灯油ランタンのしくみ(現在編集中)

 灯油やランプオイルなどの液体燃料を使い、明かりを灯す「ランタン」には大きく分けて2種類あります。
 ひとつは燃料タンクに圧力をかけ、灯油をガス状にして眩しい光を放つ「加圧式ランタン」、そしてWick(芯)を使用し、燃料を吸い上げ炎を灯す「ランプ」があります。
 また、持ち運びができ、風にも強い屋外専用のものをランタン、据え置き型のインテリア専用のものをランプと呼び分けるようです。
 以上のことからフュアーハンドランタンは、非圧力式のランタンということになります。

加圧式(圧力式)ランタンとは?

マントルの発明

 アウアー・ウェルスバッハは1885年、トリウム溶液に浸した綿糸を、バーナーの炎にかざすと、白く輝くことを発見。より研究を重ねた後、トリウムとセリウム硝酸塩の混合液に浸すと、より発光力が増すことがわかりました。ガスの裸火にかぶせることにより、その明るさを6倍にしてしまうのです。「マントル」は火をつけると、編み込まれた綿は燃え尽き、トリウムとセリウムの固い酸化物が残ります。もろい物ですが、この発明は革命的で、特に街燈照明の分野で世界中の至る所で使用されることとなりました。

灯油ランタンの発明

 まもなく、簡単に持ち運べるように、液体燃料を使用するアイデアが出され、 19世紀の終わりには、アルコールと灯油を使った灯器が開発されました。燃料タンクを加圧し、液体燃料をうまく加熱・蒸発させ、ガス状の燃料を作り出すというものです。これらは「加圧式ランタン(Pressure Lantern)」と呼ばれ、ウィリス&ベイツ社が発明した「VAPALUX(ヴェイパラックス)」は現在も残る数少ない灯油ランタンのひとつです。

灯油ランタンのしくみ(ヴェイパラックス)

 ではその「ヴェイパラックス」ランタンを例に説明致しましょう。簡単に言えば、液体の灯油を気化させ、空気と混合させた燃えやすいガスを作りだす装置と思ってください。
(加圧)燃料タンクは、手動ポンプにより圧縮され加圧されます。この圧力は、気化器(ヴァポライザーもしくはジェネレーターと呼ぶ)へ液体灯油を押し上げるのに用いられます。
(予熱)マントルに火をつける前に、まずはヴァポライザーの中で液体灯油をガス状にしなければなりません。そのため、予熱カップに注いだアルコールを燃やしヴァポライザーを十分に熱します。これを予熱(プレヒート)と呼びます。
(燃料の気化)一度、ガス化した灯油に火がつくと、マントルから吹き出す熱によって、ヴァポライザー内の液体灯油は常に気化され続けます。液体灯油はほぼ250℃(480°F)で沸騰し蒸発します。ガス状になった灯油は、温度を高めながら、ほとんど音速に近い速度でヴァポライザー上部のニップルから吹き出します。
(空気との混合〜燃焼)圧縮されたガス状の灯油は一気に膨張しながら、バーナー内の小さな空間で、エアーボタンから吸い込まれた空気と混ざりあいます。完全に混合されたクリーンなガスはバーナー下部のノズルから吹き出し、燃焼しながらマントルにぶつかり、白いまぶしい輝きを生みます。
 この基本的な仕組みは、ペトロマックスやコールマン等全ての加圧式ランタンに共通です。これをご理解いただければ、ランタンのメンテナンスに大いに役立つかと思います。

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ランプの燃えるしくみ(フュアーハンドランタン)

灯油は灯り(明かり)に最適

 誰でも一度は使ったことのあるアルコールランプ。燃料である「アルコール」は常温でも気化しやすいので極シンプルな構造でも安定して燃えますが、炎が青いために灯りには向きません。これから例に挙げるフュアーハンドランタンは気化しにくい安全な灯油を用い、安定した炎を灯します。

毛細管現象

 毛細管現象によって液体燃料は芯を伝って上部へと登っていきます。アルコールランプの場合ほとんど芯が燃えることはありませんが、灯油やランプ用オイルの場合は点火時・消火時にわずかづつですが炭化していきます。

フュアーハンドランタンの特徴

 左の図は1833年にBruno Nier氏が申請した特許、Hot and Cold Blast テクノロジーです。
1. 芯が装着されたタンク上部のバーナー(チャンバー)には、常に外部からのクリーンな空気が供給されます。
2. トップフード上部・下部からも取り込まれたクリーンな空気は、炎の熱により上部で暖められます。
3. 穏やかに暖められた空気は2本のフレーム内の空洞を通り、二重構造のタンク内へ降りていきます。
4. 暖かい空気は燃料をじんわり暖めながらバーナーへと出て行き、炎に注がれます。
 この空気の循環が、寒い冬場でも安定した燃焼とほのかな揺らぎを持続し続けるのです。

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