KR102087334B1 - 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치 - Google Patents

휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 휴대용 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승할 경우에 형상기억합금으로 제작된 스프링이 늘어나면서 샤프트에 힘이 가해져서, 샤프트의 선단(先端)에 장착된 밀폐부재가 스템으로 가스가 배출되는 유로를 완전 폐쇄시켜서 가스용기 주변에 화기를 차단하여 폭발과 화재를 방지할 수 있는, 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치에 관한 것이다.

Description

휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치{Safety apparatus using shape memory alloy reinforced flow barrier function to prevent explosion of portable gas container}
본 발명은 휴대용 가스용기의 형상기억합금을 이용한 안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 휴대용 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승할 경우, 형상기억합금(SMA: shape memory alloy, 본 명세서에서는 'SMA'라고 기재한다) 재질로 만들어진 스프링이 작동하면서 스템으로 가스가 배출되는 유로를 가스켓에 의해 완전 차단하여 가스가 배출되지 못하도록 함으로써 가스용기의 폭발과 화재를 방지할 수 있는, 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치에 관한 것이다.
부탄가스를 주원료로 한 혼합물을 충전하여 휴대용 가스렌지에 장착하여 사용되는 휴대용 가스용기는 유통과정이나 사용 중에 주위에서 높은 열을 받게 되면 가스용기 내부에 들어 있는 액화가스의 압력이 상승하게 되는데, 사용중 안전수칙을 지키지 않고 변칙적으로 사용하여 고온에 노출되면 내부 압력이 높아지게 되어 용기가 변형되거나 심할 경우 폭발할 수 있다. 그래서 휴대용 가스용기가 견딜 수 있는 변형 및 파열되는 압력에 대하여 법으로 정하고 있다.
지금까지 휴대용 가스용기의 안전과 관련하여 출현한 기술은 가스용기 내의 압력이 일정 이상으로 올라가면 과압을 배출시키기 위한 안전밸브를 설치한 것이 대부분이었고, 이와 관련하여 본 발명의 출원인(발명자)도 많은 기술을 개발하여 특허를 받아 실제 제품에 적용하고 있다. 예를 들면, 특허등록 제1064633호 "휴대용 가스용기의 안전밸브", 특허등록 제1281536호 "과압방지 기능이 있는 휴대용 가스용기의 안전밸브", 특허등록 제1464493호 "휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 과압배출용 안전밸브" 등을 들 수 있다.
최근 들어서는 휴대용 가스용기 내의 압력이 일정 이상으로 올라갈 경우 과압을 배출시키는 것이 아니라 가스 유로를 폐쇄하여 가스 배출 자체를 차단하도록 하는 기술이 출현하였는데, 특허등록 제1561825호 "가스통의 가스배출 방지용 안전장치", 특허등록 제1572622호 및 제1572626호 "가스용기 안전장치"를 들 수 있다. 상기 특허들은 가스용기 내에 과압이 발생할 경우 밸브스템으로 가는 유로를 폐쇄하여 가스용기 주변에 화기를 차단시켜 가스용기 내의 압력을 낮춰 가스용기가 폭발하는 것을 방지하는 기술이다.
그런데 가스용기가 휴대용 가스렌지에 장착되어 사용중인 상태에서는 가스용기에서 나오는 가스의 압력과 유량을 조절하는 가버너 측과 가스용기 내부는 언제나 압력이 동일하고 차압(差壓)이 발생하지 않는다. 또한, 과압 발생시 유로를 차단하도록 된 상기 특허들은 밸브스템으로 가는 유로를 차단하기 위한 가동밸브(차단밸브)가 밸브스템으로 가는 유로에 설치되어 있고, 가동밸브(차단밸브)가 가버너 측과 가스용기 내부의 압력차에 의해 유로 내에서 이동하도록 설치되어 있는데, 사용중 가스용기 내의 압력이 일정 이상으로 올라가더라도 차압이 발생할 수 없는 구조이기 때문에 밸브스템으로 가는 가스 유로를 차단할 수 없다는 치명적인 문제가 있다.
