KR101601029B1 - 공기 및 가스 연료 혼합기 - Google Patents

공기 및 가스 연료 혼합기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단순 구성으로 버너용 가스연료와 공기의 혼합 효율을 최적화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가스 연료와 공기의 혼합과정에서 가스 연료의 유출을 억제시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 공기 및 가스 혼합기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기 및 가스연료 혼합기는 일측에 공기와 가스 연료가 유입되는 공기유입구와 연료유입구가 마련되고 타측에 공기와 가스연료가 혼합되는 혼합기 생성부가 마련되는 하우징과; 상기 하우징 내에 마련된 조절밸브의 회전으로 상기 하우징의 일측과 타측을 통과하는 공기의 공급량을 제어하는 공기조절부와; 상기 하우징 내로 공급되는 연료의 공급량을 조절하는 연료조절부와; 상기 공기조절부와 연료조절부의 공기와 연료 공급량을 조절하는 조절레버부;를 구비하되, 상기 연료조절부는 상기 연료유입구측에 회전 가능하게 마련되고 상기 조절레버부의 회전동작에 따라 연동 회전되며 회전동작시 상기 혼합기 생성부측으로 연통가능하도록 복수의 통공이 형성되는 가스 플러그와, 상기 가스 플러그의 단부에 연동 가능하게 결합되고 외주면 일측에 상기 연료유입구측과 연통되는 유입공이 형성되며 유입공을 통해 유입되는 가스 연료를 가스 플러그측으로 공급하기 위한 게이트부재로 구성된 것이다.

Description

공기 및 가스 연료 혼합기{Air and fuel mixing apparatus}
본 발명은 공기 및 가스 연료 혼합기에 관한 것으로, 특히 버너 연소를 위해 가스 연료와 공기를 혼합시키는 혼합기의 구조를 개선하여 최적의 혼합 효율을 갖도록 가스 연료의 누출을 간편한 방식으로 예방할 수 있도록 그 구조가 개선된 공기 및 가스 연료 혼합기에 관한 것이다.
일반적으로 식당 등에 사용되는 업소용 버너는 단일 또는 다수의 버너와, 버너에 공기와 가스 연료(LPG,LNG)를 공급하는 다수의 배관을 포함하여 이루어지고, 한 번에 여러 개의 가열할 수 있도록 된 것이다.
이러한 버너는 공기와 가스연료를 별도로 공급하여 연소시키는 방식이 있으나, 이 연소 방식은 버너에서 연소가 잘 이루어지지 않아서 연소 효율이 낮은 단점이 있다.
이를 개선하기 위해 공기와 가스연료를 강제 혼합시켜 버너로 공급하는 혼합장치가 마련되어 있다.
상기한 혼합장치의 일 예로는 한국 등록특허 제0691563호 "음식점용 가스렌지(등록일자 : 2007.02.28)에 개시된 바와 같이, 가스버너와 오덕이 구비되는 다수의 화구가 조리대에 구비되고, 내부에는 상기 가스버너에 에어를 공급하는 다수의 에어브로워가 설치되는 음식점용 가스렌지에 있어서, 상기 가스렌지의 내부에 설치되는 작동몸체와, 상기 작동몸체의 내부에 구비되며 구획되는 에어공급실과 가스공급실이 가스공급공에 의해 연통형성되는 작동실와, 상기 가스공급실에 연통되게 형성되며 가스노즐이 설치되는 가스연결구와, 상기 에어공급실의 일단과 연통되게 형성되며 상기 에어브로워와 연결된 에어공급관이 관연결되는 에어연결구와, 상기 작동실에 내설되며 그 일단은 상기 가스렌지 본체 전면에 돌출되는 조절레버와 연결되고 중앙에는 에어조절구가 구비되며 타단에는 편심작동체가 설치되는 작동유닛과, 상기 에어공급실의 타단과 연통되게 형성되며 상기 가스버너에 믹싱된 가스/에어를 공급하는 가스/에어관이 관연결되는 가스/에어관연결구를 포함하는 음식점용 가스렌지를 구비하여, 불꽃세기의 조절작업을 용이하게 행할 수 있어, 조리자에게 편리함을 제공할 수 있도록 된 것이다.
