KR102471359B1 - 액체 연료 연소기 및 액체 연료 카트리지 연결 구조 - Google Patents

액체 연료 연소기 및 액체 연료 카트리지 연결 구조 Download PDF

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Abstract

(과제) 미리 액체 연료가 충전된 액체 연료 카트리지를 사용 가능한 액체 연료 연소기를 제공한다.
(해결 수단) 액체 연료 연소기(1)는 액체 연료 카트리지(3)와, 어태치먼트(5)와, 액체 연료 탱크(7)와, 버너 어셈블리(9)를 구비하고 있다. 어태치먼트(5)의 오목부의 내벽부에는 복수의 결합용 볼록부(73)가 형성되어 있다. 밸브 시트 본체의 외벽부에는 복수의 홈부(35)가 형성되어 있으며, 홈부(35) 내에는 돌출부(37)가 배치되어 있다. 홈부 내주면 및 돌출부 외주면의 형상은 결합용 볼록부(73)를 제 1 대향 부분(35A)과 돌출부 외주면의 제 2 대향 부분(37B) 사이에 가이드되도록 정해져 있다. 오목부(67)에 밸브 시트 본체(17)를 삽입하고, 압하력을 가하면 결합용 볼록부(73)가 제 1 대향 부분(35A)과 제 2 대향 부분(37B) 사이에 도달하고, 이 상태에서 압하력을 해제하면 개폐용 축세 부품(21)에 의해 결합용 볼록부(73)에 돌출부(37)가 압박되어 액체 연료 카트리지(3)가 고정된다.

Description

액체 연료 연소기 및 액체 연료 카트리지 연결 구조{LIQUID FUEL COMBUSTOR AND CONNECTING STRUCTURE OF LIQUID FUEL CARTRIDGE}
본 발명은 액체 연료 탱크 내의 액체 연료를 버너로 연소시키는 액체 연료 연소기 및 액체 연료 카트리지 연결 구조에 관한 것이다.
종래의 액체 연료 연소기는 구입해 온 액체 연료를 금속제의 카트리지 탱크 내에 옮겨 담아 카트리지 탱크로부터 액체 연료 탱크에 공급한 액체 연료를 버너로 연소시키는 것이다.
그래서 액체 연료를 카트리지 탱크에 옮겨 담는 수고를 줄이기 위해서 금속제의 카트리지 탱크 대신에 일회용 가능한 용기에 미리 액체 연료가 충전된 액체 연료 카트리지를 사용하는 것이 검토되어 있다.
현재 액체 연료 연소기는 여러 가지 타입의 것이 이미 판매되어 있다. 이미 판매되어 있는 액체 연료 연소기이어도 액체 연료 카트리지를 사용할 수 없으면 액체 연료 카트리지의 보급이 어렵다.
본 발명의 목적은 미리 액체 연료가 충전된 액체 연료 카트리지를 사용 가능한 액체 연료 연소기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 용이하게 부착 가능하며, 또한 액체 연료 연소기에 진동이나 충격이 가해져도 액체 연료 카트리지가 분리되기 어려운 액체 연료 연소기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 여러 가지 타입의 액체 연료 연소기에 액체 연료 카트리지를 사용 가능하게 하는 액체 연료 카트리지 연결 구조를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 액체 연료 연소기는 액체 연료 카트리지와, 액체 연료 탱크와, 어태치먼트와, 버너 어셈블리를 구비하고 있다.
액체 연료 카트리지는 카트리지 본체와 카트리지 본체의 연료 토출구에 부착되는 개폐 밸브 어셈블리를 구비하고, 개폐 밸브 어셈블리가 밸브 시트를 구비한 밸브 시트 본체와, 밸브 시트와 협동하는 밸브 부재를 구비한 밸브체와, 방세(放勢) 상태에 있어서 밸브 부재를 밸브 시트에 압박하는 압박력을 발생시키는 개폐용 축세(蓄勢) 부품을 구비하여 이루어진다.
액체 연료 탱크는 연료 공급구를 구비하여 이루어진다.
어태치먼트는 연료 공급구에 부착되어 밸브 시트 본체가 감합하는 오목부와, 오목부 내에 설치되어 밸브 시트 본체가 오목부에 감합된 상태로 밸브체를 밀어 올리는 압상핀과, 오목부에 형성되어 액체 연료 카트리지로부터 오목부 내로 토출된 액체 연료를 통과하는 연료 배출 구멍을 구비하여 이루어진다.
버너 어셈블리는 액체 연료 탱크 내의 액체 연료를 연소시키는 것이다.
어태치먼트의 오목부의 내벽부에는 내벽부의 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치되고, 또한 오목부의 내측을 향해서 돌출하는 복수의 결합용 볼록부가 형성되어 있으며, 밸브 시트 본체의 외벽부에는 밸브체의 오목부로의 삽입 방향과, 상기 삽입 방향과 직교하는 직교 방향의 외측으로 개구하는 복수의 홈부가 밸브 시트 본체의 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치되어 있으며, 밸브 시트 본체의 외벽부에는 복수의 홈부 내에 각각 위치하여 직교 방향으로 돌출하는 복수의 돌출부가 배치되어 있다. 복수의 홈부의 홈부 내주면 및 복수의 돌출부의 돌출부 외주면의 형상은 오목부에 밸브 시트 본체가 삽입되는 과정에서 결합용 볼록부가 홈부 내주면 또는 돌출부 외주면을 따라 가이드되면서 홈부에 들어가고, 또한 밸브 시트 본체가 오목부 내에 더 삽입되면 결합용 볼록부를 삽입 방향에 대향하는 홈부 내주면의 제 1 대향 부분과 돌출부 외주면의 제 2 대향 부분 사이에 가이드되도록 정해져 있으며, 액체 연료 카트리지에 어태치먼트를 향하는 압하력이 가해졌을 때에 압상핀에 의해 밸브 부재가 밸브 시트로부터 멀어지는 방향으로 밀어 올려지는 과정에서 축세되어 액체 연료 카트리지로의 압하력이 해제되면 결합용 볼록부에 돌출부가 압박되도록 방세하는 축세 수단을 구비하고 있다.