또, 지금까지 출현했던 차압을 이용한 휴대용 가스용기의 유로 차단식 안전장치는, 샤프트를 지지하고 있는 스프링이 일반 금속으로 만들어져 있고, 샤프트의 일측에서만 지지하는 구조이므로 용기 내에 과압이 발생했을 때 안전밸브가 작동하기 위해서는 안전밸브 한쪽이 항상 외부와 연결되어 있는 구조이어야 차압이 발생하여 작동 가능하게 된다. 하지만, 외부 통로에 이물질이 쌓이거나 훼손되면 안전밸브 작동에 문제가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 구성품 개수가 많기 때문에 일부라도 조립이 불량할 경우에는 가스가 외부로 쉽게 누설될 수 있다는 치명적인 문제가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 출원인(발명자)은 형상기억합금을 이용한 유로차단식 안전장치를 개발하여 특허출원 제2017-111937호로 출원했고, 지속적인 연구 개발을 하면서 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승할 경우 유로를 완벽하게 차단시켜 안전을 확보할 수 있는 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 휴대용 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승할 경우에 형상기억합금으로 제작된 스프링이 늘어나면서 샤프트에 힘이 가해져서, 샤프트의 선단(先端)에 장착된 밀폐부재가 스템으로 가스가 배출되는 유로를 완전 폐쇄시켜서 가스용기 주변에 화기를 차단하여 폭발과 화재를 방지할 수 있는, 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승했다가 온도가 떨어져서 가스용기 내의 압력이 정상으로 회복되어 가스용기 내에 충전된 가스 압력보다 일반스프링의 복원력이 커지게 되면, 다시 가스 유로가 개방되어 가스용기를 재사용할 수 있는, 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치는, 휴대용 가스레인지에 장착하여 사용하는 가스용기 내의 온도가 규정된 온도보다 높아질 경우 안전밸브가 작동하여 가스가 배출되는 유로를 폐쇄하여 가스 배출을 차단하는 휴대용 가스용기의 안전장치에 적용되는데, 상기 안전장치는, 수평부와 수직부를 구비한 'L'자 형상이고, 내부에 가스가 배출되는 유로가 형성되어 있으며, 수직부 상부가 마운팅컵에 조립되어 고정 설치되는 밸브하우징; 상기 밸브하우징의 수평부에 형성된 유로의 후단(後端) 부분에서 삽입되어 체결되는 안전밸브;를 포함하여 구성되고, 상기 안전밸브는, 기둥 형상의 스템부와, 스템부의 중간부분에서 막대 형상으로 돌출되어 단부(端部)가 밸브하우징의 수평부 내주면에 접하게 되는 가스유통부와, 일단(一端)이 개방된 원통형상으로 스템부의 끝단에 형성되어 있는 밀폐부재수용부를 구비하여 구성된 샤프트; 상기 샤프트의 밀폐부재수용부에 수용되어, 밸브하우징의 수평부에서 수직부로 연결되는 가스유출구를 개폐하게 되는 밀폐부재; 상기 샤프트의 밀폐부재수용부 외측에 끼워져서, 밸브하우징의 수평부와 수직부를 연결하는 가스유출구 주위의 벽과 샤프트의 가스유통부 사이에 양단(兩端)이 지지되어 위치하게 되는 일반스프링; 양단이 개방된 원통형상이고, 스프링지지부가 원통형상의 내측 중간부분에 등간격으로 돌출 형성되어 있으며, 밸브하우징의 수평부 내부 후단 부분에 고정되어 위치하게 되는 샤프트홀더; 상기 샤프트의 스템부 외측에 끼워져서, 샤프트의 가스유통부와 샤프트홀더의 스프링지지부 사이에 양단(兩端)이 지지되어 위치하게 되는 SMA 스프링;을 포함하여 구성되어, 가스용기 내의 온도에 따라 SMA 스프링의 길이가 변하면서 샤프트를 움직여 일반스프링의 길이를 변하게 하여 밀폐부재가 밸브하우징의 수평부와 수직부 사이에 형성된 가스유출구를 개방하거나 폐쇄하도록 작동하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 샤프트홀더의 원통형상 외주면에는 돌출턱이 형성되어 있고, 안전밸브의 수평부 내주면에는 지지홈이 형성되어 있어서, 서로 대응하는 형상으로 형성된 돌출턱과 지지홈이 서로 체결되어 안전밸브가 밸브하우징의 수평부에 체결 고정된다.