그런데, 종래 선행기술은 작동유닛의 동작시 동작시 에어조절구가 처음 열리는 시작각도부터 완전 열리는 각도까지 공급되는 공기량과, 편심작동체의 회전으로 설치된 이동체를 통하여 공급되는 가스량이 최적 효율로 공급되지 못함에 따라 불완전 연소가 일어날 우려가 있다.
예를 들어 가스가 과잉 공급될 경우 버너에서 화염의 불완전 연소로 유해가스가 다량 발생하게 되고, 플레어 현상으로 인해 주변온도를 상승시키는 문제가 발생하게 된다.
이와 반대로 가스에 비해 공기의 공급량이 높을 경우 화염이 소화되면서 사용 자체가 어려울 수 있다.
종래 다른 선행기술은 한국 등록특허공보 제 10-0802455호 "가스버너의 공기혼합장치"(등록일자 : 2008.02.01)에 개시된 바와 같이, 연료 및 공기공급관으로부터 연료와 공기를 공급받는 다수개의 버너가 지지프레임에 의해 지지되는 조리대에 설치되어 상기 연료와 공기를 혼합하는 장치로서, 둘레부에 형성된 연료유입공 및 공기유입공과, 상기 연료유입공과 공기유입공을 통해 유입된 연료와 공기가 혼합되는 혼합공간과, 이 혼합공간에서 혼합된 혼합가스가 상기 버너 방향으로 배출되는 혼합기배출구와, 상기 공기유입공을 통해 유입된 공기가 혼합공간으로 이동되는 제1공기배출로와, 상기 유입된 공기가 외부로 배출되는 제2공기배출로를 포함하는 하우징 및; 이 하우징에 장착되어 회전을 통해서 상기 연료유입공을 개방시킴은 물론 상기 제1공기배출로를 개방시키고 제2공기배출로를 차단시키는 개폐수단과, 이 개폐수단에 연결되어 개폐수단을 회전시키는 레버를 포함하는 구성을 갖는다.
기존 공기 혼합장치는 공기와 가스 연료의 혼합을 위해 베르누이의 정리를 이용한 방식을 주로 채용하고 있으나, 공기와 가스의 혼합과정에서 가스 연료가 쉽게 유출될 우려가 있다.
한국 등록특허 제0691563호 "음식점용 가스렌지(등록일자 : 2007.02.28) 한국 등록특허공보 제 10-0802455호 "가스버너의 공기혼합장치"(등록일자 : 2008.02.01)
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 단순 구성으로 버너용 가스연료와 공기의 혼합 효율을 최적화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가스 연료와 공기의 혼합과정에서 가스 연료의 유출을 억제시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 공기 및 가스 혼합기를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일측에 공기와 가스 연료가 유입되는 공기유입구와 연료유입구가 마련되고 타측에 공기와 가스연료가 혼합되는 혼합기 생성부가 마련되는 하우징과, 상기 하우징 내에 마련된 조절밸브의 회전으로 상기 하우징의 일측과 타측을 통과하는 공기의 공급량을 제어하는 공기조절부와, 상기 하우징 내로 공급되는 연료의 공급량을 조절하는 연료조절부와, 상기 공기조절부와 연료조절부의 공기와 연료 공급량을 조절하는 조절레버부를 구비하되, 상기 연료조절부는 상기 연료유입구측에 회전 가능하게 마련되고 상기 조절레버부의 회전동작에 따라 연동 회전되며 회전동작시 상기 혼합기 생성부측으로 연통가능하도록 복수의 통공이 형성되는 가스 플러그와, 상기 가스 플러그의 단부에 연동 가능하게 결합되고 외주면 일측에 상기 연료유입구측과 연통되는 유입공이 형성되며 유입공을 통해 유입되는 가스 연료를 가스 플러그측으로 공급하기 위한 게이트부재를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 조절레버부는 상기 하우징의 측면에 결합되는 커버와, 상기 커버의 외측에서 상기 하우징의 측면에 축결합되고 일단부에 레버 손잡이가 배치되며 타단부에 상기 조절밸브의 일측과 연동되도록 맞물림 결합되는 레버축으로 구성된다.
