JPS6256407B2 - - 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
に酸欠時における安全性の確保とその信頼性向上
とを目的としたものである。

従来の室内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、終わり
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。

本発明はこのような従来の欠点を一掃したもの
で、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。１３は多数の１次空気供給気孔１４を有す
る外炎筒、１５は外筒、１６は燃焼筒、１７は送
風フアン、１８は通風口１９を有する風仕切板、
２０は送風ガイド、２１は置台、２２は前記燃焼
部及び送風フアンを覆う如く置台２１上に覆着し
た外装ケースで、送風フアン１７の近傍に吸込口
２３を、また送風ガイド２０の開口と対向する部
分には吹出口２４を有する。２５は前記吸込口２
３の近傍に設けたサーミスター等の温度検出素
子、２６は吹出口２４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２５，２６
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２５，２６によつて酸欠を
検知する回路を示し、２７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、２８は
温度検出素子２５，２６の温度差によつて生ずる
出力電圧を増幅させるオペアンプ、２９は前記オ
ペアンプ２８で増幅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、３０はコンパレータ２９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３１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は火皿９
の上方に押し出され、第３図のスイツチ２７がと
じ、所定時間のみ通電するタイマ（図示せず）等
により動作したソレノイド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。同時に送風フアン１７は回転し、風は
送風ガイド２０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、送風フア
ン１７からの風と混合し温風として吹出口２８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１１，１３の一次空気供給
孔１２，１４部分で行なわれ、燃焼し切れない未
然ガスは外炎筒１３の上方で燃焼する。

このような正常燃焼においては吹出口２４から
流出する温風温度は高いので負特性のサーミスタ
ーからなる温度検出素子２６により生じる電圧
は、吸込口２３に位置し、暖房された室内空気に
ふれる負特性のサーミスターからなる温度検出素
子２５による基準電位よりも高いので、オペアン
プ２８の出力は発生しない。したがつて比較器２
９は正端子の基準電位が負端子より高いので、そ
の出力が発生し、これによりトランジスタ３０は
導通し、ソレノイド６に通電して灯芯３を燃焼位
置に保持するのである。また、オペアンプ２８の
出力がないので、比較器３４も出力を発生するこ
とはない。

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１１，１３の１次空
気供給孔１２，１４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１２，１４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１２，１４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
４から供給される１次空気の噴出速度と気孔１
２，１４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１２，１４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１２，１４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１２，１４に形成する火炎が消減していく
からである。この様に内外炎筒１１，１３の気孔
１２，１４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くると当然その
排ガスの温度、すなわち吹出口２４部分に設けて
ある温度検出素子２６の温度も低下する。ところ
が吸込口２３部分に設けた温度検出素子２５の温
度は、上記排ガスの温度低下があつても室内温度
はほとんど変化しないため前記温度検出素子２６
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２５，２６の温度差は第４図イ
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、上記両素子２５，２６の
温度差による電圧が危険な状態になる酸素濃度で
コンパレータ２９の出力をOFFするように設定
しておけばトランジスタ３０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。

以上のような動作で酸欠時における安全性を確
保するのであるが、この燃焼器は自熱によつて気
化燃焼しているため、酸欠によつて燃焼量が低下
し始めると、その燃焼量低下は前述の第４図イで
示すように加速度的に早くなり、酸欠状態がそれ
ほど進行していないのにもかかわらず両素子２
５，２６の温度差による電圧は燃焼を停止させる
レベルに達して早切れを起すという可能性があ
る。

