JPS6338808A - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （発明の技術分野） 本発明は、主として室内暖房に用いられる灯芯形の液体
燃料燃焼装置に係り、特に、燃焼室内で燃料を完全燃焼
させることができるようにした液体燃料燃焼装置に関す
る。

（従来の技術） 室内の暖房用として灯芯形の液体燃焼装置が広く使用さ
れている。灯芯形の液体燃料燃焼装置は、燃料の供給方
式から分類して、灯芯上下式と。

落差式と、加圧式とに分類される。これらは、さらに燃
焼室構造から単筒式と、″ｍ単筒式に分類される。

灯芯形の液体燃料燃焼装置、たとえば１代表的な少量式
の石油ストーブの主要部は１通常１次のように構成され
ている。すなわち、燃料タンクと。

この燃料タンクの上方に同心的に配置され相互間に環状
の燃焼室を形成する内、外炎筒と、燃焼室と燃料タンク
とを連通させる狭い環状の通路と。

下端側が燃料タンク内の石油中に差し込まれるとともに
上端側が上記狭い通路を通して上記燃焼室内に差し込ま
れ毛管現象で石油を汲み上げる筒状の灯芯とで構成され
ている。内、外炎筒には燃焼室内に空気を導入するため
の通気孔が多数設けられている。そして、灯芯の上端部
から蒸発した石油蒸気を燃焼室内で燃焼させるようにし
、また。

燃焼室内への灯芯の露出口を調節することによって火力
を調節するようにしている。

このような石油ストーブにあって、燃焼室内に露出して
いる灯芯の上端部に点火すると、内、外炎筒に設けられ
ている多数の通気孔から燃焼に必要な空気が燃焼室内に
導入され、燃焼が促進される。この燃焼によって生じた
熱は、燃焼室内に露出している灯芯の上端部を加熱して
石油の蒸発量を促進させる。このため、燃焼は徐々に拡
大する。

そして、最終的に灯芯の上端部から放出される熱伍と灯
芯の上端部に入力される熱邑とがバランスした状態で定
常燃焼状態となる。

しかしながら、上記のように灯芯形で、かつ複筒式の石
油ストーブにあっては次のような不具合があった。すな
わち、この種の石油ストーブでは。

一般に外炎筒を赤熱させ、この外炎筒からの輻射熱を暖
房用として利用している。このように外炎筒を赤熱させ
るために１通常、内炎筒の通気孔の数に比べて外炎筒の
通気孔の数を７〜１０倍程度多く、つまり外炎筒側通気
孔の開口総面積を内炎筒側通気孔の開口総面積に比べて
大にし、これによって外炎筒の熱容量を小さくして外炎
筒を赤熱させるようにしている。したがって、燃焼運転
時には、外炎筒に比べて内炎筒の方が低温に保たれてい
る。このような構成の石油ストーブは、定常燃焼時には
、外炎筒上端部と内炎筒上端部との間に形成された空間
に二次火炎が発生し、その付近の通気孔から流れ込む二
次空気により燃焼が促進されて安定燃焼を行なう。しか
し、灯芯を下げて火力を小さくしようとすると１次のよ
うな現象が発生していた。すなわち、灯芯を下げて灯芯
の露出量を少なくすると、燃焼ｍの低下にしたがって二
次火炎も燃焼室の下方へと移動する。燃焼室内の下方へ
移動した二次火炎は、外炎筒および内炎筒の通気孔から
流入した空気によって徐々に燃焼していくが、二次火炎
の先端部が消炎した通気孔から流れ込む空気および内炎
筒壁によって冷却されてしまい、これが原因して反応途
中の燃焼ガスがそのまま外部へ排出され、−酸化炭素を
多量に発生すると言う問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く、従来の複筒式の液体燃料燃焼装置にあって
は、特に１弱燃焼設定時に一酸化炭素を多量に発生する
問題があった。

そこで本発明は１弱燃焼設定時であっても一酸化炭素の
発生量を抑制できる。安全性の高い複筒式の液体燃料燃
焼装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、液体燃料を収容する燃料タンクと。

