JPS63105325A - 石油燃焼器 - 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】 産業上の利用分野 本発明は石油燃焼器特に灯芯式石油燃焼器の不完全燃焼
検知装置に関するものである。

従来の技術 室内開放型の石油燃焼器具を密閉度の高い、換気不充分
な室内で燃焼させた場合、時間の経過と共に酸素濃度は
減少する。酸素不足の状態になると不完全燃焼を生じ、
それによって生じる不快な悪臭や有毒な一酸化炭素によ
る中毒事故を起こすことがある。

また、灯芯式石油燃焼器の場合、灯芯の露出高さを低く
して燃焼量を落として行くと、燃焼部で不完全燃焼を起
こし、−酸化炭素が増加して（る傾向にあり、人体にと
って余り好ましくない状態となる。

そこで、不完全燃焼状態を検知するために、従来の石油
燃焼器では、第７図に示すように、燃焼部・３１の燃料
気化部３２近傍に温度検出素子３３を設け、この温度検
出素子３３の出力により、不完全燃焼状態を検出するよ
うになっていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、酸素不足の状態に
よる不完全燃焼状態は検出できるが、灯芯３４の露出高
さを変え、燃焼量を落としたことにより生じる不完全燃
焼状態は検出できない。

つまり、液体燃料自然気化式である灯芯式石油燃焼器の
場合、酸素不足となる燃焼量は低下するが、その際、燃
焼炎の燃焼位置が上方に移る。そのため、燃料気化部３
２近傍の温度は低下する傾向にある。次に、灯芯３４の
露出高さを低くして、燃焼量を落とした場合には燃焼炎
位置は灯芯３４近傍、つまり燃料気化部３２近傍に移り
、燃料気化部３２近傍の温度は上昇する傾向にある。

つまり、どちらも燃焼量が低下することに変わりはない
が、燃料気化部３２近傍の温度の挙動は全く逆となり、
どちらの不完全燃焼状態も検知することは困難となる。

また、灯芯３４の露出高さを調整して燃焼量を排ガス特
性の悪くない範囲で調整できるように、通常の石油燃焼
器ではなっているが、燃料気化部３２近傍に設けた温度
検出素子３３の出力を一定のレベルで検知しようとした
場合、灯芯３４の露出高さを最大にした、いわゆる最大
燃焼の状態と、灯芯３４の露出高さを排ガス特性の悪く
ならない状態まで低くした、いわゆる最小燃焼状態では
、酸素不足と判断する酸素濃度が大きく異なるという問
題点を有していた。

第８図は、酸素濃度と最大・最小燃焼状態の燃料気化部
３２近傍の温度を示したものであるが、最大燃焼状態で
は安定燃焼時の温度は元来低く、酸素不足となった場合
、それが低下するので酸素濃度がまた高いうちに検知し
、逆に最小燃焼状態では安定燃焼時の温度は高く、酸素
不足となった場合、かなり酸素濃度が低下してから検知
することになる。そのため不完全燃焼状態と検知する状
態にかなりの差を生じ、実使用上の大きな問題点となっ
ていた。

てれを解決するためには、燃焼量に応じて検知レベルを
変えることが必要であるが、通常の灯芯式石油燃焼器で
は燃焼量を判断することが困難であった。

加えて、燃焼部に風が当った際などに、燃焼部３１内に
燃焼炎が逆火し、これに加熱され温度検出素子３３が破
損するという問題点も有していた。

本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、酸多不
足及び、灯芯露出高さの変更による燃焼量低下により生
じる不完全燃焼状態を精度良く検出することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の石油燃焼器は、燃
焼部と燃焼部をおおうように本体に設けられた光沢性の
ある反射板を備え、かつ外周をカバーでおおった温度検
出素子を反射板よりも燃焼部よりに位置させて取付ける
とともに、温度検出素子の出力の変化により不完全燃焼
状態を検知する検知回路を備えたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、石油燃焼器を密閉度の
高い部屋で燃焼させ、酸素不足となった際に燃焼部の燃
焼量の減少を温度検出素子の温度の低下として、検知回
路にて不完全燃焼状態を検知する。

また灯芯式石油燃焼器にて、灯芯の露出高さを減少して
、燃焼量を減少させた場合にも、同様に温度検出素子の
温度の低下として、検知回路にて不完全燃焼状態を検知
することになる。

その際に、温度検出素子の外周をおおうカバーを設けて
いることにより、燃焼部の温度が集熱しやすくなり、燃
焼部の温度変化を精度良くキャッチできる。そして、風
等の外因による影響を排除し、温度検出素子が破損する
ことも防いでいる。

