KR200283657Y1 - 바이메탈을 이용한 가스유량 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스유량 조절장치에 관한 것으로 가스를 제공받기 위한 입력부와 가스를 배출하기 위한 출력부 및 입력부와 출력부 사이에 형성되는 가스흐름경로를 따라 흐르는 가스유량을 조절하기 위한 유량 조절수단이 구비된 조절기 몸체를 갖는다. 가열체의 표면에 밀착하여 가열체의 온도에 따라 변형되는 바이메탈판을 이용하여 회전력을 얻고, 이 회전력을 이용하여 유량 조절수단을 동작시켜 유체흐름 경로를 개방시키거나 차단시켜 가스유량을 조절한다. 이와 같은 본 고안의 가스유량 조절장치는 별도의 동력원 없이 가열체의 온도에 반응하여 유체의 유량을 자동으로 조절함으로서 가열체의 온도가 일정 범위에서 유지되도록 할 수 있다.

Description

바이메탈을 이용한 가스유량 조절장치{GAS FLOW REGULATOR USING BIMETAL}

본 고안은 가스유량 조절장치에 관한 것으로, 구체적으로는 바이메탈을 이용하여 온도변화에 따라 가스 배출 유량의 증감을 자동 조절하는 가스유량 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 기름이나 가스 등을 이용한 가열장치들은 가열 대상의 온도에 따라 유량을 조절하기 위한 유량 조절장치를 구비한다. 예를 들어, 대중 음식점이나 가정에서 사용하는 가스버너, 가스로스터와 같은 장치들은 화력을 조절하기 위해 가스유량을 단계적으로 조절할 수 있는 수동식 유량 조절장치를 통상적으로 구비한다. 그러나 수동식 유량 조절장치는 수동 제어됨으로 가열체가 일정 온도 범위 내로 유지되도록 조절하는 것이 어렵고 번거롭다.

불고기용 가스로스터의 경우 고기가 타지 않는 범위 내에서 불판의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 그러나 대부분 고기가 타들어 가는 시점에서 가스 공급량을 줄여 온도를 낮추려 하기 때문에 이미 불판은 과열상태에 있게 된다. 불판의 온도를 일정하게 유지하기 위해 고가의 온도에 반응하는 유량 조절장치를 사용할 수 있겠으나 이는 원가를 상승시키게 되어 대부분의 가스버너나 가스로스터는 고가의 유량 조절장치를 채용하고 있지 않다. 특히, 전자적인 유량 조절장치의 경우 별도의 동작 전원이 제공되어야 하므로 별도의 유지비 발생과 동작 전원이 차단되는 경우 유량 조절장치가 동작할 수 없는 취약점을 갖고 있다.

따라서, 본 고안의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서 별도의 동작 전원이 없이도 가열체의 온도에 반응하여 가스유량을 자동적으로 조절할 수 있는 가스유량 조절장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가스유량 조절장치의 분해 사시도

도 2는 도 1의 가스유량 조절장치의 결합상태를 보여주는 절단면도

도 3은 도 1의 온도반응 동작부의 구조를 구체적으로 보여주는 도면; 그리고

도 4는 도 1의 하부 몸체의 평면도이다.

상술한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 특징에 의하면, 가스유량 조절장치는: 가스의 유량을 조절하기 위한 조절기 몸체; 조절기 몸체의 일측에 장착되어 가스 공급원으로부터 제공되는 가스를 받아들여 조절기 몸체로 공급하는 가스입력블록; 조절기 몸체의 타측에 장착되어 조절기 몸체로부터 배출되는 가스를 출력하기 위한 가스출력블록; 회전력을 전달받아 가스입력 블록과 가스출력 블록 사이에 형성된 조절기 몸체의 가스흐름 경로를 막거나 개방하여 가스 유량을 조절하는 유량 조절수단; 대칭적으로 안쪽으로 꺾여진 두 개의 돌출부가마련된 바이메탈판, 두 개의 돌출부에 고정되고 서로 엇갈려 배치되는 두 개의 철편 및 두 개의 철편에 장착되는 가로축과 유량 조절수단으로 회전력을 전달하기 위한 세로축을 갖는 십자형 회전축을 갖는 온도반응 동작수단을 포함하여, 온도에 따라 발생되는 바이메탈판의 돌출부가 좌우로 벌려지거나 오므라지는 변형에 의해 회전축이 회전하고 발생된 회전력은 회전축을 통해 유량 조절수단으로 전달된다.

