JP6319476B2

JP6319476B2 - 石油燃焼器の放電式点火装置

Info

Publication number: JP6319476B2
Application number: JP2017024716A
Authority: JP
Inventors: 川村　正紀; 正紀川村
Original assignee: 株式会社トヨトミ
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2033-02-25
Also published as: JP2017083170A

Description

この発明は、放電を利用して芯に点火する石油燃焼器の放電式点火装置に関する。

石油燃焼器の点火装置として、乾電池を電源として、点火用の放電電極と対向電極とを使って放電火花を発生させて芯に点火するものがある。電源に乾電池を使用する時には、放電による火花が弱く電源電圧が大きく変動する問題点がある。このため、放電電極は芯の側面に接触もしくは少し埋まるように配置して、芯と電極との寸法を最適位置に維持するための工夫が必要である。

また、芯上下式石油燃焼器の場合、長期間使用することによって芯の焼損はさけることができず、焼損した芯では期待した発熱量が得られない。この為、最大芯高さを変更することで、最大発熱量時の芯高さを変更して期待した発熱量を得ることが行なわれる。（特許文献１参照）

実公昭６１−１９２８６号公報

芯は繊維質で形成されているため変形が起こりやすく、電極を正確に取り付けていても、電極との位置関係を維持することが難しく、芯の高さが変化したり、芯の先端形状が変形したりして、芯と放電電極との位置関係に微妙なズレが生じると、放電はしても火花が芯から離れて着火しない、あるいは電極が芯の中に埋もれてしまって白煙が出るだけで着火しないことがある。また、特許文献１の構造において、芯が新しいときには最適な位置関係であったものが、最大芯高さを変更したときには、放電電極と対向電極が芯の中に埋まってしまい、放電はしても着火しなくなることがある。

このため対策として、電極とは別に芯の側面を押すための部品を取り付けることが考えられるが、芯の側面に大きな部品を配置すると、燃焼空気の流れの妨げとなり燃焼性能を悪化させる恐れがあるため、実現性の低い構造であった。この発明では着火の確実性と燃焼の安定性の両方の性能を満足する構造の実現を図るものである。

この発明は上記の課題を解決するもので、芯内筒１と芯外筒２とで構成する芯収容筒３の間隙に縦糸４Ａと横糸４Ｂが編成された状態で構成される芯４を上下動自在に装着し、前記芯４の側面と間隙を介して対向する前記芯外筒２に点火用窓孔５と、前記点火用窓孔５から前記芯４の側面にのぞませた放電電極６と、前記芯外筒２側の放電電極６の上方に配置した対向電極７と、前記対向電極７とは絶縁状態を形成するように前記放電電極６の外周を覆う絶縁体８とを設け、前記芯収容筒３の上方に前記芯４を突出させ、前記放電電極６と前記対向電極７との間で放電火花を飛ばして前記芯４に着火する石油燃焼器において、前記点火用窓孔５は前記芯外筒２の側面と、前記芯外筒２の上部に連続する外炎筒受け２ａとのコーナー部に設け、前記絶縁体８は前記点火用窓孔５に嵌合して、前記芯外筒２の側面と前記外炎筒受け２ａの一部を構成すると共に、前記放電電極６は前記絶縁体８の側面を貫通して前記芯４の先端部に最も近い第一横糸４ｂよりも下方位置で前記芯４にのぞませると共に先端を上方に折り曲げ、前記放電電極６の先端が前記第一横糸４ｂよりも上方で前記芯４の先端よりも下方に位置し、前記対向電極７は前記絶縁体８の側面を貫通して、前記芯４と前記絶縁体８との間で前記芯４の側面にのぞませ、前記対向電極７の先端を前記放電電極６よりも上方で前記放電電極６の先端位置よりも前記芯外筒２側に位置させ、前記絶縁体８は、前記放電電極６と前記芯外筒２及び前記外炎筒受け２ａまでの距離Ｌ１が、前記放電電極６の先端と前記対向電極７との距離Ｌ２より長くなるように構成すると共に、前記芯収容筒３の上方に突出する前記芯４は、前記第一横糸４ｂが前記放電電極６と接触して前記芯内筒１側に寄せられて、前記放電電極６の上方と前記対向電極７との間に空間９が形成されることを特徴とする石油燃焼器の放電式点火装置である。

また、前記放電電極６は前記絶縁体８を貫通して前記芯４の側面にのぞませると共に前記絶縁体８の垂直方向の中心線に沿って配置し、前記対向電極７は前記絶縁体５の上面の一方の端部に寄せて配置し、前記芯４より上方位置で水平方向に折り曲げて先端を前記放電電極６の上方にのぞませたことにより、前記放電電極６と前記対向電極７は先端間の距離が最も短くなるので、前記放電電極６の先端と対向電極７との間で放電を発生することができるものである。

