JPH04505799A - 煙突なしストーブ、特に石油ストーブの動作を監視し且つ安全性を考慮して停止させる方法及びその方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 煙突なしストーブ、特に石油ストーブの動作を監視し且つ安全性を考慮して停止 させる方法及びその方法を実施するための装置本発明は、煙突なしストーブ、特 に石油ストーブの、バーナにより発生する火炎の高さが所定の範囲内にある通常 加熱状態の室内における動作のみならず、通常加熱状態以外の動作をも監視し且 つ安全性を考慮して停止させる方法であって、その所定の範囲の超過は光放射感 知により検出され、所定の範囲を上回ったとき又は下回ったときには、その都度 、対応する制御信号が発生して、電子制御回路に入力され、その結果、一方では 、通常加熱状態を再び回復させることができるが、また、他方では、所定の火炎 高さ範囲を外れたバーナの動作が所定の時間を越えて継続した場合には、警報信 号が発生し、相応する遅延時間の後にバーナは自動的に消火されるような方法に 関する。

本発明は、さらに、請求の範囲第１２項の前文に記載されているような、本発明 による方法を実施するための装置に関する。

煙突なしストーブ、特に石油ストーブが原因となって起こりつる室内空気の汚染 に関連する安全規定は、最近、欧州各国で厳しさを増しており、たとえば、一段 又は二段のバーナを具備する石油ストーブ（米国特許第４３９０００３号を参照 ）のようなこの種の煙突なしストーブの動作を厳重に監視し且つ安全性を考慮し て中止させることを要求している。

ストーブ用、特に石油ストーブ用の安全装置として知られているもの（ＰＣＴ− ＮＬ第８６１０００１０号）の場合、通常動作に入った後、バーナにより発生す る火炎が所定の範囲の外に出る事態及び／又はバーナヘッドやそれに付属する管 などの加熱手段の加熱量が余りに多くなる事態が起こり、そのために、ストーブ の望ましくない動作状態が生じることはありうる。公知の安全装置は、所定の火 炎高さ範囲の超過を検出して、対応する測定信号及び／又は制御信号を発生する センサ手段を有し、その信号は操作手段に供給され、操作手段は石油ストーブを 所望の動作状態に戻すか、又は消火する。一段バーナを具備する石油ストーブの 場合、公知の安全装置のセンサ手段は、石油ストーブの通常動作中の所定の火炎 高さ範囲の上限と、下限とにそれぞれ対応する２つの光センサスは熱放射を検出 する２つのセンサを育する。所定の火炎高さ範囲を越えた場合、光センサが発生 する測定信号に応答して、バーナの燈台の自動調整又は手操作による調整が行わ れ、また、所定の火炎高さ範囲を所定の時間を越えて継続して越えている場合に は、切換えレバーの降下によってバーナな強制的に消火することになる。

この公知の安全装置は火炎の高さを光放射の感知によって検出するという原理に のみ基づくもので、それ自体にいくつかの不確定要素を含んでいるので、最新の 安全性条件には不十分である。たとえば、バーナを始めからできる限り火炎を低 く保って動作させた場合、所定の火炎高さ範囲の下限に対応して！２置されてい る光センサはその火炎を全く検出しない。そこで、使用者がストーブを消し忘れ たなどの理由により、バーナが最も小さな火炎の状態で長時間にわたって燃焼す ると、最も低い火炎を光感知により検出することができないためにストーブは自 動的に消火されないので、室内空気中のＣＯ２含有量が許容しえないほど多くな ってしまう危険が生じる。

燈台の素材組織は例外なく不均一であるので、ストーブの通常加熱動作中、バー ナの火炎は短時間ではあるが、度々、所定の火炎高さ範囲の上限を越え、その場 合、公知の安全装置では、室内空気の最大許容ＣＯ２値にまだ全く達していない にもかかわらず、早すぎる時点でバーナが自動的に消える結果となる。公知の安 全装置を具備するストーブにおいては、そのように早い時点でバーナが消えてし まうと、バーナの高温の管が十分に冷却する時間が与えられないために、燈台の 素材の中に含まれている石油はバーナ管の熱放射によって強い臭気を発しながら 蒸発するので、激しい臭気とすすを発生するという問題を起こす。

室内で煙突なし石油ストーブが燃焼しており、換気が不十分である場合には〜Ｃ Ｏ２の濃度は高くなり、０２の濃度は低く　なる（ＣＨ，ｌ＋２０２　ＣＯ２＋ ２Ｈ２０）。ところが、酸素の欠乏は不完全燃焼を引き起こし、それに伴ってｃ ｏ及びＣＯ７の濃度が上がる。従って、Ｏ２濃度とＣＯ２又はｃｏの濃度との間 、また、ＣＯ２濃度とＣＯ濃度との間には直接の関係がある。ＣＯ２の濃度が高 べなければ、Ｃｏの濃度も高（なる。

