KR101214247B1 - 가스 버너용 가스 혼합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기와 가스를 서로 적절하게 혼합된 혼합기 형태로 가스 버너에 공급함으로써 가스 버너가 효율적, 안정적으로 화력을 제공하게 하는 가스 버너용 가스 혼합장치에 관한 것이다. 가스 버너용 가스 혼합장치는 일 측에 가스와 공기의 혼합기가 배출되는 혼합관이 연결되는 혼합홀과 공기가 공급되는 공기 공급관이 연결되는 제1 공기 공급홀과 가스가 공급되는 가스 공급관이 연결되는 제1 가스 공급홀이 형성된 제1 챔버, 제1 챔버 내측에 회전 가능하게 결합되며 제2 공기 공급홀과 직경이 서로 다른 복수의 제2 가스 공급홀이 형성된 제2 챔버, 제2 챔버 내측에 삽입되며 제2 가스 공급홀 및 제2 공기 공급홀과 혼합관 사이에 배치되고 미세 홀이 형성된 제1 망체를 포함하되, 제2 챔버가 제1 챔버 내측에서 회전할 때, 제1 공기 공급홀과 제2 공기 공급홀의 중첩량은 가변되고, 제1 가스 공급홀은 복수의 제2 가스 공급홀 중 적어도 하나와 중첩된다.

Description

가스 버너용 가스 혼합장치{Gas mixing apparatus for gas burner}

본 발명은 가스 혼합장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 가스 버너의 연료로 사용되는 가스와 공기를 혼합하여 가스 버너로 공급하는 가스 버너용 가스 혼합장치에 관한 것이다.

가스 기기는 액화 석유 가스 또는 프로판 가스 등 가스 연료를 연소시켜 일정한 크기의 화력을 사용자에게 제공하는 기구이다. 가스 레인지, 가스 버너 등은 일반적인 가스 기기중의 하나로 설치가 간편하고 사용 방법이 까다롭지 않아 가정과 일반 음식점 등에서 널리 사용되어 왔다.

가스 기기는 연료가 되는 가스를 공급하는 가스 공급장치와 가스가 연소될 수 있도록 불꽃을 발생시키는 점화장치 및 가스 공급량을 조절하여 불꽃의 크기를 조절하는 조절장치 등을 기본적으로 가지고 있다. 이러한 가스 기기를 각각의 목적에 따라 안전하게 사용하기 위해서는 불꽃이 안정적으로 생성되도록 하는 것이 또한 필수적인데, 불꽃은 연소시에 공급되는 가스의 양뿐만 아니라 공기를 통해 제공되는 산소의 양에 따라 크기, 색깔 및 안정성이 결정되므로 연소시에 공급되는 가스와 공기가 적절한 비율이 되도록 해 주는 것이 중요하다.

하지만 종래 가스 기기는 외부에서 직접 공기를 제공받을 수 있다는 점 때문에 전술한 기본적인 장치들 외에 따로 공기의 공급을 위한 장치구성을 하지 않거나, 발생되는 불꽃의 주변으로 통풍구를 마련하여 공기가 유입될 수 있도록 하는 정도의 간접적인 방법으로 공기의 공급량을 조절하는 것이 대부분이었다.

이와 같은 경우, 가스가 공급되는 경로와 공기가 공급되는 경로가 서로 일치되지 못하므로 둘이 잘 혼합되기가 어렵고, 서로 잘 혼합되지 못한 채로 연소되는 공기 및 가스 기체는 불꽃을 안정적으로 생성해내지 못하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 가스 버너에 있어서, 미세 구조를 가지는 망체를 이용하여 가스와 공기가 균질적으로 혼합된 혼합기체를 생성하고 이를 단일화된 경로를 통해 가스 버너에 공급함으로써, 가스 버너의 연소 효율을 높이고, 안정된 불꽃이 생성되도록 하는 가스 버너용 가스 혼합장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 버너용 가스 혼합장치는 일 측에 가스와 공기의 혼합기가 배출되는 혼합관이 연결되는 혼합홀과 상기 공기가 공급되는 공기 공급관이 연결되는 제1 공기 공급홀과, 상기 가스가 공급되는 가스 공급관이 연결되는 제1 가스 공급홀이 형성된 제1 챔버와, 상기 제1 챔버 내측에 회전 가능하게 결합되며 제2 공기 공급홀과 직경이 서로 다른 복수의 제2 가스 공급홀이 형성된 제2 챔버와, 상기 제2 챔버 내측에 삽입되며 상기 제2 가스 공급홀 및 상기 제2 공기 공급홀과 상기 혼합관 사이에 배치되고 미세 홀이 형성된 제1 망체를 포함하되, 상기 제2 챔버가 상기 제1 챔버 내측에서 회전할 때, 상기 제1 공기 공급홀과 상기 제2 공기 공급홀의 중첩량은 가변되고, 상기 제1 가스 공급홀은 복수의 상기 제2 가스 공급홀 중 적어도 하나와 중첩된다.

본 발명에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치는 미세 구조를 가지는 망체를 통해 가스와 공기가 균질하게 혼합된 혼합기를 생성하며, 이 혼합기를 단일화된 경로를 통해 가스 버너로 공급하여 가스 버너의 연소 효율을 향상시키고, 불꽃이 안정적으로 생성되게 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 버너용 가스 혼합장치와 가스 버너, 팬 및 솔레노이드 밸브장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가스 버너용 가스 혼합장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 가스 혼합장치의 구성부분을 도시한 분해사시도이다.
도 4a는 도 2의 가스 혼합장치를 A-A'선을 따라 절단한 종단면을 도시한 단면도이다.
도 4b는 도 2의 가스 혼합장치를 B-B'선을 따라 절단한 횡단면을 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 2의 가스 혼합장치의 작동시 그 횡단면의 변화를 도시한 작동도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치의 종단면을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치의 종단면을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치의 종단면을 도시한 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제5 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치의 레버부를 도시한 평면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들의 달성 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오직 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 버너용 가스 혼합장치와 가스 버너, 팬 및 솔레노이드 밸브장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 가스 버너용 가스 혼합장치(1)는 혼합관(130)을 통해 가스 버너(2)와 연결되고 공기 공급관(110)을 통해 팬(10)과 연결되며, 가스 공급관(120)의 일 측에 솔레노이드 밸브(20)가 결합된다.

