JP3691433B2 - 炭化水素系ガスの流量調整方法及び装置 - Google Patents
炭化水素系ガスの流量調整方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
この発明は、炭化水素系液化ガスの流量調整方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炭化水素系の燃料ガスを所定の容積を有する圧力タンクに液状にして貯蔵し、流量調整機構を備えた開閉弁手段を介してタンクから取出して点火するようにしたガス流量調整装置は従来公知であり、例えば喫煙用ライター、点火具、携帯用ガスボンベ等の燃料ガスの取出に利用されている。喫煙用ライターやこれらの器具は、内部に比較的少量の石油系ガスを液相で貯蔵し得る圧力タンクを備えており、タンク内の燃料ガスは、モルトプレーンのような多孔性弾性発泡体からなる流量調整部材を外部から圧縮して流量を調整しつつ、開閉弁手段を介して取り出し、例えばバーナーノズルから噴出させてタバコ点火用の炎を形成するようになっている。モルトプレーンは、連続気孔を有する弾性発泡体であり圧縮して気孔の総断面積を変動させることによって、通過するガスの流量を調整するものである。モルトプレーンを用いた流量調整機構は従来周知であり、喫煙用ガスライターの炎長の調整に広く利用されてきている。
【０００３】
しかしながら、燃料ガスを貯蔵したタンク内のガスをモルトプレーンで調整する場合、先ず使用する最大流量範囲にするためにモルトプレーンはほぼ半分の厚み或はそれ以上に圧縮する必要があり、このようにして圧縮された最大流量範囲内において、所望の炎長を得るための流量になるようにモルトプレーンを更に微細な調整範囲において圧縮している。最大流量範囲とするために圧縮されたモルトプレーンを、任意の使用流量とするために圧縮する場合、極めて小さな範囲の圧縮率で使用流量の最大値から最小値までの範囲の調整が達成される。このように、多孔性弾性発泡体は、先ず使用する最大流量範囲に調整するために大きな圧縮率で圧縮されるため、本質的に経時劣化しやすい状態で使用されており、経時劣化に伴ってモルトプレーンの弾性復元性が悪化し、長期に亘って安定した流量調整を行うことが出来ない問題点を有している。次に、調整された最大流量範囲内において、モルトプレーンは任意の炎長を得るために、更に二次的に圧縮される。この二次的な圧縮は極めて小さな範囲での圧縮であるため、ネジなどの回動機構によりモルトプレーンの圧縮機構を構成する場合、小さな角度範囲で回動しなければならず、高精度の流量調整機構が要求されコスト高になると共に、僅かな回動動作で炎長が大きく変動するため、微妙な回動動作が要求され任意の炎長を得るための作動に、余裕がない不便さがある。
【０００４】
使い捨ての安価な喫煙用ライターでは、前記したようなモルトプレーンを用いた流量調整に代って、メンブレムフィルムのような微細多孔膜からなる流量制限部材を用いて、工場出荷時に燃料ガスの流量を予め一定の流量に設定し、任意の流量調整は行わないようにしたものが提案されている。メンブレムフィルムは、多数の微細な孔が形成され、流体が膜の微細孔を通過するときに流体の圧力低下を生じさせるようにした微細多孔膜体であり、ガスが微細孔を通過するときガス圧力の低下をもたらして流量の最大値を制限することのできる流量制限部材である。かかる流量制限部材は、一定の最大値の範囲内に流量を限定することは可能であるが、膜の微細孔は一定の大きさに保たれ断面積を変化させることが出来ないため、外部から流量を変更することが出来ない欠点を有していると共に、外部温度の変化によりガス圧が変動すると流量が変動し、炎長が変化してしまう問題点を有している。このようなメンブレムフィルムを利用したガスの流量調整装置は、例えば特開平５−１８０３５９号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、微細多孔膜と多孔性弾性発泡体を組み合わせることにより、弾性発泡体の経時劣化を抑制し長期に亘って安定した流量の調整を行い得るようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明が採った手段は、炭化水素系の燃料ガスを液相状態で貯蔵するタンクから取り出し、該取り出した燃料ガスを、先ず第１段階として流量制限部材によって減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように制限し、該制限された最大流量の範囲内において外部から調整可能な流量調整部材により、任意の流量に調整するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
流量制限部材が、合成樹脂製の微細多孔膜体からなり、流量調整部材が連続気孔を有する多孔性弾性発泡体であることを特徴とする。
【０００８】
タンクから微細多孔膜に流下する燃料ガスの流量を途中において絞った後、微細多孔膜の前部において絞った流量を開放し、微細多孔膜における単位面積当たりの圧力を低下させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
炭化水素系燃料ガスを液相状態で貯蔵する貯蔵タンクと、該タンクから取り出された燃料ガスを減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように流量を制限する流量制限部材と、該制限された最大流量の範囲内において流量を調整する流量調整部材と、流量調整部材を外部から圧縮自在な手段とを含み、流量制限部材の後流に流量調整部材を配したことを特徴とし、流量制限部材は、合成樹脂製の微細多孔膜体からなり、流量調整部材は連続気孔を有する弾性発泡体からなることを特徴とする。
【００１０】
燃料ガスを液相で貯蔵するタンクに該タンク内に連通しつつ固定筒体を固着し、該固定筒体内に多孔性弾性発泡体を配置し、該多孔性弾性発泡体を圧縮し得る流量調整体をタンクの外部から作動自在に設けると共に、多孔性弾性発泡体とタンクとの間に微細多孔膜を配したことを特徴とし、流量調整体が、タンクの下部から外方に延び出しており、該流量調整体内に微細多孔膜が組み込まれていることを特徴とする。
