(57)【要約】  石と回転体の点火器と共に使用されるガス燃料のタバコ用携帯ライタのための変換可能バーナーであって、バーナーは中央ガス燃料通路とその中央通路と流体連通する空気取入経路とを有するバーナー本体を備え、バーナーはバーナー本体の周縁の周りに一体的に形成された複数の通路を有する。空気制御機構すなわちカラーは、空気取入経路を閉鎖して石と回転体の点火システムのために事後混合配置を形成するためにバーナー本体に対して第１の位置に移動でき、点火の後に予混合バーナーを形成するために空気取入経路を介して空気を取り入れるために、バーナー本体に対して第２の位置に移動できる。相対移動は長手方向又は周縁方向であり、その周縁方向の移動は円周方向である。一実施形態において、カラーは空気取入経路を取り囲み、近接している。【選択図】      図１３
2007510886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃ガス燃料ライタのためのバーナー組立体及び点火器であって、
ａ．バーナーと空気制御機構とを有し、前記バーナーは少なくとも１つの通路に接続された出口を有し、前記少なくとも１つの通路は選択的に燃料の供給源に接続され、前記バーナーは更に前記少なくとも１つの通路に流体連通する少なくとも１つの空気取入口を有し、前記空気制御機構は前記バーナーの少なくとも一部に隣接し、前記空気制御機構と前記バーナーはお互いに対して移動可能で第１の位置に位置決めでき、周囲空気が前記少なくとも１つの空気取入口に入るのを阻止でき、更に第２の位置に位置決め可能であり、前記少なくとも１つの通路が前記燃料の供給源に接続された場合に周囲空気が前記少なくとも１つの空気取入口に入ることができ、前記バーナー組立体は前記空気制御機構と前記バーナーが前記第１の位置にある場合に事後混合配置を形成し、前記バーナー組立体は前記空気制御機構と前記バーナーが前記第２の位置にある場合に予混合配置を形成し
ｂ．前記点火器からの火花が前記バーナーの出口に向かって方向付けられるように前記バーナーに隣接して配置される石と回転体点火器と、
を備えることを特徴とするバーナー組立体及び点火器。
【請求項２】
前記空気制御機構とバーナーとは、点火の前には前記第１の位置にあり、点火の後に前記第２の位置に移動できることを特徴とする請求項１に記載のバーナー組立体。
【請求項３】
前記空気制御機構は前記バーナーを取り囲むカラーを備えていることを特徴とする請求項１に記載のバーナー組立体。
【請求項４】
前記バーナーは前記中央通路と同一線上にある長手方向軸を有し、前記カラーとバーナーとの間の相対移動は少なくとも部分的に前記長手方向軸に平行な方向であることを特徴とする請求項３に記載のバーナー組立体。
【請求項５】
前記バーナーは前記中央通路を取り囲む周縁部を有し、前記カラーとバーナーとの間の相対移動は、前記バーナーの周縁部の少なくとも一部に沿っていることを特徴とする請求項３に記載のバーナー組立体。
【請求項６】
前記バーナーは前記中央通路と同一線上の長手方向軸を有し、前記カラーとバーナーとの間の相対移動は少なくとも部分的に前記長手方向軸に関する円周方向であることを特徴とする請求項３に記載のバーナー組立体。
【請求項７】
前記燃料は１又はそれ以上のアルカン炭化水素を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のバーナー組立体。
【請求項８】
ガス燃料ライタのためのバーナーと点火器の組立体であって、
ａ．バーナー本体とハウジングを含むバーナー本体組立体を備え、その組立体はガス燃料の供給源への選択的接続のための通路へ接続された出口を有し、
ｂ．前記カラーは前記バーナー本体組立体を取り囲み、前記カラーとバーナー本体組立体はお互いに対して移動でき、前記ガス燃料が前記通路に受け入れられて周囲空気が前記通路に入るのを妨げられる第１の位置と、前記ガス燃料が前記通路に受け入れられ前記周囲空気が前記中央通路に入るの許されてそこでガス燃料と混ざる第２の位置とに位置決め可能であり、これにより前記バーナー本体組立体とカラーが前記第１の位置で事後混合配置を形成し、前記バーナー組立体とカラーとが前記第２の位置において予混合配置を形成し、
ｃ．石からの火花が前記バーナー本体組立体の出口に方向付けられるように、少なくとも前記バーナー本体組立体とカラーが第１の位置にあるときに、前記バーナー本体組立体に隣接して配置される石と回転体点火器と、
を備えていることを特徴とするバーナーと点火器の組立体。
【請求項９】
前記通路に選択的に接続可能な流体接続部を有する空気取入口を更に備え、前記通路と空気取入口との間の前記流体接続部は前記第１の位置において閉鎖され、前記通路と空気取入口との間の前記流体接続部は前記第２の位置において開放されていることを特徴とする請求項８に記載の組立体。
【請求項１０】
前記バーナー本体組立体は前記通路と同一線上にある長手方向軸を有し、前記カラーとバーナー本体組立体との間の相対移動は少なくとも部分的に前記長手方向軸に平行な方向であることを特徴とする請求項８に記載のバーナー組立体。
