(57)【要約】  煤や未燃炭化水素が全く発生しない、または殆ど発生しない、安定した予混火炎を生成するマイクロガスバーナー（１０）が提供される。このガスバーナーは燃料流入口と、ノズル（３０）および少なくとも１つの空気流入口（４５）を有する酸素添加チャンバー（４０）と、円錐形の内壁を有する混合チャンバー（５０）と、少なくとも１つの透過性バリア（６０）と、フレームホルダー（７０）とを含む。ガスバーナーは燃料と同伴した空気を完全に混合し、燃焼前にほぼ化学量論的な混合気体を生成する。このガスバーナーは燃料と空気を完全に混合するので、他の方法で必要とされるよりも低い燃料流量で安定した予混火炎を生成することができる。任意でガスバーナーが任意の排気口を有するフレームチューブを含み、そこに火炎を収容して拡散空気から隔離してもよい。
2008520955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルと、前記ノズルと流体連通し、少なくとも１つの空気流入口を有する酸素添加チャンバーとを有するベンチュリ管と、
前記酸素添加チャンバーと流体連通し、前記酸素添加チャンバーから末広がりになっている円錐形の内壁を有する混合チャンバーと、
前記混合チャンバーと流体連通し、前記酸素添加チャンバーと反対側の位置に配設されている、少なくとも１つの透過性バリアと、
前記透過性バリアと流体連通しているフレームホルダーと、
を含む喫煙品と一体に組み合わせられるガスバーナー。
【請求項２】
前記少なくとも１つの空気流入口が外気に開口していることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項３】
前記少なくとも１つの空気流入口が前記酸素添加チャンバーの側壁内に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項４】
前記ノズルが前記酸素添加チャンバーに開口しているオリフィスを含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項５】
燃料容器と流体連通している燃料流入口を含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項６】
前記燃料容器が気体燃料を含んでいることを特徴とする請求項５に記載のガスバーナー。
【請求項７】
前記気体燃料が低分子量炭化水素を含むことを特徴とする請求項６に記載のガスバーナー。
【請求項８】
前記低分子量炭化水素が、メタン、エタン、プロパン、ブタンおよびアセチレンからなる群から選択されることを特徴とする請求項７に記載のガスバーナー。
【請求項９】
ガスバーナーハウジングを含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項１０】
前記混合チャンバー、前記透過性バリアおよび前記フレームホルダーが前記バーナーハウジング内に配設されていることを特徴とする請求項９に記載のガスバーナー。
【請求項１１】
前記混合チャンバーがその内部にフェルールを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項１２】
前記フレームホルダーが３つの開口部を有していることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項１３】
前記３つの開口部のそれぞれが実質的に円形であることを特徴とする請求項１２に記載のガスバーナー。
【請求項１４】
前記３つの開口部のそれぞれが前記フレームホルダーの中心の周囲に約１２０°の間隔を空けて配設されていることを特徴とする請求項１２に記載のガスバーナー。
【請求項１５】
前記３つの開口部のそれぞれがインゲン豆形であることを特徴とする請求項１４に記載のガスバーナー。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの透過性バリアがワイヤメッシュを含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項１７】
前記ワイヤメッシュが金属で形成されていることを特徴とする請求項１６に記載のガスバーナー。
【請求項１８】
前記金属がニッケル、真鍮およびスチールからなる群から選択されることを特徴とする請求項１７に記載のガスバーナー。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの透過性バリアがセラミックで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの透過性バリアが約３５％から約４０％の多孔率を有することを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。  
【請求項２１】
前記フレームホルダーと流体連通する点火手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２２】
前記点火手段が圧電式点火装置であることを特徴とする請求項２１に記載のガスバーナー。
【請求項２３】
