KR19990076940A

KR19990076940A - 액체 연료용 연소 장치

Info

Publication number: KR19990076940A
Application number: KR1019980705068A
Authority: KR
Inventors: 히데오 미후네; 야스아끼 나까무라; 요시미쯔 가가; 다까시 쯔까모또
Original assignee: 가또 떼이찌; 가부시끼가이샤 도까이
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1999-10-25
Also published as: ID20057A; US6010334A; JP3285502B2; WO1998019109A1; CN1212043A; EP0870984A4; EP0870984A1; JPH10132275A; KR100310261B1

Abstract

연소 심지가 제공된 연소 장치는 연소용 액체 연료를 빨아올리기 위하여 모세관 현상을 사용하고, 소정 시간 동안의 완전 연소 후에 자동 연소 차단을 수행하도록 용이하게 작용한다. 모세관 현상에 의해 흡입부로 액체 연료를 빨아올리고 연소부에서 액체 연료를 연소시키기 위한 연소 심지(6)는 중간 지점에서 연소부 쪽의 분할 소구역(6A)과 흡입구 쪽의 분할 소구역(6B)으로 분할되고, 하나의 소구역은 다른 소구역과 접촉하고 이로부터 멀어지도록 이동될 수 있다. 두개의 소구역이 서로 접촉할 때, 연료는 흡입구 쪽의 분할된 소구역(6B)으로부터 연소부 쪽의 분할 소구역(6A)으로 공급되고, 두개의 소구역이 서로 분리될 때, 연료의 공급은 차단되어 연소 시간을 제한한다.

Description

액체 연료용 연소 장치

일반적으로, 흡연자의 필수품인 라이터, 기타의 라이터, 토치, 랜턴, 및 기타의 발광 기구 등과 같은 연소 장치의 연료로는 에틸 알코올 등과 같은 알코올 연료, 석유 벤진형 벤진 연료 또는 부탄 가스나 프로판 가스 등과 같은 액화 가스 연료가 사용되어 왔다.

연소 장치의 성능, 조작 편리성의 수준 및 설계 구조는 사용되는 연료의 종류에 따라 다양하며, 연료들은 제각기 특성을 갖는다. 예를 들어, 액화 가스 연료가 액체 연료로서 사용되는 경우에, 그러한 액화 가스 연료는 연소 장치가 사용되는 범위의 온도에서 높은 가스압을 가지므로, 연료 저장 용기가 내압 구조를 가져야 한다. 또한, 화염 길이는 가스압의 변화에 따라 변한다. 특히, 액화 가스 연료는 가스압이 온도에 대해 대수적으로 현저하게 변하는 특성을 가지며, 그러므로, 화염 길이가 온도에 따라 현저하게 변하는 문제가 생긴다. 화염 길이의 변화를 감소시키기 위해서는 연소 장치의 연료 공급 기구를 위한 온도 보정을 수행할 수 있는 특수한 설계 대책이 취해져야 한다. 그러므로, 구조가 단순해질 수 없고 가격은 저렴해질 수 없다.

알코올 연료 등과 같은 액체 연료의 경우에, 이들은 상온에서 액체이며 비교적 낮은 증기압을 갖는다. 그러므로, 연료 저장부는 내압 구조를 가질 필요가 없다. 따라서, 연소 장치의 구조가 간단해질 수 있고 가격이 비교적 저렴해질 수 있다. 액체 연료용 연소 장치에서, 일반적으로, 연료 저장부로부터 연소부로 액체 연료를 공급하기 위한 수단으로서 한 다발의 가는 섬유들의 사이에 형성된 개방 기공 또는 좁은 공간들을 통한 모세관 현상 및 액체 연료의 표면 장력에 의해 액체 연료를 빨아 올려 심지의 상단부에서 액체 연료를 연소시키는 연소 심지가 사용되어 왔다. 특히, 연소 심지에서 액체 연료는 섬유(fiber), 즉 한다발의 유리 섬유를 꼼으로써 형성된 끈 모양의 심지, 즉 유리 섬유들을 면사로 묶고 가는 금속선으로 짜서 다발이 느슨해지는 것을 방지한 심지 등을 사용하여 빨아 올려졌다. 연소 심지의 하단부는 액체 연료를 빨아올리는 기능을 하며, 빨아올려진 연료는 심지의 상단부에서 연소된다.

예를 들어, 일본 특허 공개 평7(1995)-190356호, 평7(1995)-158852호, 및 평8(1996)-219456호에는 소정량의 연료가 연소된 후 불꽃이 자동으로 소화될 수 있도록 설계된 기구가 제공된 액화 가스를 연료로서 사용하는 가스 라이터가 기재되어 있다. 자동 소화 기능은 다양한 목적을 갖는다. 그러한 기구들은 밸브체가 점화 작동과 연계해서 작동될 수 있고 연료 탱크로부터 공급된 연료가 계량되고 연소될 수 있도록 설계된다.

그러나, 액화 가스를 사용하는 상기 가스 라이터에서 소정량의 연료를 연소시키는 기구에서, 연료로서 사용되는 액화 가스가 연료 탱크에 고압 상태로 저장되므로, 소정량의 연료를 측정하기가 곤란하다. 소정량의 연료를 측정함에 있어서 곤란성 및 온도에 대한 가스압의 상기 변동으로 인해, 연소 시간에 큰 변화가 생긴다. 또한, 복잡한 구조를 갖는 밸브 기구가 사용되어야 하고 가격이 저렴하지 못한 문제가 생긴다.

본 발명은 알코올 연료 등과 같은 액체 연료를 빨아 올려서 연소시키기 위한 연소 심지가 제공된 액체 연료용 연소 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 알코올, 벤진형 탄화 수소 또는 석유형 탄화 수소 등과 같은 액체 연료를 사용하고 연소 시간이 제한될 수 있으며 연료가 소정의 시간 동안 연소된 후에 소화될 수 있는 구성을 갖는 흡연자의 필수품인 라이터, 기타의 라이터, 토치, 랜턴, 및 기타의 발광 기구 등과 같은 연소 장치에 관한 것이다.

도1은 라이터의 형태를 취하고 연소 상태에 있는 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치의 제1 실시예를 도시한 개략적인 단면도이다.

도2는 도1에 도시된 라이터의 비사용 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.

도3은 라이터의 형태를 취하고 있는 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치의 제2 실시예를 도시한 개략적인 단면도이다.

도4는 라이터의 형태를 취하고 있는 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치의 제3 실시예를 도시한 개략적인 단면도이다.

도5는 라이터의 형태를 취하고 있는 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치의 제4 실시예를 도시한 개략적인 단면도이다.

도6A는 라이터의 형태를 취하고 있고 연소 상태에 있는 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치의 제5 실시예를 도시한 개략적인 단면도이다.

도6B는 도6A에 도시된 라이터의 비사용 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.

도7은 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치의 제6 실시예에서 연소 심지 영역을 도시한 개략적인 단면도이다.

