KR101504791B1 - 개선된 일차 공기 덕트를 갖는 가스 버너 - Google Patents

Abstract

특히 가정용 조리용 가스 기기의 가스 버너는, 수평 또는 수직의 가스 급송 도관(1), 하나 이상의 플레임 크라운을 갖는 버너 바디, 수평 또는 수직의 벤츄리 관(4), 가스 흐름을 가스 급송 도관에서 벤츄리 관내로 분사하는 노즐(5), 및 일차 공기 흐름을 제공하는 수단을 구비하며, 이 수단은 가스 급송 도관의 외측에서 가스 급송 도관에 동축으로 배치된 관형 도관과, 노즐과 벤츄리 관의 입구 사이에 배치되어 가스 흐름을 허용하는 개구를 포함한다. 동축 도관은 해당 공기 흐름을 조리용 가스 기기의 본체 내부의 소정 영역에서 빨라드리고, 개구는 조리용 가스 기기의 상부 표면(12) 위에서 흡입되어 유입되는 해당 일차 공기 흐름이 통과할 수 있다. 동축 도관을 통과하는 일차 공기 흐름을 교반하기 위해, 복수의 방사상 날개(10A)가 배치되며, 이들 날개는 편평한 형상이거나 헬리컬 형상을 하고 가스 급송 도관의 외면에 연결된다.

Description

개선된 일차 공기 덕트를 갖는 가스 버너{GAS BURNER WITH IMPROVED PRIMARY AIR DUCT}

본 발명은 가스 버너에 관한 것으로, 바람직하게는 가정용 조리용 가스 기기, 특히 빌트인식 가스 호브(gas built-in hob)에 통상 이용되고 일차 공기를 벤츄리 관내로 급송시키기 위한 개선된 수단이 마련된 형태의 가스 버너에 관한 것이다.

본 명세서는 아래에서 하나의 보조 플레임 크라운(flame crown)을 갖는 중앙 바디와, 2개의 플레임 크라운이 내측 및 외측으로 배향되어 있는 주변 바디가 마련된 가스 버너에 대해 설명할 것이지만, 그 설명이 단지 주변 바디만이 마련된 가스 버너, 즉 중앙 플레임 바디가 없는 가스 버너에 동일하고 적용되어 그에 대해서도 유효할 것이다.

그러한 종류의 조리용 가스 기기에는 아래와 같은 두 가지 주요 요건이 존재하는 것으로 알려져 있다.

- 구조적 및 조립의 측면에서의 요건 : 조리용 가스 기기는 특히 가스 호브인 경우에 당업자에게 널리 공지되어 있고 이에 따라 반복 설명할 필요가 없는 제한 사항으로 인해 최소 높이를 가져함.

- 기능적 요건 : 버너, 특히 제한된 직경을 갖는 버너가 어느 경우에는 적절한 열 출력을 제공하고 어느 경우에는 가능한 최대 출력을 제공하도록 요청됨.

하지만, 이러한 두 가지 요건은, 가스 기기의 전체 높이를 낮게 할 필요성이 버너에 가스를 제공하는 벤츄리 관의 높이도 그 만큼 낮아지게 하지만, 이러한 제한 사항이 생성될 수 있는 가스/공기 혼합물의 양에 대한 제한 사항으로도 작용하여 버너의 열 출력의 한계를 결정하게 된다는 점에서 서로 명백히 모순된다.

이러한 상반되는 요건을 극복하기 위해, 예를 들면 특허 문헌 WO2005/078342 및 WO2007/012766에서와 같이 수평으로 연장하는 하나 이상의 벤츄리 관이 마련된 몇몇 조리용 가스 기기가 제안되어 공지되어 있다.

벤츄리 관을 수평으로 배치함으로써, 조리용 가스 기기의 전체 높이를 좌우하는 벤츄리 관의 높이의 문제점을 자동적으로 피할 수 있다는 점은 명백하다.

한편, 상기한 두 특허 문헌에서 제시하는 각각의 해법에서는 벤츄리 관이 버너 중앙 구역에서부터 반경 방향 외측으로 분기되어 나오는 데, 이로 인해 벤츄리 관들의 전체 길이가 반경, 즉 버너 자체의 수평 방향 크기에 의해 제한되고 있다.

이러한 상황을 해소하고자, 예를 들면 유럽 특허 출원 공개 공보 제1120603호 및 유럽 특허 출원 번호 제07119078.9호에서 벤츄리 관을 전체 폭에 걸쳐, 즉 기본적으로 버너 바디의 직경에 걸쳐 수평으로 배치한 형태의 버너가 제안되었다.