前記ノズルが約３０から約６０ミクロンの内径を有することを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２４】
前記混合チャンバーの長さが約３ｍｍから約４ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２５】
前記酸素添加チャンバーが半球形の側壁を有することを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２６】
前記酸素添加チャンバーが凹部を有する底壁部を含むことを特徴とする請求項２５に記載のガスバーナー。
【請求項２７】
前記フレームホルダーと流体連通しているフレームチューブを含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２８】
前記フレームチューブが排気口を有することを特徴とする請求項２７に記載のガスバーナー。
【請求項２９】
前記排気口が実質的に前記フレームホルダーに隣接していることを特徴とする請求項２８に記載のガスバーナー。
【請求項３０】
前記フレームチューブがセラミック材料で形成されていることを特徴とする請求項２７に記載のガスバーナー。
【請求項３１】
前記フレームチューブによって部分的に囲まれている喫煙品をさらに有することを特徴とする請求項２８に記載のガスバーナー。
【請求項３２】
前記喫煙品内に配設されたタバコをさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載のガスバーナー。
【請求項３３】
ノズルと、
前記ノズルと流体連通する酸素添加チャンバーと、
前記酸素添加チャンバーと流体連通する少なくとも１つの空気流入口と、
前記酸素添加チャンバーと流体連通し、円錐形の内壁を有する混合チャンバーと、
前記混合チャンバーと流体連通し、少なくとも１つの開口部を有するフレームホルダーと、
を含む喫煙品と一体に組み合わせられるガスバーナー。
【請求項３４】
少なくとも１つの空気流入口が外気に開口していることを特徴とする請求項３３に記載のガスバーナー。
【請求項３５】
ノズルが前記酸素添加チャンバーに開口しているオリフィスを含むことを特徴とする請求項３３に記載のガスバーナー。
【請求項３６】
前記フレームホルダーと流体連通するフレームチューブを含むことを特徴とする請求項３３に記載のガスバーナー。
【請求項３７】
前記フレームチューブが排気口を有することを特徴とする請求項３６に記載のガスバーナー。
【請求項３８】
前記排気口が実質的に前記フレームホルダーに隣接していることを特徴とする請求項３７に記載のガスバーナー。
【請求項３９】
さらに、前記フレームチューブに部分的に囲まれた喫煙品を有することを特徴とする請求項３８に記載のガスバーナー。
【請求項４０】
ノズルと、前記ノズルと流体連通し、少なくとも１つの空気流入口を有する酸素添加チャンバーとを有するベンチュリ管と、
前記酸素添加チャンバーと流体連通し、前記酸素添加チャンバーから末広がりになっている円錐形の内壁を有する混合チャンバーと、
前記混合チャンバーと流体連通し、前記酸素添加チャンバーと反対側の位置に配設されている少なくとも１つの透過性バリアと、  
前記透過性バリアと流体連通するフレームホルダーと、
前記フレームホルダーと流体連通するフレームチューブと、  
前記フレームチューブ内の少なくとも１つの排気口と、
を含むガスバーナー。  
【請求項４１】
前記少なくとも１つの排気口が実質的にフレームホルダーに隣接していることを特徴とする請求項４０に記載のガスバーナー。
【請求項４２】
さらに前記フレームチューブに部分的に囲まれた喫煙品を有することを特徴とする請求項４０に記載のガスバーナー。
【請求項４３】
ノズルと、
前記ノズルに流体連通する酸素添加チャンバーと、
前記酸素添加チャンバーと流体連通する少なくとも１つの空気流入口と、
前記酸素添加チャンバーに流体連通し、円錐形の内壁を有する混合チャンバーと、
前記混合チャンバーと流体連通し、少なくとも１つの開口部を有するフレームホルダーと、  
前記フレームホルダーと流体連通するフレームチューブと、
前記フレームチューブに設けられた少なくとも１つの排気口と、
前記フレームチューブに部分的に囲まれた喫煙品と、
を含むガスバーナー。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの排気口が実質的に前記フレームホルダーに隣接していることを特徴とする請求項４３に記載のガスバーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的にガス燃焼バーナーに関し、特に予め混合された気体燃料の燃焼を利用した喫煙品向け一体型ガスバーナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
