JPS6256406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体燃料燃焼装置に関するもので、特
に酸欠時、タール生成、逆風等の異常燃焼等にお
ける安全性の確保を主目的としたものである。

従来の室内に排ガスを放散する液体燃料燃焼器
は、室内の酸素濃度が減少するにつれ不完全燃焼
を生じ、使用者がそれを知らずに、例えば睡眠を
とつている場合等は、発生する一酸化炭素によつ
て中毒を起こし、最悪の時には死亡事故に至るこ
ともある。

最近では、そうした有害な一酸化炭素を触媒等
で酸化して無害な二酸化炭素にする装置や、炎電
流を検知するフレームロツドによる酸欠を検知す
る方法等が提案されてはいる。しかし、前者にお
いては、酸素濃度は減少する一方であり、終には
やはり一酸化炭素中毒になる事態の可能性が高
く、また後者は風等によつて炎がゆれやすいこと
等から誤作動が非常に多く、信頼性に欠けるとい
つた欠点を有している。

さらにガスを燃料とした燃焼器では、酸素分圧
あるいは酸素濃度差を検出する素子を用いて酸欠
を検知する方法等が提案されている。しかしなが
らこの素子を用いた場合はいずれも素子が正常燃
焼時には高酸素分圧あるいは高酸素濃度雰囲気に
あつて酸欠時には低酸素分圧あるいは低酸素濃度
雰囲気になるように組込んである。すなわちこの
素子は正常燃焼時には火炎流に位置し、酸欠時に
はこの酸欠によつて伸びるあるいはリフトする火
炎中に入るように設定してある。

したがつて酸欠状態になると火炎が伸びて正常
時に対する酸素分圧あるいは酸素濃度が著しく変
化、すなわち酸素分圧・濃度変化を検出しやすい
状態となる全一次燃焼方式のものには効果的であ
る。

ところが、液体を燃料とした燃焼器の特に石油
ストーブ・ポツトバーナ等のような自熱気化燃焼
器では酸欠状態になると火炎が伸びることがあつ
てもこれは瞬間的なものであり、通常は正常燃焼
の状態からそのまま逆に小さく、すなわち燃焼量
が低下していく。したがつてこのような自熱気化
燃焼器に従来と同様の方法で酸素変化検出素子を
設けた場合は火炎後流のCO雰囲気中の酸素分圧
あるいは酸素濃度差を検出することになり、二次
空気が供給される大気開放型のものでは火炎後流
の排ガス中に二次空気が混入して酸素分圧あるい
は酸素濃度差の変化があまり起らないので、この
酸欠状態を検出することは不可能に近く実用化は
困難であつた。

本発明はこのような従来の欠点を一掃したもの
で、燃焼部と、この燃焼部の燃焼排ガスに室内よ
り吸引した空気を混合してこの混合ガスを室内へ
放出する室内空気循環用フアンと、前記混合ガス
の温度を検出する第１温度検出素子と混合前の前
記室内空気の温度を検出する第２温度検出素子
と、前記両素子の出力を比較してその出力差によ
り前記燃焼部の燃焼を停止あるいは警報を発する
動作部とからなり、酸欠時やタール生成、逆風等
の異常燃焼時を検出して動作し燃焼器を安全にす
るものである。

