JP3518598B2 - 液体燃料着火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電素子から放出す
る電気エネルギーを着火エネルギーとし，灯油等の液体
燃料（以下，液体燃料という）に着火させる液体燃料着
火装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】液体燃料を用いる石油ストーブ，石油こ
んろ，石油風呂釜等の燃焼機器における従来の液体燃料
着火装置の代表的なものとして電池着火機構がある。当
該電池着火機構は図２に示すようにスイッチ２４を入れ
ることにより二次電池２２から放出される電気エネルギ
ーを白金線等でなるフィラメント２３に供与し熱エネル
ギーに変換せしめてフィラメント２３を赤熱し，当該フ
ィラメント２３から放出される熱エネルギーによって燃
焼機器内の灯芯２１に含浸する液体燃料を加熱し気化蒸
発させて着火させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の燃焼機器に
おける電池着火機構が有する問題点として以下のものが
ある。即ちフィラメント２３は細線でなるためフィラメ
ント２３の変形及び断線が少なからず生じ，これに起因
して着火遅延を含む着火不安定，着火不能なる事態の発
生とこれらに伴うフィラメント交換，また灯芯２１先端
の炭化により容易に着火しない，即ち着火遅延に加え消
耗品である二次電池２２の交換を要する上に電池性能の
劣化に伴なう着火遅延なる問題点である。本発明は前記
電池着火機構が有していた問題点を解決した液体燃料着
火装置を提供すること，即ち交換を要する何らの消耗品
も用いることなく迅速にして安定的な着火をもたらしめ
る液体燃料着火装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以下，図１を用いてその
手段等を説明する。本発明に係る液体燃料着火装置はプ
ランジャーロッド１３を連結したプランジャー２をシリ
ンジ１内に配設する構成と前記シリンジ１内に火花放電
電極１６を配設し当該火花放電電極１６を導電線１１を
介して圧電素子１２に接続する構成と前記シリンジ１の
側面に空気吸入孔１４を設ける構成と前記シリンジ１か
ら開閉弁５を介して火炎導出管４を突出させる構成と前
記シリンジ１から開閉弁９を介して給油管７を突出させ
る構成と前記プランジャーロッド１３の圧電素子押圧片
１５への懸架によって圧電素子１２を加圧する構成から
なるものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に係る液体燃料着火装置の
構成要素の一をなすシリンジ１には当該シリンジ１から
開閉弁５を介して燃焼機器内の灯芯３に向け火炎導出管
４を突出させる。ここで当該火炎導出管４はシリンジ１
内で可燃混合気体の着火・燃焼によって発生した火炎を
燃焼機器内の灯芯３に導くためのものである。前記可燃
混合気体の着火燃焼，これを受けての可燃混合気体の体
積膨張によるシリンジ１内の昇圧により開閉弁５が開き
前記火炎は開閉弁５を経由し火炎導出管４を通って灯芯
３に導出され，灯芯３に含浸する液体燃料に着火燃焼を
もたらす。

【０００６】前記シリンジ１と前記火炎導出管４との間
には開閉弁５が付設され，前記シリンジ１内の昇圧時の
み開放され，それ以外の時は閉鎖状態となっている。即
ち開閉弁５はバネ等の押圧部材６によってシリンジ１に
向けて押圧され閉鎖状態となっているが前記シリンジ１
内で昇圧があった時は当該昇圧に抗して開放されシリン
ジ１内で発生した火炎の通過を可能ならしめるのであ
る。

【０００７】前記シリンジ１には前記火炎導出管４に加
え開閉弁９を介して給油管７を突出させる。当該給油管
７はその一端が液体燃焼貯留部８に接続され開閉弁９を
介して液体燃料をシリンジ１内に供給させるためのもの
である。ここでシリンジ１と給油管７との間に付設され
る開閉弁９はシリンジ１内に配設されたプランジャー２
の引出しによってシリンジ１内が減圧された時にのみ開
放され，それ以外の時はバネ等の押圧部材１０の押圧を
受け閉鎖状態となっている。

【０００８】開閉弁９の外周には開閉弁９の長手方向に
沿って複数個の溝が設けられ，開閉弁開放時における液
体燃料の通路とならしめている。

【０００９】シリンジ１内には火花放電電極１６が配設
される。当該火花放電電極１６は当該火花放電電極１６
から発する電気火花によってシリンジ１内で形成された
可燃混合気体に着火させるためのものであり，当該火花
放電電極１６は導電線１１を介して圧電素子１２に接続
される。ここで圧電素子１２は外部からの加圧によって
高電圧の電気エネルギーを発生させるエネルギー変換素
子であり，当該圧電素子１２で発生した電気エネルギー
は火花放電電極１６に給電され放電して電気火花を惹起
する。

