(57)【要約】  液化ガスを利用する発熱器具は、液化ガスが気化された状態で燃焼される燃焼部、燃料収容部から供給される液化ガスが気化される気化空間を提供し、燃焼部の熱が直接伝導されないように燃焼部と熱的に分離される気化部、及び燃焼部によって高温状態を保持する高温入力部及び気化部内で気化する液化ガスによって高温入力部より相対的に低い温度を保持する低温入力部を含み、高温入力部と低温入力部との温度差を利用して発電する熱電素子部を含み、前記気化部は液化ガスの気化を利用して低温状態を保持し、燃焼部による温度上昇が防止されるように燃焼部から熱的に分離されて熱電素子部の発電効率を高めることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスを利用する発熱器具において、
前記液化ガスが気化された状態で燃焼される燃焼部と、
前記液化ガスを収容する燃料収容部から供給される前記液化ガスが気化される気化空間を提供し、前記燃焼部の熱が直接伝導されないように前記燃焼部と熱的に分離される気化部と、
前記燃焼部によって高温状態を保持する高温入力部、及び前記気化部内で気化する液化ガスによって前記高温入力部より相対的に低い温度を保持する低温入力部を含み、前記高温入力部及び前記低温入力部の温度差を利用して発電する熱電素子部と、を含み、
前記気化部は前記液化ガスの気化を利用して低温状態を保持し、前記燃焼部による温度上昇が防止されるように前記燃焼部から熱的に分離されて、前記熱電素子部の発電効率を高めることを特徴とする発熱器具。
【請求項２】
前記気化部は、前記気化空間が内部に一体に提供され、前記燃料収容部から前記気化空間へ前記液化ガスが流入される燃料流入口及び前記気化空間から前記燃焼部へ前記液化ガスが気化された状態で排出される燃料排出口が形成される気化器胴体を含み、
前記熱電素子部は前記燃焼部と前記気化部との間に介在されて前記高温入力部は前記燃焼部に密接し、
前記低温入力部は前記気化部に密接することを特徴とする請求項１に記載の発熱器具。
【請求項３】
前記気化空間の内面積の増加のために前記気化空間を形成する気化器胴体の内面から前記気化空間へ突出される突出構造物が形成されることを特徴とする請求項２に記載の発熱器具。
【請求項４】
前記気化部は、
前記気化空間が内部にパイプ状に提供され、前記燃料収容部から前記気化空間へ前記液化ガスが流入される燃料流入口及び前記気化空間から前記燃焼部へ前記液化ガスが気化された状態で排出される燃料排出口が形成される気化器胴体を含み、
前記熱電素子部は前記燃焼部と前記気化部との間に介在されて前記高温入力部は前記燃焼部に密接し、
前記低温入力部は前記気化部に密接することを特徴とする請求項１に記載の発熱器具。
【請求項５】
前記燃料流入口で前記気化空間は少なくとも２以上の流路に分岐され、前記燃料排出口で再び統合されることを特徴とする請求項４に記載の発熱器具。
【請求項６】
前記パイプ状の前記気化空間は、流体状態で流れる前記液化ガスの接触面積及び前記液化ガスの気化割合を高めるために前記気化器胴体の内部で屈曲されて形成されることを特徴とする請求項４に記載の発熱器具。
【請求項７】
前記気化部はパイプ状に提供される気化器胴体を含み、前記パイプの内部に前記気化空間が提供され、
前記気化器胴体の一端及び他端には前記燃料収容部から前記気化空間へ前記液化ガスが流入される燃料流入口及び前記気化空間から前記燃焼部へ前記液化ガスが気化された状態で排出される燃料排出口が形成され、
前記熱電素子部は前記燃焼部と前記気化部との間に介在されて前記高温入力部は前記燃焼部に密接し、
前記低温入力部は前記気化部に密接することを特徴とする請求項１に記載の発熱器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化された液化ガスを利用して発熱する発熱器具に関し、より詳しくは発熱器具の熱を利用して発電が可能な発熱器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電素子（ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ）は、温度差により起電力が発生する現象であるゼーベック効果を利用した素子、電流により熱の吸収（または発生）が生じる現象であるペルティエ効果を利用した素子などがある。