외부 공기는 팬(10)을 통해 유입되어 공기 공급관(110)을 통과해 가스 혼합장치(1) 내부로 이동되고, 가스는 솔레노이드 밸브(20)의 작동에 의해 가스 공급관(120)을 통과해 역시 가스 혼합장치(1) 내부로 이동되어 가스 혼합장치(1) 내부에서 서로 혼합된다. 이 때, 가스 공급관(120)은 일측 단부가 가스 저장장치에 연결되어 가스 저장장치로부터 가스를 공급받을 수 있다.

가스 혼합장치(1) 내부에서 혼합된 공기와 가스의 혼합기는 다시 혼합관(130)을 통과하여 가스 버너(2)에 공급된다. 혼합기는 혼합관(130)의 일측 단부를 통해 가스 버너(2)의 착화지점에 직접 도달되거나, 또는 가스 버너(2)에 형성된 노즐을 통해 착화지점에 도달될 수 있다.

공기 및 가스는 이와 같이 가스 혼합장치(1)를 거쳐 서로 혼합되어 혼합기의 상태로 전환되며, 가스 버너(2)로 공급된다. 혼합기는 공기 및 가스 기체가 균질적으로 서로 혼합된 혼합기체이며, 가스 버너(2)에서 효율적으로 연소되어 화력이 높고 안정적인 불꽃을 생성한다.

팬(10) 및 공기 공급관(110), 가스 혼합장치(1) 및 솔레노이드 밸브(20)가 결합된 가스 공급관(120)은 소정의 크기를 가지는 프레임을 형성하여 그 내부에 하나의 세트로 구성될 수 있으며, 가스 버너(2)와 인접한 지점(예를 들면, 주방의 한 켠)에 설치될 수 있다. 이 때, 혼합관(130)의 길이가 연장되거나 단축되어 가스 혼합장치(1)와 가스 버너(2) 사이의 거리가 조절될 수 있다.

팬(10), 공기 공급관(110), 가스 혼합장치(1) 및 가스 공급관(120)의 상호간의 위치 역시 상호간의 기능이 그대로 유지되는 범위 내에서, 상황에 맞게 변동될 수 있으며 이 때에는 공기 공급관(110) 및 가스 공급관(120)은 그 길이를 적절히 조절하여 형성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 가스 혼합장치의 구성부분을 도시한 분해사시도이고, 도 4a는 도 2의 가스 혼합장치를 A-A'선을 따라 절단한 종단면을 도시한 단면도이고, 도 4b는 도 2의 가스 혼합장치를 B-B'선을 따라 절단한 횡단면을 도시한 단면도이다.

도 2 내지 도 4a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치(1)는 제1 챔버(100) 및 제2 챔버(200), 제1 망체(201) 및 제2 망체(202) 그리고 레버부(300) 및 레버(330)를 포함한다.

제1 챔버(100)의 외부는 원통형상으로 형성되며, 내부에 공동을 가진다. 제1 챔버(100)는 상부에 혼합홀(131)과, 양 측부에 각각 제1 공기 공급홀(111) 및 제1 가스 공급홀(121)을 포함한다.

혼합홀(131), 제1 공기 공급홀(111) 및 제1 가스 공급홀(121)은 제1 챔버(100)의 외벽이 일정영역 절개되어 형성되되, 각각의 크기가 다를 수 있다. 각각의 크기는 혼합관(130), 공기 공급관(110) 및 가스 공급관(120)의 크기에 맞게 형성되어, 혼합관(130), 제1 가스 공급관(120) 및 제1 공기 공급관(110)의 단부와 연결되며 혼합관(130), 제1 가스 공급관(120) 및 제1 공기 공급관(110)은 제1 챔버(100)의 내부 공동을 통해 서로 연통이 가능하다. 이 때 제1 가스 공급홀(121)은 혼합홀(131) 및 제1 공기 공급홀(111)보다 크기가 상대적으로 작게 형성될 수 있다.

제1 공기 공급홀(111)은 공기 공급관(110)의 일 측 단부와 연결된다. 따라서 공기 공급관(110)을 따라 이동된 공기는 공기 공급관(110)의 단부에 도달한 후 제1 공기 공급홀(111)을 통과하여 제1 챔버(100)의 내부에 도달할 수 있다.

제1 가스 공급홀(121)은 가스 공급관(120)의 일 측 단부와 연결된다. 공기 공급관(110)내부를 이동하는 공기와 마찬가지로, 가스 공급관(120)을 따라 이동된 가스는 가스 공급관(120)의 단부에서 제1 가스 공급홀(121)을 통과한 후 제1 챔버(100)의 내부에 도달할 수 있다. 이 때 제1 가스 공급홀(121)과 연결되는 가스 공급관(120)은 그 일 측에 솔레노이드 밸브(20)(도 1 참조)를 포함한다. 솔레노이드 밸브(20)는 가스 공급관(120)의 일 측에서 가스 공급관(120)을 개폐하여 가스가 가스 공급관(120)의 내부로 유입되거나 유입되지 못하도록 조절할 수 있다.