그러나, 제안된 그러한 해법들은 그러한 형태의 버너들에서 상당히 공통된 단점들로 문제가 있는 데, 다시 말해 일차 공기를 단지 하나의 유입 경로로부터, 즉 조리용 가스 기기의 박스형 본체 내부로부터거나, 조리용 가스 호브 자체 위의 구역과 같은 외부 공간으로부터만 흡입하여 벤츄리 관의 입구로 보낸다는 점에 문제가 있다.

이러한 상황은 물론 이용 가능한 일차 공기의 총량을 제한하여, 허용 열 출력을 제한한다.

일차 공기의 유입 흐름을 증가시키기 위해, 말단부에서 가스 분사 노즐로 종결되는 동축의 바람직하게는 관형 도관을 통해 일차 공기 흐름을 흡입 및 급송하도록 제안되었다.

이러한 해법은 예를 들면 이하의 특허 문헌들에 의해 공지되어 있다.

a) US 2006/0199119,

b) US 6,951,454,

c) JP 3-244906,

d) JP 3-244905,

e) US 2005/0279862.

그러나, 이들 특허 문헌들 중 어느 것도 벤츄리 관으로 보내지는 일차 공기 흐름을 2개의 별도의 유입 경로부터, 즉 가스 급송 도관과 동축으로 배치된 도관으로부터는 물론, 이 동축의 도관과는 별도의 개구로부터 취하는 것을 제시하는 해법은 제안하지 않으며 심지어 시사하지도 않고 있다.

따라서, 벤츄리 관에 이르는 일차 공기 흐름을 위한 2개의 상이한 별개의 유입 경로가 가스 급송 도관에 동축으로 배치된 도관과, 가스 분사 노즐 바로 다음에 배치된 개구 또는 게이트에 의해 각각 이루어지도록 마련되고, 그러한 유입 경로들 각각을 통해 조리용 가스 기기의 박스형 본체 내부에서 취해진 공기와 박스형 본체 위의 외부 공간으로부터 취해진 공기가 흐르게 되는 형태의 버너를 구현하는 것이 바람직할 수 있고 본 발명의 주요한 목적이다.

그러나, 그러한 목적은, 보다 명확한 이점을 갖는 가스 급송 도관 및 관련 벤츄리 관이 수평으로 배향된 경우뿐만 아니라, 수직으로 배향된 가스 급송 도관 및 벤츄리 관이 마련된 경우에도 유리하도록 될 수 있는 데, 조리용 가스 기기의 높이에 의해 야기되는 몇몇 단점을 겪을 수 있더라도, 일차 공기의 이중 흡입, 즉 조리용 가스 기기 본체의 내부 및 그 위의 외부 공간으로부터의 공기 흡입으로 인해 동일한 이점이 달성된다.

본 발명에 따르면, 전술한 목적 및 기타 목적은, 첨부된 청구 범위에 기재된 바와 같은 특징들을 포함하고 첨부 도면을 참조하여 단지 비한정적인 예로서 아래에서 설명하는 바와 같은 작동 수단을 포함하는 일차 공기 흐름을 위한 연결 및 유입 도관이 마련된 수평 또는 수직으로 연장할 수 있는 벤츄리 관을 구비하는 형태의 버너에 의해 달성된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버너 바디 및 가스 호브로서 나타낸 관련 조리용 가스 기기의 외부 사시도이며,
도 2는 도 1에 도시한 조리용 버너의 분해도이고,
도 3은 도 1의 조립체의 단면선 A-A를 따라 취한 수직 측단면도이며,
도 3a는 도 3의 버너 조립체의 세부 구조를 도시하는 가스 급송 도관의 "X" 축선에 직교하는 단면도이고,
도 4는 도 1의 조립체의 다른 실시예에 대한 단면선 A-A에 따라 취한 수직 측단면도이며,
도 4a는 도 4의 버너 조립체의 세부 구조를 도시하는 가스 급송 도관의 "X" 축선에 직교하는 단면도이고,
도 5 및 도 6은 도 3a 및 도 4a에 각각 도시한 세부 구조에 대한 사시도이며,
도 7은 도 3에 상응하지만, 수직으로 배향된 가스 급송 도관 및 벤츄리 관이 마련된 조리용 가스 기기를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 조리용 가스 기기는,

- 수평으로 배향된 가스 급송 도관(1);

- 하나 이상의 플레임 크라운(3B, 3C …)이 장착되는 버너 바디(2);

- 수평으로 연장하고 가스 급송 도관(1)의 말단부와 실질적으로 정렬되는 벤츄리 관(4); 및

- 가스 급송 도관(1)의 단부에서 벤츄리 관(4)을 향한 가스 분사 노즐(5)

을 포함한다.