たとえば、マイクロコンピュータと接続して空気洗浄装置又は換気装置の自動制 御に利用され、電気的抵抗変化を介してＣｏ、Ｈｚ及び料理により出るガス。

タバコの煙又は自動車の排気ガスの成分などの他のいくつかの気体状有機成分の 割合を検出するガスセンサも知られている（Ｆｉｇａｒｏ　Ｅｎｇ、ｌｎｃ、の ＴＧＳ８００型）。

医療の分野では、吸気装置の酸素補給を監視する目的で０２センサを使用するこ とが知られている（米国特許第４４９５０５１号）。この種のｏ２センサは、た とえば、鉛から成る陽極と、金製の酸素陰極と、弱酸性の電解液とを育する電池 として構成されている。陰極と陽極との間には抵抗器と、温度補償のためのサー ミスタとが接続しているので、鉛−酸素バッテリーの形態をとるこの電池は常に 放電している。

本発明の基礎を成す課題は、前述の欠点を回避し且つさらに厳しい安全条件を満 たすような冒頭に述べた種類の方法並びにその方法を実施するための１置を提供 することである。特に、石油ストーブの動作を監視し且つ安全性を考慮して中止 させるに当たり、火炎の高さを光放射感知によって検出するという方式に依存し なくとも済むように配慮すべきである。

本発明によれば、本発明の基礎を成す課題は、石油ストーブの内部におけるバー ナの排気ガス中の０２の割合をセンサにより検出し、それをバーナの排気ガス中 に含まれているＣ０２の割合を監視するための尺度として使用し且つ制御信号を 形成する電圧信号に変換し、バーナが所定の火炎高さ範囲を外れて動作している とき、通常加熱状態の回復並びに最も低い火炎高さのときの動作の監視のために センサによる０２検出値をプログラム制御の下に使用し、バーナの排気ガス中の ０．の割合が、それぞれ室内空気中の所定のＣＯ２の割合に対応している第１の 所定の０２の割合又はそれより小さい第２の所定の０２の割合となった場合には 、電子制御回路を介して、警報信号の発生並びに遅延時間をおいたバーナの自動 的な消火を起こさせることにより解決される。

本発明による方法の有利な発展形態は請求の範囲第２項〜第１１項から明らかで ある。

本発明による方法は、室内空気中に含まれているＣｏ２の割合を監視するための 尺度としてＣＯの割合をさらに使用することと、バーナの排気ガス中の０２又は Ｃｏの割合が室内空気中のＣＯ２の許容最大限の割合である０、８％に対応する 値に達したときには、警報信号を発生し且つバーナを自動的に消火させることに よりすぐれて有利なものとなる。

室内空気中のＯ，レベルが低すぎること又はｃｏ−ｃｏ、レベルが高すぎること を表す警報信号の放出後、たとえば９０秒を経て、バーナの自動消火が起こるの が好ましい。

本発明による方法を実施するための煙突なしストーブ、特に石油ストーブの本発 明による安全装置は、石油ストーブのハウジング内に、石油ストーブの通常加熱 状態を規定する所定の火炎高さ範囲の上限に対応して取付けられている光センサ を育するセンサ手段と、バッテリーと、そのバッテリーに接続し、所定の火炎高 さ範囲を越えたとき、手でも操作可能である爆心調整手段を光センサの測定信号 に対応して調整させる電子制御回路と、電子制御回路の時間制御手段にそれぞれ 結合しており、バーナが所定の火炎高さ範囲を外れて動作するときには、それぞ れ所定の時間にわたって時間的にずれて動作可能となる警報手段及び自動バーナ 消火手段とを具備している。本発明によれば、この安全装置は、センサ手段がマ イクロプロセッサと結合する。２センサをさらに有し、その０２センサは石油ス トーブのハウジングの内部の、ハウジングの下部領域に取付けられ且つ電子制御 回路を介して爆心調整手段、警報手段及びバーナの自動消火手段に接続しており 、バーナの排気ガス中の第１の所定のＯ２濃度と、それより低い第２の所定のＯ ２濃度になったとき、警報手段又はバーナの消火手段は機能状態に入るという点 ですぐれている。

電子回路の上にＣＯセンサをさらに設けることができ、その電子回路板は、石油 ストーブのハウジングの上部の一角で、バーナから放出された熱を戻射し且つ貫 通孔を有するシールドの背後にある保持部材に、熱反射シールドの貫通孔を通過 した最小限の排気ガス流れがＣＯセンサに当たるように配置されていると有利で ある。

本発明による方法及びそれを実施するための本発明による装置を採用すると、煙 突なしストーブ、特に石油ストーブの室内における動作な一公的な安全規定と比 べて−さらに厳しい安全パラメータの下で正確に監視し且つ安全性を考慮して中 止させることが可能である。特に、厳密なＣＯ２監視のためのバーナの火炎高さ の検出は不可欠ではなくなる。

