(57)【要約】【課題】液化ガスが充填されたガスボンベであって、ガスボンベを傾斜させたり逆さまにした状態で使用しても生ガスがでることがなく常にガスを正常に噴射することができるガスボンベを提供すること。【解決手段】液化ガスを充填したボンベ容器１にガス取入口を設けた浮き子３を内蔵させ、この浮き子３のガス取入口４とバーナー本体２とを軟質チューブ５で連結してボンベ内部のガスをバーナー本体２に導くようにしたガスボンベであって、前記軟質チューブ５の中間部にチューブ５の姿勢を安定させて浮き子３のガス取入口４を常に上向きとする遊動式錘６を取り付けたものとした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスを充填したボンベ容器にガス取入口を設けた浮き子を内蔵させ、この浮き子のガス取入口とバーナー本体とを軟質チューブで連結してボンベ内部のガスをバーナー本体に導くようにしたガスボンベであって、前記軟質チューブの中間部にチューブの姿勢を安定させて浮き子のガス取入口を常に上向きとする遊動式錘を取り付けたことを特徴とするガスボンベ。
【請求項２】
浮き子には、液面に浮いた状態でガス取入口が上面に位置するように該ガス取入口の対角側に補助錘が取り付けられている請求項１に記載のガスボンベ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化ガスが充填されたガスボンベであって、ガスボンベを傾斜させたり逆さまにした状態で使用しても生ガス（液化ガスが気化しないで液体のままの状態のガスをいう）がでることがなく常にガスを正常に噴射することができるガスボンベに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平４−３２１９００号公報
【特許文献２】実願昭４９−１４３１５３号（実開昭５１−６９１０６１号）のマイクロフィルム
【０００３】
従来から、例えば各種の配管作業や板金作業等にプロパン、ブタン等の液化ガスを充填した小型のガスボンベが広く使用されている。このようなガスボンベでは、逆さまで使用した場合にノズルから生ガスが出ないようにする必要があるため、ボンベ容器にスポンジや発泡スチロール等の吸収材を充填しておき、これに液化ガスを含浸させて気化したガスをバーナー本体に導くものが一般的である。ところが、このタイプのものは吸収材の充填により液化ガスの充填量が少なくなってしまうという問題点や、液化ガスの残存量が少なくなると吸収材からの気化が難しくなり液化ガスを最後まで使い切ることができないという問題点があった。また、製品によっては長時間逆さまで使用した場合に生ガスが発生するという問題点があった。更には、スポンジや発泡スチロール等の吸収材の場合、処分時にゴミが発生し環境保護の面から好ましくないという問題点や、ボンベ容器内に残ガスがあると処分時に危険であるという問題点もあった。
【０００４】
そこで、特許文献１や特許文献２にあるように、液化ガスを充填したボンベ容器にガス取入口を設けた浮き子を内蔵させ、この浮き子のガス取入口とバーナー本体とを軟質チューブで連結してボンベ内部のガスをバーナー本体に導くようにしたガスボンベが提案されている。
しかしながら、このタイプのものでは、ボンベ内部の液面が一定しない場合であっても常に浮き子を一定の範囲かつ安定した角度で水面に浮かせることが必要となるが、本発明者が研究した結果、以下のような問題点が判明した。
【０００５】
（１）浮き子に取り付けた軟質チューブの重さは、液中では液体の重さと相殺され錘としての機能を発揮することが難しく、液面上に常にチューブ先端を上向きに浮かせ確実に通気口を確保するためには、浮き子下部に該浮き子の直立性を維持するための錘の取り付けが必要となる。一方、浮き子と軟質チューブで構成される構造では、チューブの持つ復元力や不安定さを押さえ込むだけの重さを持つ錘と、重量に打ち勝つ浮き子の浮力が必要となる。
この結果として、浮き子の体積が大きくなりガスボンベの内容積が犠牲となって充填液量が減少するという問題点があった。
（２）また、浮き子の浮遊角度について考えると、浮き子につながるチューブには真っ直ぐになろうとする復元力があるため、チューブの復元力に応じて浮き子の直下から離れたチューブ上にチューブに取り付けた浮き子の姿勢を決めようとする力点が生まれる。
この結果、支点となる浮き子に取り付けた錘による浮き子の直立性を妨げてしまい、浮き子の安定した姿勢維持の障害になるという問題点があった。