바람직하게는, 샤프트의 가스유통부는 스템부를 중심으로 방사상으로 2∼4개가 등간격으로 돌출 형성되어 있고, 샤프트홀더의 스프링지지부는 원통형상의 내주면에서 중심을 향해 2∼4개가 등간격으로 돌출 형성되어 있으며, 샤프트의 스템부가 스프링지지부 내측에서 슬라이딩하도록 작동된다.
바람직하게는, 밸브하우징의 수평부와 수직부 사이에 형성된 가스유출구의 가장자리를 따라 수평부 쪽으로 돌출부가 더 형성되어 있어서, 밀폐부재가 가스유출구를 폐쇄할 때, 돌출부가 밀폐부재와 밀착되게 된다.
바람직하게는, 샤프트의 스템부 끝단에 원통형상의 밀폐부재수용부가 형성되는 대신 밀폐부재끼움부가 형성되고, 밀폐부재의 일측에는 밀폐부재끼움부를 수용하는 홈이 형성되어 있다.
바람직하게는, 샤프트의 스템부 끝단에 일단(一端)이 개방된 원통형상으로 형성된 밀폐부재수용부에서 개방된 쪽의 원통형상 원주면을 따라 내측으로 돌출된 턱부가 더 형성되어 있고, 밀폐부재수용부에 수용된 밀폐부재는 밀폐부재수용부의 턱부 안쪽에 수용된다.
바람직하게는, 가스용기 내의 온도가 정상일 때는 가스유출부를 통해 스템쪽으로 가스를 배출시키고, 가스용기 내의 온도가 설정된 온도보다 높아지면 SMA 스프링의 길이가 늘어나게 되어 샤프트가 움직여 일반스프링이 압축되면서, 밀폐부재수용부에 수용된 밀폐부재가 가스유출부를 폐쇄하여 스템으로 배출되는 가스를 차단하게 된다.
바람직하게는, 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승했다가 온도가 떨어져서 가스용기 내의 압력이 정상으로 회복되더라도, 일반스프링의 복원력이 가스용기 내에 충진된 가스의 압력이 가하는 힘보다 클 때만 가스유출부를 개방하여 유로가 개방되도록 작동한다.
본 발명에 따른 휴대용 가스용기의 형상기억합금을 이용한 안전장치는, 스템으로 가스가 배출되는 유로를 차단하기 위한 샤프트가 스템으로 가는 유로 상에 설치되어 있고, 마운팅컵에 별도의 과압 배출구멍을 형성한다거나 안전장치 하우징을 구비할 필요도 없으므로 구조가 매우 간단하고 조립작업이 간편하여 조립을 위한 인력과 시간이 현저하게 줄어들게 되어 제조원가도 절감된다.
또한, 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승할 경우에 형상기억합금으로 만들어진 스프링의 길이가 늘어나면서 샤프트에 힘이 가해지면, 반대편에서 샤프트를 지지하고 있던 일반 스프링이 압축되면서 샤프트가 이동하여 스템으로 가스가 배출되는 유로를 차단하게 되는데, 이때 샤프트의 선단(先端)에 가스켓을 장착한 구조이기 때문에 탄성이 있는 밀폐부재가 스템의 유로를 확실하게 밀폐시켜 주기 때문에 가스용기 내에 있는 과압의 기화가스 배출이 확실하게 차단되어 소화상태가 되므로 가스용기의 폭발과 화재를 근원적으로 방지할 수 있다.