일차 공기는 아래에서 설명하는 2개의 상이한 유동 경로를 통해 가스 분사 노즐(5)을 향해 급송되어 벤츄리 관으로 보내진다.

- 제1 경로는 조리용 가스 기기의 본체 내부에서 시작하는 흡입 가스 흐름으로 이루어지는 것으로, 그 단부에서 제1 가스 급송 도관(1)과 동축으로 배치되고 바람직하게는 관형 형상을 하여 적어도 가스 급송 도관의 단부에서 가스 급송 도관을 둘러싸는 도관(6)의 형태를 취하며, 이에 따라 가스 급송 도관(1)과 동축 도관(6) 사이에는 벤츄리 관이 흡입할 일차 공기의 일부분이 흐르게 되는 환형으로 연장하는 사이공간(interspace)(7)을 형성한다.

도면에 명확하게 도시한 바와 같이, 동축 도관(6)은 벤츄리 관(4)을 향해 연장하여 이 벤츄리 관에 적절한 연장부(9)를 통해 결합되지만, 사실은 벤츄리 관은 분사기(5)를 지나 앞쪽으로 연장하는 연장부(9)를 적절한 형상으로 지속시킨 것이라는 점을 알 수 있을 것이다.

- 제2 경로는 채널(13)로 이루어지며, 이 채널은 그 흡입구가 상부 평면(12) 위로 개방되고 그 단부에는 관통 개구(8)가 배치되는 데, 바람직하게는 이 관통 개구는 분사기(5)에 대해서는 바로 하류측에 벤츄리 관(4)에 대해서는 상류측에서 연장부(9)의 측부에 배치된다.

그러면, 관통 개구(8)는 일차 공기 흐름을 외부 공간으로부터 벤츄리 관(4)으로 보내어 본 발명의 제1 목표를 달성할 수 있게 하는 데, 다시 말해 전체 공기 흐름을 2개의 별개의 흐름으로 분리시켜 그 중 하나는 상부 평면(12)을 통과하게 하고, 다른 하나는 조리용 가스 기기의 내부에서부터 급송되어 그 단부 경로에서 가스 급송 도관과 동축으로 배치된 도관 내로 유입되게 함으로써 일차 공기를 흡입할 수 있게 된다.

바로 앞서 설명한 해법은 몇가지 유리한 개선을 가능하게 하는 데, 그 첫 번째 개선점은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 동축 도관(6)이 조리용 가스 기기의 박스형 본체(34)에 의해 구획된 내부 용적으로부터 바로 해당 일차 공기 흐름을 빨아들이는 한편, 관통 개구(8)는 외부 공간에, 엄밀히 말해서는 그 본체의 상부면 위로부터 연결된다는 점이다.

이러한 환경은 조리용 가스 기기가 바람직하지 못하게 설치되어 공기 순환이 차단되거나 느려지는 경우에도 양호한 공기 흐름에 도움을 주고, 또한 그와 같이 급송되는 2개의 일차 공기 흐름은 어떠한 작동 조건에서도 상충되지 않는다.

또한, 관통 개구(8)는 연장부(9)의 위쪽에 배치되어, 조리용 가스 기기에 걸쳐 유입되는 일차 공기 흐름의 공유 경로를 짧게 하고 직선화하는 것이 바람직하다.

이러한 해법은 온도 상승과 부합하기에 적합한데, 버너로부터의 열은 일차 공기의 밀도를 감소시키기 때문에, 버너 기능성의 저하[연소 성능, 황색 불꽃(yellow tipping) 및 그을음]을 방지하기 위해 일차 공기 흐름을 개선시키는 것이 중요하다.

가스와 일차 공기의 혼합을 개선시키기 위해, 가스 흐름이 도관(1)에서 유출될 때에 그 가스 흐름에 난류를 야기하여 가스 흐름 자체가 끊어지게 함으로써 일차 공기 흐름과의 혼합을 보다 용이하게 할 수 있는 몇몇 수단을 배치하는 것이 유용한 개선점을 갖는 것으로서 확인되었다.

