KR20190131545A - 가스 카트리지를 위한 금속 요소를 갖는 안전 밸브 - Google Patents

가스 카트리지를 위한 금속 요소를 갖는 안전 밸브 Download PDF

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KR20190131545A
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Abstract

압력 하에서 액화 가스를 저장하기 위한 카트리지(60)는 컨테이너(67) 및 밸브(30)를 포함한다. 밸브(30)는 컨테이너(67)에 맞는 재킷(31)을 가지며, 이는 유입구(39) 및 배출구를 갖는 중공 본체(34)를 둘러싼다. 중공 본체(34)는 그 내부에 카트리지(60)에서 바깥으로 가스의 흐름을 허용하는 위치와 허용하지 않는 위치 사이에서 이동하는 가동 요소(35)를 가진다. 중공 본체(34)는 컨테이너(67) 내에 있고, 상기 단부로부터 중공 본체(34)의 내부를 향하여 가스의 흐름을 허용하지 않는 저부로 밀봉되는 일 단부를 가진다. 저부(38)는 중공 본체 내에서 액체 또는 가스 형태에서 가스의 흐름을 허용하지 않고 밸브의 막힘 없이 유체의 완전한 흐름을 보장한다.

Description

가스 카트리지를 위한 금속 요소를 갖는 안전 밸브
본 발명은 부탄 또는 프로판-LPG와 같은, 압력 하에서 액화 가스(liquefied gas)를 저장하기 위한 카트리지에 관한 것이다. 이들 카트리지는 연소 장치, 즉 가스 버너에 연결될 수 있으며, 커피를 준비하는 것, 물 또는 다른 액체를 끓이는 것, 음식을 데우는 것, 조명을 위한 장비에 연결되는 것과 같은 다양한 용도를 가진다.
알려진 카트리지는 통상적으로 190 gr 내지 500 gr 범위의 다양한 용량 및 치수를 가진다. 하나의 알려진 유형의 카트리지는 피어싱(piercing)에 의해 연소 장치에 연결된다. 가스를 저장하기 위한 다른 알려진 카트리지는, 가스를 저장하기 위한 컨테이너 및 카트리지를 연소 장치에 연결하는 밸브를 포함한다. 작동 시, 카트리지는 밸브를 통해 증발 가스(evaporated gas)를 안전하게 연결된 연소 장치에 제공한다.
밸브를 갖는 카트리지의 밸브는 나사산(thread)과 제공되어 카트리지를 상보적 나사산과 제공되는 연소 장치에 스크류 고정(screwing) 한다. 대안적으로, 그들은 연소 장치를 수용하여 클래스프 고정(clasping)한다. 밸브를 갖는 카트리지는 밸브를 통해 리필될 수 있다.
피어싱 가능한 카트리지와 함께 사용될 연소 장치에는 적절한 위치에서 피어싱 가능한 카트리지의 벽을 관통시키도록 구성된 피어싱 요소가 장착된다. 피어싱 요소에 의해 만들어진 구멍(hole)은 카트리지에서 연소 장치로 흐르는 가스를 위한 배출구(outlet)를 형성한다. 피어싱 가능한 카트리지는 연소 장치가 카트리지를 피어싱한 후에 제거되는 경우, 가스의 실질적인 흐름을 금지하기 위한 흐름 제한 장치(flow limiter device)를 가진다. 피어싱 가능한 카트리지는 리필 가능하지 않다.
연소 장치는 또한 도 1에 도시된 커버에 연결될 수 있다. 그러한 시스템을 사용할 때, 사용자는 카트리지를 커버 내에 삽입한다. 커버를 갖는 이러한 연소 장치의 어셈블리는 피어싱 가능한 카트리지와 함께 사용된다.
문서 FR 1.433.490은 흐름 제한기를 갖는 피어싱 가능한 카트리지를 개시한다. 흐름 제한기는 카트리지 벽의 내부에 맞는 단부 베이스(end base)를 갖는 실린더형 본체를 가진다. 단부 베이스는 가스를 위한 유입구(inlet)를 갖고, 단부 베이스와 대향하는 실린더의 다른 단부는 가스 배출구를 가진다.
문서 US 4,971,224는 가스를 저장하는 카트리지를 관통할 수 있는 피어싱 요소를 갖는 연소 장치와 함께 사용될 수 있는 밸브를 갖는 카트리지를 개시한다.
