KR20160009417A - 가스용기 - Google Patents

Abstract

원통형의 용기본체와, 용기본체의 상단에 결합되며 외측으로 돌출되는 캡부재 및, 캡부재의 선단에 결합되며 외측에서 눌림동작에 의해 용기본체 내부의 가스를 외부로 배출하는 노즐을 가지는 밸브유닛을 포함하며, 캡부재는 설정된 온도 이상으로 가열시 변형되어 밸브유닛이 용기본체 쪽으로 이동될 수 있도록 열처리된 열처리부를 가지는 것을 특징으로 하는 가스용기가 게시된다.

Description

가스용기{GAS CYLINDER}

본 발명은 가스용기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대용 가스레인지에 장착하여 사용할 수 있는 가스용기에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 가스레인지는 야외나 실내에서 간단하게 고기를 굽거나 취사기구를 가열할 때 사용되는 조리기구로서, 그 휴대성과 간편성으로 그 사용자 및 사용범위가 갈수록 증가하고 있으며, 또한 이에 따른 안전사고의 위험을 줄이기 위하여 각종 안전장치의 개발이 이루어지고 있다.

일반적으로 휴대용 가스레인지의 경우, 사용 중에는 가스용기로부터 가스가 가스레인지로 공급되면서, 그 가스가 기화되면서 주위의 열을 빼앗는 증발잠열에 의하여 가스용기의 온도를 낮추는 역할을 함으로 온도상승에 의한 폭발의 우려는 낮다.

그러나 휴대용 가스레인지의 상부에 놓인 냄비나 조리기구가 가열되어 그 하부로부터 발생되는 복사열이 가스용기에 전달되는데, 가스의 기화열로 인하여 빼앗기는 증발잠열보다 복사열이 클 경우에는 그 복사열과 증발잠열의 차이만큼 가스용기에 부가 누적되어 온도상승에 따른 가스팽창으로 가스용기의 내압이 상승하게 된다.

따라서, 한국가스안전공사의 법규에 의하면 가스용기의 내압이 5~7kg/cm2 범위 내에서 가스 흐름이 자동 차단되어 소화될 수 있도록 규정되어 있으며, 일본의 경우에는 가스용기의 내압이 4~6kg/cm2 범위 내에서 가스 흐름이 자동차단되어 소화 될 수 있도록 규정되어 있다.

이를 위해 장착되는 안전장치에는 가스용기의 내압이 5∼7kg/cm2 범위 내에서 가스용기가 휴대용 가스레인지의 가스버너 주입구로부터 이탈되어 가스 흐름을 차단토록 한 용기착탈식 안전장치가 있으며, 또한 가스용기의 내압이 4∼6kg/cm2 범위 내에서 휴대용 가스레인지의 가스버너 내의 유로가 차단되어 가스 흐름을 차단토록 한 유로차단식 안전장치가 대표적이며, 주로 용기착탈식은 국내에서 유로차단식은 일본에서 적용하고 있다.

상기 두 가지의 안전장치는 가스의 기화열로 인하여 빼앗기는 증발잠열보다 복사열이 클 경우에 그 복사열과 증발잠열의 차이만큼 가스용기에 부가 누적되어 온도상승에 따른 가스팽창으로 내압이 상승하여 가스용기의 폭발을 방지하기 위한 안전장치이다.

더 상세하게는 휴대용 가스레인지에 사용되는 부탄가스용기의 정상압력은 2~3kg/cm2 범위이며, 가스용기의 1차 변형압력은 13kg/cm2이고 2차 파열압력은 15kg/cm2로써, 즉 가스용기는 내압이 13kg/cm2가 될 때까지 용기의 변형이 일어나지 않도록 규정되어 있으며 또한 내압이 15kg/cm2가 될 때까지는 용기의 파열 또는 폭발이 일어나지 않도록 규정되어 있어, 복사열 등으로 가스용기의 내압이 상승할 경우에 5~7kg/cm2 범위 내에서 조기에 가스흐름을 차단하여 소화될 수 있도록 하여 내압이 폭발 임계범위까지 상승하지 못하도록 함으로써 가스용기의 폭발을 방지하는데 그 목적이 있다.

그러나 가스가 연소함으로써 기화열에 의한 증발잠열보다 불판으로부터 방출되는 복사열이 더 클 경우에 복사열과 증발잠열의 차이만큼 가스용기에 부가되어 용기 내의 가스압력이 서서히 상승한다. 그래서 용기의 압력이 일정치 이상 상승하면 일차적으로 용기탈착식 또는 유로차단식 안전장치에 의하여 유로가 차단되어 불꽃이 소화된다. 즉, 가스용기의 가스배출이 차단된 순간부터 기화열로 인한 증발 잠열이 없어짐으로써 가스용기는 불판으로부터 방출되는 복사열을 전량 흡수하여 압력이 급격히 상승하게 되어 내압이 1차 용기변형압력을 지나 2차 용기파열압력에 도달되어 가스용기가 폭발할 우려가 있다.