（３）更には、液体の比重と相殺され液中での重力がほとんどないチューブは安定性がないため、浮き子の激しい移動に伴ってチューブ自身が絡まり、結び目状態を作ってチューブとしての機能を失う場合があるという問題点もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、液化ガスが充填されたガスボンベであって、ガスボンベを傾斜させたり逆さまにした状態で使用しても生ガスがでることがなく常にガスを正常に噴射することができ、また浮き子の体積を小さくして液化ガス充填率の向上を図ることができるガスボンベを提供することを目的として完成されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のガスボンベは、液化ガスを充填したボンベ容器にガス取入口を設けた浮き子を内蔵させ、この浮き子のガス取入口とバーナー本体とを軟質チューブで連結してボンベ内部のガスをバーナー本体に導くようにしたガスボンベであって、前記軟質チューブの中間部にチューブの姿勢を安定させて浮き子のガス取入口を常に上向きとする遊動式錘を取り付けたことを特徴とするものである。
このような構成により、ガスボンベの傾き・転倒・振動等に伴う液面の変化にも十分に対応して、浮き子に設けたガス取入口を、常に液面上に露出させることが可能となるのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい形態を示す。
図面は、本発明を液化ガスを充填した家庭用燃料用のガスボンベに適用した場合を示すものであって、図中１はボンベ容器、２はバーナー本体であり、ボンベ容器１にはガス取入口４を設けた球形の浮き子３が内蔵され、この浮き子３のガス取入口４とバーナー本体２とがウレタン樹脂等からなる軟質チューブ５で連結されてボンベ内部のガスをバーナー本体２に導くよう構成されている。
なお、浮き子３は中心を貫通する穴が設けられ、該穴内にチューブ５が挿入・固定されてチューブ５の端部がガス取入口４とされている（図２参照）とともに、チューブ５の他端はバルブ２ａに連結されたものとなっている。
【０００９】
そして本発明では、前記軟質チューブ５の中間部にはチューブ５の姿勢を安定させて浮き子３のガス取入口４を常に上向きとするための遊動式錘６が取り付けられたものとなっている。この遊動式錘６は、図３〜図４に示されるように、チューブ５の外径より大きい内径を有し、所定の重量を有するドーナツ状のもので中心孔にチューブ５が挿通されており、チューブ５上を自由に移動可能とされている。
【００１０】
前記遊動式錘６としては、チューブ５上を自由に滑走移動できる形状で、錘にチューブを通る穴を取り付けたものや錘体中央に穴を貫通させたもの等が考えられる。また、特に形状的には制限を設けないが、比重の大きい金属やガラス製の丸い断面のドーナツ状のものがチューブ５との摩擦抵抗も少なく、また構造的にも簡単で有効である。
また、チューブ５の大きさはボンベ容器１の容量や通気量に応じた大きさとし、浮き子３と遊動式錘６の大きさおよび重量は浮き子３が常に浮き上がってチューブ６を沈めるようにバランスできれば特に制限はない。
【００１１】
ここで、浮き子３の直下にあるチューブ５は、液中で重力方向により垂直に近い姿勢にする必要がある。しかし、液中にあるチューブ５にはチューブ自体の持つ曲がりを戻そうとする力が作用し、また、チューブ５の比重はガスを流路内に包含してチューブそのものと包含したガスとが合わせあった比重となって重力が減少する。
そこで本発明では、このチューブ５を液中に垂直に近い姿勢で沈める方法として、チューブ５に沿って任意の位置に移動し得る遊動式錘６を取り付けることにより、液量やガスボンベの姿勢に関係なく常に液中にあるチューブを垂直に位置させることができる。それにより、浮き子３の容積をより小さくかつ安定した姿勢で液面に浮遊させ、浮き子３に設けたガス取入口４を、常に液面上に露出・維持させるようにしたのである。
【００１２】
また、重力に従って任意の位置に移動する遊動式錘６は、チューブ５を湾曲させる力として働くもので、常にチューブ５の長さ範囲内でチューブ上の最下部に位置する位置に移動できる重さを必要とする。チューブ５の浮き子３を取り付けた反対側の端部はバルブ２ａの接続口に固定されており、チューブ５が液中に浮いた場合は、遊動式錘６の重量はチューブを湾曲させ液中に沈めるための負荷として作用している。このことは液面の高さ条件で異なるが液面環境の可能な範囲で浮き子３に対して離れた位置に力点ができ、浮き子３または浮き子３の直下に錘を取り付けた場合に比べて錘負荷を大幅に軽減することが可能となる。更に、浮き子３には錘重量の半分だけを作用させることで、浮き子３の下部または浮き子３の直下に錘を固定し取り付けた場合に比べて、浮き子３の浮力を半分にすることが可能となる。