以下その一実施例を温風暖房機に用いた灯芯式
液体燃料燃焼装置の場合について説明する。

図において、１は燃料タンクで、タンク内の燃
料２は灯芯３によつて毛細管現象で吸い上げられ
る。上記灯芯３は芯上下機構のレバー４に連係さ
れていてバネ５の作用により通常、燃料タンク１
内に位置する様に付勢されている。６は点火動作
と同時に灯芯３を上方に押し出した状態で芯上下
レバー４を保持するソレノイド、７は通気口８を
有した通気筒で、灯芯３の上下スライドのガイド
となる。９は多数の気孔１０を有する外火皿、１
１は内炎筒で、多数の１次空気供給気孔１２を有
すると共に、仕切板１３、拡炎板１４を有し、内
炎筒１１の上端と拡炎板１４との間には２次燃焼
空気を供給するスリツト気孔１５を形成してい
る。１６は多数の１次空気供給気孔１７を有する
外炎筒、１８は外筒で、３次空気供給気孔１９を
有すると共に、内炎筒１１の上端との間には２次
空気が流動するスリツト状の気孔２０を形成して
いる。２１は燃焼筒で、外筒１８との間には燃焼
用の３次空気が流れるようになつている。２５は
点火ヒータ、２６は室内空気循環用フアン、２７
は通風口２８を有する風仕切板、２９は送風ガイ
ド、３０は置台、３１は前記燃焼部及び送風フア
ンを覆う如く置台３０上に覆着した外装ケースで
送風フアン２６の近傍に吸込口３２を、また送風
ガイド２９の開口と対向する部分には吹出口３３
を有する。３４は前記吸込口３２の近傍に設けた
サーミスター等の温度検出素子、３５は吹出口３
３の近傍に設けたサーミスター等の温度検出素子
で、これら両素子３４，３５が検出する温度差に
よつて酸欠を検知するのである。

第３図はこの両素子３４，３５によつて酸欠を
検知する回路を示し、３６は芯上下レバー４の押
圧操作によつてONされる電源スイツチ、３７は
サーミスタ３４，３５の温度差によつて生ずる出
力電圧を増巾させるオペアンプ、３８は前記オペ
アンプ３７で増巾された電圧とベース電圧とを比
較して出力電圧をON・OFFするコンパレータ、
３９はコンパレータ３８の出力電圧によつて開閉
するトランジスタで、ソレノイド６を制御するも
のである。なお図中４０は直流電源回路である。

上記構成において次にその動作を説明する。ま
ず芯上下レバー４を押し下げると灯芯３は外火皿
９の上方に押し出され、ソレノイド６による吸着
作用によつてそのまま保持される。そして点火ヒ
ータ２５による点火によつてタンク１から吸い上
げた燃料を燃焼させる。同時に室内空気循環用フ
アン２６は回転し、風は風仕切板２７の通風口２
８を通つて送風ガイド２９にそつて下方に吹き出
される。この時、吹き出される風のベンチユリー
効果によつて燃焼排ガスが破線のように吸引さ
れ、室内空気循環用フアン２６からの風と混合し
温風として吹出口３３より吹出すようになる。

一方前記ベンチユリー効果によつて通気筒７の
通気口８から燃焼用空気を強制的に吸引供給する
ようになる。

なお燃焼は内外炎筒１１，１６の１次空気供給
孔１２，１７部分で行なわれ、燃焼し切れない未
燃ガスは外炎筒１６の上方で燃焼する。

このような状態で燃焼を行なつている時酸欠状
態になり始めると、内外炎筒１１，１６の１次空
気供給孔１２，１７に形成していた燃焼炎は酸欠
により燃焼反応が衰え気孔１２，１７に形成され
ていた炎が次第に少なくなつて炎の形成されない
気孔１２，１７が多くなつて来ると同時に不完全
燃焼となる。これは、通常状態では気孔１２，１
７から供給される１次空気の噴出速度と気孔１
２，１７に形成される火炎の燃焼速度がバランス
されて、大部分の気孔１２，１７に火炎を形成し
ていたものが、酸欠状態になる事により、火炎の
燃焼速度が遅くなり気孔１２，１７から供給され
る空気噴出速度の方が速くなつて厳密にはリフト
し気孔１２，１７に形成する火炎が消滅していく
からである。この様に内外炎筒１１，１６の気孔
１２，１７に形成される火炎が少なくなると、灯
芯３に与える熱量も次第に少なくなり、灯芯３か
らの燃料の気化量が少なくなり発熱量が低下して
来る。こうして発熱量が低下してきてもその燃焼
排ガス温度は変化しないが、これに室内空気が混
合されているので、この混合ガスの温度は低下
し、すなわち吹出口３３部分に設けてある温度検
出素子３５の温度も低下する。ところが吸込口３
２部分に設けた温度検出素子３４の温度は、上記
混合ガスの温度低下があつてもすでに室内は一定
温度に暖められていてほとんど変化しないため前
記温度検出素子３４ほどの温度低下はなくほぼ一
定に保たれている。よつて上記両素子３４，３５
の温度差は第５図に示す如く酸欠状態が進行する
につれて小さくなつてくる。したがつて危険な状
態になる酸素濃度ａでコンパレータ３８の出力を
ONするように設定しておけばトランジスタ３９
を介してソレノイド６への通電を断ち、灯芯３を
降下させて消火させることができる。