たとえば、室内空気中の酸素の濃度が下がる七、火炎の高さも低くなる。すなわ ち、たとえば、二段バーナを備えた石油ストーブの場合、第２のバーナ段は機能 しなくなるので、ｃｏの放出が増Ｌ１その結果、室内空気中のｃｏ、の濃度は置 くなる。本発明による安全装置は石油ストーブのハウジング内部における酸素の 濃度を正確且つ直接に検出し、それにより、室内空気中のＣＯ２濃度の上昇を正 確に監視する。同時に、本発明による安全装置は既に石油ストーブのハウジング の内部にある高いＣＯ濃度を正確且つ直接に監視しようとし、その結果、石油ス トーブのバーナの最小火炎高さの厳密な監視を保証する。

本発明による安全装置は石油ストーブのハウジング内部におけるバーナの排気ガ ス中のＯ２濃度の測定を経て室内空気中のＣＯ２の濃度を検出し、その都度の０ ２ｓ度を電圧信号に変換する。目標値は、本発明による安全装置の場合は０゜８ ％に定められている室内空気中の最大許容ＣＯ７濃度に対応する電圧である。

室内空気中のＣＯ２濃度が０．８％（Ｔυ■による最大許容値は１％である）を 越えると、バーナは本発明による安全装置の消火装置により自動的に消火される 。すなわち、本発明による安全装置が与える安全規定は公的に定められている指 針よりかなり低い。

室内空気中の００２含有置の測定は１ｔ池として構成されるＯ、センサによって 行われるが、この０．センサは石油ストーブのハウジングにより保持された回路 板の上に配置されている。

Ｃ０２含有量の制御は次の方法過程に従うて行われる：１、石油ストーブの点火 後、センサ電圧を安定させる期間である、たとえば４分間のＣＯ２含有ｌの制御 の時間遅延。

２、一時的な障害を排除するための、たとえば３０秒間の警報遅延。

３、Ｎ内空気中のＣＯ−ＣＯ２含有量が高すぎることを表す最大９０秒間持続す る、たとえば３回の音から成る間欠的なブザー信号の発生。この時間の間に、ド ア又は窓をあけるなどの措置によって室内の風通しを良くして、Ｃｏ−ＣＯ２濃 度を下げることができる。

４．９０秒以内に室内の換気が改善されなかった場合には、電磁石の作用により 石油ストーブを消火。

非常な低温のときに動作した結果又は動作の寿命が尽きた結果として０２センサ が誤動作すると、３０　ｍ　Ｖ未満のセンサ出力電圧Ｕ、、、、、、が発生する が、この状態は、石油ストーブの消火から９０秒後、たとえば７回のピーピー音 から成る間欠的ブザー信号により表示される。

本発明による安全装置で使用される０２センサは次のような利点を育する：１、 寿命がきわめて長い（５〜１０年）。

２、ＣＯ２及び他の酸性成分を感知しない。

３、換気していない部屋の中での燃焼プロセスによって発生する０、の減少と、 Ｃｏ−ＣＯ２の増加との直接の関係が与えられているため、信頼性と精度が向上 したこと。

４．０２センサの警報電圧Ｕ、を確定できる。

５、ｗ１池として構成される０２センサは自己給電するので、石油ストーブの電 子制御回路の３■の直流電圧を維持することができる。

動作電圧υ。と、室内空気中の０．８％のＣｏ２含有量に対応する電圧との電圧 差はごくわずかであるということに注意するだけで良いであろう。後述の表１に 記載されている試験結果から明らかであるように、０２センサの警報電圧Ｕ。

は２ｍＶになる。従って、安定性及びＳ／Ｎ比を考慮すると共に、ｏ２センサが 温度変動を感知しないことを考慮すると、高品質で、ＬかもＵ、増幅定数に＝１ ００である演算増幅器が必要である。Ｃｏ２制御の精度は石油ストーブの電子制 御回路のハードウェアにおける電圧偏差と、０２センサの電圧偏差（ドリフト） によって決まる。本発明による安全装置の０２センサの１年を通しての平均電圧 偏差は２％である。

Ｏ，センサの出力信号が５０ｍＶの電圧を有すると仮定すれば、年間の電圧偏差 は１ミリボルトである。Ｕ、＝２ｍＶのとき、石油ストーブの製造時に電位差計 により一定に設定された動作電圧Ｕ。は、１年を通して、ＣＯ２制御の高い信頼 性を与える。

検査期間中、毎日の動作電圧Ｕ０の変動はわずかである。０２センサを具備する 石油ストーブを風通しの良い部屋の中で点火すると、温度の影響によつて、セン サ電圧Ｕ、、、、。７は９０分の間に約２ｍＶに上がる。