【０００３】
ガスを燃料とする発熱器具の流失熱を利用した発電装置が、韓国登録特許１０‐１５２９２１９に開示される。前記発電装置は、ガスボンベの外周面に密着された低温伝導手段と着火部の高熱を利用する高温伝導手段を備え、熱電素子は、低温伝導手段の外側面に付着して低温伝導手段と高熱伝導手段との温度差を利用して電気を生産することができる。
【０００４】
この他にもペルティエ素子を利用したガス容器の冷却、加熱コントロール装置が韓国公開特許１０‐２０１２‐０１０９４１７に開示され、前記装置においてもガス容器室の低い温度と燃焼器の高い温度を利用して電気を生産する。
【０００５】
また、電気生産の可能な携帯用バーナが韓国登録特許１０‐１４７５７５６に開示される。
【０００６】
熱電発電は、ゼーベック（Ｓｅｅｂｅｃｋ）効果を利用して熱エネルギから電気エネルギを生産する方式であって、発電性能は熱電素子の高温部（燃焼部）と低温部（気化部）との温度差により決定され、発電性能の向上のために大きな温度差が必要となる。
【０００７】
前述の特許は、いずれも温度差を利用した電気生産方法を開示しており、前述の特許では、いずれも携帯用ガス容器の外側で発生する冷却現象を利用している。
【０００８】
一方、携帯用ガス容器の気化熱の発生は、実際にガス吐出口から排出された液体燃料が気化されながら発生し、ここで最も温度低下が多く発生する位置は液体燃料が気化されるガス吐出口に該当する。しかし、前述の特許は、ガス吐出口で気化される液体燃料による冷却現象を直接的に利用することができず、ガス吐出口周辺の気化熱によるガス容器の温度低下を間接的に利用する方式を採択しており、そのため温度差を利用する熱電発電の効率が効果的ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、燃料収容部で吐出されながら気化される液化ガスの気化熱を直接的に利用して熱電発電の効果を高めることができる発熱器具を提供する。
【００１０】
従来の発熱器具は、燃焼により発生する熱を気化部へ伝達して気化効率を高める機能をするが、気化部の温度が上昇し過ぎると、低温部の温度も共に上昇して熱電素子の発電効率が低下する恐れがある。
【００１１】
したがって、本発明は、燃焼される熱の伝達を遮断するか、最小として熱電素子の発電効率を増加させることができる発熱器具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の本発明の目的を達成するための本発明の好ましい一実施例によれば、液化ガスを利用する発熱器具は、液化ガスが気化された状態で燃焼される燃焼部、燃料収容部から供給される液化ガスが気化される気化空間を提供し、燃焼部の熱が直接伝導されないように燃焼部と熱的に分離される気化部、及び燃焼部によって高温状態を保持する高温入力部及び気化部内で気化する液化ガスによって高温入力部より相対的に低い温度を保持する低温入力部を含み、高温入力部と低温入力部との温度差を利用して発電する熱電素子部を含み、前記気化部は液化ガスの気化を利用して低温状態を保持し、燃焼部による温度上昇が防止されるように燃焼部から熱的に分離されて熱電素子部の発電効率を高めることができる。
【００１３】
また、気化部は、気化空間が内部に一体に提供され、燃料収容部から気化空間へ液化ガスが流入される燃料流入口及び気化空間から燃焼部へ液化ガスが気化された状態で排出される燃料排出口が形成される気化器胴体を含み、熱電素子部は燃焼部と気化部との間に介在されて高温入力部は燃焼部に密接し、低温入力部は気化部に密接することができる。
【００１４】
別途の気化空間を提供することにより、燃料収容部で一部の液体と気体が混合された流体状態で排出される液化ガスが気化空間で完全に気体状態に変更されることができ、それにより気化熱による冷却効果を高めることができる。
【００１５】
また、液化ガスの気化による冷却が気化部で殆ど行われて燃焼部と気化部間の温度差を一定に保持することが容易であり、燃焼部から伝達される熱を極力遮断して熱電素子部による安定的な発電が可能である。
【００１６】
