JPS6365846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石油ストーブ等の燃焼器において、特
に燃焼により使用環境の酵素濃度の減少や、一酸
化炭素濃度の増加を検知したりして人体に悪影響
を与えないようにすることを目的とするものであ
る。

第１図は従来の一般的な石油ストーブを示すも
のであり、外装１の中には反射板２があり、その
曲面の中央には燃焼筒３があつて、その内部の灯
芯の毛細管現象により上方まで吸い上げた灯油を
燃焼させることにより、燃焼筒３を赤熱させ、そ
の熱を反射板２によりストーブの前面に放射する
構成となつている。なおつまみ４の前記灯芯を上
下に動かし、上方にあげたときにボタン５を押し
て灯芯に点火し、燃焼を開始するようになつてい
る。また他のつまみ２５を下方に押すとつまみ４
の係止が外れ、つまみ４が元に戻ると共に燃焼筒
３内の灯芯も下に下がつて消火するような構造に
なつている。

このような構造の石油ストーブは使用環境の酸
素を消耗し外部からの酸素の供給が少なければ酸
素濃度は徐々に減少し、そのために燃焼によつて
生ずる一酸化炭素が増加する。このような場合に
は人体に悪影響を与えるので室内の換気を十分に
行う必要があり、使用者は一定時間毎に意識的に
窓を開け新鮮な空気を入れる。しかしもしこの換
気を怠れば酸素濃度が減少し、一酸化炭素が増加
し、非常に危険である。

本発明はこのような従来の欠点を解消するもの
で、以下本発明の一実施例を添付図面とともに説
明する。

第２図、第３図、第４図、第５図は本発明の一
実施例を示すもので、第２図はその内部の構造
図、第３図は正面図、第４図は酸欠センサの特性
図、第５図は制御回路図である。

先ず第２図において、箱形の外装１の中には半
円形状に彎曲した反射板２が設けてあり、その中
心に円筒状の燃焼筒３が設けている。また回転つ
まみ４により燃焼筒３の内方で円筒状の灯芯６が
上下動するようになつている。そして灯芯６が上
昇したときに点火つまみ５を押すとそれに連動し
てスイツチ８が閉じ乾電池電源（交流電源でも
可）７より供給された電圧で点火ヒータ９が発熱
するとともに、この点火ヒータ９が灯芯６に接近
させられる。この時灯芯６は燃料タンク１０に蓄
えられた灯油を毛細管現象により吸い上げている
ので、点火ヒータ９により着火させられる。なお
燃焼筒３の内部には円筒状の内炎筒１２と外炎筒
１３とがあり、燃焼のための空気を内、外炎筒１
２，１３間にドラフト（矢印Ａ）により供給して
いる。

このような構成のポータブル式の石油ストーブ
において、酸欠センサ１４は、燃焼筒３のほぼ中
央の上方のケース１５内に設置され、そのリード
線１６は温度のあまり高くない所を通つて制御回
路１７に到達する。制御回路１７には乾電池電源
７より他のリード線１８により電圧が供給されて
いる。一方回転つまみ４を回転し、灯芯６を上方
に押し上げる動作に連動するように回転つまみ４
と同軸にカム１９があり回転つまみ４の動作と連
動してマイクロスイツチ２０を動作させる構造と
なつている。このマイクロスイツチ２０は乾電池
電源７の電圧を制御回路１７の全体に供給するも
のである。なお点火つまみ５によるスイツチ８
は、前記点火動作により点火ヒータ９に電圧を供
給すると共に制御回路１７内の自己保持回路を動
作させ、酸欠センサ回路を動作させる。このよう
に点火操作をしないかぎり制御回路１７への電圧
の供給が行われないようにしたのは、できるかぎ
り乾電池電源１７の消耗を押さえることを考慮し
たからである。

第３図は第２図を正面からみた図で、第２図で
説明し切れない部分の特に対震自動消火装置（以
下屡消という。）を示している。すなわち、回転
つまみ４はラチエツト機構のための歯車２３を同
軸に有しており、この歯車２３は震消用のレバー
２４に係止されている。この係止は押しボタン２
５を下方に押すと、重り２６が倒れると共に外れ
るようになつており、この係止解除により同時に
回転つまみ４が元に戻り、灯芯６もスプリングの
付勢力で下降し、消火するようになつている。

勿論地震等により重り２６が振れると地震の強
さにより係止が外れ同様の消火動作が行われる。
第４図は酸欠センサ１４の特性を示したもので、
横軸に燃焼雰囲気の酸素濃度、縦軸に酸欠センサ
１４の抵抗値を示しており、酸素濃度が減少する
につれて抵抗値も小さくなることが分かる。

