JPS644087B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石油ストーブ，石油コンロ等に広く利
用されている灯芯気化式の液体燃料燃焼装置に関
するものである。

従来、液体燃料を灯芯の毛細管作用により吸上
げ、その先端部より気化させて燃焼させるこの種
の液体燃料燃焼装置にあつては、灯芯先端の燃料
気化部は燃焼中常に高温にさらされ、また酸素も
充分に介在する雰囲気にあるため、液体燃料の一
部が酸化，重縮合されてタール状物質が容易に生
成し、このタール状物質が燃料気化部に生成蓄積
することにより、従来より下記のような種々の欠
点があつた。

点火時は点火ヒータ等により灯芯の一部もし
くは添装される火まわり用補助芯の一部に点火
され灯芯全長に火まわりするが、この火まわり
する部分は常に灯油が供給される状態にあつ
た。したがつて燃焼中に燃料成分の一部が高温
と酸素との存在でタール状物質に変化し、この
火まわり部に蓄積し、火まわり部への燃料の供
給を阻害し、あるいはこの部分の気化用の毛細
管が閉塞して、点火や火まわりが不可能となつ
たり、あるいは著しく火まわりの速度が低下す
るためにその間に大量の臭気やススや一酸化炭
素が発生していた。

生成したタール状物質が燃料気化部表面およ
び内部の毛細管を閉塞し、燃料の吸上げや気化
を抑制して燃焼量の低下を招く。

燃焼量の低下によつて燃焼室における空気と
燃料のバランスが崩れ、不完全燃焼状態とな
り、有毒な一酸化炭素や臭気やススが大量に発
生することになる。

タール状物質の蓄積によつて燃料気化部の体
積（厚さ）が増大し、灯芯を下げての消火がで
きず危険な状態になる。

タール状物質が灯芯とこれを支持する金属部
との間に流入して２両者を固着させ、上記の如
く動作不能による危険状態を招く場合もあつ
た。またこれらの不具合を生ぜしめるタール状
物質の生成，蓄積は、燃料の一部が変質（例え
ば高温あるいは直射日光下に長期間放置して酸
化物，過酸化物等が生成）している場合や、異
種の高沸点成分が混入（例えば灯油中に軽油，
重油，サラダ油，機械油等が混入）している場
合に著しく短時間で生ずる。

本発明はこれら従来の欠点を解消し、速い点火
や火回り速度を維持し、点火から立上り過渡期の
スス発生を防止して、安定燃焼への移行をスムー
スにし、かつ臭気やススや一酸化炭素等の発生を
抑制するとともに、さらに長期間にわたつて燃料
気化量の低下（燃焼量の低下）およびこれに追随
して生じる臭気やススや一酸化炭素等の発生を防
止して安定燃焼を確保し、安全性の優れた液体燃
料燃焼装置を提供することを目的とするものであ
る。

この目的を達成するために本発明は、多数の空
気孔を有する内・外炎筒間で構成された燃焼室と
この燃焼室に上方を露出した主芯と、この主芯の
片面に設けた火まわり用補助芯と、前記主芯と火
まわり用補助芯間に設けた燃料の通過しない遮蔽
体とを備え、前記補助芯の下端を、燃焼中に燃料
液面上に位置する構成にするとともに、前記主芯
の燃料気化部に対向する前記内・外炎筒の少なく
とも一方の周面に上下方向に直線状に複数の空気
孔を配した空気孔列を複数列設け、空気孔列の最
上段の空気孔と、この空気孔上方の燃料気化部に
対向する位置より上方に設けた空気孔との間隔は
他部における上下方向の空気孔間隔よりも大とし
たものである。

この構成によつて、燃焼中火まわり用補助芯は
空焼き状態にあり、タール状物質の生成蓄積は無
く、長期間の使用においても、点火時、速やかに
火まわりする。一方定常燃焼においては、上下方
向に直線状に複数の空気孔を配した空気孔列の最
上段の空気孔で供給される空気に加えて下段部の
空気孔から供給された空気が合流することとなり
最上段部の空気孔近傍において空気が多量となる
から可燃域となる。したがつて使用初期には燃料
ガス濃度が大きいにもかかわらず燃料気化部対向
壁である最上段の空気孔に小さく弱い気孔炎が形
成される。