솔레노이드 밸브(20)는 가스 공급관(120)을 개폐하는 기계적인 밸브장치와 솔레노이드 코일에 전류를 흘려 이 밸브장치를 조작할 수 있는 조작부로 구성된다. 따라서, 솔레노이드 밸브(20)는 전기 신호를 통해 가스 공급관(120)의 개폐를 제어할 수 있으므로, on/off의 전기 신호를 생성하는 스위치부 등을 형성하면 솔레노이드 밸브(20)를 직접 접촉하지 않고도 스위치부 등을 조작하여 가스 공급관(120)의 가스 흐름을 조절할 수 있다.

제1 챔버(100)는 하단부가 개구되어 형성되되, 개구부의 직경의 크기가 제2 챔버(200)의 외경보다 크거나 적어도 같게 형성될 수 있다. 제2 챔버(200)는 제1 챔버(100)의 개구된 하단부를 통해 삽입되어 제1 챔버(100)의 내부에 수용된다.

제2 챔버(200)는 제1 챔버(100)와 같이 원통형상의 외형을 가질 수 있으며 역시 내부에 공동을 가진다. 단 제2 챔버(200)는 제1 챔버(100)의 내부에 수용될 수 있도록 제1 챔버(100)의 내경보다 작거나 적어도 같은 크기의 외경을 갖도록 형성된다.

제2 챔버(200)는 양 측부에 제2 공기 공급홀(210) 및 제2 가스 공급홀(220)을 갖는다.

제2 공기 공급홀(210) 및 제2 가스 공급홀(220) 역시 제1 공기 공급홀(111) 및 제1 가스 공급홀(121)과 마찬가지로 제2 챔버(200)의 외벽이 일정 영역 절개되어 형성될 수 있다. 하지만 제2 챔버(200) 내부의 공동은 공기 공급관(110) 및 가스 공급관(120)과는 직접 연결되지 못하고 제1 공기 공급홀(111) 및 제1 가스 공급홀(121)을 거쳐서만 공기 공급관(110) 및 가스 공급관(120)과 연통될 수 있다.

제2 챔버(200)가 제1 챔버(100)의 개구된 하부를 통해 삽입되면 제2 챔버(200)의 외벽은 제1 챔버(100)의 내벽과 서로 접하는데, 이 때 제2 공기 공급홀(210)은 제1 공기 공급홀(111)과 서로 중첩되고 제2 가스 공급홀(220)은 제1 가스 공급홀(121)과 서로 중첩되어 제2 챔버(200) 내부와 공기 공급관(110) 및 가스 공급관(120)이 서로 연통될 수 있다.

제2 챔버(200)의 상부는 제1 챔버(100) 상부에 형성된 혼합홀(131)과 서로 접하는데, 제2 챔버(200)의 상부는 혼합홀(131)의 직경보다 크거나 적어도 같은 크기의 개구부를 가진다. 개구부를 통해 제2 챔버(200)는 혼합홀(131) 과 연통될 수 있다.

제1 챔버(100) 안에 수용된 제2 챔버(200)는 회전축(230)을 중심으로 제1 챔버(100)의 내측에 에서 회전된다.

회전축(230)은 원통 형상인 제2 챔버(200)가 가진 가상의 축을 따라 일정한 두께로 형성된다. 회전축(230)은 제2 챔버(200)의 하단부에 결합되거나, 제2 챔버(200)의 하단부에서 연장되어 제2 챔버(200)와 일체로 형성될 수 있다. 회전축(230)은 제2 챔버(200)에 결합된 단부의 반대편 단부가 레버부(300) 또는 레버(330)와 결합된다.

제1 망체(201) 및 제2 망체(202)는 미세 홀을 통해 가스 및 공기가 서로 균질하게 혼합된 혼합기를 생성한다.

제1 망체(201) 및 제2 망체(202)는 미세 홀을 가지는 다공성 망이 단독으로 또는 하나 이상이 중첩되어 형성될 수 있으며, 제1 망체(201)와 제2 망체(202)는 제2 챔버(200)의 내부에 서로 다른 위치에 설치될 수 있다.

제1 망체(201)는 제2 챔버(200)의 개구된 상부에 설치되어 제1 챔버(100) 상부에 형성된 혼합홀(131)과 완전히 중첩될 수 있다. 이 때 제1 망체(201) 및 제2 망체(202)는 혼합홀(131)을 통과하는 기체 전체에 작용할 수 있도록 혼합홀(131) 전체를 커버하여 혼합홀(131)보다 그 크기가 크거나 적어도 같게 형성될 수 있다.

반면, 제2 망체(202)는 원뿔형상 또는 고깔모양의 형상을 가지며 원뿔의 꼭지점의 맞은편 평면부분은 개구되며, 그 개구된 부분이 제2 챔버(200)의 상부로 향하도록 하여 제1 망체(201)의 둘레에 완전히 중첩되고, 원뿔의 꼭지점 부분은 제2 챔버(200)의 하부로 향하도록 하여 제2 챔버(200) 내부에 설치될 수 있다.

따라서, 공기 공급관(110), 제1 공기 공급홀(111) 및 이와 중첩되는 제2 공기 공급홀(210)을 지나 제2 챔버(200)내부로 이동된 공기와 가스 공급관(120), 제1 가스 공급홀(121) 및 이와 중첩되는 제2 가스 공급홀(220)을 지나 역시 제2 챔버(200) 내부로 이동된 가스는 각각 제2 망체(202)를 통과한 후에 제1 망체(201)와 제2 망체(202) 사이에 형성된 공간에 도달하며, 이후 다시 제1 망체(201)를 통과하면 맞은편의 혼합홀(131)로 이동할 수 있다.

공기 및 가스는 각각 서로 중첩된 제1, 제2 공기 공급홀(111, 210)과 제1, 제2 가스 공급홀(121, 210)을 각각 통과하여 챔버 내부로 이동한다.

