JP4092569B2 - Evaporative combustion device - Google Patents
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Description
本発明は、液体燃料を用いた気化式燃焼装置に関する。 The present invention relates to a vaporization type combustion apparatus using liquid fuel.
給湯器や暖房機等には、ランニングコスト低減のために、安価な灯油等の液体燃料を使用する気化式燃焼装置が多用されている。この中でも、比較的発熱量が小さい用途に使用される場合は、気化部によって液体燃料を気化し、気化された燃料ガスを燃焼部に送って燃焼させる形式のものが多用されている In water heaters, heaters, and the like, a vaporization type combustion apparatus that uses inexpensive liquid fuel such as kerosene is frequently used to reduce running costs. Among these, when used in applications where the amount of heat generated is relatively small, a type in which liquid fuel is vaporized by the vaporization unit and the vaporized fuel gas is sent to the combustion unit for combustion is often used.
図16は、従来技術の気化式燃焼装置で採用される気化部の一例を示す断面図である。
この例では、気化部500は燃焼部501の中央部に設けられる。気化部500は、有底円筒形の気化室502の内部に回転部材504を回転自在に収容した構成である。気化室502の底部には電気ヒータ503が内蔵され、気化室502の内壁は昇温可能である。回転部材504は円板の周囲を切り起こして撹拌羽根を形成した部材であり、回転軸505に固定され、図示しないモータによって高速で回転されるものである。また回転部材504の上部には、燃料パイプ506が固定されている。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of a vaporization unit employed in a conventional vaporization combustion apparatus.
In this example, the
そして、電気ヒータ503に通電して気化室502を加熱し、図示しないモータによって回転部材504をを回転させ、さらに一次空気導入筒507から気化室502の内部に空気を供給しつつ、燃料パイプ506から回転部材504へ灯油を噴射する。すると、回転部材504へ噴射された灯油は遠心力によって気化室502の内壁に向かって飛散し、加熱された気化室502の内壁から熱を受けて気化し、気化した燃料は、一次空気導入筒507から気化室502内に供給される空気と混合される。そしてこの混合ガスは上部の開口508から燃焼部501に送られて燃焼に供される。則ち、この種の気化式燃焼装置では、液体燃料を飛散させつつ熱エネルギーを与えて気化させている。
Then, the
ところが、図16に示した気化部500を備えた従来の気化式燃焼装置では、電気ヒータ503によって気化室502が液体燃料の気化可能な温度に昇温するまでに時間を要するものであった。このため、このような気化式燃焼装置を内蔵した給湯装置などでは、気化室502が昇温するまでは燃料ガスが生成されず、それまでは燃焼が開始されないために、加熱されない湯水が無駄に排出されるだけで使い勝手が悪いものであった。
However, in the conventional vaporization type combustion apparatus provided with the
そこで、本願出願人は、電磁誘導加熱方式を用いて気化部を短時間に昇温させる気化式燃焼装置を試作した。このような、電磁誘導加熱方式を採用した燃焼装置は、電磁誘導によって加熱される第1の発熱部と、燃焼による火炎によって加熱される第2の発熱部とを備えた構成が採られている。則ち、燃焼運転の開始初期は、電磁誘導加熱によって短時間に第1の発熱部を加熱して液体燃料を気化し、その後、火炎によって第2の発熱部が昇温すると、第1の発熱部の加熱を停止し、第2の発熱部によって液体燃料を気化させる構成が採られている。これにより、燃焼開始初期は、第1の発熱部によって短時間に液体燃料を気化させて燃焼を開始させ、その後は、第2の発熱部によって気化を継続させて、電磁誘導加熱手段への通電に伴うランニングコストを削減している。 Therefore, the applicant of the present application made a prototype of a vaporization type combustion apparatus that raises the temperature of the vaporization section in a short time using an electromagnetic induction heating method. Such a combustion apparatus adopting the electromagnetic induction heating method has a configuration including a first heat generating portion heated by electromagnetic induction and a second heat generating portion heated by a flame caused by combustion. . In other words, at the beginning of the combustion operation, the first heat generating part is heated by electromagnetic induction heating in a short time to vaporize the liquid fuel, and then the temperature of the second heat generating part is increased by the flame. The heating of the unit is stopped, and the liquid fuel is vaporized by the second heat generating unit. Thereby, at the initial stage of combustion, liquid fuel is vaporized in a short time by the first heat generating unit to start combustion, and thereafter, the vaporization is continued by the second heat generating unit to energize the electromagnetic induction heating means. The running cost associated with is reduced.
ところが、前記した電磁誘導方式を採用した気化式燃焼装置では、燃焼開始時や燃焼再開時において、液体燃料の気化を第1の発熱部から第2の発熱部へ切り換える際に、気化状態が過渡的に変動して一時的に火炎が不安定になる問題を生じていた。
また、第2の発熱部によって液体燃料を気化させて燃焼中に燃焼量が増大すると、気化に伴う熱吸収によって第2の発熱部が温度低下を来す。この温度低下を補償するために、燃焼量の増大時には、一時的に第1の発熱部を加熱する制御が行われる。ところが、第1の発熱部の加熱に伴って、液体燃料の気化が一時的に過剰となり、煤や異臭が生じる不具合があった。
However, in the vaporization type combustion apparatus adopting the electromagnetic induction method described above, when the vaporization of the liquid fuel is switched from the first heat generating part to the second heat generating part at the start of combustion or at the time of resuming combustion, the vaporization state becomes transient. Fluctuated periodically, causing a problem that the flame was temporarily unstable.