이렇게 구성함으로써 어태치먼트를 부착 가능한 액체 연료 연소기에 액체 연료 카트리지를 부착 가능하게 된다. 또한, 어태치먼트에 대하여 액체 연료 카트리지를 용이하게 부착 가능하며, 또한 액체 연료 연소기에 진동이나 충격이 가해져도 액체 연료 카트리지가 분리되기 어렵다.
어태치먼트의 오목부 내에는 오목부 내에 삽입되는 밸브 시트 본체에 의해 축세되는 압상용 축세 부품이 구비되어 있으며, 축세 수단은 개폐용 축세 부품과 압상용 축세 부품에 의해 구성되어 있어도 좋다.
축세 수단은 액체 연료 카트리지의 개폐용 축세 부품이어도 좋다.
복수의 홈부의 홈부 내주면의 직교 방향 외측으로부터 본 윤곽형상은 홈부 내주면의 제 1 대향 부분을 향함에 따라 둘레 방향의 치수가 작아지는 형상을 갖고,
복수의 돌출부의 돌출부 외주면의 윤곽형상은 돌출부 외주면의 제 2 대향 부분을 향함에 따라 둘레 방향의 치수가 커지는 형상을 갖고 있어도 좋다.
복수의 홈부가 이웃하는 2개의 홈부 사이에 위치하는 벽부분의 삽입 방향의 선단부의 형상 및 돌출부의 삽입 방향의 선단부의 형상 및 결합용 볼록부의 형상은 결합용 볼록부가 벽부분의 삽입 방향의 선단부 또는 돌출부의 삽입 방향의 선단부와 접촉했을 때에 결합용 볼록부가 홈부 내로 슬라이딩하는 형상을 각각 갖고 있어도 좋다.
벽부분의 삽입 방향의 선단부 및 돌출부의 삽입 방향의 선단부의 형상은 삽입 방향을 향해서 서서히 둘레 방향의 치수가 작아지는 형상을 갖고, 결합용 볼록부의 삽입 방향과 반대의 인발 방향을 향하는 선단부의 형상은 인발 방향을 향해서 서서히 둘레 방향의 치수가 작아지는 형상을 갖고 있어도 좋다.
돌출부의 인발 방향의 단면은 결합용 볼록부의 삽입 방향의 단면보다 크고, 또한 삽입 방향을 향해서 볼록하게 되도록 만곡하는 만곡면으로 이루어져 있어도 좋다.
소정의 피치는 360°／N이어도 좋고, N은 2 이상 6 이하의 정수이어도 좋다. N은, 예를 들면 4이다.
본 발명은 액체 연료 카트리지 연결 구조로서도 파악 가능하다. 본 발명의 액체 연료 카트리지 연결 구조를 사용하면 기존의 액체 연료 연소기에도 액체 연료 카트리지가 사용 가능하게 된다. 본 발명의 액체 연료 카트리지 연결 구조는 카트리지 본체와 카트리지 본체의 연료 토출구에 부착되는 개폐 밸브 어셈블리를 구비하고, 개폐 밸브 어셈블리가 밸브 시트를 구비한 밸브 시트 본체와, 밸브 시트와 협동하는 밸브 부재를 구비한 밸브체와, 방세 상태에 있어서 밸브 부재를 밸브 시트에 압박하는 압박력을 발생시키는 개폐용 축세 부품을 구비해서 이루어지는 액체 연료 카트리지를 액체 연료 연소기의 연료 공급구를 구비해서 액체 연료 탱크에 착탈 가능하게 연결하는 액체 연료 카트리지 연결 구조이다. 그래서 본 발명의 액체 연료 카트리지 연결 구조는 연료 공급구에 부착되어 밸브 시트 본체가 감합하는 오목부와, 오목부 내에 설치되어 밸브 시트 본체가 오목부에 감합된 상태로 밸브체를 밀어 올리는 압상핀과, 오목부에 형성되어 연료 카트리지로부터 오목부 내로 토출된 액체 연료를 통과하는 연료 배출 구멍을 구비한 어태치먼트를 구비하고 있다. 그리고 어태치먼트의 오목부의 내벽부에는 내벽부의 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치되고, 또한 오목부의 내측을 향해서 돌출하는 복수의 결합용 볼록부가 형성되어 있다. 또한, 밸브 시트 본체의 외벽부에는 밸브체의 오목부로의 삽입 방향과, 상기 삽입 방향과 직교하며, 또한 상기 삽입 방향과 직교하는 직교 방향의 외측으로 개구하는 복수의 홈부가 밸브 시트 본체의 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치되어 있으며, 밸브 시트 본체의 외벽부에는 복수의 홈부 내에 각각 위치하여 직교 방향으로 돌출하는 복수의 돌출부가 배치되어 있다. 복수의 홈부의 홈부 내주면 및 복수의 돌출부의 돌출부 외주면의 형상은 오목부에 밸브 시트 본체가 삽입되는 과정에서 결합용 볼록부가 홈부 내주면 또는 돌출부 외주면을 따라 가이드되면서 홈부에 들어가고, 또한 밸브 시트 본체가 오목부 내에 더 삽입되면 결합용 볼록부를 삽입 방향에 대향하는 홈부 내주면의 제 1 대향 부분과 돌출부 외주면의 제 2 대향 부분 사이로 가이드되도록 정해져 있다. 또한, 액체 연료 카트리지에 어태치먼트를 향하는 압하력이 가해졌을 때에 압상핀에 의해 밸브 부재가 밸브 시트로부터 멀어지는 방향으로 밀어 올려지는 과정에서 축세되고, 액체 연료 카트리지로의 압하력이 해제되면 결합용 볼록부에 돌출부가 압박되도록 방세하는 축세 수단을 구비한다.
도 1은 본 실시형태의 액체 연료 연소기의 일부(전방면)를 파단한 상태로 나타낸 도면이다.
도 2는 캡이 부착된 판매 상태의 액체 연료 카트리지의 도면이며, 도 2(A)는 평면도, 도 2(B)는 정면도, 도 2(C)는 C-C선 단면도, 도 2(D)는 D-D선 단면도이다.