한편, 가스용기가 가스레인지에 장착된 상태에서 사용중 유로차단식 안전밸브가 작동하여 가스용기 내의 압력이 떨어져 스템으로 가는 유로가 다시 개방될 경우에는 실내에 차있을 수 있는 가스로 인해 화재나 폭발의 위험성이 있지만, 본 발명에 따른 안전장치는, 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승했다가 온도가 떨어져서 가스용기 내의 압력이 정상으로 회복되더라도, 일반스프링의 복원력이 가스용기 내에 충전된 가스의 압력 이상으로 될 때 스템의 유로가 개방되므로 화재나 폭발의 위험성이 전혀 없이 안전하게 가스용기를 재사용할 수 있게 된다.
또한, 유로가 차단된 후에도 잔열이나 다른 요인으로 온도가 상승하여 가스용기 내의 압력이 일정 이상으로 높아질 경우 과압의 기화가스를 배출시키기 위해 가스용기의 원통 형상의 본체 상부에 결합된 상부체의 카운터싱크부에 폭발방지부를 형성한 가스용기에 본 발명에 따른 안전장치를 함께 적용할 경우에는 2중 안전장치로 적용될 수 있는 효과가 있다.
도 1a와 1b는 본 발명에 따른 안전장치의 제1실시예에서 안전밸브가 작동하기 전과 후를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 안전밸브를 조립한 상태와 분해한 상태를 도시한 도면이다.
도 3a와 3b는 본 발명에 따른 안전장치의 제2실시예에서 안전밸브가 작동하기 전과 후를 도시한 도면이다.
도 4a와 4b는 본 발명에 따른 안전장치의 제3실시예에서 안전밸브가 작동하기 전과 후를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 휴대용 가스용기의 형상기억합금을 이용한 안전장치의 기술적 특징은, 첫째, 밸브스템의 유로를 차단하는 샤프트의 선단(先端)에 가스켓을 장착하여 가스켓이 밸브스템의 유로를 확실하게 차단시켜 줄 수 있게 했다는 점과, 둘째, 마운팅컵에 별도의 과압 배출구멍을 형성한다거나 안전장치 하우징을 추가로 구비할 필요가 없으므로 구조가 매우 간단하여 조립작업도 간편하게 했다는 점과, 셋째, 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승했다가 온도가 떨어져서 가스용기 내의 압력이 정상으로 회복되더라도, 일반스프링의 복원력이 가스용기 내에 충전된 가스의 압력 이상으로 될 때에만 밸브스템의 유로가 개방되도록 하여 안정성을 현저하게 상승시켰다는 점이다.
본 발명에 따른 안전장치는 가스용기의 상단(上端)에 결합된 마운팅컵(10)의 중앙부를 관통하여 설치된 스템(23)을 통해 가스를 배출시키고, 가스용기 내의 온도가 규정된 온도보다 높아질 경우 안전밸브(30)가 작동하여 가스가 스템(23) 쪽으로 배출되는 유로를 폐쇄하여 가스 배출을 차단하는 휴대용 가스용기에 적용되는데, 안전밸브(30)가 설치되는 별도의 하우징이 있는 것이 아니라 밸브하우징(20)에 형성된 유로 상에 안전밸브(30)가 삽입되어 체결 고정되게 된다.
밸브하우징(20)은 수평부(21)와 수직부(22)를 구비한 'L'자 형상이고, 내부에는 가스가 배출되는 유로가 형성되어 있으며, 수직부(22) 상부가 마운팅컵(10)에 조립되어 고정 설치된다. 본 발명의 명세서에서 '수직방향'이란 가스용기의 길이방향을 의미하고, '수평방향'이란 가스용기의 폭방향 즉 수직방향과 수직인 방향을 의미한다.
도 1a, 1b를 참조하여 본 발명에 따른 안전장치의 제1실시예를 설명한다.