【００１３】
以上のように、本発明は同じ復元力を持つチューブ５に対して、従来技術に比べてより小さな体積の浮き子３で確実にガス取入口４を液面上に露出・維持させることができる。また、遊動式錘６はチューブ５に対して圧倒的な比重差を持ち液面下で率先して下方に移動し、チューブ５の重心に全ての条件下で錘負荷を与えることができる。この結果、ガスボンベの液面の変化に素早く、かつ確実に対応して浮き子３を液面に浮遊させることができるとともに、ガスボンベの充填液量もより多く確保することができることとなる。
【００１４】
なお、前記浮き子３には、液面に浮いた状態でガス取入口４が上面に位置するように該ガス取入口４の対角側に補助錘７が取り付けられているものとすることが好ましい。また、浮き子３は図示のものでは球形であるが、円筒形状、直方体形状、三角錐形状等、いずれであってもよいことは勿論である。
【００１５】
次に、浮き子３の作動について図面とともに説明する。
図５の（Ａ）に示されるように、通常は浮き子１は液面に浮き、一方、チューブ５は設定された長さの範囲で液面高さに応じて液面下にあるチューブ５の中央部が最も下に位置するように遊動式錘６がチューブ５の最下部に移動した状態で浮き子３を液面に安定して浮かしている。この時、ガス取入口４は勿論ガス空間部に開口している。
また、ガスボンベ内の液面が極端に低下して遊動式錘６がボンベ容器１の下面に接地する場合においても、図５の（Ｂ）に示されるように、チューブ長さがガスボンベ寸法に応じた適当な長さに設定されているので遊動式錘６が位置するチューブ部位が浮き子に優先して接地することでガス取入口４をガス空間部に開口している。なお、液面が極端に低下して浮き子の大きさの半分以下になった場合は、ガス取入口４を略４５度の角度で上にして静置した。
【００１６】
また、図６の（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、ガスボンベを逆立ちした状態で使用した場合は、遊動式錘６はチューブ５に優先して下方に移動し、浮き子３の直下のボンベ容器１に接する位置に移動後、接地した遊動式錘６から放物線を描いてチューブ５は直立し、浮き子３は液面に垂直に浮遊する。この際、液面高さに応じて生じるチューブ５の余剰部分は液面下に円を描いて浮遊する。この場合も、ガス取入口４は常にガス空間部に開口することとなる。
【００１７】
図７の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ガスボンベを水平状態にして使用する場合を示すものであるが、遊動式錘６がチューブ５の余剰部分を液面下に沈めて浮き子３を液面に垂直に浮遊させるため、液面がいずれの位置にあっても浮き子３のガス取入口４は常にガス空間部に開口することとなる。
また、浮き子３がボンベ容器１に接地した後は、液体が無くなるまでの液面条件下での浮き子の姿勢は、浮き子３に取り付けたバランス錘７に補助されてガス取入口４が常にガス空間部に開口するよう工夫されている。
【００１８】
以上のように、本発明はチューブ５の中間部にチューブ５の姿勢を安定させて浮き子のガス取入口４を常に上向きとする遊動式錘６を取り付けた構造とすることにより、ガスボンベ内で浮き子３の直立姿勢の障害となるチューブ５の浮力や反発力由来の現象や液体中の抵抗等特有の現象を、前記遊動式錘６が液中で率先して沈むようにして、チューブ５の姿勢を安定させるのである。
なお、図示のものでは圧縮液体化させた液化ガスを充填したボンベ容器１からガスだけを取り出すガスボンベについて説明した。
【００１９】
［実施例］
実施例として、市販されているガス燃焼具用カートリッジ式ガスボンベに適用した場合につき説明する。
使用したボンベのサイズは直径６６ｍｍ、直胴部高さ１５０ｍｍであるが、液体、浮き子、チューブ、遊動錘等の挙動を目視検証できないためスチール製のものにかえ、透明のアクリル樹脂製のボンベ容器を製作し、上部には市販のガスボンベと同じバルブユニットを取り付けたものを用いた。
比重０．１ｇ／ｃｃで直径２５ｍｍの浮き子に、全長２００ｍｍ×直径２ｍｍの軟質ウレタンチューブを貫通させて取り付け、重さ２．５ｇのドーナツ状の遊動式錘の穴にチューブを通し、その他方の末端をバルブユニットの通気口に取り付けた。また、浮き子のガス取入口の対角側には浮き子の直立性の補助目的で０．５ｇの補助錘を固定し取り付けた。