本発明による安全装置の制御システムにはマイクロプロセッサを組み込んである ので、先に挙げた問題点に対処することができる。室内の換気が悪いためにセン サ電圧が低下するのに先立って、石油ストーブのバーナの点火プロセスごとに、 動作電圧Ｕ０をマイクロプロセッサによって最大電圧値として確定することがで きる。センサ電圧を４分おきに検出し、先の電圧値と比較する。動作電圧Ｕ０の 確定後、センサの警報電圧Ｕ、はＬｌ、＝Ｕ０−ΔＵ′、の式に従って得られる 。

表　１ （ＫＥ−５０型の０２センサを本発明による安全装置の電子制御回路のマイクロ プロセッサと結合した場合に０．センサにより得られた試験結果の分析）試験番 号 Ｔｅ５ｔ　ｕｏｌｌｏ、８％　Δｕｏ、ａｘ　ｕ、　Δ”Ｊ＠　ＣＯ２Ｔ＋＊ｅ ｍｏｒ独　１粒Ｌ　１畦Ｌ　１畦Ｌ　工畦Ｌ　工１Σ　％をニー＋　４５．７０ 　４３．８３　＋、８７　４３．７１　１．９９　０，８７５　＋７−３７２　 ４５．５２　−　−　４３，３９　２，１３　０．７７　２９−４５３　４６． ５８　４４，５２　２．Ｏ８４４，５２２，Ｏ８Ｏ，８０９−２４４４８，８５ −−４４，９５１，９００，７２５８−２１５４６ｆ３７　−　−　４４，７０ 　１，９７　０．７５　１３−２５８　４７．５５　４５．＋　２．４５　４４ ．１８　３，３９　１，１８　３−２５７　４５．３９　４４．０　＋、３９　 ４３．８３　１．５６　１．０９　−８　４７．２３　４５，２　２．０３　４ ４．８５　２，３８　０，９３　３−２１９　４５．８０　４４．６　＋、２０ 　４４．２８　１．５２　１．１３　−１０　４５．５２　４４．１　１．４２ 　４３．９０　１，８２　０．８４　−１１　４５．７８　４４．１７　１，５ ９　４４，１２　１．８４　０，８４５　−平均値 １１ｉｔｔｅ１ｗｅｒｔ：　１．７５　２，０１　０，９０３試験番号 Ｔｅ５ｔ　ＵｏＵＯ，８％　ｕｏ、５ｘＮｒ。

７ａ　４５．３Ｂ　４２，８４　２．５２９ｍ　４４．９７　４２．７０　２． ２７１０ｍ　４５．４＋　４３，４０　２．０１バーナが点火するたびに、それ に続いて動作電圧Ｕ。を確定することにより、ＣＯ２制御に対する電圧ドリフト の影響を排除するという利点が得られる。しかしながら、バーナが消えた後も、 風通しの悪い部屋の中でＣＯ２レベルが高すぎるために室内の換気が改良されず 、部屋のＣ０２含有置はまだきわめて多いにもかかわらず、不注意にも石油スト ーブを再び点火してしまったような状況の下では問題が起こる。それに対応する センサ電圧は換気の良い室内状態における電圧からは外れているが、この場合に はその電圧が誤って動作電圧Ｕ０として使用されるであろう。その結果、ＣＯ２ レベルが高いままで消火すると、石油ストーブが点火されるたびに動作電圧は必 然的に一層高くなるであろう。

この問題は、室内空気中のＣＯ２レベルが高いためにバーナが消火されたという 場合について動作電圧Ｕ。を４５分間にわたり一定に設定することにより解決さ れる。この時間中に再びバーナが点火されると、一定に設定されている動作電圧 Ｕ。をＣＯ２制御に使用することになる。４５分の時間の後に、ＣＯ２レベルは 再び通常の状態をとると仮定すれば、動作電圧Ｕ０は先に説明した方法により再 び確定される。

バーナの火炎が所定の火炎高さ範囲を越えた場合、すす又は臭気を発生する可能 性があると共に、火災のおそれもある。本発明による安全装置の光センサは最大 許容火炎高さに対応して、石油ストーブの燃焼室に隣接する適切な高さの位置に 配置されており、本発明による安全装置の電子制御回路と共動して、１、一時的 な障害を排除するために、たとえば３秒間の時間遅延を発生させる。

２、バーナの所定の火炎高さ範囲の上限を越えた場合に間欠的な音響警報（たと えば、５回の音）を発生させる。及び３、警報信号の発信後、たとえば６０秒を 経ても、火炎の高さが所定の火炎高さ範囲に戻されなかった場合にはバーナを自 動的に消火する。

