JPH07122494B2 - 流量調節機構およびその製造方法 - Google Patents

流量調節機構およびその製造方法

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JPH07122494B2 JP3060350A JP6035091A JPH07122494B2 JP H07122494 B2 JPH07122494 B2 JP H07122494B2 JP 3060350 A JP3060350 A JP 3060350A JP 6035091 A JP6035091 A JP 6035091A JP H07122494 B2 JPH07122494 B2 JP H07122494B2
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    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/13—Polyurethane filters

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスライター，トー
チ，バーナー，ヘアカーラー等の装置に用いる流量調節
機構、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスライター，バーナー等のように、ガ
スタンクの燃料をノズルから放出して燃焼させる器具に
おいては、ガスタンクとガス放出ノズルを連結する通路
にフィルタを介在させ、このフィルタでガスの流量を制
御することが一般に行なわれている。この種の器具にお
いては、確実で安全なガスの流れを達成するため、ガス
燃料の流れを一定に調節するため各種の試みがなされて
いる。以下、２つの従来構造について詳述する。
【０００３】図９は、ガス圧と温度の関係を示すグラ
フ、図10は、従来の流量調節機構における炎の高さと温
度の関係を示すグラフである。図９のプロパン，ｉ−ブ
タンおよびｎ−ブタンについてのグラフから明らかなよ
うに、ライター内の温度が上がるとガス圧は増加し、図
10から分かるように、従来のものではライター内の温度
が上がるとそれにつれて炎の高さは増加する。このた
め、燃料の温度が上がったときに確実性および安全性を
確保するために炎の長さを制御する必要がある。
【０００４】従来の典型的なバーナー弁機構の一例を図
11に示す。このバーナー弁機構では液化ガスはガスタン
ク10から多孔性ポリエチレン芯12を通って上方に移動
し、その芯12の上端で気化する。このガス燃料は保持部
材16に着座するディスク状フィルタ14を通過する。この
上方にはノズル18がばね28により下方に付勢され、ガス
ケット22が受座24と係合している。ライターあるいは他
の器具には操作ハンドルが設けられ、これを操作すると
ばねの力に抗してノズル18が上方に押し上げられてガス
ケット22を受座24との係合から解放し、それによって気
化燃料がポート26を通ってノズル18に入ることを可能に
する。ノズル18を通るガスの量を制御するために、フィ
ルタ14上に増減する圧力を加える外側可動弁部材20を調
節するため調節アームを使用している。このようにし
て、フィルタ14を圧縮したり弛緩したりすることにより
手動で炎の高さを制御することができる。
【０００５】従来のガス流量調節機構の他の例が図12お
よび図13に示されている。この流量調節機構において
は、例えば米国特許第4,478,570 号に開示されるような
多孔膜26が使用される。このような多孔膜26は、分子配
向オレフィン、特にポリプロピレンまたはポリエチレン
から成り、図13の30によって概略が示されるような20−
500 オングストローム単位の半径の空隙を有する。この
膜26の下面はライターまたはトーチのガスタンク28に直
接連通している。図13に見られるように、膜26の上面は
不織布32で覆われている。
【０００６】図12において、内面可動弁部材33は、通常
ばね36によって受座38に対する閉じた位置に付勢されて
いる密封ガスケット34を有する。従って、弁部材33が押
し上げられると、ガスケット34は受座38から離れ、ガス
