KR100636840B1 - 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치 - Google Patents

휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치 Download PDF

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Abstract

휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치를 개시한다. 이 장치는 주입구로부터 공급되는 가스를 챔버로 공급할 수 있는 공급 경로가 마련된 조정기, 및 가스통을 조정기로부터 분리시킬 수 있는 해제레버를 구비하는 휴대용 가스버너에 적용되며, 공급 경로와 연통될 수 있는 입구, 및 가스통 내부의 가스를 외부로 배출시킬 수 있도록 외부와 연통될 수 있는 출구를 가진 밸브 하우징; 가스통의 내압이 제1 압력에 도달할 경우 공급 경로에 작용하는 압력에 의해 밸브 하우징의 출구 쪽으로 슬라이딩 되도록 밸브 하우징 내부에 밀봉 설치된 외부 밸브 조립체; 가스통의 내압이 제2 압력에 도달할 경우, 가스통 내부의 가스를 밸브 하우징 외부로 배출시킬 수 있도록 외부 밸브 조립체에 마련된 수납부 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된 내부 밸브 조립체;를 구비한다.
가스버너, 안전장치, 유로 차단식, 용기 착탈식, 밸브

Description

휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치{Apparatus for prohibiting explosion of gas can for portable gas burner}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.
도 3 및 도 4는 가스통을 조정기에 체결하거나 분리시키는 동작을 설명하는 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치의 동작을 각각 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10...조정기 12...주입구 14...공급경로
30...폭발방지장치 40...밸브 하우징 42...입구
44...출구 48...스토퍼 50...외부 밸브 조립체
51...가스 배출공 52...수납부 54...외부밸브 본체
56...외부밸브 시일 58...외부밸브 바이어스 60...내부 밸브 조립체
62...내부 밸브 본체 64...내부밸브 시일 66...내부 밸브 바이어스
본 발명은 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스버너의 조정기에 마련되는 안전밸브와 과압에 의한 가스통 폭발을 방지할 수 있는 구조가 일체화된 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 야외나 실내에서 간단하게 고기를 굽거나 취사기구를 가열할 때 휴대용 가스버너가 사용된다. 휴대용 가스버너는 휴대하기 간편하기 때문에 그 이용이 점차 증대되고 있다. 그러나, 이러한 가스버너의 사용에 따른 안전 사고의 위험 역시 늘어나고 있다.
휴대용 가스버너의 작동이 정상적인 경우, 가스통 내부의 온도는 기화 현상에 의해 낮아진다. 따라서, 온도 상승에 의한 폭발 위험성은 극히 낮다. 그러나, 통상적으로 가스버너 위에 놓여진 냄비, 조리 기구 등으로부터 발생되는 복사열이 가스통에 전달되기 때문에 가스통의 내압이 상승하게 된다.
한편, 통상적인 가스통 내부의 정상압력은 2-3㎏/㎠ 범위이며, 압력 증가에 의해 가스통이 변형될 수 있는 변형압력은 13㎏/㎠이고, 그 내압이 15㎏/㎠이면 가 스통이 폭발하게 된다.
한국가스안전공사의 법규에 의하면, 가스통의 내압이 5-7㎏/㎠ 범위인 경우, 사용 중인 가스버너에서 가스통이 분리될 수 있도록 안전장치의 설치를 의무화하고 있다. 일본의 경우 그러한 규정치는 4-6㎏/㎠ 범위이다. 한국의 경우 주로 '용기착탈식'이 이용되고 있고, 일본의 경우 '유로차단식'이 이용되고 있다.
상기 '용기착탈식' 안전 장치는 가스통의 내압이 위험압력에 도달할 경우, 가스통을 휴대용 가스버너의 가버너 주입구로부터 이탈시킴으로써 가스 공급을 차단시키는 방식이고, '유로차단식' 안전 장치는 가스버너의 가버너 내의 유로를 기구적으로 차단시킴으로써 가스 공급을 중단시키는 방식이다. 상술한 안전장치들은 가스통의 내압이 일정한 압력 범위에 이르게 될 경우 가스 공급을 조기에 차단시킴으로써 가스버너의 불꽃을 소화시키기 위한 것이다.
그런데, '유로차단식' 안전장치의 경우 '용기착탈식'에 비해 상대적으로 기계적 고장이 많지 않은 장점은 있으나, 이 또한 일차적으로 가스 공급을 차단하더라도 가스통이 여전히 가스버너 내부에 그대로 존재하기 때문에 복사열에 의해 가스통의 내압이 급속하게 상승할 가능성이 높다.
