KR950011337B1 - 가스라이터와 유사한 기구용 유동률 조절장치와 그안에 사용하기 위한 미공성 중합체 필터를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 프로판, 이소부탄과 노르말 부탄에 대한 온도와, 압력 사이의 관계를 나타내는 그래프이며,
제2도는 선행기술의 필터를 사용하고 있는 라이터에서 온도와 화염 높이 사이의 관계를 나타내는 그래프이고,
제3도는 선행 기술의 유량 조절 필터를 사용하는 버어너 밸브 구조의 단면도이며,
제4도는 미소 다공성 막, 특히 분자상으로 지향된 올레핀, 예를들면, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 막을 사용하고 있는 것을 특징으로 하는 다른 선행기술의 버어너 밸브 구조의 단면도이고,
제5도는 선행기술의 미소다공성 필터와 그것을 덮고 있는 다공성 단면도이며,
제6도는 미공성 중합체의 압연 시이트로부터 본 발명의 필터를 제조하는 방법 단계를 나타내고 있는 약도이고,
제7도는 미공성 중합체 필터가 열로 압축되기전의 필터의 일부분에 대한 확대, 단면도이며,
제8도는 미공성 중합체 필터가 열로 압축된 다음에, 독립된 기포의 구조가 변경되고 특히 기체연료가 통과할 수 있는 통로를 형성하는 연속적이며, 연결된 기포 구성물의 수가 감소된 것을 나타내고 있는, 미공성 중합체 필터의 확대, 단면도이고,
제9도는 본 발명의 미공성 중합체 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 버어너 밸브 구조의 단면도이며,
제10도는 연료가 연속적이며, 연결된 기포를 통해서 흘러가는 것을 약도로 도시하고 있는 미공성 중합체 필트를 지지하고 있는 본 발명의 버어너 밸브 구조의 부분에 대한 단면도이고,
제11도는 연료가 필터를 거쳐서 내향 방사상으로 통과하는 것을 보이고 있는 미공성 중합체 필터의 사시도이며,
제12도는 변화하는 온도에서 가열 압축하는 시간을 변경하므로써 화염 높이에 미치는 효과를 나타내고 있는 그래프이고,
제13도는 선행기술의 유량 조절 장치와 본 발명의 장치에 대한 변화하는 온도에서의 화염 높이를 도시하고 있는 그래프이며,
제14도는 미공성 중합체 필터의 특징을 가지고 있는 본 발명의 유량 조절 부재를 포함하고 있는 가스로 가열된 헤어커얼러의 일부분에 대한 단면도이고,
제15도는 45 대 1로 확대한 미공성 중합체 물질의 사진이며,
제16도는 200 대 1로 확대한 미공성 중합체 물질의 사진이고,
제17도는 500 대 1로 확대한 미공성 중합체 물질의 사진이며,
제18도는 40 대 1로 확대한 열로 압축된 미공성 중합체 물질의 사진이고,
제19도는 200 대 1로 확대한 열로 압축된 미공성 중합체 물질의 사진이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 연료 저장통 44 : 압연 시이트
46 : 필터 재료 부분 48 : 상부층
49 : 하부층 50 : 필터, 필터소자
52,54,56 : 연결된 연속적 기포 54' : 독립적인 기포
60 : 밸브 시이트 부재 62 : 스프링
64 : 통로 66 : 노줄
68 : 가스켓 74 : 심지
본 발명은 버어너를 통하는 가스 연료의 유량을 일정하게 하기위한 가스 담배라이터, 토오치 램프, 버어너, 헤어커얼러와 다른 유사한 기구를 위한 연료 조절 장치와 그안에 사용하기 위한 미공성 중합체 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.
노르말 부탄, 이소 부탄과 프로판 같은 액화 석유 가스를 사용하는 라이터와 다른 기구에서 가스가 확실하고 안전하게 통과할 수 있도록 하기 위하여, 기체연료의 유량을 일정하게 조절할 수 있는 그러한 기구에서 사용하기 위한 새로운 물질을 발견하고 새로운 장치를 개발하기 위한 노력이 계속되었다.