본 고안의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 온도반응 동작수단은 바이메탈판이 고정 장착되는 장착부를 갖는 원통형의 온도감지봉 및 온도감지봉의 내부를 통해 일단이 십자형 회전축에 연결되고 타단이 유량 조절수단에 연결축을 포함하고, 상기 유량 조절수단은 연결축과 연동하여 상기 조절기 몸체의 가스흐름경로를 막거나 개방하는 조절편이 설치된 회전축을 포함한다.

본 고안의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 조절기 몸체에 결합되고 온도감지봉이 장착 지지하는 지지봉을 포함하고, 지지봉의 내부에 장착되어 온도감지봉을 상하로 탄성을 갖도록 하여 가열체에 밀착하도록 하는 스프링을 포함한다.

본 고안의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지봉은 가이드홈을 갖고 상기 온도감지봉은 상기 가이드홈에 결합되기 위한 돌기 갖고, 온도감지봉은 가이드홈을 따라 상하로 이동되며 지지봉의 회전에 따라 회전된다.

본 고안의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지봉에 결합되는 기어-링을 구비한다.

실시예

이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 고안의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서 각 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 부분적으로 과장되어 표현될 수도 있다.

본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가스유량 조절장치는 가스버너, 가스로스터와 같은 가열장치에 탑재되어 가열체의 온도에 따라 가스 공급원으로부터 입력되는 가스의 유량을 자동으로 조절하여 화력의 세기를 자동 조절한다. 그럼으로 가열체가 일정 온도 범위 내에서 유지되도록 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가스유량 조절장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 가스유량 조절장치의 결합상태를 보여주는 절단면도이다.

도면을 참조하여, 본 고안의 가스유량 조절장치는 크게 조절기 몸체(10)와 온도반응 동작부(30)로 구성된다. 조절기 몸체(10)는 상판(11), 상부 몸체(13), 하부 몸체(16)로 구성되고 이들은 각기 다수 개의 나사들(18)에 의해 상호 결합된다. 상부 몸체(13)와 하부 몸체(16) 사이에는 가스의 누출을 방지하기 위한 오링(15)이 삽입된다.

하부 몸체(16)의 중심부에는 위로 개방된 수용부(17)가 마련된다. 상부 몸체(13)에는 상부 몸체(13)의 외부에서 수용부(17)에 이르기까지 가스입력통로(50)가 형성된다. 그리고 하부 몸체(16)에는 수용부(17)에 수용된 가스가 외부로 배출되도록 수용부(17)로부터 하부 몸체(16)의 외부에 이르기까지 가스배출통로(51)가 형성된다. 이와 같이 조절기 몸체(10)는 가스입력통로(50)를 통해 수용부(17)를 거처 가스배출통로(51)에 이르기까지 가스흐름경로가 형성된다.

조절기 몸체(10)에 마련된 가스입력통로(50)측으로는 가스 공급원(미도시)으로부터 가스를 공급받기 위한 가스입력 블록(1)이 다수개의 나사들(8a)에 의해 조절기 몸체(10)에 결합 고정된다. 가스입력 블록(1)에는 가스를 받아들이기 위한 입구(2)와 그 반대편으로 형성되어 가스를 배출하기 위한 출구(3)가 형성된다. 그리고 다른 하나의 출구(4)가 가스입력 블록(1)의 상부로 형성되는데 이를 통해서 극소량의 가스가 일정하게 배출된다. 다른 하나의 출구(4)를 통해 배출되는 극소량의 가스는 가스유량 조절장치의 가스량 조절과는 무관하게 가스가 공급되도록 한 것으로 이를 통해 공급되는 극소량의 가스는 가스 점화상태를 지속적으로 유지하는데 사용된다.