안전밸브(30)는 밸브하우징(20)의 수평부(21)에 형성된 유로의 후단(後端) 부분에서 삽입되어 밸브하우징의 수평부(21)에 형성된 유로 상에 위치하도록 체결되어, 가스용기 내의 온도가 규정된 이상으로 상승할 경우에는 SMA 스프링(33)의 길이가 늘어나면서 샤프트(31)가 이동하고 일반스프링(32)이 압축되면서 스템(23) 쪽으로 가스가 배출되는 유로가 차단되고, 가스용기 내의 온도가 규정된 이하로 떨어질 경우에는 일반스프링(32)의 복원력이 가스용기 내의 압력에 의한 힘보다 클 경우에 샤프트(31)가 이동하여 다시 유로가 개방되도록 작동한다. 안전밸브(30)는 샤프트(31), 일반스프링(32), SMA 스프링(33), 샤프트홀더(34) 및 밀폐부재(35)를 구비하여 구성된다.
샤프트(31)는 기둥 형상의 스템부(311)와, 스템부(311)의 중간부분에서 막대 형상으로 돌출되어 단부(端部)가 밸브하우징의 수평부(21) 내주면에 접하게 되는 가스유통부(312)와, 일단(一端)이 개방된 원통형상으로 스템부(311)의 끝단에 형성되어 있는 밀폐부재수용부(313)를 구비하여 구성된다. 샤프트의 가스유통부(312)는 스템부(311)를 중심으로 방사상으로 2∼4개의 막대 형상이 등간격으로 돌출 형성되어 있어서 가스가 유통할 수 있는 충분한 공간을 확보할 수 있고, 막대 형상 사이로 가스가 유통하게 되며, 막대 형상의 양측에 일반스프링(32)과 SMA 스프링(33)이 각각 지지되게 된다.
일반스프링(32)은 형상기억합금이 아닌 일반 금속으로 만들어진 코일스프링인데, 샤프트의 밀폐부재수용부(313)의 원통형상 외측에 끼워져서, 밸브하우징의 수평부(21)와 수직부(22)를 연결하는 가스유출구(211) 주위의 벽과 샤프트의 가스유통부(312) 사이에 양단(兩端)이 지지되어 위치하게 된다.
SMA 스프링(33)은 샤프트의 스템부(311) 외측에 끼워져서, 샤프트의 가스유통부(312)와 샤프트홀더의 스프링지지부(342) 사이에 양단(兩端)이 지지되어 샤프트홀더(34)의 내주면과 샤프트의 스템부(311) 사이에 위치하게 된다.
형상기억합금(SMA)은 일정 온도 이상에서 반응하고, 다시 일정 온도 이하로 낮아지면 원래의 형상 즉 원상태로 회복이 안되고 반응성을 완전히 잃어버리는 단방향성(온도가 떨어졌을 때 다시 원상태로 회복되는 양방향성 성질을 가진 SMA는 현재 개발중에 있다.) 특성을 가진 특수합금인데, 본 발명에 사용된 SMA 스프링(33)은 가스용기 내의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승하면 SMA 스프링(33)의 길이가 늘어나면서 샤프트의 가스유통부(312)에 힘이 가해지게 되고, SMA 스프링(33) 쪽에서 힘을 받은 샤프트(31)가 일반스프링(32)을 밀게 되면 일반스프링(32)이 압축되면서 샤프트(31)가 이동하여 밸브하우징의 수평부(21)와 수직부(22)를 연결하는 가스유출구(211)를 밀폐부재(35)가 폐쇄시키도록 작동한다.
한편, 가스용기 내의 온도가 일정 이하로 떨어지게 되면 형상기억합금(SMA)의 성질을 완전히 잃어버리고, 이때 일반스프링(32)의 복원력이 가스용기 내의 가스 압력에 의해 미는 힘보다 클 경우에는 샤프트(31)가 일반스프링(32)의 복원력에 의해 슬라이딩되면서 밀폐부재(35)도 이동하게 되어 가스유출구(211)가 개방되게 되고 가스용기의 재사용이 가능하게 된다.