도8은 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치의 제7 실시예에서 연소 심지 영역을 도시한 개략적인 단면도이다.

도9는 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치의 제8 실시예에서 연소 심지 영역을 도시한 개략적인 단면도이다.

도10은 도9에 도시된 실시예의 연소부 본체를 도시한 개략적인 단면도이다.

도11, 도12 및 도13은 실험예 1에서 수행된 연소 시험에서 얻어진 결과를 도시한 그래프이다.

도14는 실험예 2에서 수행된 연소 시험에서 얻어진 결과를 도시한 그래프 발명의 한 실시예에 따른 에어 클리너의 단면도이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 소정량의 연료의 연소, 즉, 소정 시간 동안 연소를 수행하고 그 후에 불꽃을 소화시키는 기능을 갖는 액체 연료용 연소 장치를 제공하려는 것이다.

연소가 소정의 시간 동안 수행된 후 연소 화염이 소멸되는 것이 바람직한 하나의 응용은 흡연자의 필수품인 라이터가 있으며, 거기에서는 담배가 점화된 후에 더 이상 필요 없는 연소 화염은 소멸되는 흡연자의 필수품인 라이터이다. 그러한 경우에, 담배를 점화시키기 위해서는 몇 초 동안만 연소가 수행되면 족하다. 담배 점화 실패를 감안하면, 10 초 또는 최대 20 초 동안 연료를 연소시키는 것으로 충분하다. 더 긴 연소 시간은 연료의 낭비 및 라이터의 구성 요소들의 부분적인 과열 및 손상을 유발한다. 그러한 문제를 제거하기 위하여 소정의 시간 동안 연소가 수행된 후 불꽃이 소화되는 것이 양호하다.

상술된 바와 같이, 액체 연료를 빨아올려서 연소시키기 위한 연소 심지가 제공된 액체 연료용 연소 장치의 예는 흡연자의 필수품인 라이터, 기타의 라이터, 토치, 랜턴, 및 기타의 발광 기구를 포함한다. 보통, 이러한 액체 연료용 연소 장치는 점화 후에 특정 소화 작동을 수행함으로써 연소 화염을 소화시키기 위한 기구가 제공된다. 그러나, 작동의 관점에서, 점화 작동에 의해 개시되는 연소가 소정의 시간 동안 지속된 후에 불꽃이 자동으로 소멸하는 것이 요구될 수도 있다. 또한, 몇몇 연소 장치들의 경우에, 소화 작동이 수행되고 소정의 시간 동안 연소가 지속된 후에 불꽃이 소멸하는 것이 요구될 수도 있다. 또한, 다른 연소 장치에서, 타이머로 설정된 소정 시간 동안 연소가 지속되고 그 후에 타이머의 작동에 의해 불꽃이 자동으로 소화되는 것이 요구될 수도 있다.

상술된 문제점을 해결하는 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치는 모세관 현상의 이용에 의해 액체 연료를 빨아올리는 흡입부와 빨아올려진 액체 연료를 연소시키는 연소부로 구성된 연소 심지를 중간 위치에서 흡입부 쪽 소구역 및 연소부 쪽 소구역으로 분할하고, 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동될 수 있도록 연소 심지를 배치하고, 액체 연료는 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역이 서로 접촉하게 될 때 상기 흡입부 쪽 소구역으로부터 상기 연소부 쪽 소구역으로 공급되고, 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역이 서로 분리될 때 액체 연료의 공급이 차단하여 연소 시간이 제한되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상술된 연소 장치와 관련하여 비사용 상태에서는 두 개의 소구역들이 서로 접촉하며, 연료는 흡입부 쪽 소구역으로부터 연소부 쪽 소구역으로 공급된다. 연소가 개시되기 전 또는 연소가 개시된 후에, 두 개의 소구역들은 서로로부터 분리되고 연소부 쪽 소구역으로 연료의 공급이 중지된다. 이 상태에서, 연소부 쪽 소구역으로 스며든 액체 연료는 연소용으로 사용된다. 그 후에 연소 화염이 사그라진다.

소화 작동의 필요성을 제거한다는 관점으로부터, 흡입부 쪽 소구역과 연소부 쪽 소구역의 상호 분리는 연소 심지를 점화시키는 작동과 연계해서 수행되는 것이 양호하다.

본 발명은, 또한, 모세관 현상을 사용함으로써 액체 연료를 빨아올리기 위한 흡입부와 빨아올려진 액체 연료를 연소시키기 위한 연소부로 구성되는 연소 심지를 중간 위치에서 흡입부 쪽 소구역 및 연소부 쪽 소구역으로 분할하고, 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동될 수 있도록 배치하고, 그러한 이동은 연소부를 밀폐시키기 위한 밀폐 뚜껑의 개폐 작동에 연계해서 수행되고, 액체 연료는 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역이 서로 접촉될 때 상기 흡입부 쪽 소구역으로부터 상기 연소부 쪽 소구역으로 공급되고, 액체 연료의 공급은 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역이 서로 분리될 때에 차단되어 연소 시간이 제한되는 것을 특징으로 하는 액체 연료용 연소 장치를 제공한다.

위에서 설명한 본 발명에 따른 연소장치는, 연소 심지의 상기 연소부 쪽 소구역이 탄성 수단에 의해 상기 흡입부 쪽 소구역으로부터 분리되는 방향으로 추진되고, 상기 밀폐 뚜껑의 밀폐 작동에 연계해서 상기 연소부 쪽 소구역이 상기 흡입부 쪽 소구역과 접촉하는 방향으로 이동되는 것이 양호하다. 선택적으로는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 연소 장치가, 상기 밀폐 뚜껑이 밀폐될 때에 연소 심지의 상기 연소부 쪽 소구역이 상기 흡입부 쪽 소구역과 접촉하고, 상기 밀폐 뚜껑의 개방 작동에 연계해서 상기 연소부 쪽 소구역이 상기 흡입부 쪽 소구역으로부터 분리되는 방향으로 이동되게 구성될 수도 있다.

위에서 설명한 본 발명에 따른 연소 장치에서, 연소 심지의 연소부 쪽 소구역은 밀폐 뚜껑의 개방 작동과 연계해서 흡입부 쪽 소구역으로부터 분리되고, 그럼으로써, 연소부 쪽 소구역으로의 연료의 공급이 중지된다. 이 상태에서, 연소는 연소부 쪽 소구역에 스며든 연료량에 대응하는 시간 동안 수행된다. 그 후에, 연소 화염이 사그라진다.

앞서 설명한 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치에서는, 연료 저장고가 연소 심지의 중간 위치에 배치되고, 연소 심지는 연료 저장고보다 흡입부에 가까운 위치에 배치될 수도 있다. 그러한 경우에는 연소 시간이 연장된다.