この発明は、放電電極６が芯４の第一横糸４ｂと接触して芯内筒１側に押すものであり、芯４は縦糸４Ａを横糸４Ｂで束ねるように作られており、第一横糸４ｂを押すと縦糸４Ａの束が変形するから、繊維質の芯４でも放電電極６が芯４の中に埋まることはなく、芯４の側面を芯内筒１側に押すことができるから、放電電極６の先端と対向電極７との間に空間９を形成することができる。このため、放電電極６の先端と対向電極７との間で確実に放電することができ、放電電極６の先端は芯４の先端より下方で芯４の側面に接触しているから、発生した火花によって芯４の先端の燃料に着火することができる。

また、最大芯高さにおける芯４の先端位置の高さが変化したときも、放電電極６と対向電極７との間に芯４が入り込むことはなく、放電電極６から対向電極７に向かって放電して芯４の側面に着火するので、着火の確実性が向上できた。

更に、放電電極６が芯４を押すことができるので、芯４を押すための部品は不要となり、芯４の側面に接触する放電電極６は線材で構成しているから、芯４に供給される燃焼空気の流れを妨げることはなく、燃焼の安定性も向上できた。

また、点火用窓孔５を芯外筒２の側面と外炎筒受け２ａとのコーナー部に設け、点火用窓孔５に嵌合した絶縁体８が芯外筒２の側面と外炎筒受け２ａの一部を構成し、放電電極６は絶縁体８の側面を貫通して芯４の側面にのぞませたものであり、放電電極６は芯４と絶縁体８との間に位置して、芯外筒２の側面とは対向しないように構成することができた。この構成では、絶縁体８によって芯外筒２の側面や外炎筒受け２ａとは一定の距離を確保することができるので、放電電極６から芯外筒２及び外炎筒受け２ａまでの距離Ｌ１を、放電電極６の先端と対向電極７との距離Ｌ２より長くすることができる。

このため、放電電極６が芯収容筒３内に位置していても、放電電極６から芯外筒２の側面や外炎筒受け２ａに向かって放電することはなく、確実に放電電極６と対向電極７との間で放電を発生させることができ、放電電極６を第一横糸４ｂと接触させる構造が実現できたものである。

また、放電電極６を絶縁体８の垂直方向の中心線に沿って配置し、対向電極７を絶縁体８の上面の一方の端部に配置して、対向電極７は芯４より上方位置で水平方向に折り曲げて先端を放電電極６の上方にのぞませており、放電電極６と対向電極７は先端間の距離が最も短くなるように配置したから、常に放電電極６の先端と対向電極７との間で放電を発生させることができるものとなり、放電電極６は芯４の側面と接触しているので、放電電極６の上方の芯４の側面に沿って放電して着火することができ、点火の確実性が向上できるものである。

この発明の実施例を示す石油燃焼器の点火装置の要部の縦断面図である。この発明の実施例を示す石油燃焼器の点火装置の要部の横断面図である。この発明の実施例を示す石油燃焼器の点火装置の側面図である。この発明品を備えた石油燃焼器の要部の断面図である。

図に示す実施例によってこの発明を説明すると、１０は燃料を貯える油タンク、１は油タンク１０の底板の中央部分から形成した芯内筒、２は油タンク１０の上面に設けた芯外筒、３は芯内筒１と芯外筒２とで構成する芯収容筒、４は芯収容筒３の間隙に上下動自在に装着した芯であり、芯４は図示しない芯上下装置によって芯収容筒３の間隙内を上下動する。

芯４の下部は油タンク１０の燃料中に伸ばされており、芯４の下部で油タンク１０の燃料を吸い上げて芯４の先端に供給する。５は芯外筒２の側面に形成した点火用窓孔、６は点火用窓孔５から挿通して芯４の側面にのぞませた放電電極、７は芯外筒２側の放電電極６の上方に配置した対向電極、８は放電電極６の外周を覆う絶縁体、１３は放電電極６が接続された発振回路であり、点火操作を行なうと発振回路１３に電力が供給され、発振回路１３が作動して放電電極６と対向電極７との間で火花放電が行われる。