상기 연료조절부는 상기 가스 플러그 내에 수용되고 단부가 게이트부재의 타측을 탄력 지지하는 스프링부재를 더 구비한다.
상기 혼합기 생성부는 상기 하우징의 타측에 결합되고 상기 조절밸브를 통해 토출되는 공기와 상기 가스 플러그를 통과하는 가스연료가 혼합되는 연결관과, 단부가 상기 연결관 내에 공기의 흐름방향과 일치하는 방향으로 연결되어 상기 가스 플러그의 통공을 통과하는 가스 연료를 상기 연결관 내에 공급하기 위한 공급관을 구비한다.
본 발명은 연료가 유입되는 하우징의 유로 내부에 연동 회전 가능한 가스 플러그 및 게이트부재가 유로의 길이방향으로 배치되어 조절레버부의 회전시에만 가스 연료가 혼합기 생성부측으로 공급되도록 함으로써, 가스 연료의 혼합 과정에서 가스 연료의 임의 유출을 방지할 수 있는 이점을 갖는다.
또한, 본 발명은 게이트부재를 타측방향으로 탄력 지지하는 스프링부재를 더 구비함으로써, 게이트부재의 유로 내 유동을 억제하여 가스 연료의 유출을 더 억제시킬 수 있는 이점을 갖는다.
그리고, 본 발명의 혼합기 생성부는 공급관의 단부가 연결관 내에서 공기 흐름과 일치되는 방향으로 배치되므로, 베르누이의 정리에 따라 공기가 연결관을 통과하는 중에 발생되는 진공압에 의해 연결관 내로 용이하게 토출되어 공기와의 혼합 효율이 향상되는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 공기 및 가스 연료 혼합기를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 구성도.
도 3은 본 발명 연료조절부의 분해도.
도 4는 도 3의 결합상태도.
도 5는 본 발명 게이트부재의 유입공이 개방된 상태를 보인 도면.
도 6은 도 5의 저면 사시도.
본 발명에 따른 공기 및 가스연료 혼합기는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 일측에 공기와 가스 연료가 유입되는 공기유입구(110)와 연료유입구(120)가 마련되고 타측에 공기와 가스연료가 혼합되는 혼합기 생성부(500)가 마련되는 하우징(100)과; 상기 하우징(100) 내에 마련된 조절밸브(210)의 회전으로 상기 하우징(100)의 일측과 타측을 통과하는 공기의 공급량을 제어하는 공기조절부(200)와; 상기 하우징(100) 내로 공급되는 연료의 공급량을 조절하는 연료조절부(300)와; 상기 공기조절부(200)와 연료조절부(300)의 공기와 연료 공급량을 조절하는 조절레버부(400);를 구비하되, 상기 연료조절부(300)는 상기 연료유입구(120)측에 회전 가능하게 마련되고 상기 조절레버부(400)의 회전동작에 따라 연동 회전되며 회전동작시 상기 혼합기 생성부(500)측으로 연통가능하도록 복수의 통공(312)이 형성되는 가스 플러그(310)와, 상기 가스 플러그(310)의 단부에 연동 가능하게 결합되고 외주면 일측에 상기 연료유입구(120)측과 연통되는 유입공(322)이 형성되며 유입공(322)을 통해 유입되는 가스 연료를 가스 플러그(310)측으로 공급하기 위한 게이트부재(320)로 구성된 것이다.
더 상세히 설명하면, 가스 플러그(310)는 일측에서 연료유입구(120)가 있는 타측으로 갈수록 외경이 작아지는 테이퍼진 원통형 구조로 형성되고, 일측과 타측이 서로 연통되도록 개구된 구조를 갖는다.