또한, 분할된 연소 심지의 단부면은 경사면이나 곡면을 이루는 것이 양호하다. 그러한 경우에는 흡입부 쪽 소구역과 연소부 쪽 소구역의 접촉 면적이 커질 수 있다. 그러므로, 흡입부 쪽 소구역과 연소부 쪽 소구역이 서로 접촉할 때에 흡입부 쪽 소구역으로부터 연소부 쪽 소구역으로 연료가 공급되는 속도가 커질 수 있다.

또한 연소 심지가 분할되는 위치에 관해서는, 연소 심지의 연소부와 흡입부가 상이한 재료로 된 경우에, 연소 심지가 연소부를 구성하는 재료의 중간 위치에서 상기 흡입부 쪽 소구역 및 상기 연소부 쪽 소구역으로 분할되어 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동되게 배치될 수 있다. 선택적으로는, 연소 심지가 흡입부를 구성하는 재료의 중간 위치에서 상기 흡입부 쪽 소구역 및 상기 연소부 쪽 소구역으로 분할되어 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동되게 배치될 수 있다. 또 다른 선택적으로는, 연소 심지가 흡입부를 구성하는 재료와 연소부를 구성하는 재료의 경계에서 상기 흡입부 쪽 소구역 및 상기 연소부 쪽 소구역으로 분할되어 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 서로 분리하는 방향으로 이동되게 배치될 수 있다. 연소 심지의 연소부와 흡입부가 동일한 재료로 된 경우에는, 연소 심지가 원하는 연소 시간에 따라 임의의 중간 위치에서 분할될 수 있다.

연소 심지의 흡입부 쪽 소구역과 연소부 쪽 소구역의 상호 분리는 연소부가 점화되기 전에 수행될 수도 있다. 선택적으로는, 그러한 분리가 연소부의 점화 시나 연소부가 점화된 후에 점화 작동에 연계해서 수행될 수도 있다. 또 다른 선택적으로는, 그러한 분리가 연소부가 점화된 후에 수동으로 수행될 수도 있다. 또 다른 선택적으로는, 그러한 분리가 타이머에 연계해서 그러한 타이머에 의해 설정된 시간의 경과 시에 수행될 수 있다.

액체 연료는 메틸 알코올, 에틸 알코올 및 프로필 알코올로부터 선택된 저분자 1가 알코올(monohydric alcohol)을 주성분으로 함유하고, 화염을 채색하는 헥산이나 헵탄 등과 같은 포화된 탄화 수소를 함유하는 연료 등과 같은 알코올 류의 연료일 수 있다. 선택적으로는, 벤진형 탄화 수소나 석유형 탄화 수소 등이 액체 연료로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치에서는, 액체 연료가 연료로 사용되고, 연소 심지는 두 개의 소구역들로 분할되어 그러한 두 개의 소구역들 중 적어도 어느 하나가 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동되게 구성될 수 있다. 그러므로, 연소가 소정의 시간 동안 수행된 후에 연소 화염이 사그라지게 하는 기구가 간단하다. 특히, 액체 연료를 사용하는 연소 장치의 경우에, 연소 심지의 하단부가 모세관 현상을 사용한 연료 흡입부로 작용하고, 연료는 흡입부를 통해 연소부로 공급되며, 그럼으로써, 연소가 지속된다. 연소 심지가 중간 위치에서 분할되고, 흡입부 쪽 소구역으로부터 연소부 쪽 소구역으로의 연료의 공급이 중지된 경우에, 연소부 쪽 소구역에 저장되어 있는 연료가 소진될 때 자동으로 소화될 수 있다. 그렇게 함으로써, 소정의 시간 동안 연소가 지속된 후에 소화되므로, 연소에 사용되는 연료량이 적게 유지될 수 있고, 연료 사용 횟수가 크게 유지될 수 있다. 또한, 연소 장치가 과열되는 것이 방지될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치는 상품 가치가 높다.

본 발명에 따른 액체 연료용 연소 장치의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 하기에 설명될 것이다.

<제1 실시예>

도1 및 도2에는 흡연자의 필수품인 라이터의 형태를 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체 연료용 연소장치의 개략적인 단면 구조가 도시되어 있다. 도1에는 연소 상태의 라이터가 도시되어 있고, 도2에는 비사용 상태의 라이터가 도시되어 있다. 도면에서, 부품 설치 구조 등은 상세하게 도시되지 않았으며, 기구의 원리만 도시되었다.

이 실시예에서 라이터(1)에는 바닥을 가진 케이스형 탱크(2)가 제공된다. 섬유재료(3: 마개)가 탱크(2) 속에 삽입되어 있다. 상부 덮개(4)는 탱크(2)의 상부에 부착되어 있다. 이렇게 해서, 액체 연료를 저장하는 연료 저장부(5)가 형성된다.

예를 들어, 탱크(2)는 폴리프로필렌의 주조 성형품으로 이루어지며, 5 cm³의 내적을 갖는다. 섬유재료(3)로서는 1 내지 2 데니어(denier)의 두께를 갖는 폴리프로필렌 섬유가 0.1 g/cm³의 밀도로 탱크(2) 속에 채워져 있다. 또한, 4 cc의 액체 연료가 탱크(2) 속에 주입되어 있고, 따라서, 섬유재료(3)는 액체 연료에 적셔지고, 이에 의해서 액체 연료가 탱크(2) 속에 저장되어 있다. 액체 연료로서는 95 wt%의 에틸 알코올과 5 wt%의 n-헥산을 함유하는 혼합 액체 연료가 사용된다.

연소 심지(6)가 상부 덮개(4)의 중앙부를 통해 탱크(2) 속에 수직으로 삽입되어 있다. 연소 심지(6)는 중간 위치에서 그러한 연소 심지(6)의 상부에 있는 연소부에서 연료를 연소시키기 위한 연소부 쪽 소구역(6A) 및, 연소 심지(6)의 하부에 있는 흡입부에서 액체 연료를 빨아올려 연소부 쪽 소구역(6A)으로 연료를 공급하기 위한 흡입부 쪽 소구역(6B)으로 분할된다.

연소부 쪽 소구역(6A)은 상부 덮개(4)에 의해 지지되어 그러한 소구역(6A)이 수직으로 미끄러질 수 있게 한다. 흡입부 쪽 소구역(6B)의 상단부는 상부 덮개(4)에 부착되고, 그 하단부는 연료 저장부(5) 속에 삽입되어 있다. 연소부 쪽 소구역(6A)은 도2에 도시된 바와 같이 그러한 소구역(6A)이 흡입부 쪽 소구역(6B)과 접촉하는 방향 및 도1에 도시된 바와 같이 그러한 소구역(6A)이 흡입부 쪽 소구역(6B)의 상단으로부터 분리되는 방향으로 수직으로 미끄러진다.

연소부 쪽 소구역(6A)은 상부에 있으며 내열재로 된 연소 부재(7) 및 하부에 있으며 다공성 재료로 된 연료 저장 부재(8)를 포함한다, 연소 부재(7) 및 연료 저장 부재(8)는 원통형 슬라이딩 부재(9)에 부착되어 있다. 슬라이딩 부재(9)는 상부 덮개(4)의 관통공 속으로 미끄럼 운동을 하게 삽입되어 있다.