도 3은 개폐 밸브 어셈블리의 사시도이다.
도 4는 개폐 밸브 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 5(A)는 개폐 밸브 어셈블리의 평면도, 도 5(B)는 B-B선 단면도, 도 5(C)는 C-C 선 단면도이다.
도 6은 개폐 밸브 어셈블리에 부착하는 캡의 사시도이다.
도 7은 어태치먼트의 사시도이다.
도 8은 어태치먼트의 분해 사시도이다.
도 9(A), 도 9(B)는 어태치먼트에 액체 연료 카트리지를 결합시키는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10(A), 도 10(B)는 어태치먼트에 액체 연료 카트리지를 결합시키는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11(A), 도 11(B)는 어태치먼트에 액체 연료 카트리지를 결합시키는 상태를 나타내는 도면이다.
도 12(A), 도 12(B)는 어태치먼트에 액체 연료 카트리지를 결합시키는 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 1에 나타낸 XIII-XIII선 단면도이다.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 액체 연료 연소기의 실시형태를 상세하게 설명한다.
[전체 구성]
도 1은 본 실시형태의 액체 연료 연소기의 일부(전방면)를 파단한 상태로 나타낸 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이 액체 연료 연소기(1)는 액체 연료 카트리지(3)와, 어태치먼트(5)와, 연료 공급구(7A)를 구비한 액체 연료 탱크(7)와, 버너 어셈블리(9)를 구비하고 있다.
버너 어셈블리(9)는 액체 연료 탱크(7) 내의 액체 연료(일반적으로 등유)를 연소시키는 것이다. 본 실시형태에서는 버너 어셈블리(9)는 연소량이 2200W의 코어 상하식 버너를 구비하고 있다.
본 실시형태에서는 액체 연료 카트리지(3)와, 어태치먼트(5) 이외의 구조는 시판된 액체 연료 연소기의 구조와 동일하다. 어태치먼트(5)를 부착함으로써 시판된 여러 가지 타입의 액체 연료 연소기에 액체 연료 카트리지(3)를 부착하는 것이 가능하게 되어 있다. 본 실시형태에서는 도 1의 지면의 상하 방향 중, 하방향을 액체 연료 카트리지(3)의 삽입 방향(ID)으로 정의한다. 또한, 다른 도면에 있어서도 삽입 방향(ID)을 나타내어 방향을 정의한다.
[액체 연료 카트리지]
도 2~도 5를 사용하여 액체 연료 카트리지(3)에 대해서 설명한다.
도 2(A)는 캡(15)이 부착된 액체 연료 카트리지의 평면도이며, 도 2(B)는 액체 연료 카트리지의 정면도, 도 2(C)는 도 2(B)의 C-C선 단면도, 도 2(D)는 도 2(A)의 D-D선 단면도이다. 액체 연료 카트리지(3)에는 액체 연료(예: 등유)가 충전되어 있다. 연료 충전 상태의 액체 연료 카트리지(3)는 점두에 배열되어 수용자에게 판매된다. 액체 연료 카트리지(3)는 수지제의 카트리지 본체(11)와, 카트리지 본체(11)의 연료 토출구(11A)에 부착되는 개폐 밸브 어셈블리(13)를 구비하고 있다. 개폐 밸브 어셈블리(13)에 캡(15)이 부착된다. 카트리지 본체(11)는 바닥부(11B)와, 바닥부(11B)에 연속하는 본체 베이스부(11C)와, 본체 베이스부(11C)와 연속하는 중앙부(11D)를 갖고 있다. 본체 베이스부(11C)에는 둘레 방향으로 연속하고, 또한 외측을 향해서 개구하여 교환 작업자의 복수개의 손가락 끝이 끼워지는 1개의 손가락 끝 감합 오목부(11E)가 형성되어 있다. 또한, 바닥부(11B)의 외면에 교환 작업자의 1개 이상의 손가락이 들어가는 훅이 일체로 형성되어 있어도 좋다.
도 3 내지 도 5(A) 내지 도 5(C)는 카트리지 본체(11)로부터 분리된 상태의 개폐 밸브 어셈블리(13)를 나타내는 도면이다. 도 3은 개폐 밸브 어셈블리의 사시도이며, 도 4는 개폐 밸브 어셈블리의 분해 사시도이며, 도 5(A)는 개폐 밸브 어셈블리의 평면도, 도 5(B)는 도 5(A)의 B-B선 단면도, 도 5(C)는 도 5(A)의 C-C선 단면도이다. 개폐 밸브 어셈블리(13)는 수지제의 밸브 시트 본체(17)와, 수지제의 밸브체(19)와, 금속제의 코일 스프링으로 이루어지는 개폐용 축세 부품(21)과, 수지제의 누름 부재(23)를 구비하고 있다. 또한, 개폐용 축세 부품(21)은 금속제에 한정되는 것은 아니며, 수지제의 것이어도 좋은 것은 물론이다.
밸브 시트 본체(17)는 중앙에 액체 연료가 통과하는 관통 구멍(29)이 형성된 바닥벽부(25)와, 바닥벽부(25)의 바깥 가장자리부로부터 일어서는 둘레벽부(27)를 갖고 있으며, 둘레벽부(27)의 바닥벽부(25)와는 반대측의 단부에는 환형상의 플랜지부(28)가 일체로 형성되어 있다. 바닥벽부(25)에 형성된 관통 구멍(29)의 주위에는 환형상의 밸브 시트(31)가 형성되어 있다.
밸브 시트 본체(17)의 둘레벽부(27)의 외벽부(33)에는 4개의 홈부(35)와, 4개의 홈부(35) 내에 각각 배치된 4개의 돌출부(37)가 형성되어 있다. 홈부(35)는 삽입 방향(ID)과, 삽입 방향(ID)과 직교하는 직교 방향의 외측으로 개구되어 있다. 홈부(35)를 직교 방향 외측으로부터 본 홈부(35)의 홈부 내주면(35a)의 윤곽형상은 바닥벽부(25)측에 밑변을 갖고, 정상부를 향함에 따라 둘레 방향의 치수가 작아지는 삼각형상이다. 본 실시형태에서는 이 정상부가 홈부 내주면(35a)의 제 1 대향 부분(35A)을 구성하고 있다.