紙巻タバコのライターに用いられるような小型のガス燃焼バーナーは当業界で周知である。ほとんどの紙巻タバコのライターが浮力によって空気を同伴させ拡散燃焼させている。気体になった燃料と空気が点火点で接触し、瞬時に燃焼する。したがって、このようなライターでは燃料と空気が点火点より上流では充分混合されない。拡散火炎ライターでは予混合用の装置が不要なため、ライター自体の長さをかなり短くすることができる。しかしながら、拡散火炎バーナーでは気体燃料の不完全燃焼によって未燃炭化水素およびピロール生成物が生じるため、煤が発生しやすい。さらに拡散バーナーの火炎はバーナーを回転させると不安定になり、且つ曲がりやすい。
【０００３】
予混火炎をガス燃焼バーナーで生成することも当業界ではよく知られている。予混火炎は、燃料が点火点の上流で空気と混合される燃焼工程の生成物である。燃料と空気の混合気体が点火点に達する時点までに、燃焼反応が進行してほぼ完了するために化学量論的に充分な酸素を利用することができる。燃料と空気を予め混合して生成した火炎は、バーナーを回転させても安定しており、曲がらない。さらに燃料と空気の混合気体は完全燃焼しやすいため、予混合ガスバーナーでは煤または未反応炭化水素が全く発生しないか、殆ど発生しない。この種のガスバーナーから生成される化学量論上の、または酸素濃度の高い火炎が、燃焼の副生成物として唯一生成するのは主に二酸化炭素、水および窒素である。
【０００４】
予混火炎の生成において、燃焼前に予め燃料と空気を混合するときは、通常ベンチュリ管を用いて、燃料がバーナーを通過するときに空気をバーナーに取り込む。しかしながら効果的なベンチュリ管を設けると、バーナー装置全体が長くなってしまう。さらにバーナーの燃料質量流量の要件も、バーナーと燃料貯蔵容器を合わせた全体のサイズに影響する。例えば、安定した予混火炎を維持するブタンライターの場合、最小燃料流量は、毎秒約０．７１ｍｇにほぼ等しい。したがって燃料質量流量を減少させれば、バーナーと燃料貯蔵容器全体のサイズを小さくすることができる。バーナーと燃料貯蔵容器のサイズ全体を小さくすれば、この種のバーナーの用途範囲は拡大する。
【０００５】
このため、安定した予混火炎を生成し、且つ充分小型で例えば喫煙品用といった幅広い用途に対応が可能なガスバーナーを提供することが望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、少ない燃料質量流量で、安定した予混火炎を生成するバーナーを提供することにある。
【０００７】
また本発明の目的は、喫煙品に使用でき、しかも従来よりも小型のガスバーナーを提供することにある。
【０００８】
さらに本発明の目的は、少量の燃料と空気を高効率で混合するガスバーナー用混合チャンバーを提供することにある。
【０００９】
特に本発明は、気体燃料燃焼のためのバーナー集合体に関する。この集合体は燃料流入口と、ノズルと、少なくとも１つの空気流入口を有する酸素添加チャンバーと、混合チャンバーと、少なくとも１つの透過性バリアと、フレーム（flame）ホルダーと、任意に設けられる排気口を有する任意のフレームチューブと、任意に設けられるバーナーハウジングとを含む。燃料流入口はバーナー集合体と気体燃料タンクを接続する。燃料流入口に流量調節機構を任意で取り付けて、燃料容器からの質量流量を調節してもよい。ノズルは、燃料流入口と流体連通し、そこを通過する燃料流の静圧および速度のいずれにも影響を与える。ノズルを介して燃料は燃料流入口から酸素添加チャンバーへと供給される。ノズルの内径は燃料流入口の内径よりはるかに小さいため、そこを通過する燃料流は加速する。燃料流の静圧は、絞りノズルからより大きな酸素添加チャンバーに移動すると降下する。酸素添加チャンバーの１つ以上の壁に、少なくとも１つの空気流入口を配設する。ノズルを介して酸素添加チャンバーに流入する気体燃料が招く静圧の降下によって、空気が空気流入口を介して酸素添加チャンバーへ吸引される。ノズルのサイズによって、空気流入口を介してベンチュリ管に吸引される空気の質量流量も変わる。
【００１０】
混合チャンバーが酸素添加チャンバーと流体連通している。混合チャンバーは、比較的少量の空気および気体燃料を効率的に混合する。混合チャンバーが円錐形部を含む内壁を有するか、または混合チャンバー内にフェルールを配設して円錐形部を有する内壁を設けてもよい。いずれにしても、混合チャンバーの内部は底端部から先端へと広がっている。この混合チャンバーの広がった側壁は、燃料と空気を効率的に混合することができる内部空間を供する。混合チャンバーの下流に、少なくとも１つの透過性バリアを混合チャンバーに流体連通させて配設する。この透過性バリアは混合チャンバーの出口に配設しても、またはそこから離れた位置に配設してもよい。透過性バリアは多孔性の金属もしくはセラミックのプレート、または、混合チャンバーからの燃料空気混合気体の流入を阻止するその他の透過性の材料もしくは構造のものでもよい。透過性バリアが燃料空気混合気体の流量を制限し、混合気体の静圧降下を招く。流量を制限すると、混合チャンバー内の燃料空気流の一部が再循環する。再循環渦は混合チャンバー内の流れの軸を中心に形成されやすい。この再循環によって燃料空気流は点火前にさらに完全に混合される。
【００１１】