이 때, 제1 공기 공급홀(111) 및 제2 공기 공급홀(210)의 쌍과 제1 가스 공급홀(121) 및 제2 가스 공급홀(220)의 쌍은 서로 중첩되는 부분의 크기가 가변되거나 또는 중첩되는 지점이 변동될 수 있고, 이에 따라 챔버 내부로 유입되는 공기 및 가스의 양이 조절된다.

도 4b를 참조하면, 최외곽에 위치한 제1 챔버(100), 그 내측에 위치한 제2 챔버(200) 및 제2 챔버(200) 내측의 제2 망체(202)가 이루는 동심원상의 가상의 중앙 축(미도시)은 회전축(230)과 회전 중심이 일치된다.

회전축(230)을 따라 제2 챔버(200)가 회전된 정도에 따라 제1 공기 공급홀(111)과 제2 공기 공급홀(210)은 서로 중첩되는 부분이 커지거나 작아지고, 제2 가스 공급홀(220)은 제1 가스 공급홀(121)과 서로 중첩되는 지점이 변동된다.

이 때, 제2 가스 공급홀(220)은 복수개가 제2 챔버(200)의 회전 방향을 따라 나란히 형성된다.

따라서 복수개의 제2 가스 공급홀(220)은 제2 챔버(200)가 회전할 때마다 제2 챔버(200)와 함께 회전되면서 차례로 제1 가스 공급홀(121)과 만나서 서로 중첩되는데, 그 중 하나가 제1 가스 공급홀(121)과 완전히 중첩되었다가 중첩이 끝나고, 다시 다른 하나가 제1 가스 공급홀(121)과 중첩되는 과정이 반복된다.

앞서 제1 가스 공급홀(121)과 서로 중첩되는 지점이 변동된다고 한 것은, 제2 가스 공급홀(220)이 회전되어 그 위치가 바뀌면서, 복수개의 제2 가스 공급홀(220) 중의 하나와 제1 가스 공급홀(121)이 서로 중첩되는 상황을 지칭한 것이다.

제2 가스 공급홀(220)은, 이를 테면, 제2 챔버(200)가 회전되는 방향에 따라 연속적으로 직경이 점점 커지거나 점점 작아지는 수 개의 홀로써 형성될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 도 2의 가스 혼합장치 작동시 그 횡단면의 변화를 도시한 작동도이다.

이하, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 제2 챔버(200)의 움직임에 따른 챔버 내부의 작동에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

우선 도 5a를 참조하면, 내측의 제2 챔버(200)는 좌측으로 완전히 회전되어 회전이 정지된 상태이며, 가스 및 공기의 챔버 내부로의 유입이 불가능하다.

이 때 제2 공기 공급홀(210)과 제1 공기 공급홀(111)은 중첩이 전혀 되지 않으며 제2 챔버(200)의 외벽이 제1 공기 공급홀(111)을 완전히 가려 챔버 내부와 공기 공급관(110)은 완전히 불통된다.

또한, 수 개의 제2 가스 공급홀(220) 중 어느 하나도 제1 가스 공급홀(121)과 중첩되지 않고, 제1 가스 공급홀(121) 역시 제2 챔버(200)의 외벽에 의해 완전히 가려져 챔버 내부와 가스 공급관(120) 역시 완전히 불통되어 챔버 내부로는 가스 및 공기의 유입이 완전히 차단된다.

이어서 도 5b를 참조하면, 제2 챔버(200)가 우측으로 소정각도 회전된 상태에 있다. 이 때 제2 공기 공급홀(210)과 제1 공기 공급홀(111)의 각각의 일 측이 서로 중첩되어 상대적으로 적은 양의 공기가 챔버 내부로 유입된다.

이 때 제2 가스 공급홀(220)은 그 중 가장 작은 직경을 갖는 가스 공급홀이 형성된 지점에서 제1 가스 공급홀(121)과 서로 중첩되어 역시 상대적으로 적은 양의 가스가 챔버 내부로 유입된다.

챔버 내부로 유입된 가스 또는 공기는 직접 제2 망체(202)를 통과할 수도 있고, 제2 망체(202)의 주변을 따라 이동될 수도 있는데, 제2 망체(202)의 주변으로 이동되는 경우에 가스 및 공기는 제2 망체(202)의 외부 경사면을 따라 하강하거나 하강하면서 챔버 내부를 회전할 수 있다.

이 과정에서 챔버 내부의 가스와 공기는 일정하지 않은 방향으로 각각의 흐름을 생성하게 된다. 서로 중첩된 가스 공급홀 및 공기 공급홀을 통해 지속적으로 유입되는 가스 및 공기가 이 흐름을 가속시킬 수 있다. 또한 각각의 가스 또는 공기의 흐름은 챔버 내부에서 일정치 않은 지점에서 서로 만나 가속되거나 아니면 반대로 속도가 저하될 수 있다.

이제 도 5c와 같이 제2 챔버(200)가 우측으로 완전히 회전하면, 제1, 제2 공기 공급홀(111,210)이 완전히 중첩되고, 제2 가스 공급홀(220)과 제1 가스 공급홀(121)의 중첩되는 지점은 다시 변화되어 가장 큰 직경을 가진 제2 가스 공급홀(220)이 제1 가스 공급홀(121)과 중첩된다. 이 때 가스 및 공기의 유입량은 최대가 되어 가스 및 공기의 내부 흐름이 더욱 가속되고 가스 및 공기의 움직임이 상대적으로 활성화될 수 있다.