연소 부재(7)는 소결된 다공성 유리 재료나 소결된 다공성 세라믹 재료로 제작되고, 로드형 형상으로 형성되어 있다. 연소 부재(7)는 그 안에 개방 셀(모세관 통로)들을 포함한다. 연소 부재(7)의 상단부는 슬라이딩 부재(9)의 상단부로부터 소정의 길이만큼 돌출되어 있으며, 연소부를 이룬다. 연소 화염의 크기는 연소 부재(7)의 돌출 길이 및 직경 등을 설정함으로써 정해진다.

연료 저장 부재(8)는 폴리에틸렌 분말을 소결시킴으로써 얻어지는 다공성 재료로 제작된다. 연료 저장 부재(8)의 상단부는 연소 부재(7)의 하단부와 동일한 형상을 갖는다. 연료 저장 부재(8)의 상부는 슬라이딩 부재(9) 속에 삽입되며, 그러한 상단이 연소 부재(7)의 하단과 접촉할 수 있도록 부착된다. 연료 저장 부재(8)의 하단부는 증가된 단면적을 가지며, 슬라이딩 부재(9)의 하단과 대면하고 있다. 연료 저장 부재(8)는 연소부 쪽 소구역(6A)에서 소정의 시간 동안의 연소에 필요한 연료량을 저장하기에 충분한 체적을 갖는 연료 저장고의 기능을 한다.

흡입부 쪽 소구역(6B)은 폴리에틸렌 분말을 소결시켜 얻어지는 다공성 재료 및 연료 저장 부재(8)의 재료와 동일한 다공성 재료로 된 흡입 부재(11)로 구성된다. 흡입 부재(11)는 증가된 직경의 헤드(11a)를 갖는 로드형 형상으로 형성된다. 헤드(11a)는 상부 덮개(4)의 관통공 속에 삽입되어 상부 덮개(4)와 결합되어 있다. 흡입 부재(11)의 하단은 탱크(2) 속에 있는 섬유재료(3)와 접촉하고 있고 액체 연료를 빨아올리는 흡입부를 이룬다.

예를 들어, 흡입 부재(11) 및 연료 저장 부재(8)는 70 내지 200 메쉬의 입자 크기를 갖는 입자들의 혼합체이고 140 메쉬의 평균 입자 크기를 갖는 폴리에틸렌 분말을 주형에 넣고 170 ℃에서 10분 동안 소결시킴으로써 형성된다.

흡입부 쪽 소구역(6B)의 흡입 부재(11) 및 연소부 쪽 소구역(6A)의 연료 저장 부재(8)는 모세관 현상을 사용하여 액체 연료를 빨아올리는 기능을 갖는 다른 어떤 재료로도 제조될 수 있다. 또한, 흡입 부재(11) 및 연료 저장 부재(8)는 상이한 재료로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 소결된 폴리에틸렌 분말 외에도, 다발 섬유 재료나 접착제를 사용하여 로드형으로 형성된 섬유 재료 등이 흡입 부재(11) 및 연료 저장 부재(8)의 각각을 위해 사용될 수 있다.

연소부 쪽 소구역(6A)은 탄성 수단으로 작용하는 코일 스프링(12)에 의해 흡입부 쪽 소구역(6B: 즉, 도1의 위쪽)으로 강제된다. 코일 스프링(12)은 상부 덮개(4)의 상면과 슬라이딩 부재(9)의 상단의 사이에 수축 상태로 배치되어 있다. 연소부 쪽 소구역(6A)은 코일 스프링(12)의 추진력에 의해 위쪽으로 이동될 때, 연소부 쪽 소구역(6A)의 하단은 흡입부 쪽 소구역(6B)의 상단으로부터 분리되어, 그 사이에 틈이 형성된다. 상부 덮개(4)와 슬라이딩 부재(9)의 사이에는 밀봉 재료(13)가 끼워져서 상부 덮개(4)의 관통공을 밀봉한다.

흡입부 쪽 소구역(6B)의 흡입 부재(11)의 하부에 있는 흡입부는 탱크(2) 속에 있는 섬유재료(3)와 접촉하고 있다. 모세관 현상을 사용하여 흡입부가 섬유재료(3) 속에 함입된 액체 연료를 빨아올려진다. 빨아올려진 연료는 흡입부 쪽 소구역(6B)의 상단과 접촉하고 있는 연소부 쪽 소구역(6A)의 연료 저장 부재(8)를 거쳐서 흡입부 쪽 소구역(6B)의 상단으로부터 연소 부재(7) 속으로 공급된다. 액체 연료는 연소 심지(6)의 연소부 쪽 소구역(6A)의 연소 부재(7)의 상단에 있는 연소부에서 점화되고 화염이 생성되면서 연소된다. 앞서 설명했듯이, 슬라이딩 부재(9)로부터 연소 부재(7)의 돌출 거리를 조절함으로써 소정의 화염 길이를 얻을 수 있다.

점화 수단(15)은 그러한 점화 수단(15)이 연소부 쪽 소구역(6A)의 연소 부재(7)의 상단에 대면할 수 있도록 상부 덮개(4) 속에 끼워져 있다. 점화 수단(15)은 상부 덮개(4)에 부착된 브라켓(16) 및 그러한 브라켓(16) 속에 삽입되어 수직으로 이동할 수 있는 점화 돌(17)을 포함한다. 점화 수단(15)은 또한 브라켓(16)의 상단에 있는 회전식 연마기(18) 및 점화 돌(17)의 단부가 회전식 연마기(18)의 주위면에 대해 가압될 수 있도록 점화 돌(17)을 미는 돌 추진 스프링(19)도 포함한다. 회전식 연마기(18)가 회전될 때 점화 돌(17)로부터 연소 심지(6)를 향해 스파크가 튀어 나간다.

밀폐 뚜껑(20)은 연소 심지(6)와 점화 수단(15)의 위에 있는 영역을 덮는다. 밀폐 뚜껑(20)은 상부 덮개(4)의 상면의 한 쪽 단부에서 핀(21)에 의해 회전이 가능하도록 피봇식으로 지지되어 있다. 밀폐 뚜껑(20)의 내면에는 접촉 부재(22)가 형성되어 있다. 접촉 부재(22)는 연소 심지(6)의 연소부 쪽 소구역(6A)에 대응하는 위치에 있는 슬라이딩 부재(9)의 상단에 접촉하여 아래로 민다. 도2에 도시된 바와 같이, 밀폐 뚜껑(20)이 밀폐될 때에는 접촉 부재(22)가 슬라이딩 부재(9)와 접촉해서 코일 스프링(12)의 추진력에 저항하여 그 것을 아래로 민다. 결과적으로, 연소부 쪽 소구역(6A)의 연료 저장 부재(8)의 하단은 흡입부 쪽 소구역(6B)의 흡입 부재(11)의 상단과 접촉한다. 또한, 접촉 부재(22)는 연소 부재(7)의 일부, 즉, 슬라이딩 부재(9)로부터 위로 돌출된 연소부를 덮어서 밀폐하며, 그럼으로써, 액체 연료가 기화되는 것이 방지된다.