가스입력블록(1)이 설치된 반대편으로 가스출력 블록(5)이 다수개의 나사들(8b)에 의해 조절기 몸체(10)에 결합고정 된다. 가스출력 블록(5)의 일측에는 하부 몸체(16)의 가스출력통로(51)로부터 배출되는 가스를 받아들이기 위한 입구(6)와 상부에는 가스를 배출하기 위한 출구(7)가 형성된다. 가스입력블록(1)과 가스출력블록(5)은 각기 고무패드(9)를 사이에 두고 조절기 몸체(10)에 결합고정된다.

수용부(17)에는 유량 조절을 위한 조절편(23)이 수용된다. 조절편(23)은 평판형으로 구성되며 회전축(20)에 고정된다. 조절편(23)은 상부/하부 지지편(21)과함께 회전축(20)에 장착된다. 지지편(21)은 회전축(20)에 유동되지 않도록 고정되나 조절편(23)은 어느 정도 유동 가능하게 고정된다. 회전축(20)은 상부 몸체(13)의 중심부를 관통하여 장착되며, 가스 누출을 방지하도록 오링(24)으로 결합된다. 회전축(20)의 상단에 형성된 걸림핀(22)은 연결축(25)에 가이드 홈(25a)에 삽입 연결된다.

상부 몸체(13)의 중심부에는 위로 개방된 수용부(14)가 마련된다. 이 수용부에는 온도반응 동작부(30)가 수용된다. 온도반응 동작부(30)는 온도 감지봉(40)을 구비한다. 온도 감지봉(40)의 상단에는 바이메탈판(32)이 장착되는 원통형의 장착부(45)가 구비된다. 장착부(45)에는 원형판 형상의 바이메탈판(32)이 장착된다.

도 3은 도 1의 온도반응 동작부의 구조를 구체적으로 보여주는 도면이고 도 4는 도 1의 하부 몸체의 평면도이다.

도면을 참조하여, 바이메탈판(32)은 대칭적으로 돌출부(34)가 형성되어 안쪽으로 꺾여져 있다. 돌출부(34)에는 일단에 홀(36)이 형성된 두 개의 철편(35)이 각각 고정된다. 두 개의 철편(35)에 형성된 홀(36)에는 십자형상의 회전축(37)의 가로축(38)이 장착된다. 그리고 바이메탈판(32)의 다른 양측에 형성된 두 개의 고정부(33)는 장착부(45)의 내측 양측에 마련된 고정판(41)의 고정홈(43)에 나사(44)로 고정된다. 십자형상의 회전축(37)의 세로축(39)은 온도 감지봉(40)의 내부를 통해서 조절편(23)이 장착된 회전축(20)과 연결축(25)에 의해 상호 연결된다.

바이메탈(32)은 온도의 변화에 따라 팽창하거나 수축하는데 이때, 도 3의 화살표 방향과 같이, 바이메탈판(32)의 돌출부(34)가 좌우로 벌려지거나 오므라지게된다. 그리고 이에 연동하여 십자형 회전축(37)이 회전을 하게 된다. 후술하는 바와 같이, 바이메탈(32)의 변형에 의해 얻어진 회전력에 의해 십자형 회전축(37)이 회전함에 따라 조절편(23)이 회전하게 된다.