샤프트홀더(34)는 양단이 개방된 원통형상으로 형성된 원통부(341)와, 원통부(341)의 내측 중간부분에 형성된 스프링지지부(342)를 구비하여 구성되는데, 스프링지지부(342)는 원통형상의 내측에 원통형상의 길이방향을 따라 등간격으로 돌출 형성되어 있으며, 밸브하우징의 수평부(21) 내부 후단 부분에 고정되어 위치하게 된다. 샤프트홀더(34)가 밸브하우징의 수평부(21)와 결합되면서 안전밸브(30)의 조립이 끝나게 되는데, 샤프트홀더(34)를 밸브하우징의 수평부(21)와 결합시키는 방법은 기술적 어려움 없이 다양하게 할 수 있다. 예를 들면, 첨부된 도면에 도시한 바와 같이, 원통부(341)의 원통형상 외주면에 돌출턱(343)을 형성하고, 밸브하우징의 수평부(21) 내주면에 지지홈(213)을 형성하고, 서로 대응하는 형상으로 형성된 돌출턱(343)과 지지홈(213)이 서로 체결되어 안전밸브(30)가 밸브하우징(20)에 체결 고정되게 된다.
샤프트홀더의 스프링지지부(342)는 원통형상의 내주면에서 중심을 향해 2∼4개가 등간격으로 돌출 형성되어 있으며, 샤프트의 스템부(311)가 스프링지지부(342) 내측에서 슬라이딩하도록 작동된다. 스프링지지부(342)의 돌출된 형상은 중간부분에서부터 선단쪽(샤프트의 가스유통보가 위치하는 쪽을 말한다)까지 형성할 수도 있는데, 이때는 중간부분에 위치하는 부분의 돌출된 높이를 높게 하고, 그외 부분은 돌출된 높이를 낮게 형성하는 것이 바람직한데, 그 높이의 차이는 SMA 스프링(33)의 코일이 수용될 수 있을 정도면 된다.
가스유출구(211)가 개방되었을 때는, 샤프트의 가스유통부(312)가 샤프트홀더의 원통부(341)의 원통형상 선단(先端)에 지지되어 샤프트(31)의 위치가 고정되면서 안정적으로 지지되게 된다.
밀폐부재(35)는 가스켓이나 고무 등 탄성이 있는 재질이면 어떤 것을 사용하더라도 상관없는데, 샤프트의 밀폐부재수용부(313)에 수용되어 밸브하우징의 수평부(21)에서 수직부(22)로 연결되는 가스유출구(211)를 개폐하게 된다.
제1실시예의 경우 밀폐부재(35)의 형상이 원기둥 형상이다. 한편, 밸브하우징의 수평부(21)와 수직부(22) 사이에 형성된 가스유출구(211)의 가장자리를 따라 수평부 쪽으로 돌출부(212)를 더 형성하여, 밀폐부재(35)가 가스유출구(211)를 폐쇄할 때 돌출부(212)가 밀폐부재(35)와 더욱 밀착되어 완벽하게 폐쇄시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다(도 1a, 1b 참조). 만일 탄성이 있는 밀폐부재(35)를 사용하지 않을 경우에는 밸브하우징(20)과 안전밸브(30) 모두 플라스틱 종류의 재질로 되어 있기 때문에 가스유출구(211)를 완벽하게 밀폐시킬 수 없게 되어, 가스유출구(211)를 폐쇄시켰더라도 가스가 유출될 위험이 있다.
도 3a, 3b를 참조하여 본 발명에 따른 안전장치의 제2실시예를 설명한다. 제2실시예가 제1실시예와 다른 점은 밀폐부재의 형상과 밀폐부재를 샤프트와 결합시키는 부분 즉 밀폐부재수용부의 구조이다. 안전밸브(30')를 제외한 다른 부분의 구조는 제1실시예와 동일하므로 동일한 도면부호를 사용했고, 안전밸브(30') 부분만 도면부호에 프라임(')을 첨부했다. 따라서 동일한 부분은 중복되므로 설명을 생략한다.