본 발명은 압력 하에서 액화 가스를 저장하기 위한 카트리지에 관한 것으로서, 개구부(opening)를 갖는 컨테이너 및 카트리지로부터 바깥으로 가스의 흐름을 제어하기 위한 상기 개구부에 맞는 밸브를 포함하고, 밸브는 컨테이너에 맞는 재킷을 가지며, 재킷은 가스가 카트리지로부터 바깥으로 흐를 때 가스를 위한 배출구 및 카트리지에 저장되는 가스를 위한 유입구를 갖는 중공 본체를 둘러싸고, 본체는 그 내부에 카트리지에서 바깥으로 가스의 흐름을 허용하는 위치와 카트리지에서 바깥으로 가스의 흐름을 허용하지 않는 위치 사이에서 이동하도록 구성된 가동 요소를 가진다.
본 발명의 목적은 피어싱 요소를 갖는 연소 장치와 함께 안전하게 사용될 수 있고, 카트리지로부터 연소 장치로의 가스의 원활한 흐름을 보장하는 밸브를 갖는 카트리지이다. 본 발명의 추가적인 목적은 경제적이고 효율적인 방식으로 밸브의 견고성(robustness) 및 강도(strength)와 액화 가스 누출과 관련하여, 높은 안전성 수준을 갖는 카트리지이다. 본 발명의 추가적인 목적은 관련 유럽 규범의 안전 요건을 만족시키는 카트리지이다. 본 발명의 추가적인 목적은 안전하게 협력하고, 카트리지에서 연소 장치로 가스의 완전한 흐름을 허용하는 카트리지 및 연소 장치이다.
본 발명의 목적은 중공 본체가 컨테이너 내에 있는 일 단부를 가지고, 단부가 상기 단부로부터 중공 본체의 내부를 향하여 가스의 흐름을 허용하지 않는 저부(bottom)로 밀봉되는, 밸브를 카트리지에 통합함으로써 달성된다.
중공 본체의 단부를 밀봉하는 저부는 중공 본체 내에서 액체 또는 가스 중 어느 형태에서도 가스의 흐름을 허용하지 않는다. 이러한 저부는 견고하고 유체 방지(fluid-proof)이고 불침투성(impermeable)이며, 밸브의 막힘(clogging) 없이 유체의 완전한 흐름을 보장한다.
종속항은 본 발명에 따르는 장치에 통합될 때 추가 장점을 제공하는 추가적인 특징을 정의한다.
바람직하게는 가동 요소는 금속 볼(metal ball)이다. 바람직하게는 스테인리스강(stainless steel)인 금속 볼과 중공 본체의 단부를 밀봉하는 저부의 조합은 본 발명에 의해 제공되는 장점과 밸브의 막힘 없는 작동 수명을 최대화한다.
가스를 위한 유입구는 튜브형 본체의 측벽(side wall)에 그리고 그 저부 위, 즉 재킷을 향하여 구성된다. 일 실시예에서, 중공 본체는 네 개의 거의 평행한 슬롯을 가진다. 슬롯은 6 mm(millimeter) 내지 10 mm의 길이 및 1 mm 내지 2 mm의 폭을 가질 수 있다. 유입구의 다른 형상 및 치수는 본 발명의 범위 내에서 예상된다.
저부의 둘레는 측벽의 내부 또는 외부 둘레와 일치할 수 있다. 어떠한 경우에도, 저부를 통한 가스의 흐름은 가능하지 않다. 중공 본체는 저부에 측벽 또는 측벽의 일부를 캐스팅(casting) 또는 부착함으로써 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
다른 실시예에서, 중공 본체는 그 내부에 카트리지로부터 바깥으로 가스의 흐름을 허용하지 않는 위치를 향하여 가동 요소를 밀어주는 스테인리스강의 복원 요소(restoring element)를 가진다. 선택적으로, 복원 요소는 나선형 스프링이다.
두 개의 밀봉 요소는 밸브 요소들의 연결의 밀봉을 보장하는 데 사용될 수 있다: 제1 밀봉 요소는 재킷과 컨테이너 사이에 제공되고, 그리고/또는 제2 밀봉 요소는 재킷과 본체 사이에 제공된다. 재킷은 주석 판(tin plate)으로 만들어질 수 있다.
본 발명의 실시예가 도 1 내지 도 8을 참조하여 이하에서 설명된다.
도 1은 연소 장치를 도시한다.
도 2는 카트리지를 도시한다.
도 3은 밸브의 단면을 도시한다.
도 4는 카트리지에 맞는 밸브의 단면을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따르는 밸브 저부의 견고하고 액체가 새지 않는 저부를 도시한다.
도 6은 저부를 향하여 바라보는 밸브의 중공 본체의 횡단면을 도시한다.