돌출부(37)의 돌출부 외주면(37a)의 윤곽형상은 홈부(35)의 삽입 방향(ID)으로 개구하는 개구부 내에 정상부(선단부)(37A)를 갖고, 삽입 방향(ID)과 반대 방향을 향함에 따라 둘레 방향의 치수가 커지고, 또한 삽입 방향(ID)과 반대 방향을 향함에 따라 둘레 방향의 치수가 작아지는 형상을 갖고 있다. 본 실시형태에서는 돌출부(37)의 삽입 방향(ID)과 반대 방향측의 단면이 돌출부 외주면(37a)의 제 2 대향 부분(37B)을 구성하고 있다. 제 2 대향 부분(37B)을 구성하는 돌출부(37)의 단면의 형상은 삽입 방향(ID)을 향해서 볼록하게 되도록 약간 만곡한 형상으로 되어 있다. 제 1 대향 부분(35A)과 제 2 대향 부분(37B)은 서로 삽입 방향에 대향한 위치 관계로 되어 있다. 또한, 구체적으로 복수의 홈부(35)의 홈부 내주면(35a) 및 복수의 돌출부(37)의 돌출부 외주면(37a)의 형상은 후에 상세하게 설명하는 어태치먼트(5)의 오목부(67)에 밸브 시트 본체(17)가 삽입되는 과정에서 어태치먼트(5)의 결합용 볼록부(73)가 홈부(35)의 홈부 내주면(35a) 또는 돌출부 외주면(37a)을 따라 가이드되면서 홈부(35)에 들어가고, 또한 밸브 시트 본체(17)가 오목부(67) 내에 더 삽입되면 결합용 볼록부(73)를 삽입 방향에 대향하는 홈부 내주면(35a)의 제 1 대향 부분(35A)과 돌출부 외주면(37a)의 제 2 대향 부분(37B) 사이로 가이드되도록 정해져 있다.
도 5(A)에 나타내는 바와 같이 4개의 홈부(35) 및 4개의 돌출부(37)는 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치되어 있다. 본 실시형태에서는 홈부(35)의 정상부(35A)와 이웃 홈부(35)의 정상부(35A) 사이의 각도 간격인 피치(P) 및 돌출부(37)의 정상부와 이웃 돌출부(37)의 정상부 사이의 각도 간격인 피치(P)는 360°／4=90°이다.
이웃하는 2개의 홈부(35) 사이에 위치하는 벽부분(36)의 삽입 방향(ID)의 선단부(36A)의 형상 및 돌출부(37)의 삽입 방향(ID)의 선단부(37A)의 형상은 삽입 방향(ID)을 향해서 서서히 둘레 방향의 치수가 작아지는 형상을 갖고 있다. 벽부분(36)의 선단부(36A)와 이웃하는 돌출부(37)의 선단부(37A)의 각도 간격인 피치는 360°／8=45°이다. 이웃하는 2개의 홈부(35) 사이에 위치하는 벽부분(36) 및 4개의 돌출부(37)의 표면에는 캡(15)이 나사 결합되는 부분 수나사부(36B, 37C)가 형성되어 있다.
또한, 도 3 및 도 5(A)에 나타내는 바와 같이 밸브 시트 본체(17)의 외벽부(33)의 플랜지부(28) 가까이에는 캡(15)과 결합하는 2개의 캡 결합부(38)가 형성되어 있다. 2개의 캡 결합부(38)끼리는 둘레 방향으로 180° 떨어진 위치에 형성되어 있다. 캡 결합부(38)는 둘레 방향으로 진행됨에 따라 직교 방향으로 외벽부(33)로부터 서서히 분리되는 경사부(38A)와, 경사부(38A)와 연속하는 평탄부(38B)를 갖고 있다.
밸브 시트 본체(17)는 사출 성형으로 작성되어 있으며, 사출 성형할 때의 형태의 파팅 라인(PL)은 도 3에 나타내는 바와 같이 벽부분(36)의 선단부(36A)를 통과하도록 되어 있다. 또한, 외벽부(33)에는 싱크 마크 방지를 위한 다운 게이지 부분(33A)이 복수 형성되어 있다.
도 4, 도 5(B) 및 도 5(C)에 나타내는 바와 같이 밸브 시트 본체(17)의 둘레벽부(27)의 내측(내벽부(34))에는 누름 부재(23)가 고정되는 누름 부재 피결합부(34A)와, 카트리지 본체(11)의 연료 토출구와 결합하는 카트리지 본체 피결합부(34B)가 형성되어 있다.
밸브체(19)는 밸브체 본체부(39)와, 밸브 시트(31)와 대향하는 위치에 구비되며, 밸브 시트(31)와 협동하는 밸브 부재(41)와, 밸브체 본체부(39)의 외벽부에 형성된 복수개(본 예에서는 8개)의 돌출부(43)와, 밸브체 본체부(39)의 중심부로부터 삽입 방향(ID)으로 연장하는 축부(45)를 구비하고 있다. 이웃하는 2개의 돌출부(43)와 돌출부(43) 사이에 형성된 골부분(44)을 액체 연료가 통과하게 된다.
개폐용 축세 부품(21)은 축부(45)에 통과한 상태로 밸브체(19)의 밸브체 본체부(39)에 일단(21A)이 접촉하고, 타단(21B)이 누름 부재(23)와 접촉하고 있다. 개폐용 축세 부품(21)은 방세 상태에 있어서 밸브 부재(41)를 밸브 시트(31)에 대하여 압박하는 압박력을 발생하도록 되어 있다.
