| 【発明の名称】 |
トーチ |
| 【発明者】 |
【氏名】福田 勲
【氏名】小川 洋
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| 【要約】 |
【課題】液化燃料のまま液出しし導管から気化管を通る間に液化燃料を気化させるとともに、導管の噴出ノズルからの液化ガスが気化されない液化燃料のまま放出されることがなく、また、燃焼炎の調整を可能とすること。
【解決手段】開閉弁付きの燃料容器を収容する把手部と、燃料容器の開閉弁を開弁操作する開弁機構と、燃料容器の開閉弁の開弁時に燃料容器内の液化燃料を案内する導管と、導管を収容するとともに把手部に一端が固定された筒体と、燃料容器と導管とを接続するとともに筒体に固定された連結具と、筒体の他端開口部に設けた風防部と、導管に連絡するとともに筒体の他端開口部近傍に位置するコイル状に形成された気化管と、導管の先端部に形成されるとともに噴出部が気化管に向かって筒体の軸線方向に沿って開口する噴出ノズルと、噴出ノズルに近接して配され、気化されない液化燃料の吐出を防止するとともに気化機能を有する吐出防止材とを備えたことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 開閉弁付きの燃料容器を収容する把手部と、燃料容器の開閉弁を開弁操作する開弁機構と、燃料容器の開閉弁の開弁時に燃料容器内の液化燃料を案内する導管と、導管を収容するとともに把手部に一端が固定された筒体と、燃料容器と導管とを接続するとともに筒体に固定された連結具と、筒体の他端開口部に設けた風防部と、導管に連絡するとともに筒体の他端開口部近傍に位置するコイル状に形成された気化管と、導管の先端部に形成されるとともに噴出部が気化管に向かって筒体の軸線方向に沿って開口する噴出ノズルと、噴出ノズルに近接して配され、気化されない液化燃料の吐出を防止するとともに気化機能を有する吐出防止材とを備えたことを特徴とするトーチ。
【請求項２】 請求項１記載のトーチにおいて、吐出防止材が、気化管の内側面で形成する円筒状空間内に充填されていることを特徴とするトーチ。
【請求項３】 請求項１記載のトーチにおいて、吐出防止材が、噴出ノズルの近傍で気化管の反対側において、筒体の内側と導管の外周とで形成する円筒状空間内に充填されていることを特徴とするトーチ。
【請求項４】 請求項１記載のトーチにおいて、吐出防止材が、スチールウール、グラスウールであることを特徴とするトーチ。
【請求項５】 請求項１の記載のトーチにおいて、吐出防止材が、海綿状の焼結金属であることを特徴とするトーチ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液化燃料を使用するトーチに係り、詳しくは、液化燃料を気化させるとともに燃焼させた燃焼炎を、例えば、炬火リレー用として使用することができるトーチに関する。
【０００２】
【従来の技術】炬火リレー用トーチは、例えば、オリンピック、国体等において聖火ランナーが手にする聖火として知られている。また、炬火リレ用ートーチは上記競技会に限らず、一般の各種運動会、遊戯あるいはイベント開催場等の夜間の炬火等に使用されている。
【０００３】従来、炬火リレー用トーチとしては、燃焼体に粉状あるいは固体の炎薬を使用しているものがあった（実開平２−１４１９０１号公報）。しかし、この炬火リレー用トーチでは、一度着火すると燃焼の中断ができないため、使用状況により燃焼炎を所定時間維持したり、途中で燃焼を中断させ、再度燃焼させたりすることができないという問題点があった。
【０００４】そこで、このような燃焼体に粉状あるいは固体の炎薬を用いたトーチに代えて、液化ガスを容器内に収容するとともに容器を筒体に収容した燃焼装置を備えたトーチが開発され始めた。これらは、オイル燃焼器具あるいはオイルバーナ、ガスライター等の原埋を利用したものであると想定される。この従来のオイル燃焼器具あるいはオイルバーナとしては、例えば、特開昭６３−０９６４０９号公報、特開昭６４−０６７５１４号公報に開示されるものが知られている。
【０００５】これらは、筒体に加圧器を有し、灯油、ＬＰガス等の液体（液化）燃料をオイルタンク（容器）に収容するとともに、この容器に連絡する導管を筒体の開口近傍部にコイル状にした気化管を形成し、さらにこの導管を容器方向ヘＵターンさせ、再びこの導管の先端部の噴射ノズルを気化管に向けるように構成し、容器内のオイル燃料が導管から気化管を通過していく間に、オイル燃料を気化させるが、さらに噴射ノズルからの気化ガスの燃焼炎が気化管を加熱し、連続的に確実にオイル燃料を気化させるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これらは、燃焼炎をかなりの勢いで噴射炎を噴射するため、燃焼炎をゆらゆらと揺らがせながら燃焼炎の筒体を手で掲げ走行する等の鑑賞的に使用する燃焼炎を得ることができなかった。そのため、従来のオイル燃焼器具あるいはオイルバーナを、トーチとして転用することはできなかった。