왜냐하면, 위험압력 상태에서 가스버너로의 가스 공급을 차단하여 가스통의 폭발을 막을 수도 있지만, 안전장치가 작동된 후 얼마 지나지 않은 시점에서 가스통이 폭발했다는 사고 사례들도 끊이지 않고 발생되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 가스통의 폭발 방지 장치들이 개발되고 있는 바, '용기착탈식'의 경우에는 대한민국 등록실용신안 제20-0240713호 및 공개특허 제2003-0082234호를 통해, '유로차단식'의 경우에는 등록특허 제10-0399766호 및 공개특허 제2003-0090920호를 통해 각각 개시되었다.
그러나, 이러한 종래의 가스통 폭발 방지 장치들은 가스버너의 조정기의 일측에 안전장치와 폭발 방지 장치를 각각 별도로 마련하기 때문에 부품수가 당연히 증가하게 되고 그로 인한 작업 공수가 늘어남은 물론 조정기의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 기술들에 의하면, '유로차단식'과 '용기착탈식' 등과 같이 안전장치의 방식 차이에 따라 각각 개별적인 기술 개발에 의해 인접 방식들과의 호환성에 많은 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 기본적으로 용기착탈식 구조를 채용하면서 유로차단식에도 적용할 수 있으며, 조정기의 하나의 장소에서 안전장치와 폭발방지 장치를 구현할 수 있음으로 인해 인접 기술들 사이의 호환성을 기대할 수 있도록 구조가 개선된 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치는, 주입구로부터 공급되는 가스를 챔버로 공급할 수 있는 공급 경로가 마련된 조정기, 및 가스통을 상기 조정기로부터 분리시킬 수 있는 해제레버를 구비하는 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치에 있어서, 상기 공급 경로와 연통 되는 입구 및 출구를 가진 밸브 하우징; 상기 가스통의 내압이 제1 압력에 도달할 경우 상기 공급 경로에 작용하는 압력에 의해 상기 밸브 하우징의 출구 쪽으로 슬라이딩 되도록 상기 밸브 하우징 내부에 밀봉 설치된 외부 밸브 조립체; 상기 가스통의 내압이 제2 압력에 도달할 경우, 상기 가스통 내부의 가스를 밸브 하우징 외부로 배출시킬 수 있도록 상기 외부 밸브 조립체에 마련된 수납부 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된 내부 밸브 조립체;를 구비한다.
바람직하게, 상기 외부 밸브 조립체는: 내부에 수납부가 마련된 실린더형 외부 밸브 본체; 상기 밸브 하우징과 상기 공급 경로 사이를 밀봉시킬 수 있도록 상기 외부 밸브 본체의 외주면에 설치된 외부 밸브 시일; 상기 외부 밸브 본체를 상기 입구 측으로 탄성 바이어스 시킬 수 있도록 상기 밸브 하우징 내부에 설치된 외부 밸브 바이어스부재; 및 상기 외부 밸브 본체의 측벽에 설치된 가스 배출공;을 구비한다.
바람직하게, 상기 내부 밸브 조립체는: 실린더형 내부 밸브 본체; 상기 수납부를 밀봉할 수 있도록 상기 내부 밸브 본체의 외주면에 설치된 내부 밸브 시일; 및 상기 내부 밸브 본체를 상기 입구 측으로 탄성 바이어스 시킬 수 있도록 상기 수납구와 상기 내부 밸브 본체 사이에 설치된 내부 밸브 바이어스부재;를 구비한다.
바람직하게, 상기 내부 밸브 조립체는 상기 수납부를 밀봉할 수 있도록 상기 내부 밸브 본체의 외주면에 설치된 적어도 하나 이상의 부가적인 내부 밸브 시일을 더 구비한다.
바람직하게, 상기 위험 압력은 상기 가스통의 내압이 5-7㎏/㎠ 또는 4-6㎏/㎠이다.
바람직하게 상기 폭발 압력은 상기 가스통의 내압이 15㎏/㎠이다.