２ａは芯外筒２の上部に連続する外炎筒受け、１１は芯内筒１の上部に配置した内炎筒、１２は芯外筒２の外炎筒受け２ａの上に配置した外炎筒であり、芯上下装置によって芯４を上昇して先端を芯収容筒３の上方に突出させ、点火操作を行なって放電電極６と対向電極７との間で放電が行われると芯４の先端に供給された燃料に着火して燃焼を開始し、発生する燃焼炎と燃焼ガスは内炎筒１１と外炎筒１２の間の間隙に送られる。そして、芯内筒１の内部空間を上昇して内炎筒１１内に流入して間隙に供給される空気と、外炎筒１２の外部から間隙に供給される空気とが、芯４から気化した燃料と混合して燃焼を完了する。消火時は芯４を下方に下げて芯４を芯収容筒３内に収容すると消火する。

芯４は燃料吸い上げ用芯部と耐熱性芯部とで構成されており、燃料吸い上げ用芯部は綿糸で編成され、耐熱性芯部はガラス繊維の糸で編成されている。耐熱性芯部は複数本の縦糸４Ａが上下に多数回折り返され、その縦糸４Ａと交差するように横方向に横糸４Ｂが配置されて複数本の縦糸４Ａが束ねられ、縦糸４Ａの上側の折り返し部を所定の位置で切断して先端の燃焼部分が形成されている。

４ｂは上下方向に間隔をあけて配置された複数本の横糸４Ｂの中で最も先端側に位置する第一横糸であり、芯４の先端を芯収容筒３の上方に突出させたときに、第一横糸４ｂは芯収容筒３の間隙内もしくは、芯収容筒３の上部開口部とほぼ同じ高さに位置するように設けている。

石油燃焼器の放電式の点火装置は、放電電極６と対向電極７との間で放電しても芯４から離れていると着火しないため、放電電極６を芯４の側面に接触させるか、わずかに埋まるように配置する必要がある。しかし、繊維質である芯４の先端はヒゲやホツレが生じ、芯４の先端が芯外筒２側に広がったり、寸法誤差により芯４の先端位置の高さが変化したりして、電極が芯４の中に埋まってしまうことがあり、放電しても白煙が出るだけで着火しないこともあった。

この発明は、芯４と電極との寸法を最適位置に維持して、点火性能の向上を実現するためのものであり、点火用窓孔５を芯外筒２側の側面の芯４の第一横糸４ｂと対向する位置に形成しており、絶縁体８は芯外筒２の外側から点火用窓孔５に挿通され、点火用窓孔５に当接して位置決めされている。８ａは点火用窓孔５に位置決めされた絶縁体８を芯外筒２に固定するためのブラケットである。

放電電極６は芯４の第一横糸４ｂより下方位置で絶縁体８の側面を貫通して芯収容筒３内に突出して芯４の側面にのぞませており、放電電極６の先端は上方に折り曲げて略Ｌ字状に形成したものであり、放電電極６は芯４の外側面より芯内筒１側に突出している。また、放電電極６の先端は第一横糸４ｂより上方で、芯４の先端より下方に位置している。

芯４を上昇して芯４の先端を芯収容筒３の上方に突出すると、放電電極６が芯４の側面と第一横糸４ｂに接触しており、放電電極６と芯４の第一横糸４ｂは交差しているから、第一横糸４ｂを変形させて芯内筒１側に押すことができる。縦糸４Ａは第一横糸４ｂの位置で束ねられているから、縦糸４Ａの束が第一横糸４ｂと一緒に芯内筒１側に押されて変形するものであり、繊維質の芯４でも放電電極６が芯４の中に埋まることがなく、芯４の側面を芯内筒１側に押すことができる。

対向電極７は放電電極６よりも芯外筒２側で芯収容筒３の上方に延びており、放電電極６よりも高所で略Ｌ字状に折り曲げて放電電極６の先端の上方にのぞませており、対向電極７の先端位置は放電電極６の先端位置よりも芯外筒２側に位置している。

芯上下式の石油燃焼器は電源に乾電池を使用しているため、電圧変動が大きく放電火花が弱い問題点があり、放電電極６と対向電極７との距離を着火に最適な位置関係に設定すると、芯４と放電電極６・対向電極７との距離が近くなる。９は芯４が放電電極６によって芯内筒１側に押された部分にできる空間であり、対向電極７の先端は空間９に位置しているから芯４と接触することはなく、芯４と放電電極６と対向電極７の位置関係を一定に維持することができる。そして、放電電極６の先端から対向電極７に向かって放電が発生すると、燃料を含んだ芯４は絶縁物となっており、放電電極６の先端から絶縁物である芯４の側面に沿って放電するものとなり、放電電極６の先端は芯４の側面と接触しているので、放電電極６の上方の芯４の燃料に着火することができるものである。