なお、補助錘はガスボンベ形状の縦、奥行、幅に差が少ないガスボンベではチューブの挙動が安定し易く必要性はないが、実施例のガスボンベでは高さと幅、奥行の差が三倍あり、浮き子の姿勢安定化の補助として取り付けた。
【００２０】
ボンベ内の液体容量がガスボンベ内容積８０％の最大適正容量で、ガスボンベの姿勢が直立状態の場合、チューブは最上部のバルブへの取り付け位置から垂直に下がり遊動式錘を最下部とし放物線を描いて液面に浮き子がほぼ直立して浮くことが確認できた。（図５（Ａ））。
液面の高さを徐々に下げていった場合、浮き子、チューブ、遊動式錘の動きの変化は液面に応じて同じ変化をし、浮き子がガスボンベ底面に接した後は浮き子に傾きが生じ始めたが浮き子の先端部は真上からほぼ４５度の傾きで停止し、液面下に没することはないことが確認できた（図５（Ｂ））。
また、ガスボンベを逆立ちした状態で使用した場合や、ガスボンベを水平状態にして使用する場合も、液面がいずれの位置にあっても浮き子のガス取入口は常にガス空間部に開口することが確認できた（図６（Ａ）、（Ｂ）および図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ））。
【００２１】
次に、浮き子質量と浮き子負荷の関係について考察する。
浮き子の直径が２５ｍｍの時、その容積は約８．１８ｃｍ３となり実施例のうき子の比重は０．１、浮き子の重量は約０．８２ｇとなる。この時、浮き子の浮力は、浮き子と同体積に液体比重０．５４３を掛けた値４．４４２から、浮き子重量を差し引いた値３．６２２ｇとなる。
ここで、浮き子の１／２を液面上に浮かせると仮定した場合、その半分の１．８１１ｇまで遊動式錘に荷重を与えることができる。また、浮き子に付属し浮き子に負荷を与える要素としては、補助錘・チューブ・遊動式錘の三要素となる。
図１でも解る通り、浮き子に最も負荷がかかる状態は遊動式錘が液中に浮いている時となり、遊動式錘から浮き子側のチューブ重量と、遊動式錘の重量２．５ｇの１／２、および補助錘の全重量の０．５ｇとなる。
内径０．６〜１．２ｍｍ、外径は内径の２倍、長さ２００ｍｍのチューブの浮き子に対する負荷は、チューブの液中への沈み込み量や中空部の気体比重等、多くの要因が影響を与える。浮き子への負荷は机上計算では最大０．０５ｇになる。
遊動式錘は比重が圧倒的に重い（鉛１１．３６〜鉄７．８７）ため、液体の比重は無視でき、遊動式錘の重量２．５ｇの半分が浮き子への荷重として働き、その値は１．５ｇ（最大値）と見てほぼ誤差はない。
以上から、チューブ０．０５ｇ＋補助錘０．５ｇ＋遊動式錘１．２５ｇの合計＝１．８ｇが浮き子にかかる負荷となり、３．６２２ｇの浮力を持つ浮き子を半分以上浮かす条件を満たす。
実施例で使用した液体比重は０．５４３と軽いため浮き子の浮力もそれに比例して減少するが、水に近い比重の液体やより重い比重の液体の場合では、浮き子の容積をより小さく、若しくはチューブと遊動式錘の重量をより大きくできる等、条件面の有利性は向上する。また、気体を内部に通すチューブは液体比重が増えれば液体よりも軽くなり浮き子にマイナスの負荷を与えることになる。
比重０．１の球形の浮き子の直径変化と最大負荷荷重の関係を表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は液化ガスが充填されたガスボンベであって、ガスボンベを傾斜させたり逆さまにした状態で使用しても生ガスがでることがなく常にガスを正常に噴射することができ、また浮き子の体積を小さくして液化ガス充填率の向上も図ることができるものである。
よって、本発明は従来の問題点を一掃したガスボンベとして、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。
【図２】浮き子を示す断面図である。
【図３】浮き子とチューブと遊動式錘を示す正面図である。
【図４】遊動式錘を示す斜視図である。
【図５】正立状態における使用例を示す正面図である。
【図６】倒立状態における使用例を示す正面図である。
【図７】水平状態における使用例を示す正面図である。
【符号の説明】
１  ボンベ容器
２  バーナー本体
２ａ  バルブ
３  浮き子
４  ガス取入口
５  チューブ
６  遊動式錘
７  補助錘
【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】
2004346970.tif 000008
【図６】
2004346970.tif 000009
【図７】
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