가스 플러그(310)의 통공(312)은 외주면 일측에 형성되어 가스 플러그(310)의 회전동작시 통공(312)이 상측의 혼합기 생성부(500)를 향할 경우 가스 연료가 혼합기 생성부(500)측으로 공급되는 구조를 갖는다.
게이트부재(320)는 가스 플러그(310)와 동일하게 일측에서 타측으로 갈수록 외경이 작아지고, 가스 플러그(310)와 맞물림 결합되는 일측이 개구되고 타측이 밀폐된 구조를 가지며, 외주면 일측에 유입공(322)이 천공 형성된 구조를 갖는다.
또한, 하우징(100)의 내부로 가스 연료가 유입되는 유로는 내경이 가스 플러그(310)와 게이트부재(320)의 외경과 대응되는 크기 및 형태로 형성된다.
상기 조절레버부(400)는 상기 하우징(100)의 측면에 결합되는 커버(410)와, 상기 커버(410)의 외측에서 상기 하우징(100)의 측면에 축결합되고 일단부에 레버 손잡이(425)가 배치되며 타단부에 상기 조절밸브(210)의 일측과 연동되도록 맞물림 결합되는 레버축(420)으로 구성된다.
공기조절부(200)의 조절밸브(210)는 일단부가 레버축(420)과 연동되도록 축이음 결합되는 연결구조를 갖는다.
또한, 조절밸브(210)의 타단부에는 가스 플러그(310)와 연동 결합을 위해 돌출 형성되는 결합돌부(215)가 형성된다.
그리고 가스 플러그(310)의 일측에는 결합돌부가 끼워지도록 끼움홈부(315)가 형성되어 있다.
미설명부호 "325"는 가스 플러그(310)의 타측과 요철 결합되도록 게이트부재(320)의 일측에 형성된 걸림돌기(325)를 나타낸 것이다.
그리고, 상기 연료조절부(300)는 일단부가 상기 가스 플러그(310) 내에 수용되고 타단부가 게이트부재(320)의 타측을 탄력 지지하는 스프링부재(330)를 더 구비한다.
스프링부재(330)는 일단부가 가스 플러그(310) 내에 수용된 상태에서 지지되고 타단부가 게이트부재(320)의 타측에 접촉됨에 따라 게이트부재(320)를 탄성바이어스시켜 게이트부재(320)를 연료유입구(120)측에 밀착시키도록 지지함으로써, 가스 연료가 게이트부재(320)의 외주면과 연료유입구(120)의 유로 사이에 틈새가 발생하는 것을 억제시킬 수 있다.
혼합기 생성부(500)는 상기 하우징(100)의 타측에 결합되고 상기 조절밸브(210)를 통해 토출되는 공기와 상기 가스 플러그(310)를 통과하는 가스연료가 혼합되는 연결관(510)과, 단부가 상기 연결관(510) 내에 연결되어 상기 가스 플러그(310)의 통공(312)을 통과하는 가스 연료를 상기 연결관(510) 내에 공급하기 위한 공급관(520)으로 구성된다.
연결관(510)은 일 예로 엘보우관을 채용할 수 있으며, 공급관(520)은 가스 연료와 공기의 혼합이 용이하게 이루어지도록 단부가 연결관(510)의 내부로 진입되어 공기의 흐름 방향과 일치되는 방향으로 절곡 형성된 구조를 갖는다.
이러한 구성을 갖는 본 발명은, 조절레버부(400)의 레버축(420)과 조절밸브(210)의 일단부가 축 이음 결합되고, 조절밸브(210)의 타단부와 가스 플러그(310)의 일측이 요철 맞물림 구조로 연동되도록 결합되어 있으므로, 사용자가 레버손잡이(425)를 파지한 상태로 회전시키면, 회전력이 레버축(420)을 통해 조절밸브(210)를 회전시켜 공기 유입구와 혼합기 생성부(500)가 연통됨에 따라 공기가 공기 유입구 및 하우징(100) 내부를 통과하여 연결관(510) 내부로 공급된다.