제2실시예는, 제1실시예에서 샤프트의 스템부(31) 끝단에 원통형상의 밀폐부재수용부(313)가 형성되는 대신 스템부(31') 끝단에 밀폐부재끼움부(313')가 형성된다. 밀폐부재끼움부(313')는 막대 형상이거나, 막대 형상의 끝부분이 측면으로 약간 돌출된 형상이고, 원기둥 형상의 밀폐부재(35')의 일측에는 밀폐부재끼움부(313')를 수용하는 홈이 형성되어 있어서, 스템부(31')와 밀폐부재(35')를 결합할 수 있게 된다.
도 4a, 4b를 참조하여 본 발명에 따른 안전장치의 제3실시예를 설명한다. 제3실시예가 제1실시예와 다른 점은 밀폐부재의 형상과 밀폐부재를 샤프트와 결합시키는 부분 즉 밀폐부재수용부의 구조이다. 안전밸브(30")를 제외한 다른 부분의 구조는 제1실시예와 동일하므로 동일한 도면부호를 사용했고, 안전밸브(30") 부분만 도면부호에 더블프라임(")을 첨부했다. 따라서 동일한 부분은 중복되므로 설명을 생략한다.
제3실시예는, 제1실시예에서 샤프트의 스템부(31) 끝단에 일단(一端)이 개방된 원통형상으로 형성된 밀폐부재수용부(313)에서 개방된 쪽의 원통형상 원주면을 따라 내측으로 돌출된 턱부(도면부호 미지정)를 더 형성한 것이다. 따라서 밀폐부재수용부(313")에 수용된 밀폐부재(35")는 밀폐부재수용부(313")의 턱부 안쪽에 수용되게 된다.
제2실시예와 제3실시예 외에도 밀폐부재의 형상은 얼마든지 변경할 수 있고, 밀폐부재와 결합되는 샤프트에 형성된 밀폐부재수용부도 얼마든지 형상을 변경할 수 있으며, 이와 같은 형상변경은 통상의 기술자에게는 아무런 기술적 어려움이 없으므로 모두 본 발명의 권리범위에 속한다고 보아야 한다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 마운팅컵
20 : 밸브하우징 21 : 수평부
211 : 가스유출구 212 : 돌출부
213 : 지지홈 22 : 수직부
23 : 스템 24 : 가스켓
30, 30', 30" : 안전밸브 31, 31', 31" : : 샤프트
311, 311', 311" : 스템부 312, 312', 312" : 가스유통부
313, 313" : 밀폐부재수용부 313' : 밀폐부재끼움부
32, 32', 32" : 일반스프링 33, 33', 33" : SMA 스프링
34, 34', 34" : 샤프트홀더 341, 341', 341" : 원통부
342, 342', 342" : 스프링지지부 343, 343', 343" : 돌출턱
35, 35', 35" : 밀폐부재

Claims (9)

  1. 휴대용 가스레인지에 장착하여 사용하는 가스용기 내의 온도가 규정된 온도보다 높아질 경우 안전밸브가 작동하여 가스가 배출되는 유로를 폐쇄하여 가스 배출을 차단하는 휴대용 가스용기의 안전장치에 있어서,
    상기 안전장치는,
    수평부와 수직부를 구비한 'L'자 형상이고, 내부에 가스가 배출되는 유로가 형성되어 있으며, 수직부 상부가 마운팅컵에 조립되어 고정 설치되는 밸브하우징;
    상기 밸브하우징의 수평부에 형성된 유로의 후단(後端) 부분에서 삽입되어 체결되는 안전밸브;
    를 포함하여 구성되고, 상기 안전밸브는,
    기둥 형상의 스템부와, 스템부의 중간부분에서 막대 형상으로 돌출되어 단부(端部)가 밸브하우징의 수평부 내주면에 접하게 되는 가스유통부와, 일단(一端)이 개방된 원통형상으로 스템부의 끝단에 형성되어 있는 밀폐부재수용부를 구비하여 구성된 샤프트;
    상기 샤프트의 밀폐부재수용부에 수용되어, 밸브하우징의 수평부에서 수직부로 연결되는 가스유출구를 개폐하게 되는 밀폐부재;
    상기 샤프트의 밀폐부재수용부 외측에 끼워져서, 밸브하우징의 수평부와 수직부를 연결하는 가스유출구 주위의 벽과 샤프트의 가스유통부 사이에 양단(兩端)이 지지되어 위치하게 되는 일반스프링;