【０００７】そこで、本発明者は、液化燃料に加圧空気を加えることなく、ガスライターと同様に燃焼させることができるトーチを試作した。このトーチは、ＬＰＧの液化燃料を収容した燃料容器と、燃料容器を収容する把手部と、燃料容器に連絡する導管と、導管の端部に形成されるとともにコイル状に巻回された気化管と、導管と気化管とを覆うとともに把手部に固定される筒体と、筒体の先端部に固定された風防部とで構成されている。
【０００８】このトーチによれば、燃料容器に収容された液化燃料は、液体の状態で導管を介して燃焼部を構成する気化管に送られ、この移送中に確実に気化され、気化管を出た後、空気と混合し着火されると燃焼し、風防部の先端からゆらゆらと揺らがせながら燃焼炎を形成することができる。ところが、このトーチでは、使用中に、液化燃料が気化熱により冷えていき、ガス化し難くなり、そのため燃焼炎の炎が小さくなってしまう欠点がある。
【０００９】この欠点を補うためには、燃料容器をヒータ等で暖める機構が必要である。これは、複雑かつコスト高になるという別の欠点を有する。また、液化燃料が既に燃焼炎を形成している炎の中を通過しても、この液化燃料が蒸発熱（気化熱）により冷やされているので、気化しないで液状のまま吐出するという問題がある。
【００１０】さらに、トーチを逆さにすると、気化されない液化燃料が、風防部から外へ垂れ出るという問題がある。本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、液化燃料のまま液出しし導管から気化管を通る間に液化燃料を気化させるとともに、導管の噴出ノズルからの液化ガスが気化されない液化燃料のまま放出されることがなく、また、燃焼炎の調整が可能となるトーチを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のトーチは、開閉弁付きの燃料容器を収容する把手部と、燃料容器の開閉弁を開弁操作する開弁機構と、燃料容器の開閉弁の開弁時に燃料容器内の液化燃料を案内する導管と、導管を収容するとともに把手部に一端が固定された筒体と、燃料容器と導管とを接続するとともに筒体に固定された連結具と、筒体の他端開口部に設けた風防部と、導管に連絡するとともに筒体の他端開口部近傍に位置するコイル状に形成された気化管と、導管の先端部に形成されるとともに噴出部が気化管に向かって筒体の軸線方向に沿って開口する噴出ノズルと、噴出ノズルに近接して配され、気化されない液化燃料の吐出を防止するとともに気化機能を有する吐出防止材とを備えたことを特徴とする。
【００１２】請求項２記載のトーチは、請求項１記載のトーチにおいて、吐出防止材が、気化管の内側面で形成する円筒状空間内に充填されていることを特徴とする。請求項３記載のトーチは、請求項１記載のトーチにおいて、吐出防止材が、噴出ノズルの近傍で気化管の反対側において、筒体の内側と導管の外周とで形成する円筒状空間内に充填されていることを特徴とする。
【００１３】請求項４記載のトーチは、請求項１記載のトーチにおいて、吐出防止材が、スチールウール、グラスウールであることを特徴とする。請求項５記載のトーチは、請求項１の記載のトーチにおいて、吐出防止材が、海綿状の焼結金属であることを特徴とする。
【００１４】（作用）請求項１ないし請求項５記載のトーチにおいては、液化燃料を放出中断する開弁機構の操作で燃料容器内から液化燃料が放出され、導管を経てコイル状の気化管から先端の噴出ノズルヘ導かれ、この間に液化燃料が気化され気化ガスとなる。そして、噴出ノズルからの液化燃料が気化されないで外へ吐出されないように気化管に接するか近傍に配置する吐出防止材で、気化ガスにならない液化燃料を吸収する。
【００１５】この噴出ノズルから吐出防止材を通過した気化ガスに点火具で着火させ燃焼炎を形成する。ここで、筒体の上方開口部に配置する風防部の上方周壁の隙間から空気を取り入れ、風防部の開口から視認できる程度の燃焼炎となる。そして、この際、吐出防止材に吸収された液化燃料が、燃焼炎の輻射熱および導管への伝導熱により気化ガスとなり燃焼する。