などの必要な制御機能を実行する。

バーナの火炎が高すぎる状態で石油ストーブが稼働しているときに室内の換気が 不十分であると、酸素不足が発生し、その結果、不完全燃焼を起こして、室内空 気中のｃｏ−ｃｏ２濃度は高くなるので、バーナの火炎が許容しえないほど高い 状態で動作しているときには、光センサによる監視に加えて、本発明による安全 装置の０２センサを介してさらに監視を行う。

バーナを自動的に消火するときには、従来の安全装置を具備する石油ストーブで 起こるような煙及びそれに関連する臭気の発生を防止することが大切である。

本発明による方法及び本発明による安全装置は、バーナの自動消火についてほぼ 臭気を阻止する方式で保証する。

本発明による安全装置は、次のような方法過程の経過を経て、臭気を阻止したバ ーナの自動消火を可能にする：バーナの爆心調整手段の調整ツマミを火炎が非常 に低くなるように設定する。調整の正否は、色付きのマークと、たとえば３秒間 の間欠的音響信号とにより表示される。爆心調整手段をこのように調整したとき 、臭気を発生させる成分の放出を少なくするために、バーナはさらに、たとえば ４分間はど燃える。この時間のうちに加熱管とバーナヘッドは十分に冷却するこ とができるのである。次に、消火手段の電磁石が励磁されて、バーナを臭気の発 生を最小限に抑えた上で消火する。ただし、バーナの爆心調整手段の調整ツマミ を利用して爆心を回し、高く引き出すことにより、冷却プロセスをいつでも終了 させることができる。

本発明による安全装置には、たとえば、点火コイル、マイクロプロセッサを含む 電子制御回路、ＣＯセンサの発熱素子などの石油ストーブの電流需要部品の全て に給電するための交換可能なバッテリーセットが組み込まれている。

爆心調整手段を時計回りに回転させると、メインスイッチが作動して、電子回路 を閉成させる。まず、バッテリー検査が実行される。バッテリーの電圧Ｕｂが２ ．３Ｖより低ければ、点火は不可能であり、バッテリーを交換しなければならな いことを表す持続するブザー信号が、たとえば３０秒間鳴る。３０秒後、警報信 号は途切れ、石油ストーブの加熱開始プロセス又は加熱プロセスは電磁石の作動 により中止され、電磁石は爆心を元に戻す。

バッテリーの電圧が正規の範囲内にある場合には、点火は可能であり、たとえば １５秒以内に点火を行わなければならない。１５秒を過ぎても点火が行われない と、たとえば９０秒の長さの間欠的ブザー信号が鳴るが、その間に石油ストーブ を点火することは可能である。９０秒たっても点火が行われていなければ、石油 ストーブの点火は電磁石の作用により元の状態に戻される。

点火が成功した後は周期的な監視サイクルに入り、このサイクルの進行中に、バ ッテリー電圧を先に説明した通りに検査すると共に、石油ストーブの加熱開始プ ロセスの開始から４分後に、火炎高さと、排気ガス中のＣＯ２含有量の制御を実 行する。

本発明による安全装置においては、マイクロプロセッサの必要な周波数が電子制 御回路の電流消費量Ｉを比較的少なく設定させることが有利であることが判明し ている。マイクロプロセッサは０．５ＭＨｚから５　ＭＨｚで十分に動作する。

ｆ＝０、５　ＭＨｚのとき、設定によれば、■は２．５ｍＡに等しい。！＝５Ｍ ＨｚのときにはＩ＝３０ｍＡである。ｆ＝０．５！１ＩＨｚのとき、マイクロプ ロセッサはｆ＝５ＭＨｚのときより動作の点で劣るが、マイクロプロセッサをこ のように適用する場合には、このことは重要ではない。

最後に、本発明による安全装置が、石油ストーブのハウジングの中に配置されて 、バッテリーの故障時又はバッテリーがバッテリーケースの中に誤りで挿入され たときにバーナの点火手段又は爆心調整手段が機能状態に入るのを阻止する機構 を育することは重要である。

燃料の液面高さの検査は、燃料タンクの底部で従来の回路により継続的に行われ る。燃料の液面が低すぎるときには、たとえば３分の長さにわたり、底部の点滅 光と共に間欠的なブザー信号が発生される。この状態で燃料タンクの底部にある 燃料は、バーナを約３０分間燃焼させるのに十分である。

次に、添付の図面を参照して本発明による方法及びそれを実施するための本発明 による装置を説明する。図面中： 図１は、安全装置を具備する石油ストーブの概略断面図、図２は、図１に示す石 油ストーブの斜視図、図３は、０２センサの動作電圧Ｕ０の確定を明確に示す図 表、図４は、時間の経過に伴う室内空気の酸素含有量とＣｏ−Ｃｏ２ｍ度との関 係を明確に示す図表、 図５は、石油ストーブの動作を監視し且つ安全性を考慮して停止させる方法を明 確に示すブロック線図、 図６ａ及びＩＫ６ｂは、バッテリーの故障時又はバッテリーをバッテリーケース に正しく挿入しなかったときにバーナの点火又は爆心調整手段の調整を阻止する 本発明による安全装置の機構の２つの実施形態の斜視図である。