도 7은 저부를 향하여 바라보는 대안적인 밸브의 중공 본체의 횡단면을 도시한다.
도 8은 추가 실시예의 중공 본체를 개략적으로 도시한다.
도 1 및 도 2는 각각 연소 장치(70) 및 카트리지(60)를 도시한다. 연소 장치(70)는 사용자가 카트리지(60)를 넣을 수 있는 하우징(75)에 연결된다. 카트리지는 밸브(30)가 맞는 개구부(65)를 갖는 컨테이너(67)를 포함한다. 밸브(30)가 카트리지(60)에 연결될 때, 밸브(30)는 카트리지(60)의 내부로부터 밸브(30)를 통해 외부 공간 또는 연소 장치(70)로 향하는 가스의 흐름을 제어한다. 연소 장치(70)는 밸브(30)에 작용하여 가스의 흐름을 통하게 하는, 길쭉한 요소(elongated element)를 갖는 헤드(73)를 가진다. 도 3은 밸브(30)의 단면을 도시하고, 도 4는 카트리지(60)에 맞는 밸브(30)의 단면을 도시한다.
컨테이너(67)는 케이싱(61), 베이스(62) 및 베이스(62)와 대향하는 커버(63)를 가진다. 커버(63)는 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이 에지(68)에 의해 정의된 개구부(65)를 가진다. 케이싱(61) 및 베이스(62)는 일체형 단일 요소 또는 서로 부착된 두 개의 요소일 수 있다. 케이싱(61), 베이스(62) 및 커버(63)는 컨테이너(67)를 형성하고 액화 가스를 위한 저장 공간을 정의한다.
밸브(30)는 실린더형 또는 거의 실린더형인 재킷(31)을 가지며, 이는 커버(63)의 에지(68) 주위에 불침투성 방식으로 맞추어진다. 연소 장치(70)가 카트리지(60)에 부착될 때 밸브(30)는 밸브(30)를 통하여 연소 장치(70)로 향하는 가스의 흐름을 허용한다. 그러나, 연소 장치(70)가 카트리지(60)로부터 제거될 때, 밸브(30)는 카트리지(60)의 내부로부터 밸브(30)를 통하여 외부 공간으로 향하는 가스의 흐름을 금지한다.
밸브(30)의 실린더형 또는 거의 실린더형인 재킷(31)은 그 양단에서 개방된다. 재킷(31)의 일 단부는 바깥쪽, 즉 실린더형 또는 거의 실린더형인 재킷(31)의 축을 향한 방향과 반대 방향으로 연장되는 립(lip)을 가진다. 재킷(31)의 립은 커버(63)에서 개구부(65)를 정의하는 에지(68) 주위에 불침투성 방식으로 맞추어진다. 카트리지(60)에 밸브(30)를 효과적으로 맞추기 위해, 에지(68)는 접히고 양쪽으로부터 재킷(31)의 립을 가압한다.
재킷(31)은 그 내부에 밸브(30)의 중공 본체(34)를 둘러싼다. 밸브(30)의 본체(34)는 실린더형 또는 거의 실린더형인 재킷(31)의 축과 일치하거나 거의 일치하는 축 주위에 실린더형 또는 거의 실린더형인 측벽을 가진다. 본체(34)는 재킷(31)으로부터 돌출하는 단부를 가지며, 여기에서 이것은 둘러싸이고 가둬진다. 본체(34)의 이 단부는 컨테이너(67)에 의해 정의된 공간 내에 위치되고, 이것은 불침투성 저부(38)에 의해 밀봉되어, 액체 또는 기체 중 어느 것도 그것을 통하여 흐를 수 없다. 통상적으로, 액화 가스의 자유 표면이 수평일 때, 카트리지(60)가 가득 찬 경우에도 저부(38)는 가스와 접촉하지 않는다. 저부(38)는 카트리지가 이동될 때 및/또는 카트리지(60)가 수평에 대해 약간 기울어진 표면 상에 있을 때 가스와 접촉할 수 있다. 그러나, 저부(38)는 개구부 또는 천공(perforation)을 가지지 않고 불침투성이므로, 도 3 내지 도 7을 참조하면, 저부(38)는 카트리지(60)로부터 밸브(30)의 본체(34)의 내부를 향하는 가스의 흐름을 금지한다. 본체(34)의 다른 단부는 재킷(31)의 단부에 형성되는 플랜지(flange)를 향하여 밀봉 인서트(33)를 가압한다. 플랜지는 립과 반대 방향으로, 재킷(31)의 내부를 향하여 지향된다. 재킷(31)은 주석 판 튜브로부터 제조될 수 있다. 튜브는 접힐 수 있어서, 재킷은 이중 벽을 가지며 그리고 플랜지 및 립은 재킷(31)의 동일한 단부에 있다. 일 예시에서, 재킷을 제조하는 데 사용되는 주석 판의 두께는 대략 0.32 mm(1 mm = 0.001 m)이다.