芯４は先端の切断部分の寸法誤差が大きく縦糸４Ａの長さが変化し、芯４の先端位置が高くなることがあるが、放電電極６で押された芯４は先端が対向電極７から離れる方向を向くから、芯４の先端位置が高くなったときでも、芯４と対向電極７とが接触することがなく、芯４と放電電極６と対向電極７の位置関係を一定に維持できるので、着火の確実性が向上できた。

また、最近は最大芯高さを変更することのできる芯上下装置があり、石油燃焼器を長期間使用することによって芯４が焼損すると、期待した発熱量が得られないため、芯４が古くなったときに最大発熱量時の芯４の突出高さを高くすることで、もとの発熱量を得ることができるが、芯高さを変更したときに対向電極７よりも芯４の先端位置が高くなることがある。この場合でも、放電電極６で押された芯４は先端が対向電極７から離れる方向を向くから、芯４と対向電極７とが接触することがなく、芯４と放電電極６と対向電極７の位置関係を一定に維持できるので、最大芯高さを変更できるタイプの芯上下装置にも対応が可能となった。

ところで、芯４を上昇するときに第一横糸４ｂが放電電極６と接触して、上昇する芯４に対して第一横糸４ｂが横方向に移動するため、芯４の上下動時の抵抗となる。このため放電電極６の先端を芯内筒１側に向かって傾斜するとよい。芯４の側面は放電電極６の傾斜に沿って傾斜して、芯４と放電電極６の先端と対向電極７の先端とは所定の位置関係を維持しているが、第一横糸４ｂの位置では放電電極６は芯４の中に深く入りこまないようになっている。上昇する芯４に対して第一横糸４ｂの芯内筒１側への変形が少なくなるから、芯４の上下動時の抵抗を小さくでき、スムーズな芯上下操作が可能となる。

また、この実施例において、点火用窓孔５を芯外筒２の側面と外炎筒受け２ａとのコーナー部に形成したものであり、絶縁体８は点火用窓孔５の形状と一致するように設け、絶縁体８の背面側には段部を形成している。絶縁体８は芯外筒２の外側から点火用窓孔５に挿通され、絶縁体８が点火用窓孔５の内縁に当接すると共に絶縁体の段部が外炎筒受け２ａの下面に当接して位置決めされ、絶縁体８の下部にブラケット８ａを装着すると点火用窓孔５に固定される。点火用窓孔５は絶縁体８で塞がれており、絶縁体８は芯外筒２の側面と外炎筒受け２ａの一部を構成している。

放電電極６は絶縁体８の側面の中央部を貫通して芯４の側面にのぞませて、先端を上方に折り曲げて略Ｌ字状に形成し、芯４の側面と絶縁体８の側面との間で絶縁体８の垂直方向の中心線に沿って配置したものであり、放電電極６と芯外筒２の側面との距離を絶縁体８によって確保している。また、絶縁体８の上面を外炎筒受け２ａより上方に突出する位置まで伸ばしており、放電電極６と外炎筒受け２ａとの間に絶縁体８が位置することによって、放電電極６と外炎筒受け２ａとの距離も絶縁体８によって確保している。一方、放電電極６と芯内筒１との間には燃料を含んだ芯４があり、芯４が絶縁物となっている。

放電電極６と対向電極７との距離Ｌ２は、放電電極６から対向電極７に放電が起こる最適な位置関係となるように設定しているが、放電電極６と対向電極７との間で確実に放電を発生させるためには、放電電極６と対向電極７との距離Ｌ２よりも、放電電極６と芯外筒２及び外炎筒受け２ａとの距離Ｌ１が長くなるように設定する必要がある。

この発明では、放電電極６を芯収容筒３内に配置しても、放電電極６は直接芯外筒２の側面や外炎筒受け２ａと対向することがなく、絶縁体８によって放電電極６と芯外筒２及び外炎筒受け２ａとの距離Ｌ１を確保できるから、放電電極６と芯外筒２及び外炎筒受け２ａとの距離Ｌ１を、放電電極６と対向電極７との距離Ｌ２よりも長く設定することができた。このため、放電電極６からの放電は芯外筒２や外炎筒受け２ａには向かわず、確実に対向電極７に向かうものとなり、点火の確実性が向上できたものである。

また、芯外筒２の側面と外炎筒受け２ａに点火用窓孔５を設けているが、点火用窓孔５は絶縁体８で塞いでいるから、点火用窓孔５から芯収容筒３内には燃焼に影響を与えるような空気の流入がない構造が実現できた。更に、芯４の側面には放電電極６が接触するが、放電電極６は線材で構成されているから、芯４の側面には空気の流れを妨げる部品が存在せず、芯４に均一に燃焼空気を供給することができ、燃焼の安定性が確保できるものとなった。

