灯油ランプ

平芯ランプは、毛細管現象によって芯を通して吸い上げられた灯油を燃焼させるシンプルなタイプの灯油ランプです。このタイプのランプが破損すると、簡単に火災の原因となります。平芯ランプには、ランプバーナーが取り付けられた燃料タンク（燃料容器）があります。燃料タンクには、炎が吹き消されるのを防ぎ、熱によるドラフトを促進するガラス製の煙突が4本の突起で固定されています。ガラス製の煙突には、燃料の完全燃焼に必要なドラフトを作り出すために、「喉」と呼ばれるわずかな狭窄部が必要です。ドラフトによって炎の周囲に多くの空気（酸素）が運ばれ、煙の出ない明るい光が得られます。

煙突はより重要な役割を担っています。マントル（芯ホルダー）の外周には穴が開いています。ランタンに火を灯し、煙突を取り付けると、熱によって発生するドラフトがこれらの穴から空気を吸い込み、家の煙突と同じようにマントルの上部を流れます。これにより冷却効果が得られ、マントルの過熱を防ぎます。煙突が正しく取り付けられていないと、重大な安全上の問題が生じます。特にアラジンランプを使用する場合は、この点がさらに重要になります。アラジンランプは、より速い空気の流れを促すために煙突が細くなっています。この情報は、使用するランタンの種類に関わらず遵守する必要があります。

ランプバーナーには、通常綿でできた平たい芯があります。芯の下部は燃料タンクに浸かって灯油を吸収し、芯の上部はランプバーナーの芯管から突き出ています。芯管には芯調整機構が備わっています。芯管から突き出た芯の長さを調整することで炎の大きさを制御できます。芯管は芯を囲み、ランプバーナーに適切な量の空気が供給されるようにします。調整は通常、小さなノブでクリックを操作することで行います。クリックとは、芯に当接する歯付きの金属製スプロケットです。芯が高すぎて、芯管の上部でバーナーコーンからはみ出してしまうと、ランプから煙や煤（未燃焼炭素）が発生します。ランプに火をつけると、芯が吸収した灯油が燃焼し、透明で明るい黄色の炎が出ます。灯油が燃焼すると、芯の毛細管現象によって燃料タンクから灯油が吸い上げられます。灯油ランプ（平芯式）はすべて、デッドフレームバーナー方式を採用しており、炎には下から冷たい空気が供給され、上から熱い空気が排出される。

このタイプのランプは、その信頼性の高さから、鉄道において列車の先頭部と後部、そして手信号用として広く使用されました。主要都市以外では夜間に競合する光源が少なかった時代において、これらのランプの限られた明るさは十分であり、警告や信号として機能するのに十分な距離から視認することができました。

中央通風ランプは、 1780 年のアルガンランプで使用されていた原理の継続です。これも管状の丸い芯を使用し、炎の下からガラスの煙突に空気を取り込みます。アルガンランプで使用されていた鯨油は粘度が高いため、重力による圧力で油が流れるように、油の貯蔵部をランプの炎よりも高い位置に置く必要がありました。灯油は粘度がはるかに低く、毛細管現象によって芯を通して運ぶことができます。これにより、油の貯蔵部を炎の下に設置することが可能になりました。油の貯蔵部は、中央に中空の管があり、油の貯蔵部の下から空気を炎に送り込むように作られていました。^{[ 14 ]}管状の織り芯（または平らな芯を管状に丸め、その縫い目を縫い合わせて完全な芯を形成）がこの管の周りに配置されます。管状の芯は「キャリア」と呼ばれる、バーナーの芯昇降機構のギアに噛み合う歯付きラックに取り付けられ、芯の昇降を可能にします。芯は内側と外側の芯管の間を移動します。内側の芯管（中央ドラフト管）は、炎拡散器に空気を供給する「中央ドラフト」またはドラフトを提供します。ランプが点灯すると、中央ドラフト管が炎拡散器に空気を供給し、炎を輪状に広げ、ランプがきれいに燃焼します。

1865年、ベルリンに拠点を置くWild & Wessel社はKosmos Brennerを発明しました。^{[ 15 ]}このランプは、底部が開いて上部に向かって徐々に丸く折り畳まれた平たい芯を使用していました。これにより、中央通風式バーナーと同様に、炎の中心に空気の流れが確保されました。ただし、空気の吸入口はオイルタンクの上部、バーナー本体の下部にあります。そのため、タンクの高さ全体にわたって中空のチューブを設ける必要がなく、セラミック製またはガラス製のオイルタンクを容易に使用できます。Kosmos Brennerは炎拡散器を使用していませんが、他の側面通風式灯油ランプは炎拡散器を使用しています。例としては、 Ehrich & Graetz社のIdeal BrennerやMatador Brennerが挙げられます。

1865年にはデュプレックスランプも市場に登場しました。これはイギリスで非常に人気のある灯油ランプでした。このランプは、1つのガラス製の煙突の中に2本の平たい芯が入っており、それぞれの芯の高さは専用の調整ノブで調節できました。

「中央通風式」ランプの変形として、マントルランプがあります。マントルは、バーナーの上に置かれた、洋ナシのような形をした布製の網です。マントルには通常、トリウムなどの希土類塩が含まれています。初めて使用すると、布が燃え尽き、希土類塩が酸化物に変化し、非常に脆い構造が残ります。この構造は、バーナーの炎の熱にさらされると白熱（明るく光る）します。マントルランプは、平芯ランプや丸芯ランプよりもかなり明るく、より白い光を発し、より多くの熱を発生させます。マントルランプは、平芯ランプよりも燃料の消費が速いですが、中央通風式の丸芯ランプよりは遅くなります。これは、マントルランプは、炎自体からすべての光が発せられるのではなく、小さな炎でマントルを加熱することに依存しているためです。