が通路40に入ってノズル42の頂部を通って外に流れ出
す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上の説明から明らか
なように、従来のものでは、ライター内の温度が上がる
とガス圧が増加し、炎の高さが増加する。このため、燃
料の温度が上がったときに確実性および安全性を確保す
るために炎の長さを制御する必要がある。
【０００８】本発明は、温度の上昇に拘らず弁を通るガ
ス燃料の流れを一定にし、手で操作するガス流調節部材
を不要にしたガスライタ等に用いられる安定した流量調
節機構を提供することを目的とするものである。
【０００９】また本発明は、手で操作するガス流調節部
材を不要にしたガスライタ等に用いられる流量調節機構
の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による流量調整機
構は、燃料タンク、ガス放出ノズル、前記燃料タンクと
ノズルを連結する通路および前記通路内に配設したフィ
ルタを備えたガス放出装置の流量調節機構であって、前
記フィルタは、連続した通路で燃料を通す連結した気泡
と、この連結した気泡の間に形成される独立した気泡と
を有し、前記独立した気泡が温度の上昇に伴って膨張す
ることにより前記連結した気泡の通路を圧縮して、連結
した気泡を通る燃料の流れを制御するようにしたことを
特徴とするものである。
【００１１】前記フィルタは、好ましくは上面および下
面を非通気性とし、径方向に連結した気泡を有する円盤
状に形成される。ここで非通気性というのは、完全に非
通気性である必要はなく、実質的に通気性がないもので
あればよい。
【００１２】前記フィルタは、連続する気泡構造を有す
るマイクロセルポリマー材料により構成するのが好適で
ある。また、前記独立した気泡は、例えば、上記連続す
る気泡構造を有するシート状のマイクロセルポリマー材
料を厚み方向に熱圧縮することにより形成するか、連続
する気泡構造を有するマイクロセルポリマー材料による
フィルタを単に厚み方向に圧縮して連結した気泡の少な
くとも一部の連結を閉塞して形成することができる。
【００１３】本発明による流量調節機構の製造方法は、
連続する気泡構造を有するシート状のマイクロセルポリ
マー材料を厚み方向に熱圧縮して前記気泡の一部を独立
した気泡に変えた後、該シート状のマイクロセルポリマ
ー材料を所定形状のフィルタエレメントに打ち抜き、こ
のフィルタエレメントを燃料タンクとガス放出ノズルの
間を連結する通路に組み込むことを特徴とするものであ
る。
【００１４】本発明の流量調節機構に使用されるフィル
タの材料は、例えばRogers Inoue社製造のマイクロセル
ポリマーで、直径が10〜300 μｍの気泡を有する密度が
0.1〜0.68ｇ／ｃｍ3 エーテルウレタンであり、特許第
９３８５０８号（特公昭53-8735 号公報）に示された方
法で製造することができる。この材料は、均一に分布し
た極めて細かいセルと極めて小さい圧縮永久歪を有する
ので、本発明のガス流量調節機構のフィルタに適してい
る。
【００１５】なお、従来のウレタンフォームは気泡の大
きさが約370 〜2500μｍで、密度は約が0.04ｇ／ｃｍ3
程度である。
【００１６】このようなマイクロセルポリマーは、ロー
ルシートをまず所望の大きさに切断し、その後約180 ℃
で約５分間熱圧縮することによって厚さ方向に圧縮し、
この熱圧縮によってフィルタ材料の厚さを本発明の目的
を達成するのに必要な程度まで低減する。フィルタ材料
の厚さは例えば、約2.0mmから1.5mm に減じられる。そ
の後、熱圧縮されたフィルタ材料は切断され、最後に打
抜かれてフィルタエレメントが形成される。このフィル
タエレメントは、その後ライターあるいは他の器具の弁
機構内に組み込まれる。
【００１７】
【作用および効果】本発明による流量調節機構は、燃料
タンクとノズルを連結する通路に、燃料を通す連結した
気泡と、温度の上昇に伴って膨張する独立した気泡とを
有するフィルタを備え、独立した気泡が温度の上昇に伴
って膨張することにより連結した気泡を圧縮して該連結
した気泡を通る燃料の流れを制御するものであるから、