도 4에 나타내어지는 바와 같이 누름 부재(23)는 개폐용 축세 부품(21)을 수납하는 축세 부품 수납부(47)와, 축세 부품 수납부(47)의 주위에 형성된 환형상의 밸브 시트 본체 결합부(49)와, 축세 부품 수납부(47)의 정상부에 형성되어 축부(45)가 관통하는 축 관통 구멍(51)과, 축세 부품 수납부(47)의 주위에 형성된 액체 연료가 통과하는 연료 통과부(53)를 구비하고 있다. 밸브 시트 본체 결합부(49)는 밸브 시트 본체(17)의 내벽부(34)에 형성된 누름 부재 피결합부(34A)[도 5(C)]와 결합하여 밸브 시트 본체(17)에 대하여 고정 상태가 된다. 개폐용 축세 부품(21)의 타단(21B)은 축 관통 구멍(51)의 주위와 접촉하고 있다.
[캡]
도 6은 도 3, 도 4, 및 도 5(A)~도 5(C)에 나타내는 개폐 밸브 어셈블리(13)에 부착하는 캡(15)을 하측으로부터 본 사시도이다. 캡(15)의 내주면에는 도 3에 나타낸 부분 수나사부(36B, 37C)와 나사 결합하는 암나사부(55)와, 도 5(A)에 나타낸 캡 결합부(38)와 결합하는 2개의 피결합부(57)가 형성되어 있다. 2개의 피결합부(57)끼리는 둘레 방향으로 180° 떨어진 위치에 형성되어 있다. 피결합부(57)는 캡(15)의 장착 시의 회전 방향과는 역방향으로 진행됨에 따라 내주면으로부터 캡(15)의 지름 방향 내측을 향해서 서서히 멀어지는 경사면(57A)과, 경사면(57A)의 종단 위치로부터 내주면을 향해서 지름 방향으로 연장하는 평탄면(57B)을 갖고 있다.
캡(15)의 외주면에는 2개소의 손가락 누름 위치 지시부(59)가 형성되어 있다. 손가락 누름 위치 지시부(59)는 2개의 피결합부(57)가 형성되어 있는 개소로부터 둘레 방향으로 90° 어긋난 위치에 형성되어 있으며, 2개소의 손가락 누름 위치 지시부(59)끼리는 둘레 방향으로 180° 떨어진 위치에 형성되어 있다.
캡(15)을 개폐 밸브 어셈블리(13)에 끼우고, 캡 결합부(38)와 피결합부(57)가 접할 때까지 부분 수나사부(36B, 37C)와 암나사부(55)를 나사 결합시킨 상태로 캡(15)을 돌린다. 거기에서 개폐 밸브 어셈블리(13)에 대하여 캡(15)을 더 회전시키면 피결합부(57)가 캡 결합부(38)의 경사부(38A) 위, 그리고 평탄부(38B) 위를 슬라이딩하여 피결합부(57)가 캡 결합부(38)를 타고 넘게 된다. 이렇게 하면 캡(15)을 반대 방향으로 회전시키려고 해도 피결합부(57)가 캡 결합부(38)와 결합하기 때문에 아이 등이 실수로 액체 연료 카트리지(3)를 개봉해버리는 것을 방지하고, 소위 차일드 로크를 형성할 수 있다(도 2(C), 도 2(D) 참조). 액체 연료 카트리지(3)를 개봉할 경우에는 손가락으로 2개소의 손가락 누름 위치 지시부(59)를 끼워 넣고, 캡(15)의 형상을 변형시켜서 피결합부(57)끼리의 이간 거리를 넓힌 상태로 캡(15)을 개폐 밸브 어셈블리(13)에 대하여 체결 시와 반대 방향으로 회전시키면 피결합부(57)가 캡 결합부(38)를 타고 넘어 차일드 로크를 해제할 수 있다.
[어태치먼트]
도 7은 어태치먼트의 사시도이며, 도 8은 어태치먼트의 분해 사시도이다. 어태치먼트(5)는 액체 연료 탱크(7)의 연료 공급구(7A)에 부착하는 것이다. 어태치먼트(5)는 어태치먼트 본체부(61)와, 압상용 축세 부품(63)과, 구획판(65)을 구비하고 있다. 어태치먼트 본체부(61)는 밸브 시트 본체(17)가 감합하는 오목부(67)와, 오목부(67) 내에 설치되어 밸브 시트 본체(17)가 오목부(67)에 감합된 상태로 밸브체(19)를 밀어 올리는 압상핀(69)과, 오목부(67)에 형성되어서 액체 연료 카트리지(3)로부터 오목부(67) 내에 토출된 액체 연료를 통과하는 4개의 연료 배출 구멍(71)을 구비하고 있다.
오목부(67)의 내벽부에는 내벽부의 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치되고, 또한 오목부의 내측을 향해서 돌출하는 복수의 결합용 볼록부(73)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 결합용 볼록부(73)는 4개 형성되어 있으며, 결합용 볼록부(73)와 이웃하는 결합용 볼록부(73) 사이의 각도 간격인 피치는 360°／4=90°이다. 결합용 볼록부(73)는 삽입 방향(ID)과 반대의 인발 방향을 향하는 선단부(73A)의 형상이 인발 방향을 향해 서서히 둘레 방향의 치수가 작아지는 형상을 갖고 있다.
압상용 축세 부품(63)은 압상핀(69)의 둘레에 구비되어 있다. 구획판(65)은 중앙부에 관통 구멍(75)을 가진 링형상의 부재이며, 압상용 축세 부품(63)에 의해 지지되어 있다. 압상용 축세 부품(63)이 방세된 상태에서는 구획판(65)은 압상용 축세 부품(63)과 4개의 결합용 볼록부(73)에 의해 협지된 상태로 되어 있으며, 4개의 결합용 볼록부(73)의 위치보다 위에 위치하지 않도록 되어 있다. 액체 연료 카트리지(3)를 어태치먼트(5)에 결합할 때 개폐 밸브 어셈블리(13)의 밸브 시트 본체 바닥벽부(25)가 구획판(65)과 접촉하기 때문에 구획판(65)의 표면에는 접촉 면적을 줄이기 위한 돌기부(77)가 4개소 형성되어 있다.