즉, 제1 공기 공급홀(111)과 제2 공기 공급홀(210)의 중첩되는 양이 변동되면, 제1 가스 공급홀(121)과 중첩되는 제2 가스 공급홀(220)의 크기도 적절히 변화되면서 가스 및 공기의 유입량을 조절할 수 있다. 이는 제2 공기 공급홀(210)과 제2 가스 공급홀(220)의 직경의 크기가 서로 다르게 형성되기 때문에 가능하다.

제2 가스 공급홀(220)의 크기를 작게 하여 제2 공기 공급홀(210) 하나에 해당하는 직경안에 수 개의 제2 가스 공급홀(220)이 포함되도록 하면, 하나의 제2 공기 공급홀(210)이 회전하여 제1 공기 공급홀(111)과 중첩되는 동안에 그보다 작은 제2 가스 공급홀(220)은 제1 가스 공급홀(121)과 중첩되는 위치를 바꿔가며 수 개가 회전된다.

서로 크기가 다른 제2 가스 공급홀(220)은 제1 가스 공급홀(121)과 중첩될 때 마다 가스 유입량을 줄이거나 늘리게 된다. 제2 공기 공급홀(210)과 제2 가스 공급홀(220)은 예를 들면, 제2 공기 공급홀(210)과 가장 직경이 큰 제2 가스 공급홀(220)이 서로 마주보도록 배치하고, 직경이 가장 큰 제2 가스 공급홀(220)로부터 일측 방향으로 순차적으로 직경이 줄어들도록 수 개의 제2 가스 공급홀(220)을 배치하여 형성될 수 있다.

따라서, 제2 챔버(200)를 회전시킴으로써 유입되는 가스 및 공기의 양을 동시에 변화시킬 수 있고, 혼합기가 안정적으로 생성되어 공급될 수 있도록 가스 및 공기의 유입량을 조절할 수 있다.

제1 망체(201) 및 제2 망체(202)는 미세 홀을 통해 가스와 공기를 통과시킨다. 각각의 망체를 통과하기 이전에 가스 및 공기는 각각의 흐름을 따라 챔버 내부에 혼재되어있다.

가스 및 공기는 챔버 내부로 유입되는 과정에서 일정한 흐름을 형성하는 탓에, 가스 기체 및 공기 기체를 이루는 입자들은 챔버 내부에 혼재하여 있으나 서로 섞이지 못하고 각각의 흐름을 따라 빠르게 또는 천천히 이동하면서 덩어리진 형태로 챔버 내부에 존재하게 된다.

가스 흐름과 공기 흐름이 서로 반대 방향 또는 같은 방향으로 접촉되는 지점에서 둘은 서로 혼합되어 혼합기체 또는 혼합기를 생성할 수 있지만, 그와 같은 경우에도 각각의 기체를 이루는 입자들은 잘 흩어지지 못하여 혼합기체의 혼합된 정도가 낮고 국소적으로는 여전히 각각의 입자들이 서로 뭉쳐진 상태로 각각 존재하게 된다.

제2 망체(202)는 가스 및 공기를 미세 홀로 통과시켜 각각의 기체입자의 덩어리를 더 작은 크기로 분쇄하며, 분쇄작업을 거친 가스 및 공기의 입자는 서로 흩어진 후 랜덤하게 섞여 혼합기를 생성한다. 따라서 이때 생성되는 혼합기는 가스기체와 공기기체가 각각 따로 뭉쳐진 부분이 없이 골고루 혼합된 균질한 상태로 유지된다. 이 때 다수의 미세 홀을 가지는 다공성 망을 하나 이상 중첩시켜 제2 망체(202)를 형성하면 혼합기는 더욱 효과적으로 혼합되어 생성될 수 있다.

제2 망체(202)를 통과하여 균질한 상태로 전환된 가스 및 공기의 혼합기는 챔버의 상부로 이동되어 다시 제1 망체(201)를 통과하게 된다. 제1 망체(201)에 형성된 미세 홀을 통과하면서 혼합기는 전술한 분쇄작업 및 혼합과정을 다시 거치게 되며 이를 통해 혼합기는 더욱 균질한 상태가 된다.

이 때, 제1 망체(202)의 미세 홀은 제2 망체(201)의 미세 홀보다 그 크기가 더 작게 형성될 수 있다.

이와 같이 망체는 하나가 아닌 복수가 형성되어 챔버 내부에서 가스와 공기 기체를 서로 섞어주는 작업을 반복하여 수행하도록 할 수 있다. 제3 또는 제4의 망체를 형성하는 것도 가능할 것이나, 챔버 내부의 공간은 한정되어 있으므로 각각의 망체를 다공성 망이 중첩된 상태로 형성하여 반복된 혼합작업이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 제1 망체(201)와 달리 원뿔 모양으로 형성된 제2 망체(202)는 제2 챔버(200)의 양 측부를 통해 유입되는 공기 및 가스 기체가 원뿔의 빗면을 타고 이동하면서 자연스럽게 제2 망체(202)로 통과되도록 할 수 있다.

제1 망체(201) 및 제2 망체(202)를 모두 통과하여 균질한 상태로 전환된 혼합기는 안정적으로 연소될 뿐만 아니라 연소의 효율성도 높아져 더 강한 화력을 안정적으로 제공할 수 있게 된다.

이하, 도 2 내지 도 3을 다시 참조하여, 레버부(300) 및 레버(330)에 대해 설명한다.

레버부(300)는 회전축(230)의 단부에 회전축(230)을 감싸 형성되며 일 측면에 레버(330)를 포함한다.

레버부(300)는 회전축(230)과 레버(330)의 결합부위를 감싸 결합이 안정적으로 이루어지게 하고 레버(330)가 안정적으로 회전되게 한다. 또한 내부에 제1 회전날개(203)를 회전시킬 수 있는 전기 모터 등의 구동장치가 설치되는 외골격의 역할도 할 수 있다.