雰囲気温度が上がるとこれにつれて独立した気泡が膨張
して連結した気泡を圧縮し、燃料の流れを抑えるため、
温度が上がっても炎の長さを略一定に保つことができ
る。
【００１８】また本発明による流量調節機構の製造方法
では、連続する気泡構造を有するシート部材を熱圧縮す
ると、一部の連結した気泡の通路が圧縮により塞がれて
熱により密着し、独立した気泡が連結した気泡の通路間
にランダムに形成される。この構成により、温度の上昇
に伴って膨張した独立気泡が燃料の流れを制御して、雰
囲気の温度が上がっても炎の長さを一定に保つことがで
きるという流量調節機構のフィルタを製造することがで
きる。
【００１９】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を詳細に説
明する。
【００２０】図１は熱圧縮前のフィルタ素材としてのマ
イクロセルポリマーシート46の気泡構造を模式的に示
す。この図は、気泡構造の理解を容易にするため概略を
示すもので、３層の気泡の列のみを代表して示し、実際
にはランダムに多数の気泡の列が形成されている。ま
た、図２は、その熱圧縮後のマイクロセルポリマーシー
ト46の気泡構造を同様に模式的に示している。
【００２１】図１に示すように、熱圧縮前のマイクロセ
ルポリマー材料によるシート46は、上面および下面に実
質的に通気性のない上部スキン層48と下部スキン層49と
が溶解により形成されている。そして、内部の発泡体部
分の気泡構造は、連結された連続する気泡52，54，56の
列を有している。各気泡52，54，56は隣接する気泡との
接点が微細孔により連通することで連続した通路となる
ように形成されている。
【００２２】図２に示すように、上記図１のマイクロセ
ルポリマー材料によるシート46を熱圧縮した後には、前
記連結した気泡52，54，56の列の一部、この場合には中
間の連結した気泡54が、圧縮によって隣接する気泡54と
連通していた接点の微細孔が閉じられるとともに、その
閉塞部分が熱によって溶着して、密閉された不連続性の
独立した気泡54´がランダムに形成される。また、熱圧
縮後においても連通している気泡を通じて連結した気泡
52，54の列が存在し、この連結した気泡52，54の列がガ
ス燃料が通る通路を形成する。また、上記図１のマイク
ロセルポリマー材料によるシート46を単に圧縮した状態
も図２と同様の気泡構造となり、連結した気泡54におけ
る連通接点の微細孔が圧縮によって閉じられて、この閉
塞部分が溶着していなくても、密閉された不連続性の独
立した気泡54´が組込み状態で圧縮されているときにラ
ンダムに形成される。上記マイクロセルポリマーシート
46は、図５に示すような円盤状に打ち抜かれて、非通気
性の上部スキン層48と下部スキン層49を有し、径方向に
連結した気泡を有する所定エレメント形状のフィルタ50
が製造される。
【００２３】図３には上記のようにして形成したマイク
ロセルポリマー材料によるフィルタ50が組み込まれるバ
ーナー弁が示されている。バーナー弁自体の構成および
作用は、図１１に示されるものに類似しており、固定部
材58およびその中に取り付けられた、通常はばね62によ
って閉じた位置に付勢されている可動ノズル部材66から
なっている。この可動ノズル部材66は中央通路64を備
え、上向きで終端する。ガスケット68は、通常の状態で
はばね62の作用によって弁座部材60の弁座70に係合する
よう下方に付勢されている。そして、前記マイクロセル
ポリマーフィルタ50は、釘状の保持部材72上に載置さ
れ、固定部材58の締結に対応した弁座部材60によって上
方から押圧された状態で組み込まれる。この組込状態に
おいてはフィルタ50は圧縮されているものであり、その
際に、前記連結した気泡54の連通微細孔の一部が閉塞さ
れ、それによって密閉されてなる独立気泡が、前記熱圧
縮によって形成された独立気泡54´に加えて形成され
る。
【００２４】動作中にノズル66が押し上げられると、ガ
スケット68が弁座70から離れるように上向きに動かさ
れ、その後液化ガスが芯74を通って上方に移動し、その
上端で気化する。このガス燃料は内側壁76に沿って上方