【請求項１１】
前記バーナー本体組立体は前記通路と同一線上にある長手方向軸を有し、前記カラーとバーナー本体組立体との間の相対移動は少なくとも部分的に前記長手方向軸に対して円周方向であることを特徴とする請求項８に記載のバーナー組立体。
【請求項１２】
前記バーナー本体組立体は前記通路を取り囲む周縁部を有し、前記カラーとバーナー本体組立体との間の相対移動は少なくとも部分的にバーナー本体組立体の周縁の一部に沿っていることを特徴とする請求項８に記載のバーナー組立体。
【請求項１３】
前記事後混合配置においてライタの単一のバーナーを点火し、その後前記バーナーを予混合配置に変化させる方法であって、
ａ．通路と前記通路に流体連通している空気取入口とを有するバーナーを提供し、
ｂ．前記空気取入口を有する前記バーナーの少なくとも一部を取り囲む空気制御機構を提供し、
ｃ．前記バーナーと空気制御機構を第１の相対位置に位置決めし、前記バーナーと空気制御機構が事後混合配置を形成するように前記空気制御機構が空気取入口に空気が入るのを阻止し、前記通路を通過する燃料は前記燃料が前記バーナーを出る後まで空気と混合されず、
ｄ．前記バーナーと空気制御機構が前記第１の相対位置に有ると共に、石と回転体点火器システムで前記バーナーを出る燃料に点火し、
ｅ．その後、前記バーナーと空気制御機構を第２の相対位置に位置決めし、前記空気制御機構は前記空気取入口に空気が入るのを許容し、前記通路を通過する燃料と混合し、これにより前記バーナーと空気制御機構が予混合配置を形成し、前記通路を通過する燃料は前記バーナーを出る前に空気と混合されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記通路は一次通路を備え、前記バーナーはその周縁に前記一次通路と流体連通する複数の周縁通路を有し、前記ステップｄ．は更に前記空気取入口と前記一次及び周縁通路の間で流体接続を開くことを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップｄ．は、前記空気制御機構と前記バーナーとの間の相対移動を生じさせることを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記通路は長手方向軸と整合され、前記相対移動は少なくとも部分的に前記長手方向軸と整合されていることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記相対移動は前記バーナーに対して周縁方向であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記通路は長手方向軸線と整合され、移動は前記長手方向軸線に対して少なくとも部分的に円周方向であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
石と回転体を使ってライタの単一バーナーを点火する方法であって、前記バーナーは事後混合配置に続いて予混合配置で動作するものであって、
ａ．バーナー本体とハウジングと中央通路を有するバーナー本体組立体を配置し、
ｂ．前記バーナー本体組立体の少なくとも一部を取り囲むカラーを配置し、
ｃ．前記カラーと前記バーナー本体組立体との間に第一の相対的位置を生じさせ、前記カラーは前記バーナー本体組立体と前記カラーとが事後混合配置を形成するように前記中央通路に空気が入るのを阻止し、前記中央通路を通過する燃料が前記バーナー本体を出た後まで空気と混合しないようにし、
ｄ．石と回転体点火器を用いてバーナーを出る燃料に点火し、
ｅ．続いて、前記カラーと前記バーナー本体組立体の間を第２の相対的位置に位置決めし、前記カラーは前記バーナー本体組立体と前記カラーとが予混合配置を形成し、前記中央通路を通過する燃料が前記バーナー本体を出る前に前記空気と混合されるように、前記中央通路は空気が入るのを許容することを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記バーナー本体組立体は、少なくとも前記バーナー本体の周囲に複数の周縁通路を備え、少なくとも前記ステップｄ．において空気が前記複数の周縁通路と流体連通するようになっていることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ステップｄ．は、前記カラーと前記バーナー本体組立体の間の相対移動を生じさせることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記中央通路は長手方向軸線に整合されており、前記移動は前記長手方向軸線に少なくとも部分的に整合されていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記移動は、前記バーナー本体組立体の周縁方向であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記中央通路は長手方向軸線に整合されており、前記移動は前記長手方向軸線の円周方向に少なくとも部分的に整合されていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