【００１６】請求項４記載のトーチにおいては、スチールウールまたはグラスウールが、気化管を通過した気化ガス中に気化されないで噴出ノズルから吐出される液化燃料を吸収する。このスチールウールまたはグラスウールに吸収された液化燃料は、噴出ノズルからの燃焼炎の輻射熱および導管への伝導熱により、気化し燃焼炎を形成する。
【００１７】請求項５記載のトーチにおいては、焼結金属が、気化管を通過した気化ガス中に気化されないで噴出ノズルから吐出される液化燃料を吸収する。この焼結金属に吸収された液化燃料は、噴出ノズルからの燃焼炎の輻射熱および導管への伝導熱により、吸収された液化燃料は気化し燃焼炎を形成する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】図１ないし図５は請求項１ないし請求項５記載の発明の一実施形態に係るトーチを表している。本実施形態に係るトーチは、把手部１と、燃料容器１４の開弁機構１６と、燃料容器１４内の液化燃料を案内する導管２０と、導管２０を収容するとともに把手部１に一端が固定された筒体４０と、燃料容器１４と導管２０とを接続するとともに筒体４０に固定された連結具３０と、筒体４０の他端開口部に設けた風防部６０と、導管２０に連絡するとともに筒体４０の他端開口部近傍に位置するコイル状に形成された気化管２２と、導管２０の先端部に形成されるとともに噴出部が気化管２２に向かって筒体４０の軸線方向に沿って開口する噴出ノズル２３と、噴出ノズル２３に近接して配され、気化されない液化燃料の吐出を防止するとともに気化機能を有する吐出防止材２５，２７とを備えている。
【００２０】把手部１は、本実施形態に係るトーチを使用者が把持するとともに内部に開閉弁付きのＬＰＧの燃料容器１４を収容し、かつ筒体４０を支持固定する機能を有する。把手部１は、両端が開放する円筒体２と、この円筒体２の一端部３側に形成された仕切部材５と、円筒体２の他端部４側に形成される拡径するコーン部７と、このコーン部７の開口部に取り付けられる筒体保持部材８とで構成されている。
【００２１】円筒体２、仕切部材５およびコーン部７は、アルミニウム、ステンレス、硬質樹脂などによって一体的に形成されている。把手部１の内部には、仕切部材５によって開閉弁付きのＬＰＧの燃料容器１４を収容する空洞部１１が形成されている。本実施形態では、燃料容器１４として、市販のライターガス補充用燃料（７０グラム）を用いた。この燃料容器１４の口金部１５の内部には１．３Ｋｇ程度の荷重で開くバネを有する開閉弁装置が設けられており、この開閉弁装置は一般的なスプレー缶の構造を有している。
【００２２】仕切部材５のほぼ中央部には、調整ネジ１２用のねじ孔６が設けられている。このネジ孔６には、燃料容器１４を前方および後方へ移動し液化燃料を導管２０へ放出または中断するための調整ネジ１２が配置されている。調整ネジ１２の先端には、燃料容器１４の底部に当接する押圧座１３が取り付けられている。仕切部材５および調整ネジ１２によって、燃料容器１４の開弁機構１６が構成されている。後述するように、燃料容器１４の口金部１５側は、把手部１に固定された連結具３０によって規制されるので、燃料容器１４の移動は、仕切部材５と連結具３０との間の隙間を埋める程度の距離に相当する。したがって、調整ネジ１２を仕切部材５方向にねじ込んで、燃料容器１４の口金部１５の内部のバネを圧縮して開弁できる長さになれば、燃料容器１４の開閉弁を開弁することができる。
【００２３】筒体保持部材８は、コーン部７の外径よりやや小径の円盤状のフランジ９と、このフランジ９の中央部に連接する円筒状の連結管１０とで構成されている。筒体保持部材８のフランジ９は、ネジ１７によりコーン部７上に固定される。筒体保持部材８の連結管１０は、把手部１の空洞部１１の内周面に嵌合される。この連結管１０の内側には、燃料容器１４と導管２０を接続する連結具３０を保持するために、連結具３０の外側に取り付くとともにビス３２で連結具３０に止め付けられた円形状の金具３１が嵌合されている。
【００２４】さらに、この金具３１の外周には、筒体４０にビス３３で止める孔３４が形成されており、この孔３４を介して連結管１０から筒体４０を通してビス３３を嵌入することによって、連結具３０を筒体保持部材８の連結管１０に固定している。この孔３４に見合う位置に、連結管１０、筒体４０にもそれぞれ孔１８，４１が穿設されている。
【００２５】連結具３０は、液化燃料の流通可能な中空部を有し、その両端は導管２０および燃料容器１４からの細管１９を保持するよう嵌合部３５，３６が形成されている。
【００２６】筒体４０は、径３０ｍｍφ、長さ５００ｍｍのステンレス製の長尺の円筒体からなり、両端は開放されている。この筒体４０内には、連結具３０と、この連結具３０に連結する導管２０と、この導管２０の先端部に形成された気化管２２と、この気化管２２に接して充填された吐出防止材２５，２７が配置されている。
