상 작동 상태를 특징으로 하는 부하보다 큰 부하에 노출 시에, 자동온도 조절 벌브의 팽창가능 부재를 보존하기에 적합한 기계적 안전 장치를 서모스탯에 제공하기 위하여 서모스탯 벌브의 팽창가능 부재와 축방향으로 변형가능한 밸브 간의 조합에 따르며 가스 유동을 조절하기 위한 축방향으로 변형가능한 밸브의 선택에 있지 않다.

밸브의 축방향 변형가능성은 바람직하게는 이의 몸체 내에 축방향 캐비티를 형성하고 이의 내부에 스프링 또는 균등 탄성 수단에 의해 이로부터 이격되는 방향으로 가압되는 축방향 이동가능 부재를 끼워맞춤함으로써 달성된다. 탄성 수단은 제1 개방 위치에서 밸브를 가압하는 스프링이 가할 수 있는 최대 력에 대응하는 소정의 부하 임계치를 초과하여 개재되도록 크기가 형성된다. 게다가, 정상 작동 상태 하에서 밸브는 강성 몸체와 같이 거동하고 반면 소정의 부하 임계치가 가해질 때 밸브는 버너를 스위치 오프할 때 가해지는 축방향 력 및/또는 서모스탯의 정상 작동을 특징으로 하는 것을 초과하여 팽창가능 부재의 팽창을 흡수할 수 있도록 축방향으로 변형된다.

이 구성은 동일한 타입의 서모스탯 내에서 채택되는 단일 부분 밸브로부터 시작하여 매우 단순하고 저렴하게 구현된다.

본 발명에 따른 서모스탯의 추가 이점 및 특징이 첨부된 도면에 따른 하기 비 제한적인 실시 형태에 따라 자명해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 서모스탯을 도시하는 사시도.
도 2는 가스 흐름이 허용되지 않는 작동 상태에서 서모스탯을 도식적으로 도시하는 도 1의 선 II-II을 따라 취한 종단면도.
도 2a는 도 2의 상세도.
도 3은 정상 작동 상태에서 서모스탯을 도식적으로 도시하는 도 2와 유사한 종단면도.
도 3a 및 도 3b는 도 3의 상세도.
도 4는 도 2 및 도 3과 유사한 종단면도.
도 4a는 도 4의 상세도.
도 5는 변형가능 밸브의 작동을 도식적으로 도시하는 도 2, 도 3 및 도 4와 유사한 종단면도.
도 5a는 도 5의 상세도.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 서모스탯(thermostat, 10)은 입구 개구(21)로부터 출구 개구(22)까지 버너(도시되지 않음)에 가스 유동을 공급하기에 적합한 복수의 도관이 내부에 형성되는 몸체(20)를 포함한다. 입구 개구는 가스 공급부에 연결되는 반면 출구 개구는 적합한 도관을 통하여 출구 개구가 버너에 연결된다.

서모스탯(10)은 또한 온도 조절 및 버너의 점화를 위해 노브(knob)(도시되지 않음)의 장착을 허용하도록 구성된 커플링 부재(40)를 회전가능하게 지지하는, 예를 들어, 나사에 의해 몸체(20)에 고정된 벨-형 커버(30)를 포함한다.

서모스탯(10)은 가열될 격실, 예를 들어, 오븐의 격실 내에 삽입되는 프로브(51)가 장착된 자동온도 조절 벌브(thermostatic bulb, 50)를 추가로 포함한다. 열팽창가능 유체 매체, 예를 들어 투열 오일(diathermic oil)로 충전된 도관(52)이 자동온도 조절 벌브(50)의 프로브(51)에 연결된다. 자동온도 조절 벌브(50)는 공지된 방식으로 또한 프로브(51)가 고정되는 단부에 마주보는 단부에서 도관(52)에 연결되는 팽창가능 부재(53)(도 2 내지 도 5 및 도 2a 내지 도 5a에 도시됨)를 포함한다. 팽창가능 부재는 벨-형 커버(30) 내에 수용된다. 팽창가능 부재(53)는 바람직하게는 멤브레인 타입으로 형성되고, 이의 평평한 형태가 서모스탯(10)의 전체 치수를 제한할 수 있다.

도 2 내지 도 5를 참조하여 하기에서 더 상세히 기재된 바와 같이, 자동온도 조절 벌브의 팽창가능 부재(53)가 몸체(20) 내에서 가스 유동을 조절할 수 있는 서모스탯(10)의 밸브에 작동가능하게 연결된다.