이와 동시에, 조절밸브(210)의 회전력은 조절밸브(210)의 타단부와 요철 맞물림 결합된 가스 플러그(310)를 회전시킴과 아울러, 가스 플러그(310)의 타측과 맞물림 결합된 게이트부재(320)를 회전시키게 된다.
이때, 가스 플러그(310)는 회전동작시 통공(312)이 공급관(520)과 연통되도록 도면의 상측으로 회전되고, 가스 플러그(310)와 맞물림 결합된 게이트부재(320)는 유입공(322)이 하측의 연료유입구(120)와 연통되도록 회전된다.
즉, 유입공(322)과 통공(312)은 레버축(420)의 회전시 서로 상반되는 각도로 회전되며, 유입공(322)이 하측에 위치되어 연료유입구(120)와 연통될 때에만 가스 연료가 게이트부재(320) 및 가스 플러그(310)를 통과하여 공급관(520)을 거쳐 혼합기 생성부(500) 내에 공급된다.
이어서, 혼합기 생성부(500)는 하우징(100) 내부를 통과한 공기 및 가스 연료가 연결관(510) 내에서 혼합기로 혼합된다.
이때, 가스 연료는 연결관(510) 내에서 공기 흐름과 일치되는 방향으로 배치된 공급관(520)의 단부에서 토출되며, 베르누이의 정리에 따라 공기가 연결관(510)을 통과하는 중에 발생되는 진공압에 의해 연결관(510) 내로 용이하게 토출되어 공기와의 혼합 효율이 향상되는 이점을 갖는다.
따라서 본 발명은 연료가 유입되는 유로의 내부에 연동 회전 가능한 가스 플러그(310) 및 게이트부재(320)가 유로의 길이방향으로 배치됨에 따라 조절레버부(400)의 회전시에만 가스 연료가 혼합기 생성부(500)측으로 공급되도록 함으로써, 가스 연료의 임의 유출을 방지하여 가스 연료와 공기의 혼합비를 최적으로 유지할 수 있는 이점을 갖는다.
또한, 본 발명은 게이트부재(320)를 타측방향으로 탄력 지지하는 스프링부재(330)를 더 구비함으로써, 게이트부재(320)의 유로 내 유동을 억제하여 가스 연료의 유출을 더 억제시킬 수 있는 이점을 갖는다.
본 발명은 앞서 설명한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 변형 실시가 가능할 것이다, 예컨대, 도면에 미도시되어 있지만, 가스 플러그(310)와 게이트부재(320)는 앞서 설명한 요철 결합방식이 아니라 일체형 구조로 형성된 것을 채택할 수 있다.
이 경우 게이트부재(320)는 가스 플러그(310)로부터 연장되어 단부가 연료유입구(120)과 직교하는 유로 내측면까지 접촉되도록 유로 내부에 수용되는 구조를 갖는다.