【００１０】シリンジ１内に配設される火花放電電極１
６はシリンジ底部近傍又はシリンジ側面から突出する小
空間内に配設される。その理由はこれ以外の部所に配設
された場合にあっては減圧して液体燃料を気化蒸発させ
るに要するシリンジ内容量を大きくしなければならない
からである。

【００１１】シリンジ１内にはシリンジ１内を前後両方
向に移動可能なるプランジャー２が配設される。ここで
当該プランジャー２は当該プランジャー２に連結される
プランジャーロッド１３の移動と連動して移動し，プラ
ンジャーロッド１３が外方に引き出される過程にあって
はプランジャー２も外方に移動し，これを受けシリンジ
１内の密閉空間内の体積膨張によってシリンジ１内は減
圧される。この減圧度は開閉弁５，９の閉鎖状態下では
プランジャー２の外方への移動距離に比例して大とな
り，その時の気温における液体燃料の蒸気圧に達するま
で減圧されると液体燃料は気化蒸発を始める。前記液体
燃料の気化蒸発はその気温における液体燃料の蒸気圧に
相当する減圧状態が続く限りは飽和状態に至るまで継続
する。

【００１２】プランジャーロッド１３が更に引き出さ
れ，それに連動してプランジャー２がシリンジ１の側面
に設けられた空気吸入孔１４のある部所まで移動すると
シリンジ１内には前記空気吸入孔１４から空気が導入さ
れ，既に発生している液体燃料の蒸気と混同し可燃混合
気体を形成し始める。ここで前記空気吸入孔１４の大き
さはプランジャーロッド１３を引出しプランジャーロッ
ド１３が圧電素子押圧片１５に懸架するまでの時間内に
シリンジ１内で可燃混合気体を形成させるに十分な大き
さ，即ち少なくとも１ｍｍとする。プランジャーロッド
１３の引き出し過程での短時間内に可燃混合気体を形成
させなければならないことからしてシリンジ内容量が大
であればそれに伴って空気吸入孔１４の大きさも大きく
しなければならない。

【００１３】

【作用】本発明に係る液体燃料着火装置はいわゆる減圧
沸騰なる現象を採り入れ，液体燃料を何ら加熱すること
なく常温で気化蒸発させることによって液体燃料の着火
を可能ならしめるものである。ここで減圧沸騰とは液体
燃料の蒸気圧を低下させ，それに応じて液体燃料の沸点
を低下させる現象をいう。ところで本発明に係る液体燃
料着火装置が前記減圧沸騰なる現象を採り入れて本発明
を完成させたのは以下の理由による。液体燃料は通常，
常温であってもその温度に相当する可燃性蒸気を絶えず
発生し空気と混合しているものの可燃性範囲内にある可
燃混合気体が形成されなければ着火させることはできな
い。代表的な液体燃料の一である灯油はアルコール，ガ
ソリン等と相違して常温での可燃性蒸気の発生量がきわ
めて少ないため可燃性範囲の濃度に到底達し得ず，よっ
て常温常圧下での着火はきわめて困難である。そのため
通常は前記可燃性範囲の濃度にまで高めるべく灯油の着
火温度である３２０〜４３０℃にまで加熱する方法が採
られる。ここで着火温度とは液体燃料を燃焼させるため
にある温度以上に加熱しなければ着火しない温度をい
う。

【００１４】前記可燃性範囲の濃度にまで高めるための
液体燃料の加熱は燃焼機器に商用１００Ｖ電源が取り入
れられている場合にあっては比較的容易に行うことがで
きる。しかし前記電源を取り入れていない可搬性を有す
る燃焼機器にあっては液体燃料の加熱は電池等の加熱源
を用いない限りなし得ない。そこで本発明では何らの加
熱源を用いることもなく常温又は０℃以下の低温下にお
いても液体燃料を着火させるべくシリンジ１という密閉
容器内をプランジャー２の引き出しによって減圧し，当
該密閉容器内に存する液体燃料を減圧沸騰させることに
よって液体燃料の蒸気濃度が可燃性範囲に達する程度に
まで蒸気圧を低下させる。前記液体燃料の減圧沸騰によ
って生じた液体燃料の蒸気は１ｍｍＨｇ以下と相当程度
に減圧された状態下で発生させたものであるため液体燃
料の蒸気と空気との混合気中の酸素濃度が低く可燃性範
囲外にあり，そのため火花放電による着火エネルギーを
付与しても着火するには至らない。本発明では前記混合
気の酸素不足をシリンジ１側面に設けられた空気吸入孔
１４からの空気導入によって補ない，これによって前記
混合気を可燃混合気体とし可燃性範囲内にあらしめてい
る。