【００１１】
流量調整体内に、燃料ガス充填機構が組み込まれており、又、流量調整体が、タンクの上部から外方に延び出しており、該流量調整体内に燃料ガスを点火のために取り出すバーナーノズル手段が組み込まれていることを特徴とする。
【００１２】
メンブレムフィルムを、軸方向に貫通した円筒状のカプセルに固着しユニット化し、又、カプセルの前部に燃料ガスの流量を絞り得る通路を備えた絞り部材を配置したことを特徴とする。
【００１３】
炭化水素系燃料ガスを液相状態で貯蔵する貯蔵タンクと、該タンクから取り出された燃料ガスを減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように流量を制限する流量制限部材と、該制限された最大流量の範囲内において流量を調整する流量調整部材と、該流量調整部材を外部から圧縮自在な手段とを含み、流量制限部材の後流に流量調整部材を配し、該流量調整部材で流量を調整されたガスを点火のために外部に導くバーナーノズル手段を前記流量調整部材の後流に配したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。この発明は、メンブレムフィルムとモルトプレーンとを組み合わせて、第１段階としてタンクから取り出される燃料ガスの圧力をメンブレムフィルムで制限し、第２段階として該制限された圧力の範囲内において、モルトプレーンにより燃料ガスを任意の流量に調整するようにしたことを特徴とする。第１段階のメンブレムフィルムにより、燃料ガスは使用範囲の上限流量を最大流量とするように制限することが出来る。メンブレムフィルムで燃料ガスの圧力の最大値を制限することにより、モルトプレーンは、この制限された圧力の範囲内で流量を調整することにある。このため、第２段階の流量調整手段であるモルトプレーンの圧縮率は小さくすることが可能となり、モルトプレーンの経時変化による劣化を減少させ、長期に亘って安定した流量調整が可能となる。メンブレムフィルムは、ガス流路の中に配置され、メンブレムフィルムの微細孔によりガス圧を減圧してガス流量を一定の限度内に限定した後、モルトプレーンを外部から圧縮してガス流量の二次調整を行い、点火等の利用のためにバーナーノズル等の手段を介して外部に取り出す。モルトプレーンは、メンブレムフィルムの後流に配置され、メンブレムフィルムによって制限されたガス圧の範囲内でガスの流量を調整するため、その圧縮率は従来のモルトプレーン単体によって先ず使用流量の最大値を得るために圧縮している場合に比して小さくすることが可能であり、モルトプレーンの経時変化による劣化を抑制することが出来る。
【００１５】
メンブレムフィルムは、好ましくは軸方向に貫通した通路を有する円筒状のカプセルに固着して独立したユニット構造体に構成し、流量調整機構への組み込みを容易な構造とする。図１，２はメンブレムフィルム(１)を固着したカプセル(２)からなるユニット構造体の一例を示し、図１はカプセルの途中にメンブレムフィルムを取り付けた構造を示し、図２はカプセルの後端にメンブレムフィルムを取り付けた構造を示す。カプセルに固着されたメンブレムフィルムは、カプセル内の軸方向に延びる通路を閉塞して位置しており、カプセル内の通路を通過する燃料ガスは、メンブレムフィルムの微細孔を通過する際に減圧され、最大流量が制限される。かかるカプセルを流量調整機構の内部に気密性を保持しつつ組み込んで燃料タンクからノズルに至る通路の一部をカプセルの通路をもって構成することにより、貯蔵タンク内の燃料ガスの圧力を減圧しつつ後段のモルトプレーンに送出することが出来る。尚、メンブレムフィルムを固着するカプセルの構造は、図示の構造に限定されるものでないことは勿論である。
【００１６】
メンブレムフィルムは、例えばポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート等の合成樹脂製の微細多孔膜体が好ましいがこれらに限られるものではない。メンブレムフィルムの厚みは２０〜６０μm、微細孔の孔経は０．５〜５．０μmのものが好ましいが、これらに限られるものではない。また、カプセルは、ポリプロピレンが最も好ましいが、これに限られるものではなく、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ウレタン等を用いても良い。メンブレムフィルムには、不織布等を積層しても良い。
【００１７】
【実施例１】
図３を参照して、(10)は固定筒体であって、燃料ガスを液相で貯蔵する貯蔵タンク(11)の上壁に、Ｏリング(12)で気密性を保持しつつ固着される。固定筒体(10)は、流量調整装置の本体部材を構成しており、上下に貫通した円筒体からなり、略中央部に位置する隔壁(13)で上下二つの室に区画されると共に、該隔壁(13)の中心に穿孔された貫通孔(14)により、上下の室は連通されている。隔壁(13)より上方の室内には、バーナーノズル体(15)が挿設される。バーナーノズル体(15)の中心には、ガス噴出通路(16)が軸方向に貫設され、横孔(17)を介して上方の室内に連通している。バーナーノズル体(15)の上端から噴出された燃料ガスは、電気火花、圧電火花、発火石火花等の適宜の点火手段によって形成される点火用火花で点火される。バーナーノズル体(15)は、常時バネ(18)の弾発力を受けて下方に付勢されており、下端に取り付けられたゴム等の弾性密封材からなる密封栓(19)が前記隔壁(13)の貫通孔(14)に密着してガスの噴出を閉止している。バーナーノズル体(15)は、首部に連結されるテコ状の作動部材により、バネ(18)に抗して上方に持ち上げることによって、密封栓(19)が連通孔から離れガスの噴出が許容される。
【００１８】