본 발명의 목적은 라이터와 다른 화염 방출 기구의 노즐 또는 버어너 밸브를 통하여 미리 정해진 양의 기체 연료가 일정하게 흐를 수 있도록 하여, 수동으로 작동되는 연료 유량 조절 부재의 필요성을 배제하는데 있다.
시이트 형태로 된 미공성 중합체가 일정한 조건하에서 열 압축으로 변형되고, 그 다음에, 원반 형상으로 된 필터가 제조되어 라이터 또는 다른 기구의 버어너 밸브장치 내부에서 조립된다.
미공성 중합체를 열 압축하면 독립된 기포를 형성하게 되어 잔존하는 연속적이며, 연결된 기포에 의해서 형성된 가스가 통할 수 있는 통로의 어떤 부분을 폐쇄한다. 라이터 또는 다른 기구가 작동되고 있는 동안에, 온도가 상승하면 미리 형성된 독립된 기포가 팽창되고 연료가 통과하는 연결된, 연속적인 기포를 압축하게 되어, 자동적으로 연료의 유량을 감소시키게 된다.
제1도와 제2도는 각각 가스 압력과 온도 및 화염 높이와 온도 사이의 관계를 나타내고 있는 그래프이다. 프로판, 이소 부탄과 노르말 부탄에 대한 곡선을 나타내는 제1도로부터, 라이터 내의 온도가 증가하면, 가스의 압력도 증가하게 된다는 것이 명백하게 될 것이다.
제2도는 선행 기술의 필터를 사용하고 있는 라이터에서 화염 높이와 온도 사이의 관계를 나타낸다. 상기한 바로 부터, 연료의 온도가 상승하면 신뢰성과 안전성을 보장하기 위하여 화염의 길이를 조절할 필요가 있는 것이 명백할 것이다.
선행 기술을 대표하는 버어너 밸브 장치가 제3도에 도시되어 있다.
이 선행기술의 밸브 구조에서, 액화 가스는 저장통(10) 내부로부터 다공성 폴리에틸렌 심지(12)를 거쳐서 상향으로 통하고 심지의 상단부에서 기화된다. 그뒤 기체 연료는 못 형상의 리테이너(16) 위에 놓여 있는 원반 형상의 필터(14)를 통과하게 된다. 작동 손잡이가 라이터 또는 다른 기구상에 설치되어서, 손잡이를 작동하면 노즐(18)은 스프링의 힘에 거슬려 상향으로 움직여지고 가스켓(22)을 시이트(24)로부터 이탈시키고 기체 연료가 구멍(26)을 통해서 노즐(18)에 들어갈 수 있도록 한다. 도시되어 있지 않은 조절 아암이 외부의 이동 가능한 밸브 부재(20)를 회전하기 위하여 사용되어 노즐(18)을 통과하는 가스의 양을 조절하기 위하여 필터(14)에 약간의 압력을 가할 수 있다.
이 방법으로, 화염의 높이는 필터(14)를 압축하거나 이완하여 수동으로 조절될 수 있다.
다른 선행기술의 가스 유량 조절 장치가 제4도-제5도에 도시되어 있다. 이 선행기술의 구조에서, 예를들면 미국 특허 제4,478,570호에서 공개된 것과 같은 미소 다공성 막(26)이 사용된다. 더 상세하게는, 미국 특허 제4,478,570호에 설명된 바와 같은, 미소 다공성 막(26)은 분자상으로 지향된 올레핀, 특히 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 구성되고, 제5도에서 부호(30)으로 지적된, 20 내지 500옹스트롬 단위의 반경을 갖는 구멍들을 갖는다.
막(26)의 하부면은 라이터 또는 토오치 램프의 저장통(28)과 직접 통하고 있다. 제5도에서 볼 수 있는 바와 같이, 막(26)의 상부면은 비-직물매트 또는 천으로 씌워지거나 밀폐된다.
제4도에 도시된 바와 같이, 이동 가능한 노즐부재(33)에는 보통 스프링(36)에 의해셔 시이트(38)에 기대어 폐쇄된 위치로 놓여져 있는 밀페 가스켓(34)이 제공되어 있다.