最初に石と回転体点火器を用いて点火するために事後混合配置で動作でき、点火の後には予混合配置に変化できる単一ガス燃料ライタバーナーを製造する方法であって、
ａ．少なくとも１つのバーナー本体を有するバーナー本体組立体であって、出口に通じて接続されている一次通路を有し、前記一次通路と流体連通している少なくとも１つの空気取入経路を部分的に有するバーナー本体組立体を配置し、
ｂ．少なくとも１つの前記空気取入経路を有するバーナー本体組立体の少なくとも一部に緊密に内部結合する寸法のカラーを配置し、
ｃ．前記バーナー本体組立体とカラーとが第１の相対位置にある場合に前記一次通路に対して少なくとも１つの前記空気取り入れ経路を介して外部空気環境からの空気を選択的に遮断し、前記バーナー本体組立体とカラーとが第２の相対位置にある場合に前記一次通路に対して少なくとも１つの前記空気取り入れ経路を介して外部空気環境から空気を選択的に取り入れるために、組立後に前記カラーに対して前記バーナー本体組立体が移動できるように、前記バーナー本体組立体とカラーとを共に緩い結合関係で組み立て、
ｄ．前記石からの火花がガス燃料に向けて方向付けられ、燃料は前記バーナー本体組立体とカラーとが前記第１の位置にある場合に前記バーナー本体の出口から出るように、前記バーナー本体の近傍に石と回転体点火器点火システムを配置することを特徴とする方法。
【請求項２６】
ガス燃焼ライタのための切替可能バーナーと石と回転体点火器であって、
ａ．バーナーと空気制御機構を備え、これらは
ｉ．前記バーナー本体を支持しバーナーを形成するバーナー本体とハウジングを有し、更に中央通路とこの中央通路と流体連通する空気取入経路を有するハウジングを有するバーナー本体組立体と、
ii．前記空気取入経路を有するバーナー本体組立体の少なくとも一部を取り囲む空気制御機構を形成し、前記バーナー本体組立体とカラーとがお互いに対して選択的に前記空気取入経路と外部空気環境との間の流体連通を遮断又は開放するために動くとき、前記ハウジング内の前記空気取入経路との整合及び非整合状態へ移動可能な空気取入開口を有するカラーを備え、これにより前記バーナーは流体連通が遮断された場合の事後混合配置から流体連通が開放された場合の予混合配置へ変換可能になり、
ｂ．更に石と回転体点火システムを備えており、このシステムは前記石から燃料へ火花を向けるように動作可能な石回転体と石を備え、前記バーナーと空気制御機構が前記事後混合配置にあるときに燃料が中央通路を出ることを特徴とするバーナー。
【請求項２７】
前記中央通路は長手方向軸線を有し、前記バーナー本体組立体とカラーとの間の相対移動は前記長手方向軸線と同一線上にあることを特徴とする請求項２６に記載のバーナー。
【請求項２８】
前記バーナー本体は全体としてギヤ形状を有し、前記バーナー本体組立体はバーナー本体との間に複数の周縁通路を画成するために前記バーナー本体に受け入れられるディフューザリングを備えることを特徴とする請求項２６に記載のバーナー。
【請求項２９】
前記バーナー本体組立体は、複数の周縁通路とこの周縁通路と流体連通する補助空気取入口を備えていることを特徴とする請求項２６に記載のバーナー。
【請求項３０】
前記バーナー本体は全体としてギヤ形状をしており、前記バーナー本体はバーナー本体との間に複数の周縁通路を画成するために前記ハウジング内に受け入れられ、前記周縁通路は前記中央通路と流体連通していることを特徴とする請求項２６に記載のバーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してタバコ用すなわち携帯ライタに係り、特に、石(flint)と打撃回転体点火器(striking wheel ignition)を備えた携帯ライタに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００３年１１月１０日に出願された米国仮出願番号第６０／５１９，１４４号の利益を主張し、その全体の内容は本願に組み込まれている。
現在市販されているガス燃料携帯ライタとしては、２つの従来の形式のものがある。第１の形式のガス燃料装置は事後混合バーナー(post-mix burner)を利用している。事後混合バーナーはガス出口を取り囲む空気から燃焼のための酸素を導入する。この燃焼形式は、低速、低温黄色炎で、しばしば伝統的或いは弱い炎(lazy flame)として知られることで特徴付けられている。
【０００３】
２つめの形式のガス燃料装置は予混合バーナー(pre-mix burner)である。この形式のバーナーは、バーナーの基部に形成された穴を通して燃焼のための酸素を導入し、燃焼に先立って酸素と燃料を混合する。この燃焼形式は、高速の青色炎で特徴付けられている。これらのバーナーは、その改善された効率によって、高い火炎温度を提供し、より完全な燃焼を提供する。この装置は一般的に青色炎、強い炎(torch flame)或いは不可視炎、照明装置として知られる。