隔壁(13)の下方の室内には、隔壁(13)の下面に隣接して金網(20)と溝付き座金(21)との間に挟持されたモルトプレーン(22)が配置される。モルトプレーン(22)は、連続気孔を有するスポンジ状の弾性発泡体であり、圧縮して厚みを減少させることによりそこを通過するガスの流量を調整することが可能であり、従来喫煙用ガスライターの炎長調整部材として広く使用されている。溝付き座金(21)の下部には、モルト押圧体(23)が上下動自在に挿設されており、Ｏリング(24)により下方室内とモルト押圧体(23)の外周側面との間が密封され、燃料ガスはモルト押圧体(23)の中心孔(25)を通過してモルトプレーン(22)に流過する。モルト押圧体(23)の下部には、円筒状のカプセル収納筒体(26)が一体に連接されており、該カプセル収納筒体(26)内に、前記図２又は３に示すメンブレムフィルム(１)を保持したカプセル(２)が収納される。図示の実施例では図２に示すカプセルが収納されているが、図３のカプセルであってもよいことは勿論である。収納されたカプセル(２)とモルト押圧体(23)との間は、ガスケット(27)により密封される。カプセル(２)内には、絞り部材(48)が挿入されている。
【００１９】
(28)は、流量調整体であって固定筒体(10)内に上下動自在に螺挿され下端は貯蔵タンク(11)の下部壁を貫通して外方に延び出しており、外部から回動することが出来る。流量調整体(28)の上端は、ガスケット(29)を介して前記カプセル(２)に組み込まれた絞り部材(48)の下面に当接しており、流量調整体(28)の上下動はガスケット(29)、絞り部材(48)、カプセル(２)を介してモルト押圧体(23)に伝達され、モルトプレーン(22)を押圧可能となっている。流量調整体(28)の中心部には、上端から盲貫の中心通路(30)が穿孔され、横孔(31)を介してタンク(11)内に連通している。横孔(31)には、ガス吸着材である弾性多孔体(32)が取り付けられている。流量調整体(28)と固定筒体(10)との間及び貯蔵タンク(11)との間には、それぞれＯリング(33)(34)が介挿され、密封している。
【００２０】
貯蔵タンク(11)内の燃料ガスは、ガス吸着材である弾性多孔体(32)に吸着されて横孔(31)から流量調整体(28)の中心通路(30)に導入され、更に絞り部材(48)で絞られてカプセル(２)内の広い流路(３)に流入する。絞り部材で絞られた燃料ガスが、絞り部材の通路からカプセル(２)内の拡径した流路(３)に流入し、その広い流路(３)内に配されたメンブレムフィルムに当たることによって、メンブレムフィルムの単位面積当たりの圧力が低下する。そして、この低下した圧力のガスがメンブレムフィルム(１)を通過することにより、ガスは使用範囲の上限の最大流量に制限される。制限されたガスは、モルト押圧体(23)の中心孔(25)に流入する。そして、このようにして最大流量を制限された燃料ガスは、モルトプレーン(22)にいたり、該モルトプレーン(22)の圧縮度合いで調整された流量でバーナーノズル体(15)に流下し、バーナーノズル体の上端から外部に噴出して点火される。
【００２１】
この発明の流量調整方法によれば、貯蔵タンク内の燃料ガスは先ず第１段階としてメンブレムフィルム(１)によってガス圧力が減圧され、使用範囲の上限流量を最大流量とするように制限される。ついで該減圧され制限された最大流量の範囲内において、第２段階としてモルトプレーン(22)によって流量の調整を行うようにしており、作用の異なる２段階の流量制限と流量調整とによって、燃料ガスの流量を所望の炎長に相応するように調整することを特徴としている。モルトプレーンにおいて調整される燃料ガスは、その前の第１段階でメンブレムフィルム(１)によって圧力を制限されているため、モルトプレーンによる調整におけるモルトプレーンの圧縮率は、従来の圧縮率に比して著しく小さくすることが出来、モルトプレーンの経時劣化を軽減し長期に亘って安定した流量調整を達成することが可能となる。モルトプレーンは、貯蔵タンク(11)の下部壁から下方に延び出す流量調整体(28)の下部を回動することにより、圧縮率を変更することが可能であり、流量を任意の大きさに調整することが出来る。この流量調整体(28)によるモルトプレーン(22)の圧縮は、メンブレムフィルムによって制限された最大流量範囲内での調整であるため、流量調整体(28)によるモルトプレーンの圧縮量の範囲が大きくなり、圧縮のための作動量を大きく取ることが可能となる利点がある。
【００２２】
図４は、図３の一変形にかかる流量調整装置である。図４を参照して、流量調整体(28)の下部に隔壁(35)で区画される燃料ガス充填室(36)を下方に向かって開放しつつ画成し、該燃料ガス充填室(36)内にガス充填バルブを配設し、ガスボンベを連結して貯蔵タンク内に燃料ガスを充填自在としたことを特徴とする。その他の点は図４に示す構造と同一である。ガス充填バルブは、スプリング(38)で常時閉弁方向に付勢されたバルブ本体(37)を有し、該バルブ本体(37)と燃料ガス充填室(36)内に形成された段部(39)との間に配置された弾性弁体(40)を備えている。バルブ本体(37)がスプリング(38)に抗して内方に押入されるとき（図４の右半分参照）、弾性弁体(40)が変形して通路が開放され、バルブ本体(37)の外端に連結されたガスボンベ（図示せず）から燃料ガスがバルブ本体(37)の中心孔(41)から横孔(42)を通ってタンク内に流入する。
【００２３】
カプセル(２)は、大きな内径の流路(３)を有しており、好ましくは図３、４に示すように、該流路(３)内に絞り部材(48)を挿入して流路径を絞り、絞り部材(48)で限定される狭い流路からカプセル(２)内の広い流路(３)にガスを流過させるのが望ましい。広い流路にメンブレムフィルム(１)を置くことにより、メンブレムフィルムの単位面積当たりのガス圧力は低下するので、減圧作用が向上する。絞り部材(48)は、カプセル(２)と一体に構成しても良いが、別体に形成して組み合わせる構造とすることにより、任意のガス圧低下作用を作出することが出来、メンブレムフィルムによってもたらされる減圧作用による流量制限の自由度が高くなる利点がある。
【００２４】
【実施例２】