第５図は制御回路１７を示すものである。乾電
池電源７は回転つまみ４によつて動作するマイク
ロスイツチ（常開スイツチ）２０を通つて制御回
路の＋側電源ａ点に接続されている。一側はその
まゝ一側電源ｂ点に接続されている。ａ，ｂ点間
には点火スイツチ８−a′点を通つて点火ヒータ
９、同じくa′点から抵抗２９−ｃ点−抵抗３０の
直列回路と、ダイオード２７−抵抗３１−ｄ点−
抵抗３２の直列回路も接続されている。

また、ａ，ｂ点間には抵抗３３−ｅ点−抵抗３
４の直列回路を接続し、ａ点を正、ｂ点を負の各
電源とする作動増巾器（以下オペアンプという。）
３５の正負の入力には前記ｄ，ｅ点を接続し、オ
ペアンプ３５の出力ｆ点とｄ点には抵抗３６を接
続する。ｆ，ｂ点間には酸欠センサ１４−ｇ点−
抵抗３７の直列回路を接続する。次に第２のオペ
アンプ３８の正負の入力にはｇ，ｅ点を接続し、
その出力ｈ点とｇ点間に抵抗３９を接続する。
ｈ，ｂ点間には抵抗４０−ｉ点−抵抗４１、抵抗
４２−ｊ点−コンデンサ４３の直列回路を接続す
る。トランジスタ４４のベースはｉ点に、エミツ
タはｂ点に、コレクタとａ点間には第１の警報手
段として用いた発光ダイオード４５と抵抗４６の
直列回路を接続する。第３のオペアンプ４７の正
負の入力にはｊ，ｅ点から接続しその出力ｋ点と
ｊ点には抵抗４８とダイオード４９（ｊ点側がカ
ソード）の直列回路を接続し、kb点間には抵抗
５０−ｌ点−５１点に直列回路を接続する。なお
ａ，ｂ点間には第２の警報手段として用いたブサ
ー２８とｌ点をベースとするトランジスタ５２を
直列に接続する。ｋ，ｂ点間に抵抗５３−ｍ点−
電解コンデンサ５４の直列回路を、ｍ，ｂ点間に
は抵抗５５と常閉の押しボタンスイツチ５６の直
列回路を接続する。

第４のオペアンプ５７の正負の入力にはｍ，ｅ
点を接続し、その出力ｎ点とｍ点に抵抗５８、
ｎ，ｂ点間に抵抗５９−ｏ点−抵抗６０の直列回
路を接続する。ｏ点をベースとするトランジスタ
６１のベースをｂ点、コレクタをｌ点に接続す
る。また、トランジスタ６２のベース、コレク
タ、エミツタをｃ，ｍ，ｂ点に接続する。

次に動作について説明する。

先ず第２図において回転つまみ４を回し、灯芯
６を上方にあげる。（第２図はすでに上にあがつ
た状態を示す。）このとき同時にカム１９により
マイクロスイツチ２０が閉じられる。この状態で
点火ボタン５を押して点火ヒータ９を灯芯６の近
くに近づけると共に、マイクロスイツチ８を押し
て乾電池電源７の電圧を点火ヒータ９を通じて着
火させる。着火したあと手をはなすと点火ボタン
５は元に戻る。このようにすると灯芯６から気化
される灯油は内炎筒１２、外炎筒１３間で正常燃
焼を行う。燃焼した熱の大部分は反射板２により
反射し、前面に反射熱を伝える。また上昇した分
は酸欠センサ１４のあるケース１５内に至り、ケ
ース１５内に熱を蓄積する。

同時に燃焼炎に含まれている空気中の酸素、一
酸化炭素などもケース１５内に送り込まれるの
で、酸欠センサ１４は常に燃焼状態を監視し、制
御回路１７にその信号を送る。

若し空気中の酸素の量が減少し例えば18％ぐら
いになつたとすると一酸化炭素が増加して酸欠セ
ンサ１４の抵抗値が小さくなり、その信号により
制御回路１７が動作する。これを第５図により説
明すると点火用ボタン８を押すとダイオード２７
を通つてｄ点がｅ点より高くなりオペアンプ３５
の出力ｆ点は高になる。従つてｆ点に接続された
酸欠センサ１４の回路は動作する。第４図から酸
素濃度が20％以上のときは抵抗値が大きいのでオ
ペアンプ３８の出力ｈ点は低である。従つて発光
ダイオード４５も点灯しなければ、ブザー２８も
鳴らない。