그리하여, 밸브 부재(33)가 올려지면, 가스켓(34)은 시이트(38)로 부터 이탈되고, 가스가 노즐부재(33)의 상부를 통하여 밖으로 흐르면서 통로(40)에 들어간다.
상기한 바를 염두에 두고 이제 본 발명에 대해서 설명한다.
본 발명의 필터의 재료는 10-300μm의 직경과 0.1-0.6g/cm3의 밀도의 세포들(기포들)을 가지고 있는 에테르형 폴리우레탄으로 만들어진 거품을 내는 필터 형태로된 미공성 중합체이다. 그러한 미공성 중합체 시이트 재료는, 예를들면, 일본 특허 제938,508호(공고번호 53(1978)-8735)의 요지에 따라서 제조될 수 있다.
제6도는 "포론 H-48"같은 미공성 중합체 물질의 압연 시이트(44)로부터 필터를 제조하기 위한 방법을 약도로 나타내고 있다. 압연 시이트(44)는 먼저 원하는 크기의 필터 재료 부분(46)으로 재단된다. 그 다음에, 각 부분(46)은 약 5분 동안 약 180℃의 온도에서 수직 방향으로 열 압축 변형된다. 이 열 압축은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 필요한 정도로 필터 재료 부분(46)의 두께를 축소한다. 필터의 각 재료 부분(46)의 두께는, 예를들면, 약 2.0mm로부터 1.5mm에 축소될 수 있다. 그 다음에 열 압축된 필터 재료부분(46)은 부분(47)으로 재단되고 마지막에 필터 소자(50)를 형성하기 위하여 찍어진다. 필터 소자(50)는 그 다음에 라이터 또는 다른 기구의 밸브 장치내에서 조립된다.
최초 화염 길이는 조립시에 나선으로된 부재(58)(제9도)를 회전하여 조절된다.
제7도-제8도는 열 압축 전후의 미공성 중합체 부분(46)을 도시한다. 이 회화도는 약도에 불과하며, 열 압축하는 동안에 이루어지는 기포 구조의 변형에 대한 이해를 용이하게 하는데 목적이 있다.
제7도에서 볼 수 있는 바와 같이, 미공성 중합체 재료 부분(46)은 각각 대체로 가스가 삼투할 수 없는 융합된 상부층(48)과 하부층(49)을 갖는다. 연속적이며, 연결된 기포(52)(54)(56)들의 줄이 기체 연료가 통과할 수 있는 통료를 형성한다.
열 압축 단계를 거친 후, 다양한 기포들의 외형들은, 제8도에 도시된 바와 같이 변형된다. 더 상세하게는, 열 압축이 기포(54)를 독립된 또는 비-연속적인 기초(54')로 변형한다. 그 결과로 연결된, 연속적인 기포(52)(56)들의 수가 감소되어서 통과할 수 있는 연료의 양을 감소하게 된다.
본 발명의 중합체 필터(50)가 그 내부에 사용되고 있는 버어너 밸브가 제9도-제11도에 도시되어 있다. 버어너 밸브 자체의 구조와 작동은 제3도에 도시된 것과 대단히 유사하며, 보통 스프링(62)에 의해서 폐쇄된 위치로 눌려 있는 이동가능한 노즐(66)이 그 내부에 장치되어 있는 나선으로된 부재(58)가 있다. 이동 가능한 노즐(66)에는 중앙 통로(64)가 있다.
가스켓(68)은 보통 스프링(62)의 작용으로 아래 방향으로 눌려져서 밸브 시이트 부재(60)의 밸브 시이트(70)와 접촉하고 있다. 미공성 중합체 필터(50)는 리테이너(72)상에 놓인다.