フレームホルダーをガスバーナーの内部で透過性バリアの下流に且つこれに流体連通させて配設する。フレームホルダーは少なくとも１つの開口部を有し、これによって燃料空気流量をさらに制限する。点火手段がフレームホルダーの下流に配設され、それが作動すると燃料空気流を燃焼させる。フレームホルダーは、燃料空気流の燃焼で生成された火炎がバーナーを介して逆火するのを防ぐ。また任意に排気口を有するフレームチューブを任意に設けてもよい。このフレームチューブは火炎を局所化し、空気が火炎に拡散するのを防ぐ。バーナーが生成する火炎は安定した予混火炎であり、少なくとも化学量論上、燃料が完全燃焼するのに充分な量の空気を有する。フレームチューブの任意の排気口によって、燃焼ガスをフレームチューブから排出することができる。この排気口または開口部は、喫煙品がフレームチューブに挿入され、その一方で喫煙品があるためにガスが取り込めないとき、火炎が消えるのを防ぐ。
【００１２】
ガスバーナー内で生じた火炎は曲がらないため、バーナーの配向には影響されない。さらに、バーナーの燃焼工程では完全燃焼を補助する拡散空気が必要ないため、フレームチューブに火炎を収容することができる。火炎を収容すると、その他の拡散空気利用型の火炎が適さない種々の用途、例えば一体型の紙巻タバコライターなどにガスバーナーを用いることが可能になる。任意ではあるがフレームチューブが排気口を有してもよく、これによりガスマイクロバーナーと喫煙品を一体に組み合わせたとき、バーナーの燃焼を維持するために喫煙品を定期的に吸う必要がなくなる。このバーナーは従来の紙巻タバコライターが必要とするよりもかなり少ない燃料流量で、安定した予混火炎を発生させる。例えば、従来のガスライターが通常必要とする燃料質量流量は少なくとも毎秒０．７１ｍｇだが、本発明によるガスバーナーは持続可能な予混火炎を毎秒約０．１４ｍｇから約０．２８ｍｇの範囲の燃料質量流量で生成する。この所定の範囲内で本発明のガスバーナーを利用したライターは、約６から約１２ワットの熱を出力する。このような出力によって、この種のガスバーナーは喫煙品向け一体型ライターとして用いることができる。
【００１３】
本発明のその他の目的および利点は、以下に詳述する好ましい実施態様の記載を読めば当業者には明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図が示すように、ガスバーナー１０は燃料流入口２０と、ベンチュリ管と、混合チャンバー５０と、少なくとも１つの透過性バリアまたは混合スクリーン６０と、フレームホルダー７０とを含み、このベンチュリ管はノズル３０と少なくとも１つの空気流入口４５を有する酸素添加チャンバー４０とを含む。ガスバーナー１０は従来のバーナーより少ない質量流量で安定した予混火炎を生成する。そのため本発明のガスバーナー１０を利用したライターは、従来の市販品のガスライターよりも小型にすることができる。
【００１５】
図１は本発明のガスバーナー１０を示す。図３が示すように、燃料流入口２０は燃料容器１５をノズル３０に接続する。燃料流入口２０は通路を構成し、これを介して容器１５に充填されている気体燃料が、ガスバーナー１０に供給される。燃料は当業界で公知の、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、アセチレンといった低分子量炭化水素など、いずれの気体燃料でもよい。ノズル３０は燃料がガスバーナーを通過する際の利用可能な容積部分を狭めている。図１１が示すように、ノズル３０はオリフィス３５を有し、このオリフィスは酸素添加チャンバー４０に開口している。図９から図１１が示すように、ノズル３０の内壁３２は円錐形部３３を含んでもよい。オリフィス３５は円形の縁部または燃料の流通に適した形状であればその他の形状の縁部を有してもよい。
【００１６】
図１および図２が示すように、空気流入口４５は外気に開口しており、これによって空気が酸素添加チャンバー４０に吸引される。少なくとも1つの空気流入口４５が酸素添加チャンバー４０と流体連通している。図５から図７および図２４から図２６が示す２つの好ましい実施態様では、ガスバーナー１０に４つ以上の空気流入口４５を設けて外気を酸素添加チャンバー４０へ導いてもよい。さらに空気流入口４５は適切な形状であれば、いずれの形状でもよい。例えば図５から図7が示すように、空気流入口４５は酸素添加チャンバー４０の側壁４１を貫通する円筒型の側壁４７を有してもよい。また別の例として、空気流入口４５を酸素添加チャンバー４０の底壁部４２に、オリフィス３５と同心に配設してもよい。ノズル３０および酸素添加チャンバー４０は共に高効率のベンチュリ管を形成している。ノズル３０およびオリフィス３５を通過する際に加圧された燃料流は、酸素添加チャンバー４０に入ると静圧降下を招く。この静圧降下によって、空気が空気流入口４５を介して酸素添加チャンバー４０に吸引される。好ましい実施態様では酸素添加チャンバー４０の長さは約３ｍｍから約４ｍｍである。
【００１７】
酸素添加チャンバー４０は混合チャンバー５０と流体連通している。燃料および同伴された空気は、酸素添加チャンバーから混合チャンバー５０へと流れる。混合チャンバー５０が、少なくともその一部５２が円錐形である内側壁５１を有してもよい。または、図５、図１２および図１３が示すように、ガスバーナー１０は円錐形の内壁５６を有する混合フェルール５５が含み、これを混合チャンバーとして機能させてもよい。好ましい実施態様では、混合チャンバー５０の円錐形部５２の長さは約２ｍｍから約４ｍｍである。