【０００４】
ガス燃料によるタバコ用すなわち携帯ライタと共に一般的に使用される２つの従来の点火システムがある。第１の形式は、石と回転体点火機構である。硬化された打撃回転体が自燃性材料から作られた石に対して回転する。打撃回転体と石との係合によって、ガス出口を離れる燃料に点火する火花を作り出す。他の形式の点火システムは圧電形式である。この形式の点火システムにおいて、水晶が打撃されると高電圧充電が生じる。この充電が電気接点とガスノズル（導電材料から作られる）との間の設定隙間を渡って飛び越えたときに火花が生じる。この火花はノズルを出るガスに点火する。
【０００５】
予混合バーナーは事後混合バーナーに対して、高効率燃焼、高い熱の発生そして高速であるなどの利点を提供し、これにより安定した炎であって風によって吹き消されにくい炎を作り出す。石と回転体の形式の点火システムは圧電点火システムに対し、信頼性があり一貫している、そして製造コストが低いなどのいくつかの利点を提供する。予混合バーナーと石及び回転体点火装置を組み合わせる試みは、以下の問題点に直面する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
予混合バーナーの燃焼速度のために、石と回転体形式の点火システムでは空気／燃料混合気に点火するのが困難である。また、石と回転体点火システムによって生じる埃やくずも、予混合バーナーの空気オリフィスやガスオリフィスに堆積し、詰まらせる傾向がある。
【０００７】
上記問題点を解消するために、石と回転体点火装置との組合せにおいて、２つのすなわち個別のバーナーを組み込んだ装置が開発された。これらの装置は一般的に以下の特徴を提供する。第１に、装置は、２つの個別のバーナーを用いるが、１つの装置すなわちライタから事後混合及び予混合炎の両方を提供できる。これらの装置のいくつかは、石と回転体点火装置と圧電点火装置を使用するほかの点火装置を利用する。加えて、いくつかの装置は１つのバーナーを点火し、そして他のバーナーに点火するためにそのその炎を利用する。２つのバーナーを用いる提案は、増大する複雑性を含む問題点に悩まされ、従って信頼性への逆効果とコストを増大させる。従って、必要なのは石と回転体点火システムと予混合バーナーとして動作できる単一のバーナーを組み合わせるガス動作携帯ライタである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、予混合および事後混合バーナーの機能と特徴を１つのバーナーに組み合わせることによって、上記した要求に対応する。石と回転体点火システムとの関連で使用された場合、点火行程は事後混合バーナーが最初に点火されるように段取りされる。一旦点火すると、第２の段階で事後混合炎は予混合炎に変換される。単一の変換可能なバーナーが使用されるため、重複した構成要素や並行したガス供給システムの必要性は無い。点火のための予混合から事後混合への変換は、バーナーへの空気供給オリフィスを閉じることによって成し遂げられる。逆に言えば、事後混合配置から予混合配置への変換は、バーナーの予混合モードのために空気供給口を開口することによって成し遂げられる。更に、信頼性のある事後混合点火および続く予混合燃焼を維持しながら、事後混合から予混合への変換はとても迅速に成し遂げられることが分かる。
【０００９】
１つの特徴として、本願発明は中央通路を有するバーナー本体組立体を有するガス燃料ライタのための変換可能ライタである。ガス燃料は、燃焼のために気体相に変化できる液体としてライタ内に貯蔵できるブタンや同様の燃料であることが望ましい。燃料は、ブタン単独あるいはブタンとプロパンの混合物のような、１又はそれ以上のアルカン炭価水素を含んでいる。バーナー本体は、バーナー本体の周囲に配置された複数の周縁通路を備えている。バーナー本体組立体は、バーナー本体とそのバーナー本体を支持するハウジングを備えており、ハウジングは中央通路に流体連通する少なくとも１つの空気取入経路を有している。バーナーはまた、空気取入経路を有するバーナー本体組立体の少なくとも一部を取り囲むカラーを備えている。バーナー本体組立体とカラーは、選択的に空気取入経路と外部空気環境との間の流体連通をお互いに対して遮断若しくは開放するために相対的に移動可能である。バーナーは、流体連通が遮断された場合の事後混合配置と流体連通が開放された場合の予混合配置との間で変換可能である。本発明の一特徴において、中央通路は長手方向軸線を備え、バーナー本体組立体とカラーとの間の相対移動は、その長手方向軸線と同一線上にある。石と回転体の点火システムは、事後混合炎を点火するための変換可能なバーナーであって、同じバーナーで予混合炎へ変更可能な変換可能なバーナーで使用される。
【００１０】