また、温度検出素子を反射板より燃焼部よりに位置させ
ていることにより、燃焼量のバラツキを少なくすること
が可能となる。

以上のように燃焼量の変化を確実にキャッチすることが
可能となり、バラツキの少なく信頼性の高い不完全燃焼
検出装置の付いた石油燃焼器となるのである。

実施例 以下本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する。

第１図、第２図において１は石油燃焼器を構成する本体
、２は燃料タンク、３は燃料タンク２内の燃料を吸い上
げ気化させる灯芯、４は灯芯３の露出高さを調整する芯
調節つまみ、５は可調節つ灸・ まみと連動して０Ｎ−ＯＦＦする電源スィッチであり、
灯芯を上げるとＯＮ、下げるとＯＦＦする。

６は灯芯３の内側方に位置する内芯案内筒、７は灯芯３
′の外側方に位置する外芯案内筒、８は内・外芯案内筒
６・７に載置された燃焼部であり、燃焼部８は互いに同
心の外筒９、外炎筒１０、内炎筒１１、熱線透過筒１２
から成っている。１３は燃焼部６をおおうように本体１
に設けられた反射板であり、燃焼部の熱線を本体１の前
面開放口へ反射するように光沢性を有している。１４は
反射板１３よりも燃焼部８の方向に突出して設けられた
サーミスタ等の温度検出素子であり、燃焼部８の熱線透
過筒１２の水平位置、つまり燃焼部８に生じる正常な燃
焼炎８ａよりも下方に設けである。

１５は温度検出素子の台座であり、燃焼部８の熱線を反
射するように光沢性を有している。１６は温度検出素子
１４の外側方に設けられた筒状のカバーであり、温度検
出素子を保護する形になっている。１７は温度検出素子
１４の出力の変化を検知回路１Ｂに送るリード線である
。

検知回路１８は第３図の如く構成されている。

第３図において温度検出素子は１４であり、１９は電源
、５は灯芯３の芯高を制御する芯調節つまみ４と連動し
て０Ｎ−ＯＦＦできる電源スィッチ、抵抗２０、コンデ
ンサ２１はＣＲタイマを構成している。２２はそのＣＲ
タイマの出力波形をカウントするカウンタであり、設定
カウントまではＨｌレベルを出力し、設定カウント以降
はＬｏレベルを出力する。２３はカウンタ２２と接続さ
れたトランジスタである。２４．２５は直列に接続され
た抵抗であり、基準電圧を設定している。２６は温度検
出素子１４の温度変化による出力を、反転入力とし、抵
抗２４．２５による基準電圧を非反転入力とするコンパ
レータである。２７は警報を知らせるブザーであり、２
８はトランジスタであり、そのベースをトランジスタ２
３のコレクタと接続すると共に、コンパレータ２６の出
力ヲベース入力とし、ブザー２７を動作させる。

以上のように構成された石油燃焼器について、温度検出
素子１４をサーミスタとして以下その動作について説明
する。

まず芯調節つまみ４の回動運動により、灯芯３は内・外
芯案内筒６．７よりも上方に突出し、この突出した灯芯
３に点火することにより、燃焼部８を構成する内炎筒１
１と外炎筒１ｏの間の一次燃焼室２９、−次燃焼室２９
の上方の空間である二次燃焼室３０にて燃焼が継続する
。この際に、赤熱した外炎筒１０の熱線は、熱線透過筒
１２を通過し、反射板１３に反射して本体１前方に位置
する使用者を暖かくする。

この際、検知回路１８は芯調節っまみ４と連動して電源
スィッチ５がＯＮされ、カウンカ２２にて一定時間（通
常は燃焼が安定するまでの時間で約３０分）Ｈｌレベル
が出力される。それによりトランジスタ２３はＯＮされ
、トランジスタ２８はＯＦＦになるのでブザー２７の作
動は押えられる。

次にカウンタ２２の設定カウントが終了すると、Ｌｏレ
ベルが出力され、トランジスタ２３はＯＦＦとなる。と
ころが、その間に温度検出素子１４の温度は、赤熱した
外炎筒１０の熱線により高温に保持されており、温度検
出素子１４の出力の方が、抵抗２４．２５による基準電
圧よりも高くなっている。つまり、コンパレータ２６に
おいて、反転入力の方が、非反転入力よりも高くなって
おり、コンパレータ２６の出力はＬｏになるため、トラ
ンジスタ２８はＯＦＦとなるのでブザーの作動は押えら
れる。