図１及び図２から明らかである石油ストーブ１はハウジング２を有し、ハウジン グの中央部には爆心調整手段３を育するバーナ４が配置されており、このバーナ は一段又は二段の構成とすることができ、また、燃焼室５を形成し、一部に穴が おいている上部の開いたバーナハウジング６を有する。バーナハウジング６と、 図１では左側に位置する石油ストーブｌのハウジング２の背面７との間には、下 方へ垂直に延出する熱反射シールド８が保持されており、このシールドは、石油 ストーブ１のハウジング２の上面９の付近に、バーナ４のバーナハウジング６か ら上方へ流出する排気ガス（矢印Ａ）の一部分が流通する貫通孔１０を有する０ ハウジング２の底面に固定された垂直保持部材１２の、ハウジング２の下部領域 には、電池として構成された０２センサ１３が取り付けられ、０２センサ１３は 電子制御回路１４のマイクロプロセッサに結合している。熱反射シールド８の下 方の、図１ではハウジング２の左上角では、ＣＯ監視用回路板１５の上に、熱反 射シールド８の貫通孔１０を流通する排気ガスの一部が当たるように、Ｃｏセン サＩＩが取り付けられている。回路板１５は安全装置の電子制御回路１４と接続 しているが、電子制御回路１４は警報信号手段（図示せず）及びバーナ４の自動 消火手段１６とも接続している。バーナ４の火炎１８の高さとしてあらかじめ定 められた領域の上方境界線１７に対応する位置にある光センサ１９は、熱反射シ ールド８の前後に、火炎１８が所定の火炎高さ領域の上方境界線１７を越えたこ とを検出するように配置されている。この光センサ１９は電子制御回路１４に接 続している。火炎１８が所定の火炎高さ領域の上方境界線１７を越えたときに光 センサ１９がそれを検出すると、光センサは測定信号を発生し、その測定信号は 電子制御回路１４７こ入力され、それにより、音響警報信号が発生される。その 場合、石油ストーブＩを使用している人は９０秒以内に爆心調整手段１３を操作 し、バーナ４の火炎１８の高さをバーナ４の通常加熱状態に対応する所定の火炎 高さ領域まで再び戻さなければならない。この復旧を上記の９０秒以内に行わな いと、電子制御回路１４を介して消火手段１６が動作して、バーナ４を自動的に 消火する。

石油ストーブ１を風通しの良い部屋の中に設置した場合、安全装置の０２センサ Ｉ３の電圧Ｕ、、、、、、は９０分の間に温度の影響によつて約２ｍＶまで上が る。石油ストーブ１の稼働中、０２センサ１３はハウジング２内の空気の０２含 有量を検出し続け、それを対応する電圧信号に変換し続ける。Ｏ７の減少とＣｏ ２の増加との間には直接の関係があるため、０２の割合を表示する電圧信号は室 内空気のその都度のＣＯ２の割合を示す尺度でもある。図３から明らかなように 、バーナ４の点火後、０２センサ１３の動作電圧Ｕ、は、室内の換気が悪いため にセンサ電圧Ｕ、、、、。、が下がるまでは、電子制御回路１４のマイクロプロ セッサの働きによって最大電圧値として確定される。図３に示す通り、センサ電 圧Ｕ、、、、。、を４分おきに測定して、先の電圧値と比較する。図３では、Ｕ 、はセンサ電圧Ｕ、。

１．。、が室内の換気が悪いために下がる前の最大電圧である（ＵｓはＵ４より 小さいことを参照）。従って、Ｕ、＝ＵＯということになる。そこで、０．セン サ１３の警報電圧Ｕ、は、動作電圧の確定に応じて、ｕ、＝ｕ０−ｕ、’　とな る。０２センサス３が検出した酸素の割合が警報電圧Ｕ、の電圧値と一致すれば 、警報信号が発生される。室内の換気が９０秒以内に改善されない場合には％０ ２含有量はさらに減少してゆき、警報電圧Ｕ、より低いセンサ電圧値Ｕ１．。、 。−が０２センサ１３から供給されると、自動消火手段１６を形成する電磁石の 作用によって石油ストーブの火は消える。

石油ストーブ１の動作中、ハウジング２内のバーナ４の排気ガス（矢印Ａ）のＣ Ｏの割合をＣＯセンサＩＩによって検出し続けることもでき、測定されたＣＯ濃 度をＣＯ監視の電子回路により対応する電圧に変換し続けることが可能である。