도2에 도시된 바와 같이, 밀폐 뚜껑(20)이 밀폐된 상태에서 연소 심지(6)의 흡입부 쪽 소구역(6B) 및 연소부 쪽 소구역(6A)은 서로 접촉한다. 그러므로, 흡입부 쪽 소구역(6B)을 통해 빨아올려진 액체 연료가 연소부 쪽 소구역(6A) 속으로 공급되어 연소 부재(7)의 연료 저장 부재(8)를 적신다. 이렇게 해서 소정량의 연료가 연료 저장 부재(8) 및 연소 부재(7)에 저장된다. 도1에 도시된 바와 같이, 밀폐 뚜껑(20)이 개방될 때에는 연소부 쪽 소구역(6A)이 접촉 부재(22)의 추진력으로부터 해방되어 코일 스프링(12)의 추진력에 의해 위로 이동된다. 결과적으로, 연소부 쪽 소구역(6A)이 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 분리되어 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 연소부 쪽 소구역(6A)으로의 연료의 공급이 차단된다.

점화 수단(15)이 연소 부재(7)의 상단부를 점화시키도록 작동될 때에는 연소 부재(7)의 상단부로부터 화염이 생성되면서 연소가 수행된다. 연소부 쪽 소구역(6A)에 저장된 연료가 연소에 사용되어 소진되면 연소 화염이 자동으로 사그라진다. 연소부 쪽 소구역 (6A)에 저장된 연료가 소진되기 전에 밀폐 뚜껑(20)이 닫히면, 연소 부재(7)의 상부가 밀폐 뚜껑(20)의 접촉 부재(22)에 의해 밀폐되어 소화된다. 이 때, 연소부 쪽 소구역(6A)과 흡입부 쪽 소구역(6B)이 서로 접촉하여 연료가 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 연소부 쪽 소구역(6A) 속으로 공급된다.

상술된 구조에서, 밀폐 뚜껑(20)의 접촉 부재(22)는 연소부 쪽 소구역(6A)의 상단부를 덮는다. 선택적으로, 접촉 부재(22)는 연소부 쪽 소구역(6A)을 위아래로 이동시키기만 하게 제공되고 연소 심지(6)와 점화 수단(15) 위의 전역은 밀폐 뚜껑(20)에 의해 밀폐될 수도 있다. 그러한 경우에, 탱크(2)나 상부 덮개(4)가 밀폐 뚜껑(20)과 접촉하는 부분은 밀봉 재료가 제공됨으로써 밀봉되어 액체 연료가 휘발하는 것을 방지한다.

<제2 실시예>

도3에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 연소 장치(1: 라이터)에서는, 제1 실시예에서처럼, 연소 심지(6)가 연소부 쪽 소구역(6A)과 흡입부 쪽 소구역(6B)으로 분할된다. 연소부 쪽 소구역(6A)의 구조는 제1 실시예와 다르다.

연소 심지(6)의 연소부 쪽 소구역(6A)의 전역은 내열재로 제작된 연소 부재(7)로 구성된다. 특히, 제1 실시예에서 형성되어 있는 연료 저장 부재(8)에 대응하는 연소부 쪽 소구역(6A)의 일부도 내열재로 구성된다. 흡입부 쪽 소구역(6B)의 전역은 다공성 재료로 된 흡입 부재(11)로 구성된다. 다른 특성들은 제1 실시예에서와 같다.

<제3 실시예>

도4에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 연소 장치(1: 라이터)에서는, 제2 실시예에서처럼, 연소 심지(6)의 연소부 쪽 소구역(6A)의 전역은 내열재로 되어 있다. 또한, 흡입부 쪽 소구역(6B)에서 다공성 재료로 된 흡입 부재(11)의 헤드(11a)의 상단부는 연소 부재(7)의 재료와 동일한 재료로 된 접촉 부재(71)로 구성되어 있다. 다른 특성들은 제1 실시예에서와 같다.

<제4 실시예>

도5에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 연소 장치(1: 라이터)에서는, 위에서 설명한 실시예들에서처럼, 연소 심지(6)가 연소부 쪽 소구역(6A)과 흡입부 쪽 소구역(6B)으로 분할된다. 연소부 쪽 소구역(6A)과 흡입부 쪽 소구역(6B)은 모두 동일한 재료, 예를 들어, 세라믹 섬유나 유리섬유 또는 탄소 섬유 등과 같은 내열성 섬유인 내열 및 흡입 특성을 갖는 재료로 되어 있다.

예를 들어, 내열성 재료로서는 2.8 ㎛의 두께를 갖는 세라믹 섬유가 알루미나와 실리카를 주로 함유하고 소량의 조직 결속제가 세라믹 섬유에 첨가될 수 있는 원료로 형성될 수 있다. 그렇게 얻어진 세라믹 섬유는 충전 밀도가 200 mg/cm³인 소정의 형상으로 형성될 수 있다.

<제5 실시예>

도6A 및 6B에 도시된 바와 같이, 제5 실시예에 따른 연소 장치(1: 라이터)에서는, 밀폐 뚜껑(20)의 개폐 작동과 연계되어 있는 연소 심지(6)의 연소부 쪽 소구역(6A)을 위한 슬라이딩 기구에는 제1 실시예에서와 달리 탄성 수단이 제공되지 않는다.

연소 심지(6)의 기본 구조 및 연료 저장부(5)와 점화 수단(15)의 구조는 제1 실시예에서와 같다. 연소 심지(6)의 연소부 쪽 소구역(6A)은 상부 덮개(4)의 관통공 속으로 미끄럼 운동하게 삽입되어 있다. 결합부(9a)는 밀폐 뚜껑(20)의 피봇식으로 지지된 부분(20a)을 향해 연장된다. 밀폐 뚜껑(20)의 피봇식으로 지지된 부분(20a)에는 밀폐 뚜껑(20)의 개폐 작동에 의해 위아래로 회전되는 상호 고정 부재(25)가 제공된다.

밀폐 뚜껑(20)의 상호 고정 부재(25)는 연소 심지(6)의 연소부 쪽 소구역(6A)의 결합부(9a)와 결합할 수 있다. 도6A에 도시된 바와 같이, 밀폐 뚜껑(20)이 개방될 때에는 상호 고정 부재(25)가 위로 회전되어 결합부(9a)와 접촉한다. 그렇게 함으로써, 상호 고정 부재(25)는 결합부(9a)를 위로 밀어 연소부 쪽 소구역(6A)을 위로 이동시킨다. 결과적으로, 연소부 쪽 소구역(6A)은 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 분리되어 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 연소부 쪽 소구역(6A)으로의 연료의 공급이 차단된다.