이어서, 사이공간(interspace)(7)을 통과하는 공기에 난류를 생성하여, 그 사이 공간으로부터 나오는 공기, 근본적으로는 동축 도관(6)으로부터 나오는 공기가 도관(1)으로부터 나오는 가스와는 물론 관통 개구(8)로부터 유입되는 일차 공기 흐름과도 바로 혼합될 수 있게 하는 몇몇 적절한 수단을 배치하는 것이 유리한 것으로 확인되었다.

이와 같이 가스와는 물론 일차 공기 흐름과의 완전하고 신속한 혼합 효과는 명백하게는 그 혼합물 자체가 최적화되게 하여 연소 성능을 개선시킨다.

이를 위해, 사이공간(7)의 내부에서 가스 급송 도관의 외면(11)에는 몇몇 교반 날개(10)가 배치되며, 원하는 교반 효과 및 동축 도관(6) 자체의 직경에 따라 다음의 두 가지 실시예를 제안한다.

- 첫 번째 실시예로서 도 4 및 도 4a를 참조하면, 날개(10)는 편평하며, 바람직하게는 가스 급송 도관(1)의 "X" 축선을 따라 연장하며, 가스 급송 도관(1)의 외면상에서 방사상으로 배향되며, 서로 동일한 각도 간격을 두고 규칙적으로 배치되며, 그리고 바람직하게는 동축 도관(6)의 전체 길이에 걸쳐 연장하도록 상당히 길게 연장한다.

- 두 번째 실시예로서 도 5 및 도 5a를 참조하면, 날개(10A)는 굴곡, 구체적으로는 나선과 같은 헬리컬형으로 배치되고 그 내측 에지가 여전히 가스 급송 도관(1)의 외면에 부착되어 있는 한편, 역시 서로 동일한 각도 간격을 두고 규칙적으로 배치되어 바람직하게는 동축 도관(6)의 전체 길이에 걸쳐 연장하도록 상당히 길게 연장한다.

바로 앞서 설명한 두 가지의 개선된 실시예는 명백하게는 열 출력 공급의 견지에서 특히 효과적일 뿐만 아니라, 그 구조가 컴팩트하고 특히 저렴하며 간단한 조리용 가스 기기를 제조하는 데에 도움을 주며, 게다가 본 발명은 노즐 교체 작업을 관통 개구(8)를 통해 수행할 수 있기 때문에 조리용 가스 기기를 개방할 필요 없이 노즐 교체 작업을 수행할 수 있다는 이점으로 인해서도 높게 평가받을 수 있을 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 도시한 실시예들은 도 2, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같은 수평 배향의 가스 급송 도관 및 벤츄리 관에 의해 구현될 수 있지만, 전술한 바와 같이 가스 급송 도관 및 관련 벤츄리 관을 도 7에 개략적으로 도시한 바와 같은 수평 배향으로 배치함으로써도 본 발명을 구현할 수도 있다.

그 경우에, 기능적 및 구조적 측면 모두에 있어서 가장 적합한 실시예는, 벤츄리 관이 동축 도관(6)으로부터 실질적으로 분리되어 있는 도 7[이와 달리, 도 3에서는 그 기구들이 연장부(9)에 의해 서로 연결되어 있음] 자체에 의해 제공되는 것으로 확인되었다.

따라서, 도관(6)의 출구는 완전히 개방되어 있고, 이에 따라 외부로부터 유입되고 채널(13) 내로 흡입되는 공기 경로는 실질적으로 원통형 또는 절두 원추형 형상을 갖는 개구(20)를 가로지르는 데, 이 개구는 수평면 상에서 360°에 걸쳐 연장하는 한편, 동축 도관의 출구(6A)를 벤츄리 관(4)의 입구(4B)에 연결한다.

게다가, 바람직하게는 상부 평면(12)은 또한 일차 공기를 제2의 경로로 흡입하여 개구(8)로 급송하는 채널(13)의 하측면도 형성한다.

이 경우, 채널(13)의 입구(14)가 상부 평면(12) 바로 위에서 개방되고, 또한 입구(14)에 대응하여 상부 평면(12)이 볼록 프로파일(15)을 가져 액체 및 조리 찌꺼기가 우연히 채널(13) 내로 들어가는 것을 방지하며, 유리하게는 그 볼록 프로파일(15)은 상부 평면(12)의 적절한 가압 성형/굴곡 작업에 의해 용이하게 얻을 수 있다.