図５は、実施例２を示す。実施例２は、モルトプレーンを押圧する流量調整体の回動を貯蔵タンクの上方から行うようにしたものであり、この点においてタンクの下方から流量調整を行う実施例１と異なっている。しかしながら、かかる流量調整手段の相違を除くその他の点、特に本願発明の特徴であるメンブレムフィルムによる一次調整とモルトプレーンの圧縮による二次調整からなる二段階の流量調整方法及び構造は実施例１と同じである。図５を参照して、貯蔵タンク(11)の上壁に固着された固定筒体(10)内を隔壁(13)で上下二つの室に区画し、上方の室内に隔壁(13)に隣接して溝付き座金(21)と金網(20)に挟持されたモルトプレーン(22)が配置され、該モルトプレーン(22)は、モルト押圧体(23)で押圧自在である。(43)は、下部にモルト押圧体(23)を一体に形成した可動筒体であり、固定筒体(10)の上部室内に上下自在に螺挿されており、該可動筒体(43)を上下動することにより、下部のモルト押圧体(23)がモルトプレーン(22)を所望の度合いに圧縮して燃料ガスの流出量を任意の量に調整することが出来る。可動筒体(43)内にはバーナーノズル体(15)がバネ(44)で常時下方に付勢されつつ挿設され、モルトプレーン(22)で流量を調整された燃料ガスが、モルト押圧体の中心孔(45)を通過して、バーナーノズル体(15)のガス噴出通路(16)から外方に噴出してくる。隔壁(13)の下方室内にガスケット(27)を介在してメンブレムフィルム(１)を保持し絞り部材(48)を組み込んだカプセル(２)が収納される。カプセル(２)の下部にガスケットを介して吸上芯保持部材(46)が配設され、該吸上芯保持部材(46)にタンクの下部近くまで延びた吸上芯(47)が保持されている。
【００２５】
吸上芯(47)で吸い上げられた液相の燃料ガスが気化されつつ絞り部材(48)で絞られ流速を高められてカプセル(２)内に流入する。流速を高められた燃料ガスは、絞り部材の通路からカプセル(２)内の拡径した流路(３)への流入によってもたらされるベンチュリー効果によって流速が低下されつつメンブレムフィルム(１)を通過し、減圧されて隔壁(13)の貫通孔(14)からモルトプレーン(22)に至る。メンブレムフィルムにより最大流量を制限された燃料ガスは、モルトプレーン(22)において、該モルトプレーン(22)の圧縮度合いで調整された任意の流量でバーナーノズル体(15)に流下し、バーナーノズル体の上端から外部に噴出して所要長さの炎長で点火される。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、微細多孔膜体と多孔性弾性発泡体の流量制限部材と流量調整部材の２種類の手段を組合せ、第１段階で微細多孔膜体により燃料ガスの圧力を減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように制限し、このようにして最大流量を制限された燃料ガスを、後流に配置された多孔性弾性発泡体の圧縮度合いで第２段階として調整するようにしてあるので、弾性発泡体の圧縮率を小さくすることが出来、多孔性弾性発泡体の圧縮による経時劣化を抑制して、長期に亘り安定した流量の調整が可能となる。微細多孔膜は、カプセルに保持してユニット化してあるので、流量調整装置へ組み込みが容易となると共に、ガスケットやＯリング等と組み合わせて気密を保持する構造にすることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】メンブレムフィルムを保持するカプセルの一例を示す断面図
【図２】メンブレムフィルムを保持するカプセルの他の例を示す断面図
【図３】この発明に従った流量調整装置の実施例１を示す断面図
【図４】実施例１の一変形を示す断面図
【図５】この発明に従った流量調整装置の実施例２を示す断面図
【符号の説明】
(１)メンブレムフィルム
(２)カプセル
(３)流路
(10)固定筒体
(11)貯蔵タンク
(12)Ｏリング
(13)隔壁
(14)貫通孔
(15)バーナーノズル体
(16)ガス噴出通路
(17)横孔
(18)バネ
(19)密封栓
(20)金網
(21)溝付き座金
(22)モルトプレーン
(23)モルト押圧体
(24)Ｏリング
(25)中心孔
(26)カプセル収納筒体
(27)ガスケット
(28)流量調整体
(29)ガスケット
(30)中心通路
(31)横孔
(32)弾性多孔体
(33)Ｏリング
(34)Ｏリング
(35)隔壁
(36)燃料ガス充填室
(37)バルブ本体
(38)スプリング
(39)段部
(40)弾性弁体
(41)中心孔
(42)横孔
(43)可動筒体
(44)バネ
(45)中心孔
(46)吸上芯保持部材
(47)吸上芯
(48)絞り部材
【発明の属する分野】
この発明は、炭化水素系液化ガスの流量調整方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炭化水素系の燃料ガスを所定の容積を有する圧力タンクに液状にして貯蔵し、流量調整機構を備えた開閉弁手段を介してタンクから取出して点火するようにしたガス流量調整装置は従来公知であり、例えば喫煙用ライター、点火具、携帯用ガスボンベ等の燃料ガスの取出に利用されている。喫煙用ライターやこれらの器具は、内部に比較的少量の石油系ガスを液相で貯蔵し得る圧力タンクを備えており、タンク内の燃料ガスは、モルトプレーンのような多孔性弾性発泡体からなる流量調整部材を外部から圧縮して流量を調整しつつ、開閉弁手段を介して取り出し、例えばバーナーノズルから噴出させてタバコ点火用の炎を形成するようになっている。モルトプレーンは、連続気孔を有する弾性発泡体であり圧縮して気孔の総断面積を変動させることによって、通過するガスの流量を調整するものである。モルトプレーンを用いた流量調整機構は従来周知であり、喫煙用ガスライターの炎長の調整に広く利用されてきている。
【０００３】
