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KR20050098294A - 가스 스트림 점화 방법 및 장치 - Google Patents

가스 스트림 점화 방법 및 장치 Download PDF

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KR20050098294A
KR20050098294A KR1020057014327A KR20057014327A KR20050098294A KR 20050098294 A KR20050098294 A KR 20050098294A KR 1020057014327 A KR1020057014327 A KR 1020057014327A KR 20057014327 A KR20057014327 A KR 20057014327A KR 20050098294 A KR20050098294 A KR 20050098294A
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KR
South Korea
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valve
ignition lock
gas
ignition
magnet
Prior art date
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Application number
KR1020057014327A
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Inventor
바바라 하페
유르겐 블랑크
Original Assignee
메르틱 맥시트롤 게엠베하 운트 콤파니 코만디트게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 원격 제어부에 의해 가스 흐름을 점화하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 전류의 소비를 낮게 유지시켜서 전체 전압원이 사용될 수 있도록 하는 것이다. 이를 위해, 열전쌍 안전 파일럿 밸브(17)가 개방되고 전원에 의해 공급되는 전자 제어장치(5)의 작동에 의해 빠져나가는 가스가 점화된다. 일단 가스 흐름이 점화되거나 한정된 유지 시간이 초과되면 필요한 유지 전류를 열전쌍(22)이 제공할 때까지 전압원으로부터의 유지 전류에 의하여, 상기 열전쌍 안전 파일럿 밸브(17)는 안전 파일럿 자석(18)에 의해 개방된 채로 유지된다.

Description

가스 스트림 점화 방법 및 장치{METHOD AND ARRANGEMENT FOR IGNITING A GAS FLOW}
본 발명은 가스 조절기 부품을 갖는 가스 난방 스토브에 사용될 수 있는, 가스 흐름을 점화하는 방법과 이 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
가스 난방 스토브 또는 이와 유사한 것에 대한 가스 조절기 부품이 수 많은 형태로 통용된다. 이들은 버너 안으로 흘러 들어가는 가스 흐름을 점화하고 조절한다.
가스 버너의 점화를 조절하는 밸브 장치는 GB 2 351 341 A로부터 친숙하다. 손으로 작동 스핀들을 점화위치로 움직이면, 점화 잠금 밸브가 열리게 된다. 작동 스핀들이 움직여질 때 마이크로 스위치가 걸리게 되기 때문에 작동 스핀들은 이 위치에서 매우 잠깐 고정될 필요가 있다. 이것에 의해 전압이 전력원으로부터 이용할 수 있게 되어 자석과 결합하게 된다. 압전기(piezoelectric) 스파크 점화에 의해 점화가 발생된다. 점화 잠금 밸브가 개방상태로 있게 하기 위해 열전쌍에 의해 제공되는 열전기 전류가 충분할 때 전력원은 스위치가 꺼지게된다.
이러한 해결책으로, 밸브 장치를 수동으로 작동시켜야하는 것은 단점이며, 이는 불편하게 위치된 설비의 경우에 또는 자주 작동되어야 한다면 만족스럽지 못하게 된다. 또한 압전기 스파크 점화를 수행하기 위해서 부가적인 수고가 요구된다. 점화 잠금 밸브의 개방 및 점화 사이의 시간은 비교적 짧기 때문에, 점화 잠금 밸브와 버너 구멍사이에 꽤 큰 전도성 간격이 있는 특별한 경우에는, 버너 구멍에서 점화할 수 있는 가스 혼합물이 있을 수 없는 문제점이 있다.
이에 추가로, DE 93 07 895 U는 난방 장치의 가스 버너용 열전기 잠금부를 갖는 다중 기능 밸브를 설명한다. 이 다중기능 밸브는 방의 현존하는 전력원을 사용해서 작동시킨다. 가스 흐름을 점화하기 위해 자석 밸브는 누름 버튼에 의해 전압이 가해져서 점화 잠금 밸브를 개방시킨다. 가스 흐름은 동시에 점화된다. 점화된 가스 화염 영역내의 열전쌍은 가열되고 열전기 전류에 의해 자석 삽입부를 전압이 가해진 상태로 들어가게 한다. 자석은 앵커를 단단히 붙잡아서 점화 잠금 밸브가 개방 위치에서 앵커에 연결되어 있게 한다. 이제 누름 버튼은 뗄 수 있고 자석 밸브는 전압이 가해지지 않게 된다.