바람직하게, 상기 수납부는 외부와 연통되도록 상기 외부 밸브 본체의 일단에 마련된 구멍을 더 구비한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 휴대용 가스버너(100)는 주입구(12)를 통해 가스통(1: 도 3)으로부터 가스를 공급받을 수 있는 공급 경로(14)가 내부에 마련된 조정기(10)를 구비한다. 상기 조정기(10)는 가스통(1)으로부터 가스를 공급받아 가스를 일시 수용하는 가스 수용부(16), 및 가스 수용부(16) 내부에 회동 가능하게 설치된 조절부재(18)를 구비한다. 상기 조절부재(18)는 가스 수용부(16)와 연통되는 공급 경로(14)를 선택적으로 개폐하기 위한 것이다. 가스통(1)으로부터 가스가 공급되면 그 공급 압력에 의해 조절부재(18)는 회동하게 되고, 가스 수용부(16) 내에 가스가 충만하게 되면 다이어프램(11)이 팽창하고 그 팽창에 의해 조절부재(18)의 타단은 원위치로 회동됨으로써 공급 경로(14)를 차단한다. 상기 조정기(10)의 내부에는 가스 수용부(16)로 공급되는 가스의 량에 의해 다이어프램(11)과 함께 팽창과 수축을 반복하는 압력판(13), 바이어스부재(15) 등이 내장된다. 조정기(10) 상부에 결합되는 커버(17)는 다이어프램(11)이 자유롭게 유동될 수 있는 여유 공간을 확보하기 위해 깔때기 형상을 가지며, 대략 중앙에는 배출구(19)가 마련된다. 상기 배출구(19)는 팽창되는 다이어프램(11)에 의해 커버(17)의 내면에 존재하는 공기를 외부로 배출시키기 위한 것이다. 상기 조정기(10)는 조절레버(미도시)에 의해 공기의 양을 조절하면서 배출부(미도시)에 연결되는 배출 파이프(미도시)를 통해 미도시된 연소부로 가스를 공급한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가스버너(100)는 가스통(1)을 조정기(10)의 주입구(12)에 선택적으로 체결 및 분리시키기 위한 착탈장치를 구비한다. 상기 착탈장치는 조정기(10) 부근에서 회동될 수 있는 작동레버(22)와, 작동레버(22)에 연결되는 링크부재(24)와, 링크부재(24)에 연결되고 가스통(1)을 밀착할 수 있는 가이드(26), 및 비상시 밸브에 의해 회동됨으로써 작동레버(22)를 원위치 시킬 수 있는 해제레버(28)를 구비한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스통 폭발 방지 장치(30)는 조정기(10)의 기능 장애 또는 가스버너의 과열, 조정기(10)의 가스 누출 등과 같은 비상 사태 발생시 가스버너(100)를 소화시키기 위해 조정기(10)로부터 가스통(1)을 해제시키거나 가스통(1)이 폭발하지 않도록 가스통(1) 내부의 가스를 신속히 배출시키기 위한 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 가스통 폭발 방지 장치(30)는 조정기(10)의 소정 위치 즉, 종래기술의 세이프티 밸브가 마련되는 위치에 설치된다. 상기 가스통 폭발 방지 장치(30)는 조정기(10)에 마련된 밸브 하우징 (40)과, 가스통(1)의 내압이 제1 압력에 도달할 경우 가스통(1)을 조정기(10)로부터 분리시키기 위해 밸브 하우징(40) 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된 외부 밸브 조립체(50)와, 가스통(1)의 내압이 제2 압력에 도달할 경우 가스통(1) 내부의 가스를 급속히 배출시키기 위해 외부 밸브 조립체(50) 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된 내부 밸브 조립체(60)를 구비한다.
상기 밸브 하우징(40)은 조정기(10)의 공급 경로(14)와 연통될 수 있는 입구(42)를 가지며, 외부 밸브 조립체(50)의 선단이 빠져나올 수 있는 출구(44)를 가진다. 따라서, 밸브 하우징(40)은 내부 공간이 원통형인 것이 바람직하다. 밸브 하우징(40)의 출구 부분에는 외부 밸브 조립체(50)가 통과할 수 있는 출구(44)와 하나 이상의 가스 배출공(46)이 마련되고 밸브 하우징(40)의 선단에 나사 결합되는 스토퍼(48)가 설치된다. 이를 위해, 상기 밸브 하우징(40)의 내면 하단에는 스토퍼(48)가 설치될 수 있는 나사선이 마련된다. 물론, 스토퍼(48)는 밸브 하우징(40)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 외부 밸브 조립체(50)는 가스버너(10)의 사용시 가스통(1)의 내압이 제1 압력(위험압력) 즉, 약 5-7㎏/㎠ 또는 4-6㎏/㎠ 범위에 도달할 경우, 공급 경로에 작용하는 압력에 의해 밸브 하우징(40)의 출구(44) 쪽으로 급속히 슬라이딩되면서 그 선단이 해제레버(28)를 움직이게 하기 위해 밸브 하우징(40) 내부에 밀봉 설치된 구조이다.
상기 외부 밸브 조립체(50)는 내부에 원통형 수납부(52)가 마련된 원통 실린더형 외부 밸브 본체(54)와, 밸브 하우징(40) 내부와 공급 경로(14) 사이를 밀봉시 킬 수 있도록 외부 밸브 본체(54)의 외주면에 설치된 외부 밸브 시일(56)과, 외부 밸브 본체(52)를 입구(42) 측으로 탄성 바이어스 시킬 수 있도록 밸브 하우징(40)과 내부에 설치된 외부 밸브 바이어스부재(58), 및 외부 밸브 본체(54)의 측벽 소정 위치에 수납부(52)와 연통되게 설치된 가스 배출공(51)을 구비한다.
상기 외부 밸브 본체(54)는 외부 밸브 시일(56)이 장착될 수 있도록 상부에 마련된 장착부(53)를 가진다. 상기 장착부(53)의 일면은 입구(42) 부근에 접촉되고 장착부(53)의 타면은 외부 밸브 바이어스부재(58)가 설치될 수 있도록 외부 밸브 본체(54)의 외주면으로부터 돌출된다.