ＣＯ濃度は、同時に、室内の空気に含まれているＣＯ２の濃度を表す尺度として も使用できる。図４による図表には、石油ストーブｌの稼働時間が経るにつれて のＣＯ及びＣ０２の百分率濃度と、室内空気中の酸素の百分率濃度との関係を示 す。図かられかるように、０２の減少とＣＯ２の増加とに直接の関係があること によって、ＣＯ２及びＣＯの増加の従属性を取り入れると、０２の減少とＣＯの 減少との間にも相応する関係が成立している。

図５のブロック線図は、室内における石油ストーブの通常加熱状態時並びに異常 加熱状態時の動作を監視し且つ安全性を考慮して停止させる方法の個々のステッ プを明確に示し、参照する個々のブロックに示されている記号や見出しは個々の 方法措置の機能上の関連を明示するものである。

図６ａ及び図６ｂからは安全装置の機構の２つの実施形態が明らかであるが、バ ッテリー２０の故障の場合又はバッテリー２０をバッテリーケース２１に誤って 挿入した場合には、この機構によりバーナ４の点火手段の点火が阻止されるか又 は爆心調整手段３の調整が阻止され、その結果、マツチで爆心に火をつけること ができなくなる。

この機構は、バッテリーが正しく挿入されているとき、すなわち、バッテリーが バッテリーケース２１内でセンサプレート２３に当接しているときには圧縮状態 にある機能ばね２２を有し、図６ａによれば一端が振動（たとえば、地震をも含 む）に応答する安全装置！！２６のレリーズプレート２５と結合し、他端はセン サプレート２３と結合しているレリーズワイヤ２４はゆるんでいるので、バーナ ４に点火することができる。バッテリー２０をバッテリーケース２１から取り出 すか又はバッテリーがセンサプレート２３に正しく当接していない場合には、セ ンサブレートは圧縮した機能ばね２２により前方へ押し出され、その結果、レリ ーズワイヤ２４が張り、レリーズプレート２５が動かされるので、安全装置２６ は機能し始め、点火を阻止するか又は爆心の調整を阻止する。すなわち、バーナ ４の消火を行うのである。図６ｂによる実施形態においては、安全装置２６のレ リーズプレート２５の代わりに、レリーズワイヤ２４の一端と結合する係止レバ ー２７を使用しており、機能ばね２２が動いたとき、レリーズワイヤは係止レバ ー２７を機能させ、その結果、安全装置！２６は解放される。