100 : 하우징 110 : 공기유입구
120 : 연료유입구 200 : 공기조절부
210 : 조절밸브 215 : 결합돌부
300 : 연료조절부 310 : 가스 플러그
312 : 통공 315 : 끼움홈부
320 : 게이트부재 322 : 유입공
325 : 걸림돌기 330 : 스프링부재
400 : 조절레버부 410 : 커버
420 : 레버축 425 : 레버 손잡이
500 : 혼합기 생성부 510 : 연결관
520 : 공급관

Claims (5)

  1. 일측에 공기와 가스 연료가 유입되는 공기유입구(110)와 연료유입구(120)가 마련되고 타측에 공기와 가스연료가 혼합되는 혼합기 생성부(500)가 마련되는 하우징(100)과; 상기 하우징(100) 내에 마련된 조절밸브(210)의 회전으로 상기 하우징(100)의 일측과 타측을 통과하는 공기의 공급량을 제어하는 공기조절부(200)와; 상기 하우징(100) 내로 공급되는 연료의 공급량을 조절하는 연료조절부(300)와; 상기 공기조절부(200)와 연료조절부(300)의 공기와 연료 공급량을 조절하는 조절레버부(400);를 구비하되,
    상기 연료조절부(300)는 상기 연료유입구(120)측에 회전 가능하게 마련되고 상기 조절레버부(400)의 회전동작에 따라 연동 회전되며 회전동작시 상기 혼합기 생성부(500)측으로 연통 가능하도록 복수의 통공(312)이 형성되는 가스 플러그(310)와,
    상기 가스 플러그(310)의 단부에 연동 가능하게 결합되고 외주면 일측에 상기 연료유입구(120)측과 연통되는 유입공(322)이 형성되며 유입공(322)을 통해 유입되는 가스 연료를 가스 플러그(310)측으로 공급하기 위한 게이트부재(320)와,
    상기 가스 플러그(310) 내에 수용되고 단부가 게이트부재(320)의 타측을 탄력 지지하는 스프링부재(330)를 구비한 것을 특징으로 하는 공기 및 가스 연료 혼합기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절레버부(400)는 상기 하우징(100)의 측면에 결합되는 커버(410)와,
    상기 커버(410)의 외측에서 상기 하우징(100)의 측면에 축결합되고 일단부에 레버 손잡이(425)가 배치되며 타단부에 상기 조절밸브(210)의 일측과 연동되도록 맞물림 결합되는 레버축(420)을 구비한 것을 특징으로 하는 공기 및 가스 연료 혼합기.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼합기 생성부(500)는 상기 하우징(100)의 타측에 결합되고 상기 조절밸브(210)를 통해 토출되는 공기와 상기 가스 플러그(310)를 통과하는 가스연료가 혼합되는 연결관(510)과,
    단부가 상기 연결관(510) 내에 공기의 흐름방향과 일치하는 방향으로 연결되어 상기 가스 플러그(310)의 통공(312)을 통과하는 가스 연료를 상기 연결관(510) 내에 공급하기 위한 공급관(520)을 구비한 것을 특징으로 하는 공기 및 가스 연료 혼합기.
  5. 일측에 공기와 가스 연료가 유입되는 공기유입구(110)와 연료유입구(120)가 마련되고 타측에 공기와 가스연료가 혼합되는 혼합기 생성부(500)가 마련되는 하우징(100)과; 상기 하우징(100) 내에 마련된 조절밸브(210)의 회전으로 상기 하우징(100)의 일측과 타측을 통과하는 공기의 공급량을 제어하는 공기조절부(200)와; 상기 하우징(100) 내로 공급되는 연료의 공급량을 조절하는 연료조절부(300)와; 상기 공기조절부(200)와 연료조절부(300)의 공기와 연료 공급량을 조절하는 조절레버부(400);를 구비하되,
    상기 연료조절부(300)는 상기 연료유입구(120)측에 회전 가능하게 마련되고 상기 조절레버부(400)의 회전동작에 따라 연동 회전되며 회전동작시 상기 혼합기 생성부(500)측으로 연통 가능하도록 복수의 통공(312)이 형성되는 가스 플러그(310)와,
    상기 가스 플러그(310)의 단부로부터 연장되게 일체로 형성되고 외주면 일측에 상기 연료유입구(120)측과 연통되는 유입공(322)이 형성되며 유입공(322)을 통해 유입되는 가스 연료를 가스 플러그(310)측으로 공급하기 위한 게이트부재(320)와,
    상기 가스 플러그(310) 내에 수용되고 단부가 게이트부재(320)의 타측을 탄력 지지하는 스프링부재(330)를 구비한 것을 특징으로 하는 공기 및 가스 연료 혼합기.
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KR100691563B1 (ko) 2005-10-25 2007-03-09 이영주 음식점용 가스렌지
KR100802455B1 (ko) 2007-03-16 2008-02-13 장기풍 가스버너의 공기혼합장치
KR20130098918A (ko) * 2012-02-28 2013-09-05 연태영 예혼합 분산비례가 가능한 업소용 가스버너장치

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