Further, when the amount of combustion increases during combustion by vaporizing the liquid fuel by the second heat generating part, the temperature of the second heat generating part is lowered by heat absorption accompanying the vaporization. In order to compensate for this temperature drop, control is performed to temporarily heat the first heat generating portion when the combustion amount increases. However, with the heating of the first heat generating part, there is a problem that the vaporization of the liquid fuel temporarily becomes excessive and soot and a strange odor are generated.
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、気化の移行時や燃焼量の変動時にも安定した気化を維持することにより、燃焼安定性を向上させた気化式燃焼装置を提供することを目的としている。 The present invention is proposed in view of the above circumstances, and provides a vaporization type combustion apparatus with improved combustion stability by maintaining stable vaporization even when transitioning to vaporization or when the amount of combustion varies. It is an object.
前記目的を達成するために提案される請求項1に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部と、空気を供給する送風手段とを有し、送風手段から供給された空気と気化部で気化された燃料ガスとを混合して燃焼部に供給し、燃焼させる気化式燃焼装置において、前記気化部は、電磁誘導加熱手段によって発熱し、液体燃料が供給される誘導発熱部と、前記誘導発熱部の下流に位置し、前記誘導加熱部側に開口が設けられ、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、前記自己発熱部内に配されて、誘導加熱部を通って供給される液体燃料を飛散させると共に、自己発熱部内の気体の撹拌混合を行う回転部材と、前記誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段と、前記自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段と、前記電磁誘導加熱手段の制御を含む各部の制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、誘導発熱部単独による気化、または、誘導発熱部および自己発熱部双方による気化から、自己発熱部の昇温に応じて電磁誘導加熱手段の通電電力を低減させつつ通電制御を継続し、誘導発熱部および自己発熱部の双方で液体燃料を気化させて燃焼部で燃焼を行い、前記自己発熱部の昇温に伴って当該自己発熱部単独による気化へ移行する気化移行モードを備えた構成とされている。
また請求項2に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部と、空気を供給する送風手段とを有し、送風手段から供給された空気と気化部で気化された燃料ガスとを混合して燃焼部に供給し、燃焼させる気化式燃焼装置において、前記気化部は、電磁誘導加熱手段によって発熱する誘導発熱部と、前記誘導発熱部の下流に位置し、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、前記誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段と、前記自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段と、前記電磁誘導加熱手段の制御を含む各部の制御を行う制御手段を備え、前記送風手段から供給される空気の一部は前記誘導発熱部を通過する流路に供給されて前記自己発熱部に入り、前記送風手段から供給される空気の他の一部は前記誘導発熱部を通過せずに前記自己発熱部に供給され、前記制御手段は、誘導発熱部単独による気化、または、誘導発熱部および自己発熱部双方による気化から、自己発熱部の昇温に応じて電磁誘導加熱手段の通電電力を低減させつつ通電制御を継続し、誘導発熱部および自己発熱部の双方で液体燃料を気化させて燃焼部で燃焼を行い、前記自己発熱部の昇温に伴って当該自己発熱部単独による気化へ移行する気化移行モードを備えた構成とされている。
The invention according to
The invention described in
ここで、自己発熱部単独による気化への切換時は、自己発熱部が単独で液体燃料を充分気化可能な温度まで昇温している必要がある。則ち、自己発熱部単独による気化へ移行する際は、自己発熱部が単独で気化可能な温度に昇温するまで誘導発熱部による加熱を継続し、自己発熱部が当該温度に至った時点で、誘導発熱部による加熱を停止すれば良い。 Here, at the time of switching to vaporization by the self-heating unit alone, it is necessary that the temperature of the self-heating unit is raised to a temperature at which the liquid fuel can be vaporized sufficiently. In other words, when shifting to vaporization by the self-heating part alone, heating by the induction heating part is continued until the temperature of the self-heating part rises to a temperature at which the self-heating part can vaporize alone, and when the self-heating part reaches the temperature. The heating by the induction heating unit may be stopped.
しかし、このような制御を行うと、それまで、誘導発熱部および自己発熱部の双方で加熱され気化されている状態から、誘導発熱部が急速に降温して、自己発熱部単独による気化状態に急激に切り換わる。このため、燃焼部へ供給される燃料ガスの気化状態が過渡的に変動して一時的に燃焼が不安定になり易い。 However, when such control is performed, the induction heating unit rapidly cools down from the state of being heated and vaporized in both the induction heating unit and the self-heating unit until the self-heating unit alone vaporizes. Switching suddenly. For this reason, the vaporization state of the fuel gas supplied to the combustion section changes transiently, and the combustion tends to become unstable temporarily.