他の特徴において、本発明は、単一バーナーのライタにおいて事後混合配置で炎を点火し、その後バーナーを予混合配置に変換できる、石と回転体の点火システムを使用する方法を含む。その方法は、中央通路を有するバーナー本体を配置するステップと、バーナー本体の周縁に複数の周縁通路と少なくとも１つの空気取入経路を配置するステップとを含む。その方法はまた、空気取入経路とカラーとを有するバーナー本体あるいはバーナー本体組立体の少なくとも一部を取り囲むステップを含む。カラーとバーナー本体との間の第１の相対位置においてバーナーは事後混合配置にあり、そこではカラーが中央通路および複数の空気取入経路に空気が入るのを遮断する。石と回転体を用いる点火は事後混合配置において行われ、中央通路を通過する燃料がバーナー本体を出る後まで空気と混合されない。その方法の動作の更なるステップとしては、カラーとバーナー本体の間の第２の相対位置を生じさせるステップを含み、そこではバーナー本体とカラーとが予混合配置を形成するように、中央通路と複数の空気取入経路に空気が入るのを許容する。予混合配置において、中央通路を通過する燃料は、バーナー本体を出る前に空気と混合される。
【００１１】
他の特徴において、ガス燃料ライタのための石と回転体で点火される単一のバーナーの製造方法を含み、バーナーは点火の際には最初に事後混合配置で動作でき、その後予混合配置に移行する。その方法は、少なくともバーナー本体を有するバーナー本体組立体を配置するステップを備え、その組立体は中央通路を有している。バーナー本体組立体の一部は、中央通路と流体連通する少なくとも１つの空気取入経路を有しており、その方法は更に少なくとも１つの空気取入経路を有するバーナー本体組立体の少なくとも一部と緊密に内部結合する寸法のカラーを配置し、バーナー本体組立体とカラーを緩い嵌合関係で一緒に組み立てて、これによりバーナー本体組立体は組み立て後にカラーに対して可動である。この特徴において、バーナー本体組立体とカラーとが石と回転体の点火システムによって点火が成し遂げられる間に第１の相対位置にある場合に、中央通路で燃料と混ぜるためにバーナーは選択的に外部空気環境の空気が少なくとも１つの空気取入経路を通過するのを阻止できる。更に、バーナーはその後、バーナー本体組立体とカラーとが第２の相対位置にある場合に、中央通路で燃料と混合するために、少なくとも１つの空気取入経路を介して外部空気環境からの空気を選択的に許容する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は図面に示されており、そこで全図を通して同じ参照符号は同じかあるいは同様の部品を示す。
図、特に図１を参照すると、本発明に係るバーナー１０は、複数の周辺通路１６に囲まれて中央配置ガス燃料通路１３を備えている。中央配置ガス燃料通路１３は、適当な材料で構成されたバーナー本体１９の中央に配置されている。周辺通路１６は円形構造で示されたバーナー本体１９の周辺に一体的に形成されている。四角形や長方形などのような他の形状のバーナー本体１９も適切であることは、当業者に明らかであろう。
【００１３】
中央通路１３は、バーナー本体１９を保持するハウジング１８の延長部１３’を備え、これに流体連通している。中央通路１３は弁の付いた燃料貯留部（図示略）と流体連通しており、この貯留部は一般的にブタンのような可燃燃料（或いは同様の燃料）を液体状態で貯留部に貯留するために加圧下で収容している。バーナー本体１９の通路１３とハウジングの延長部１３’とは、一緒になって全体で中央通路を構成することは分かるであろう。貯留部の動作は当業者にとって明らかであるので、ここでは詳しく説明しない。一旦燃料が貯留部を出ると、それは気体状態に変化し、通路１３を通って移動し、図１に示す炎の場所から出る。米国特許第６２４７９２０号（本願の譲受人に譲渡され、その全体の内容は参考までにここに組み入れられている）に開示されている形式の、石と回転体の発火システム(flint and wheel igniter system)は、ガス燃料が通路１３を出たところで点火するために用いられる。石と回転体の発火システムは、図１２および１３においてより詳しく記載されている。バーナー１０は、石からの火花が通路１３を出たガスを点火できるように、通路１３の開口が石に対して動作できる位置に配置されるように取り付けられている。バーナー本体１９とハウジング１０８のバーナー組立体は、中央通路、より詳しくは中央通路１３の延長部１３’と流体連通する少なくとも１つの空気取入経路１１４を備えている。
【００１４】
図１に示す第１の配置１２０の構造において、空気取入経路１１４はカラー１１０によって閉鎖されているので、バーナー１０は事後混合(post-mix)バーナーとして動作する。石と発火回転体の組合せによって通路１３を出るガスに点火し、事後混合炎すなわち黄色炎２３を生成するために出口を取り囲む空気から酸素を導入する。図１においてバーナー本体１９の上流側の空気溜まり１０６に通路１６が開口しているように示されているが、ガス燃料は通路１３を通って拡散すると共にバーナー本体１９の通路１３の出口で点火され、図１に示される配置１２０での事後混合構造の通路１６は通過しないということは理解されるであろう。