한편, 레버(330)는 회전축(230)의 단부에 결합되어 회전축(230)을 회전시키며, 회전축(230)과 수직하게 결합된다. 레버(330)에 힘을 가하여 회전시키면 회전축(230)이 이를 따라 함께 회전하며 레버(330)의 회전방향에 따라 회전축(230) 역시 회전 방향이 변화된다.

레버부(300)는 레버(330) 및 회전축(230)과 일체로 형성되어 레버(330)와 함께 회전할 수 있지만 항상 그런 것은 아니고, 필요에 따라서는, 레버부(300)가 회전축(230)을 감싸 결합되고 회전축(230)의 단부는 레버부(300)를 통과하여 레버부(300)의 일측 면 위에서 레버(330)와 결합되어 레버(330)가 레버부(300)의 일측 면 위에서 회전되도록 레버(330) 및 회전축(230)의 회전을 가이드 할 수 있다.

따라서, 레버(330)가 레버부(300)와 독립적으로 회전되는 경우에 레버(330)는 회전축(230)에 직접 연결되지만, 레버부(300)와 같이 회전되는 경우에는 레버(330)는 회전축(230)과 항상 직접 연결될 필요는 없다.

어느 경우에도 레버(330)를 회전시키면 회전축(230)이 회전하여 전술한 제1 공기 공급홀(111)과 제2 공기 공급홀(210) 및 제1 가스 공급홀(121)과 제2 가스 공급홀(220)의 중첩이 일어나고, 가스 및 공기가 유입되어 혼합기를 생성하게 된다.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치에 대해 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치의 종단면을 도시한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치(1)는 제2 망체(202)와 제1 망체(201)의 사이에 제1 회전날개(203)를 포함할 수 있다.

제1 회전날개(203)는 제2 챔버(200)의 회전축(230)과 수직한 가상의 회전면 위에서 회전하면서, 제2 챔버(200) 하부의 가스 및 공기 기체를 빨아들여 제2 챔버(200) 상부의 혼합홀(131)로 토출한다.

제1 회전날개(203)는 내부식성의 스테인리스 스틸 등을 재료로 하여 형성될 수 있으며, 제1 망체(201)와 제2 망체(202)의 사이에 설치되되 제1 망체(201)의 아래쪽에 제1 망체(201)와 서로 평행하게 설치될 수 있다. 이 때, 제1 회전날개(203)는 그 길이를 적당히 조절하여 제2 망체(202)의 내측과 접촉되지 않도록 형성될 수 있다.

또한, 제1 회전날개(203)는 그 축이 제2 챔버의 회전축(230)과 평행하게 그 내부를 관통하여 형성될 수 있으며, 레버부(300) 내부의 공간에 전기 모터 등을 설치하여 제1 회전날개(203)를 구동시킬 수 있다.

제1 회전날개(203)가 생성하는 가스 및 공기의 흐름은 제2 챔버(200)의 하부에서부터 상부로 향하여 결국 혼합홀(131)을 향하게 되므로, 제1 회전날개(203)가 회전하면, 제2 망체(202)의 외부에 혼재된 가스 및 공기 기체가 혼합홀(131)을 향해 유동하면서 제2 망체(202) 및 제1 망체(201)를 통과하여 균질한 상태의 혼합기로 혼합되고, 이 혼합기가 혼합홀(131)로 토출되는 작업이 능동적으로 진행된다.

따라서, 제1 회전날개(203)의 회전을 이용하여 짧은 시간에 더 많은 양의 혼합기를 생성하여 가스 버너(미도시)로 공급할 수 있다.

이하, 본 발명의 제3 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치에 대해 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치의 종단면을 도시한 단면도이다.

본 발명의 제3 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치(1)는 원뿔형상 또는 고깔형상이 아닌 형상으로 형성된 제2 망체(202)를 포함할 수 있다.

도 7을 참조하면, 제2 망체(202)는 제1 회전날개(203)의 아래쪽에 위치하되 제1 망체(201)와 평행하게 형성될 수 있다. 이와 같이 하면 제2 공기 공급홀(210)제2 가스 공급홀(220)로부터 유입된 공기와 가스는 챔버 중앙부에서 직접 서로 맞부딪히게 된다.

따라서, 챔버 내부의 공기 및 가스 기체는 챔버 내부로 유입될 때 각자가 가지는 속도로 서로 충돌되어 중앙부에서 곧바로 1차적인 혼합작업이 이루어질 수 있다.

이와 같은 혼합작업은 망체를 통과하여 얻어지는 혼합기와 같이 균질한 상태로 공기 및 가스 기체를 혼합하는 것은 아니지만, 서로 반대방향으로 직접 맞부딪히는 가스 및 공기 기체가 국소적으로 불규칙적인 소용돌이 흐름(와류)들을 생성하면서 각각의 망체를 통과하기 전까지 둘은 좀 더 잘 섞일 수 있다.

이 때, 가스와 공기는 챔버 중앙부에서 서로 맞부딪혀 각자의 속도를 잃기 때문에 가스 및 공기 기체는 자연스러운 유동이 상대적으로 감소하고, 이에 따라 혼합홀(131) 방향으로 이동되는 가스 및 공기의 흐름이 적절하게 형성되는 것은 어려울 수도 있다.

제1 망체(201)와 제2 망체(202)의 사이에 형성된 제1 회전날개(203)는 이를 보완하여 혼합홀(131) 방향으로 가스 및 공기의 흐름을 만들어준다. 가스 및 공기 기체는 이 흐름을 따라 이동하면서 각각의 망체를 통과하여 균질한 상태의 혼합기로 변환되고 혼합홀(131)을 통과하여 가스 버너(미도시)로 공급된다.