本発明によれば、気化移行モードによる制御期間中は、自己発熱部の昇温に応じて誘導発熱部を降温させつつ、気化を行う。則ち、気化移行モードによる制御期間中は、誘導発熱部の熱に依存した気化状態から、次第に自己発熱部の熱に依存した気化へと移行させる。従って、自己発熱部が単独で気化可能な温度に至った時点では、誘導発熱部に対する熱の依存率、則ち、誘導発熱部の発熱量が低減される。
従って、気化移行モードによる制御の終了時に、電磁誘導加熱手段への通電を停止しても、気化状態に与える影響が低減され、気化状態の過渡的な変動が低減されて安定した燃焼を継続可能となる。
According to the present invention, during the control period in the vaporization transition mode, vaporization is performed while lowering the temperature of the induction heating unit in accordance with the temperature increase of the self-heating unit. In other words, during the control period in the vaporization transition mode, the vaporization state depending on the heat of the induction heat generation unit is gradually shifted to the vaporization depending on the heat of the self-heating unit. Therefore, when the self-heating part reaches a temperature at which it can be vaporized independently, the heat dependency rate on the induction heating part, that is, the heat generation amount of the induction heating part is reduced.
Therefore, even when the electromagnetic induction heating means is turned off at the end of the control in the vaporization transition mode, the influence on the vaporization state is reduced, and the transient fluctuation of the vaporization state is reduced and stable combustion can be continued. It becomes.
本発明における気化移行モードによる制御は、燃焼開始初期や再燃焼時などに好適に採用することができる。則ち、自己発熱部が気化温度よりも低い状態にあるときに好適に採用することができる。このような燃焼開始初期や再燃焼時に気化移行モードによる制御を行うことにより、自己発熱部による気化へスムーズに切り換えることができ、切換に伴う燃焼変動を抑えつつ、しかも、誘導発熱部への通電電力を削減してランニングコストの低減を図ることが可能となる The control in the vaporization transition mode in the present invention can be suitably employed at the beginning of combustion or at the time of recombustion. That is, it can be suitably employed when the self-heating part is in a state lower than the vaporization temperature. By performing control in the vaporization transition mode at the beginning of combustion or at the time of recombustion, it is possible to smoothly switch to vaporization by the self-heating unit, while suppressing fluctuations in combustion due to switching and energizing the induction heating unit. It is possible to reduce running costs by reducing power
本発明において、気化移行モードにおける電磁誘導加熱手段への通電電力の低減制御は種々のパターンを採ることができる。例えば、自己発熱部の昇温状況に応じて、電磁誘導加熱手段への通電電力を段階的、または、連続的に低減させる制御パターンを採ることができる。また、自己発熱部が所定温度に昇温するまでの期間は、通電電力を段階的に低減させ、自己発熱部が所定温度を超えた後は、通電電力を連続的に低減させるような制御パターンを採ることも可能である。逆に、自己発熱部が所定温度に昇温するまでの期間は、通電電力を連続的に低減させ、自己発熱部が所定温度を超えた後は、通電電力を段階的に低減させるような制御パターンを採ることも可能である。 In the present invention, the reduction control of the electric power supplied to the electromagnetic induction heating means in the vaporization transition mode can take various patterns. For example, it is possible to adopt a control pattern that reduces the energization power to the electromagnetic induction heating means stepwise or continuously in accordance with the temperature rise status of the self-heating unit. In addition, a control pattern that reduces the energized power stepwise until the self-heating part rises to a predetermined temperature and continuously reduces the energizing power after the self-heating part exceeds the predetermined temperature. It is also possible to adopt. Conversely, the control is such that the energized power is continuously reduced until the temperature of the self-heating unit rises to a predetermined temperature, and the energizing power is reduced stepwise after the self-heating unit exceeds the predetermined temperature. It is also possible to take a pattern.
また、自己発熱部が所定温度に昇温するまでの期間は、通電電力を制御して誘導発熱部を所定温度へ向けて緩慢に低減させ、自己発熱部が所定温度を超えた後は、通電電力を制御して誘導発熱部を急速に降温させるような制御パターンを採ることも可能である。逆に、自己発熱部が所定温度に昇温するまでの期間は、通電電力を制御して誘導発熱部を所定温度まで急速に低減させ、自己発熱部が所定温度を超えた後は、通電電力を制御して誘導発熱部を緩慢に降温させるような制御パターンを採ることも可能である。 Also, during the period until the self-heating part rises to the predetermined temperature, the energization power is controlled to slowly reduce the induction heating part toward the predetermined temperature, and after the self-heating part exceeds the predetermined temperature, It is also possible to take a control pattern in which the induction heating unit is rapidly cooled by controlling electric power. Conversely, during the period until the self-heating unit rises to a predetermined temperature, the energization power is controlled to rapidly reduce the induction heating unit to the predetermined temperature, and after the self-heating unit exceeds the predetermined temperature, the energization power It is also possible to take a control pattern in which the temperature of the induction heating unit is slowly lowered by controlling
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の気化式燃焼装置において、気化移行モードは、自己発熱部が、液体燃料の気化温度より低い所定の下限温度と気化温度より高い所定の上限温度の間の温度領域にあるときに実行され、制御手段は、気化移行モードを開始すると、誘導発熱部を連続的または段階的に前記気化温度へ向けて降温制御する構成とされている。 According to a third aspect of the present invention, in the vaporization type combustion apparatus according to the first or second aspect , the vaporization transition mode has a predetermined lower limit temperature lower than the vaporization temperature of the liquid fuel and a predetermined higher temperature than the vaporization temperature. The control means is configured to control the temperature of the induction heating unit to lower toward the vaporization temperature continuously or stepwise when the vaporization transition mode is started. .