도6B에 도시된 바와 같이, 밀폐 뚜껑(20)이 밀폐될 때에는 상호 고정 부재(25)가 아래로 회전되어 연소부 쪽 소구역(6A)의 결합부(9a)와 분리된다. 또한, 밀폐 뚜껑(20)의 접촉 부재(22)는 연소부 쪽 소구역(6A)에서 슬라이딩 부재(9)의 상단과 접촉하여 슬라이딩 부재(9)를 아래로 민다. 그렇게 함으로써, 연소부 쪽 소구역(6A)은 아래로 이동되고, 그 하단은 흡입부 쪽 소구역(6B)의 상단과 접촉하며, 빨아올려진 연료는 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 연소부 쪽 소구역(6A)으로 공급된다.

구조의 다른 특성은 제1 실시예에서와 같다. 도6A 및 도6B에서 도1에서와 유사한 요소들은 동일한 인용 부호가 부여되었다. 또한, 소정의 시간 동안 연소가 수행된 후의 자동 소화 등과 같이 제1 실시예에서와 동일한 효과들이 얻어질 수 있다.

<제6 실시예>

도7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 연소 장치에서는 연소 심지의 구조가 도1에 도시된 것과 다르다. 도7에는 주요 부분만이 도시되어 있다. 연소 장치의 다른 부분들은 도1에서와 마찬가지로 구성된다.

연소 심지(30)는 중간 위치에서 연소부 쪽 소구역(30A)과 흡입부 쪽 소구역(30B)으로 분할되어 연소부 쪽 소구역(30A)이 흡입부 쪽 소구역(30B)과 접촉하는 방향 및 흡입부 쪽 소구역(30B)으로부터 분리되는 방향으로 이동될 수 있다.

연소부 쪽 소구역(30A)은 상부에 있는 연소 부재(32)와 하부에 있는 연료 저장 부재(33)를 포함한다. 연소 부재(32) 및 연료 저장 부재(33)는 원통형 슬라이딩 부재(31)에 부착되어 있다. 연료 저장 부재(33)는 폴리에틸렌 분말의 소결된 재료나 섬유 재료로 제조된다.

연소 부재(32)는 유리 섬유사들을 묶고 그 중간 부분을 구부리며 그 다발의 구부려진 부분을 슬라이딩 부재(31) 속에 삽입하고 슬라이딩 부재(31) 속에 삽입된 다발의 구부려진 부분에 의해 형성된 공간 속에 쐐기형 고정 부재(34)를 삽입하여 다발의 구부려진 부분을 고정시킴으로써 형성된다. 연소 부재(32)의 하단부는 연료 저장 부재(33)의 상단과 접촉한다.

연료 저장 부재(33)의 하단부는 슬라이딩 부재(31)의 바닥으로부터 아래로 연장된다. 연료 저장 부재(33)의 하단면(33a)은 볼록 곡면을 이룬다. 흡입부 쪽 소구역(30B)의 흡입 부재(35)는 폴리에틸렌 분말의 소결된 재료나 섬유 재료로 제조된다. 흡입 부재(35)의 하단부는 연료 저장부(5) 속에 삽입된다. 흡입 부재(35)의 상단부는 밀봉 부재(36)를 사이에 두고 상부 덮개(4)의 관통공 속에 지지된다. 흡입 부재(35)의 상단면(35a)은 오목 곡면을 이루며 연료 저장 부재(33)의 하단면(33a)과 접촉한다.

연소부 쪽 소구역(30A)의 연소 부재(32)를 이루는 유리 섬유의 두께와 길이 및 수에 의해 연료 연소 속도와 화염 형상 및 화염 길이가 설정된다. 또한, 소화되기 전에 연소가 지속될 수 있는 시간은 연료 저장 부재(33)의 크기에 의해 설정된다. 흡입부 쪽 소구역(30B)의 흡입 부재(35)에 관해서는, 내부 기공의 형성 상태가 흡입 부재(35)의 두께와 소결된 폴리에틸렌 분말의 입자 직경 및 소결 밀도 등에 의존한다. 흡입 부재(35)의 연료 흡입 및 공급 특성은 이러한 요소들에 의해 설정된다.

예를 들어, 연소 심지(30)가 흡연자의 필수품인 라이터(1)에 끼워진 것인 경우에는, 연소 부재(32)가 6 ㎛의 두께와 150 mg/cm³의 섬유 밀도(즉, 단위 면적 당 중량) 및 20 mm의 길이를 갖는 유리 섬유로 제조된다. 한 다발의 유리 섬유가 그 중간 부분에서 구부려짐으로써 3 mm의 외경과 10 mm의 길이를 갖는 구부려진 다발이 얻어진다. 그 후에 구부려진 다발은 슬라이딩 부재(31)의 상단으로부터 5 mm만큼 돌출되도록 슬라이딩 부재(31) 속에 삽입된다. 흡입 부재(35)는 70 내지 200 메쉬의 입자 크기를 갖는 입자의 혼합체이고 140 메쉬의 평균 입자 크기를 갖는 폴리에틸렌 분말을 주형에 주입하여 1700 ℃로 10분 동안 소결시킴으로써 형성된다.

상술된 바와 같이, 서로 접촉하고 있는 연소부 쪽 소구역(30A)의 연료 저장 부재(33)의 하단면(33a)과 흡입부 쪽 소구역(30B)의 흡입 부재(35)의 상단면(35a)은 곡면으로 이루어져 있다. 그러므로, 접촉 단부면들의 접촉 면적이 커지고, 연료 공급 능력이 크게 유지되며. 단부면이 서로 접촉한 후에 연료 공급이 신속하게 이루어질 수 있다.

<제7 실시예>

도8에 도시된 바와 같이, 제7 실시예에서는 다른 종류의 연소 심지가 사용된다. 연소 심지(40)는 연소부 쪽 소구역(40A)과 흡입부 쪽 소구역(40B)으로 분할된다. 상세하게 도시되지는 않았을지라도, 연소부 쪽 소구역(40A)은 흡입부 쪽 소구역(40B)과 접촉하는 방향 및 흡입부 쪽 소구역(40B)으로부터 분리되는 방향으로 이동할 수 있다.

연소부 쪽 소구역(40A)은 유리 섬유로 된 연소 부재(42)와 폴리에틸렌 분말의 소결된 재료로 된 연료 저장 부재(43)를 포함한다. 연소 부재(42)는 슬라이딩 부재(31) 속에 삽입된 연소 부재(42)의 구부려진 부분에 의해 형성된 공간 속으로 고정 부재(44)를 밀어 넣음으로써 원통형 슬라이딩 부재(41)의 상부에 고정된다. 연료 저장 부재(43)는 슬라이딩 부재(41)의 하부에 고정된다.

흡입부 쪽 소구역(40B)의 흡입 부재(45)는 폴리에틸렌 분말의 소결된 재료 등으로 제조되며, 로드형 형상으로 형성된다. 흡입 부재(45)의 상단면(45a)과 연료 저장 부재(43)의 하단면(33a)은 경사면으로 형성된다. 그럼으로써, 단부면들의 접촉면적이 커지고 연료 공급 능력이 향상된다.