また、気化空間の内面積の増加のために気化空間を形成する気化器胴体の内面から気化空間へ突出する突出構造物が形成されることができる。
【００１７】
また、気化部は、気化空間が内部にパイプ状に提供され、燃料収容部から気化空間へ液化ガスが流入される燃料流入口及び気化空間から燃焼部へ液化ガスが気化された状態で排出される燃料排出口が形成される気化器胴体を含むことができ、熱電素子部は燃焼部と気化部との間に介在されて高温入力部は燃焼部に密接し、低温入力部は気化部に密接することができる。 
【００１８】
また、パイプ状の気化空間は、流体状態で流れる液化ガスの接触面積及び液化ガスの気化割合を高めるために気化器胴体の内部で屈曲されて形成されることができる。
【００１９】
また、燃料流入口で気化空間が少なくとも２以上の流路に分岐されるようにし、燃料排出口で再び統合されるように設計することができる。
【００２０】
また、気化部はパイプ状に提供される気化器胴体を含み、パイプの内部へ気化空間が提供されることができ、気化器胴体の一端及び他端には燃料収容部から気化空間へ液化ガスが流入される燃料流入口及び気化空間から燃焼部へ液化ガスが気化された状態で排出される燃料排出口が形成され、熱電素子部は燃焼部と気化部との間に介在されて高温入力部は燃焼部に密接し、低温入力部は気化部に密接することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による発熱器具は、液化ガスの気化による低温領域と燃焼部の高熱を利用して発電可能であるが、燃料収容部から排出される液化ガスを完全に気化させることができる別途の気化部を提供することにより、液化ガスを燃料収容部から直接燃焼部へ供給する場合より、液化ガスの気化割合を相対的に高めて燃焼部へ供給することができ、燃焼部と気化部を熱的に分離させて低温部と接する気化部の温度が過度に上昇することを防止することができる。これによって熱電素子部の発電効率を共に向上させることができる。
【００２２】
また、本発明による発熱器具は、液化ガスの気化による冷却が気化部で殆ど行われて燃焼部と気化部との間の温度差を一定に保持することが容易であるので、安定的な発電が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例による携帯用バーナの図である。
【図２】気化部の斜視図である。
【図３】気化部の内部構造を説明するための図である。
【図４】本発明の他の実施例による発熱器具に適用可能な気化器の図である。
【図５】本発明の他の実施例による発熱器具に適用可能な気化器の図である。
【図６】本発明の他の実施例による発熱器具に適用可能な気化器の図である。
【図７】本発明の他の実施例による発熱器具に適用可能な気化器の図である。
【図８】本発明の他の実施例による発熱器具に適用可能な気化器の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明するが、本発明が実施例により制限されるか、限定されるものではない。参考までに、本説明において同一番号は実質的に同一要素を称し、このような規則の下で他の図面に記載された内容を引用して説明することができ、本発明が属する分野において通常の知識を有する者にとって自明であると判断されるか、繰り返される内容は省略され得る。
【００２５】
まず、本発明で言及する発熱器具とは、液化ガスを燃焼させることができるバーナやランプ、ストーブ（ｓｔｏｖｅ）、ガス暖炉などを全て含むことができ、以下、本発明の具体的な実施例ではバーナが発熱器具として例示されるものであり、発熱器具がバーナに限定されるものではない。
【００２６】
また、本明細書で用いられる液化ガス及び燃料液化ガスなどの表現は、燃料として用いられるガスを液化することを意味し、ブタン、プロパン、メタンなど全ての燃料として用いられるガスで液化したものを称することができる。本発明の具体的な携帯用ガス容器に、ブタンというものを液化ガスとして例示するものであり、ブタンガスに限定されるものではない。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例による携帯用バーナの図である。図２は、気化部の斜視図である。図３は、気化部の内部構造を説明するための図である。図４〜図８は、本発明の他の実施例による発熱器具に適用可能な気化器に関する図である。