本発明は、請求項1又は2に記載の燃焼装置における気化移行モードの制御を具体的に示したものである。
本発明において、下限温度および上限温度は適宜に設定可能であるが、例えば、液体燃料の一部が気化し始める温度を下限温度とし、液体燃料が略完全に気化される温度を上限温度とすることができる。
The present invention specifically shows the control of the vaporization transition mode in the combustion apparatus according to
In the present invention, the lower limit temperature and the upper limit temperature can be appropriately set. For example, the temperature at which a part of the liquid fuel starts to vaporize is set as the lower limit temperature, and the temperature at which the liquid fuel is almost completely vaporized is set as the upper limit temperature. be able to.
本発明によれば、下限温度および上限温度を前記した温度に設定することにより、気化移行モードによる制御によって気化のための熱依存率を誘導発熱部側から自己発熱部側へスムーズに移行させることができる。これにより、自己発熱部が上限温度に昇温した時点では、誘導発熱部に対する気化のための熱依存率が低減され、電磁誘導加熱手段の通電を停止して誘導発熱部を急激に降温させても、気化状態へ与える影響は低減される。また、誘導発熱部による加熱を停止する時点では、自己発熱部は上限温度に到達しているので、安定した気化を継続することが可能である。 According to the present invention, by setting the lower limit temperature and the upper limit temperature to the above-described temperatures, the heat dependency rate for vaporization can be smoothly transferred from the induction heating unit side to the self heating unit side by the control in the vaporization transition mode. Can do. As a result, when the temperature of the self-heating unit rises to the upper limit temperature, the heat dependency rate for vaporization of the induction heating unit is reduced, and the induction heating unit is suddenly cooled by stopping energization of the electromagnetic induction heating means. However, the effect on the vaporized state is reduced. Moreover, since the self-heating part has reached the upper limit temperature when heating by the induction heating part is stopped, stable vaporization can be continued.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の気化式燃焼装置において、制御手段は気化移行モードにおいて、自己発熱部が、気化温度よりも高く前記上限温度よりも低い第1気化温度まで昇温する期間は、誘導発熱部を連続的または段階的に気化温度へ向けて降温制御して当該気化温度に保持し、自己発熱部が、第1気化温度から上限温度まで昇温する期間は、誘導発熱部を連続的または段階的に下限温度よりも低い通電停止温度へ向けて降温制御する構成とされている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the vaporization type combustion apparatus according to the third aspect , in the vaporization transition mode, the control means has a self-heating portion that is higher than the vaporization temperature and lower than the upper limit temperature. During the temperature rising period, the induction heating unit is controlled to cool down continuously or stepwise toward the vaporization temperature and held at the vaporization temperature, and the self-heating unit is heated from the first vaporization temperature to the upper limit temperature. In addition, the temperature of the induction heating unit is controlled to be lowered toward the energization stop temperature lower than the lower limit temperature continuously or stepwise.
本発明は、請求項3に記載の燃焼装置における気化移行モードにおいて、誘導発熱部の降温制御をより具体的に示したものである。
本発明において、第1気化温度は気化温度よりも高く上限温度よりも低い。従って、例えば、液体燃料を略完全に気化可能な温度を第1気化温度に設定し、上限温度を当該第1気化温度よりも更に高く設定することができる。
The present invention more specifically shows the temperature lowering control of the induction heating section in the vaporization transition mode of the combustion apparatus according to
In the present invention, the first vaporization temperature is higher than the vaporization temperature and lower than the upper limit temperature. Therefore, for example, the temperature at which the liquid fuel can be vaporized almost completely can be set as the first vaporization temperature, and the upper limit temperature can be set higher than the first vaporization temperature.
本発明によれば、上限温度および第1気化温度を上記設定とすることにより、自己発熱部が下限温度から第1気化温度に至る期間は、誘導発熱部を気化温度へ向けて降温させて保持する。これにより、自己発熱部が第1気化温度に到達した時点では、液体燃料は略完全に気化可能な状態となり、しかも、誘導発熱部に対する気化のための熱依存率も低下している。従って、この時点で気化移行モードを終了しても気化状態の過渡変動を抑えることは可能である。 According to the present invention, by setting the upper limit temperature and the first vaporization temperature as described above, the induction heating unit is lowered to the vaporization temperature and held during the period from the lower limit temperature to the first vaporization temperature. To do. As a result, when the self-heating part reaches the first vaporization temperature, the liquid fuel can be vaporized almost completely, and the heat dependence rate for vaporization of the induction heating part is also reduced. Therefore, even if the vaporization transition mode is terminated at this time, it is possible to suppress the transient fluctuation of the vaporization state.
しかし、本発明によれば、更に、自己発熱部が第1気化温度から上限温度に到達するまで気化移行モードを継続し、誘導発熱部による補助的な加熱を継続する。これにより、気化移行モードにおいて燃焼量が増大した場合でも、自己発熱部が燃焼量の増大に伴う気化熱によって温度低下を来すことが防止される。 However, according to the present invention, the vaporization transition mode is continued until the self-heating unit reaches the upper limit temperature from the first vaporization temperature, and auxiliary heating by the induction heating unit is continued. Thereby, even when the combustion amount increases in the vaporization transition mode, it is possible to prevent the temperature of the self-heating portion from being lowered by the heat of vaporization accompanying the increase in the combustion amount.