서모스탯(10)은 추가로 버너 화염이 우발적으로 꺼질 때 또는 버너가 자발적으로 스위치 오프될 때 몸체(20)를 통하여 가스 유동을 차단하기에 적합한 열전기 안전 장치(60)를 포함한다.

이제 도 2 내지 도 5를 참조하면, 입구 도관(23)과 출구 도관(24)은 가스 유동을 버너(도시되지 않음)에 공급하고 공급원(도시되지 않음)으로부터 가스 유동을 수용하기에 각각 적합하며 서모스탯(10)의 몸체(20) 내에 형성된다. 열전기 안전 장치(60)는 입구 도관(23)에 작동가능하게 연결되고 이의 엘보 부분(230)에서 이를 교차하며, 이는 열전기 안전 장치(60)에 작동가능하게 연결된 밀폐 부재를 접합 상태에서 수용하기에 적합한 숄더(231) 내에 형성된다.

실질적으로 원통형 형상을 갖는 챔버(25)가 입구 도관(23)과 유체 연통하도록 배열되고 서모스탯(10)의 몸체(20) 내에 형성된다.

챔버(25)는 또한 주 개구(70)를 통하여 출구 도관(24)과 유체 연통되고 주 개구(70)를 바이패스하는 출구 도관(24)에 도달되는 서모스탯의 몸체(20) 내에 형성된 이차 도관(71)을 통하여 출구 도관(24)과 유체 연통되도록 배열된다.

주 개구(70)와 이차 개구(71)는 가스의 최대 및 최소 유동 속도를 위해 각각 크기가 형성된다.

가스유동의 유동 속도의 조절을 위한 밸브(80)가 챔버(25) 내에 배열된다. 밸브(80)는 주 개구(70)가 출구 도관(24)으로 가스 유동의 이동을 허용하도록 완전히 열린 제1 최대 개방 위치로부터 주 개구(70)가 밸브에 의해 완벽히 폐쇄되고 가스 유동이 이차 도관(71)을 통하여 출구 도관(24)에 도달되는 제2 밀폐된 위치로 동축을 이루어 이동가능하다. 따라서, 제1 위치와 제2 위치 사이의 밸브(80)의 이동은 최대 유동 속도로부터 최소 유동 속도로의 버너에 공급된 가스의 유동 속도를 결정하며, 이에 따라 가열될 격실 내에서 온도의 범위가 구현된다.

도시된 실시 형태에서, 챔버(25)의 축은 서모스탯(10)의 몸체(20)의 제1 방향(A)으로 배향되고, 입구 도관(23)은 이의 주변 벽 내에 형성된 개구를 통하여 챔버(25)에 연결된다. 주 개구(70)는 동일한 방향(A)으로 출구 도관(24)과 유체 연통을 허용하도록 제1 방향(A)으로 챔버(25)의 일 단부에 형성된다. 게다가, 챔버(25), 주 개구(70) 및 출구 도관(24)이 일렬로 배열된다.

이차 도관(71)은 이의 주변 벽에 형성된 개구를 통하여 챔버(25) 내로 연결되고 U-형상을 가지며 상기 U-형상의 직선 브랜치는 제1 방향(A)으로 연장되는 엘보 부분에 의해 서로 연결되고 제1 방향(A)에 수직인 서모스탯(10)에 대해 몸체(20)의 제2 방향(B)으로 챔버(25)에 대해 가로방향으로 서로 평행하게 연장된다.

이에 따라 구성된 제2 도관(71)은 서모스탯(10)의 몸체(20)를 통하여 가스 유동의 방향에 대해 주 개구(70)의 다운스트림에서 출구 도관(24)과 챔버(25)를 연결한다. 이 구성은 밸브(80)가 밀폐된 위치에 있을 때 최소 유동 속도로 버너에 가스를 공급할 수 있다.

밸브(80)는 이의 단부에 형성된 한 쌍의 플랜지(81, 82)를 포함하고 실질적으로 원통형 형상을 갖는다. 도시된 실시 형태에서, 제1 플랜지(81)는 밸브(80)의 밀폐된 위치에서 밀폐되기에 적합한 직경을 가지며 출구 도관(24)과 연통하는 챔버(25)의 주 개구(70)를 대향하는 동시에 제2 플랜지(82)는 가스 누출을 방지하기에 적합한 밸브(80)의 밀봉 요소(83)가 끼워될 수 있는 주변 요홈이 제공되고 마주보는 단부에서 챔버(25)를 밀폐한다.