여기서 열전기 전류가 점화 잠금 밸브를 개방 위치로 유지할 수 있을 때까지 압력 밸브는 충분히 오랫동안 유지되어야 한다는 것이 단점이다. 또한 자석 밸브가 전력원을 통해 그 시간동안 전압을 계속 받아야한다는 사실의 견지에서 전력 소모가 상대적으로 높다는 것도 단점이다.
각 도면은 다음과 같다:
도1은 닫힌 위치의 가스 조절 밸브 구성의 단면도.
도2는 활성화된 운전개시의 가스 조절 밸브 구성의 단면도.
도3은 점화 위치의 가스 조절 밸브 구성의 단면도.
도4는 개방 위치의 가스 조절 밸브 구성의 단면도.
본 발명은 원격 제어에 의해 점화를 수월하게 하기 위해 가스 스트림을 점화하기 위한 방법과 이 방법을 수행하는 장치를 개발하는 문제에 기초하고 있다. 나아가 필요한 전력소비는 충분히 낮게 유지되어 전체 전원이 사용되도록 한다. 또한 그 구조는 가능한 한 단순해야 한다.
문제점은 다음과 같이, 전원에 의해 저장된 전자 제어장치를 작동하여 가스 스트림을 점화하기 위해 가스 스트림을 차단하는 열전기 점화 잠금 밸브가 계속 개방되도록 하기 위해 유지 전류(holding current: 어떤 상태를 유지시키기 위한 최소전류)를 생성함으로써 점화 잠금 자석이 제어되는 본 발명에 따라 해결된다. 점화 잠금 자석은 전압이 가해지자마자 전자석은 전기 펄스에 의해 일시적으로 전압이 가해지고, 이에 의해 작동 스트럿은 점화 잠금 밸브를 개방시키고 점화 잠금 자석의 앵커의 위치를 정한다. 가스 스트림이 점화되고 열전쌍은 필요한 유지 전류를 공급하거나 특정 유지 기간이 초과될 때까지 앵커는 전원으로부터 나오는 유지 전류에 의해 억제된다.
이를 위해 가스 스트림을 점화하는 장치는 전원으로부터 공급되는 전자 제어장치와, 가스 스트림을 차단하는 열전기 점화 잠금밸브와 점화 잠금 자석 및 점화 잠금 밸브와 정렬되는 작동 스트럿으로 구성된다. 점화 잠금 밸브의 밸브 디스크는 밸브 막대에서 지지되고 회복 스프링에 의해 닫히는 방향으로 하중을 받는다. 점화 잠금 자석의 앵커는 밸브 막대로 단단히 고정된다. 한편으로는 점화 잠금 자석의 권선이 가스 화염에 의해 가열되는 열전쌍의 회로내에 놓이고 다른 한편으로는 전자 제어장치에 의해 조절될 수 있다.
점화 잠금 밸브와 정열된 작동 스트럿은 전자석에 의해 회복 스프링의 힘에 대항하여 길이방향으로 움직일 수 있어서, 점화 잠금 자석의 앵커는 견딜 수 있고 밸브 디스크는 개방 위치에 있다. 전자석은 전자 제어장치에 연결되고 전기 펄스에 의해 임펄스의 지속기간동안 전압이 가해질 수 있다.
또한 스위치에 의해 주 버너에 가스 흐름을 제어하는 구동 장치가 있다.
이것은 종래기술의 앞서 언급한 단점들을 치료하는 해결책을 찾아내었다. 전자 제어장치의 일시적인 작동은 가스 스트림의 점화를 수월하게 한다. 제어장치가 얼마나 오랫동안 작동되는 지와 무관하게, 전자석의 펄스 작동만 고려하기 때문에, 매우 낮은 전력이 요구된다. 또한 파일럿 광을 생성하도록 전원에 접근하는 것이 가능해서, 압전기 점화 장치에 대해 추가로 비용을 들일 필요가 없다.
본 발명의 다른 특징적인 실시예는 다른 특허 청구항으로부터 얻는다.
점화 화염이 이미 불이 켜질 때 언급된 단계들이 건너 띄어지고 주 버너로 흐르는 가스량이 증가되는 방식으로 전자 제어장치가 구동 장치를 개시한다면, 하나의 유리한 방법 실시예가 생겨난다. 점화 화염이 불이 켜질 때 주 버너로 흐르는 가스량이 자동으로 증가한다는 사실은 설계 및 작동을 단순하게 하는 것을 가능하게 한다.
낮은 전력이 요구되기 때문에, 적절한 수명을 보장하면서도 전원이 배터리로부터 공급된다면 배터리의 크기가 작게 설계될 수 있어서 전자 제어장치와 함께 원격 제어부에 위치될 수 있다는 것이 매우 유리한 것임이 또한 입증된다.