한국가스안전공사에서 발행한 가스사고연감(2000년 발행본 제4장 185p)의 '제5절 이동식 부탄연소기(휴대용 가스레인지) 및 접합용기(부탄가스용기) 사고'의 '5-1 삼발이보다 넓은 과대조리기구 사용'에 의하면 '사고원인'으로는 '이동식 부탄연소기를 이용하면서 연소기의 삼발이보다 넓은 조리기구를 사용하여 연소기에 장착된 접합용기가 복사열을 받아 내부압력 상승으로 파열된 사고임', 또한 '사고내용'을 보면' 이동식부탄연소기를 이용하면서 고기를 구워 먹던 중 연소기의 과압차단장치가 작동하였고 잠시 후 '평' 하는 폭발음과 함께 부탄캔이 파열된 사고임'이라고 기술되어있다.

이는 곧 기존의 안전장치가 정상적으로 작동했음에도 불구하고 가스용기가 폭발하는 사고가 발생했음을 의미한다.

즉, 기존의 안전장치로는 가스용기의 폭발을 근본적으로 방지할 수 없음을 반증한다.

또한, 기존의 안전장치가 작동하고 잠시 후 '펑' 하는 폭발음과 함께 가스용기가 파열되었다는 것은, 이는 곧 가스 흐름이 차단되어 기화열로 인한 증발 잠열이 없어짐으로써 복사열 전량이 가스용기에 부가됨으로써 가스용기의 내압이 급격히 상승하여 변형압력을 자나 파열압력에 이르러 용기가 폭발하였음을 입증한다.

즉, 가스용기가 대략 80℃ 이상으로 상승시, 폭발하는 것으로 알려져 있는데, 상기와 같은 가스용기의 온도가 상승시 온도가 폭발 임계값 이상으로 상승하기 전에 가스를 가스공급을 차단하여 가스용기의 폭발을 방지할 필요가 있다.

이러한 문제점을 인하여 종래에는 휴대용 가스레인지의 가스용기 폭발을 방지할 수 있는 다양한 안전장치가 개발되고 있으나, 이 경우 구조가 복잡하여 오동작이나 고장이 발생될 가능성이 큰 문제점이 있다.

또한, 가스레인지의 구조가 복잡해짐에 따라 비용이 증가하게 되어 소비자에게 부담이 주어지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0627798호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 간단한 구조에 의해서 온도 상승시 가스공급을 자동으로 차단할 수 있는 가스용기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스용기는, 원통형의 용기본체와; 상기 용기본체의 상단에 결합되며, 외측으로 돌출되는 캡부재; 및 상기 캡부재의 선단에 결합되며, 외측에서 눌림동작에 의해 상기 용기본체 내부의 가스를 외부로 배출하는 노즐을 가지는 밸브유닛;을 포함하며, 상기 캡부재는 설정된 온도 이상으로 가열시 변형되어 상기 밸브유닛이 상기 용기본체 쪽으로 이동될 수 있도록 열처리된 열처리부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 가스용기에 따르면, 용기 본체의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승시, 가스 밸브가 설치된 캡부재가 형상 변형되어 가스 밸브가 폐쇄위치로 이동하도록 할 수 있게 된다.

따라서, 가스용기가 고온상태로 유지되어 폭발되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 추가적인 안전장치 없이 가스용기의 형상변형으로 휴대용 가스레인지에 장착된 상태에서, 가스용기 스스로 가스밸브를 차단하도록 동작되는 구성이므로, 비용을 절감할 수 있고, 고가의 안전장치가 구비된 가스레인지를 구매할 필요가 없어 소비자의 경제적인 부담을 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스용기를 나타내 보인 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 요부를 발췌하여 온도상승에 따른 형상변화동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스용기를 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스용기(10)는 용기본체(20)와, 용기본체(20)의 전방에 결합되는 캡부재(30)와, 캡부재(30)의 선단에 결합되는 밸브유닛(40)을 구비한다.

여기서, 용기본체(20)는 원통형상을 가지며, 그 하단은 하부캡(미도시)에 의해 막힌 구조를 갖고, 상단에는 캡부재(30)가 실링상태를 유지하도록 결합된 구조를 갖는다. 이러한 용기본체(20) 내부에 부탄가스와 같은 액화가스가 수용되어 저장된다.