작동하고 있는 동안에 노즐(66)이 울려지면, 가스켓(68)은 밸브 시이트(70)로부터 상향으로 이동되고, 그 다음에 엑화 가스가 심지(74)를 통해서 위로 이동되어 심지의 상단부에서 기화된다. 기체연료는, 제10도-제11도에 도시된 바와 같이, 내부벽(76)을 따라서 위로 이동하고, 필터(50)를 통해서 수평으로 방사상으로 안쪽으로 흘러간다. 필터(50)의 상부면(48)과 하부면(49)은 융합되어 있고 대체로 가스가 삼투할 수 없으므로 가스가 필터(50)의 상하부면(48)(49)들에 들어가거나 새어나가는 것은 불가능하다. 그 다음에 기체 연료는 중앙통로(64)를 따라서 위로 이동하고 노즐(66)의 끝을 통해서 방출된다.
제10도는 필터(50) 내부의 다양한 외형의 기포(52)(56)들을 통해서 기체 연료가 통과하는 것을 도시한다. 기포구조가 약도로 표시되어 있지만, 기체 연료가 연결된 연속적 기포(52)(56)들을 통해서 방사상으로 안쪽으로 통과하여, 그 다음에 노즐(66) 내의 통로(64)에 상향으로 이동하는 것은 명백할 것이다. 필터(50)의 온도가 올라감에 따라서, 독립된 기포(54') 내부에 가두어진 가스가 팽창해서 독립된 기포(54')를 팽창시키고 연속적인 기포(52)(56)들을 압축하여 그 크기를 축소하여 그 안을 통과할 수 있는 가스의 양을 감소하게 된다.
제15도-제19도는 미공성 중합체와 기포 구조를 확대해서 도시하고 있는 사진들이다. 이 사진들은 그러한 기포 구조를 도시하는 것이 어렵기 때문에 도면 대신에 제출된다.
상기한 바로 부터, 가스의 유통은 각각 연속적 기포(52),(56)들과 독립된 기포(54')의 상대적 용량 비율에 좌우된다는 것이 명백하다.
이 현상은, 얇은 벽이 기포 구조를 분리하고 열 압축이 연속적인 기포와 독립된(비-연속적인) 기포 구조의 혼합을 만들어 내고 있는, 종래의 거품 우레탄의 필터에서는 존재하지 않는다.
적절히 배열된 독립적인 기포와 연결된, 연속적인 기포의 특징을 가지고 있는 본 발명의 미공성 중합체 필터(50)로 화염의 높이를 "자동적으로" 조절하는 것이 가능하다. 이와 같은 기체 연료의 유량의 자동 조절은 온도가 증가함에 따라서 가스 유량 통로를 압축함으로써 이루어진다. 이 형상은 온도가 올라감에 따라서 화염 높이를 낮추기 위한 별도의 수동 작동 장치의 필요성을 배제한다.
연속적인 기포(52)(56)들 (가스가 통과하게 되는 기포)과 독립된 기포(54')의 수와 크기의 비율은 가열 온도 및/또는 압축 시간을 설정하여 열 압축 단계(제6도)에서 변경될 수 있다. 압축시간 및/도는 온도를 변경하여, 연결된, 연속적 기포(52)(56)들의 수는 원하는 대로 증감될 수 있다. 연결된 또는 연속적 기포(52)(56)들의 수 및/또는 크기를 독립적인 기포(54')들이 수 및/또는 크기를 증가하여 감소하게 되므로, 화염높이는, 180℃에서 각각 5,10,15 및 분 동안 열 압축된 미공성 중합체 필터에 대한, 화염 길이와 온도의 특성을 도시하고 있는 곡선을 나타내고 있는 제12도의 그래프에 나타나 있는 바와 같이, 미리 정해진 온도 변화에서 축소되게 된다. 그러므로, 열 압축 단계는 여러가지 상이한 용도의 필터를 만들어 낼 수 있다.
제13도의 그래프에서, 변화하는 온도에서의 화염 높이가 제3도에 관련해서 언급된 유형의 가스라이터에 대해서는 실선으로, 제4도-제5도에서 언급된 미소다공성 필터를 사용하고 있는 가스라이터에 대해서는 점선으로, 본 발명의 미공성 중합체 필터를 사용하는 가스라이터에 대해서는 대단히 굵은 실선으로 도시되어 있다. 이 자료를 수집하는데 있어서, 화염 길이는 20℃에서 25mm에 조정되었다. 즉, 제13도의 자료를 얻기 위해서 사용된 라이터는 약간의 라이터로 부터 선정되고, 20℃에서 25mm 길이의 화염 높이를 내도록 조정될 수 있는 라이터만이 선정되었다.