マントルランプはほとんどの場合、ランプシェードを付けても十分な明るさ​​があり、寒い時期には数個のマントルランプで小さな建物を暖めることができる場合もあります。マントルランプは高温で動作するため、点灯時や消灯時以外はほとんど臭いがありません。平芯ランプや丸芯ランプと同様に明るさを調整できますが、明るさを上げすぎるとランプの煙突やマントルに黒い煤が付着する可能性があるため注意が必要です。明るさを上げすぎたランプは、すぐに明るさを下げれば煤は無害に燃え尽きますが、すぐに対処しないと煤自体が発火し、「暴走ランプ」と呼ばれる状態になることがあります。

非加圧マントルランプはすべて、クラモンドバスケットマントルで改良されたアルガンドランプをベースにしています。これらのランプは1882年から第二次世界大戦直後まで人気がありましたが、農村部の電化により廃れてしまいました。現在、このスタイルのランプを製造しているのはアラジンランプ社のみです。^{[ 16 ]}同社でさえ、古いスタイルのランプに適合する電気器具を販売しています。

大型の固定式加圧灯油マントルランプは、船舶の航行用灯台灯台で使用され、以前使用されていたオイルランプよりも明るく、燃料消費量も少なかった。 ^{[ 17 ]}ガスマントルランプの初期バージョンでは、灯油は二次バーナーで気化され、中央の通風を供給する灯油タンクに圧力がかけられた。すべてのガスマントルランプと同様に、バーナーの唯一の目的は、芯自体よりも4～5倍明るいマントルを加熱する炎を保持することである。コールマンランタンはこのタイプのランプの直系の子孫である。

灯油ランタンは、「納屋ランタン」または「ハリケーンランタン」とも呼ばれ、持ち運びや屋外での使用に適した平芯ランプです。これらは、はんだ付けまたは圧着された板金プレス加工品で作られており、最も一般的な材料は錫メッキ鋼板で、次に真鍮と銅が続きます。デッドフレーム、ホットブラスト、コールドブラストの3種類があります。ホットブラストとコールドブラストの設計はどちらもチューブラーランタンと呼ばれ、チューブラーランタンを倒すとバーナーへの酸素の流れが遮断され、数秒以内に炎が消えるため、デッドフレームランプよりも安全です。^{[ 18 ]}

1850年代から1860年代にかけて登場した初期の携帯用灯油ランプ（ガラス球型）は、デッドフレーム式と呼ばれるもので、芯は露出しているものの、バーナー底部の通気口と上部が開いた煙突の組み合わせによって、炎への空気の流れが厳密に上向きに制御されていた。これにより、左右の気流が排除され、露出した炎で起こりがちなちらつきが大幅に軽減、あるいは完全に解消された。

後期のランタン、例えば温風ランタンや冷風ランタンなどは、この空気の流れの制御をさらに発展させ、芯を「偏向板」または「燃焼コーン」で部分的または完全に覆い、燃焼のために供給される空気を芯に導くと同時に、燃焼用の空気を予熱するようにした。

金属管を使用していることから「管状ランタン」とも呼ばれる熱風式ランタンは、ジョン・H・アーウィンによって発明され、1869年5月4日に特許を取得しました。^{[ 19 ]}特許に記載されているように、「風が炎を消すように作用するのではなく、炎を支え、維持し、消火を防ぐように作用するランタンの新しい構造」です。この改良により、通常は保護されていないデッドフレームランタンの炎を消してしまう可能性のある風が、方向転換され、減速され、予熱されてバーナーに供給され、燃料の燃焼を実際に支え、促進するようになりました。

その後、アーウィンはこの設計を改良し、1873年5月6日に冷風設計を発明し特許を取得しました。^{[ 20 ]}この設計は、酸素が枯渇した高温の燃焼副産物がバーナーに逆流しないように、吸気口を再設計することで方向転換させ、酸素が豊富な新鮮な空気だけが大気からランプに吸い込まれるようにした点を除けば、以前の「熱風」設計と似ています（「新鮮な空気の入口は燃焼生成物の上昇流から外れた場所に配置され、それによって燃焼生成物が[吸気口]に入るのを防いでいる」^{[ 20 ]}）。この設計の以前の「熱風」設計に対する主な利点は、新鮮な空気だけがバーナーに供給されるようにすることで燃焼に利用できる酸素量を最大化し、それによって炎の明るさと安定性を向上させることでした。^{[注1 ]}

ランプ燃料に少量のガソリンが混入するだけでも、燃料の引火点が低下し、蒸気圧が上昇し、危険な結果を招く可能性があります。こぼれた燃料の蒸気は引火する可能性があり、液体燃料の上に閉じ込められた蒸気は過剰な圧力と火災につながる可能性があります。灯油ランプは、電気照明のない地域では依然として広く使用されており、燃焼照明のコストと危険性は多くの国で引き続き懸念されています。^{[ 21 ]}

世界保健機関は灯油を汚染燃料とみなしており、「政府および医療従事者は、灯油の家庭での使用促進を直ちに中止すべきである」と勧告している。^{[ 22 ]： X}灯油の煙には高濃度の有害な粒子状物質が含まれており、灯油の家庭での使用は、がん、呼吸器感染症、喘息、結核、白内障、および妊娠合併症のリスク上昇と関連している。 ^{[ 22 ]： 49}