【００１８】
図２が示すように、少なくとも１つの透過性バリア６０が混合チャンバー５０と流体連通している。図１から図４が示すように、透過性バリア６０は混合チャンバー４０の下流に配設されることが望ましい。透過性バリア６０を設けることによって、その両側に圧力差が生じ、透過性バリア６０の上流の静圧は高くなり、下流は低くなる。このため圧力差によって混合チャンバーの軸を中心として燃料空気流内で再循環渦が生じる。空気と燃料は分子レベルで混合され、これは、燃料空気混合気体が混合チャンバー５０を離れるまでに、ほぼ完全に混合されるまで進行する。
【００１９】
透過性バリア６０は、種々の材料で形成し、かつ、種々の構成が可能である。図２２および図２３が示すように、透過性バリア６０は、金属で形成されたワイヤメッシュまたは高分子材料でもよい。例えば好ましい実施態様では、直径０．１１４ｍｍのニッケル線を用いたワイヤメッシュが透過性バリアとして挙げられる。ワイヤメッシュを形成するその他の金属には、真鍮およびスチールが挙げられる。または、金属またはセラミック材料で形成された多孔性のプレートでもよい。多孔性プレートは図５、図１６および図１７が示すように少数の大きい開口部を有しても、または図１９ａおよび図１９ｂが示すように多数の小さい開口部を有してもよい。透過性バリア６０の構造上の構成および材料に関係なく、燃料空気混合気体は透過性バリア６０を通り抜ける。透過性バリア６０は、そこを通過する気体燃料および空気をさらに混合する。燃料空気混合気体が透過性バリア６０を通り抜けるときに受ける静圧の降下によって、混合気体流の速度が下がり、これにより下流で生成する火炎が図１、図５、図１８および図１９に示すフレームホルダー７０から離昇（lift off）しなくなる。
【００２０】
透過性バリア６０によって生じる圧力差は、バーナー１０内に同伴される空気の割合に悪影響を及ぼす。特に透過性バリア６０によって圧力降下が大きくなると、ベンチュリ管の同伴する空気流量が減少するため、生成される燃料空気混合気体の燃料濃度が高くなりやすい。したがって、適正な燃料空気比をもたらすバリアを選択するためには、透過性バリア６０の多孔率を考慮しなければならない。点火前に予め燃料と空気を混合する目的は、化学量論比にほぼ等しい、または僅かに酸素濃度の高い空気に対する燃料の混合比を達成することにある。化学量論的にバランスの取れた燃料空気混合気体では、点火後すぐにほぼ完全燃焼が進行するため、煤または未燃炭化水素の発生しない安定した火炎を生成することができる。したがって、透過性バリア６０の多孔率または空隙の割合は、透過性バリア６０を特定の大きさのノズル３０と組み合わせたとき、酸素添加チャンバー４０に同伴される空気の質量流量が気体燃料と空気の化学量論比に近づくような割合にしなければならない。
【００２１】
多孔率は、透過性バリアに存在する開口領域の割合である。多孔率は混合チャンバー５０から流入する燃料空気混合気体が通過可能な領域を表す。好ましい実施態様では、化学量論的な、または僅かに酸素濃度の高い空気燃料比を達成するために、透過性バリアの多孔率はノズル３０の直径が３０ミクロンの場合、約３５％から約４０％としている。透過性バリア６０の好ましい多孔率は、ノズル３０の直径によって変化する。
【００２２】
ノズル３０の直径もまた酸素添加チャンバー４０への空気の同伴に影響を与える。ノズルの直径が小さくなると、燃料流の圧力降下は大きくなる。好ましい実施態様では、ノズル３０の直径は３０から６０ミクロンの範囲としている。しかしながら、ここではこの所定の範囲外のノズルについて検討する。ノズルの直径がほぼ５０ミクロンに近い、またはそれ以上の場合における本発明の別の実施態様である酸素添加チャンバー１４０を図４に示す。酸素添加チャンバー１４０は半球形の側壁１４１および底壁部１４２内の凹部を有し、この凹部には図１１が示すオリフィス３５と類似のオリフィスが配設され、ノズル１３０がこれに開口している。１つまたは複数の空気流入口１４５を半球形壁部１４１および／または底壁部１４２に配設してもよい。酸素添加チャンバー１４０はノズル１３０および混合チャンバー１５０のいずれとも流体連通しており、且つ円錐形側壁１５１を有する。フレームホルダー１７０はスクリーン１６０およびフレームチューブ１８０と流体連通している。
【００２３】