【００２７】そして、筒体４０の一側４１が把手部１に挿入して固定されている。また、筒体４０の他側４２には環状の上部枠５０が取り付けられている。この上部枠５０と筒体４０の他側４２との間に風防部６０が固定されている。上部枠５０は、高さ３５ｍｍのアルミニウムス製円筒体で、上部５２が下部５１より大きい径を有し両端が開放されている。また、下部５１の内径は、筒体４０の他側４２の外径より幾らか大きく筒体４０へ嵌合できるように作られている。
【００２８】この上部枠５０の筒体４０への固定は、筒体４０の他側４２の外表面に耐熱性接着剤を塗布して、上部枠５０をこの筒体４０の接着剤塗布部分まで挿入することにより達成される。風防部６０は、径４ｍｍφ、長さ６０ｍｍのアルミニウム製丸棒６１を、その上方部６２を角度２度に湾曲して形成し、これらアルミニウム製丸棒６１の湾曲部を外側に向けて、上部枠５０の上部５１の円周上に配置することによって形成されている。
【００２９】このアルミニウム製丸棒６１の上部枠５０への固定は、アルミニウム製丸棒６１の上部枠５０内に入る部分に耐熱性接着剤を塗布して、一本ずつ筒体４０の外周と上部枠５０の内周の隙間に、隣接し並べるように挿入することによって達成される。導管２０は、先端部をコイル状（渦巻き状）に４重巻きに巻回することによって気化管２２を形成し、さらに気化管２２の先端部を導管２０の根本方向へ折り曲げるとともに噴出ノズル２３を形成する噴出部２３ａが気化管２２に向かって筒体４０の軸線方向に沿って開口するようにほぼＬ字状に折り曲げてある。
【００３０】噴出部２３ａは、導管２０の口元を気化ガスが通過する程度に狭めることによって形成されている。導管２０は、所定長さに切断した４ｍｍの銅パイプで形成されている。本実施形態では、銅管を用いているが、アルミニウム管あるいはスチール管等を用いることも可能である。
【００３１】気化管２２の内側に形成される円筒状空間部２４には、吐出防止材２５が適度な硬さで詰め込まれている。噴出ノズル２３から２０ｍｍほど把手部１方向へ戻った導管２０の外周と筒体４０の内周との間に形成される円筒状空間部２６には、吐出防止材２７が適度な硬さで詰め込まれている。
【００３２】吐出防止材２５，２７は、髪の毛程度の鋼線を束ねたもので、金属たわしとして販売されているものを使用した。吐出防止材２５は、噴出ノズル２３から吐出した液化燃料を吸収するとともに、気化ガスが開放上部（風防部方向）ヘ抜けやすくするために適度な充填度としている。本実施形態では、吐出防止材２５の厚みは、１０ｍｍ程度とした。
【００３３】吐出防止材２７は、噴出ノズル２３から２０ｍｍほど把手部１方向へ戻った導管２０の外周と筒体４０の内周との間に配置されている。液化燃料の放出量によっては気化管２２の内側に形成される円筒状空間部２４に配置される吐出防止材２５で受け入れる許容量を超える場合があるが、この液化燃料は、噴出ノズル２３の下側に位置する吐出防止材２７によって吸収することが可能となる。
【００３４】なお、本実施形態では、吐出防止材２５、２７にスチールウールを用いているが、同様に耐熱性を有し毛細管現象の機能を有するグラスウールあるいは海綿状の焼結金属を用いても良い。また、吐出防止材２５、２７を併用した場合について説明したが、何れか一方を使用することも可能である（請求項２、請求項３）。
【００３５】また、一方の吐出防止材２７の場合には、噴出ノズルの先端口を覆うようにしたり、噴出ノズルの先端口が出るように使用することが可能である。次に、本実施形態に係るトーチの組立について説明する。先ず、把手部１の筒体保持部材８を取り外した状態で、連結具３０、導管２０、気化管２２、風防部６０を内部に配した筒体４０を筒体保持部材８に取り付け、筒体保持部材８の外側からビスにより筒体４０および導管２０を固定し、燃料容器１４の細管１９と連結具３０を接合する。その後、燃料容器１４を把持部１に充填し筒体保持部材８を把手部１のコーン部７に取り付け、ネジ１７により固定する。このとき、調整ネジ１２が無付加状態の位置に下げられているので、液化燃料の漏出はない。
【００３６】この組立方法は、一例に過ぎず、これに限定するものではない。次に、本実施形態に係るトーチの作用を説明する。先ず、調整ネジ１２を回転すると、燃料容器１４が押され連結具３０側へ移動する。このとき、燃料容器１４の細管１９から連結具３０を介し導管２０内へ液化燃料を放出する。