이하, 본 발명의 제 4 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치에 대해 상세히 설명한다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치의 종단면을 도시한 단면도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치(1)는 제1 회전날개(203) 외에 제2 회전날개(204)를 더 포함할 수 있다.

제2 회전날개(204)는 제1 회전날개(203)와 평행하게 배치되어 제1 회전날개(203)를 도와 혼합홀(131)방향으로 가스 및 공기의 챔버내 흐름을 생성한다.

제2 회전날개(204)는 제1 회전날개(203)의 아래쪽에 배치될 수 있으며, 제1 회전날개(203)와 제2 회전날개(204)의 사이에는 제2 망체(202)가 제1 망체(201) 및 각각의 회전날개와 평행하게 배치될 수 있다. 제2 회전날개(204)와 제1 회전날개(203)는 서로 회전축을 공유하여 하나의 축 상에 형성될 수 있다.

챔버 내측에서 장애물이 없이 직접 서로 맞부딪혀 챔버의 중앙부에 혼재된 가스 및 공기 기체는 전술한 바와 같이 챔버의 상부 혼합홀(131)로 이동되는 것이 어려워질 수 있기 때문에, 제2 회전날개(204)와 제1 회전날개(203)를 동시에 회전시켜 챔버 상부로의 공기 및 가스 기체의 흐름을 강하게 생성하면 혼합기의 생성 및 공급이 더 원활해진다.

이하, 본 발명의 제5 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치에 대해 설명한다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제5 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치의 레버부를 도시한 평면도이다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 의한 가스 버너용 가스 혼합장치(미도시)는 레버부(300)가 제1 고정부재(310), 제2 고정부재(320), 스위치 및 레버(330)를 포함한다.

제1 고정부재(310)는 레버부(300)의 일측 면에 접하여 레버부(300)를 통과해 나온 회전축(230)의 단부와 레버(330)를 직접 연결하며, 레버(330)와 함께 회전된다. 제2 고정부재(320)는 제1 고정부재(310)와 접촉되지만 제1 고정부재(310)와 서로 독립하여 형성된다.

예를 들어, 제1 고정부재(310)는 원판 형상으로 형성되어 레버부(300)의 일 면에 접하여 회전할 수 있으며, 회전축(230)의 단부는 레버부(300)의 일 면을 통과하여 제1 고정부재(310)와 함께 레버(330)에 결합될 수 있다.

제2 고정부재(320)는 원판 형상의 제1 고정부재(310)의 둘레에 형성된 원주면을 따라 제1 고정부재(310)와 접한다. 설명의 편의를 위해, 제1 고정부재(310)의 원주면을 따라 굴절되어 그 원주면과 지속적으로 접하는 제2 고정부재(320)의 일 면을 이하 접촉면이라 지칭하도록 하겠다.

제2 고정부재(320)는 레버부(300)의 일 면에 고정되거나 레버부(300)의 일 면이 돌출되어 형성될 수 있으며, 접촉면의 양 단부는 접촉면과 수직한 면으로 형성될 수 있다.

제1 고정부재(310)는 원주면의 일 측과 타 측에 각각 외곽으로 돌출된 제1 스토퍼(311) 및 제2 스토퍼(312)를 가진다. 제1 스토퍼(311) 및 제2 스토퍼(312)는 원주면을 따라 일정한 거리만큼 서로 떨어져서 형성되며, 각각의 위치에서 원주면의 접선과 수직한 방향으로 돌출될 수 있다.

제1 스토퍼(311)는 제2 고정부재(320)의 접촉면의 일 단부와 접하여 제1 고정부재(310)가 일측 방향으로 더 이상 회전할 수 없도록 고정시킨다. 이 때 제1 스토퍼(311)와 일정 간격 이격된 제2 스토퍼(312)는 스위치(340)와 접촉된다.

스위치(340)와 접촉된 제2 스토퍼(312)는 스위치(340)에 압력을 가해 스위치(340)를 off 상태로 전환시키고 팬(10) 및 솔레노이드 밸브(20) 각각의 작동을 중지시켜 팬(10)은 회전하지 않는 상태가 되고 솔레노이드 밸브(20)는 닫힌 상태가 된다.

스위치(340)는 팬(10) 및 솔레노이드 밸브(20)와 연결되어 각각을 개폐하되, 압력을 가하면 off 상태로 전환되고, 압력이 해제되면 on 상태로 유지된다. 이를 위해 스위치(340)는 내부에 스프링 등의 탄성부재를 포함할 수 있으며, 탄성부재의 복원력에 의해 스위치(340)에 외력이 가해지지 않은 때에는 지속적으로 on상태를 유지하도록 형성할 수 있다.

이제 레버(330)를 회전시켜, 제1 스토퍼(311)와 제2 고정부재(320)의 단부가 서로 이격되는 방향으로 제1 고정부재(310)가 회전하면, 제2 스토퍼(312) 역시 회전하여 스위치(340)로부터 이격되며, 스위치(340)에 가해지던 압력이 해제된다.

이 때 스위치(340)는 on 상태로 전환되며 팬(10) 및 솔레노이드 밸브(20)를 작동시켜 팬(10)은 공기 공급관(110)으로 공기를 흡입하고, 솔레노이드 밸브(20)는 가스 공급관(120)으로 가스를 공급하게 된다.

이후, 제2 스토퍼(312)가 제2 고정부재(320)의 타측 단부와 접촉되어 회전이 정지될 때까지 제1 고정부재(310)는 회전이 가능하다. 제1 고정부재(310)의 회전과 함께 회전하는 레버(330) 및 회전축(230)은 제2 챔버(200)를 회전시켜 혼합기를 생성하고 공급하게 된다.