상기 외부 밸브 본체(54)의 일단에는 수납부(52)와 외부를 관통하는 구멍(55)이 마련된다. 상기 구멍(55)은 수납부(52) 내부에서 이동하는 내부 밸브 조립체(60)의 저항을 최소화하기 위한 기능을 가진다.
상기 외부 밸브 시일(56)은 공급 경로(14)에 작용하는 위험압력에 의해 외부 밸브 본체(54)가 밸브 하우징(40) 내부에서 슬라이딩될 수 있도록 밸브 하우징(40) 내부를 밀봉하기 위한 것으로서 통상적인 O-링 구조를 가진다. 상기 외부 밸브 시일(56)은 링 구조 이외에 밸브 하우징(40) 내부를 밀봉할 수 있는 그 어떤 구조 및 재질도 채택할 수 있다.
상기 외부 밸브 바이어스부재(58)는 위험압력에 의해 외부 밸브 본체(54)가 움직일 수 있는 탄성계수를 가지며, 장착부(53)의 하단과 스토퍼(48) 사이에 설치된 스프링을 이용하는 것이 바람직하다. 물론, 외부 밸브 바이어스부재(58)는 스프링 이외에 외부 밸브 본체(54)를 입구(42)측으로 바이어스 시킨 상태에서 위험압력 에 의해 외부 밸브 본체(54)를 이동시킬 수 있는 그 어떤 구성도 채택될 수 있다.
상기 가스 배출공(51)은 폭발 압력시, 공급 경로(14), 입구(42), 및 수납부(52)의 상부를 통해 유입되는 가스통(1) 내부의 가스를 밸브 하우징(40), 및 외부로 배출시키기 위한 것이다. 따라서, 가스 배출공(51)은 외부 밸브 시일(56)이 형성되는 위치로부터 밸브 하우징(40)의 출구(44) 방향으로 마련된다.
상기 내부 밸브 조립체(60)는 가스버너(100)의 연소부가 소화된 후 가스통(1)의 내압이 약 13㎏/㎠(변형 압력)에 도달하여 가스통(1)의 선단부가 팽창하기 시작하여 가스통(1)이 조정기(10)의 주입구(12)에 재결합되는 경우(용기착탈식) 또는 1차적으로 조정기(10) 내부에서 가스 수용부(16)로 공급되는 가스를 차단한 상태에서 가스통(1)의 가스가 조정기(10)로 공급되는 경우(유로차단식) 가스통(1)의 내압이 제2 압력(폭발 압력) 약 13㎏/㎠에 도달하기 전에 가스통(1) 내부의 가스를 소정 경로를 통해 밸브 하우징(40) 외부로 배출시킬 수 있도록 외부 밸브 조립체(50)의 수납부(52) 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된다.
상기 내부 밸브 조립체(60)는 실린더형 내부 밸브 본체(62)와, 수납부(52)를 밀봉할 수 있도록 내부 밸브 본체(62)의 외주면에 설치된 다수의 내부 밸브 시일들(seals)(64), 및 내부 밸브 본체(62)를 입구(42) 측으로 탄성 바이어스 시킬 수 있도록 수납부(52)와 내부 밸브 본체(52) 사이에 설치된 내부 밸브 바이어스부재(66)를 구비한다.
상기 내부 밸브 본체(62)는 메인 내부 밸브 시일(64a)이 설치될 수 있는 제1 설치홈(61) 및 한 쌍의 부가적인 내부 밸브 시일들(64b)이 설치될 수 있도록 제1 설치홈(61)과 이격 형성된 제2 설치홈(63)을 구비한다. 상기 제2 설치홈(63)의 일면은 내부 밸브 바이어스부재(66)가 설치될 수 있도록 내부 밸브 본체(62)의 외주면으로부터 돌출된다.
상기 내부 밸브 시일(64)은 공급 경로(14)에 작용하는 폭발압력에 의해 내부 밸브 본체(62)가 외부 밸브 조립체(50)의 외부 밸브 본체(54)의 수납부(52) 내부에서 슬라이딩될 수 있도록 수납부(52) 내부를 밀봉하기 위한 것으로서 통상적인 O-링 구조를 가진다. 상기 내부 밸브 시일(64)은 링 구조 이외에 수납부(52) 내부를 밀봉할 수 있는 그 어떤 구조 및 재질도 채택할 수 있다.
상기 내부 밸브 바이어스부재(66)는 폭발압력에 의해 내부 밸브 본체(62)가 움직일 수 있을 정도의 탄성계수를 가지며, 제2 설치홈(63)의 하단과 수납부(52)의 내부 일단 사이에 설치된 스프링을 이용하는 것이 바람직하다. 물론, 내부 밸브 바이어스부재(66)는 스프링 이외에 내부 밸브 본체(62)를 입구(42)측으로 바이어스 시킨 상태에서 폭발압력에 의해 외부 밸브 본체(54)를 이동시킬 수 있는 그 어떤 구성도 채택될 수 있다.