<제8 실시예>

도9 및 도10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에 따른 연소 장치는 촛대나 광원처럼 사용된다.

연소 장치(50)는 베드(51)와 그러한 베드(51) 위에 있는 지지 베이스(52) 및 그러한 지지 베이스(52) 위에 있는 연소 장치 본체(53)를 포함한다. 또한, 프레임(54) 및 평판 재료(55)가지지 베이스(52)의 외곽에 세워져 있다.

도10에 도시된 바와 같이, 연소 장치 본체(53)는 섬유 재료(3)로 채워진 탱크(2) 및 탱크(2)의 상부에 부착된 상부 덮개(4)를 포함한다. 탱크(2) 및 상부 덮개(4)에 의해 형성된 영역은 액체 연료를 저장하는 연료 저장부(5)로 작용한다. 앞서 설명한 제5 실시예(도6A 참조)와 동일한 구조를 갖는 연소 심지(6)는 상부 덮개(4)를 통해 삽입되어 있다.

연소 심지(6)의 연소부 쪽 소구역(6A)은 흡입부 쪽 소구역(6B)과 접촉하는 방향 및 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 분리되는 방향으로 수직으로 미끄러질 수 있게 배치되어 있다. 슬라이딩 부재(9)의 결합부(9a)는 링크(57)를 거쳐 소화 레버(58)에 연결되어 있다. 링크(57)는 중간 부분에서 피봇식으로 지지되어 있다. 링크(57)의 한 단부는 슬라이딩 부재(9)의 결합부(9a)에 연결되어 있고, 그 다른 단부는 수직으로 연장되는 소화 레버(58)의 상단에 연결되어 있다. 소화 레버(58)의 하단부는 수평방향으로 구부려져 작동부(58a)를 이룬다.

소화 레버(58)의 작동부(58a)는 스프링(59)에 의해 위로 추진된다. 그럼으로써, 통상적인 상태에서는 연소부 쪽 소구역(6A)이 흡입부 쪽 소구역(6B)과 접촉하게 하강된 위치에 배치되어 있다. 소화 레버(58)가 아래로 추진될 때에는 링크(57)가 회전되고 결합부(9a)가 상승된다. 또한, 연소부 쪽 소구역(6A)은 위로 이동되어 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 분리된다. 연소 장치 본체(53)에는 점화 수단이 제공되고 성냥이나 라이터 등에 의해 점화된다.

이러한 연소 장치(50)에서는, 소화 레버(58)가 아래로 추진되지 않는 통상적인 상태에서는 연소 심지(6)의 연소부 쪽 소구역(6A)이 하강된 위치에 배치되고 그 하단은 흡입부 쪽 소구역(6B)과 접촉하며, 빨아올려진 액체 연료는 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 연소부 쪽 소구역(6A)으로 공급된다. 연소 부재(7)가 점화될 때에는 화염이 생성되면서 연소가 지속적으로 수행된다.

소화될 때에는 소화 레버(58)가 아래로 추진된다. 결과적으로, 연소부 쪽 소구역(6A)이 상승되어 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 분리되며, 연료 공급이 차단된다. 그러므로, 소정의 시간 동안 연소가 수행된 후에 소화된다. 이 때, 소화 레버(58)는 지속적으로 아래로 추진되거나 고정 부재(60)의 회전에 의해 소화 위치에 고정된다.

이러한 연소 장치(50)에서처럼 단지 소화만을 위한 기구에서는 연소부 쪽 소구역(6A)에 연료 저장 부재(8)가 제공될 필요가 없다. 특히, 연소 부재(7)의 하단은 흡입부 쪽 소구역(6B)과 직접 접촉해도 좋으며, 연소부 쪽 소구역(6A)이 흡입부 쪽 소구역(6B)으로부터 분리된 후의 연소 시간이 짧게 유지되어도 좋다. 또한, 타이머를 사용하여 연소가 그러한 타이머에 의해 설정된 시간 동안 수행된 후에 소화 작동이 수행되게 할 수도 있다.

예를 들어, 앞서 설명한 실시예들에서의 액체 연료로서는 메틸 알코올과 에틸 알코올 및 프로필 알코올로 이루어진 그룹에서 선택된 저분자 1가 알코올 등과 같은 알코올을 주성분으로 함유하고, 헥산과 헵탄과 옥탄과 노난과 사이클로헥사디엔 및 사이클로헵텐으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 포화된 탄화 수소 등과 같이 주성분과 거의 동일한 비등점을 갖는 적어도 한 종류 이상의 탄화 수소 화합물을 함유하는 알코올 연료를 사용한다. 알코올만으로는 무색 연소 화염이 생성된다. 앞서 설명한 포화된 탄화 수소를 첨가함으로써 자유 탄소의 고온 발광으로 인해 연소 화염의 상단부가 황색을 띠게 된다.

또한, 헵탄과 옥탄 및 노난으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 한 종류 이상의 화합물로 이루어진 액체 연료를 사용할 수도 있다. 벤진형 탄화 수소로 이루어진 액체 연료도 사용될 수 있다.

아래에서 설명하는 실험예에서는 앞서 설명한 흡연자의 필수품인 라이터가 사용되었으며, 연소부 쪽 소구역에서의 연료 저장고, 즉, 연료 저장 부재의 크기와 자동 소화 전의 연소 시간의 관계가 조사되었다. 얻어진 결과에 따라, 화염 길이 및 연소 시간의 변화가 설계되었다.

<실험예 1>

도8에 도시된 연소 심지(접촉면이 직각면)를 사용하여 실험이 수행되었다. 연소부 쪽 소구역에서의 연료 저장 부재의 외경은 2.0 mm, 3.0 mm, 및 4.0 mm로 설정되었고, 연료 저장 부재의 길이는 10 mm, 5 mm, 및 2.5 mm로 설정되었다. 그러한 연료 저장 부재의 외경 및 길이의 설정에 따라, 흡입 부재의 외경은 2.0 mm, 3.0 mm 및 4.0 mm로 설정되었다. 연소부 쪽 소구역이 흡입부 쪽 소구역으로부터 분리된 후의 연소 시간에 대한 화염 길이의 변화가 측정되었다. 또한, 연료 저장 부재 및 연소 부재가 제공되지 않고 흡입 부재와 직접 접촉한 연소 심지에 대해서도 동일한 방식으로 실험이 수행되었다.