도 6 및 도 7은 중공 본체(34)의 대안적인 저부(38)를 도시한다. 도 6 및 도 4에 나타낸 저부(38)는 측벽의 외부 둘레와 일치하는 둘레를 가지고, 도 7 및 도 5에 나타낸 저부(38)는 측벽의 내부 둘레와 일치하는 둘레를 가진다. 이들 실시예의 저부 및 단면 측벽이 원형이므로, 저부의 직경은 도 6 및 도 4의 실시예에서 측벽의 외부 직경 및 도 7 및 도 5의 실시예에서 측벽의 내부 직경과 동일하다.
가스를 위한 유입구(39) 및 배출구는 밸브(30)의 본체(34)에 형성된다. 유입구는 본체(34)의 실린더형 벽에 형성되며, 이것은 적어도 하나의 개구부이다. 도 3에 도시된 실시예에서, 밸브의 유입구는 실린더 벽을 따라 네 개의 슬롯이다. 이들 슬롯 중 두 개는 도 3에 점선으로 도시된다. 실시예의 슬롯은 7.4mm의 길이를 갖고 그 폭은 1.4mm와 동일하다. 이 실시예의 슬롯은 단지 유입구(39)의 일 예시일 뿐이다. 유입구의 다른 형상 및 치수는 본 발명의 범위 내에서 예상된다. 배출구는 재킷(31) 내부에 있고 저부(38)와 대향하는 본체(34)의 단부에 있다. 이미 언급된 바와 같이, 본체(34)와 재킷(31) 사이의 밀봉 인서트(33)는 본체(34)의 단부에 제공될 수 있고, 여기에서 배출구는 본체(34)와 재킷(31)의 유체가 새지 않는 연결(fluid-tight connection)을 보장하기 위해 형성된다. 일반적으로, 유입구(39)는 저부(38) 위, 즉 재킷(31)을 향하는 측벽에 있다.
본체(34)는 도시된 바와 같이 몰딩(molding)에 의해 하나의 본체로서 제조될 수 있거나 저부(38)에 실린더형 측벽의 네 개의 길이 방향 부분, 플랩(flap)을 부착함으로써 형성될 수 있다. 두 경우에, 유입구(39)는 측벽의 네 개의 길이 방향 부분 사이에 형성된다. 중공 본체(34)를 갖는 밸브(30)의 예시가 도 8에 도시된다.
가동 요소(35) 및 복원 요소(36)는 밸브(30)의 중공 본체(34) 내에 제공된다. 복원 요소(36)는 가동 요소(35)와 저부(38)의 내부 사이에서 작용한다. 도 3 및 도 4의 실시예에서, 가동 요소(35)는 바람직하게는 스테인리스강으로 만들어진 금속 볼이고, 그리고 복원 요소(36)는 바람직하게는 스테인리스강으로 만들어진 선형 스프링이다. 볼이 단지 스프링의 작용 하에 있을 때, 즉 저부(38)를 향하는 힘에 의해 힘이 가해지지 않을 때, 볼은 본체(34)의 개방된 단부를 향하여 힘이 가해지고 밀린다. 이 위치에 있을 때 볼과 밀봉 요소(33)는 밸브(30)의 배출구를 차단하여, 따라서 가스가 카트리지(60)로부터 밸브(30)를 통하여 외부 공간으로 흐르는 것을 금지한다.
연소 장치(70)가 카트리지(60)에 부착될 때, 연소 장치(70)의 헤드(73)의 적절한 요소는 밸브의 저부를 향하여 가동 요소(36)에 힘을 가하고, 복원 요소를 압축한다. 이 위치에 있을 때 배출구는 자유롭고 가스는 카트리지(60)로부터 밸브(30)를 통하여 연소 장치(70)를 향하여 흐를 수 있다.
유체가 새지 않는 저부와 결합하여 금속 가동 요소를 갖는 밸브의 사용은 본 발명에 의해 제공되는 장점을 최대화하고 카트리지의 매우 완벽하고 안전한 작동을 가져온다.