に移動し、図４および図５に示されるように、フィルタ
50内を水平に半径方向内側に向うように向きを変える。
フィルタ50の上面48および下面49は溶解しており、した
がって、実質的に通気性がないため、ガスがこれら上面
48および下面49上を出入りすることはない。その後、ガ
ス燃料は中央通路64に沿って上方に移動し、ノズル66の
頂部を通って外に出る。
【００２５】図４はフィルタ50内の種々の形状の気泡5
2，56をガス燃料が通過する様子を示している。気泡機
構について概略を示すのみであるが、ガス燃料が連結さ
れた気泡52および56を通って半径方向内側に進み、その
後ノズル66内の通路64へと上方に移動することがわか
る。フィルタ50の温度が上がると、独立した気泡54′に
とじ込められた気体が膨張し、それによって独立した気
泡54′が膨張して連結した気泡52および56を圧縮し、そ
れら気泡52および56の大きさを小さくしてそこを通るガ
スの量を低減する。
【００２６】以上のことから、ガス透過量は連結した気
泡52，56と独立した気泡54′の相対容積比に依存するこ
とがわかる。この現象は、熱圧縮により連結した気泡と
独立した気泡の組合せが生じない従来の気泡ウレタンの
フィルタでは起きない。
【００２７】適切に配置された独立した気泡と連結した
気泡を有する本発明のマイクロセルポリマーフィルタ50
により、炎の高さを自動的に制御することができる。こ
のようにガス燃料の流れを自動的に制御することは、温
度の上昇に伴ってガスの流れる通路を圧縮することによ
って達成される。このため、温度変化に伴って炎の高さ
を調整するための別個の手動機構を設ける必要がなくな
る。
【００２８】連続する気泡52，56（これを通って燃料ガ
スが流れる）と独立した気泡54′の数および大きさの比
は、加熱温度および／または圧縮時間を変えることによ
って熱圧縮工程中に選択することができる。圧縮時間お
よび／または温度を変えることにより、連結した気泡5
2，56の数を増減できる。独立した気泡54′の数および
／または大きさを増加することによって連結した気泡5
2，56の数を減らすと、炎の高さは図６に示すように所
定の温度変化に応じて低下する。この図６は、180℃に
おいてそれぞれ５，10，15および20分間熱圧縮したマイ
クロセルポリマーフィルタについて、温度変化と炎の高
さとの関係をプロットしたグラフである。このように、
熱圧縮工程は、種々の異なった用途のフィルタを製造す
ることができる。
【００２９】図７のグラフでは、種々の温度における炎
の高さを図11に示したタイプのガスライターについては
実線で、図12−13に示した多孔膜フィルタを用いたガス
ライターについては点線で、そして本発明によるマイク
ロセルポリマーフィルタを備えたガスライターについて
は太い実線で表している。このデータを取る際、炎の長
さは20℃で25mmに調節した。本発明によるガスライター
の場合、温度が上がると、フィルタ内の独立した気泡の
膨張によってガス通路がブロックされ、これにより効果
的に炎の高さを制御することができる。
【００３０】前述したように、マイクロセルポリマーフ
ィルタを備えたガス流量調節機構は、ガスライター以外
の器具にも使用できる。図８は、ブタンの燃焼によって
熱が供給されるヘアカーラーの弁が開いている状態を示
している。ガスシリンダーまたはタンク74は、マイクロ
セルポリマーフィルタ50が取り付けられる釘状保持具72
を備えている。芯78がホルダー80内に取り付けられ、タ
ンクのガスタンクに延びている。ノズルプラグ84がフィ
ルタ50から上方に延び、Ｏ−リング86によってシリンダ
ー74内に取り付けられている。弁本体88がノズルプラグ
84から上方に延びており、この弁本体88はノズル90を内
蔵している。ノズル90は、通常の状態では上方にばね付
勢されている。
【００３１】ヘアカーラーのカバー92はタンク74上を滑
動自在に取り付けられ、ホルダー94はタンク74の頂部に
接触する。レギュレータ96およびノズルプッシュピン98
がヘアカーラーから下方に延びている。ノズルプッシュ
ピン98を押し下げるとＯ−リング100 がはずれ、燃料が