[액체 연료 카트리지의 결합]
도 9(A), 도 9(B)~12(A), 도 12(B)는 어태치먼트에 액체 연료 카트리지를 결합시키는 상태를 나타내는 도면이다. 도 9~도 12에 있어서, 각 도면의 (A) 도면은 액체 연료 카트리지(3)와 어태치먼트(5)의 단면도이며, (B) 도면은 대응하는 (A) 도면의 밸브 시트 본체(17)의 외벽부(33)에 형성된 홈부(35) 및 돌출부(37)와 어태치먼트(5)의 내벽부에 형성된 결합용 볼록부(73)의 결합 과정을 나타내는 모식도이다.
어태치먼트(5)에 액체 연료 카트리지(3)를 결합시키기 위해서는 우선 어태치먼트(5)의 오목부(67)에 액체 연료 카트리지(3)의 개폐 밸브 어셈블리(13)측을 향해 삽입한다(도 9(A), 도 9(B)의 상태). 이 상태에서는 도 9(B)에 나타내는 바와 같이 결합용 볼록부(73)는 홈부(35)의 바깥에 있다. 이 상태에서 액체 연료 카트리지(3)를 삽입 방향(ID)으로 가볍게 밀어 넣는 압하력을 가하면서 밸브체(19)의 축부(45)를 통과하는 가상 중심선(IL)을 중심으로 하여 액체 연료 카트리지(3)를 회전시킨다(회전 방향은 상관없다). 그러면 선단부(36A) 및 선단부(37A)와 결합용 볼록부(73)의 선단부(73A)는 접촉 면적이 작기 때문에 결합용 볼록부(73)가 홈부 내주면(35a) 또는 돌출부 외주면(37a)을 따라 가이드되어 홈부(35) 내에 들어간다(도 10(A), 도 10(B)의 상태). 이 상태로부터 액체 연료 카트리지(3)를 삽입 방향(ID)으로 더 밀어 넣으면 결합용 볼록부(73)는 홈부 내주면(35a)에 가이드되어 제 1 대향 부분(35A)까지 도달한다(도 11(A), 도 11(B)의 상태). 도 11(A), 도 11(B)의 상태에서는 압상핀(69)이 밸브체(19)를 밀어 올림으로써 개폐용 축세 부품(21)이 축세되며, 또한 밸브 시트 본체(17)가 구획판(65)을 밀어 내림으로써 압상용 축세 부품(63)이 축세되어 있다. 즉, 개폐용 축세 부품(21) 및 압상용 축세 부품(63)이 협동하여 축세 수단으로서 기능하고 있다. 여기에서 액체 연료 카트리지(3)를 삽입 방향(ID)으로 밀어 넣는 힘을 해제하면 개폐용 축세 부품(21) 및 압상용 축세 부품(63)이 방세되어 액체 연료 카트리지(3)가 인발 방향으로 움직이지만, 개폐용 축세 부품(21) 및 압상용 축세 부품(63)이 모두 방세하기 전에 결합용 볼록부(73)가 돌출부(37)의 제 2 대향 부분(37B)에 접촉하고, 어태치먼트(5)에 액체 연료 카트리지(3)가 결합된다(도 12(A), 도 12(B)의 상태). 이 상태에서는 압상핀(69)이 밸브체(19)를 밀어 올린 채로 되어 있으며, 카트리지 본체(11) 내에 충전된 액체 연료는 연료 토출구(11A), 누름 부재(23)의 연료 통과부(53), 밸브 시트 본체(17)의 관통 구멍(29)의 순서로 통과하여 어태치먼트(5)에 흘러나오고, 또한 어태치먼트(5)의 연료 배출 구멍(71)을 통과하여 액체 연료 탱크(7)에 도달 가능해진다.
액체 연료 카트리지(3)를 분리할 때에는 액체 연료 카트리지(3)에 압하력을 가하면서 액체 연료 카트리지(3)를 회전시킴으로써 결합용 볼록부(73)가 홈부 내주면(35a)에 가이드되어서 슬라이딩하여 결합이 해제된다(도 12(A), 도 12(B)의 상태, 도 11(A), 도 11(B)의 상태, 도 10(A), 도 10(B)의 상태, 도 9(A), 도 9(B)의 상태의 순서).
[액체 연료 카트리지의 형상치수]
액체 연료 연소기(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이 상술한 것 이외에 프레임체(81)와 덮개체(83)를 구비하고 있다. 프레임체(81)는 액체 연료 카트리지(3)가 수납되는 카트리지 수납실(85)과 버너 어셈블리(9)가 수납되는 버너 어셈블리 수납실(87)을 구비하고 있으며, 카트리지 수납실(85)과 버너 어셈블리 수납실(87) 사이에는 차열판(89)이 설치되어 있다. 프레임체(81) 및 차열판(89)은 금속판으로 형성되어 있다. 덮개체(83)는 카트리지 수납실(85)의 상측 개구부를 막는 것이며, 액체 연료 카트리지(3)를 카트리지 수납실(85)에 수납한 상태로 바닥부(11B)와 대향한다.
버너 어셈블리(9)로부터의 열은 버너 어셈블리(9)로부터 주위로 확산되지만, 상방향으로 확산되는 열에 의해 프레임체(81)의 천정판이나 천정판 근방의 차열판(89) 부분의 온도가 상당히 고온이 되고, 그 열이 카트리지 본체(11)의 본체 베이스부(11C)를 가열하게 된다. 그래서 본 발명의 실시형태에서는 카트리지 본체(11)의 치수형상을 고안함으로써 카트리지 본체(11)의 용량을 크게 하면서 카트리지 본체(11)의 본체 베이스부(11C)의 온도가 열변형 개시 온도보다 낮아지도록 하고 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 본체 베이스부(11C)의 외형 치수를 중앙부(11D)의 외형 치수보다 작게 설정하고 있으며, 차열판(89)과 본체 베이스부(11C) 사이에 간극(S1)을 형성하고 있다. 또한, 덮개체(83)와 카트리지 본체(11)의 바닥부(11B) 사이에 차열 공간(S2)을 형성하고 있다.
