JPH0517314U - 暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池交換、充電等を不必要とした燃焼部の昇
降機構を備え、自動的に正常な燃焼状態に維持できる暖
房装置を提供する。 【構成】 燃料を燃焼させる燃焼部１１と、この燃焼部
１１を昇降させる昇降機構１３と、燃焼温度に応じた起
電力を発生する熱発電素子１７と、熱発電素子１７から
の起電力に基づいて上記昇降機構１３を制御する制御部
４０と、を備えるとともに、上記昇降機構１３は、上記
熱発電素子１７の起電力により充電される蓄電池１５を
含む。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば石油ストーブ等の電源コードレス型の暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、電源コードレス型の暖房装置、例えば石油ストーブは、これを概略説明 すると、図３に示すように、燃焼部１１１と、燃料としての灯油を貯蔵するオイ ルタンク１１２と、燃焼部を昇降させる昇降機構１１３と、から構成されている 。すなわち、石油ストーブは、オイルタンク１１２から灯油を燃焼部（芯）１１ １に導き、昇降機構１１３によりこの燃焼部１１１を所定の高さに上昇させ、蓄 電池と接続されたニクロム線等の発熱体によりこの灯油を着火して燃焼させるも のである。そして、この燃焼部１１１を下げると空気の供給が制限されて、つい には消火されるとともに、燃焼部１１１を上げるとより高温で燃焼することとな る。

【０００３】 そして、昇降機構１１３は、燃焼部１１１の昇降用直流モータ１１４と、この モータ１１４の電源である乾電池（一次電池）１１５と、モータ１１４と乾電池 １１５とを接続するリード線に介装されたスイッチ１１６と、燃焼部１１１の支 持台１２０と、から構成されている。なお、この支持台１２０の歯はモータ１１ ４の回転軸の歯と噛み合っている。

【０００４】 したがって、スイッチ１１６がＡ側に閉じられると、乾電池１１５からモータ １１４へ電圧（＋Ｖ）が印加され、モータ１１４の回転軸が右回りに回転する。 この結果、支持台１２０が上に動き、燃焼部１１１は所定の高さまで上昇する。 所定高さの着火位置に達すると、スイッチ１１６が開かれ、モータ１１４の回転 軸の回転が止まり、燃焼部１１１が所定の高さ位置で止まる。

【０００５】 また、スイッチ１１６がＢ側に閉じられると、乾電池１１５からモータ１１４ へ電圧（−Ｖ）が印加され、モータ１１４の回転軸が左回りに回転する。この結 果、燃焼部１１１は初期の高さまで下降し、スイッチ１１６が開かれ、モータ１ １４の回転軸の回転が止まり、燃焼部１１１が初期の高さ位置で止まる。したが って、この初期の位置では燃焼部１１１への空気の供給が停止され、灯油の燃焼 が止まる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の暖房装置にあっては、燃焼部の昇降機構の電 源として使用した乾電池に寿命があるため、この乾電池を頻繁に交換する必要が あった。また、電源として乾電池に替えて蓄電池を使用することも考えられるが 、その充電作業が面倒である。また、着火時と安定燃焼時との相違、または、灯 油残量の多少、による燃焼状態の変化のために、過剰燃焼による温度の異常上昇 または不完全燃焼が起こり、危険であるという課題があった。

【０００７】 そこで、本考案は、電池交換、充電等を不必要とした燃焼部の昇降機構を備え 、自動的に正常な燃焼状態に維持できる暖房装置を提供することを、その目的と している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の暖房装置においては、燃料を燃焼させる 燃焼部と、この燃焼部を昇降させる昇降機構と、を備えた暖房装置において、燃 焼温度に応じた起電力を発生する熱発電素子と、熱発電素子からの起電力に基づ いて上記昇降機構を制御する制御手段と、を備えるとともに、上記昇降機構は、 上記熱発電素子の起電力により充電される蓄電池を含む暖房装置である。

【０００９】

【作用】

本考案によれば、燃焼部から発生する熱を利用し、熱発電素子により熱起電力 が発生する。蓄電池はこの熱起電力により充電される。したがって、昇降機構で はこの蓄電池を電源として燃焼部を昇降することができる。さらに、上記熱発電 素子の熱起電力は燃焼温度の変化に対応しているので、この熱起電力を用いて燃 焼温度を検出し、上記昇降機構を制御することにより、正常な燃焼状態を保持で きる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案に係る暖房装置の一実施例について、図１および図２を参照して 説明する。