しかし酸素濃度が低くなると酸欠センサ１４の
抵抗値が小さくなり、例えば18％になつたとする
と、約1.2KΩになると、オペアンプ３８の出力
ｈ点は高になり、そのため、トランジスタ４４が
動作して発光ダイオード４５が点灯し、警報を発
する。そのときからコンデンサ４３の充電が開始
されｊ点の電位が徐々に上昇しはじめる。そして
ｅ点の電位を約１分程で越すとオペアンプ４７は
動作して出力ｋ点を低から高にしてトランジスタ
５２を動作させ、ブザー２８を鳴らす。また同時
にオペアンプ４７の＋入力のｊ点はダイオード４
９と抵抗４８により高にロツクされるので入力状
態がこの後変化してもオペアンプ４７の動作は出
力ｋ点を高いしたままロツク（記憶）される。こ
のように１分間の遅延を持たせたのは、実際には
酸欠センサ１４の出力に変動があり、第４図のよ
うに直線的でないために、特性全体が変化しては
じめてブザー２８が鳴るようにすることを目的と
している。実際には酸欠ばかりでなく油切れやタ
ールの付着などにより燃焼量が低下すると酸欠と
同じような状態になり、発光ダイオード４５が点
灯して、ブザー２８が鳴るとうるさい場合があり
止めたくなる。そこで、第４のオペアプ５７の正
入力は(イ)電圧印加時コンデンサ５４によるため、
(ロ)ボタン８を押ことによりトランジスタ６２が動
作するため、(ハ)酸欠センサ１４の抵抗値が大きく
オペアンプ３８，４７共出力が低であるため、ｍ
点は低にあるのでオペアンプ５７の出力ｎ点が低
になつているのでトランジスタ６１は動作してい
ない。今、ブザー２８がうるさいのでボタン５６
を押とｍ点の電位は高になつて出力ｎ点が高にな
り、抵抗５３，５５，５８の関係でｍ点の電位を
ｅ点より高く設定しているので、出力ｎ点は高に
自己保持される。従つてトランジスタ６１は動作
してｌ点の電位を下げ、トランジスタ５２は開路
し、ブザー２８は動作を停止する。

このまゝで電源を切り動作を停止させたあと、
再点火すると、前記の自己保持が解除され、ま
た、異常時等があればブザー２８は鳴るようにな
つている。また、ブザー２８を止めたあと、例え
ば窓を開けて酸欠の状態が回復し、酸欠センサ１
４の抵抗値が大きくなつたり、油切れによる場合
など油を再度供給することにより酸欠センサ１４
の値が元りに戻ると、前述の(ハ)の状態の動作とな
りｍ点は低となつて、オペアンプ５７は出力ｎ点
を低にし、トランジスタ６１は開放状態となつて
前記のロツクが解除されてトランジスタ５２は再
びスタンバイの状態になる。

また、前述の(ロ)の如く押しボタン５６を押して
ブザーを止めても点火ボンタ８を押すと同様にロ
ツクが解除されることになる。

即ち、ブザー２８などの警報器は安全装置とし
ては非常に大切で、１回切つてしまつても次の使
用時から無意識に動作するよう構成することが必
要でなければ、安心して使えないものである。

なおオペアンプ３５による自己保持回路などは
本発明に直接関係ないが実用上これらを組み合わ
すことにより、より有効な回路構成が得られる。

以上のように本発明によれば、第２の警報手段
を手動で停止していても、この停止信号は自動的
に復帰されるので、次の酸欠時には正常に働くも
のとなり、きわめて安全性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す斜視図、第２図は本発明
の一実施例にかかる燃焼器の一部切欠側面図、第
３図は同正面図、第４図は同特性図、第５図は同
電気回路図である。 １４……酸欠センサ、１７……制御回路、２８
……ブザー（第２の警報手段）、４５……発光ダ
イオード（第１の警報手段）、５６……スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸欠状態を検出する酸欠センサと、この酸欠
   センサの検出出力の変化が一定値以上を示す場合
   に警報を発するランプなどの第１の警報手段と、
   この第１の警報手段が動作してから一定時間経過
   後に警報を発するとともに手動にてその警報を停
   止可能なブザーなどの第２の警報手段と、この第
   ２の警報手段の動作を記憶し得る記憶回路を有
   し、前記酸欠センサの検出出力が一定の値以下に
   戻つた場合には前記記憶が解除される構成とした
   燃焼器の酸欠安全装置。