また、図３に示すこの発明の実施例において、８ｂは絶縁体８の上面から上方に突出させた対向電極７の取り付け部であり、取り付け部８ｂは絶縁体８と一体に形成しており、絶縁体８の上面の一方の端部に配置している。対向電極７は取り付け部８ｂの上面を貫通して上方に延びており、放電電極６の先端位置よりも上方で水平方向に折り曲げ、対向電極７の先端を放電電極６の上方にのぞませたものであり、対向電極７は放電電極６の先端から離れた位置から配置して、放電電極６の先端と対向電極７の先端との距離が最も短くなるように設けている。

このように構成すれば、常に放電電極６の先端と対向電極７の先端との間で放電するので、放電は必ず放電電極６の上方の芯４の側面に沿って発生するものとなり、確実に芯４の燃料に着火することができ、点火の確実性が向上できるものとなった。

また、対向電極７を放電電極６の先端よりも上方に延ばすと、対向電極７は絶縁体８から露出する部分が多くなるが、絶縁体８の上面より突出する取り付け部８ｂを設けることで、取り付け部８ｂが対向電極７の補強部材になっており、対向電極７の強度を確保することができる。

１芯内筒
２芯外筒
３芯収容筒
４芯
４Ａ縦糸
４Ｂ横糸
４ｂ第一横糸
５点火用窓孔
６放電電極
７対向電極
８絶縁体
９空間

Claims

芯内筒（１）と芯外筒（２）とで構成する芯収容筒（３）の間隙に縦糸（４Ａ）と横糸（４Ｂ）が編成された状態で構成される芯（４）を上下動自在に装着し、
前記芯（４）の側面と間隙を介して対向する前記芯外筒（２）に点火用窓孔（５）と、
前記点火用窓孔（５）から前記芯（４）の側面にのぞませた放電電極（６）と、
前記芯外筒（２）側の放電電極（６）の上方に配置した対向電極（７）と、
前記対向電極（７）とは絶縁状態を形成するように前記放電電極（６）の外周を覆う絶縁体（８）とを設け、
前記芯収容筒（３）の上方に前記芯（４）を突出させ、前記放電電極（６）と前記対向電極（７）との間で放電火花を飛ばして前記芯（４）に着火する石油燃焼器において、
前記点火用窓孔（５）は前記芯外筒（２）の側面と、前記芯外筒（２）の上部に連続する外炎筒受け（２ａ）とのコーナー部に設け、
前記絶縁体（８）は前記点火用窓孔（５）に嵌合して、前記芯外筒（２）の側面と前記外炎筒受け（２ａ）の一部を構成し、
前記放電電極（６）は前記絶縁体（８）の側面を貫通して前記芯（４）の先端部に最も近い第一横糸（４ｂ）よりも下方位置で前記芯（４）にのぞませると共に先端を上方に折り曲げ、前記放電電極（６）の先端が前記第一横糸（４ｂ）よりも上方で前記芯（４）の先端よりも下方に位置し、
前記対向電極（７）は前記絶縁体（８）の側面を貫通して、前記芯（４）と前記絶縁体（８）との間で前記芯（４）の側面にのぞませ、前記対向電極（７）の先端を前記放電電極（６）よりも上方で前記放電電極（６）の先端位置よりも前記芯外筒（２）側に位置させ、
前記絶縁体（８）は、前記放電電極（６）と前記芯外筒（２）及び前記外炎筒受け（２ａ）までの距離（Ｌ１）が、前記放電電極（６）の先端と前記対向電極（７）との距離（Ｌ２）より長くなるように構成すると共に、
前記芯収容筒（３）の上方に突出する前記芯（４）は、前記第一横糸（４ｂ）が前記放電電極（６）と接触して前記芯内筒（１）側に寄せられて、前記放電電極（６）の上方と前記対向電極（７）との間に空間（９）が形成されることを特徴とする石油燃焼器の放電式点火装置。
前記放電電極（６）は前記絶縁体（８）の側面を貫通して前記芯（４）の側面にのぞませると共に前記絶縁体（８）の垂直方向の中心線に沿って配置し、
前記対向電極（７）は前記絶縁体（５）の上面の一方の端部に寄せて配置し、前記芯（４）より上方位置で水平方向に折り曲げて先端を前記放電電極（６）の上方にのぞませたことを特徴とする請求項１記載の石油燃焼器の放電式点火装置。