このような状態で燃焼を行なって室内を暖房していると
き酸欠状態になり始めると、−次燃焼室２９に形成して
いた燃焼炎は燃焼灰能が衰え、それにより灯芯３に与え
る熱量もしだいに少なくな゛す、灯芯３からの燃料の気
化量が少なくなり、燃料消費量も減少してくる。このよ
うに燃料消費量が減少してくると、赤熱していた外炎筒
１０の赤熱状態が悪化してくることになる。そのため、
反射板１３に取付けである温度検出素子１４の感知温度
が低下し、温度検出素子１４の抵抗が増大する。そのた
め、温度検出素子１４による出力の方が基準電圧よりも
低くなり、コンパレータ２６において非反転入力の方が
反転入力よりも高くなる。

つまり、コンパレータ２６の出力はＨｌになるため、ト
ランジスタ２８はＯＮとなり、ブザー２７が作動する。

ブザー２７の作動により使用者に換気をうながすことに
なる。

このブザー２７の動作に従って室内換気が行なわれた場
合、酸欠状態は回復し燃焼量は増していき、それにつれ
て外炎筒１０の赤熱状態も向上し、温度検出素子１４の
温度も上昇し、コンパレータ２６の出力は再びＬｏに保
持されブザー２７は停止することになる。

次に、芯調節つまみ４にて、灯芯２の露出高さを低くし
て、燃焼量を落としていくと、二次燃焼室３０にて生じ
る火炎がなくなり、−次燃焼室２９内で燃焼が行なわれ
るようになり、−次燃焼室２９で燃焼を完了しない分が
未燃ガス、つまり一酸化炭素となって排出される。つま
り、排ガス特性が悪化してくる傾向になる。この時も、
酸欠状態の時と同様に燃焼量が減少することにより、外
炎筒１０の赤熱状態が悪化し、温度検出素子１３の感知
温度が低下し、コンパレータ２６の出力はＨｌとなり、
ブザー２７が作動する。それにより、使用者に不完全燃
焼状態を知らせることになる。

芯調節つまみ４にて、灯芯２を内・外芯案内６・７の頂
点よりも降下させる。つまり消火動作を行なった際には
、芯調節つまみ４と連動して電源スィッチ５がＯＦＦと
なるため、ブザー２７の動作はもちろん停止する。

このように、酸欠状態あるいは燃焼量を減少させた際の
温度検出素子１４の感知温度の精度を高めることが、安
全面からも、量産性の面からも最もかん用である。その
ために発明者は以下の明点について考慮することが必要
であると考える。

■　異常燃焼と判断する微少燃焼量の安定化■　最大燃
焼状態と最小燃焼状態における酸欠検知レベルの酸素濃
度差の低減。

■　耐久性の面から経年変化による燃焼部８の、特に外
炎筒１０の赤熱温度の低減に対する考慮。

■　外因の影響（特に風が当った場合など）の排除。

そこで、これらの影響を減少せしめる為に、温度検出素
子１４を燃焼部８と火炎位置よりも下方、つまり外炎筒
１０の赤熱部と相対する反射板１３に取付け、この反射
板１３よりも燃焼部８方向に突出させると共に、温度検
出素子１４の台座１５に光沢性を持たせ、温度検出素子
１４をおお与力バー１６を設けているのである。

まず、温度検出素子１４を燃焼部８の火炎、つまり二次
燃焼室３０よりも下方に位置せしめ、外炎筒１０と相対
するように反射板１３に取付けていることにより、酸欠
状態、あるいは微少燃焼状態となった場合の感度を向上
している。酸欠状態、あるいは微少燃焼状態となった場
合に、外炎筒１０の赤熱輝度が落ちることは前述した通
りであるが、それをリアルに検知するためには上述した
位置が望ましい。

次に、温度検出素子１４をおおうカバー１６を第４図の
ように設けている。それにより燃焼部８の温度を集熱し
易くしており、一定燃焼量の際の温度検出素子１４の感
知温度のバラツキを低減すると共に、最大燃焼状態と、
異常と判断する微少燃焼状態の感知温度差を大きくとる
ことが可能となり、異常燃焼状態の検出レベルが安定す
ることになる。また、温度検出素子１４の外周をカバー
１６でおおうことにより、本体１に風等が当るといった
外因の際の影響を少なくすることが可能となる。温度検
出素子１４がむき出しの場合よりも、熱損失が少なくな
り、影響が少なくなるためである。さらに、本体１が転
倒した場合などに、燃焼部８が倒れて温度検出素子１４
に当り破損することも防いでいる。