しかしながら、燃料ガスを貯蔵したタンク内のガスをモルトプレーンで調整する場合、先ず使用する最大流量範囲にするためにモルトプレーンはほぼ半分の厚み或はそれ以上に圧縮する必要があり、このようにして圧縮された最大流量範囲内において、所望の炎長を得るための流量になるようにモルトプレーンを更に微細な調整範囲において圧縮している。最大流量範囲とするために圧縮されたモルトプレーンを、任意の使用流量とするために圧縮する場合、極めて小さな範囲の圧縮率で使用流量の最大値から最小値までの範囲の調整が達成される。このように、多孔性弾性発泡体は、先ず使用する最大流量範囲に調整するために大きな圧縮率で圧縮されるため、本質的に経時劣化しやすい状態で使用されており、経時劣化に伴ってモルトプレーンの弾性復元性が悪化し、長期に亘って安定した流量調整を行うことが出来ない問題点を有している。次に、調整された最大流量範囲内において、モルトプレーンは任意の炎長を得るために、更に二次的に圧縮される。この二次的な圧縮は極めて小さな範囲での圧縮であるため、ネジなどの回動機構によりモルトプレーンの圧縮機構を構成する場合、小さな角度範囲で回動しなければならず、高精度の流量調整機構が要求されコスト高になると共に、僅かな回動動作で炎長が大きく変動するため、微妙な回動動作が要求され任意の炎長を得るための作動に、余裕がない不便さがある。
【０００４】
使い捨ての安価な喫煙用ライターでは、前記したようなモルトプレーンを用いた流量調整に代って、メンブレムフィルムのような微細多孔膜からなる流量制限部材を用いて、工場出荷時に燃料ガスの流量を予め一定の流量に設定し、任意の流量調整は行わないようにしたものが提案されている。メンブレムフィルムは、多数の微細な孔が形成され、流体が膜の微細孔を通過するときに流体の圧力低下を生じさせるようにした微細多孔膜体であり、ガスが微細孔を通過するときガス圧力の低下をもたらして流量の最大値を制限することのできる流量制限部材である。かかる流量制限部材は、一定の最大値の範囲内に流量を限定することは可能であるが、膜の微細孔は一定の大きさに保たれ断面積を変化させることが出来ないため、外部から流量を変更することが出来ない欠点を有していると共に、外部温度の変化によりガス圧が変動すると流量が変動し、炎長が変化してしまう問題点を有している。このようなメンブレムフィルムを利用したガスの流量調整装置は、例えば特開平５−１８０３５９号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、微細多孔膜と多孔性弾性発泡体を組み合わせることにより、弾性発泡体の経時劣化を抑制し長期に亘って安定した流量の調整を行い得るようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明が採った手段は、炭化水素系の燃料ガスを液相状態で貯蔵するタンクから取り出し、該取り出した燃料ガスを、先ず第１段階として流量制限部材によって減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように制限し、該制限された最大流量の範囲内において外部から調整可能な流量調整部材により、任意の流量に調整するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
流量制限部材が、合成樹脂製の微細多孔膜体からなり、流量調整部材が連続気孔を有する多孔性弾性発泡体であることを特徴とする。
【０００８】
タンクから微細多孔膜に流下する燃料ガスの流量を途中において絞った後、微細多孔膜の前部において絞った流量を開放し、微細多孔膜における単位面積当たりの圧力を低下させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
炭化水素系燃料ガスを液相状態で貯蔵する貯蔵タンクと、該タンクから取り出された燃料ガスを減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように流量を制限する流量制限部材と、該制限された最大流量の範囲内において流量を調整する流量調整部材と、流量調整部材を外部から圧縮自在な手段とを含み、流量制限部材の後流に流量調整部材を配したことを特徴とし、流量制限部材は、合成樹脂製の微細多孔膜体からなり、流量調整部材は連続気孔を有する弾性発泡体からなることを特徴とする。
【００１０】
燃料ガスを液相で貯蔵するタンクに該タンク内に連通しつつ固定筒体を固着し、該固定筒体内に多孔性弾性発泡体を配置し、該多孔性弾性発泡体を圧縮し得る流量調整体をタンクの外部から作動自在に設けると共に、多孔性弾性発泡体とタンクとの間に微細多孔膜を配したことを特徴とし、流量調整体が、タンクの下部から外方に延び出しており、該流量調整体内に微細多孔膜が組み込まれていることを特徴とする。
【００１１】
流量調整体内に、燃料ガス充填機構が組み込まれており、又、流量調整体が、タンクの上部から外方に延び出しており、該流量調整体内に燃料ガスを点火のために取り出すバーナーノズル手段が組み込まれていることを特徴とする。
【００１２】
メンブレムフィルムを、軸方向に貫通した円筒状のカプセルに固着しユニット化し、又、カプセルの前部に燃料ガスの流量を絞り得る通路を備えた絞り部材を配置したことを特徴とする。
【００１３】
炭化水素系燃料ガスを液相状態で貯蔵する貯蔵タンクと、該タンクから取り出された燃料ガスを減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように流量を制限する流量制限部材と、該制限された最大流量の範囲内において流量を調整する流量調整部材と、該流量調整部材を外部から圧縮自在な手段とを含み、流量制限部材の後流に流量調整部材を配し、該流量調整部材で流量を調整されたガスを点火のために外部に導くバーナーノズル手段を前記流量調整部材の後流に配したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。この発明は、メンブレムフィルムとモルトプレーンとを組み合わせて、第１段階としてタンクから取り出される燃料ガスの圧力をメンブレムフィルムで制限し、第２段階として該制限された圧力の範囲内において、モルトプレーンにより燃料ガスを任意の流量に調整するようにしたことを特徴とする。第１段階のメンブレムフィルムにより、燃料ガスは使用範囲の上限流量を最大流量とするように制限することが出来る。メンブレムフィルムで燃料ガスの圧力の最大値を制限することにより、モルトプレーンは、この制限された圧力の範囲内で流量を調整することにある。このため、第２段階の流量調整手段であるモルトプレーンの圧縮率は小さくすることが可能となり、モルトプレーンの経時変化による劣化を減少させ、長期に亘って安定した流量調整が可能となる。メンブレムフィルムは、ガス流路の中に配置され、メンブレムフィルムの微細孔によりガス圧を減圧してガス流量を一定の限度内に限定した後、モルトプレーンを外部から圧縮してガス流量の二次調整を行い、点火等の利用のためにバーナーノズル等の手段を介して外部に取り出す。モルトプレーンは、メンブレムフィルムの後流に配置され、メンブレムフィルムによって制限されたガス圧の範囲内でガスの流量を調整するため、その圧縮率は従来のモルトプレーン単体によって先ず使用流量の最大値を得るために圧縮している場合に比して小さくすることが可能であり、モルトプレーンの経時変化による劣化を抑制することが出来る。