내부 밸브 바이어스부재(66)는 외부 밸브 바이어스부재(58) 보다 상대적으로 큰 바이어스 계수(탄성계수)를 가지므로, 가스통(1)의 내압이 위험압력에 도달하더라도 그러한 위험압력에 의해 내부 밸브 본체(62)는 외부 밸브 본체(54)에 대한 상대 이동은 발생되지 않는다. 따라서, 위험압력에 의해 외부 밸브 본체(54)가 이동되는 경우 내부 밸브 조립체(62)는 수납부(52)를 밀봉하는 기능을 가짐은 물론 외부 밸브 조립체(50)와 일체화된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 휴대용 가스버너(100)가 작동하여 연소부에 불꽃이 형성된 상태에서 가스통(1) 내부의 압력이 위험압력에 도달하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 외부 밸브 바이어스부재(58)는 그 바이어스 계수(탄성계수)의 한계점에 도달하게 되어 바이어스부재(58)의 변형이 발생되어 수축된다. 그러면, 밸브 하우징(40)의 입구(42)가 개방되면서 외부 밸브 본체(50)는 내부 밸브 조립체(60)와 함께 밸브 하우징(40)의 출구(44)를 향해 급속히 움직이게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 급속히 이동된 외부 밸브 본체(54)의 끝단은 해제레버(28)를 가격하게 되고 그 가격력에 의해 해제레버(28)는 회동하게 된다. 그러면, 해제레버(28)의 타단은 작동 레버(22)를 원위치 시키게 되고, 이와 동시에 링크부재(24)에 의해 가이드(26)가 원위치로 복귀하면서 가스통(1)은 조정기(10)의 주입구(12)로부터 분리되고, 가스버너(100)의 연소부의 불꽃은 소화되게 된다.
이러한 상태(용기착탈식에 의해 가스통이 조정기로부터 분리된 상태) 또는 '유로차단식'에 의해 공급 경로의 일부가 1차적으로 차단된 상태에서, 가스버너(10)의 연소부 위에 놓여진 냄비나 불판 등의 조리용기로부터 계속되는 복사열 등에 의하여 가스통(1)의 내압이 상승하여 소정 압력(변형 압력) 범위까지 상승하게 되면, 가스통(1)의 선단이 변형되기 시작한다. 여기서, 용기착탈식의 경우 계속하여 가스통(1)의 내압이 상승되게 되면 가스통(1)의 선단은 조정기(10)의 주입구(12)와 다시 연통되게 된다. 또한, 유로차단식의 경우에도 가스통(1)과 공급 경로(14)의 일 부는 연통된 상태가 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 가스통(1)의 내압이 폭발압력에 거의 도달하게 되면 내부 밸브 바이어스부재(66)는 그 바이어스 계수(탄성계수)의 한계점에 도달하게 되어 내부 밸브 바이어스부재(66)의 변형(수축)이 발생된다.
그러면, 내부 밸브 본체(62)는 수납부(52)의 바닥을 향해 급속히 움직이게 된다. 이와 동시에, 공급 경로(14) 및 밸브 하우징(40)의 입구(42)를 통해 밸브 하우징(40) 내부로 유입되는 가스는 수납부(52)의 상부 및 가스 배출공(51)을 통해 외부 밸브 본체(54)의 외부로 유출된 후 밸브 하우징(40)의 출구(44) 및/또는 스토퍼(48)의 구멍들(46)을 통해 배출된다. 따라서, 가스통(1) 내부의 가스는 순간적으로 완전히 배출된다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도이다. 도 1 내지 도 6에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스통 폭발 방지 장치(130)는 조정기(10)에 마련된 밸브 하우징(40)과, 가스통(1)의 내압이 제1 압력에 도달할 경우 가스통(1)을 조정기(10)로부터 분리시키기 위해 밸브 하우징(40) 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된 외부 밸브 조립체(150)와, 가스통(1)의 내압이 제2 압력에 도달할 경우 가스통(1) 내부의 가스를 급속히 배출시키기 위해 외부 밸브 조립체(150) 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된 내부 밸브 조립체(160)와, 밸브 하우징의 출구에 설치된 스토퍼(148)를 구비한다.
상기 외부 밸브 조립체(150)는 가스버너(10)의 사용시 가스통(1)의 내압이 제1 압력(위험압력) 즉, 약 5-7㎏/㎠ 또는 4-6㎏/㎠ 범위에 도달할 경우, 공급 경로에 작용하는 압력에 의해 밸브 하우징(40)의 출구(44) 쪽으로 급속히 슬라이딩되면서 그 선단(하단)이 해제레버(28)를 움직이게 하기 위해 밸브 하우징(40) 내부에 밀봉 설치된 구조이다.