가스 흐름에 점화하기 위한 처리방법이 본 발명의 과제이며, 이러한 처리방법을 수행하는 장치는 아래의 실시예에서 보다 상세히 설명된다. 실시예는 가스 스트림을 점화하는 본 발명에 의한 장치를 갖는 가스 난방 스토브용 가스 조절 밸브에 대한 개략적으로 나타낸다.
도1에 예시된 본 발명의 가스 조절 밸브는 바람직하게 가스 가열식 굴뚝 스토브 또는 유사한 장치에서 설치되는 개폐식 조절 장치이다. 이것은 버너에 들어가는 가스량이 조절되는 버너를 작동하고 모니터링 하는 것에 도움이 된다. 본 실시예의 버너는 점화 버너(42) 및 주 버너(44)로 구성된다.
이 가스 조절 밸브는 가스 입력부(2)를 갖는 하우징(1)과 점화 가스 출력부(3), 및 주 가스 출력부(4)로 구성되어 있다. 각각의 기능을 하는 장치들은 하우징(1)내에 있다. 그것은 본 실시예에서 전원과 함께 별도로 위치된 원격제어부(6)의 하우징내에 있는 전자 제어장치(5)에 의해 개시된다.
다음의 기능 장치들이 도시된 가스 조절 밸브 내에 수용된다.
● 안전 파일럿을 갖는 시동부(7)
● 주 버너(44)로 흘러가는 가스량에 대한 제어장치(8)
시동부(7)를 위해, 하우징(1)의 베어링(9) 내에서 길이방향으로 이동될 수 있도록, 원격제어부(6)에 의해 하우징(1)에 위치된 전자석(11)을 통해 작동될 수 있는 작동 스트럿(10)이 공급되고, 예를 들어 O링(12)은 가스가 새지 않도록 한다.
길이방향으로의 움직임은 하우징(1)내에서 지지되는 회복 스프링(13)의 힘에 대항하여서만 가능하다. 회복 스프링(13)의 힘 아래에서 채택되는 시작 위치는 작동 스트럿(10)에서 시작 위치 내의 한계 정지부(도시안됨)에 대항하여 견디는 스러스트 베어링(14)에 의해서 도달된다. 작동 스트럿(10)의 단부는 하우징의 내부로 연장한다.
하우징(1)의 내부는 파티션(15)에 의해 다양한 구획으로 나누어진다. 일렬로 정열되고 작동 스트럿(10)에 대해 연장부로서 파티션(15)은 점화 잠금 밸브(17)에 속하는 최초의 개구(16)를 갖는다. 하우징(1)의 베어링 내에서 가스가 새지 않게 위치된 가스 입력부(2)로부터 하류에 있는 열전기 점화 잠금 자석(18)에 의해 점화 잠금 밸브(17)는 영향을 받는다. 열전기 점화 잠금 자석(18)은 앵커(19)에 작용하고, 이 앵커는 밸브 스템(20)에 단단히 연결되어 있고, 밸브 스템에 점화 잠금 밸브(17)의 밸브 디스크(21)가 고정된다. 열전기 점화 잠금 자석(18)은 전자 제어장치(5) 및 파일럿 광에 노출된 열전쌍(22)에 의해 전압이 가해질 수 있다.
점화 잠금 자석(18)의 구조 및 작용은 당업자들에게는 친숙하므로 더 자세히 설명할 필요는 없다. 회복 스프링(23)이 스프링 고리로서 역할을 하는 밸브 디스크(21)를 거쳐 점화 잠금 자석(18)으로부터 앵커(19)를 빼는데 힘이 든다는 것만 강조할 필요가 있다.
시동부(7) 뒤의 흐름 방향으로, 하우징(1) 내에 스위치(24)가 있다. 스위치(24)는 한 쪽면의 이중 슬릿 탄성 스프링(25)을 갖고, 이는 한편으로는 하우징(1)내의 한 베어링(26) 내의 슬릿면의 두 단부에서 지지되고, 반면에 다른 한편으로는 슬릿이 없는 면은 그 리라 스프링(lyre spring)(27)에 의해 연결되고, 리라 스프링은 하우징(1) 내의 제2베어링(28) 내에서 지지된다. 리라 스프링(27)을 향하는 면에는, 제1밸브(29)에 배정된 제1밸브 안착 본체(30)가 제1파일럿 구멍 내에 안착되고, 이 제1파일럿 구멍에 파티션(15)내의 제1밸브 시트(31)가 배정된다. 이에 더하여, 두 개의 외부 단부 사이에 탄성 스프링(25)의 탄성의 혀부분에서, 제2밸브(32)가 배정되고 파티션(15)내의 제2밸브 시트(34)가 제2밸브에 배정된 제2밸브 안착 본체(33)는 제2파일럿 구멍 내에 안착된다. 하우징(1)내의 태핏(36)에 의해 닿는 지렛대(35)가 탄성 스프링(25)의 혀부분에서 다른 단부와 함께 작용한다. 스위치의 이동은 탄성 스프링(25)의 움직임을 제한하는 정지부에 의해 결정된다.