2개의 플랜지(81, 82)들 사이에 포함된 밸브(80)의 일부의 직경은 챔버(25)의 직경보다 작고, 입구 도관(23)으로부터 공급된 가스의 이동을 허용하기에 적합한 실질적으로 토로이드 형상을 갖는 부피를 형성하다.

주 개구(70)가 형성되는 단부에 마주보는 챔버(25)의 단부에서, 챔버(25)를 부분적으로 밀폐하는 평평한 리드(flat lid, 26)가 서모스탯(10)의 몸체(20)에 고정된다. 평평한 리드(26)는 챔버(25)에 동축으로 밸브(80)의 이동을 제한하고 그 뒤에 최대 개방 위치를 결정한다.

밸브(80)는 주 개구(70)가 형성되는 단부에 마주보는 단부에서 챔버(25)를 밀폐하는 플랜지(82) 상에 형성된 구동 부분(84)을 포함한다. 서모스탯(10)의 조립된 구성에서, 밸브(80)는 제1 방향(A)으로 주 개구(70)로부터 이격되는 방향으로 제1 개방 위치를 향하여 나선형 스프링(도시되지 않음)에 의해 가압되며, 구동 위치(84)는 리드(26) 내에 형성된 원형 개구를 통하여 몸체(20)로부터 돌출되어 자동온도 조절 벌브(50)의 팽창가능 부재(53)에 대해 압축된다. 양호하게 후술된 바와 같이, 이 구성은 서모스탯의 정상 작동을 제어할 수 있다.

도 2 내지 도 5에서, 서모스탯(10)의 몸체(20)를 통한 가스 유동이 복수의 화살표로 도식적으로 도시된다.

도 2는 서모스탯(10)의 비-작동 상태를 도시하며, 여기서 열전기 장치(60)는 챔버(25)에 가스의 유동이 유입되는 것을 방지하는 차단 상태에 있다.

대신에, 도 3은 밸브(80)가 최대 개방 위치에 배열되고 개구(70)로부터 이격되는, 서모스탯의 작동 상태를 도시한다. 이 작동 상태에서, 입구 파이프(23)로부터 공급된 가스는 챔버(25)를 충전하고, 플랜지(81) 주위를 통과하는 주 개구(70)를 통하여 출구 도관(24) 내로 유동한다.

밀폐 위치와 최대 개방 위치 사이에 포함된 밸브(80)의 위치에서, 주 개구(70)를 통한 가스 유동 속도는 점진적으로 감소되고, 챔버(25)를 충전하는 가스의 밀폐된 위치에서 단지 이차 도관(71)을 통하여 최소 유동 속도로 유동한다. 이 최소 유동 속도의 작동 상태가 도 4에 도시된다.

이차 도관(71) 내에서 가스의 최소 유동 속도가 바람직하게는 밸브, 예를 들어, 조절기 스크류(adjuster screw)에 의해 제어되는 니들 밸브에 의해 조절될 수 있다.

도시된 실시 형태에서, 니들 밸브(90)가 도시되고, 상기 니들 밸브는 O-링과 같이 적합한 밀봉 요소가 제공되고 제1 방향(A)으로 서모스탯의 몸체(20) 내에 형성된 부분적인 나사산 홀 내에 끼워맞춤된다.

니들 밸브(90)는 이의 엘보 부분에서 이차 도관(71)을 가로지르며, 이의 목적은 니들 밸브(90)의 원추대 단부 부분(91)을 접합 상태로 수용하기에 적합한 원추대 형상을 갖는다. 이 구성은 니들 밸브(90)를 수용하기 위한 더 큰 공간을 제공한다는 점에서 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 서모스탯(10)의 니들 밸브(90)는 원추대 단부 부분(91)에 형성된 축방향 홀(92) 및 복수의 반경방향 홀(93), 예를 들어, 축방향 홀(92)과 유체 연통되도록 배열되고 원추대 단부 부분(91)에 바로 인접한 원통형 부분 내에 형성된 4개의 홀을 포함하고, 이에 따라 또한 니들 밸브(90)의 원추대 부분(91)이 원추대 형상의 엘보 부분과 접할 때 이차 도관(71)을 통한 유체 연통이 허용된다. 게다가, 이 구성은 이차 도관(71)을 통한 가스 유동의 이동 및 그 뒤에 본 발명에 따른 서모스탯(10)에 연결된 버너의 최소 유동 속도에서의 작동이 보장된다.