상기 외부 밸브 조립체(150)는 내부에 원통형 수납부(152)가 마련된 원통 실린더형 외부 밸브 본체(154)와, 밸브 하우징(40) 내부와 공급 경로(14) 사이를 밀봉시킬 수 있도록 외부 밸브 본체(154)의 외주면에 설치된 외부 밸브 시일(156)과, 외부 밸브 본체(152)를 입구(42) 측으로 탄성 바이어스시킬 수 있도록 밸브 하우징(40)과 내부에 설치된 외부 밸브 바이어스부재(158)와, 외부 밸브 본체(154)의 상단 중앙으로부터 수납부(152)에 연통되도록 형성된 가스 유입구(151), 및 외부 밸브 본체(154)의 측벽 소정 위치에 수납부(152)와 연통되게 설치된 가스 배출구(159)를 구비한다.
상기 외부 밸브 본체(154)는 외부 밸브 시일(156)이 장착될 수 있도록 상단과 그로부터 소정 간격 떨어지 위치에 각각 마련된 제1,2 장착부(153a)(153b)를 가진다. 제1 장착부(153a)는 제1 외부 밸브 시일(156a)이 설치될 공간이고, 제2 장착부(153b)는 제2 외부 밸브 시일(156b)이 설치될 공간이다. 따라서, 제1 외부 밸브 시일(153a)은 입구(42) 부근을 직접적으로 밀봉하는 기능을 하며, 제2 외부 밸브 시일(153b)은 밸브 하우징(40) 내부를 2차적으로 밀봉하는 기능을 한다. 한편, 제2 장착부(153b)의 하면은 외부 밸브 바이어스부재(158)가 설치될 수 있도록 외부 밸브 본체(154)의 외주면으로부터 돌출된다.
내부 밸브 본체(160)가 수납부(152)에 수납된 상태에서 외부 밸브 본체(154)의 타단(하단)은 스크류(155)에 의해 결합된다. 상기 스크류(155)는 내부 밸브 조립체(160)를 수납부(152)에 조립하기 위한 것이다. 한편, 본 실시예의 스크류(155)는 외부 밸브 조립체(150)를 밀봉하는 구조이지만 이에 한정되지 않고, 외부 밸브 본체(154)의 타단은 수납부(152) 내부에서 이동하는 내부 밸브 조립체(160)의 저항을 최소화시키기 위해 전기 실시예의 구멍(55) 구조를 가질 수 있음은 물론이다.
상기 외부 밸브 본체(154)의 소정 부위 즉, 제2 장착부(153b)의 하단의 소정 길이에는 외부 밸브 본체(154)의 중심 방향으로 인입된 인입부(157)가 형성된다. 또한, 가스 배출구(159)는 이러한 인입부(157)의 소정 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 스프링 등과 같은 외부 바이어스 부재(158)가 압축될 경우 그러한 스프링의 압축에 의해 가스 배출 공간이 그만큼 줄어드는 현상을 인입부(157)에 의해 해결하기 위한 것이다.
상기 외부 밸브 시일(156a)(156b)은 공급 경로(14)에 작용하는 위험압력에 의해 외부 밸브 본체(154)가 밸브 하우징(40) 내부에서 슬라이딩될 수 있도록 밸브 하우징(40) 내부를 밀봉하기 위한 것으로서 통상적인 O-링 구조를 가진다. 상기 외부 밸브 시일(156)은 링 구조 이외에 밸브 하우징(40) 내부를 밀봉할 수 있는 그 어떤 구조 및 재질도 채택할 수 있다.
상기 외부 밸브 바이어스부재(158)는 위험압력에 의해 외부 밸브 본체(154) 가 움직일 수 있는 탄성계수를 가지며, 제2 장착부(153b)의 하단과 스토퍼(148) 사이에 설치된 스프링을 이용하는 것이 바람직하다. 물론, 외부 밸브 바이어스부재(158)는 스프링 이외에 외부 밸브 본체(154)를 입구(42)측으로 바이어스 시킨 상태에서 위험압력에 의해 외부 밸브 본체(154)를 이동시킬 수 있는 그 어떤 구성도 채택될 수 있다.
상기 가스 배출구(159)는 폭발 압력시, 공급 경로(14), 입구(42), 가스 유입구(151) 및 수납부(152)의 상부를 통해 유입되는 가스통(1) 내부의 가스를 밸브 하우징(40), 및 외부로 배출시키기 위한 것이다. 따라서, 가스 배출구(159)는 외부 밸브 시일(156)이 형성되는 위치로부터 밸브 하우징(40)의 출구(44) 방향으로 마련된다.