図１が示すように、フレームホルダーまたはバーナープレート７０は透過性バリア６０と流体連通している。フレームホルダー７０は少なくとも１つの開口部を有し、ここを予混燃料空気流が流通する。透過性バリア６０と同様に、フレームホルダー７０の多孔率も酸素添加チャンバー４０内に同伴される空気の割合に影響を与える。開口部７１は円形でもよく、フレームホルダー７０の中心の周囲に配置してもよい。例えば図１、図５、図１８および図１９が示すように、実質的に円形の３つの開口部７１をフレームホルダー７０に配設してもよい。この３つの開口部をフレームホルダー７０の中心の周囲に１２０°の間隔を空けて配設してもよい。または、フレームホルダー７０が円形以外の開口部を有してもよい。例えば図２０および図２１が示すように、フレームホルダー２７０がインゲン豆形の３つの開口部２７１を有し、ここを燃料空気流が流通してもよい。ここでは、フレームホルダー７０が１つ以上の開口部を有する場合について検討する。フレームホルダー７０によって燃料空気流は点火点に到達することができる。しかしフレームホルダー７０は、燃料空気混合気体の燃焼によって発生した予混火炎がガスバーナー１０内を上流へ移動するのを防ぐ。好ましい実施態様ではフレームホルダー７０は混合チャンバー５０の末端部から約１ｍｍの間隔を置いて配置される。
【００２４】
図３が示すようにガスバーナー１０はフレームホルダー７０の下流に配置されている点火源９９を含む。点火源９９は当業界で公知の圧電式、電気式または火打ち式などいかなる点火源でもよい。
【００２５】
図１から図５に示すように、ガスバーナー１０が予混火炎を収容できるフレームチューブ８０または１８０もまた含んでもよい。フレームチューブ８０は予混火炎に空気が拡散するのを防ぐ。フレームチューブ８０は、ガスバーナー１０内での燃焼工程で達する温度に耐え得る材料であれば、金属、セラミックまたは高分子材料で形成してもよい。ガスバーナー１０で生成される火炎は、実質的にフレームチューブ８０の内部に配置される。
【００２６】
図３および図５が示すように、ガスバーナー１０がバーナーハウジング９０に収容されてもよい。バーナーハウジング９０が燃料流入口２０、ノズル３０、酸素添加チャンバー４０、混合チャンバー５０、透過性バリア６０、フレームホルダー７０、フレームチューブ８０および気体燃料カートリッジのいくつかまたは全部を収容してもよい。任意でバーナーハウジング９０に排気口８１を設け、喫煙品をフレームチューブ８０に挿入したとき、ガスをフレームチューブ８０から逃がす通路としてもよい。バーナーハウジング９０は金属、セラミックまたは高分子材料で形成してもよい。
【００２７】
図５から図１９に示すように、ガスバーナー１０を集合体内に設けてもよい。図５はガスバーナー１０の１つの実施態様の分解図である。この実施態様では、ノズル３０、フェルール５５、透過性バリア６０およびフレームホルダー７０がバーナーハウジング９０内に配設されている。この実施態様ではバーナーハウジング９０が、一体型に形成された酸素添加チャンバー４０と、空気流入口４５と、任意の排気口８１を有するフレームチューブ８０とを含む。シム５９をフェルール５５、透過性バリア６０およびフレームホルダー７０の間に配設してもよい。シム５９によって、これらの部材間に適正な間隔を設ける。
【００２８】
本発明のガスバーナー１０によって、ブタンなどの低分子量炭化水素燃料はこのように空気と効率的に混合されるので、ガスバーナー１０の長さは予混火炎を生成する従来の市販のガスライターよりも約５０％短くすることができる。その結果、本発明のガスバーナー１０を喫煙品の内部に配設し、その内部で喫煙材料がそこに含まれる一体型ライターで燃焼されるようにしてもよい。図１ａは、紙巻タバコ４をフレームチューブ８０に配設したガスバーナー１０を示す。図１ｂは、紙巻タバコ４を排気口８１付きのフレームチューブ８０に配設したガスバーナー１０を示す。紙巻タバコ４がタバコ５または当業界で公知のその他のエーロゾルを生成する喫煙材料を含んでもよい。ガスバーナー１０をはじめとするこの種の喫煙品を従来の紙巻タバコとほぼ等しいサイズにしてもよい。火炎から出るガスを排気するために任意の排気口８１を設けて、喫煙品４をフレームチューブ８０に挿入したとき喫煙品４を介してガスを吸引しないようにする。
【００２９】
上に詳述した本説明の好ましい実施態様は明確な理解を主な目的としており、ここから理解される不必要な制約はないものとする。なぜなら本発明の変更は本開示を読めば当業者には明らかとなり、本発明の趣旨および添付の請求項の範囲から逸脱することなく実行が可能だからである。    
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるガスバーナーの選択された部分を想像線で示した透視図である。
【図１ａ】紙巻タバコが挿入され、選択された部分を想像線で示し、その他の選択された部分が断面図である、図１の本発明のガスバーナーの透視図である。
【図１ｂ】紙巻タバコが挿入され、フレームチューブの排気口を示す、図１ａの本発明のガスバーナーの透視図である。
【図２】図１の２−２線に沿ったガスバーナーの断面図である。
【図３】燃料容器に取り付けられてバーナーハウジングに収容された本発明のガスバーナーの断面図である。
【図４】本発明のガスバーナーの別の実施態様の断面図である。
【図５】本発明のガスバーナーの別の実施態様の分解図である。
【図５ａ】本発明のガスバーナーのまた別の実施態様の分解図である
【図６】図５のガスバーナーのバーナーハウジングの端面図である。
【図７】図６の７−７線に沿ったバーナーハウジングの断面図である。
【図７ａ】排気口を有する図７のバーナーハウジングを示す。
【図８】図５のガスバーナーのノズルの端面図である。