【００１５】
カラー１０８は図１と図２に示す各配置の間で矢印２５で示す長手軸線に沿って前後に滑る。長手軸線は中央通路１３によって画定され、燃料の流れが中央通路１３を通ることを示す矢印１１６と平行である。
【００１６】
図２を参照すると、カラー１０８が第２の配置１２２に移動した時に、カラー１１０にある１又はそれ以上の空気取入開口１１２は空気取入経路１１４と整列し、それらの間で流体連通を確立し、空気が矢印１１８に沿って入り、中央通路１３を通過する燃料と混ざり、予混合炎すなわち青色炎２６を生成できる予混合バーナーを提供するように周囲空気環境１３０に連通される。
【００１７】
以下の説明から当業者に明らかなように、カラー１０８はバネなどのような弾性部材によって図２に示される構成１２２で付勢されている。点火段階の間、手動レバーや押しボタンのような作動機構は、カラー１０８が図１に示す配置１２０に移動するように、使用者が弾性部材に対抗できるようにしている。石と回転体（或いは他の点火装置）が炎を点火したあと作動機構は開放され、カラー１０８は自動的に図２の構成１２２に戻り、予混合バーナーとして動作する。代替案として、カラー１０８は手動で２つの配置１２０と１２２の間で前後に移動できるようにしてもよい。更に他の代替案としては、バーナーは事後混合構成１２０で付勢され、選択的に予混合構成１２２に移行させるように動作できるようにしてもよい。
【００１８】
図３，４及び５を参照すると、本発明の代替的実施形態は、閉鎖配置（図３）と開放配置(図４）との間で矢印１０２の方向に回転するカラー１１０を備えている。カラー１１０は、空気取入経路１１４と整列しまた外れるように回転できる複数の開口を備えている。矢印１０２は、カラー１１０がハウジング１０８及びバーナー本体１０９に対して周辺に沿って、より詳しくはカラー１１０が円周方向に動くことを示している。カラー１１０の筒状構造及び縮径部分１２６が図３，４及び５に示されているが、カラー１１０及び部分１２６は筒状以外の連続形状を有し、それらの間での相対移動を許容もするが、カラー１１０の空気取入開口１１２とハウジング１０８の空気取入経路１１４の間の経路を開閉する。具体的には、ここで「円周運動」とは開口１１２が経路１１４と整列するか外れるかの運動を意味し、外部空気環境１３０と中央通路１３との間の空気経路を開閉する。
【００１９】
図４に示す第１配置１２０のカラー１１０によって、外部空気環境１３０から空気取入経路１１４への空気通路は、空気取入開口１１２と経路１１４との周囲或いは円周方向の作為的な不整合によって実質的に遮断される。換言すると、カラー１１０が図４に示す第１配置１２０に有るときにカラー１１０の連続部分が経路に入る空気を遮断する。カラー１１０が第１の配置１２０にあり、燃料が中央通路１３を通って供給されて点火されると、黄色の炎２３が発生する。図４に示す構成１２０において、バーナー１０は事後混合バーナーとして動作する。石と点火回転体の組合せによって通路１３を出るガスに点火し、事後混合黄色炎２３を生成するために出口を取り囲む空気から酸素を導入する。
【００２０】
カラー１１０がハウジング１０８に対して、図５に示すような第２の配置１２２に円周方向すなわち周縁方向に移動し、燃料が中央通路１３を通って供給された場合、外部空気環境１３０からの空気はカラー１１０の空気取入開口１１２に入り、空気取入経路１１４を通って流れ、その後空気は中央通路１３で燃料と混合され、その後バーナー本体１９を通過し、中央通路１３と周縁通路１６の両方を通る。点火されると、バーナー本体１９を出る空気燃料混合気は、青色炎形態２６で燃焼する。より詳しくは、青色炎形態２６は、中央通路１３の出口での主要青色炎とバーナー本体１９の通路１６の出口での随意的な複数の補助青色炎とを含んでいる。
【００２１】
図５に示す構成すなわち配置１２２において、バーナー１０は予混合バーナーとして動作する。図５に示される位置１２２に配置されたカラー１１０によって、空気は外部空気環境１３０から矢印１１８の方向に空気取入開口１１２に入り、点火に先立って中央通路１３で燃料ガスと混合するために空気取入経路１１４を通過する。
【００２２】
この説明から当業者に明らかなように、回転カラー１１０はバネなどのような弾性部材によって図５に示される配置へ付勢されている。レバーやボタンのような作動機構が、点火の際に図４に示される配置へカラーを移動させるために、弾性部材の力に打ち勝つために用いられる。石と点火回転体或いは他の点火器によってガスが点火した後は、点火機構は解放され、カラーは自動的に図５に示す配置に戻る。代替案としては、カラー１１０は２つの配置の間で手動で回転させてもよい。更に他の代替案としては、バーナー１０は事後混合配置１２０に付勢され、選択的に予混合配置１２２に移動するように動作できる。
【００２３】