한편, 온도 감지봉(40)은 지지봉(27)에 삽입 결합되어 지지되며, 지지봉(27)의 하부는 상부 몸체(13)의 수용공간(14)에 수용되고 상판(11)의 홀(12)을 통해서 결합고정된다. 지지봉(27)에는 기어-링(29)이 나사(29a)에 의해 지지봉(27)에 결합고정된다. 지지봉(27)의 내부에는 스프링(26)이 장착되어 온도 감지봉(40)이 상하로 탄성을 갖도록 한다. 지지봉(27)의 일측은 세로로 가이드 홈(28)이 형성되며, 가이드 홈(28)에는 온도 감지봉(40)에 형성된 돌기(46)가 끼워진다.

이와 같이, 온도 감지봉(40)은 지지봉(27)에 의해 지지되면서 가이드 홈(28)을 따라 상하 이동함과 함께 지지봉(27)의 회전에 연동하여 회전하게 된다. 온도 감지봉(40)이 상하로 탄성을 갖도록 한 것은 가열체(미도시)에 바이메탈판(32)이 밀착되도록 한 것이다. 기어-링(29)은 온도조절 범위를 설정하기 위해 사용된다.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 몸체(16)의 수용부(17) 저면에는 가스배출통로(51)가 형성되어 있고 조절편(23)의 회전구간의 일정 영역에 두 개의 스톱퍼(16a, 16b)가 형성되어 있다. 그러므로 조절편(23)은 스톱퍼(16a, 16b)가 설치된 구간에서 정회전/역회전을 하면서 가스배출통로(51)를 막거나 개방시켜 가스량을 조절하게 된다.

다음은 이상과 같이 구성된 본 고안의 가스유량 조절장치의 동작에 관하여 구체적으로 설명한다.

본 고안의 가스유량 조절장치는 가스버너, 가스로스터와 같은 가열장치에 탑재되어 가열체의 온도에 따라 가스 공급원으로부터 입력되는 가스의 유량을 자동으로 조절하여 화력의 세기를 자동 조절한다. 그러므로 가열체가 일정온도 범위 내에서 유지되도록 한다.

가스 공급원(미도시)으로부터 가스 공급이 개시되면, 가스입력 블록(1)을 통하여 가스유량 조절장치로 가스가 공급되고 가스유량 조절장치를 통해 유량이 조절된 가스는 가스출력 블록(5)을 통해 배출된다. 배출된 가스는 발화지점까지 이송관(미도시)을 통해 이송되어 발화된다.

온도 감지봉(40)의 상단에 장착된 바이메탈판(32)은 가열체에 밀착되고, 가열체의 온도 상승과 함께 온도가 상승하게 된다. 바이메탈판(32)은 상술한 바와 같이 회전력을 발생하고 이에 따라 십자형 회전축(37)이 회전함과 함께 연결축(25)과 회전축(20)이 회전하면서 조절편(23)이 회전하게 된다. 조절편(23)이 회전하여 가스배출통로(51)를 서서히 막으면서 배출되는 가스량이 감소하게 되어 화력이 감소하게 된다.

가열체의 온도가 상승함과 함께 회전축(20)은 회전을 계속하다가 스톱퍼(16a)에 의해서 회전이 정지된다. 이 시점에서 조절편(23)은 가스배출통로(51)를 완전히 막게 된다. 그러므로 가스배출통로(51)를 통해 공급되던 가스는 완전히 차단된다. 이때, 가스입력 블록(1)에 마련된 다른 하나의 출구(4)를 통해 배출되는 극소량의 가스에 의해 점화상태를 지속적으로 유지된다.

가열체의 가열이 중지되면서 가열체의 온도가 내려가고 이에 따라 바이메탈판(32)의 온도도 내려간다. 그러므로 십자형 회전축(37)이 역회전 하여 조절편(23)도 역회전을 하여 가스배출통로(51)를 서서히 개방시키게 된다. 그러므로 가스출력 블록(5)을 통해 다시 가스공급이 개시된다. 가스출력 블록(5)을 통해 공급되는 가스는 가스입력 블록(1)에 마련된 다른 하나의 출구(4)를 통해 배출되어 점화되어 있는 불꽃에 의해 점화된다. 이와 같은 과정을 통해 가열체의 온도변화에 따라 가스가 공급 또는 차단되어 가열체가 일정 범위의 온도를 유지하게 된다.