【００１５】

【実施例】代表的な液体燃料である灯油の外気温０℃で
の蒸気圧は０．４ｍｍＨｇとされている。そこで本発明
では前記蒸気圧０．４ｍｍＨｇにまでシリンジ１内を減
圧させるべく少なくとも内容量１００ｃｃのシリンジを
用い，プランジャー２の引き出し速度を１０ｍｍ／ｓｅ
ｃ以上とし最小限のリークの範囲内で可燃混合気体を形
成させている。ここで前記シリンジ１の内容量はその温
度における液体燃料の蒸気圧に達せしめるに十分な減圧
が得られるのであれば１００ｃｃ以下であってもよい。
前記可燃混合気体に着火させるため，出力電圧８ｋｖ以
上で且つ０．５ｍＪ以上の電気エネルギー放出能力を有
する圧電素子１２が用いられる。

【００１６】本発明に係る液体燃料着火装置ではシリン
ジ１の内容量を極力小ならしめるべくシリンジ１側面に
シリンジ１側面から突出する小空間を設け，当該小空間
内に火花放電電極１６を配設する。火花放電電極１６を
かかる小空間に配設することによってプランジャー２を
シリンジ底部まで押し込むことが可能となり，より小な
るシリンジ内容量で液体燃料を気化蒸発させるに十分な
減圧が得られるからである。

【００１７】

【発明の効果】本発明の第一の効果は燃焼機器内の灯芯
３に含浸する液体燃料への着火を火炎でなさしめるもの
であるため灯芯全体への火回りが速く油臭，油煙の発生
が殆んどないことである。この効果を受け燃焼機器は従
前に比し１／２以下の３０秒以内なる短時間で灯芯全体
に及ぶ燃焼状態に達せしめることができる。

【００１８】本発明の第二の効果は従来の電池着火機構
及び商用１００Ｖ電源による着火機構が有していた双方
の問題点を同時に解決させ得たことである。即ち電池着
火機構が有していたフィラメント２１の変形及び断線に
よる着火遅延を含む着火不安定及び着火不能，更にはこ
れに伴なうフィラメント２１の交換なる問題点を解消し
加えて消耗品である二次電池２２の交換も全く不要とし
たことである。また商用１００Ｖ電源による着火機構が
有していた前記電源がないことによる設置場所の制約及
び着火遅延なる問題点も解消させ得たことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明に係る液体燃料着火装置の縦断面図で
ある。

【図２】は従来の液体燃料着火装置の一をなす電池着火
機構の構成図である。

【符号の説明】

１．シリンジ ２．プランジャー ３．灯芯 ４．火炎導出管 ５．開閉弁 ６．押圧部材 ７．給油管 ８．液体燃料貯留部 ９．開閉弁 １０．押圧部材 １１．導電線 １２．圧電素子 １３．プランジャーロッド １４．空気吸入孔 １５．圧電素子押圧片 １６．火花放電電極 ２１．灯芯 ２２．二次電池 ２３．フィラメント ２４．スイッチ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プランジャーロッド１３を連結したプラン
   ジャー２をシリンジ１内に配設する構成と前記シリンジ
   １内に火花放電電極１６を配設し当該火花放電電極１６
   を導電線１１を介して圧電素子１２に接続する構成と前
   記シリンジ１の側面に空気吸入孔１４を設ける構成と前
   記シリンジ１から開閉弁５を介して火炎導出管４を突出
   させる構成と前記シリンジ１から開閉弁９を介して給油
   管を突出させる構成と前記プランジャーロッド１３の圧
   電素子押圧片１５への懸架によって圧電素子１２を加圧
   する構成からなる液体燃料着火装置。
2. 【請求項２】シリンジ１の内容量を少なくとも１００ｃ
   ｃとするシリンジ１を用いた請求項１の液体燃料着火装
   置。
3. 【請求項３】シリンジ１側面にシリンジ１側面から突出
   する小空間を設け，当該小空間内に火花放電電極１６を
   配設した請求項１の液体燃料着火装置。