従って図１及び図４から分かるように、カラー１１０の空気取入開口１１２は、配置１２０において意図的にハウジング１０８の空気取入経路１１４からずらされて、中央通路１３の矢印１１６によって示される燃料に空気が入りまた混合されるのを防ぐ。カラーすなわちチョーク１１０がバーナー本体１９及びハウジング１０８に対して図２又は５に示す配置１２２に動いた場合、空気取入開口１１２は空気取入経路１１４と整合し、矢印１１８で示したように、外部空気環境１３０との流体連通通路を形成することで空気を取り入れ、そこで中央通路１３の矢印１１６で示される燃料と混合される。
【００２４】
さて、図６，７，８及び９を参照すると、本発明の第１の実施形態のより詳細な図が示されている。図６において、バーナー１０は第１配置すなわち事後混合配置１２０にあり、黄色すなわち弱い炎を作り出す。図７において、バーナー１０は第２の配置すなわち予混合配置１２２にあり、青色炎すなわち強い炎を作り出す。図８はバーナー本体１９と部分的に切り欠いたディフューザリング１４０の上面図である。バーナー本体１１９とディフューザリング１４０は、図８の６−６線に沿って得られた図６及び７の側方断面図に示されている。図９は、バーナー本体１９の斜視図を示す。
【００２５】
図６において、カラー２１０の形態の空気制御機構は、カラー２１０の空気取入開口１１２がハウジング１３２の空気取入経路１１４と流体連通していないため、外部空気環境１３０からの空気通路が遮断される。図７において、空気取入開口１１２は外部空気環境１３０から中央すなわち一次通路１３へチャンバ１３４及び空気取入経路１１４を介して空気通路を開けている。図６及び７に示されている空気取入開口１１２は空気取入経路１１４の軸線１３８と整合しているが、代替案としてそうではなく例えば空気取入開口１１２は軸線１３８に直角な軸線１３６に沿って配置されており、各軸線１３６，１３８は長手軸線１２４と直角であると理解されるべきである。バーナー本体１９（図１〜５に示す簡略化されたバーナー本体１９と同様に）は、ディフューザリング１４０を備えている。ディフューザリング１４０は、バーナー本体１１９の肩部１４２に押圧嵌めされていることが望ましい。バーナー本体１１９は、ギヤのような形状（図８及び９により明瞭に示されている）であり、その上流端部に配置される内部円筒穴(internal counterbore)１１４を有することが望ましい。円筒穴１１４は中央通路１３と周縁通路１６との間で流体連通している。図６及び７において、バーナー本体１１９、ディフューザリング１４０、ハウジング１３２は一緒にこの実施形態のためのバーナー又はバーナー組立体を形成する。
【００２６】
図６及び７に示される実施形態の１つの特徴において、補助空気はディフューザリング１４０の下縁とハウジング１３２の上縁との間の補助空気取入口でバーナーに向かって半径方向内側に入ることが許容される。この時点で、補助空気取入口は周縁通路１６と流体連通されていると理解されるべきである。代替的に、ディフューザリング１４０は、バーナー組立体から補助空気取入口を省くことによって、そのような補助空気の侵入を防止するために延ばされて再位置決めされる。
【００２７】
さて、図１０及び１１を特に参照すると、本発明の代替的実施形態が示されている。この実施形態において、ディフューザリングが省かれ、バーナー本体２１９とハウジング１３２が共にバーナー本体組立体を形成する。この実施形態において、バーナー本体２１９は、肩部１４２を形成する上部が削除されるのを除き、図６〜９に示すバーナー本体１１９と同じである。加えて、バーナー本体２１９の底の円筒穴１４４も省かれ、バーナー本体２１９とハウジング１３２の下方に設けられた隙間が設けられる。
【００２８】
さて、図１２を参照すると、本発明に係るバーナー１０が米国特許第６２４７９２０号明細書のライタの一部切り欠き図に示されている。図１２において、石と回転体点火システム２２４は、石回転体２２６と石２２８を備えている。風除け２３０はバーナー１０の上部領域を取り囲む。図１２において、バーナー１０が事後混合配置で示されているが、ここで石回転体２２６の回転は、燃料がガス弁（図示略）によってバーナー１０に供給された場合に、風除け２３０によって囲まれたバーナー１０の上部領域に黄色の事後混合炎を点火するための石２２８からの火花の基となる。点火後、バーナー１０は上記したように青い炎を提供するために予混合配置に変化する。
【００２９】
さて、図１３を参照すると、バーナー１０が石回転体２２６と石２２８が拡大されより詳細な図で示されている。図１２のように、バーナーは事後混合配置で示されている。バーナー１０に燃料が供給されると、回転体２２６の回転により生ずる石２２８からの火花がバーナー１０に黄色の炎を点火し、その後バーナー１０は予混合配置に変化する。
【００３０】
さて、図１４を参照すると、本発明の動作の追加的詳細が示されている。図１４に示す図において、押しボタン２３２はカラー２１０の延長部或いは接続部として形成される。使用者の親指が回転体２２６を回転させると、押しボタン２３２を押し下げ始め、バーナー１０へ事後混合配置で燃料を供給するためにガス弁（図示略）を開ける。石２２８からの火花は、バーナー１０の出口で黄色の炎を点火する。押しボタン２３２が移動し続けると、カラー２１０をハウジング１３２に対して動かし、空気取入開口１１２を空気取入経路１１４に整合させ、図７又は１１に示すように、バーナー１０を予混合配置に変化させる。押しボタン２３２の解放によって、バーナー１０への燃料の供給を停止し、バーナー１０を事後混合配置に戻す。