フィルタ50を通って上方に移動するようにすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱圧縮する前のマイクロセルポリマーフィルタ
の一部を示す拡大断面模式図
【図２】気泡製造の再形成、特にガス燃料が通る通路を
形成する連結された気泡の数の減少を示す、熱圧縮後の
マイクロセルポリマーフィルタの拡大断面模式図
【図３】本発明によるマイクロセルポリマーフィルタを
備えたバーナー弁機構の断面図
【図４】燃料が連結された気泡を通るのを概略的に示し
た、本発明によるバーナー弁機構のマイクロセルポリマ
ーフィルタを支持する部分の断面図
【図５】燃料が通る半径方向内側の通路を示す、マイク
ロセルポリマーフィルタの斜視図
【図６】種々の温度における炎の高さに対する熱圧縮時
間の効果を示すグラフ
【図７】従来の流量調節機構および本発明の流量調節機
構における種々の温度での炎の高さを示すグラフ
【図８】マイクロセルポリマーフィルタを有する本発明
の流量調節部材を備えたガス加熱ヘアカーラーの一部を
示す断面図
【図９】プロパン，ｉ−ブタンおよびｎ−ブタンの温度
と圧力の関係を示すグラフ
【図１０】気泡フィルタを備えた従来のバーナー弁機構
における温度と炎の高さの関係を示すグラフ
【図１１】気泡フィルタを備えた従来のバーナー弁機構
の断面図
【図１２】多孔膜のフィルタ、特に分子配向オレフィン
（ポリプロピレンまたはポリエチレン等）のフィルタを
備えた他の従来のバーナー弁機構の断面図
【図１３】従来の多孔性のフィルタおよびそれを覆う不
織布の断面図
【符号の説明】
46 マイクロセルポリマーシート 48 上部スキン層 49 下部スキン層 50 フィルタ 52 連結した気泡 54 連結した気泡 54´ 独立した気泡 56 連結した気泡 60 弁座部材 62 ばね 64 中央通路 66 可動ノズル部材 68 ガスケット 70 弁座 72 釘状保持部材

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料タンク、ガス放出ノズル、前記燃料
    タンクとノズルを連結する通路および前記通路内に配設
    したフィルタを備えたガス放出装置の流量調節機構にお
    いて、 前記フィルタは、連続した通路で燃料を通す連結した気
    泡と、この連結した気泡の間に形成される独立した気泡
    とを有し、前記独立した気泡が温度の上昇に伴って膨張
    することにより前記連結した気泡の通路を圧縮して、連
    結した気泡を通る燃料の流れを制御することを特徴とす
    る流量調節機構。
  2. 【請求項２】 前記フィルタは、径方向に連結した気泡
    を有する円盤状に形成されていることを特徴とする請求
    項１記載の流量調節機構。
  3. 【請求項３】 前記独立した気泡が熱圧縮によって形成
    されていることを特徴とする請求項１または２記載の流
    量調節機構。
  4. 【請求項４】 前記独立した気泡が圧縮によって形成さ
    れていることを特徴とする請求項１または２記載の流量
    調節機構。
  5. 【請求項５】 前記独立した気泡は、連結した気泡の一
    部を厚み方向の圧縮により気泡の連結部を閉塞して形成
    したことを特徴とする請求項１または２記載の流量調節
    機構。
  6. 【請求項６】 前記フィルタは、連続した気泡を有する
    マイクロセルポリマー材料により構成されていることを
    特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の流量
    調節機構。
  7. 【請求項７】 連続する気泡構造を有するシート状のマ
    イクロセルポリマー材料を厚み方向に熱圧縮して前記気
    泡の一部を独立した気泡に変えた後、該シート状のマイ
    クロセルポリマー材料を所定形状のフィルタエレメント
    に打ち抜き、このフィルタエレメントを燃料タンクとガ
    ス放出ノズルの間を連結する通路に組み込むことを特徴
    とする流量調節機構の製造方法。
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