상기 내부 밸브 조립체(160)는 가스버너(100)의 연소부가 소화된 후 가스통(1)의 내압이 약 13㎏/㎠(변형 압력)에 도달하여 가스통(1)의 선단부가 팽창하기 시작하여 가스통(1)이 조정기(10)의 주입구(12)에 재결합되는 경우(용기착탈식) 또는 1차적으로 조정기(10) 내부에서 가스 수용부(16)로 공급되는 가스를 차단한 상태에서 가스통(1)의 가스가 조정기(10)로 공급되는 경우(유로차단식) 가스통(1)의 내압이 제2 압력(폭발 압력) 약 13㎏/㎠에 도달하기 전에 가스통(1) 내부의 가스를 소정 경로를 통해 밸브 하우징(40) 외부로 배출시킬 수 있도록 외부 밸브 조립체(150)의 수납부(152) 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된다.
상기 내부 밸브 조립체(160)는 실린더형 내부 밸브 본체(162)와, 외부 밸브 조립체(150)의 가스 유입구(151) 및 수납부(152)를 밀봉할 수 있도록 내부 밸브 본 체(162)의 선단 외주면에 설치된 내부 밸브 시일(164), 및 내부 밸브 본체(162)를 입구(42) 즉, 가스 유입구(151) 측으로 탄성 바이어스 시킬 수 있도록 내부 밸브 조립체(160)와 외부 밸브 조립체(150)의 타단 즉, 스크류(155) 사이에 설치된 내부 밸브 바이어스부재(166)를 구비한다.
상기 내부 밸브 본체(162)는 내부 밸브 시일(164)이 설치될 수 있는 설치홈(161)을 가진다. 상기 설치홈(161)의 하단에는 내부 밸브 바이어스부재(166)의 일단이 걸릴 수 있도록 내부 밸브 본체(162)의 외주면으로부터 돌출 형성된다.
상기 내부 밸브 시일(164)은 공급 경로(14)에 작용하는 폭발압력에 의해 내부 밸브 본체(162)가 외부 밸브 조립체(150)의 외부 밸브 본체(154)의 수납부(152) 내부에서 슬라이딩될 수 있도록 가스 유입구(151)를 밀봉하기 위한 것으로서 통상적인 O-링 구조를 가진다. 상기 내부 밸브 시일(164)은 링 구조 이외에 가스 유입구(151)를 밀봉할 수 있는 그 어떤 구조 및 재질도 채택할 수 있다.
상기 내부 밸브 바이어스부재(166)는 폭발압력에 의해 내부 밸브 본체(162)가 움직일 수 있을 정도의 탄성계수를 가진 스프링을 이용하는 것이 바람직하다. 물론, 내부 밸브 바이어스부재(166)는 스프링 이외에 내부 밸브 본체(162)를 입구(42)측으로 바이어스 시킨 상태에서 폭발압력에 의해 외부 밸브 본체(154)를 이동시킬 수 있는 그 어떤 구성도 채택될 수 있다.
내부 밸브 바이어스부재(166)는 외부 밸브 바이어스부재(158) 보다 상대적으로 큰 바이어스 계수(탄성계수)를 가지므로, 가스통(1)의 내압이 위험압력에 도달하더라도 그러한 위험압력에 의해 내부 밸브 본체(162)는 외부 밸브 본체(154)에 대한 상대 이동은 발생되지 않는다. 따라서, 위험압력에 의해 외부 밸브 본체(154)가 이동되는 경우 내부 밸브 조립체(162)는 가스 유입부(151)를 밀봉하는 기능을 가짐은 물론 외부 밸브 조립체(150)와 일체화된다.
상기 스토퍼(148)는 외부 밸브 조립체(150)가 통과할 수 있는 출구(44)와 2개의 가스 배출공(146)이 마련되고 밸브 하우징(40)의 선단에 나사 결합된다. 이를 위해, 상기 밸브 하우징(40)의 내면 하단에는 스토퍼(148)가 설치될 수 있는 나사선이 마련된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 휴대용 가스버너(100)에 있어서 가스통(1) 내부의 압력이 위험압력에 도달하게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 외부 밸브 바이어스부재(158)는 그 바이어스 계수(탄성계수)의 한계점에 도달하게 되어 외부 밸브 바이어스부재(158)의 변형이 발생되어 수축된다. 그러면, 밸브 하우징(40)의 입구(42)가 개방되면서 외부 밸브 본체(150)는 밸브 하우징(40)의 출구(44)를 향해 급속히 움직이게 된다. 이러한 과정에서 내부 밸브 조립체(160)는 외부 밸브 조립체(150)에 대한 상대 운동은 하지 않는다. 왜냐하면, 내부 밸브 바이어스 부재(166)의 탄성력은 위험압력보다 충분히 크기 때문이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 급속히 이동된 외부 밸브 본체(54)의 끝단은 해제레버(28)를 가격하게 되고 그 가격력에 의해 해제레버(28)는 회동하게 된다. 그러면, 해제레버(28)의 타단은 작동 레버(22)를 원위치 시키게 되고, 이와 동시에 링 크부재(24)에 의해 가이드(26)가 원위치로 복귀하면서 가스통(1)은 조정기(10)의 주입구(12)로부터 분리되고, 가스버너(100)의 연소부의 불꽃은 소화되게 된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 가스통(1)의 내압이 폭발압력에 거의 도달하게 되면 내부 밸브 바이어스부재(166)는 그 바이어스 계수(탄성계수)의 한계점에 도달하게 되어 내부 밸브 바이어스부재(66)의 변형(수축)이 발생된다.