밸브(32)의 조절 제어가 부분-로드(part-load) 영역 내의 계단식 개폐 스위치를 갖는 밸브(29)에 의해 달성되도록 스위치(24)가 설계된다. 부분-로드 처리량은 틈(37)의 단면에 의해 한정된다.
길이 방향으로 움직일 수 있고 스위치(34)와 마찰성으로 연결된 태핏(36)은 하우징(1)으로부터 돌출하며, 동시에 베어링(38)을 형성한다. 외부에서 가스가 새지 않도록 하는 것이 필요하며 이는 예를 들어 O링(39)에 의해 보장된다. 단부가 스위치(24)로부터 멀어지는 방향으로 되어, 태핏(36)이 구동 장치(40)에 연결되어있는 것은 당업자에게 친숙하므로 더 상세히 설명하지 않는다. 구동 장치(40)는 전자 제어장치(5)에 의해 원격제어부(6)에 의해 개시된다.
상기의 처리절차를 수행하기 위해 전자 제어장치(5)가 원격제어부(6)에 의해 작동된다. 파일럿에 이미 불이 붙은 상태에서, 구동 장치(40)는 즉시 전자 점화장치(5)에 의해 개시된다. 따라서, 주 버너(44)로 흐르는 가스량은 다음에 설명되는 방식으로 증가 된다.
파일럿에 불이 붙지 않는다면, 두 밸브(29, 32)가 닫혀있는지 또는 양 밸브(29, 32)가 닫혀있는 것을 보증하도록 제어되는지의 여부를 분명히 하기 위해 안전상의 이유로, 구동 장치(40)는 또한 전자 제어장치(5)에 의해 체크 된다. 이것은 전기 펄스에 의해 전자석(11)을 작동시키고, 따라서 작동 스트럿(10)은 점화 잠금 밸브(17)의 방향으로 이동되어 이를 충분히 넓게 열어 앵커(19)가 점화 잠금 자석(18)에 대해 견딜 수 있게 된다. (도2)
이와 별도로, 점화 잠금 자석(18)은 전자 제어장치(5)에 의해 전압이 가해져서, 앵커(19)가 점화 잠금 자석(18)에 부딪히는 때로부터 앵커(19)는 유지 전류(holding current)의 흐름에 의해 이 위치에, 즉, 점화 잠금 밸브(17)의 개방 위치로 고정되고, 반면에 펄스가 끝난 후에 전자석(11)은 전압이 가해지지 아니하게 되고 회복 스프링(13)의 영향을 받게 되기 때문에 작동 스트럿(10)은 그 시작 위치를 다시 채택한다. 점화 가스는 이제 점화 가스 공급부(41)를 통해 점화 버너(42)로 흐를 수 있고, 여기서 점화 전극(43)에 의해 점화된다. (도3)
열전쌍(22)은 연소 파일럿 광에 의해 가열된다. 그 결과로서 열전쌍 전류의 수준은 전자 제어장치(5)에 의해 모니터 된다. 열전쌍 전류가 충분해지면, 즉시 전원으로부터 유지 전류에 의해 꺼지게 된다.
점화 가스의 점화가 미리 정해진 기간의 시간 내에 발생하지 않는다면, 전자 제어장치(5)는 전원으로부터 나오는 유지 전류에 의해 꺼지게 되고, 이는 점화 잠금 자석(18)의 전원을 끊고 점화 잠금 밸브(17)를 닫는다.