【００２８】
図１〜図８によれば、携帯用ガスバーナ１００は、燃焼部１１０、気化部１２０、及び熱電素子部１３０を含み、その他に気化された液化ガスを点火するための点火部１４０、気化部１２０から排出される気体状態の液化ガス量を調整する火力調節部１５０、燃料収容部１０から気化部１２０へ供給される液化ガスを選択的に遮断するための遮断部１６０、及び熱電素子部１３０から生産された電力を電気機器に供給するための電力供給部１７０を含み、電力供給部１７０としては電力端子のような部材が用いられることができる。
【００２９】
燃焼部１１０は、複数の孔が形成されて火炎を均等に分散させることができる火炎分散部１１２及び火炎分散部１１２の下部で気化部１２０の燃料排出口１２６と連結されるノズル部１１４を含む。ノズル部１１４へ流入された気体状態の液化ガスは火炎分散部１１２で一様に分散され、点火部１４０によって点火されて燃焼状態を保持することができる。 
【００３０】
気化部１２０は燃焼部１１０の下部に密接した状態で配置されるが、別途の燃料供給ラインで連結されて熱的には燃焼部１１０と分離されることができる。気化部１２０は内部に気化空間１２８を提供し、燃料収容部１０から一部気化された液化ガスが気化空間１２８へ流入される燃料流入口１２４及び気化空間１２８で完全に気化された液化ガスを燃焼部１１０へ供給するための燃料排出口１２６が形成される気化器胴体１２２を含む。冷気、高温の熱の伝導を容易にするために金属材質で形成されることができる。ただし、気化器胴体１２２は気化効率を高め、外部との円滑な熱伝導のために金属材質で形成されることができる。
【００３１】
一般的に携帯用ガス容器から排出されるガスは、完全な気化状態ではなく、液体状態の燃料も一部含んでいる。したがって、気化熱による冷却効果が完全に気化される場合より低いしかない。また、熱電発電効率を高めるために、冷却効果を増大するために携帯用ガス容器を逆さに立てて液化ガスを気化部１２０へ誘導することができる。
【００３２】
しかし、本発明による発熱器具では、燃料収容部１０から排出される液化ガスを別途の空間で完全に気化され得るようにし、それにより気化による冷却効果を高め、発電効率を高めることができる。
【００３３】
特に、本発明による気化部１２０は、携帯用ガス容器から排出される液化ガスの気化熱をそのまま利用して冷却効果の極大化を具現することができる。
【００３４】
具体的に、下記に携帯用ガス容器の外側温度とガス吐出口の気化熱を比較分析したデータが添付される。
【００３５】
携帯用ガス容器としては、ブタン液化ガスを収容する場合を実験し、ガス噴出時間は１分とし、室外温度２７．４℃、測定許容誤差は（±０．２）である。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
室外温度２７．４℃の時に携帯用ガス容器（ブタン液化ガス）で１分間ガス噴出させる場合、携帯用ガス容器の外側温度は−０．４の変化があり、同じ方法でガス吐出口の温度変化分が−５７が変わり、ブタンガス液体が一部漏れて気化することができず、氷の形態であることが確認される。
【００３８】
すなわち、携帯用ガス容器の吐出口を除く他の外側領域では、気化熱による冷却効果が比較的少ないことが分かる。このような状況で、本発明では、気化部をガス容器の吐出口に配置し、このような気化熱の殆どを活用することにより、熱電発電の効果を極大化する。
【００３９】
熱電素子部１３０は、燃焼部１１０によって高温状態を保持するように燃焼部１１０に密接する高温入力部１３２及び気化部１２０内で気化する液化ガスによって高温入力部１３２より相対的に低い温度を保持する低温入力部１３４を含み、高温入力部１３２及び低温入力部１３４の温度差を利用して発電することができる。
【００４０】
熱電素子部１３０の高温入力部１３２は燃焼部１１０と密着する部分であって、熱電素子部１３０の上部に該当することができ、低温入力部１３４は気化部１２０に密着する部分であって、熱電素子部１３０の下部に該当することができる。
【００４１】