そこで本発明ではさらに前記燃焼器の外火皿９
外周に気化燃焼を助成する電気ヒータ３３を設
け、この電気ヒータ３３への通電を前記両温度検
出素子２５，２６からの出力によつて制御するこ
とにより前述した早切れが起らないように配慮し
てある。すなわち第３図に示す如く両温度検出素
子２５，２６からの出力電圧を増幅するオペアン
プ２８の出力は放電回路付き微分回路３４ａを介
して前記ソレノイド駆動用のコンパレータ２９と
は別に設けたコンパレータ３４に接続し、その出
力端はトランジスタ３５を介して電気ヒータ３３
と直列接続されているサイリスタ３６のゲート端
子に接続してある。したがつて、酸欠始めで燃焼
による温風温度がやや下つてくるので温度検出素
子２６により生じる電圧は正常燃焼時よりも下
り、温度検出素子２５による基準電位よりも低く
なつてオペアンプ２８の出力が発生する。そし
て、この出力がコンパレータ２９の負端子に入力
されても、正端子の基準電位よりも、まだ低いの
でコンパレータ２９の出力があり、トランジスタ
３０の導通によるソレノイド６の動作で燃焼は続
けられる。一方、オペアンプ２８の出力が放電回
路付き微分回路３４ａを介してコンパレータ３４
の正端子に入力される。この入力電圧は、放電回
路付き微分回路３４ａによつて第８図に示す鋸歯
状波Ｂとなり、そして上記両温度検出素子２５，
２６の差温が酸欠の進行につれて小さくなるにし
たがい第８図に示す一定値Ａ（基準電位）を越え
るようになり、この越えた部分が第８図に示すパ
ルス電圧C₁，C₂，C₃…となつてコンパレータ３
４から出力される。そして、このパルス電圧が出
力される間だけトランジスタ３５がONしてサイ
リスタ３６を導通させる。そして、パルス電圧の
幅が広くなるにしたがいサイリスタ３６の導通角
が大きくなり、第５図に示す如くヒータ３３の通
電量が多くなり、これにより灯芯３からの蒸発量
の低下をおさえ、酸欠による不完全燃焼で加速度
的に燃焼量の低下を補正する。そして、上記補正
によつて略定格値を保つていた燃焼が、さらに酸
欠の進行によつて低下し、それに伴なう上記両温
度検出素子２５，２６の差温によるオペアンプ２
８からの出力電圧が、コンパレータ２９の正端子
の基準電位より高くなると、コンパレータ２９の
出力は発生しなくなりトランジスタ３０がOFF
してソレノイド６に通電がなくなり灯芯３が降下
して、燃焼が停止される。すなわち、両素子２
５，２６の差温は第４図のロで示すように変化
し、燃焼自身の加速度的な低下による早切れがな
くなる。また第６図のロで示す如く補正のない場
合イに比べてCO／CO²も低くなる。

なお本実施例では酸欠を検出する手段として温
度検出素子２５，２６を用いているので確実なる
動作が期待できる利点がある。すなわち酸欠を検
知する手段としては酸素分圧あるいは酸素濃度差
を検出する素子を用いることも考えられるが、こ
の種燃焼器のように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
らないものでは確実なる酸欠検知ができず、誤動
作を起す恐れがある。しかしながらこの種燃焼器
は酸欠によつて燃焼量が低下し、その温度が低下
する特性があるので、温度を検出する素子を用い
れば誤動作のない確実なる動作が期待できるので
ある。

また本発明では室温を検出する素子２５を併用
して排ガス温度検出素子２６との温度差によつて
作動するようにしているので、その動作はより確
実なものとなる利点がある。すなわち排ガス温度
検出素子２６が検出する排ガス温度のみによつて
作動させるようにした場合には室温が変化した場
合でも燃焼を停止させる誤動作の恐れがある。こ
れは本実施例の燃焼器が排ガス中に室内空気を混
入して吹出すようにしているからである。第７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、すなわち排ガス温度の変化で
ある。このように排ガス温度は室温状態によつて
も変化するので排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２５
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７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
つても排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。

なお酸欠を検知する温度検出素子等の検出手段
は燃焼を停止させるもので説明したが、これはラ
ンプ，ブザー等で使用者に異常を報知するように
してもよい。

このように本発明によれば、酸欠時における安
全性を確保できるとともに、燃焼量の加速度的な
低下による誤動作の恐れも少なくなつて信頼性も
向上する等、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図は酸欠による両素子
の温度差変化を示すグラフ、第５図は素子の温度
差とヒータ容量との関係を示すグラフ、第６図は
酸欠とCO／CO²との関係を示すグラフ、第７図
は室温変化による素子の温度変化を示すグラフ、
第８図はコンパレータ３４の入出力波形を示す波
形図である。 ３……燃焼部（灯芯）、６……動作部（ソレノ
イド）、２５……第２温度検出素子、２６……第
１温度検出素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 灯芯によつて吸上げられた液体燃料を加熱し
   て気化する気化部と、この気化部で気化した燃料
   を燃焼させる燃焼部と、燃焼部からの燃焼ガス中
   に室内より吸引した空気を混合して温風として室
   内に放出する送風フアンとを備え、前記気化部に
   は燃料気化を行なわせる燃焼熱とは別の電気ヒー
   タを設け、かつ送風フアンによつて吸引する室内
   空気系路中には第１温度検出素子を設けるととも
   に燃焼ガスと室内空気とが混合した温風系路中に
   第２温度検出素子を設け、この第１、第２温度検
   出素子の温度差が一定値に達すると前記気化部で
   の気化を助成するよう電気ヒータへの通電を行な
   うとともに上記両素子の温度差が前記一定値より
   もさらに小さい一定値に達すると報知あるいは燃
   焼を停止させる制御部を設けた液体燃料燃焼装
   置。