また、本発明によれば、自己発熱部が上限温度に到達した時点では、誘導発熱部は下限温度よりも低い通電停止温度まで降温する。従って、自己発熱部が上限温度に到達した時点では、誘導発熱部に対する気化のための熱依存率は極めて低下し、自己発熱部も単独で充分に気化可能な温度である。これにより、気化状態の過渡変動を排除し、しかも、燃焼量の増加に伴う気化不良を防止しつつスムーズに自己発熱部単独による気化に移行可能となる。 In addition, according to the present invention, when the self-heating unit reaches the upper limit temperature, the induction heating unit cools to an energization stop temperature lower than the lower limit temperature. Therefore, when the self-heating part reaches the upper limit temperature, the heat dependency rate for vaporization of the induction heating part is extremely lowered, and the self-heating part is also a temperature at which the self-heating part can be sufficiently vaporized alone. This eliminates transient fluctuations in the vaporized state, and can smoothly shift to vaporization by the self-heating unit alone while preventing vaporization failure due to an increase in the combustion amount.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の気化式燃焼装置において、制御手段は、燃焼中に燃焼量が増加したときは、自己発熱部の温度に応じて電磁誘導加熱手段を通電して誘導発熱部を昇温制御し、誘導発熱部および自己発熱部の双方で液体燃料を気化させて燃焼を行いつつ、自己発熱部の昇温に伴って再度自己発熱部単独の気化へ移行する気化補償モードを備えた構成とされている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vaporization type combustion apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the control means responds to the temperature of the self-heating portion when the combustion amount increases during combustion. The induction heating unit is energized to control the temperature of the induction heating unit, and the liquid fuel is vaporized and burned in both the induction heating unit and the self heating unit. It is configured to have a vaporization compensation mode for shifting to vaporization of the heat generating unit alone.
燃焼量が増大すると、液体燃料の供給量が増加し、気化に伴う熱吸収が増大して自己発熱部が温度低下を来す。このため、自己発熱部単独による液体燃料の気化が不充分となり、安定した燃焼が阻害される。
本発明によれば、燃焼量が増加すると誘導発熱部が補助的に昇温制御され、誘導発熱部および自己発熱部の双方の熱によって気化が行われる。則ち、燃焼量の増加に伴う自己発熱部の温度低下を誘導発熱部の補助的な昇温によって補償する。これにより、安定した気化が継続され、その後、自己発熱部の昇温に伴って自己発熱部単独の気化に復帰することが可能となる。
As the amount of combustion increases, the amount of liquid fuel supplied increases, heat absorption associated with vaporization increases, and the temperature of the self-heating unit decreases. For this reason, vaporization of the liquid fuel by the self-heating part alone becomes insufficient, and stable combustion is inhibited.
According to the present invention, when the amount of combustion increases, the temperature of the induction heating unit is controlled supplementarily, and vaporization is performed by the heat of both the induction heating unit and the self-heating unit. In other words, the temperature decrease of the self-heating unit accompanying the increase in the combustion amount is compensated by the auxiliary temperature increase of the induction heating unit. As a result, stable vaporization is continued, and then it is possible to return to vaporization of the self-heating part alone as the temperature of the self-heating part rises.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の気化式燃焼装置において、気化補償モードは、燃焼量の変動時において自己発熱部が、液体燃料の気化温度より高い第2気化温度よりも低く、且つ、変動後の燃焼量が所定値を超えるときに実行され、当該気化補償モードによって誘導発熱部を所定の補償温度に昇温制御する構成とされている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the vaporization type combustion apparatus according to the fifth aspect , the vaporization compensation mode is such that the self-heating portion is higher than the second vaporization temperature higher than the vaporization temperature of the liquid fuel when the combustion amount varies. The control is executed when the combustion amount after the change is low and exceeds a predetermined value, and the temperature of the induction heating unit is controlled to a predetermined compensation temperature by the vaporization compensation mode.
本発明は、請求項5に記載の燃焼装置における気化補償モードの制御を具体的に示したものである。ここで、燃焼量の増加時点において自己発熱部の温度が充分高いときは、気化熱による温度低下が増大しても、安定した気化を継続可能である。また、燃焼量の増加量が少ないときは、気化熱による自己発熱部の温度低下が少なく、温度低下に伴う気化不良が生じることはない。
本発明によれば、このような条件となる第2気化温度および燃焼量の所定値を適宜に設定することにより、燃焼量の増加に伴って自己発熱部が温度低下を来す虞がある場合に、気化補償モードによって誘導発熱部を昇温制御して自己発熱部の温度低下を補償することが可能となる。
The present invention specifically shows the control of the vaporization compensation mode in the combustion apparatus according to
According to the present invention, by appropriately setting the second vaporization temperature and the predetermined amount of combustion that satisfy such conditions, there is a possibility that the temperature of the self-heating portion may decrease as the amount of combustion increases. In addition, it is possible to compensate for the temperature drop of the self-heating part by controlling the temperature of the induction heating part in the vaporization compensation mode.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の気化式燃焼装置において、制御手段は気化補償モードの実行中に、自己発熱部が第2気化温度を超えたとき、または、燃焼量が所定値以下となったときは、誘導発熱部の昇温制御を停止して気化補償モードを終了する構成とされている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the vaporization type combustion apparatus according to the sixth aspect of the present invention, when the self-heating part exceeds the second vaporization temperature or during the execution of the vaporization compensation mode, or the combustion amount is When it becomes below a predetermined value, it is set as the structure which stops the temperature rising control of an induction heating part, and complete | finishes vaporization compensation mode.