ここで混合ガスの温度変化を検出するだけで酸
欠が検知できるのであれば混合ガス温度を検出す
る温度検出素子３５の温度変化のみを出力として
用いればよいのであるが、前記混合ガスの温度変
化は燃焼低下だけではなく室温の変化によつても
起る。これは上記混合ガスには室内空気循環用フ
アン２６によつて吸込んだ室内空気が混入してい
るからである。

第４図はこの室温変化による素子温度の変化を
示すもので、Ａが素子温度、すなわち混合ガス温
度の変化である。このように混合ガス温度は室温
状態によつても変化するので混合ガス温度だけを
検出して作動させると、例えば換気等の為に室内
空気を入れ換えて室温が低下した場合であつても
酸欠として動作、すなわち誤動作してしまう問題
がある。

しかしながら室温を検知する温度検出素子３４
を用いてその両素子の温度差を出力として用いれ
ばこのような誤動作の恐れはなくなる。すなわち
第４図Ｂで示すようにこの素子部分の温度も室温
状態に応じて変化する。したがつて室温変化が起
つても混合ガス温度検出用素子との温度差は常に
ほぼ一定したものとなり、その温度差が変化する
のは燃焼状態が悪化して変化した場合となる。よ
つて室温変化等による誤動作はなくなり、酸欠の
検出が確実にできるようになるのである。

またこの燃焼状態の悪化による燃焼量低下は灯
芯３にタールが生成して燃料の吸上げ能力が低下
した場合にも起るのでこのタール生成による異常
燃焼も検出できることになる。第６図はこのター
ル生成による両素子３４，３５の温度差変化を示
すが、前述した酸欠状態の時と同じような傾向を
示し、タール生成による異常燃焼の検出も可能な
ことがわかる。

さらに第７図は逆風等を受けて逆火した場合の
両素子３４，３５の温度差変化を示し、この場合
はその温度差が大きくなる。したがつてこの温度
差が一定以上になつてもコンパレータ３８の出力
をONするように設定しておけば前述と同様燃焼
を停止させることができ、過熱による火災等の発
生を未然に防止することができるようになる。

なお上記実施例では室温を検知する温度検出素
子３４を室内空気循環用フアン２６の吸込口３２
に設けたがこれは別の所、例えば通気筒７内ある
いは室内適所に設けてもよい。また燃焼形態も灯
芯式に限られることなくその他の形式のものでも
よい。さらに上記実施例では酸欠を検知して動作
する動作部が芯上下レバーを吸着保持するソレノ
イド等の燃焼停止手段の場合を説明したが、これ
はランプ、ブザー等の警報手段として酸欠状態を
使用者に知らせるようにしてもよいものである。

このように本発明によれば、酸欠状態による事
故を未然に防止することができるとともに、燃焼
排ガスに室内空気を混合して室内へ放出する混合
ガスの温度と、前記混合する前の室内空気温度と
の差を第１および第２温度検出素子で検出してい
るので、その動作も確実なものとすることがで
き、かつタール生成、逆風等による異常燃焼も検
出できる等、その効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における液体燃料燃
焼装置の断面図、第２図はその燃焼部の拡大断面
図、第３図は回路図、第４図は室温変化による素
子の温度変化を示すグラフ、第５図は酸欠による
両素子の温度差変化を示すグラフ、第６図はター
ル生成による両素子の温度差変化を示すグラフ、
第７図は吹出口詰りによる両素子の温度差変化を
示すグラフである。 ３……燃焼部（灯芯）、６……動作部（ソレノ
イド）、３４……第２温度検出素子、３５……第
１温度検出素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼部と、この燃焼部の燃焼排ガスに室内よ
   り吸引した空気を混合してこの混合ガスを室内へ
   放出する室内空気循環用フアンと、前記混合ガス
   の温度を検出する第１温度検出素子と混合前の前
   記室内空気の温度を検出する第２温度検出素子
   と、前記両素子の出力を比較してその出力差によ
   り前記燃焼部の燃焼を停止あるいは警報を発する
   動作部とからなる液体燃料燃焼装置。