Claims (12)

1. 조리용 가스 기기의 가스 버너로서,
   하나 이상의 플레임 크라운(flame crown)(3B, 3C)이 장착된 버너 바디(2);
   벤츄리 관(4);
   수평 또는 수직으로 연장하는 한편, 상기 버너 바디 내부에서 가스 흐름을 벤츄리 관(4) 내로 분사하도록 된 노즐(5)로 종결되는 가스 급송 도관(1); 및
   2개의 상이한 유입 경로를 구비하는 일차 공기 흐름의 흡입을 제공하는 수단
   을 포함하며, 제1 경로는 상기 가스 급송 도관(1)의 둘레에 가스 급송 도관과 동축으로 배치되어, 환형으로 연장하는 사이공간(interspace)(7)을 형성하는 도관(6)을 포함하며,
   제2 경로는 상기 노즐(5)에서 대해서는 하류측에 상기 벤츄리 관(4)의 입구에 대해서는 상류측의 위치에 배치되는 관통 개구(8)를 포함하며,
   동축 도관(6)은 조리용 가스 기기의 내부 영역으로부터 해당 일차 공기 흐름을 빨아들이도록 되어 있고, 관통 개구(8)는 조리용 가스 기기의 상부 영역으로부터 빨아들여져 유입되는 해당 일차 공기 흐름을 흡입할 수 있도록 되어 있는 것인 가스 버너에 있어서,
   상기 동축 도관(6) 내의 일차 공기 흐름을 교반할 수 있는 공기 교반 수단이 마련되며,
   상기 공기 교반 수단은 환형의 사이공간(7) 내에 설치되어, 가스 급송 도관(1)의 외면에서부터 동축 도관(6)의 내면까지 연장하는 것을 특징으로 하는 가스 버너.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기 교반 수단은 상기 가스 급송 도관(1)의 축선(X)에 대해 방사상으로 배치된 복수의 날개(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 버너.
3. 제1항에 있어서, 상기 공기 교반 수단은 상기 가스 급송 도관(1)의 외면(11) 상에 가스 급송 도관(1)의 축선(X)에 대해 헬리컬형으로 배치된 복수의 날개(10A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 버너.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동축 도관(6)은 상기 가스 급송 도관(1)의 단부에 대응하여 그 외면(11) 둘레에 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 버너.
5. 제1항에 있어서, 상기 동축 도관(6) 및 벤츄리 관(4)은 수평으로 배향되며, 상기 동축 도관에는 벤츄리 관(4)의 입구에 실질적으로 결합할 때까지 벤츄리 관(4)을 향해 전방으로 연장하는 연장부(9)가 마련되며, 상기 관통 개구(8)는 연장부(9)에 배치되어, 이 연장부(9)의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스 버너.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 급송 도관(1), 벤츄리 관(4), 및 동축 도관(6)은 수직으로 배향되고 정렬되며, 상기 관통 개구(8)는 벤츄리 관(4)의 축선에 정렬되거나 평행한 축선을 갖는 360°의 원통형 또는 절두 원추형 개구로 이루어지는 한편, 일측에서는 벤츄리 관(4)의 입구에 의해 그 반대측에서는 동축 도관에 의해 획정되는 것을 특징으로 하는 가스 버너.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 가스 버너를 포함하는 조리용 가스 기기에 있어서,
   제2 경로의 흡입용 유입 채널(13)의 하측면을 부분적으로 형성하고 관통 개구(8)로 들어오는 상부 평면 또는 표면(12)이 마련되는 것을 특징으로 하는 조리용 가스 기기.
8. 제7항에 있어서, 유입 채널(13)의 입구(14)는 상기 상부 평면(12) 바로 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 조리용 가스 기기.
9. 제8항에 있어서, 상기 입구(14)에 대응하여 상부 평면(12)에는 볼록 형상부(15)가 형성되는 것을 특징으로 하는 조리용 가스 기기.
10. 제9항에 있어서, 상기 볼록 형상부(15)는 상부 평면(12)을 가공함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 조리용 가스 기기.
11. 제1항에 있어서, 상기 조리용 가스 기기는 가정용 조리용 호브(cooking hob)를 포함하는 것인 가스 버너.
12. 제7항에 있어서, 상기 조리용 가스 기기는 가정용 조리용 호브를 포함하는 것인 조리용 가스 기기.

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