次に長期間使用により燃料気化部にタール状物
質が生成蓄積してくると、燃料ガス濃度が低下す
るとともに燃料気化部および周囲温度が上昇する
ために最上段の気孔炎が大きく強く形成されるよ
うになる。この気孔炎の拡大により増大した燃焼
熱の大部分は燃料気化部に供給されて気化を促進
し燃料気化量（燃焼量）を回復せしめるとともに
タール状物質を熱分解して除去する作用も加わ
り、燃料気化量（燃焼量）の低下を防止すること
となる。また上記のようにタール状物質が分解除
去されるために燃料気化部の厚さの増大や金属部
との固着も避けられ、灯芯の上下操作に支障をき
たすことも防止できる。ここで上述の如く定常燃
焼中に気孔炎を形成させるために空気孔列の最上
段部近傍においては空気が他部より多量となるよ
うに設定しているが、点火時においては燃料ガス
濃度が低く空気量が過多となり局部過大燃焼を生
じてススを発生し易くなるが本発明は、空気孔列
の最上段部の空気孔と、この空気孔上方の燃料気
化部に対向する位置より上方に設けた空気孔との
間隔を他部における間隔よりも大として供給空気
量を減じているために、上記のような点火時にス
スを発生することは全くない。

以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて説
明する。第１図において、１は燃焼筒で、円筒状
の内炎筒２、外炎筒３および外筒４が略同心円状
に配されており、内炎筒２と外炎筒３間で燃焼室
５が形成されている。一方芯内筒６と芯外筒７間
には円筒状の芯押え金具８に固定された円筒状の
灯芯９が設けられ、灯芯９の先端部は燃料気化部
９ａとして燃焼室５に露出している。灯芯９は灯
芯上下手段（図示せず）によつて芯押え金具８と
ともに上下操作される。内炎筒２には空気孔２
ａ、外炎筒３には空気孔列３ａおよび空気孔３
ｂ，３ｃがそれぞれ複数個設けられている。第２
図は要部拡大図である。ここで外炎筒３の燃料気
化部９ａに対向する外炎筒３の周面には、上下方
向に直線状に整列された複数の空気孔列３ａが複
数個設けられ、またこの空気孔列３ａの上方には
各段毎に交互にずらして複数の空気孔３ｃが設け
られている。空気孔列３ａの最上段の空気孔３ｂ
の径は、空気孔列３ａの他の空気孔径よりも大に
している。また空気孔列３ａの最上段部の空気孔
３ｂと空気孔列直上部の段との上下方向の空気孔
間隔Ｙは他部における上下方向の空気孔間隔Ｘ，
Ｚよりも大としている。空気孔列３ａにおける上
下方向の空気孔間隔Ｘは、他部における上下方向
の空気孔間隔Ｙ，Ｚよりも小に設けている。灯芯
９は第３図の如く主芯９ｂの内側に先端を突出し
て火まわり芯９ｃに添装されており、この両者は
アルミ箔等の燃料が通過しない遮蔽体９ｄで隔離
されている。また火まわり芯９ｃの下端は燃焼中
での燃料液面（破線Ａ−A′）より上方に離間し
て位置し、灯芯９を下げて消火した時には燃料中
に浸漬するように構成されている（消火時は燃料
液面に破線Ｂ−B′で示す所まで浸かる）。なお、
９ａは燃料気化部、９ｅは固定用のテープであ
る。