この燃料タンクの上方に軸心線を上下方向に向け。

かつ同心的に配置され相互間に環状の燃焼室を形成する
複数の通気孔を有した内炎筒および外炎筒と、前記燃焼
室と前記燃料タンクとを連通させる狭い環状の通路と、
下端側が前記燃料タンク内の前記液体燃料中に差し込ま
れるとともに上端側が前記狭い通路を介して前記燃焼室
内へ差し込まれ毛管現象で上記液体燃料を汲み上げて蒸
発させる筒状の灯芯と、この灯芯の位置を可変する手段
とを備えた液体燃料燃焼装置を対象にしている。このよ
うな液体燃料燃焼装置において１本発明では。

内炎筒の上部の径を下部の径より小さくしている。

（作用） 強撚焼時には、外炎筒の上端部と内炎筒の上端部との間
の空間に二次火炎が形成され、この空間近傍に設けられ
た通気孔から流れ込む空気によって燃焼が促進される。

一方１弱燃焼時には、二次火炎が燃焼室の下方へと移動
する。そして、燃焼７内で、かつ内炎筒の小径部と大径
部との境界位置近傍に二次火炎が形成される。このとき
、二次火炎は、開口面積の大きな外炎筒側の通気孔から
流れ込んだ空気によって内炎筒側へ押されるが。

前述の如く内炎筒の上部が小径に形成されていることが
有効に作用して内炎筒の壁面に二次火炎が触れるような
ことはない。したがって１弱燃焼状態に設定しても、二
次火炎が冷却されるようなことはなく、このため−酸化
炭素の発生が抑制される。また、内炎筒の上部が小径に
形成されているので、この部分での滞留時間を長くでき
、このため未燃ガスが完全燃焼し易い状態が自動的に形
成され、燃料の全部が完全燃焼する。したがって。

有害ガスの発生を確実抑制することができる。

（実論例） 第１図には、この発明を適用した灯芯形の石油ストーブ
１０が示されている。この石油スｉ〜−ブ１０の筺体１
２には、その前面壁および上面壁に大きな開口１４．１
６が形成されている。また。

筺体１２内には、開口１４に対向する関係に熱反射板１
８が配置されている。筺体１２の上面壁で開口１６の側
方位置には、カートリッジ式の石油貯蔵タンクく図示せ
ず。）を熱反射板１８の裏側空間に収容するための１１
２０が開閉自在に取り付けられている。熱反射板１８の
前面位置には燃焼器２２が設置されている。また、開口
１４の下方で筐体１２の前面壁にはノブ２４が配置され
ている。

燃焼器２２は第２図に示すように構成されている。すな
わち、この燃焼器２２は、大きく別けて。

燃料供給部２６と、燃焼部２８と、芯温度制御装置３０
とで構成されている。

燃料供給部２６は、開口部を上方に向けて配置され、前
述した石油貯蔵タンクから常に一定レベルまで石油３２
の補給を受ける環状の燃料タンク３４を備えている。こ
の燃料タンク３４は、金属材で形成されており、その外
側壁３６より内側壁３８の方が軸心線方向に充分長く形
成されている。

外側壁３６の上端部には外側に折れ曲がった鍔４０が形
成されている。また、内側壁３８の上端部には内側に折
れ曲がった鍔状の火皿４２が形成されている。外側壁３
６の上端部に形成された鍔４０の上面には、下部が燃料
タンク３４の外側壁３ｄより大径に形成され、上部が上
記外側壁３６より小径に形成された金属材製の段付き筒
体４４が外側壁３６と同軸的に、かつ液密に固定されて
いる。この段付き筒体４４の上部と前記内側壁３８の上
部とで後述する灯芯６２をガイドする芯ガイド筒４８．
５０を構成している。芯ガイド筒４８の上端部には、火
皿４２の高さと同じ高さで外方へ若干延ばした第１の部
分５２と、この第１の部分５２の先端を上方に向けて所
定長さ延ばした第２の部分５４と、この第２の部分５４
の先端を水平に所定長さ延ばした第３の部分５６と、こ
の第３の部分５６の先端を上方に向けて延ばした第４の
部分５８とが形成されている。そして、第３および第４
の部分５６．５８で後述する外炎筒８６を支持する火皿
６０を構成している。なお。

