(57)【特許請求の範囲】
【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シリンジ１の側面に開孔１４を設け当該開孔１４から火炎導出管４を突出させる構成とシリンジ１の側面又は底面に開孔１７を設け当該開孔１７の外方に排気ガス排出孔１９を有する狭小空間２０を設け当該狭小空間２０内に排気ガス排出弁１８を配設する構成とシリンジ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プランジャーロッド１３に設けられた凸起部５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機構。
【請求項２】
シリンジ１の内容量を少なくとも１００ｃｃとするシリンジ１を用いた請求項１の液体燃料着火機構。
【請求項３】
シリンジ１の側面又は底面にシリンジ１の側面又は底面から突出する狭小空間を設け，当該狭小空間内に火花放電電極１６を配設した請求項１の液体燃料着火機構。
【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機構に係るものである。
【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機構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一次電池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一次電池２２の交換を要する上に電池性能の劣化に伴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機構を提供すること，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機構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機構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シリンジ１の側面に開孔１４を設け当該開孔１４から火炎導出管４を突出させる構成とシリンジ１の側面又は底面に開孔１７を設け当該開孔１７の外方に排気ガス排出孔１９を有する狭小空間２０を設け当該狭小空間２０内に排気ガス排出弁１８を配設する構成とシリンジ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，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プランジャーロッド１３に設けられた凸起部５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機構の一をなすシリンジ１の側面には開孔１４を設け当該開孔１４から燃焼機器内の灯芯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は二の機能を有するものである。即ちその第一の機能はシリンジ１内で可燃性混合気を形成させるべくシリンジ１内に火炎導出管４の先端から開孔１４を経て空気を導入させるための機能である。図１においてプランジャーロッド１３の外方への引出しによりプランジャー２が開孔１４の右方にまで移動するに至ればシリンジ１内と外気とは連通するためシリンジ１内には空気の導入が可能となる。
第二の機能はシリンジ１内で形成させた可燃性混合気の着火・燃焼によって発生した火炎を開孔１４を経由し燃焼機器内の灯芯３に向けて導出させるための機能である。シリンジ１内での前記可燃性混合気の着火・燃焼，これを受けての前記可燃性混合気の体積膨張によりシリンジ１内の圧力は上昇し，このため前記火炎は火炎導出管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のである。
【０００６】
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料貯留部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の外方への引出しによってシリンジ１内が減圧される初期段階での開放によってシリンジ１内に給油を行なわしめ，その後更に減圧されると開閉弁９は押圧部材１０からの応力を制してシリンジ１と密接するに至りシリンジ１内への給油は停止される。開閉弁９はシリンジ１内が減圧下にあるとき以外はバネ等の押圧部材１０の押圧を受け給油管７と密接し閉鎖状態となっている。
ここで前記開閉弁９の外周には開閉弁９の厚さ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過を容易ならしめている。
【０００７】
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内で形成させた可燃性混合気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，前記電気エネルギーの発生はプランジャーロッド１３の外方への引出しによりプランジャーロッド１３に設けられた凸起部５の圧電素子押圧片１５への懸架によって圧電素子１２内に内蔵される駆動バネ（図示せず）の圧縮・開放による駆動バネの蓄勢エネルギーの放出により圧電素子１２を加圧せしめ，もって前記電気エネルギーを発生させるのである。しかるに前記圧電素子１２から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しシリンジ１内に形成された可燃性混合気を着火させるのである。
【０００８】
シリンジ１内に配設される火花放電電極１６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。
【０００９】
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。しかるにその減圧度は開閉弁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。
【００１０】
プランジャーロッド１３を引出し，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開孔１４のある部所に移動するまでの間にシリンジ１内の減圧によって液体燃料を気化蒸発させ飽和状態又はそれに近い状態に至らしめた後，更なるプランジャーロッド１３の引出しによって火炎導出管４を通り開孔１４からシリンジ１内に空気が導入されるとシリンジ１内には既に発生している液体燃料の蒸気と前記導入された空気との混合によって可燃性混合気が形成される。
ここで前記火炎導出管４及び開孔１４の大きさはプランジャーロッド１３の引出しにより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内で可燃性混合気を形成させるに十分な大きさであり且つ前記可燃性混合気の着火・燃焼によって発生した火炎が円滑に開孔１４及び火炎導出管４を通過するに十分な大きさ，即ち少なくとも３ｍｍとする。
プランジャーロッド１３の引出し過程での短時間内に可燃性混合気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なって開孔１４及び火炎導出管４の大きさも相応の大きさにするを要し，またシリンジ１内で発生した火炎を抵抗少なくして迅速に燃焼機器内の灯芯に導出させるにはこれまた相応の大きさとしなければならないことによるものである。
【００１１】
シリンジ１の側面又は底面には開孔１７が設けられ，当該開孔１７の外方には排気ガス排出孔１９を有する狭小空間２０が設けられる。ここで前記狭小空間２０内には一方向にのみ移動可能なる排気ガス排出弁１８が配設され，当該排気ガス排出弁１８はプランジャー２の外方への移動過程にあってはシリンジ１内の減圧を受け開孔１７側に吸引され開孔１７を密閉状態とならしめてシリンジ１内の減圧をもたらす。逆にプランジャー２の内方への移動過程にあっては排気ガス排出弁１８はシリンジ１内の昇圧によって狭小空間２０の上部に押上げられて開孔１７は開放状態となり，これを受けシリンジ１内で発生した可燃性混合気の燃焼による排気ガスは開孔１７を通り排気ガス排出孔１９を通って外部に排出される。
前記排気ガスの一部はプランジャー２が開孔１４の外方にあって外方から内方への移動過程にあっては開孔１４及び火炎導出管４を通っても外部に排出される。
【００１２】
【作用】
本発明に係る液体燃料着火機構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機構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性混合気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。
【００１３】
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による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の側面に設けられた開孔１４とそこから突出する火炎導出管４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性混合気とし可燃性範囲内にあらしめている。
【００１４】
シリンジ１内で形成された可燃性混合気への着火・燃焼によるシリンジ１の昇圧によりシリンジ１内で発生した可燃性混合気の燃焼による火炎は開孔１７を通り排気ガス排出孔１９を通って外部に導出される可能性がある。しかし開孔１４の大きさに比し開孔１７と排気ガス排出孔１９の大きさを相当程度に小ならしめ且つ狭小空間２０の内壁と排気ガス排出弁との間隔を狭小ならしめれば前記火炎が排気ガス排出孔１９から外部に導出するには至らない。その導出には著しく大なる抵抗があるからである。よってシリンジ１内で発生した可燃性混合気の燃焼による火炎は開孔１４及び火炎導出管４を通って外部に導出されることになる。
【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の引出し速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以上とし最小限のリークの範囲内で可燃性混合気を形成させている。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。
前記可燃性混合気に着火させるため，圧電素子１２には出力電圧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ものが用いられる。
【００１６】
本発明に係る液体燃料着火機構ではシリンジ１の内容量を極力小ならしめるべくシリンジ１の側面にシリンジ１の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ため灯芯全体への火回りが速く油臭，油煙の発生が殆どないことである。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を燃焼状態に至ら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一次電池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．凸起部
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．開孔
１５．圧電素子押圧片            １６．火花放電電極
１７．開孔                      １８．排気ガス排出弁
１９．排気ガス排出孔            ２０．狭小空間
２１．灯芯                      ２２．一次電池
２３．フィラメント              ２４．スイッチ
【図１】
0003803959.tif 000002
【図２】
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