즉, 레버(330)를 작동시키는 것만으로 스위치(340)를 개폐하여 팬(10)과 솔레노이드(20) 밸브를 작동시킬 수 있어 가스 및 공기의 공급과정을 더욱 간편하게 이루어지도록 할 수 있다.

제1 고정부재(310) 및 제2 고정부재(320)는 제1 고정부재(310)의 원주면에 일정한 간격으로 수 개의 홈을 형성하고, 제2 고정부재(320)의 접촉면에는 적어도 하나의 돌기를 형성하여 각각의 홈이 돌기에 삽입될 때 마다 제1 고정부재(310)의 회전이 정지되어 고정되도록 형성할 수 있다.

이와 같이 하면, 제2 챔버(200)의 회전이 단속적으로 멈추어져 가스 및 공기의 유입량 조절이 좀 더 쉬워질 수 있다. 예를 들어, 수 개의 제2 가스 공급홀(미도시) 중 어느 하나가 제1 가스 공급홀(미도시)과 서로 완전히 중첩될 때 마다 제2 챔버(200)가 고정되도록 각각의 홈의 간격을 적절히 조절하여 형성하면, 가스 공급홀간의 중첩이 서로 어긋나 가스 유입이 잘 되지 않는 지점은 스킵하여 회전될 수 있다.

이때, 원주면과 접촉면이 서로 약간 이격되도록 하고, 홈과 홈 사이에는 아치형상의 판형 스프링 부재를 설치할 수 있다. 그에 따라 제1 고정부재(310)가 회전할 때 돌기가 하나의 홈과 이격되었다가 다시 다른 홈에 삽입되는 과정이 스프링 부재의 탄력에 의해 좀 더 편리하게 이루어 질 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분양에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서도 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 가스 버너용 가스 혼합장치 2: 가스 버너
10: 팬 20: 솔레노이드 밸브
100: 제1 챔버 110: 공기 공급관
111: 제1 공기 공급홀 120: 가스 공급관
121: 제1 가스 공급홀 130: 혼합관
131: 혼합홀 200: 제2 챔버
201: 제1 망체 202: 제2 망체
203: 제1 회전날개 204: 제2 회전날개
210: 제2 공기 공급홀 220: 제2 가스 공급홀
230: 회전축 300: 레버부
310: 제1 고정부재 311: 제1 스토퍼
312: 제2 스토퍼 320: 제2 고정부재
330: 레버 340: 스위치

Claims (8)

1. 일 측에 가스와 공기의 혼합기가 배출되는 혼합관이 연결되는 혼합홀과 상기 공기가 공급되는 공기 공급관이 연결되는 제1 공기 공급홀과, 상기 가스가 공급되는 가스 공급관이 연결되는 제1 가스 공급홀이 형성된 제1 챔버;
   상기 제1 챔버 내측에 회전 가능하게 결합되며 제2 공기 공급홀과, 직경이 서로 다른 복수의 제2 가스 공급홀이 형성된 제2 챔버; 및
   상기 제2 챔버 내측에 삽입되며 상기 제2 가스 공급홀 및 상기 제2 공기 공급홀과, 상기 혼합관 사이에 배치되고 미세 홀이 형성된 제1 망체를 포함하되,
   상기 제2 챔버가 상기 제1 챔버 내측에서 회전할 때, 상기 제1 공기 공급홀과 상기 제2 공기 공급홀의 중첩량은 가변되고, 상기 제1 가스 공급홀은 복수의 상기 제2 가스 공급홀 중 적어도 하나와 중첩되는 가스 버너용 가스 혼합장치.
2. 제 1항에 있어서,
   복수의 상기 제2 가스 공급홀은 상기 제2 챔버의 회전 방향을 따라 직경이 순차적으로 커지는 가스 버너용 가스 혼합장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 망체는 상기 제2 공기 공급홀 및 상기 제2 가스 공급홀과, 상기 혼합관 사이에 배치되고 상기 혼합홀과 완전히 중첩되는 가스 버너용 가스 혼합장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제2 공기 공급홀 및 상기 제2 가스 공급홀과, 상기 제1 망체 사이에 배치되고 미세 홀이 형성된 제2 망체를 더 포함하는 가스 버너용 가스 혼합장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제2 망체는 개구부가 상기 혼합홀과 중첩되는 고깔 형상으로 형성된 가스버너용 가스 혼합장치.
6. 제 4항에 있어서,
   상기 제1 망체와 상기 제2 망체 사이에 상기 공기와 상기 가스의 혼합을 촉진하는 제1 회전 날개를 더 포함하는 가스 버너용 가스 혼합장치.
7. 제 4항에 있어서,
   상기 제2 공기 공급홀 및 상기 제2 가스 공급홀과, 상기 제2 망체 사이에 상기 공기와 상기 가스의 혼합을 촉진하는 제2 회전 날개를 더 포함하는 가스 버너용 가스 혼합장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 챔버의 회전축에 결합하여 상기 제2 챔버를 회전 작동시키는 레버;
   상기 회전축과 상기 레버를 결합하며 양측부에 제1 스토퍼와 제2 스토퍼가 형성된 제1 고정부재;
   상기 제1 고정부재의 외주면에 형성되어 상기 제1 고정 부재와 접하는 제2 고정부재;
   상기 공기 공급관 내부로 상기 공기를 주입하는 팬 및 상기 가스 공급관 내부로 상기 가스를 주입하는 솔레노이드 밸브를 개폐하는 스위치;
   를 더 포함하되,
   상기 제1 스토퍼가 상기 제2 고정부재의 일 측에 접할 때, 상기 제2 스토퍼는 상기 스위치에 압력을 가하고,
   상기 제1 스토퍼가 상기 제2 고정부재로부터 이격될 때, 상기 제2 스토퍼는 상기 스위치에 압력을 해제하는 가스 버너용 가스 혼합장치.
   

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