구체적으로는 도 1 및 도 13을 사용하여 설명한다. 도 13은 도 1에 나타낸 XIII-XIII선 단면도이며, 카트리지 본체(11)와 프레임체(81), 및 차열판(89)의 필요 부분만을 나타낸 도면이다. 카트리지 본체(11)의 중앙부(11D)의 외형 치수는 86㎜이며, 베이스부(11C)의 외형 치수는 80㎜이며, 간극(S1)의 두께 치수는 6.64㎜이며, 차열 공간(S2)의 두께 치수는 50.7㎜로 되어 있다. 이렇게 함으로써 연소량 2200W의 버너 어셈블리의 연소 시에도 본체 베이스부(11C) 및 바닥부(11B)의 온도가 실온 20℃의 조건에서 50℃ 이상이 되지 않도록 하고 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 구체적으로 설명했지만 본 발명은 이들의 실시형태에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변경이 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 어태치먼트(5)의 오목부 내에 압상용 축세 부품(63)이 구비되어 개폐용 축세 부품(21)과 압상용 축세 부품(63)이 협동하여 축세 수단으로서 기능하고 있지만, 어태치먼트(5)의 오목부 내의 압상용 축세 부품(63)을 구비하지 않고, 개폐용 축세 부품(21)만으로 축세 수단으로서 기능하도록 해도 좋다.
본 발명에 의하면 미리 액체 연료가 충전된 액체 연료 카트리지를 사용 가능한 액체 연료 연소기를 제공할 수 있다. 또한, 용이하게 부착 가능하며, 또한 액체 연료 연소기에 진동이나 충격이 가해져도 액체 연료 카트리지가 분리되기 어려운 액체 연료 연소기를 제공할 수 있다. 또한, 여러 가지 타입의 액체 연료 연소기에 액체 연료 카트리지를 사용 가능하게 하는 액체 연료 카트리지 연결 구조를 제공할 수 있다.
1: 액체 연료 연소기 3: 액체 연료 카트리지
5: 어태치먼트 61: 어태치먼트 본체부
63: 압상용 축세 부품 65: 구획판
75: 관통 구멍 77: 돌기부
67: 오목부 69: 압상핀
71: 연료 배출 구멍 73: 결합용 볼록부
73A: 선단부 7: 액체 연료 탱크
7A: 연료 공급구 9: 버너 어셈블리
11: 카트리지 본체 11A: 연료 토출구
11B: 바닥부 11C: 본체 베이스부
11D: 중앙부 11E: 손가락 끝 감합 오목부
13: 개폐 밸브 어셈블리 17: 밸브 시트 본체
25: 바닥벽부 27: 둘레벽부
33: 외벽부 34: 내벽부
28: 플랜지부 29: 관통 구멍
31: 밸브 시트 35: 홈부
35A: 제 1 대향 부분 36: 벽부분
36A: 선단부 37: 돌출부
37A: 선단부 37B: 제 2 대향 부분
38: 캡 결합부 38A: 경사부
38B: 평탄부 19: 밸브체
39: 밸브체 본체부 41: 밸브 부재
43: 돌출부 44: 골부분
45: 축부 21: 개폐용 축세 부품
23: 누름 부재 47: 축세 부품 수납부
49: 밸브 시트 본체 결합부 51: 축 관통 구멍
53: 연료 통과부 15: 캡
55: 암나사부 57: 피결합부
57A: 경사면 57B: 평탄면
59: 손가락 누름 위치 지시부 81: 프레임체
83: 덮개체 85: 카트리지 수납실
87: 버너 어셈블리 수납실 89: 차열판

Claims (10)

  1. 카트리지 본체와, 상기 카트리지 본체의 연료 토출구에 부착되는 개폐 밸브 어셈블리를 구비하고, 상기 개폐 밸브 어셈블리가 밸브 시트를 구비한 밸브 시트 본체와, 상기 밸브 시트와 협동하는 밸브 부재를 구비한 밸브체와, 방세 상태에 있어서 상기 밸브 부재를 상기 밸브 시트에 압박하는 압박력을 발생시키는 개폐용 축세 부품을 구비하여 이루어지는 액체 연료 카트리지와,
    연료 공급구를 구비한 액체 연료 탱크와,
    상기 연료 공급구에 부착되어 상기 밸브 시트 본체가 감합하는 오목부와, 상기 오목부 내에 설치되어 상기 밸브 시트 본체가 상기 오목부에 감합된 상태로 상기 밸브체를 밀어 올리는 압상핀과, 상기 오목부에 형성되어 상기 액체 연료 카트리지로부터 상기 오목부 내로 토출된 액체 연료를 통과하는 연료 배출 구멍을 구비한 어태치먼트와,
    상기 액체 연료 탱크 내의 액체 연료를 연소시키는 버너 어셈블리를 구비한 액체 연료 연소기로서,
    상기 어태치먼트의 상기 오목부의 내벽부에는 상기 내벽부의 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치되고, 또한 상기 오목부의 내측을 향해서 돌출하는 복수의 결합용 볼록부가 형성되어 있으며,
    상기 밸브 시트 본체의 외벽부에는 상기 밸브체의 상기 오목부로의 삽입 방향과, 상기 삽입 방향과 직교하는 직교 방향의 외측으로 개구하는 복수의 홈부가 상기 밸브 시트 본체의 둘레 방향으로 상기 소정의 피치로 배치되어 있으며,
    상기 밸브 시트 본체의 상기 외벽부에는 상기 복수의 홈부 내에 각각 위치하여 상기 직교 방향으로 돌출하는 복수의 돌출부가 배치되어 있으며,
    상기 복수의 홈부의 홈부 내주면 및 상기 복수의 돌출부의 돌출부 외주면의 형상은 상기 오목부에 상기 밸브 시트 본체가 삽입되는 과정에서 상기 결합용 볼록부가 상기 홈부 내주면 또는 상기 돌출부 외주면을 따라 가이드되면서 상기 홈부에 들어가고, 또한 상기 밸브 시트 본체가 상기 오목부 내에 더 삽입되면 상기 결합용 볼록부를 상기 삽입 방향에 대향하는 상기 홈부 내주면의 제 1 대향 부분과 상기 돌출부 외주면의 제 2 대향 부분 사이에 가이드되도록 정해져 있으며,