【００３７】そして、液化燃料は連結具３０に接続されている導管２０から気化管２２を通過し噴出ノズル２３ヘ導かれる間に気化し気化ガスとなり、噴出ノズル２３から噴出する。また、この気化ガスは、噴出ノズル２３の先端で気化管２２の内側面に形成される円筒状空間部２４に配置されている吐出防止材２５を通過して風防部６０の開放口から放出され、これに点火具（図示せず）で着火し燃焼し燃焼炎となる。
【００３８】この際、完全に気化されていない液化燃料は、吐出防止材２５で吸収される。この吐出防止材２５で吸収された液化燃料は、風防部６０の開口から燃える燃焼炎の輻射熱および導管２０を経る伝導熱によって気化し、気化ガスとして燃焼されるので、液化燃料のまま外へ出ることはない。また、この着火された燃焼炎は、風防部６０の周壁に形成される空気口から幾らかの空気を得て燃焼し続け、風防部６０の大きく開いた開口から適度の炎をなびかせる。
【００３９】また、この風防部６０は、空気の導入孔とともに、外で使用する場合等の強い風に燃焼炎が立ち消えないように燃焼炎を囲繞している。さらに、気化ガスは、噴出ノズル２３の先端で気化管２２の内側面に形成される円筒状空間部２４に配置されている吐出防止材２５を通過して風防部６０の開放口から放出される間に、吐出防止材２５により拡散され、空気と十分に混合し良好な燃焼炎を形成することができる。
【００４０】また、燃焼炎により吐出防止材２５が赤熱されているため、万一炎が強風などで消えても、気化ガスが、吐出防止材２５の赤熱部に触れて再燃焼することができる。一方、燃焼炎を中断または消したい場合には、調整ネジ１２を上記とは逆に回転して燃料容器１４に掛けていた荷重を解除する。これにより、燃料容器１４の口金部１５内のバネにより開閉弁が閉じられ、液化燃料の供給が止められ、燃焼炎は自然に鎮火する。
【００４１】そして、再び燃焼炎を生成したい場合には、上述のように、調整ネジ１２を回転し、気化ガスを生成する操作を行う。また、燃料容器１４の交換は、筒体保持部材８を固定するネジ１７を取り外した後、筒体保持部材８とともに筒体４０、導管２０、風防部６０を把手部１から撤去し、把手部１内の燃料容器１４を取り出し、新しい燃料容器１４を挿入し、筒体保持部材８とともに筒体４０、導管２０、風防部６０を把手部１内に挿入し、筒体保持部材８をネジ１７で固定することにより行われる。
【００４２】以上のように、本実施形態に係るトーチによれば、燃料容器１４からの液化燃料を導管２０の通過中で気化させるとともに吐出防止材２５を通過させるので、液化燃料のまま吐出されることがなく、また、噴出ノズル２３の下部側に吐出防止材２７が配置されているので、液垂れの虞がない。また、組立が簡単であるとともに携帯が容易である。
【００４３】また、調整ネジ１２を操作することにより、燃焼炎の中断、継続が容易にできる。また、燃料容器１４の把手部１への出し入れが容易である。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のトーチは、燃焼炎を上方に向け手で筒体を掲げ走行することができるうえ携帯維持性が良い。
【００４５】また、燃焼炎を下方に向けても、また、横方向に向けても所定の燃焼炎を維持し続けることが可能となる。容器内の液化燃料が、噴出ノズルから気化されずに液化燃料のまま放出されても吐出防止材で吸収するので液垂れの慮がない。また、吐出防止材で吸収した液化燃料を、燃焼炎の輻射熱および導管ヘの伝導熱で気化し気化ガスとして燃焼することができるので、立ち消えや燃焼炎が小さくなるなどの不具合を解消できる。
【００４６】噴出ノズルの前方に配置された吐出防止材により気化ガスが拡散されるので、空気と十分に混合し良好な燃焼炎を形成することができる。また、燃料容器から導管へ放出中断する開弁機構を設けているので、使用中でも中断させることができるとともに再度燃焼炎を得ることが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００３７２２４
【氏名又は名称】日本工機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】古谷 史旺 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１６２２０３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月１８日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３２３０１８ |
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