서모스탯(10)의 정상 작동 상태에서, 사용자는 회전가능 커플링 부재(40)에 연결된 노브(도시되지 않음)를 작동시킴으로써 눈금(graduated scale)의 도움으로 원하는 온도를 설정한다. 회전가능 커플링 부재(40)의 회전 방향은 화살표(R)로 도 2 내지 도 4에 도식적으로 도시된다.

전술된 바와 같이, 회전가능 커플링 부재(40)는 원하는 작동 온도를 설정하기 위하여 사용자에 의해 회전 시에 밸브(80)에 대한 최대 개방 위치를 정하고 자동온도 조절 벌브(50)의 팽창가능 부재(53)를 통하여 밸브(80)를 작동시킨다. 정상 작동 상태 하에서, 즉 원하는 온도에 도달되며, 가열된 격실 내의 온도가 증가하는 경우, 자동온도 조절 벌브(50)의 팽창가능 부재(53)가 팽창되어 이에 따라 밸브(80)의 구동 부분(84)에 대해 압축된다. 따라서, 밸브(80)는 챔버(25)의 주 개구(70)를 향하여 이동되고 이에 따라 버너에 공급된 가스의 유동 속도가 감소되고 온도가 낮춰진다.

대신에 가열된 격실 내의 온도가 감소될 때, 자동온도 조절 벌브(50)의 팽창가능 부재(53)가 수축되어 이에 따라 스프링에 의해 개방 위치에서 편향된 밸브(80)의 더 큰 개방이 허용되고, 이에 따라 버너에 공급된 가스의 유동 속도가 증가되고 온도가 상승된다. 이 방식으로, 가열된 격실 내의 온도가 사용자에 의해 설정된 원하는 값에 대한 소정의 공차 범위 내에서 변화하는 시스템의 작동 상태가 허용된다.

본 발명에 따라서, 밸브(80)는 소정의 부하 임계치(load threshold)를 초과하여 축방향으로 변형될 수 있다. 부하 임계치는 제1 개방 위치에서 밸브를 가압하는 나선형 스프링에 대해 계산되고, 밸브가 제2 밀폐 위치, 즉 도 4 및 도 4a에 도시된 바와 같이 최소 유동 속도를 특징으로 하는 작동 상태에 있을 때 이 스프링이 가할 수 있는 최대 반력(reaction force)보다 크며, 이에 따라 자동온도 조절 벌브(50)의 팽창가능 부재(53)의 팽창에 대한 보상이 허용되고 뿐만 아니라 서모스탯에 의해 구동되는 버너를 스위칭 오프할 때 서모스탯(10)의 노브의 회전 시에 가해지는 축방향 력을 흡수할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브(80)의 축방향 변형가능성이 밸브(80)에 대해 축방향으로 이동가능한 부재(86)를 내부에 끼워맞춤하고 이의 몸체 내에 축방향 캐비티(85)를 형성함으로써 구현된다.

이동가능 부재(86)는 밸브로부터 이격되는 방향으로 탄성 수단에 의해 가압된다. 도시된 실시 형태에서, 탄성 수단은 나선형 스프링(87)으로 구성되지만 명확하게는 고무 및 다른 중합체성 재료로 제조된 탄성 부재가 또한 사용될 수 있고, 뿐만 아니라 탄성 멤브레인 및 다른 균등 수단이 사용될 수 있다.

탄성 수단은 제1 개방 위치에서 밸브(80)를 가압하는 나선형 스프링이 가할 수 있는 최대 힘에 대응하는, 소정의 부하 임계치를 초과해서만 변형되도록 치수화된다. 게다가, 서모스탯의 정상 작동 중에, 밸브(80)는 강성의 몸체와 같이 거동하고, 반면에 부하 임계치를 초과할 때, 밸브는 축방향 변형을 겪어서 이에 따라 버너가 스위칭 오프될 때 가해진 축방향 력 및/또는 서모스탯(10)의 정상 작동을 특징으로 하는 것보다 더 큰 팽창가능 부재(53)의 팽창을 흡수할 수 있다.