【図９】選択された部分が想像線で示された図８のノズルの側面図である。
【図１０】図８の１０−１０線に沿ったノズルの断面図である。
【図１１】図１０のノズルの領域１０の拡大図である。
【図１２】図５のガスバーナーのフェルールの端面図である。
【図１３】図１２の１３−１３線に沿ったフェルールの断面図である。
【図１４】図５のガスバーナーのシムの端面図である。
【図１５】図１４のシムの側面図である。
【図１６】選択された部分を想像線で示した図５のガスバーナーの透過性バリアの正面図である。
【図１７】図１６の透過性バリアの側面図である。
【図１８】図５のガスバーナーのフレームホルダーの正面図である。
【図１９】選択された部分を想像線で示した図１８のフレームホルダーの側面図である。
【図１９ａ】本発明のガスバーナーの透過性バリアの別の実施態様の正面図である。
【図１９ｂ】図１９ａの透過性バリアの側面図である。
【図２０】図５のガスバーナーのフレームホルダーの別の実施態様の正面図である。
【図２１】図２０の２１−２１線に沿ったフレームホルダーの断面図である。
【図２２】本発明のガスバーナーの透過性バリアの別の実施態様の正面図である。
【図２３】図２２の透過性バリアの側面図である。
【図２４】選択された部分を想像線で示した本発明のガスバーナーのバーナーハウジングの別の実施態様の側面図である。
【図２５】図２４の２５−２５線に沿ったバーナーハウジングの断面図である。
【図２６】図２４の２６−２６線に沿ったバーナーハウジングの別の断面図である。
【図１】
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【図１ｂ】
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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５ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図７ａ】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年4月26日(2006.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙品（４）と一体に組み合わされるように構成されたガスバーナー（１０）であって、このガスバーナーは、
ノズル（３０）と、前記ノズルと流体連通し、少なくとも１つの空気流入口（４５）を有する酸素添加チャンバー（４０）とを有するベンチュリ管と、
前記酸素添加チャンバーと流体連通し、前記酸素添加チャンバーから末広がりになっている円錐形（５２）の内壁（５１）を有する混合チャンバー（５０）と、
前記混合チャンバーと流体連通し、前記酸素添加チャンバーの反対側の位置に配設されている、少なくとも１つの透過性バリア（６０）と、
前記透過性バリアと流体連通するフレームホルダー（７０）とを含み、前記フレームホルダーが前記フレームホルダーと流体連通するフレームチューブ（８０）を含み、前記フレームチューブが排気口（８１）を有し、前記喫煙品を支持するように構成されているガスバーナー。
【請求項２】
前記少なくとも１つの空気流入口が外気に開口していることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項３】
前記少なくとも１つの空気流入口が前記酸素添加チャンバーの側壁内に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項４】
前記ノズルが前記酸素添加チャンバーに開口しているオリフィス（３５）を含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。  
【請求項５】
燃料容器（１５）と流体連通している燃料流入口（２０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項６】
前記燃料容器が気体燃料を含んでいることを特徴とする請求項５に記載のガスバーナー。
【請求項７】
前記気体燃料が低分子量炭化水素を含むことを特徴とする請求項６に記載のガスバーナー。
【請求項８】
前記低分子量炭化水素が、メタン、エタン、プロパン、ブタンおよびアセチレンからなる群から選択されることを特徴とする請求項７に記載のガスバーナー。
【請求項９】
ガスバーナーハウジング（９０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項１０】
前記混合チャンバー、前記透過性バリアおよび前記フレームホルダーが前記バーナーハウジングの内部に配設されていることを特徴とする請求項９に記載のガスバーナー。
【請求項１１】
前記混合チャンバーがその内部にフェルール（５５）を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項１２】
前記フレームホルダーが３つの開口部（７１）を有していることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項１３】