上記構成において、火まわり芯９ｃの一部に点
火ヒータ等によつて点火した時、速やかに火まわ
り芯９ｃの全長へ火炎が移行すると同時に順次主
芯９ｂの燃料気化を促し、燃焼室５内での安定燃
焼状態へと推移する。火まわり芯９ｃの下端はこ
の燃焼状態において第３図で説明したように燃料
液面上に設けられており、また主芯９ｂとの間も
遮蔽体９ｄで隔離されているから新たな燃料の供
給は無く、火まわり芯８ｂに含有される燃料が気
化し尽すと燃料の無い、いわゆる空焼き状態にな
る。したがつて燃焼中は火まわり芯９ｃは空焼き
状態にあり、タール状物質の生成蓄積は無く、ま
た消火した時は火まわり芯９ｃの下端が燃料中に
浸漬されて速かに燃料が吸い上げられるから、上
記の性能は長期間の使用においても殆んど変化な
く好ましい状態を維持することができる。一方定
常燃焼においては、燃料は主芯９ｂ表面から気化
するが、主芯９ｂ表面は高温であり、かつ酸素と
接触する状態にあり、タール状物質の生成蓄積は
生じ得る。特に燃料の一部が酸化、変質したも
の、あるいは高沸点成分が混入した場合等にはタ
ール状物質の生成蓄積は多くなり、比較的短時間
で主芯９ｂの表面あるいは内部の毛細管が閉塞さ
れる。かくして燃料の気化が損なわれ、空燃比崩
れを生じ不完全燃焼状態となつて臭気やススや一
酸化炭素等を発生する原因となる。使用初期にお
ける定常燃焼中は燃料気化部９ａ近傍の燃料ガス
濃度が充分大きく、また温度も低いために、通常
気孔炎は形成され難い領域である。燃焼室５内の
流れは下から上への垂直方向の流れであり、下方
の空気孔から流入した空気は幾分拡散しながら直
上方向へと流れる。したがつて第４図Ａに示すよ
うに縦方向の軸をずらした気孔を配した場合に
は、空気の流れ（図中Ｆ）は上方の空気孔に到達
する前に周囲の燃料ガスと混合してしまい燃料気
化部９ａの対向部での気孔炎は形成され難く、形
成したとしても不安定で点滅等を生じる。本実施
例では第４図Ｂの如く上下方向に直線状に空気孔
を配した空気孔列３ａを複数列設けているため
に、空気孔列３ａの最上段の空気孔３ｂで供給さ
れる空気に加えて下段部の空気孔から供給された
空気（空気の流れＦ）が合流することとなり最上
段部の空気孔３ｂ近傍において空気が多量となる
から可燃域となる。したがつて使用初期は燃料ガ
ス濃度が大きく、温度が低いにもかかわらず最上
段空気孔３ｂで気孔炎を形成する。最上段の空気
孔３ｂの径は空気孔列３ａの他の空気孔径よりも
大とし、また空気孔列３ａにおける上下方向の空
気孔間隔Ｘは他部における上下方向の空気孔間隔
Ｙ，Ｚよりも小としたことにより上記効果が増大
され安定した気孔炎を形成することができる。こ
こで上記の如く定常燃焼中に気孔炎を形成させる
ために空気孔列３ａの最上段部近傍においては空
気が他部より多量となるように設定しているか
ら、燃料ガス濃度の低い点火立上り時においては
空気量が過多となり局部過大燃焼を生じてススを
発生し易くなるが、空気孔列３ａの最上段部と空
気孔列３ａ直上部の段の上下方向の空気孔間隔Ｙ
は他部における間隔Ｘ，Ｚよりも大として供給空
気量を減じていることにより、点火立上り時にス
スを発生することは実用上皆無である。次に第５
図Ａで示すように使用初期における気孔炎ｆは燃
料ガス濃度が大きいために外炎筒３内壁側に小さ
く弱く形成され、この状態で定常燃焼となる。一
方長期間使用により第５図Ｂに示すように燃料気
化部９ａにタール状物質ｔが蓄積してくると、燃
料気化部９ａおよび周囲の温度も上昇し、かつ空
気孔３ｂ近傍も燃料ガス濃度が低下するため、燃
料気化部９ａ側に大きく強い気孔炎ｆが形成され
るようになる。わずかの燃料気化量の低下によつ
て容易に気孔炎ｆの拡大を生じるとともに気孔炎
ｆの拡大は燃料気化量の低下度合に合致する。こ
の気孔炎ｆは燃料気化部９ａに対向する位置にあ
るから、気孔炎ｆの拡大により増加した燃焼熱の
大部分を他へロスすることなく燃料気化部９ａに
与えて気化を促進し燃料気化量を回復せしめると
ともに蓄積していたタール状物質ｔを熱分解して
除去する作用も加わり、燃料気化量の低下を防止
する。かくして燃料気化部９ａに生成されるター
ル状物質の量に応じて空気孔３ｂの気孔炎ｆが燃
料気化部９ａ側に拡大形成され、燃料気化量の低
下を抑制するとともに、タール状物質ｔの分解除
去が行われ、長期間にわたつて臭気やススや一酸
化炭素等を発生しない良好な燃焼を維持すること
ができる。なお本実施例においては主芯９ｂを外
側に火まわり芯９ｃを内側にして外炎筒３に穿け
られた空気孔列３ａとしているが、この逆でも上
記効果を十分発揮することができる。ちなみに石
油ストーブを用い、燃料にはサラダ油を0.1容量
％混合した灯油を使用して燃焼させた時の効果を
第６図に示す。従来のもの（実線Ａ）では約10時
間で発熱量（Kcal／ｈ）が定格の70％に減少し、
一酸化炭素や臭気の発生量が増大したが、本発明
実施例のもの（実線Ｂ）では100時間燃焼させて
もなお定格の90％以上の発熱量を維持しており、
一酸化炭素や臭気の発生も殆んど見られなかつ
た。