도 5 및 도 5a는 가해진 축방향 로드가 소정의 부하 임계치를 초과할 때 밸브(80)의 작동을 도시한다. 특히, 이들 도면은 서모스탯(10)이 최소 가스 유동 속도로 작동될 때 자동온도 조절 벌브(50)의 팽창가능 부재(53)가 팽창되는 상태를 도시한다.

도시된 바와 같이, 소정의 부하 임계치를 초과하면, 나선형 스프링(87)이 제공되어 밸브(80)를 향하여 캐비티(85) 내에서 이동가능 부재(86)가 이동하도록 축방향으로 변형된다. 밸브(80)의 높이는 서모스탯(10)의 정상 작동 중의 높이에 대해 감소된다.

전술된 바와 같이, 서모스탯(10)은 또한 열전기 안전 장치(60)가 제공된다. 이 장치는 공지된 방식으로 서모커플(도시되지 않음)에 의해 제어된 전자석(61)을 포함한다. 전자석(61)은 가스의 입구 도관(23)을 각각 개방 또는 밀폐하기 위하여 비잠금 위치로부터 차단 위치로 이동가능한 플레이트 부재(62)가 제공된다. 이동가능 플레이트 부재(62)는 전자석(61)으로부터 이격되는 방향으로 스프링(도시되지 않음)에 의해 가압된다. 서모커플이 버너의 화염에 의해 가열될 때, 잘 알려진 제벡 효과(Seebeck effect)로 인해, 전자석(61)은 전기적으로 공급되며 스프링력에 대향하는 플레이트 부재(62) 상에 힘을 생성하고 이에 따라 서모스탯(10)의 몸체(20) 내에 형성된 입구 개구(21)를 통하여 챔버에 유입되는 가스의 입구 도관(23)의 개방이 야기된다. 서모커플은 버너 화염의 의도적 또는 우발적 스위치 오프로 인해 냉각될 때, 전자석(61)은 더 이상 전기적으로 공급되지 않고 이를 편향시키는 스프링에 의해 가압된 가스의 입구 도관(23)을 밀폐하는 플레이트 부재(62)를 분리한다.

공지된 바와 같이, 열전기 안전 장치가 제공된 서모스탯에 연결된 버너를 점화시키기 위하여, 전형적으로 서모스탯의 몸체에 노브를 가압하고 서모커플이 가스의 입구 도관이 개방된 상태로 유지시키기에 충분한 전류를 전자석에 공급할 때까지 이 위치를 유지함으로써 열전기 안전 장치를 수동으로 잠금해제할 필요가 있다. 이를 위해, 구동 로드가 전형적으로 노브 아래에 배열되고 서모스탯의 몸체 내에 형성된 홀 내에 전형적으로 삽입된다. 구동 로드는 안전 장치의 전자석의 플레이트 부재에 노브로부터 연장되고 이에 따라 노브를 누름으로써 이의 잠금해제가 허용된다.

구동 로드는 전형적으로 나선형 스프링에 의해 노브를 향하여 가압된다.

열전기 안전 장치(60)의 구동 로드(100)가 스프링(도시되지 않음)에 의해 이로부터 이격되는 방향으로 가압되고 내부에 텔레스코픽 방식으로 삽입되는 스러스트 부재(110)를 통하여 전자석(61)의 플레이트(62)에 대해 작용한다.

서모스탯(10)의 조립된 구성에서, 스러스트 부재(110)는 전자석(61)의 이동가능 플레이트 부재(62)와 접촉하고 엘보(230) 내에 형성된 숄더(231)에서 입구 도관(23) 내에 배열된다. 스러스트 부재(110)는 전자석(61)이 서모커플에 의해 전력이 공급되지 않을 때 숄더(231)에 대해 압축됨으로써 입구 도관(23)을 밀봉하도록 치수가 형성된 개스킷(112)이 제공된 플랜지(111)를 포함한다. 구동 로드(100)는 노브의 회전가능 커플링 부재(40)에 의해 구동되며 내부에 형성된 주변 요홈에 따라 구동 로드(100)에 축방향으로 구속되는 리테이닝 링(102) 및 서모스탯(10)의 몸체(20)의 평평한 리드(26) 사이에 배열된 스프링(101)에 의해 이에 대하여 가압된다.