【００１１】 図１に示す暖房装置、例えば電源コードレス型の石油ストーブは、灯油に浸さ れた芯等により構成される燃焼部１１と、その灯油を貯蔵するオイルタンク１２ と、この燃焼部１１の燃焼温度に応じた起電力を発生する熱発電素子１７と、燃 焼部１１を昇降させる昇降機構１３と、昇降機構１３の昇降を制御する制御部４ ０と、から構成されている。すなわち、オイルタンク１２から灯油を燃焼部１１ に導き、制御部４０で昇降機構１３を働かせ、この昇降機構１３により燃焼部１ １を所定の高さまで上昇させ、例えばマッチの炎によりこの灯油に着火して燃焼 させる構成である。また、燃焼部１１はこの着火位置から上昇することにより空 気の供給が増大し、この着火位置から下降することにより空気の供給が減少する 構成である。所定の高さ位置まで燃焼部１１が下降すると、空気の供給が断たれ て消火する構成である。また、熱発電素子１７は、燃焼部１１の温度変化を検知 して、この温度変化に応じた熱起電力を発生するものである。

【００１２】 この昇降機構１３は、外面に歯が刻設され、燃焼部１１を支持する支持台２０ と、この支持台２０の歯に噛み合う歯車２１と、この歯車２１がその出力軸に固 定された昇降用モータ１４と、を有している。このモータ１４は電源である蓄電 池（二次電池）１５とリード線により接続され、このリード線には接点４１，４ ２が介装されている。

【００１３】 また、制御部４０は、マイコン４３と、スイッチ１６と、燃焼部１１に近接し て配設されたＣＯセンサ４４と、表示回路４５と、から構成されている。

【００１４】 このマイコン４３は、周知のＩ／Ｏ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを有して構成さ れている。スイッチ１６は、燃焼部１１での灯油の燃焼状態および消火を操作す るためのものである。このマイコン４３には、スイッチ１６の状態、熱発電素子 １７の熱起電力、および、ＣＯセンサ４４の検出値が入力される。また、マイコ ン４３はこれらの入力信号に基づいて燃焼部１１の燃焼温度等を判断し、上記接 点４１，４２を閉じることにより、モータ１４に蓄電池１５の電圧を印加させ、 昇降機構１３を働かせるものである。また、マイコン４３は、燃焼状態等を示す 信号を表示回路４５に出力するものである。ＣＯセンサ４４は、燃焼部１１の一 酸化炭素の濃度を検出し、マイコン４３へ出力するものである。表示回路４５は 、灯油の燃焼温度および状態を表示するものである。例えば、この燃焼温度は発 光ダイオード等を使用して複数レベル１〜５のデジタル信号で表示され、燃焼状 態は一酸化炭素の検出の有無によりランプまたはＬＥＤのオン／オフとして表示 される。

【００１５】 上記熱発電素子１７が発生した熱起電力は、その出力側の一方の端子からダイ オード１９を介して蓄電池１５の正極に、他方の端子は、蓄電池１５の負極にそ れぞれ接続されている。このダイオード１９は、蓄電池１５から熱発電素子１７ への逆流を防止するためのものである。

【００１６】 なお、上記基板２１に替えて、バルクの積層熱発電素子を用いても同様な動作 を行い得る。また、基板２１における熱電対パターンは、銅−コンスタンタン、 クロメル−アルメルなどの一般的な熱電対材料で形成してもよい。

【００１７】 図２に示すように、上記熱発電素子１７は、熱電対パターンを被着した絶縁性 の矩形の基板２１を複数層積層したものである。この熱電対パターンは、略長方 形形状に基板２１上に被着したＮ型半導体であるＦｅＳｉ₂２２と、このＮ型Ｆ ｅＳｉ₂２２の一端に接続された同じく長方形形状のＰ型半導体のＦｅＳｉ₂２３ と、からなる。これらのＦｅＳｉ₂２２、２３同士は交互に接続されて全体とし て櫛歯状に基板２１上に配されている。また、各層の熱電対パターン同士は基板 ２１に形成したスルーホール２４を介して接続されている。

【００１８】 なお、この基板２１は縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ程度のサイズに形成してある。 そして、この熱電対パターンのＰＮ接合１組について例えば０.４Ｖの熱起電力 を発生することができるものとする。

【００１９】 さらに、この熱電対パターンの材質として、ＦｅＳｉ₂系化合物２２，２３を 用いたため、耐酸化性が高く、高温でも安定であり、発熱反応に最適な温度で熱 発電素子として動作させることが容易にできる。