사용자는 기어-링(29)에 연동되는 온도조절수단(미도시)을 사용하여 기어-링(29)을 회전시켜 조절편(23)을 이동시킬 수 있다. 즉, 기어-링(29)을 이용하여 조절편(23)의 회전 시작위치를 이동할 수 있다. 조절편(23)이 가스배출통로(51)를 막기까지 회전하는 거리를 길게 하거나 짧게 하여 온도조절 범위를 조정할 수 있다.

본 고안의 가스유량 조절장치는 바이메탈판(32)의 회전력 발생구조를 통해 무전원으로 동작하는 동력 전달 갖도록 하는 것으로 온도에 따라 반응하는 다양한 동력 전달구조에 응용하여 적용할 수 있음을 이 기술분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 상술한 바와 같은, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 바이메탈을 이용한 가스유량 조절장치의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 고안에 의하면, 가스유량 조절장치는 가열체의 온도에 변화에 따라 반응하는 바이메탈판에 의해 발생되는 회전력을 이용하여 별도의 동력원 없이 유체의 유량을 자동으로 조절함으로서 가열체의 온도를 일정 범위에서 가열되도록 할 수 있다.

Claims (5)

1. 가스의 유량을 조절하기 위한 조절기 몸체;

   조절기 몸체의 일측에 장착되어 가스 공급원으로부터 제공되는 가스를 받아들여 조절기 몸체로 공급하는 가스입력 블록;

   조절기 몸체의 타측에 장착되어 조절기 몸체로부터 배출되는 가스를 출력하기 위한 가스출력 블록;

   회전력을 전달받아 가스입력 블록과 가스출력 블록 사이에 형성된 조절기 몸체의 가스흐름 경로를 막거나 개방하여 가스유량을 조절하는 유량 조절수단;

   대칭적으로 안쪽으로 꺾여진 두 개의 돌출부가 마련된 바이메탈판, 두 개의 돌출부에 고정되고 서로 엇갈려 배치되는 두 개의 철편 및 두 개의 철편에 장착되는 가로축과 유량 조절수단으로 회전력을 전달하기 위한 세로축을 갖는 십자형 회전축을 갖는 온도반응 동작수단을 포함하여,

   온도에 따라 발생되는 바이메탈판의 돌출부가 좌우로 벌려지거나 오므라지는 변형에 의해 회전축이 회전하고 발생된 회전력은 회전축을 통해 유량 조절수단으로 전달되는 것을 특징으로 하는 가스유량 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 온도반응 동작수단은 바이메탈판이 고정 장착되는 장착부를 갖는 원통형의 온도 감지봉 및 온도 감지봉의 내부를 통해 일단이 십자형 회전축에 연결되고 타단이 유량 조절수단에 연결축을 포함하고,

   상기 유량 조절수단은 연결축과 연동하여 상기 조절기 몸체의 가스흐름경로를 막거나 개방하는 조절편이 설치된 회전축을 포함하는 가스유량 조절장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 조절기 몸체에 결합되고 온도 감지봉이 장착 지지하는 지지봉을 포함하고, 지지봉의 내부에 장착되어 온도 감지봉을 상하로 탄성을 갖도록 하여 가열체에 밀착하도록 하는 스프링을 포함하는 가스유량 조절장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 지지봉은 가이드홈을 갖고 상기 온도감지봉은 상기 가이드홈에 결합되기 위한 돌기 갖고, 온도 감지봉은 가이드홈을 따라 상하로 이동되며 지지봉의 회전에 따라 회전되는 것을 특징으로 하는 가스유량 조절장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 지지봉에 결합되는 기어-링을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스유량 조절장치.