온도와 화염길이 사이의 관계는 반복된 시험에 의해서 얻어졌다.
본 발명의 가스 라이터의 경우에 온도가 증가함에 따라서 가스의 통로가 필터내의 독립적인 기포의 팽창으로 충분히 차단되어 화염의 길이를 효과적으로 조절하게 되는 것은 명벡할 것이다.
앞에서 언급된 바와 같이, 미공성 중합체 필터의 특징을 갖는 가스 유량 조절 장치는 가스 담배 라이터가 아닌 다른 기구에서도 사용될 수 있다.
제14도는 점화된 부탄으로 열이 공급되는 헤어 커얼러 기구를 도시한다.
가스 실린더 또는 탱크(74)에는 미공성 중합체 필터(50)가 그 위에 장치된 못 형상으로 된 테이너(72)가 제공된다. 심지어(78)가 호울더(80)내에 장치되어 탱크의 저장통 내에 연장된다. 노즐 플라그(84)가 필터(50)로 부터 상향으로 연장되고 0-링(86)으로 실린더(74)내에 장치된다.
밸브 몸체(88)는 노즐 플러그(84)로 부터 상향으로 연장되고 보통 스프링으로 상향으로 바이어스된 노즐(90)을 함유한다.
헤어 커얼러의 덮개(92)는 탱크(74)상에 활주 가능하게 장치되고, 호울더(94)는 탱크(74)의 상부에 접한다.
조절기(92)와 노즐 누름핀(98)은 헤어 커어러로부터 아래 방향으로 연장된다. 헤어커얼러의 사용자가 노즐 누름핀(98)을 내리누려면 0링(100)이 이탈되고, 연료가 필터(50)를 통해서 위로 통과할 수 있도록 하는 것은 명백할 것이다.
Claims (8)
- 연료 저장통, 가스를 방출하는 노즐(Nozzle) 및 저장통과 노즐(Nozzle)을 연결하는 통로를 구비하고, 연료가 지나가는 연속적인 기포들과, 독립적인 기포들이 있어, 온도 증가에 따라 팽창하는 독립적인 기포들이, 연소적인 기포들을 압축함으로써, 연료 유량과 연속적인 기포들을 제한하는 장치에 의해 불꽃 길이를 조절하는, 미공성 중합체 필터(Microcellular ploymer filter)를 통로안에 포함하는, 가스 방출기구용 유량 조절 장치.
- 제1항에 있어서, 사실상 가스가 침투할 수 없도록, 융합된 상부와 하부면으로 된, 평원반 형태의 미공성 중합체 필터(Microcellur polymer filter)를 포함하는, 가스 방출기구용 유량 조절 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 상부와 하부면 사이를 향하는, 상기의 연속적인 기포들을 포함하는, 가스 방출기구용 유량 조절 장치.
- 제1항에 있어서, 직경이 10~300μm인 에테르 우레탄 폼(Foams)으로 된 미공성 중합체 필터(Microcellur polymer filter)를 포함하는, 가스 방출기구용 유량 조절 장치.
- 제4항에 있어서, 밀도가 0.1~0.6g/cm3인 미공성 중합체 필터(Microcellur polymer filter)를 포함하는, 가스 방출기구용 유량 조절 장치.
- 제4항에 있어서, 사실상 가스가 침투할 수 없도록, 융합된 상부와 하부면으로 된, 평원반 형태의 미공성 중합체 필터(Microcellular polymer filter)를 포함하는, 가스 방출기구용 유량 조절 장치.
- 제1항에 있어서, 열 압축에 의해 생성된 독립적인 기포들을 포함하는, 가스 방출기구용 유량 조절 장치.
- 제1항에 있어서, 연료 저장통과 노즐(Nozzle)을 연결하는 통로에 대체로 수직으로 배열된, 연료가 지나가는 연속적인 기포들을 포함하는, 가스 방출기구용 유량 조절 장치.
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