前記３つの開口部のそれぞれが実質的に円形であることを特徴とする請求項１２に記載のガスバーナー。
【請求項１４】
前記３つの開口部（２７１）のそれぞれが、前記フレームホルダーの中心の周囲に１２０°の間隔を空けて配設されていることを特徴とする請求項１２に記載のガスバーナー。
【請求項１５】
前記３つの開口部のそれぞれがインゲン豆形であることを特徴とする請求項１４に記載のガスバーナー。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの透過性バリアがワイヤメッシュを含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項１７】
前記ワイヤメッシュが金属で形成されていることを特徴とする請求項１６に記載のガスバーナー。
【請求項１８】
前記金属がニッケル、真鍮およびスチールからなる群から選択されることを特徴とする請求項１７に記載のガスバーナー。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの透過性バリアがセラミックで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの透過性バリアが約３５％から約４０％の多孔率を有することを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。  
【請求項２１】
前記フレームホルダーと流体連通する点火手段（９９）を含むことを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２２】
前記点火手段が圧電式点火装置であることを特徴とする請求項２１に記載のガスバーナー。
【請求項２３】
前記ノズルが約３０から約６０ミクロンの内径を有することを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２４】
前記混合チャンバーの長さが約３ｍｍから約４ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２５】
前記酸素添加チャンバー（１４０）が半球形の側壁（１４１）を有することを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２６】
前記酸素添加チャンバーが凹部を有する底壁部（１４２）を含むことを特徴とする請求項２５に記載のガスバーナー。
【請求項２７】
前記排気口が実質的に前記フレームホルダーに隣接していることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２８】
前記フレームチューブがセラミック材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガスバーナー。
【請求項２９】
ノズル（３０）と、
前記ノズルと流体連通する酸素添加チャンバー（４０）と、
前記酸素添加チャンバーと流体連通する少なくとも１つの空気流入口（４５）と、
前記酸素添加チャンバーと流体連通し、円錐形の内壁（５１）を有する混合チャンバー（５０）と、
前記混合チャンバーと流体連通し、少なくとも１つの開口部を有するフレームホルダー（７０）とを含み、フレームチューブ（８０）が前記フレームホルダーと流体連通し、排気口（８１）を有するガスバーナー（１０）。  
【請求項３０】
少なくとも１つの空気流入口が外気に開口していることを特徴とする請求項２９に記載のガスバーナー。
【請求項３１】
前記ノズルが前記酸素添加チャンバーに開口しているオリフィスを含むことを特徴とする請求項２９に記載のガスバーナー。
【請求項３２】
前記排気口が実質的に前記フレームホルダーに隣接していることを特徴とする請求項２９に記載のガスバーナー。
【請求項３３】
ノズル（３０）と、前記ノズルと流体連通し、少なくとも１つの空気流入口（４５）を有する酸素添加チャンバー（４０）とを有するベンチュリ管と、
前記酸素添加チャンバーと流体連通し、前記酸素添加チャンバーから末広がりになっている円錐形（５２）の内壁（５１）を有する混合チャンバー（５０）と、
前記混合チャンバーと流体連通し、前記酸素添加チャンバーと反対側の位置に配設されている少なくとも１つの透過性バリア（６０）と、
前記透過性バリアと流体連通するフレームホルダー（７０）と、
前記フレームホルダーと流体連通するフレームチューブ（８０）と、  
前記フレームチューブに設けられた少なくとも１つの排気口（８１）とを含む、喫煙品（４）と一体に組み合わせられたガスバーナー（１０）。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの排気口が実質的にフレームホルダーに隣接していることを特徴とする請求項３３に記載のガスバーナー。
【請求項３５】
前記フレームチューブに部分的に囲まれている前記喫煙品をさらに有することを特徴とする請求項３３に記載のガスバーナー。  
【国際調査報告】
2008520955.tif 000034
2008520955.tif 000035
2008520955.tif 000036