第２の部分５４には通気孔５９が複数形成されている。

芯ガイド筒４８．５０の間に形成された狭い環状通路４
６内には毛管現象で石油を汲み上げる。

たとえばガラスＩＩＩｔ等で筒状に形成された灯芯６２
が、その下端部を燃料タンク３４内に位置させた状態に
挿設されている。この灯芯６２は、芯ガイド筒４８．５
０に摺接する程度の肉厚に形成されている。そして、灯
芯６２は、燃料タンク３４と段付き筒体４４とで囲まれ
た部分に配置された支持筒６４によって支持されている
。この支持筒６４は、上下方向のみ移動自在に、かつ回
転不能に設けられている。支持筒６４の外面？！故箇所
には、ビン６６が突設されており、これらピン６６はｒ
９４０上に回転自在に載置された筒体６８に形成されて
いる斜孔７０に嵌入している。筒体６８の外面にはうツ
ク７２が固定してあり、このラック７２はビニオン７４
と歯合している。ビニオン７４は段付き筒体４４の周壁
を液密に目通して設けられた軸７６に連結されており、
この軸７６は前述したノブ２４に連結されている。すな
わら、ノブ２４．軸７６、ビニオン７４．ラック７２、
筒体６８．斜孔７０．ビン６６、支持筒６４によって芯
位置制御機構が構成されている。

一方、燃焼部２８は次のように構成されている。

すなわち、燃焼部２８は、前記芯ガイド筒５０の上端部
に形成された火皿４２上に載置された内炎筒８２と、前
述した火皿６０を構成する第３の部分５６上に載置され
内炎筒８２との間に燃焼室８４を形成する外炎筒８６と
、この外炎筒８６より外側に配置された外筒８８とで構
成されている。

内炎筒８２は、開口部を下に向けて配置され。

その周壁に複数の通気孔９０を有した有底の内炎筒本体
９２と、この内炎筒本体９２内を上昇した空気流をＲ終
燃焼に寄与させる如く偏向させるラッパ状の拡散筒９４
とで構成されている。

内炎筒本体９２は、第３図に示すように、大径の下部内
炎筒９６と、これに同軸的に接続された小径の上部内炎
筒９７とで構成されている。上部内炎筒９７の直径は下
部内炎筒９６の直径に対して０．７５〜０．８５倍に形
成されており、また高さ方向の長さ比はほぼ１　：３に
形成されている。また。

上部内炎筒９７の通気孔９０は千鳥形に設けられている
。ざらに、下部内炎筒９６との境界部分には通気孔９０
のない空白部分９８が形成されている。そして、この空
白部分９８の上縁に当る部分９９の空気孔９０は、この
部分９９の通気断面積を大きくするために他の部分に比
べて多数設けられている。また、内炎筒本体９２のいわ
ゆる低壁の周縁部にも通気孔１００が形成されており、
さらに下部内炎筒９６と上部内炎筒９７との境界部分お
よび下部内炎筒９６内の下部にはそれぞれ空気制限板１
０１．１０２が装着されている。

一方、外炎筒８６は上、下端を解放し、その周壁に複数
の通気孔１０３を有した外炎筒本体１０４と、この外炎
筒本体１０４の上端部に一体的に設けられ、外側に張り
出した鍔部１０５と、この鍔部１０５の周縁部から下方
に向けて僅かに突出した突周壁１０６とで構成されてい
る。外炎筒本体１０４に設けられた通気孔１０３は、上
部側に位置するもの程大径に形成されており、これによ
って燃焼室８４内の上側空間に流入する空気の量が下側
空間に流入する空気の最に比べて大となるように設定さ
れている。また、外炎筒本体１０４の通気孔１０３は内
炎筒本体９２の通気孔９０より１０倍程度多く設けられ
てい・る。つまり、外炎筒本体１０４の通気孔１０３の
開口総面積は内炎筒本体９２の通気孔９０の開口総面積
より充分に大きな値に設定されている。外筒８８は、透
明なガラス筒１０８と、金属材製の筒状体１１０とを上
下に同軸結合して構成されており、ガラス筒１０８の上
端部が突周壁１０６に固定されている。

内炎筒８２と外炎筒８６とは図示しないクロスビンによ
って連結されている。そして、上記のように構成された
燃料供給部２６と燃焼部２８とは。

燃料供給部２６の上端部より上方に位置する部分が外部
に露出するように筺体１２の仕切り板１１２に形成され
た孔に装着されている。

一方、前記芯温度制御装置３０は、芯ガイド筒４８の上
端部外周面に密接状態に固定された吸熱バイブ１１４と
、この吸熱バイブ１１４に閉ループ状態に接続されると
ともに、筐体１２の背面壁に熱的に接続された放熱器１
１６と、上記閉ループ内に封入された作動液とで構成さ
れている。