そして、熱電素子部１３０の上面と下面に連結されるケーブルによって熱電素子部１３０から生産される電力が電力供給部１７０へ伝達されることができる。
【００４２】
図３に示されるように、気化部１２０には、内部にパイプ状に液化ガスが流れる流体通路が提供され、前記通路が気化空間１２８に該当する。そして、気化部１２０内の気化空間１２８は、燃料流入口１２４で分岐されて燃料排出口１２６で再び統合されるように設計される。もちろん、図４に示されるように気化部１２０内の気化空間１２８が燃料流入口１２４から燃料排出口１２６まで一つの通路として提供される場合も可能であり、図５に示されるように気化部１２０内の気化空間１２８を渦巻き状やとぐろ状に提供することも可能である。
【００４３】
また、図３や図４に示されるように、気化器胴体に燃料流入口や排出口を常に対向した方向に形成する必要はなく、図５に示されるように流入口や排出口を気化器胴体の側面に、または上下面に形成することも可能である。これは、燃焼部へ気化された燃料を移送するノズルの位置や形態を考慮して変更することができ、図３〜図５に示されるように多様な形状で提供される気化空間は、気化割合を高めるために通路をさらに分岐したり、その他の形態に変更することができる。
【００４４】
熱電素子部１３０は燃焼部１１０と気化部１２０との間に介在されて高温入力部１３２は燃焼部１１０に密接し、低温入力部１３４は気化部１２０に密接する。
【００４５】
また、流体状態で流れる液化ガスの接触面積及び液化ガスの気化割合を高めるためにパイプ状に提供される気化空間１２８は、気化器胴体１２２の内部で屈曲された状態で形成され、その長さや内径、及び屈曲された回数などは液化ガスの気化割合を高めるために適切に調節されることができる。
【００４６】
参考までに、気化部１２０は、本実施例で立方体状に提供されるが、これはバーナの全体的な形状を考慮して円柱状や多角柱状に設計変更されることができ、気化部１２０の外形によって本発明が制限されるものではない。 
【００４７】
一方、図６に示される気化部は、本発明の他の実施例による発熱器具に適用されることができ、説明の便宜や前述の実施例の気化部との比較を容易にするために、同じ構成に対して同じ図面符号を用いる。図６によれば、図６に示される気化部１２０は内部に設けられる気化空間１２８が気化器胴体１２２の外形に対応して一体に形成されている。例えば、気化器胴体１２２が六面体で提供される場合、気化空間１２８も六面体で提供されることができる。ただし、空間の活用度を高めるために気化器胴体と気化空間の形状を類似に提供するものであり、気化空間１２８の形状が気化器胴体１２２の外形と同一である必要はない。
【００４８】
また、図７に示される気化部１２０は、流体状態の液化ガスが気化空間１２８内で気化割合が高くなるように突出構造物１２９を含む。
【００４９】
突出構造物１２９は、気化空間１２８の内面積の増加のために気化空間１２８を形成する気化器胴体１２２の内面から気化空間１２８に向かって突出される。
【００５０】
図７に示される気化部１２０は隔壁状の突出構造物１２９を提供するが、突出構造物は、その内面積を高めるか、内部で流動する液化ガスの経路を増大させることができる範囲内で柱状や板状などに多様に提供されることができる。
【００５１】
また、図８に示されるように、気化部１２０は２つに分離された胴体を結合して提供することができ、その間にはパッキンのような密閉部材が配置されることができる。図８で突出構造物１２９は、分離された２つの気化器胴体１２２のうち特定の一つの内部の一面から突出される形状に提供されることができ、特に本実施例では、排出口や流入口の直前方部分が突出構造物によって遮られないように前記構造物を配置するので、燃料の流入や排出を容易にする。
【００５２】
前述のように、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該技術分野において通常の知識を有する者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2018534512.tif 000013
2018534512.tif 000014
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