本発明は、請求項6に記載の燃焼装置における気化補償モードの終了タイミングを具体的に示したものである。
ここで、気化補償モードによる制御中であっても、自己発熱部が第2気化温度を超えると、自己発熱部単独で安定した気化が可能となる。また、気化補償モードによる制御中であっても、燃焼量が低下したときは、気化熱による温度低下が減少して、自己発熱部単独による気化が可能となる。
従って、本発明によれば、これらの状態を検出することにより、気化補償モードを終了させることが可能となる。
The present invention specifically shows the end timing of the vaporization compensation mode in the combustion apparatus according to
Here, even during the control in the vaporization compensation mode, when the self-heating portion exceeds the second vaporization temperature, the self-heating portion alone can be stably vaporized. Even during the control in the vaporization compensation mode, when the combustion amount decreases, the temperature decrease due to the heat of vaporization decreases, and vaporization by the self-heating unit alone becomes possible.
Therefore, according to the present invention, it is possible to end the vaporization compensation mode by detecting these states.
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の気化式燃焼装置において、制御手段は、気化移行モードまたは気化補償モードの少なくともいずれかの制御期間の一部または全部において、送風機による空気供給量を、当該期間における燃焼量に応じた空気供給量に比べて低減または増加させる構成とされている。
The invention according to
ここで、前記本発明の燃焼装置における気化移行モードでは、誘導発熱部に対する熱依存率を低減させつつ自己発熱部単独による気化への移行が行われる。従って、気化移行モードの終了時点では、誘導発熱部に対する熱依存率は低下しているものの、誘導発熱部の加熱の停止に伴って自己発熱部が僅かに温度低下を来たし、気化状態が僅かに低減して燃料ガス濃度が低下し易い。 Here, in the vaporization transition mode in the combustion apparatus of the present invention, the transition to vaporization by the self-heating unit alone is performed while reducing the heat dependence rate with respect to the induction heating unit. Therefore, at the end of the vaporization transition mode, although the heat dependency rate on the induction heat generating portion has decreased, the self-heating portion has slightly decreased in temperature with the heating of the induction heat generating portion stopped, and the vaporization state has slightly decreased. The fuel gas concentration tends to decrease due to the reduction.
そこで、気化移行モードによる制御期間の一部または全部において、送風機による空気供給量を、燃焼量に応じた空気供給量に比べて低減させることにより、燃焼部側へ供給される燃料ガス濃度の低下が補償されて略一定となる。これにより、自己発熱部による気化への移行に際しての燃料ガス濃度の変動が抑えられ、燃焼安定性が確保される。 Therefore, in part or all of the control period in the vaporization transition mode, the concentration of fuel gas supplied to the combustion unit is reduced by reducing the amount of air supplied by the blower compared to the amount of air supplied according to the amount of combustion. Is compensated and becomes substantially constant. Thereby, the fluctuation | variation of the fuel gas density | concentration at the time of transfer to the vaporization by a self-heating part is suppressed, and combustion stability is ensured.
また、前記本発明の燃焼装置における気化補償モードでは、燃焼量の増加に伴って誘導発熱部による補助的な加熱が行われる。従って、気化補償モード中は、自己発熱部の熱に加えて誘導発熱部の補助加熱によって僅かに気化過剰状態となり、燃料ガス濃度が増加し易い。そこで、気化補償モードによる制御期間の一部または全部において、送風機による空気供給量を、燃焼量に応じた空気供給量に比べて増加させることにより、燃焼部側へ供給される燃料ガス濃度の増加が補償されて略一定となる。これにより、燃焼量の増加に際しての燃料ガス濃度の変動が抑えられ、燃焼安定性が確保される。 Further, in the vaporization compensation mode in the combustion apparatus of the present invention, auxiliary heating by the induction heating unit is performed as the combustion amount increases. Therefore, during the vaporization compensation mode, the fuel gas concentration is likely to increase due to a slight excess of vaporization due to the auxiliary heating of the induction heating unit in addition to the heat of the self-heating unit. Therefore, in part or all of the control period in the vaporization compensation mode, the amount of fuel gas supplied to the combustion unit is increased by increasing the air supply amount by the blower compared to the air supply amount according to the combustion amount. Is compensated and becomes substantially constant. Thereby, the fluctuation | variation of the fuel gas density | concentration at the time of the increase in combustion amount is suppressed, and combustion stability is ensured.