이를 위해, 회전가능 커플링 부재(40)는 화살표(R)에 의해 지시된 방향으로 회전가능 커플링 부재(40)에 고정된 노브의 특정 회전 각을 초과하여 결합되도록 구성되고 구동 로드(100)를 대향하는 표면 상에 형성된 캠 프로파일(41)을 포함하며, 이에 따라 서모스탯(10)이 노브의 우발적 회전의 경우에 또한 본질적으로 내구성이 제공된다. 도시된 실시 형태에서, 캠 프로파일(41)은 예를 들어, 52°에 대응하는 회전 각을 초과하여 구동 로드(100)에 작용하도록 구성된다.

전술되고 도시된 본 발명의 실시 형태는 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 밸브(80)의 변형가능 구조물은 탄성 부재가 배열되는 서로에 대해 텔레스코픽 방식으로 이동가능한 2개의 부분 내에서 밸브를 분할함으로써 수득될 수 있다. 대안으로, 밸브(80)는 고무와 같은 탄성변형가능 재료로 제조된 부분을 포함할 수 있다.

Claims (5)

1. 가스에 의해 작동되는 조리 기구용 서모스탯(10)으로서, 상기 서모스탯(10)은 몸체(20)를 포함하고, 상기 몸체 내에는 각각 가스 버너에 가스 유동을 공급하고 공급원으로부터 가스 유동을 수용하도록 구성된 출구 도관(24) 및 입구 도관(23)과 상기 입구 도관(23)과 유체 연통되도록 배열된 원통형 형상을 갖는 챔버(25)가 형성되며, 상기 챔버(25)는 주 개구(70)를 우회하는 출구 도관(24)에 도달되고 서모스탯(10)의 몸체 내에 형성되는 이차 도관(71)을 통하여 간접적으로 또는 이의 일 단부에 형성된 주 개구(70)를 통하여 직접적으로 출구 도관(24)과 유체 연통되도록 배열되고, 상기 주 개구 및 이차 도관(70, 71)은 가스의 최대 및 최소 유동 속도를 위해 각각 치수가 형성되며, 서모스탯(10)은 가스의 유동 속도를 조절하고 챔버(25) 내에 배열된 밸브(80)를 추가로 포함하며, 밸브(80)는 주 개구(70)가 완전히 열려서 출구 도관(24)을 향하여 가스 유동의 이동을 허용하는 제1 최대 개방 위치와 주 개구(70)가 밸브(80)에 의해 완전히 밀폐되고 가스 유동이 이차 도관(71)을 통하여 출구 도관(24)에 도달되는 제2 밀폐 위치 사이에서 몸체(20)의 제1 방향(A)으로 챔버(25)에 대해 동축방향으로 이동가능하고, 밸브(80)는 주 개구(70)에서 챔버(25) 내에 끼워맞춤된 나선형 스프링에 의해 제1 개구 위치 내에서 가압되고, 밸브의 위치는 나선형 스프링이 작동하는 단부에 마주보는 단부에서 밸브(80)와 접촉하는 서모스탯(10)의 자동온도 조절 벌브(50)의 팽창가능 부재(53)에 의해 제어되고, 밸브(80)는 소정의 부하 임계치를 초과하여 축방향으로 변형가능하도록 구성되며, 상기 부하 임계치는 밸브(80)가 제2 밀폐 위치에 있을 때 제1 개방 위치를 향하여 밸브(80)를 가압하는 나선형 스프링이 가할 수 이는 최대 반력보다 큰 서모스탯(10).
2. 제1항에 있어서, 밸브(80)는 축방향 캐비티(85) 및 상기 캐비티(85) 내에 이동가능하게 끼워맞춤된 이동가능 부재(86)를 포함하고, 상기 이동가능 부재(86)는 탄성 수단에 의해 밸브(80)로부터 이격되는 방향으로 가압되는 서모스탯(10).
3. 제2항에 있어서, 상기 탄성 수단은 나선형 스프링(87)을 포함하는 서모스탯(10).
4. 제1항에 있어서, 축방향 변형가능 밸브(80)는 서로에 대해 텔레스코픽 방식으로 이동가능한 2개의 부분 및 이들 사이에 배열된 탄성 수단을 포함하는 서모스탯(10).
5. 제1항에 있어서, 축방향 변형가능 밸브(80)는 탄성변형가능 재료로 제조된 부분을 포함하는 서모스탯(10).

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