また、温度検出素子１４を反射板１３よりも突出させ、
燃焼部８に近づけていることにても、温度検出素子１４
の感知温度の安定化、異常燃焼検知レベルの安定化に寄
与している。温度検出素子１４を燃焼部８から離しすぎ
ると、最大燃焼状態と微少燃焼状態、あるいは定常燃焼
状態と酸欠状態の温度差が少なくなり、異常燃焼検知レ
ベルのバラツキを考慮すると余り好ましくない。逆に近
づけすぎると、上述した温度差は広くなるが、微少燃焼
状態と酸欠状態の検知レベルにずれを生じてしまう傾向
にある。実験にては、温度検出素子１４と燃焼部８の熱
線透過筒１２の間隙は１２〜２０咽程度が良好であった
。一般的な石油燃焼器では、燃焼部８と反射板１３の間
隙は２０ａ以上開いている。これは、反射板１３に反射
した熱線が、燃焼部８にフィードバックされ、燃焼量が
極端に大きくなるのを防ぐためであるが、そのため温度
検出素子１４は反射板１３よりも突出させることが必要
となってくる。

加えて、温度検出素子１４の台座１５を、反射板１３と
同様に光沢性を持たせることにより、燃焼部８からの熱
線が直接温度検出素子１４に送られる分と台座１５部分
にて反射されて送られる分が合わされるために、定常燃
焼状態と酸欠状態、あるいは最大燃焼状態と微少燃焼状
態の温度差を広くすることが可能となり、異常燃焼状態
の検出レベルが安定することになる。

そして、これらが組み合わさることにより、最大燃焼状
態と、最小燃焼状態における酸欠検知レベルの酸素濃度
の低減を図っている。最大燃焼状態から酸欠となった場
合、温度検出素子１４の感知温度は、最小燃焼状態から
の酸欠の場合よりも高いままに推移する。そのため、酸
欠と検知するレベルを一定とした場合、最大燃焼状態か
らの酸欠では遅切れ傾向に、逆に最小燃焼状態からの酸
欠では早切れ傾向となってしまう。ところが、前述した
構成により、燃焼部８からの熱線を集熱し易くしている
ことにより、最大燃焼状態と最小燃焼状態の感知温度差
はそう大きな差は生じず、最大燃焼状態と異常燃焼状態
と判断する微少燃焼状態は大きな差が生じる傾向にある
。第５図は発熱量と温度検出素子１４の関係を示したも
のであるが、そのようになっているのが判る。そのため
、それぞれの状態から酸欠になったとしても異常燃焼と
検知する酸素濃度レベルに大きな差は生じないことにな
る。第６図はそれぞれの燃焼状態からの酸欠状態におけ
る感知温度を示したものである。

また、経年変化による外炎筒１０の赤熱温度の低η１＆
に対しても、集熱し易くしているために、感知温度とし
ては多少低下するが、そう大きな問題とはならない程度
である。第５図、第６図に２０００時間燃焼後の燃焼部
を使用した場合の特性を示す。

これらを考慮した場合、第５図、第６図より温度検出素
子１４の感知温度が１１０°Ｃとなった場合に、異常燃
焼状態と検出するように抵抗２４拳２５と設定すれば次
のような表となり、はぼ精度良く検出することが可能と
なる。

表 よって、前述した考慮すべき四つの点を十分に満足する
ことか可能となるわけである。

発明の効果 以上のように本発明の石油燃焼器によれば、排ガス特性
の悪化を伴う微少燃焼状態、そして密閉室内で使用した
場合に生じる酸欠状態という不完全燃焼状態の両方を精
度良く検出することが可能となり、加えて、経年変化、
外因の影響を極力少なくした、安全面耐久性に優れた安
全な石油燃焼器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の石油燃焼器の縦断面図、第
２図は同斜視図、第３図は同石油燃焼器の検知回路図、
第４図は同要部拡大斜視図、第５図は本発明の一実施例
の燃焼量と温度検出素子の感知温度の関係を示すグラフ
、第６図は同じく、酸素濃度と温度検出素子の感知温度
の関係を示すグラフ、第７図は従来例の石油燃焼器の縦
断面図、第８図は従来例の酸素濃度と温度検出素子の関
係を示すグラフである。 ８・・・・・・燃焼部、１３・・・・・・反射板、１４
・・・・・・温度検出素子、１６・・・・・・カバー、
１８・・川・検知回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名８−
ガリ門■ １５−色径 ８−慮龍耶 １３−及ｊｌＦｉ版 ｆ４−温友検侶鼾 を乙−カバー 第２図 第３図 Ｌり 第　４　図 第　５　囚 第６図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼部と、この燃焼部をおおうように本体に設け
   られた光沢性のある反射板と、この反射板よりも燃焼部
   よりに位置させるとともに、外周をカバーでおおった温
   度検出素子と、この温度検出素子の出力の変化により不
   完全燃焼状態を検知する検知回路とを備えた石油燃焼器
   。
2. （２）温度検出素子の台座部分に光沢性を特たせた特許
   請求の範囲第１項記載の石油燃焼器。