    양단이 개방된 원통형상이고, 스프링지지부가 원통형상의 내측 중간부분에 등간격으로 돌출 형성되어 있으며, 밸브하우징의 수평부 내부 후단 부분에 고정되어 위치하게 되는 샤프트홀더;
    상기 샤프트의 스템부 외측에 끼워져서, 샤프트의 가스유통부와 샤프트홀더의 스프링지지부 사이에 양단(兩端)이 지지되어 위치하게 되는 SMA 스프링;
    을 포함하여 구성되어, 가스용기 내의 온도에 따라 SMA 스프링의 길이가 변하면서 샤프트를 움직여 일반스프링의 길이를 변하게 하여 밀폐부재가 밸브하우징의 수평부와 수직부 사이에 형성된 가스유출구를 개방하거나 폐쇄하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트홀더의 원통형상 외주면에는 돌출턱이 형성되어 있고, 밸브하우징의 수평부 내주면에는 지지홈이 형성되어 있어서, 서로 대응하는 형상으로 형성된 돌출턱과 지지홈이 서로 체결되어 안전밸브가 밸브하우징의 수평부에 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트의 가스유통부는 스템부를 중심으로 방사상으로 2∼4개가 등간격으로 돌출 형성되어 있고,
    상기 샤프트홀더의 스프링지지부는 원통형상의 내주면에서 중심을 향해 2∼4개가 등간격으로 돌출 형성되어 있으며, 샤프트의 스템부가 스프링지지부 내측에서 슬라이딩하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스유출구가 개방되었을 때는, 샤프트의 가스유통부가 샤프트홀더의 원통형상 선단(先端)에 지지되어 샤프트의 위치가 고정되게 되는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밸브하우징의 수평부와 수직부 사이에 형성된 가스유출구의 가장자리를 따라 수평부 쪽으로 돌출부가 더 형성되어 있어서, 밀폐부재가 가스유출구를 폐쇄할 때, 돌출부가 밀폐부재와 밀착되게 되는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 샤프트의 스템부 끝단에 원통형상의 밀폐부재수용부가 형성되는 대신 밀폐부재끼움부가 형성되고, 상기 밀폐부재의 일측에는 밀폐부재끼움부를 수용하는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 샤프트의 스템부 끝단에 일단(一端)이 개방된 원통형상으로 형성된 밀폐부재수용부에서 개방된 쪽의 원통형상 원주면을 따라 내측으로 돌출된 턱부가 더 형성되어 있고, 밀폐부재수용부에 수용된 밀폐부재는 밀폐부재수용부의 턱부 안쪽에 수용되는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가스용기 내의 온도가 정상일 때는 가스유출부를 통해 스템쪽으로 가스를 배출시키고,
    가스용기 내의 온도가 설정된 온도보다 높아지면 SMA 스프링의 길이가 늘어나게 되어 샤프트가 움직여 일반스프링이 압축되면서, 밀폐부재수용부에 수용된 밀폐부재가 가스유출부를 폐쇄하여 스템으로 배출되는 가스를 차단하게 되는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스용기 내의 온도가 일정 이상으로 상승했다가 온도가 떨어져서 가스용기 내의 압력이 정상으로 회복되더라도, 일반스프링의 복원력이 가스용기 내에 충진된 가스의 압력이 가하는 힘보다 클 때만 가스유출부를 개방하여 유로가 개방되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스용기의 폭발방지를 위한 유로차단 기능이 강화된 형상기억합금을 이용한 안전장치.
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