請求項9に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部と、空気を供給する送風手段とを有し、送風手段から供給された空気と気化部で気化された燃料ガスとを混合して燃焼部に供給し、燃焼させる気化式燃焼装置において、前記気化部は、予備発熱周壁を有し電磁誘導加熱手段によって当該予備発熱周壁を昇温し、液体燃料が供給される誘導発熱部と、誘導発熱部の下流側に配され前記誘導加熱部側に開口が設けられ、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、前記自己発熱部内に配されて、誘導加熱部を通って供給される液体燃料を飛散させると共に、自己発熱部内の気体の撹拌混合を行う回転部材と、を有し、液体燃料は予備発熱周壁に向かって飛散され気化されて送風手段の空気供給によって下流側の自己発熱部側へ流動し、残存した液体燃料は自己発熱部に流れて回転部材によって飛散されて自己発熱部で加熱され気化される構成とされ、更に、前記誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段と、前記自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段と、前記電磁誘導加熱手段の制御を含む各部の制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は、誘導発熱部単独による気化、または、誘導発熱部および自己発熱部双方による気化から、自己発熱部の昇温に応じて電磁誘導加熱手段の通電電力を低減させつつ通電制御を継続し、誘導発熱部および自己発熱部の双方で液体燃料を気化させて燃焼部で燃焼を行い、前記自己発熱部の昇温に伴って当該自己発熱部単独による気化へ移行する気化移行モードを備えた構成とされている。 The invention according to claim 9 includes a vaporizing unit that heats and vaporizes the liquid fuel , and a blowing unit that supplies air, and the air supplied from the blowing unit and the fuel gas vaporized by the vaporizing unit. mixed and supplied to the combustion unit, the evaporative combustion device for burning, the vaporizing part is heated the preliminary heating wall by the electromagnetic induction heating unit has a pre-heating the peripheral wall, the induction heating the liquid fuel is supplied And an induction heating unit disposed downstream of the induction heating unit and provided with an opening on the induction heating unit side. The self heating unit mainly receives the heat of the combustion unit to raise the temperature, and is disposed in the self heating unit to perform induction heating. And a rotating member that stirs and mixes the gas in the self-heating unit, and the liquid fuel is scattered and vaporized toward the preliminary heat generating peripheral wall, and the air of the blowing unit Self-heating part on the downstream side by supply Flows to the remaining liquid fuel is configured to be scattered by the rotating member flow self-heating unit is vaporized is heated by self-heating unit, further, the induction heating portion temperature detection for detecting the temperature of the induction heating unit Means, a self-heating part temperature detecting means for detecting the temperature of the self-heating part, and a control means for controlling each part including the control of the electromagnetic induction heating means, the control means being vaporized by the induction heating part alone Or, from the vaporization by both the induction heating unit and the self-heating unit, the energization control is continued while reducing the energization power of the electromagnetic induction heating means according to the temperature rise of the self-heating unit, and both the induction heating unit and the self-heating unit Then, the fuel is vaporized and burned in the combustion section, and a vaporization transition mode for shifting to vaporization by the self-heating section alone as the temperature of the self-heating section rises is provided.
本発明は、前記請求項1に記載の発明における気化部の構成をより具体的に示したものである。本発明によれば、短時間に昇温可能な誘導発熱部を自己発熱部の上流側へ位置させることにより、燃焼の開始に際して自己発熱部が極めて低温のときは、誘導発熱部単独による気化によって短時間に着火して燃焼を開始することができる。また、燃焼の開始に際して自己発熱部が液体燃料を充分気化させる温度よりも僅かに低いときは、誘導発熱部による補助的な気化によって短時間に着火して燃焼を開始することができる。
また、燃焼が開始された後は、本発明の気化移行モードによって誘導発熱部単独による気化または誘導発熱部および自己発熱部双方による気化から自己発熱部単独による気化へスムーズに移行させることができ、燃焼安定性を確保しつつランニングコストの低減を図ることが可能となる。
The present invention more specifically shows the configuration of the vaporizing section in the first aspect of the present invention. According to the present invention, by positioning the induction heating section capable of raising the temperature in a short time to the upstream side of the self-heating section, when the self-heating section is extremely low at the start of combustion, vaporization by the induction heating section alone is performed. It can ignite in a short time and start combustion. Further, when the self-heating portion is slightly lower than the temperature at which the liquid fuel is sufficiently vaporized at the start of combustion, the combustion can be started by igniting in a short time by the auxiliary vaporization by the induction heating portion.
In addition, after combustion is started, by the vaporization transition mode of the present invention, it is possible to smoothly shift from vaporization by the induction heat generation unit alone or vaporization by both the induction heat generation unit and the self heat generation unit to vaporization by the self heat generation unit alone, It is possible to reduce running costs while ensuring combustion stability.
請求項1〜3に記載の発明によれば、過渡的な気化変動を抑えつつ自己発熱部単独による気化へスムーズに移行させることができ、安定燃焼を確保しつつランニングコストを削減した気化式燃焼装置を提供可能となる。 According to the first to third aspects of the present invention, the vaporization type combustion that can smoothly shift to the vaporization by the self-heating unit alone while suppressing the transient vaporization fluctuation, and that reduces the running cost while ensuring the stable combustion. A device can be provided.