【００１５】
メンブレムフィルムは、好ましくは軸方向に貫通した通路を有する円筒状のカプセルに固着して独立したユニット構造体に構成し、流量調整機構への組み込みを容易な構造とする。図１，２はメンブレムフィルム(１)を固着したカプセル(２)からなるユニット構造体の一例を示し、図１はカプセルの途中にメンブレムフィルムを取り付けた構造を示し、図２はカプセルの後端にメンブレムフィルムを取り付けた構造を示す。カプセルに固着されたメンブレムフィルムは、カプセル内の軸方向に延びる通路を閉塞して位置しており、カプセル内の通路を通過する燃料ガスは、メンブレムフィルムの微細孔を通過する際に減圧され、最大流量が制限される。かかるカプセルを流量調整機構の内部に気密性を保持しつつ組み込んで燃料タンクからノズルに至る通路の一部をカプセルの通路をもって構成することにより、貯蔵タンク内の燃料ガスの圧力を減圧しつつ後段のモルトプレーンに送出することが出来る。尚、メンブレムフィルムを固着するカプセルの構造は、図示の構造に限定されるものでないことは勿論である。
【００１６】
メンブレムフィルムは、例えばポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート等の合成樹脂製の微細多孔膜体が好ましいがこれらに限られるものではない。メンブレムフィルムの厚みは２０〜６０μm、微細孔の孔経は０．５〜５．０μmのものが好ましいが、これらに限られるものではない。また、カプセルは、ポリプロピレンが最も好ましいが、これに限られるものではなく、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ウレタン等を用いても良い。メンブレムフィルムには、不織布等を積層しても良い。
【００１７】
【実施例１】
図３を参照して、(10)は固定筒体であって、燃料ガスを液相で貯蔵する貯蔵タンク(11)の上壁に、Ｏリング(12)で気密性を保持しつつ固着される。固定筒体(10)は、流量調整装置の本体部材を構成しており、上下に貫通した円筒体からなり、略中央部に位置する隔壁(13)で上下二つの室に区画されると共に、該隔壁(13)の中心に穿孔された貫通孔(14)により、上下の室は連通されている。隔壁(13)より上方の室内には、バーナーノズル体(15)が挿設される。バーナーノズル体(15)の中心には、ガス噴出通路(16)が軸方向に貫設され、横孔(17)を介して上方の室内に連通している。バーナーノズル体(15)の上端から噴出された燃料ガスは、電気火花、圧電火花、発火石火花等の適宜の点火手段によって形成される点火用火花で点火される。バーナーノズル体(15)は、常時バネ(18)の弾発力を受けて下方に付勢されており、下端に取り付けられたゴム等の弾性密封材からなる密封栓(19)が前記隔壁(13)の貫通孔(14)に密着してガスの噴出を閉止している。バーナーノズル体(15)は、首部に連結されるテコ状の作動部材により、バネ(18)に抗して上方に持ち上げることによって、密封栓(19)が連通孔から離れガスの噴出が許容される。
【００１８】
隔壁(13)の下方の室内には、隔壁(13)の下面に隣接して金網(20)と溝付き座金(21)との間に挟持されたモルトプレーン(22)が配置される。モルトプレーン(22)は、連続気孔を有するスポンジ状の弾性発泡体であり、圧縮して厚みを減少させることによりそこを通過するガスの流量を調整することが可能であり、従来喫煙用ガスライターの炎長調整部材として広く使用されている。溝付き座金(21)の下部には、モルト押圧体(23)が上下動自在に挿設されており、Ｏリング(24)により下方室内とモルト押圧体(23)の外周側面との間が密封され、燃料ガスはモルト押圧体(23)の中心孔(25)を通過してモルトプレーン(22)に流過する。モルト押圧体(23)の下部には、円筒状のカプセル収納筒体(26)が一体に連接されており、該カプセル収納筒体(26)内に、前記図２又は３に示すメンブレムフィルム(１)を保持したカプセル(２)が収納される。図示の実施例では図２に示すカプセルが収納されているが、図３のカプセルであってもよいことは勿論である。収納されたカプセル(２)とモルト押圧体(23)との間は、ガスケット(27)により密封される。カプセル(２)内には、絞り部材(48)が挿入されている。
【００１９】
(28)は、流量調整体であって固定筒体(10)内に上下動自在に螺挿され下端は貯蔵タンク(11)の下部壁を貫通して外方に延び出しており、外部から回動することが出来る。流量調整体(28)の上端は、ガスケット(29)を介して前記カプセル(２)に組み込まれた絞り部材(48)の下面に当接しており、流量調整体(28)の上下動はガスケット(29)、絞り部材(48)、カプセル(２)を介してモルト押圧体(23)に伝達され、モルトプレーン(22)を押圧可能となっている。流量調整体(28)の中心部には、上端から盲貫の中心通路(30)が穿孔され、横孔(31)を介してタンク(11)内に連通している。横孔(31)には、ガス吸着材である弾性多孔体(32)が取り付けられている。流量調整体(28)と固定筒体(10)との間及び貯蔵タンク(11)との間には、それぞれＯリング(33)(34)が介挿され、密封している。
【００２０】