파일럿 광이 점화되기 때문에, 구동 장치(40)는 원격 제어부(6) 및 전자 제어장치(5)에 의해 조작될 수 있다. 이것은 스위치(24)를 잘 알려진 방법으로 열어, 밸브 시트(31)로부터 밸브 안착 본체(30)가 갑작스럽게 분리되는 결과를 초래한다. 틈(37)에 의해 한정된 일정량의 가스는 주 가스 출력부(4)를 거쳐 주 버너(44)로 흐르고 파일럿 광에 의해 점화된다. 화염은 최소 수준으로 연소한다. 구동 장치(40)의 추가적인 작동은, 밸브 안착 본체(33)가 이제 밸브 시트(34)로부터 분리되어 밸브(32)를 통해 흐르는 가스량을 일정하게 증가시키므로, 주 가스 버너(44)로 흐르는 가스량이 균일하게 증가 되는 결과를 초래한다. 스위치(24)는 이제 조절 범위 내에 있고 밸브(32)는 최대량의 가스가 도달될 때 까지 일정하게 개방된다. (도4)
본 발명의 과제인 처리과정 및 이 처리과정을 수행하는 장치는 설명된 실시예에 한정되는 것이 물론 아니다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 변형시키고 적용시키는 것과 이들을 조합하는 것이 가능하다.
예를 들어 가스 조절 밸브는 앞서 언급한 것들과 별도로 압력 조절기 등과 같은 추가적인 기능 장치를 가질 수 있다. 제어 신호의 전송은 일반적으로 알려진 바와 같이, 적외선, 초음파, 전파 등에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 원격 제어부(6)를 사용하지 않고, 전자 제어장치(5)가 하우징(1)에 또는 그 내부에 있는 것도 가능하다.
도면 부호 목록
1 하우징 29 밸브
2 가스 입력부 30 밸브 안착 본체
3 점화 가스 출력부 31 밸브 시트
4 주 가스 출력부 32 밸브
5 제어 장치 33 밸브 안착 본체
6 원격 제어부 34 밸브 시트
7 시동부 35 지렛대
8 제어 장치 36 태핏
9 베어링 37 틈
10 작동 스트럿 38 베어링
11 전자석 39 O링
12 O링 40 구동 장치
13 회복 스프링 41 점화 가스 공급부
14 스러스트 베어링 42 점화 버너
15 파티션 43 점화 전극
16 틈 44 주 버너
17 점화 잠금 밸브
18 점화 잠금 자석
19 앵커
20 밸브 막대
21 밸브 디스크
22 열전쌍
23 회복 스프링
24 스위치
25 탄성 스프링
26 베어링
27 리라 스프링

Claims (4)

  1. 전원으로부터 공급되는 전자 제어장치(5)를 작동하여 가스 흐름을 차단하는 열전기 점화 잠금 밸브(17)가 계속 개방되어 있도록 유지 전류를 생성시키는 것에 의해 점화 잠금 자석(18)이 제어되고 전자석(11)이 전기 펄스에 의해 일시적으로 전압이 가해져서, 작동 스트럿(10)은 점화 잠금 밸브(17)를 개방하고 점화 잠금 자석(18)의 앵커(19)의 위치를 정하고, 가스 흐름이 점화된 후에 또는 한정된 유지기간이 초과된 후에 열전쌍(22)이 필요한 유지 전류를 제공하도록 전원으로부터 유지 전류에 의해 충분히 오랫동안 유지되는, 가스 스트림 점화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 파일럿 광이 이미 점화된 상태에서, 주 버너(44)로 흐르는 가스량이 증가되도록 구동 장치(40)가 즉시 개시되는 것을 특징으로 하는 가스 스트림 점화 방법.
  3. 전원으로부터 공급되는 제어장치(5)와,
    밸브 디스크(21)가 밸브 막대(20)에 안착되고 닫는 방향으로 회복 스프링(23)에 의해 하중을 받는, 가스 흐름을 차단하는 열전기 점화 잠금 밸브(17)와,
    점화 잠금 자석의 권선이 한편으로는 가스 화염에 의해 가열된 열전쌍(22)의 회로에 놓여있고, 다른 한편으로는 전자 제어장치(5)에 의해 개시될 수 있고, 점화 잠금 자석의 앵커(19)가 단단히 밸브 막대(20)에 연결되는, 점화 잠금 자석(18)과,
    점화 잠금 밸브(17)와 정열되고, 전기 펄스를 통해 회복 스프링(13)의 힘에 대항하여 전기 제어장치(5)에 의해 일시적으로 작동할 수 있고 점화 잠금 자석(18)의 앵커(19)가 견딜 수 있고 밸브 디스크(21)가 개방된 위치에 있도록 길이방향으로 움직일 수 있는, 작동 스트럿(10) 및,
    스위치(24)를 통해 주 버너(44)로 흐르는 가스량을 조절하는, 제어장치(40)로 구성된,
    제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하기 위한 가스 스트림 점화 장치.
  4. 제3항에 있어서, 전원은 배터리로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스 스트림 점화 장치.
KR1020057014327A 2003-02-13 2004-02-11 가스 스트림 점화 방법 및 장치 Ceased KR20050098294A (ko)

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