次に、上記のように構成された石油ストーブの動作を説
明する。

まず、ノブ２４を回転操作して灯芯６２の上端部を火皿
４２より上方位置まで上昇させる。なお。

ノブ２４を回転させると、ビニオン７４が回転し。

ラック７２が周方向に移動する。この結果、筒体６８が
回転する。この筒体６８の斜孔７ｏにビン６６を介して
連結された支持筒６４は９回転不能で、かつ上下方向の
み移動自在に設けられている。

このため、筒体６８が回転すると、ビン６６を介して支
持筒６４に上下方向に向かう力が作用する。

したがって、ノブ２４を回転操作することによって灯芯
６２の上端部を燃焼室８４内に露出させることができる
。このとき、燃料タンク３４内に収容されている石油３
２の一部は１毛管現象で灯芯６２内を上昇して灯芯６２
の上端部まで達している。

このような状態で図示しない点火装置で灯芯６２の上端
部に点火する。点火した時点においては、灯芯６２は低
温である。このため１点火した直後においては灯芯６２
の上端部に形成される火炎は小さく、火力も弱い。灯芯
６２の上端部に点火すると内炎筒本体９２および外炎筒
本体１０４に設けられている通気孔９０．１０３から燃
焼に必要な空気が自然対流によって燃焼室８４内へ流れ
込む。点火した時点からしばらく経過すると。

灯芯６２の上端部は燃焼領域から熱供給を受けて湿度上
昇する。このため、灯芯６２の上端部からの石油の蒸発
量が増加し、この増加にともなって火力も増加する。こ
のように火力が増加すると。

熱容恐の小さい外炎筒本体１０４が赤熱状態となる。そ
して、Ｒ路内に、灯芯６２の上端部から放出される熱量
と灯芯６２の上端部に入力される熱Ｓとがバランスした
状態で定常燃焼状態となる。

この定常燃焼状態の強度、つまり火力はノブ２４を回転
させることによって自由に調節される。

ところで、灯芯６２の露出量を増加させて強燃焼状態に
設定すると、灯芯６２の上端部近傍では燃料濃度が濃く
なり、燃焼域が燃焼室８４内の上方へ移動する。このと
き、火皿６０の温度はそれほど上昇しない。このため、
吸熱バイブ１１４を介しての放熱量も少な（、火皿６０
の温度はほぼ一定に保たれ、安定した燃焼状態が維持さ
れる。

このとき、未燃ガスは燃焼室８４内を上昇しながら通気
孔９０，１０３から流入する空気により各位置で燃焼し
、最終的に外炎筒本体１０４の上端部と拡散筒９４との
間の空間で二次火炎を形成して燃焼を完結する。

一方、灯芯６２を下げて弱燃焼状態に設定すると、灯芯
６２の上端部近傍にも可燃混合気ができ。

火炎が形成される。したがって、灯芯６２の温度を上昇
させる。このとき、火皿６０の受熱量が増加するので、
吸熱バイブ１１４を介しての放熱量も増加し、結局、こ
の放熱によって灯芯６２が冷却され、灯芯６２の濃度は
強撚焼時とほぼ同程度の温度に保たれる。したがって、
灯芯６２の露出量に応じた燃焼最に維持される。また、
このときの未燃ガスは、燃焼室８４内を上昇しながら通
気孔９０．１０３から流入する空気によって各位置で燃
焼する。そして、最終的には、下部内炎筒９６と上部内
炎筒９７との境界位置よりやや上方位置に二次火炎を形
成して燃焼を完結する。この部分では、上部内炎筒９７
が小径に形成されていることからして、二次火炎が内炎
筒本体９２に触れて冷却されるようなことはなり、シた
がって完全燃焼が行われ一酸化炭素が発生するようなこ
とはない。また、この実施例では、上部内炎筒９７の下
縁部に通気孔のない空白部分９８を形成しているので、
未燃ガスの滞留時間を長くでき、これによって確実に完
全燃焼を行なわせることができ。