また上記構成では、タール状物質ｔが分解除去
されるために、点火時の着火性や火移り性も損わ
れることなく安定した好ましい性能を維持するこ
とができる。また燃料気化部９ａの厚さの増大
や、芯内筒６や芯外筒７等の金属部との固着も避
けられ、灯芯９の上下操作に支障をきたすことも
防止できる。

以上のように本発明の液体燃料燃焼装置は、燃
料気化部に対向する内・外炎筒壁の少なくとも一
方の周面に上下方向に直線状に複数の空気孔を配
した空気孔列を複数列設けて空気孔列の最上段の
空気孔で供給される空気量に加えて下段部から供
給された空気が合流して最上段部の空気孔近傍に
おいて空気が多量となり可燃域となつて最上段の
空気孔に気孔炎が形成される。また最上段の空気
孔近傍は空気量が多部より多量となるよう設定し
ているから、点火から立上り過渡期においては燃
料ガス濃度が低く空気量が過多となり局部過大燃
焼を生じてススを発生するが、ここでは最上段の
空気孔とこの空気孔上方の燃料気化部に対向する
位置より上方に設けた空気孔との上下方向の空気
孔間隔を他部における間隔よりも大として供給空
気量を減じているため、前述のような立上り過渡
期においてススを発生することは実用上皆無であ
る。よつて他に全く悪影響を生じることなく、通
常、気孔炎が形成されにくい領域である燃料気化
部に対向する位置の内・外炎筒壁の周面に設けた
空気孔に気孔炎を形成することが可能となる。こ
の気孔炎は燃料気化部に生成されるタール状物質
により低下した燃焼量に応じて燃料気化部側に拡
大形成されて燃料気化部に与える熱量の増加を得
て気化を捉進し燃料気化量を回復せしめると共に
タール状物質の熱分解除去が行われ、長期間にわ
たつて、速い点火や火まわり速度を維持し、点火
から立上り過渡期のスス発生を防止して、安定燃
焼への移行をスムースにし、かつ臭気やススや一
酸化炭素等の発生を抑制するとともに、さらに長
期にわたつて燃料気化量の低下防止およびこれに
追随して生じる臭気，スス，一酸化炭素等の発生
を防止して安定燃焼を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる液体燃料燃
焼装置の一部分切断正面図、第２図はその要部拡
大断面図、第３図はその要部斜視図、第４図Ａ，
Ｂおよび第５図Ａ，Ｂはその作用説明図、第６図
はその特性図である。 １……燃焼筒、２……内炎筒、２ａ……空気
孔、３……外炎筒、３ａ……空気孔列、３ｂ……
最上段空気孔、３ｃ……空気孔、４……外筒、５
……燃焼室、９……灯芯、９ａ……燃料気化部、
９ｂ……主芯、９ｃ……火まわり芯（火まわり用
補助芯）、９ｄ……遮蔽体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の空気孔を有する内・外炎筒間で構成さ
   れた燃焼室とこの燃焼室に上方を露出した主芯
   と、この主芯の片面に設けた火まわり用補助芯
   と、前記主芯と火まわり用補助芯間に設けた燃料
   の通過しない遮蔽体とを備え、前記補助芯の下端
   を、燃焼中に燃料液面上に位置する構成にすると
   ともに、前記主芯の燃料気化部に対向する前記
   内・外炎筒壁の少なくとも一方の周面に上下方向
   に直線状に複数の空気孔を配した空気孔列を複数
   列設け、前記空気孔列の最上段の空気孔と、この
   空気孔上方の前記燃料気化部に対向する位置より
   上方に設けた空気孔との上下方向の空気孔間隔は
   他部における上下方向の空気孔間隔よりも大にし
   た液体燃料燃焼装置。 ２ 空気孔列の最上段の空気孔径は同空気孔列の
   他の空気孔径よりも大にした特許請求の範囲第１
   項記載の液体燃料燃焼装置。 ３ 空気孔列における上下方向の空気孔間隔は、
   他部における上下方向の空気孔間隔よりも小にし
   た特許請求の範囲第１項または第２項記載の液体
   燃料燃焼装置。