貯蔵タンク(11)内の燃料ガスは、ガス吸着材である弾性多孔体(32)に吸着されて横孔(31)から流量調整体(28)の中心通路(30)に導入され、更に絞り部材(48)で絞られてカプセル(２)内の広い流路(３)に流入する。絞り部材で絞られた燃料ガスが、絞り部材の通路からカプセル(２)内の拡径した流路(３)に流入し、その広い流路(３)内に配されたメンブレムフィルムに当たることによって、メンブレムフィルムの単位面積当たりの圧力が低下する。そして、この低下した圧力のガスがメンブレムフィルム(１)を通過することにより、ガスは使用範囲の上限の最大流量に制限される。制限されたガスは、モルト押圧体(23)の中心孔(25)に流入する。そして、このようにして最大流量を制限された燃料ガスは、モルトプレーン(22)にいたり、該モルトプレーン(22)の圧縮度合いで調整された流量でバーナーノズル体(15)に流下し、バーナーノズル体の上端から外部に噴出して点火される。
【００２１】
この発明の流量調整方法によれば、貯蔵タンク内の燃料ガスは先ず第１段階としてメンブレムフィルム(１)によってガス圧力が減圧され、使用範囲の上限流量を最大流量とするように制限される。ついで該減圧され制限された最大流量の範囲内において、第２段階としてモルトプレーン(22)によって流量の調整を行うようにしており、作用の異なる２段階の流量制限と流量調整とによって、燃料ガスの流量を所望の炎長に相応するように調整することを特徴としている。モルトプレーンにおいて調整される燃料ガスは、その前の第１段階でメンブレムフィルム(１)によって圧力を制限されているため、モルトプレーンによる調整におけるモルトプレーンの圧縮率は、従来の圧縮率に比して著しく小さくすることが出来、モルトプレーンの経時劣化を軽減し長期に亘って安定した流量調整を達成することが可能となる。モルトプレーンは、貯蔵タンク(11)の下部壁から下方に延び出す流量調整体(28)の下部を回動することにより、圧縮率を変更することが可能であり、流量を任意の大きさに調整することが出来る。この流量調整体(28)によるモルトプレーン(22)の圧縮は、メンブレムフィルムによって制限された最大流量範囲内での調整であるため、流量調整体(28)によるモルトプレーンの圧縮量の範囲が大きくなり、圧縮のための作動量を大きく取ることが可能となる利点がある。
【００２２】
図４は、図３の一変形にかかる流量調整装置である。図４を参照して、流量調整体(28)の下部に隔壁(35)で区画される燃料ガス充填室(36)を下方に向かって開放しつつ画成し、該燃料ガス充填室(36)内にガス充填バルブを配設し、ガスボンベを連結して貯蔵タンク内に燃料ガスを充填自在としたことを特徴とする。その他の点は図４に示す構造と同一である。ガス充填バルブは、スプリング(38)で常時閉弁方向に付勢されたバルブ本体(37)を有し、該バルブ本体(37)と燃料ガス充填室(36)内に形成された段部(39)との間に配置された弾性弁体(40)を備えている。バルブ本体(37)がスプリング(38)に抗して内方に押入されるとき（図４の右半分参照）、弾性弁体(40)が変形して通路が開放され、バルブ本体(37)の外端に連結されたガスボンベ（図示せず）から燃料ガスがバルブ本体(37)の中心孔(41)から横孔(42)を通ってタンク内に流入する。
【００２３】
カプセル(２)は、大きな内径の流路(３)を有しており、好ましくは図３、４に示すように、該流路(３)内に絞り部材(48)を挿入して流路径を絞り、絞り部材(48)で限定される狭い流路からカプセル(２)内の広い流路(３)にガスを流過させるのが望ましい。広い流路にメンブレムフィルム(１)を置くことにより、メンブレムフィルムの単位面積当たりのガス圧力は低下するので、減圧作用が向上する。絞り部材(48)は、カプセル(２)と一体に構成しても良いが、別体に形成して組み合わせる構造とすることにより、任意のガス圧低下作用を作出することが出来、メンブレムフィルムによってもたらされる減圧作用による流量制限の自由度が高くなる利点がある。
【００２４】
【実施例２】
図５は、実施例２を示す。実施例２は、モルトプレーンを押圧する流量調整体の回動を貯蔵タンクの上方から行うようにしたものであり、この点においてタンクの下方から流量調整を行う実施例１と異なっている。しかしながら、かかる流量調整手段の相違を除くその他の点、特に本願発明の特徴であるメンブレムフィルムによる一次調整とモルトプレーンの圧縮による二次調整からなる二段階の流量調整方法及び構造は実施例１と同じである。図５を参照して、貯蔵タンク(11)の上壁に固着された固定筒体(10)内を隔壁(13)で上下二つの室に区画し、上方の室内に隔壁(13)に隣接して溝付き座金(21)と金網(20)に挟持されたモルトプレーン(22)が配置され、該モルトプレーン(22)は、モルト押圧体(23)で押圧自在である。(43)は、下部にモルト押圧体(23)を一体に形成した可動筒体であり、固定筒体(10)の上部室内に上下自在に螺挿されており、該可動筒体(43)を上下動することにより、下部のモルト押圧体(23)がモルトプレーン(22)を所望の度合いに圧縮して燃料ガスの流出量を任意の量に調整することが出来る。可動筒体(43)内にはバーナーノズル体(15)がバネ(44)で常時下方に付勢されつつ挿設され、モルトプレーン(22)で流量を調整された燃料ガスが、モルト押圧体の中心孔(45)を通過して、バーナーノズル体(15)のガス噴出通路(16)から外方に噴出してくる。隔壁(13)の下方室内にガスケット(27)を介在してメンブレムフィルム(１)を保持し絞り部材(48)を組み込んだカプセル(２)が収納される。カプセル(２)の下部にガスケットを介して吸上芯保持部材(46)が配設され、該吸上芯保持部材(46)にタンクの下部近くまで延びた吸上芯(47)が保持されている。
【００２５】