【００２０】 以下、本考案の暖房装置の使用方法について説明する。スイッチ１６がＡ側に 閉じられると、マイコン４３は接点４１を閉じる。すると、蓄電池１５からモー タ１４へ電圧（＋Ｖ）が印加され、モータ１４の回転軸が図１にて時計回り方向 に回転する。この結果、支持台２０が上方に動き、燃焼部１１は所定の高さまで 上昇する。所定高さの着火位置に達すると、接点４１が開かれ、モータ１４の回 転軸の回転が止まり、燃焼部１１はこの位置で停止する。このとき、オイルタン ク１２より灯油が燃焼部（芯）１１に導かれており、マッチ等で燃焼部１１の灯 油に点火すると燃焼部１１は燃焼する。

【００２１】 また、スイッチ１６がＢ側に閉じられると、マイコン４３は接点４２を閉じる 。すると、蓄電池１５からモータ１４へ電圧（−Ｖ）が印加され、モータ１４の 回転軸が図１の反時計回り方向に回転する。この結果、支持台２０が下方に動き 、燃焼部１１は初期の高さまで下降し、接点４２が開かれ、モータ１４の回転軸 の回転が止まり、燃焼部１１は初期の高さ位置で停止する。したがって、この初 期位置では燃焼部１１への空気の供給が遮断され、燃焼部１１の燃焼が止まる。

【００２２】 以上の構成に係る暖房装置にあっては、燃焼部１１で灯油が燃焼している間は 、この燃焼部１１に近接して配置された熱発電素子１７はこの熱により温度が上 昇して熱起電力を発生する。この熱起電力はリード線２５によりダイオード１９ を介して上記蓄電池１５に供給する。この結果、蓄電池１５は常に一定の電圧と なるように充電されていることとなる。

【００２３】 さらに、燃焼部１１の燃焼温度は熱発電素子１７の熱起電力により検出するこ とができる。すなわち、この検出電圧がマイコン４３へ出力される。マイコン４ ３ではこの熱起電力の値に応じて燃焼温度を検出するものである。そして、例え ば、灯油の燃え過ぎにより燃焼温度が上がったとき、マイコン４３は接点４１を 開き接点４２を閉じる。このことにより、昇降機構１３を介して燃焼部１１が下 降し、灯油の燃焼温度が下がる。所定の温度まで下がれば（熱起電力が小さくな れば）マイコン４３は接点４２を開き昇降機構１３の動作を停止させる。つまり 、実際の温度を検出することによって灯油の正常な燃焼温度（赤い炎の出ない青 い炎の範囲の温度）を保つことができる。また、ＣＯセンサ４４が一酸化炭素を 検出しマイコン４３へ出力すると、マイコン４３は不完全燃焼状態であるものと 判断し、接点４１を開き接点４２を閉じる。このことにより、燃焼部１１が下降 し、所定消火位置まで下降すると空気が燃焼部１１に供給されなくなり、灯油の 燃焼が止まる。また、マイコン４３は、表示回路４５に一酸化炭素検出を表示す る。この表示を換気を促すサインとしても使用できる。つまり、自動的に灯油の 不完全燃焼等を検知し安全装置が働くことになる。なお、マイコン４３、ＣＯセ ンサ４４および表示回路４５の電源として熱発電素子１７の熱起電力を用いても よい。

【００２４】 このように、蓄電池１５は燃焼熱により充電されるため、一定期間毎に行って いた従来のような充電作業を行う必要がなく、半永久的に継続して使用すること ができる。すなわち、電源としての耐久性または寿命が大幅に増すものである。 また、実際の燃焼温度を検出して正常な燃焼状態を保持できる。例えば自動的に 不完全燃焼等の危険状態を検知し安全装置を働かせることができる。

【００２５】 なお、本考案に係る暖房装置は、上記石油ストーブの他にもガスストーブ等に も適用することができる。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明してきたように、本考案によれば、暖房装置における昇降機構の電源 として乾電池を使用する必要がなく、したがってその乾電池を頻繁に交換すると いう手間が省ける。また、電源として使用した蓄電池においても、その充電作業 は不要である。また、この暖房装置では正常な燃焼状態を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る暖房装置を示す概念図
である。

【図２】本考案の一実施例に係る熱発電素子を示す斜視
図である。

【図３】従来の暖房装置を示す概念図である。

【符号の説明】

１１ 燃焼部 １３ 昇降機構 １４ モータ １５ 蓄電池 １７ 熱発電素子 ４０ 制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を燃焼させる燃焼部と、この燃焼部
   を昇降させる昇降機構と、を備えた暖房装置において、 燃焼温度に応じた起電力を発生する熱発電素子と、 熱発電素子からの起電力に基づいて上記昇降機構を制御
   する制御手段と、を備えるとともに、 上記昇降機構は、上記熱発電素子の起電力により充電さ
   れる蓄電池を含むことを特徴とする暖房装置。