−酸化炭素の排出を確実に抑制することができる。

このように、内炎筒本体９２の上部を小径に形成してい
るので、特に弱燃焼設定時に発生し易い有害ガスの発生
を防止することができる。この場合、上部内炎筒９７の
径を下部内炎筒９６のそれの０．７５〜０．８５倍に設
定することによって０強撚焼時に下部内炎筒９６と上部
内炎筒９７との境界部分に赤熱むらを生じさせない状態
で弱燃焼時の有害ガスの発生を抑制できる。なお、上部
内炎筒９７の径を上記値より大きくすると弱燃焼時の有
害ガス、つまり一酸化炭素の排出機がやや増し。

また、逆に小さくすると１強撚焼時の赤熱むらが発生す
る。また、上部内炎筒９７と下部内炎筒９６との高さ方
向の比をほぼ１　：３にすることによって１強撚焼時の
赤光を消すことができる。そして、下部内炎筒９６の高
さ方向の割合いを大きくすると１弱燃焼時に一酸化炭素
の発生を招き。

しかも火力調節幅の減少をＩＢ　＜。逆に上部内炎筒９
７の高さ方向の割合いを大きくすると１強撚焼時に赤光
を発生させ、しかも火力調節幅を減少させる。したがっ
て、高さ方向の割合いと内炎筒の径の比率とを組み合わ
せることによって効果的に一酸化炭素の発生を抑制でき
るとともに火力調部幅を拡大化できる。なお、上比率は
内、外炎筒に設けられる通気孔９０，１０３の割合い、
径等によっても変わる要素をもっており、空気制限板１
０１の孔によっても変えることができる。少なくとも、
空気制限板１０１の空隙率を通気孔１００が設けられて
いる部分の空隙率より大きくすることによて前述した効
果を得ることができる。

なお、上述した実施例では、芯温度制御装置３０を設け
ているが２本発明は芯温度制御装置のないものにも適用
することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように１本発明によれば、ｌ！！単な構成で
あるにも拘らず、火力調部幅に影響を与えることなく、
特に弱燃焼設定時に有害なガスが発生するのを抑制する
ことができ、安全性の高い液体燃料燃焼装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実流例に係る液体燃料燃焼装置の斜
視図、第２図は同装置の燃焼器を局部的に切欠して示す
側面図、第３図は同装置の要部だけを取出して示す構成
図である。 １０・・・石油ストーブ、１２・・・筐体、２２・・・
燃焼器、２６・・・燃料供給部、２８・・・燃焼部、３
０・・・芯温度制御装置、３２・・・石油、３４・・・
燃料タンク。 ４６・・・狭い通路、４８．５０・・・芯ガイド筒、６
２・・・灯芯、８２・・・内炎筒、８４・・・燃焼器、
８６・・・外炎筒、９０．１０３・・・通気孔、９２・
・・内炎筒本体。 ９６・・・下部内炎筒、９７・・・上部内炎筒、１０４
・・・外炎筒本体、１０８・・・ガラス筒。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ｗＳ１図 １２　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体燃料を収容する燃料タンクと、この燃料タン
   クの上方に軸心線を上下方向に向け、かつ同心的に配置
   され相互間に環状の燃焼室を形成する複数の通気孔を有
   した内炎筒および外炎筒と、前記燃焼室と前記燃料タン
   クとを連通させる狭い環状の通路と、下端側が前記燃料
   タンク内の前記液体燃料中に差し込まれるとともに上端
   側が前記狭い通路を介して前記燃焼室内へ差し込まれ毛
   管現象で上記液体燃料を汲み上げて蒸発させる筒状の灯
   芯と、この灯芯の位置を可変する手段とを備えた液体燃
   料燃焼装置において、前記内炎筒は、上部が下部より小
   径に形成されてなることを特徴とする液体燃料燃焼装置
   。
2. （２）前記内炎筒は、前記上部小径部の径が下部の径の
   ０．７５〜０．８５倍に形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。
3. （３）前記内炎筒は、前記上部小径部と下部大径部との
   高さ方向の比がほぼ１：３に設定されてなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。
4. （４）前記内炎筒は、前記上部小径部の下縁部で高さ方
   向所定幅の範囲に通気孔を有していないことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の液体燃料燃焼装置。