본 발명에 따르는 카트리지는 다양한 용량, 예컨대 190g, 500g 등을 가질 수 있으며, 그리고 밸브를 갖는 카트리지 또는 피어싱 가능한 카트리지에 맞는 연소 장치와 함께 사용될 수 있다. 특히 밸브를 갖는 190g의 카트리지는 유럽 표준 EN 521에 따르는, 피어싱 가능한 카트리지를 위한 피어싱 요소를 갖는 연소 장치와 함께 사용하기에 적합하다.
30 밸브(valve)
31 밸브의 재킷(jacket of the valve)
32 제1 밀봉 요소(first sealing element)
33 제2 밀봉 요소(second sealing element)
34 중공 본체(hollow body)
35 가동 요소(movable element)
36 복원 요소(restoring element)
38 중공 본체의 저부(bottom of hollow body)
39 유입구(inlet)
60 카트리지(cartridge)
61 컨테이너의 케이싱(casing of container)
62 컨테이너의 베이스(base of container)
63 컨테이너의 커버(cover of container)
65 커버의 개구부(opening of the cover)
67 컨테이너(container)
68 커버의 에지(edge of the cover)
70 가스 기기, 유체 가스를 사용하는 연소 장치 장비(combustion device apparatus using fluid gas, gas appliance)
73 연소 장치의 헤드(head of the combustion device)
75 하우징(housing)

Claims (15)

  1. 압력 하에서 액화 가스를 저장하기 위한 카트리지(60)로서,
    개구부(65)를 갖는 컨테이너(67) 및
    상기 카트리지(60)로부터 바깥으로 상기 가스의 흐름을 제어하기 위한 상기 개구부(65)에 맞는 밸브(30)를 포함하고,
    상기 밸브(30)는 상기 컨테이너(67)에 맞는 재킷(31)을 가지며, 재킷(31)은 상기 카트리지(60)에 저장되는 상기 가스를 위한 유입구(39) 및 상기 가스가 상기 카트리지(60)로부터 바깥으로 흐를 때 상기 가스를 위한 배출구를 갖는 중공 본체(34)를 둘러싸고, 중공 본체(34)는 그 내부에 상기 카트리지(60)에서 바깥으로 상기 가스의 흐름을 허용하는 위치와 상기 카트리지(60)에서 바깥으로 상기 가스의 흐름을 허용하지 않는 위치 사이에서 이동하도록 구성된 가동 요소(35)를 가지고,
    상기 중공 본체(34)는 상기 컨테이너(67) 내에 있는 일 단부를 가지고, 상기 단부는 상기 단부로부터 상기 중공 본체(34)의 내부를 향하여 상기 가스의 흐름을 허용하지 않는 저부(38)로 밀봉되는, 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가동 요소(35)는 금속 볼(metal ball)인, 카트리지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중공 본체(34)는 측벽을 가지고, 상기 가스를 위한 상기 유입구(39)는 상기 저부(38) 위의 상기 측벽에 구성되는, 카트리지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공 본체(34)는 상기 가스를 위한 상기 유입구(39)를 형성하는, 네 개의 거의 평행한 슬롯을 가지는, 카트리지.
  5. 제4항에 있어서,
    각각의 슬롯은 6 mm 내지 10 mm의 길이와 1 mm 내지 2 mm의 폭을 가지는, 카트리지.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저부(38)는 상기 측벽의 내부 둘레 또는 상기 측벽의 외부 둘레와 일치하는 둘레를 가지는, 카트리지.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재킷은 주석 판(tin plate)으로부터 만들어지는, 카트리지.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동 요소(35)는 스테인리스강(stainless steel)으로부터 만들어지는, 카트리지.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공 본체(34)는 그 내부에 상기 카트리지(60)로부터 바깥으로 상기 가스의 흐름을 허용하지 않는 위치를 향하여 상기 가동 요소(35)를 밀어주는 복원 요소(36)를 가지는, 카트리지.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복원 요소(36)는 스테인리스강으로 만들어지는, 카트리지.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복원 요소(36)는 스테인리스강으로 만들어진 나선형 스프링(helical spring)인, 카트리지.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공 본체는 플라스틱으로 만들어지는, 카트리지.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재킷(31)은 상기 컨테이너(67)의 상기 개구부(65)의 주변을 따라 단단하게 맞는 립(lip)을 가지고, 그리고 제1 밀봉 요소(32)는 상기 재킷(31)과 상기 컨테이너(67) 사이에 제공되는, 카트리지.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재킷(31)과 상기 중공 본체(34) 사이에 제2 밀봉 요소(33)가 있는, 카트리지.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따르는 카트리지(60) 및 상기 카트리지(60)의 상기 밸브(30)와 협력하도록 구성되는 피어싱 요소를 갖는 연소 장치(70)를 포함하는 시스템.
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