手続補正書（方式） 平成４年７月６日

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．煙突なしストーブ、特に石油ストーブの、バーナにより発生する火炎の高さ が所定の範囲内にある通常加熱状態の室内における動作のみならず、通常加熱状 態以外の動作をも監視し且つ安全性を考慮して停止させる方法であって、前記所 定の範囲の超過は光放射感知により検出され、所定の範囲を上回ったとき又は下 回ったときには、その都度、対応する制御信号が発生して、電子制御回路に入力 され、その結果、一方では、通重加熱状態を再び回復させることができるが、ま た、他方では、所定の火炎高さ範囲を外れたバーナの動作が所定の期間を越えて 継続した場合には、警報信号が発生し、相応する遅延時間の後にバーナは自動的 に消火きれるような方法において、石油ストーブの内部におけるバーナの排気ガ ス中のＯ２の割合をセンサにより検出し、それをバーナの排気ガス中に含まれて いるＣＯ２の割合を監視するための尺度として使用し且つ制御信号を形成する電 圧信号に変換し、バーナが所定の火炎高さ範囲を外れて動作しているとき、通常 加熱状態の回復並びに最も低い火炎高さのときの動作の監視のためにセンサによ るＯ２検出値をプログラム制御の下に使用し、バーナの排気ガス中のＯ２の割合 が、それぞれ室内空気中の所定のＣＯ２の割合に対応している第１の所定のＯ２ の割合又はそれより小さい第２の所定のＯ２の割合となった場合には、電子制御 回路を介して、警報信号の発生並びに遅延時間をおいたバーナの自動的な消火を 起こさせることを特徴とする方法。
2. ２．バーナの排気ガス中に含まれているＣ０２の割合を監視するための尺度とし てＣＯの割合をさらに使用することと、バーナの排気ガス中のＯ２又はＣＯの割 合が室内空気中のＣＯ２の許容最大限の割合であるＯ．８％に対応する値に達し たときには、警報信号を発生し且つバーナを自動的に消火させることを特徴とす る請求項１記載の方法。
3. ３．バーナの排気ガス中のＯ２レベルが低すぎること又はＣＯ／ＣＯ２レベルが 高すぎることを表わす警報信号の放出後、９０秒を経て、バーナの自動消火が起 こることを特徴とする請求項１及び２記載の方法。
4. ４．バーナが消火されているとき、バーナの動作電圧Ｕ。は所定の時間にわたり 一定に調整されることを特徴とする請求項１から３記載の方法。
5. ５．室内空気中のＣＯ２レベルが高すぎるためにバーナが消火されたとき、動作 電圧は４５分間にわたり一定に調整されることを特徴とする請求項４記載の方法 。
6. ６．Ｏ，センサの電圧を周期的に検出して、先のセンサ電圧の植と比較すること を特徴とする請求項１記載の方法。
7. ７．Ｏ２センサの電圧の検出を４分おきに実行することを特徴とする請求項６記 載の方法。
8. ８．電子制御回路はバッテリーにより給電され、バッテリー電圧の所定の植Ｕ。 の維持は自動的に検査され、バッテリー電圧の所定の値Ｕ。を下回ったときには 、バーナの点火を阻止すると共にバッテリー交換が必要であることを表す警報信 号を発生するか、あるいは、所定の時間にわたり警報信号を発生すると共に石油 ストーブの加熱開始ブロャス又は加熱プロセスを自動的に遮断することを特徴と する請求項１記載の方法。
9. ９．電子制御回路のバッテリー給電回路が故障したときは、バーナの点火を自動 的に阻止することを特徴とする請求項１及び８記載の方法。
10. １０．バーナの点火の自動的な阻止は機械的に行われることを特徴とする請求項 ９記載の方法。
11. １１．電子制御回路は燃料の液面の検査を継続的に実行し、所定の液面高さを下 回ったときには間欠性信号が自動的に発生されることを特徴とする請求項１記載 の方法。
12. １２．石油ストーブのハウジング内に、石油ストーブの通常加熱状態を規定する 所定の火炎高さ範囲の上限に対応して取付けられている光センサを有するセンサ 手段と、バッテリーと、そのバッテリーに接続し、所定の火炎高さ範囲を越えた とき、手でも操作可能であるバーナの燈心調整手段を光センサの測定信号に対応 して調整させる電子制御回路と、振動安定装置と、電子制御回路の時間制御手段 にそれぞれ結合しており、バーナが所定の火炎高さ範囲を外れて動作するときに は、それぞれ所定の時間にわたって時間的にずれて動作可能となる警報手段及び 自動バーナ消火手段とを具備する請求項１から１１記載の方法を実施するための 安全装置において、センサ手段は、マイクロプロセッサと結合するＯ２センサ（ １１）をさらに有し、Ｏ２センサは石油ストーブ（１）のハウジング（２）の内 部の、ハウジングの下部領域に取付けられ且つ電子制御回路（１４）を介して燈 心調整手段（３）、警報手段及びバーナ（４）の消火手段（１６）に接続してお り、バーナ（４）の排気ガス中の第１の所定のＯ２濃度と、それより低い第２の 所定のＯ２濃度になったとき、警報手段又はバーナ（４）の自動消火手段（１６ ）は機能状態に入ることを特徴とする装置。
13. １３．電子回路板（１５）の上にＣＯセンサ（１１）がさらに設けられており、 その電子回路板は、石油ストーブ（１）のハウジング（２）の上部の一角で、バ ーナ（４）から放出された熱を反射し且つ貫通孔（１０）を有するシールド（８ ）の背後にある保持部材に、熱反射シールド（８）の貫通孔（１０）を通過した 最小限の排気ガス流れ（Ａ）がＣＯセンサ（１１）に当たるように配置されてい ることを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. １４．振動に応答する安全装置（２６）と結合する機構（２２，２４）を具備し 、バッテリーの故障時又はバッテリーがバッテリーケース（２１）に正しく挿入 されていないときには、その機構はバーナ（４）の点火手段の操作を阻止するか 、又は燈心調整手段（３）を燈心を手操作では点火できない基本位置に係止する ことを特徴とする請求項１２記載の装置。
15. １５．機構（２２，２４）は、バッテリーケース（２１）のセンサプレート（２ ３）に係合し、機構（２２，２４）の静止状態では圧縮している機能ばね（２２ ）と、一端がセンサプレート（２３）と結合し、他端は安全装置（２６）のレリ ーズプレート（２５）と結合しており、機構（２２，２４）の静止状態ではゆる んでいるレリーズワイヤ（２４）とを有することと、バッテリー（２０）の故障 時又はバッテリーの挿入が正しくないときには、センサプレート（２３）は動作 状態となった機構（２２，２４）の機能ばね（２２）によってレリーズワイヤ（ ２４）を張るようにバッテリーケース（２１）内で摺動して、安全装置（２６） のレリーズプレート（２５）を機能させることを特徴とする請求項１４記載の装 置。
16. １６．安全装置（２６）のレリーズプレート（２５）の代わりに旋回自在の係止 レバー（２７）を使用することを特徴とする請求項１５記載の装置。