【００３１】
図示された実施形態において、バーナー本体とハウジングは共にバーナー本体組立体を形成することは注目すべきである。バーナー本体組立体はまた、ディフューザリングを備えている。一旦組立てられると、バーナー本体組立体すなわちバーナーは一体構造を形成することが望ましく、本発明のそのような実施形態に対して、事後混合配置と予混合配置を実現するための相対移動はカラー或いは他の空気制御機構とバーナー本体組立体との間で行われることが望ましい。図１０及び１１において、燃料流れは実線矢印２２０で示され、空気流は破線矢印２２２で示され、空気−燃料混合流れは一点鎖線矢印２２４で示されている。図１０及び１１に示されている流れ通路は、図６及び７にも適用可能であることは理解するべきである。図１０において、事後混合配置が示されており、ここでは空気は燃料がバーナー本体２１９を出た後にのみ燃料と混ざり、一旦点火されて結果として黄色すなわち「弱い」炎の形式の燃焼を起こす。図１１において予混合配置が示されており、ここでは空気はバーナー本体を出る前にバーナー本体組立体内で燃料と混ざり、一旦点火されて結果として青色すなわち「明るい」炎の形式の燃焼を起こす。
【００３２】
いくつかの従来技術の設計と比較して、本発明のバーナーは事後混合配置でバーナーに空気取入口が無いことで区別できる。本発明の実施において、バーナーの出口に隣接する環境からの空気混合だけは、黄色炎の燃焼に依存する。図６及び１０におけるハウジング１３２とカラー２１０の間に隙間が示されているが、そのような隙間は図６及び１０に示された配置すなわち構成で予混合燃焼を助けるために、空気取入経路１１４に空気を取入るのには不十分であることは理解すべきである。本発明の実施において、燃焼チャンバはバーナー本体１１９からなり、囲みスリーブ２２２は通路１３，１６を除き全体として閉じている。
【００３３】
本発明は特定の実施形態と関連付けて説明されているが、これは前出の特定の形態に本発明の範囲を限定しようとするものではなく、逆に添付の請求項によって定義される本発明の思想又は範囲内に含まれるそのような代替案、改変及び等価なものを含めようとするものである。例えば、限定するものではないが、カラーとバーナー本体或いはハウジングの間の個別の長手方向及び円周方向の移動について上記されているが、螺旋状すなわち連続的な長手及び円周方向移動や周縁移動(peripheral movements)のような組合せの動きが、本発明の範囲内に含まれると共に、請求項に記載された本発明を実施するために用いられることを企図しており、ここで単一のバーナーは事後混合或いは予混合配置のどちらかで動作できる。更に、限定するものではない例によって、中央通路は中央にはない一次通路あるいは複数の通路からなり、可燃燃料の供給源に選択的に接続された少なくとも１つの通路が設けられる。同様に、燃料通路に流体連通する選択的に開放可能な１つだけの空気取入開口が本発明の実施のために必要であり、複数の空気取入開口を示す様々な実施形態を妨げない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】バーナーが事後混合配置に有るときの第１の実施形態の簡略化された一部断面図である。
【図２】バーナーが予混合配置にあることを除き、図１と同様の図である。
【図３】本発明に係るバーナーの第２の実施形態の簡略化された一部断面図である。
【図４】事後混合配置で示されている図であって、図３に示されているものに対応するバーナーの断面図である。
【図５】予混合配置で示されていることを除き、図３のそれに対応するバーナーの断面図である。
【図６】事後混合配置で示されている第１の実施形態に係る本発明のバーナーのより詳細な図である。
【図７】予混合配置にあることを除き、図６のバーナーの図である。
【図８】本発明の実地に役立つバーナー本体の平面図と、ディフューザリングの部分切欠き図である。
【図９】図８のバーナー本体斜視図である。
【図１０】ディフューザを有しないバーナー組立体を有することと、事後混合配置にある実施形態であることを除き、図６のそれと同様の図である。
【図１１】予混合配置にあることを除き、図１０の実施形態の図である。
【図１２】石と回転体の点火システムと共に示されている図１０の実施形態の図である。
【図１３】他の石と回転体の点火システムと共に示されている図１０の実施形態の拡大図である。
【図１４】事後混合配置から予混合配置へバーナーを切り替える方法を示すライタの追加部品を除き、図１３と同様の図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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