吸上芯(47)で吸い上げられた液相の燃料ガスが気化されつつ絞り部材(48)で絞られ流速を高められてカプセル(２)内に流入する。流速を高められた燃料ガスは、絞り部材の通路からカプセル(２)内の拡径した流路(３)への流入によってもたらされるベンチュリー効果によって流速が低下されつつメンブレムフィルム(１)を通過し、減圧されて隔壁(13)の貫通孔(14)からモルトプレーン(22)に至る。メンブレムフィルムにより最大流量を制限された燃料ガスは、モルトプレーン(22)において、該モルトプレーン(22)の圧縮度合いで調整された任意の流量でバーナーノズル体(15)に流下し、バーナーノズル体の上端から外部に噴出して所要長さの炎長で点火される。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、微細多孔膜体と多孔性弾性発泡体の流量制限部材と流量調整部材の２種類の手段を組合せ、第１段階で微細多孔膜体により燃料ガスの圧力を減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように制限し、このようにして最大流量を制限された燃料ガスを、後流に配置された多孔性弾性発泡体の圧縮度合いで第２段階として調整するようにしてあるので、弾性発泡体の圧縮率を小さくすることが出来、多孔性弾性発泡体の圧縮による経時劣化を抑制して、長期に亘り安定した流量の調整が可能となる。微細多孔膜は、カプセルに保持してユニット化してあるので、流量調整装置へ組み込みが容易となると共に、ガスケットやＯリング等と組み合わせて気密を保持する構造にすることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】メンブレムフィルムを保持するカプセルの一例を示す断面図
【図２】メンブレムフィルムを保持するカプセルの他の例を示す断面図
【図３】この発明に従った流量調整装置の実施例１を示す断面図
【図４】実施例１の一変形を示す断面図
【図５】この発明に従った流量調整装置の実施例２を示す断面図
【符号の説明】
(１)メンブレムフィルム
(２)カプセル
(３)流路
(10)固定筒体
(11)貯蔵タンク
(12)Ｏリング
(13)隔壁
(14)貫通孔
(15)バーナーノズル体
(16)ガス噴出通路
(17)横孔
(18)バネ
(19)密封栓
(20)金網
(21)溝付き座金
(22)モルトプレーン
(23)モルト押圧体
(24)Ｏリング
(25)中心孔
(26)カプセル収納筒体
(27)ガスケット
(28)流量調整体
(29)ガスケット
(30)中心通路
(31)横孔
(32)弾性多孔体
(33)Ｏリング
(34)Ｏリング
(35)隔壁
(36)燃料ガス充填室
(37)バルブ本体
(38)スプリング
(39)段部
(40)弾性弁体
(41)中心孔
(42)横孔
(43)可動筒体
(44)バネ
(45)中心孔
(46)吸上芯保持部材
(47)吸上芯
(48)絞り部材
Claims (12)
- 炭化水素系の燃料ガスを液相状態で貯蔵するタンクから取り出し、該取り出した燃料ガスを、先ず第１段階として流量制限部材によって減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように制限し、該制限された最大流量の範囲内において外部から調整可能な流量調整部材により、任意の流量に調整するようにしたことを特徴とする炭化水素系ガスの流量調整方法。
- 流量制限部材が、合成樹脂製の微細多孔膜体からなり、流量調整部材が連続気孔を有する多孔性弾性発泡体であることを特徴とする請求項１記載の流量調整方法。
- タンクから微細多孔膜に流下する燃料ガスの流量を途中において絞った後、微細多孔膜の前部において絞った流量を開放し、微細多孔膜における単位面積当たりの圧力を低下させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の流量調整方法。
- 炭化水素系燃料ガスを液相状態で貯蔵する貯蔵タンクと、該タンクから取り出された燃料ガスを減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように流量を制限する流量制限部材と、該制限された最大流量の範囲内において流量を調整する流量調整部材と、流量調整部材を外部から圧縮自在な手段とを含み、流量制限部材の後流に流量調整部材を配したことを特徴とする炭化水素系ガスの流量調整装置。
- 流量制限部材が、合成樹脂製の微細多孔膜体からなり、流量調整部材が連続気孔を有する弾性発泡体からなることを特徴とする請求項４記載の流量調整装置。
- 燃料ガスを液相で貯蔵するタンクに該タンク内に連通しつつ固定筒体を固着し、該固定筒体内に多孔性弾性発泡体を配置し、該多孔性弾性発泡体を圧縮し得る流量調整体をタンクの外部から作動自在に設けると共に、多孔性弾性発泡体とタンクとの間に微細多孔膜を配したことを特徴とする請求項４又は５記載の点火具のための流量調整装置。
- 流量調整体が、タンクの下部から外方に延び出しており、該流量調整体内に微細多孔膜が組み込まれていることを特徴とする請求項６記載の流量調整装置。
- 流量調整体内に、燃料ガス充填機構が組み込まれていることを特徴とする請求項６又は７記載の流量調整装置。
- 流量調整体が、タンクの上部から外方に延び出しており、該流量調整体内に燃料ガスを点火のために取り出すバーナーノズル手段が組み込まれていることを特徴とする請求項６記載の流量調整装置。
- メンブレムフィルムを、軸方向に貫通した円筒状のカプセルに固着しユニット化したことを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の流量調整装置。
- カプセルの前部に燃料ガスの流量を絞り得る通路を備えた絞り部材を配置したことを特徴とする請求項１０記載の流量調整装置。
- 炭化水素系燃料ガスを液相状態で貯蔵する貯蔵タンクと、該タンクから取り出された燃料ガスを減圧して使用範囲の上限流量を最大流量とするように流量を制限する流量制限部材と、該制限された最大流量の範囲内において流量を調整する流量調整部材と、該流量調整部材を外部から圧縮自在な手段とを含み、流量制限部材の後流に流量調整部材を配し、該流量調整部材で流量を調整されたガスを点火のために外部に導くバーナーノズル手段を前記流量調整部材の後流に配したことを特徴とする炭化水素系ガスを用いた点火装置。
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