    상기 액체 연료 카트리지에 상기 어태치먼트를 향하는 압하력이 가해졌을 때에 상기 압상핀에 의해 상기 밸브 부재가 상기 밸브 시트로부터 멀어지는 방향으로 밀어 올려지는 과정에서 축세되어 상기 액체 연료 카트리지로의 상기 압하력이 해제되면 상기 결합용 볼록부에 상기 돌출부가 압박되도록 방세하는 축세 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 연료 연소기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어태치먼트의 상기 오목부 내에는 상기 오목부 내에 삽입되는 상기 밸브 시트 본체에 의해 축세되는 압상용 축세 부품이 구비되어 있으며,
    상기 축세 수단은 상기 개폐용 축세 부품과 상기 압상용 축세 부품에 의해 구성되어 있는 액체 연료 연소기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 축세 수단이 상기 액체 연료 카트리지의 상기 개폐용 축세 부품인 액체 연료 연소기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 홈부의 상기 홈부 내주면의 상기 직교 방향 외측으로부터 본 윤곽형상은 상기 홈부 내주면의 상기 제 1 대향 부분을 향함에 따라 상기 둘레 방향의 치수가 작아지는 형상을 갖고 있으며,
    상기 복수의 돌출부의 상기 돌출부 외주면의 윤곽형상은 상기 돌출부 외주면의 상기 제 2 대향 부분을 향함에 따라 상기 둘레 방향의 치수가 커지는 형상을 갖고 있는 액체 연료 연소기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 홈부가 이웃하는 2개의 홈부 사이에 위치하는 벽부분의 상기 삽입 방향의 선단부의 형상 및 상기 돌출부의 상기 삽입 방향의 선단부의 형상 및 상기 결합용 볼록부의 형상은 상기 결합용 볼록부가 상기 벽부분의 상기 삽입 방향의 상기 선단부 또는 상기 돌출부의 상기 삽입 방향의 상기 선단부와 접촉했을 때에 상기 결합용 볼록부가 상기 홈부 내로 슬라이딩하는 형상을 각각 갖고 있는 액체 연료 연소기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 벽부분의 상기 삽입 방향의 상기 선단부 및 상기 돌출부의 상기 삽입 방향의 상기 선단부의 형상은 상기 삽입 방향을 향해서 서서히 상기 둘레 방향의 치수가 작아지는 형상을 갖고,
    상기 결합용 볼록부의 상기 삽입 방향과 반대의 인발 방향을 향하는 선단부의 형상은 상기 인발 방향을 향해서 서서히 상기 둘레 방향의 치수가 작아지는 형상을 갖고 있는 액체 연료 연소기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 돌출부의 상기 인발 방향의 단면은 상기 결합용 볼록부의 상기 삽입 방향의 단면보다 크고, 또한 상기 삽입 방향을 향해서 볼록하게 되도록 만곡하는 만곡면으로 이루어지는 액체 연료 연소기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 피치는 360°／N이며, 상기 N은 2 이상 6 이하의 정수인 액체 연료 연소기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 N이 4인 액체 연료 연소기.
  10. 카트리지 본체와, 상기 카트리지 본체의 연료 토출구에 부착되는 개폐 밸브 어셈블리를 구비하고, 상기 개폐 밸브 어셈블리가 밸브 시트를 구비한 밸브 시트 본체와, 상기 밸브 시트와 협동하는 밸브 부재를 구비한 밸브체와, 방세 상태에 있어서 상기 밸브 부재를 상기 밸브 시트에 압박하는 압박력을 발생시키는 개폐용 축세 부품을 구비하여 이루어지는 액체 연료 카트리지를 액체 연료 연소기의 연료 공급구를 구비한 액체 연료 탱크에 착탈 가능하게 연결하는 액체 연료 카트리지 연결 구조로서,
    상기 연료 공급구에 부착되어 상기 밸브 시트 본체가 감합하는 오목부와, 상기 오목부 내에 설치되어 상기 밸브 시트 본체가 상기 오목부에 감합된 상태로 상기 밸브체를 밀어 올리는 압상핀과, 상기 오목부에 형성되어 상기 연료 카트리지로부터 상기 오목부 내에 토출된 액체 연료를 통과하는 연료 배출 구멍을 구비한 어태치먼트를 구비하고,
    상기 어태치먼트의 상기 오목부의 내벽부에는 상기 내벽부의 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치되고, 또한 상기 오목부의 내측을 향해서 돌출하는 복수의 결합용 볼록부가 형성되어 있으며,
    상기 밸브 시트 본체의 외벽부에는 상기 밸브체의 상기 오목부로의 삽입 방향과, 상기 삽입 방향과 직교하며, 또한 상기 삽입 방향과 직교하는 직교 방향의 외측으로 개구하는 복수의 홈부가 상기 밸브 시트 본체의 둘레 방향으로 상기 소정의 피치로 배치되어 있으며,
    상기 밸브 시트 본체의 상기 외벽부에는 상기 복수의 홈부 내에 각각 위치하여 상기 직교 방향으로 돌출하는 복수의 돌출부가 배치되어 있으며,
    상기 복수의 홈부의 홈부 내주면 및 상기 복수의 돌출부의 돌출부 외주면의 형상은 상기 오목부에 상기 밸브 시트 본체가 삽입되는 과정에서 상기 결합용 볼록부가 상기 홈부 내주면 또는 상기 돌출부 외주면을 따라 가이드되면서 상기 홈부에 들어가고, 또한 상기 밸브 시트 본체가 상기 오목부 내에 더 삽입되면 상기 결합용 볼록부를 상기 삽입 방향에 대향하는 상기 홈부 내주면의 제 1 대향 부분과 상기 돌출부 외주면의 제 2 대향 부분 사이로 가이드되도록 정해져 있으며,
    상기 액체 연료 카트리지에 상기 어태치먼트를 향하는 압하력이 가해졌을 때에 상기 압상핀에 의해 상기 밸브 부재가 상기 밸브 시트로부터 멀어지는 방향으로 밀어 올려지는 과정에서 축세되고, 상기 액체 연료 카트리지로의 상기 압하력이 해제되면 상기 결합용 볼록부에 상기 돌출부가 압박되도록 방세하는 축세 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 연료 카트리지 연결 구조.
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