그러면, 내부 밸브 본체(162)는 수납부(152)의 바닥 즉, 스크류(155)를 향해 급속히 움직이게 된다. 이와 동시에, 공급 경로(14) 및 밸브 하우징(40)의 입구(42)를 통해 밸브 하우징(40) 내부로 유입되는 가스는 가스 유입구(151) 및 가스 배출구(159)를 통해 외부 밸브 본체(154)의 외부로 유출된 후 밸브 하우징(40)의 출구(44) 및/또는 스토퍼(148)의 가스 배출공(146)을 통해 배출된다. 따라서, 가스통(1) 내부의 가스는 순간적으로 완전히 배출된다.
상술한 가스통 폭발 방지 장치는 용기착탈식 가스버너에 기본적으로 응용되는 것으로 설명되었으나 이에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 위험압력에 대비하여 유로차단식에 의해 공급 경로를 차단하는 시스템에도 적용할 수 있다. 이러한 경우에는 위험압력에 대비하여 '유로차단식'과 '용기착탈식'을 동시에 적용할 수 있으므로 위험압력에 대해서는 가스버너의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 가스통의 위험 및 폭발 압력에 대비하여 각각 별도의 장치를 조정기에 마련해야 했던 종래와 달리, 가스버너의 위험 및 폭발 압력에 대비하여 조정기의 단일의 위치에서 동심원적으로 작동하는 컴팩트한 밸브 조립체들을 이용함으로써 완제품의 사이즈를 줄이고, 조립 원가를 절감하고 조립 공수를 줄일 수 있다.
둘째, '용기착탈식' 방식에 '유로차단식'을 부가시키거나 두 방식 모두를 적용할 수 있기 때문에 가스버너의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술사상과 아래에 기재될 실용신안등록청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (7)

  1. 주입구로부터 공급되는 가스를 챔버로 공급할 수 있는 공급 경로가 마련된 조정기, 및 가스통을 상기 조정기로부터 분리시킬 수 있는 해제레버를 구비하는 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치에 있어서,
    상기 공급 경로와 연통될 수 있는 입구, 및 가스통 내부의 가스를 외부로 배출시킬 수 있도록 외부와 연통될 수 있는 출구를 가진 밸브 하우징;
    상기 가스통의 내압이 제1 압력에 도달할 경우 상기 공급 경로에 작용하는 압력에 의해 상기 밸브 하우징의 출구 쪽으로 슬라이딩 되도록 상기 밸브 하우징 내부에 밀봉 설치된 외부 밸브 조립체;
    상기 가스통의 내압이 제2 압력에 도달할 경우, 상기 가스통 내부의 가스를 밸브 하우징 외부로 배출시킬 수 있도록 상기 외부 밸브 조립체에 마련된 수납부 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된 내부 밸브 조립체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 밸브 조립체는:
    내부에 수납부가 마련된 실린더형 외부 밸브 본체;
    상기 밸브 하우징과 상기 공급 경로 사이를 밀봉시킬 수 있도록 상기 외부 밸브 본체의 외주면에 설치된 외부 밸브 시일;
    상기 외부 밸브 본체를 상기 입구 측으로 탄성 바이어스 시킬 수 있도록 상 기 밸브 하우징 내부에 설치된 외부 밸브 바이어스부재; 및
    상기 외부 밸브 본체의 측벽에 설치된 가스 배출공;을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 밸브 조립체는:
    실린더형 내부 밸브 본체;
    상기 수납부를 밀봉할 수 있도록 상기 내부 밸브 본체의 외주면에 설치된 내부 밸브 시일; 및
    상기 내부 밸브 본체를 상기 입구 측으로 탄성 바이어스시킬 수 있도록 상기 수납구와 상기 내부 밸브 본체 사이에 설치된 내부 밸브 바이어스부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부 밸브 조립체는 상기 수납부를 밀봉할 수 있도록 상기 내부 밸브 본체의 외주면에 설치된 적어도 하나 이상의 부가적인 내부 밸브 시일을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위험 압력은 상기 가스통의 내압이 5-7㎏/㎠ 또는 4-6㎏/㎠인 것을 특 징으로 하는 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폭발 압력은 상기 가스통의 내압이 15㎏/㎠인 것을 특징으로 하는 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 수납부는 외부와 연통되도록 상기 외부 밸브 본체의 일단에 마련된 구멍을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스버너의 가스통 폭발 방지 장치.
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