도11, 도12 및 도13에 도시된 바와 같은 결과가 얻어졌다. 실험 조건에 관해서는 라이터의 기본 구조가 도1에 도시된 것과 같았다. 알코올 연료(95 wt% 에틸 알코올 + 5 wt% n-헥산)가 액체 연료로 사용되었다. 연료 저장부 속의 섬유 재료는 폴리프로필렌 섬유(두께: 1 내지 2 데니어, 밀도: 0.l g/cm³)이었다. 연소 심지의 연소 부재는 유리 섬유를 묶고 다발을 그 중간 부분에서 구부림으로써 만들어졌다. 특히, 각각 6 ㎛의 직경을 갖는 유리 섬유들이 150 mg/cm³의 섬유 밀도(즉, 단위 면적 당 중량)를 갖게 묶여졌다. 유리 섬유 다발은 직경 3 mm의 외경과 10 mm의 길이를 갖는 구부려진 다발이었다. 그 후에 구부려진 다발은 슬라이딩 부재 속에 삽입되어 슬라이딩 부재의 상단으로부터 5 mm 정도 돌출되게 하여 초기 화염 길이를 약 20 mm로 했다. 흡입 부재는 폴리에틸렌 소결 분말로 제조되었다. 특히, 앞서 설명한 바와 같은 직경을 갖는 분말이 동일한 온도 조건하에서 소결되었다.

도11은 연료 저장 부재의 외경이 2 mm이었을 때의 결과를 도시한다. 연료 저장 부재의 외경이 작으므로, 화염 길이는 연소 시간의 경과와 함께 순식간에 짧아졌다. 도12 는 연료 저장 부재의 외경이 3 mm이었을 때의 결과를 도시한다. 연료 저장 부재의 외경이 크므로, 화염 길이는 오랫동안 유지되었다. 도13은 연료 저장 부재의 외경이 4 mm이었을 때의 결과를 도시한다. 연료 저장 부재의 외경이 훨씬 크게 설정되었으므로, 안정적인 특성이 얻어졌다.

앞서 설명한 결과들로부터, 소정의 연소가 수행되고 연소 장치의 사용이 종료된 후에 자동 소화되는 기능이 얻어질 수 있음이 밝혀졌다. 또한, 화염 길이 등을 위한 적절한 조절이 수행될 수 있음이 밝혀졌다.

<실험예 2>

실험예 1에서와 동일한 종류의 라이터 및 연소 심지(접촉면이 경사면)를 사용하여 실험이 수행되었다. 이 실험에서는, 자동 소화된 후에 연소부 쪽 소구역이 흡입부 쪽 소구역과 접촉되었다. 소정의 접촉 시간이 경과한 후에 연소부 쪽 소구역이 흡입부 쪽 소구역으로부터 분리되고 점화되었다. 이 상태에서 연소 시간의 경과에 대한 화염 길이의 변화가 측정되었다.

이 실험에서는, 연소부 쪽 소구역의 연료 저장 부재의 외경이 4.0 mm이었다. 연료 저장 부재의 단부면은 그 부재를 2 mm 내지 4 mm의 길이의 부분에서 45°의 각도로 절단함으로써 형성되었다. 그러한 연료 저장 부재에 따라 흡입부 쪽 소구역의 외견은 4 mm로 설정되었다.

도14에 도시된 바와 같은 결과가 얻어졌다. 접촉 시간이 20 초일 때, 초기 특성과 동일한 특성이 얻어졌다. 그렇게 함으로써 연소 장치가 사용 목적에 대응하는 특성들을 갖게 설계될 수 있음이 밝혀졌다.

Claims

모세관 현상을 이용함으로써 액체 연료를 빨아올리는 흡입부와 빨아올려진 액체 연료를 연소시키는 연소부로 구성되는 연소 심지가 제공된 액체 연료용 연소 장치에 있어서,

연소 심지는 중간 위치에서 흡입부 쪽 소구역 및 연소부 쪽 소구역으로 분할되고 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동될 수 있도록 배치되고,

액체 연료는 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역이 서로 접촉하게 될 때 상기 흡입부 쪽 소구역으로부터 상기 연소부 쪽 소구역으로 공급되고,

액체 연료의 공급은 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역이 서로 분리될 때 차단되어 연소 시간이 제한되는 것을 특징으로 하는 연소 장치.
제1항에 있어서, 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역의 상호 분리는 연소 심지를 점화시키는 작동과 연계해서 수행되는 것을 특징으로 하는 연소 장치.
모세관 현상을 이용함으로써 액체 연료를 빨아올리는 흡입부와 빨아올려진 액체 연료를 연소시키는 연소부로 구성되는 연소 심지가 제공된 액체 연료용 연소 장치에 있어서,

연소 심지는 중간 위치에서 흡입부 쪽 소구역 및 연소부 쪽 소구역으로 분할되고 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동될 수 있도록 배치되고, 그러한 이동은 연소부 밀폐시키기 위한 밀폐 뚜껑의 개폐 작동과 연계하여 수행되고,

액체 연료는 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역이 서로 접촉하게 될 때 상기 흡입부 쪽 소구역으로부터 상기 연소부 쪽 소구역으로 공급되고,

액체 연료의 공급은 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역이 서로 분리될 때 차단되어, 연소 시간이 제한되는 것을 특징으로 하는 연소 장치.
제3항에 있어서, 연소 심지의 상기 연소부 쪽 소구역은 탄성 수단에 의해 상기 흡입부 쪽 소구역으로부터 분리되는 방향으로 강제되고,

상기 연소부 쪽 소구역은 상기 밀폐 뚜껑의 밀폐 작동과 연계해서 상기 흡입부 쪽 소구역과 접촉하는 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 연소 장치.
제3항에 있어서, 연소 심지의 상기 연소부 쪽 소구역은 상기 밀폐 뚜껑이 밀폐될 때 상기 흡입부 쪽 소구역과 접촉하고,

상기 연소부 쪽 소구역은 상기 밀폐 뚜껑의 개방 작동과 연계해서 상기 흡입부 쪽 소구역으로부터 분리하는 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 연소 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 연소 심지의 분할된 단부면은 경사면 또는 곡면으로 이루는 것을 특징으로 하는 연소 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 연료 저장고는 연소 심지의 중간 위치에 배치되고, 연소 심지는 상기 연료 저장고보다 흡입부에 가까운 위치에서 분할된 것을 특징으로 하는 연소 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 연소 심지의 연소부와 흡입부는 상이한 재료로 제작되고,

연소 심지는 연소부를 구성하는 재료의 중간 위치에서 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역으로 분할되어 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 연소 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 연소 심지의 연소부와 흡입부는 상이한 재료로 제작되고,

연소 심지는 흡입부를 구성하는 재료의 중간 위치에서 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역으로 분할되어 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 연소 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 연소 심지의 연소부와 흡입부는 상이한 재료로 제작되고,

연소 심지는 흡입부를 구성하는 재료와 연소부를 구성하는 재료 사이의 경계에서 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역으로 분할되어 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 연소 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 연소 심지의 연소부와 흡입부는 상이한 재료로 제작되고,

연소 심지는 재료의 중간 위치에서 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역으로 분할되어 상기 흡입부 쪽 소구역과 상기 연소부 쪽 소구역 중 적어도 어느 하나는 다른 것과 접촉하는 방향 및 다른 것으로부터 분리하는 방향으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 연소 장치.