여기서, 상기 하부캡은 용기본체(20) 내부로 오목하게 인입된 구조를 가지고, 캡부재(30)는 용기본체(20)의 외측으로 볼록하게 돌출된 구조를 가진다.

캡부재(30)은 상단이 절단된 절두원추형상으로 형성되며, 하단 테두리의 결합부(31)는 용기본체(20)의 상단의 결합리브(21)를 감싸서 견고하게 결합된다. 또한, 캡부재(30)의 상단에는 밸브유닛(40)이 밀봉된 상태로 결합된다. 이러한 캡부재(30)의 상단(32)과 하단 결합부(31) 사이의 소정 구간에는 원주방향으로 소정 넓이로 열처리된 열처리부(33)가 형성된다. 상기 열처리부(33)는 캡부재(30)의 제조과정 중에 소정의 온도로 열처리 가공하되, 내측면(33a)과 외측면(33b)을 서로 다른 온도로 열처리 가공함으로써, 열처리한 온도(가스용기의 폭발 임계값보다 낮은 온도)범위로 상승시에, 도 2의 상태에서 도 3과 같이 열 변형된다. 즉, 열처리부(33)의 내측면(33a)과 외측면(33b)의 열처리를 다르게 하여 용기본체(10) 내부의 온도가 폭발 임계온도인 70℃ 이상에 도달하면, 형상변형되어 캡부재(30)가 용기본체(20) 쪽으로 미세하게 위치이동된다. 따라서, 캡부재(30)의 선단에 설치된 밸브유닛(40)도 캡부재(30)의 열처리부(33)가 변형됨에 따라 화살표 방향으로 위치 이동된다.

도 2와 같이, 가스용기(10)를 가스레인지에 장착하여 밸브유닛(40)의 노즐(41)이 커버(42) 쪽으로 밀려서 개방된 상태로 가스레인지를 점화하여 사용하다가, 가스용기(10)의 온도가 상승하게 될 경우, 열처리부(33)의 열변형에 의해 캡부재(30)가 용기본체(11) 쪽으로 밀리면, 밸브유닛(40)의 노즐(41)은 초기위치(폐쇄위치)로 이동하게 된다. 이때, 가스레인지 측에서 노즐(41)과 결합되는 노즐 결합부(50)는 위치가 고정된 상태이고, 캡부재(30)만 후방으로 밀리게 되므로, 노즐(41)이 밀려들어간 상태에서 초기위치로 밀려나와서 가스의 배출이 차단된다.

즉, 도 2와 같이 밸브유닛(40)의 유닛본체(42)와 가스레인지 측의 노즐 결합부(50)와의 간격(G1)이, 열처리부(33)의 변형에 의해 도 3과 같은 간격(G2)으로 벌어지게 되어, 결국 노즐(41)이 유닛본체(42) 측으로부터 초기위치로 밀려나와 밸브유닛(40)을 폐쇄한다.

여기서, 상기 밸브유닛(40)은 가스용기(10)의 상단에 결합되는 것으로서, 그 구성은 공지의 기술로부터 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 것이며, 그 구체적인 구성에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 열처리부(33)는 내측과 외측 각각이 열변형계수가 서로 다른 2가지의 금속재질로 형성되어, 가스용기의 설정된 온도 이상으로 가열시 도 2의 상태에서 도 3과 같이 열변형 될 수 있도록 구성될 수도 있다.

상기와 같은 구성에 의하면, 가스레인지에 별도의 안전장치나 가스차단장치를 설치하지 않고도, 가스용기 자체가 가열되면 형상변형되어 밸브유닛(40)의 노즐이 폐쇄상태로 이동되도록 할 수 있다.

따라서, 가스용기를 안전하게 사용할 수 있은 뿐만 아니라, 그 비용도 절감할 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10..가스용기 20..용기 본체
30..캡부재 40..밸브유닛

Claims (1)

1. 원통형의 용기본체와;
   상기 용기본체의 상단에 결합되며, 외측으로 돌출되는 캡부재; 및
   상기 캡부재의 선단에 결합되며, 외측에서 눌림동작에 의해 상기 용기본체 내부의 가스를 외부로 배출하는 노즐을 가지는 밸브유닛;을 포함하며,
   상기 캡부재는 설정된 온도 이상으로 가열시 변형되어 상기 밸브유닛이 상기 용기본체 쪽으로 이동될 수 있도록 열처리된 열처리부를 가지는 것을 특징으로 하는 가스용기.
   
   

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