請求項4〜6に記載の発明によれば、燃焼量の増加に伴う気化不良の発生を防止することができ、燃焼の安定性を向上させた気化式燃焼装置を提供できる。 According to the fourth to sixth aspects of the present invention, it is possible to provide a vaporization type combustion apparatus that can prevent the occurrence of vaporization failure accompanying an increase in the amount of combustion and that has improved combustion stability.
請求項7に記載の発明によれば、請求項1〜3の燃焼装置における気化移行モード、および、請求項4〜6の燃焼装置における気化補償モードによる制御に伴う気化変動を一層低減することができ、燃焼の安定性を一層向上させた気化式燃焼装置を提供できる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to further reduce the variation in vaporization accompanying the control in the vaporization transition mode in the combustion apparatus according to the first to third aspects and the vaporization compensation mode in the combustion apparatus according to the fourth to sixth aspects. And a vaporization type combustion apparatus with further improved combustion stability.
請求項8に記載の発明によれば、簡単な構成によって過渡的な気化変動を抑えつつ自己発熱部単独による気化へスムーズに移行させることができ、安定燃焼を確保しつつランニングコストを削減した気化式燃焼装置を提供可能となる。 According to the eighth aspect of the present invention, the vaporization can be smoothly shifted to the vaporization by the self-heating unit alone while suppressing the transient vaporization fluctuation with a simple configuration, and the running cost is reduced while ensuring the stable combustion. A combustion apparatus can be provided.
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る気化式燃焼装置1の気化部を中心とした要部構成を示す説明図である。図2は、図1に示す燃焼装置1を内蔵した給湯装置2の流路系統図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a main configuration of a
まず、本実施形態の燃焼装置1の気化部8周辺の構造を説明する。
気化部8は、図1の様に、燃焼部7の中央に位置する。気化部8は、誘導コイル(電磁誘導加熱手段)77によって加熱される誘導発熱部10と、主として燃焼部7の熱を受けて昇温する自己発熱部11を備えている。また、誘導発熱部10の内部には第1回転部材23が回転自在に配され、自己発熱部11の内部には第2回転部材25が回転自在に配されている。
First, the structure around the
The
誘導発熱部10は上下方向に中心軸を有する中空円筒形であり、高さ方向の略中央から上部は一定の内径を有し、高さ方向の略中央から下部は、下方へ向かうに連れて先窄みになるように径が低下した形状を有する。高さ方向の略中央から上部の外周壁には、誘導コイル77が巻回されている。また、誘導発熱部10の上部には、温度を検知する温度センサー(誘導発熱部温度検知手段)100が設けられている。また、誘導発熱部10の外側には、当該誘導発熱部10よりもひとまわり大きい空気導入筒71が誘導発熱部10を包むように配置されている。空気導入筒71は、上下方向に中心軸を有する中空円筒形であり、高さ方向の上部側は一定の内径を有し、高さ方向の下部側は下方へ向かうに連れて先細りになる円錐形状を有する有する。
The
空気導入筒71と誘導発熱部10は中心軸を一致させて配され、各々の上部側の開口面の高さは略一致しており、下部側の開口面は、誘導発熱部10の下部側の開口面よりも空気導入筒71の下部側の開口面が低く位置する。
空気導入筒71と誘導発熱部10を同心軸上に配することにより、誘導発熱部10と空気導入筒71との間には環状の空間部131が形成されている。
The
By arranging the
一方、自己発熱部11は有底円筒形であり、その内径は、誘導発熱部10の最大外径よりも大きく、空気導入筒71の最大外径よりも小さい。また、誘導発熱部10の内径は、空気導入筒71の下端の最小外径よりも大きい。自己発熱部11は、空気導入筒71および誘導発熱部10と中心軸を一致させ、上部開口面を空気導入筒71の下部開口面に略一致させて固定されている。これにより、誘導発熱部10の内部および空間部131は自己発熱部11の内部に連通し、自己発熱部11の上部側と空気導入筒71の下部側との間は外部に開放され、当該開放部分を介して燃焼部7へ連通する燃料ガス流路51が形成されている。
自己発熱部11の上部には、温度を検知する温度センサー(自己発熱部温度検知手段)115が設けられている。
On the other hand, the self-
A temperature sensor (self-heating part temperature detecting means) 115 for detecting the temperature is provided on the self-heating
気化部8の内部には、上下方向に回転軸21が配されている。回転軸21は、空気導入筒71、誘導発熱部10および自己発熱部11の中心軸上に位置し、空気導入筒71および誘導発熱部10を貫通して自己発熱部11の底面近傍に至る。回転軸21には、第1回転部材23および第2回転部材25が固定されている。第1回転部材23は誘導発熱部10の最大内径よりも小さく、誘導発熱部10の上下方向中央部に固定されている。また、第2回転部材25は自己発熱部11の内径よりも小さく、自己発熱部11の上下方向中央部に固定されている。
則ち、回転軸21を回転すると、第1回転部材23が誘導発熱部10の内部で回転すると共に、第2回転部材25が自己発熱部11の内部で同時に回転する構造である。
A
In other words, when the rotating
気化部8の上部には、燃料パイプ116が開口端を第1回転部材23の上面に対向するようにして固定されている。第1回転部材23および第2回転部材25は、燃料パイプ116から噴射される液体燃料を回転に伴う遠心力によって微粒状に飛散させつつ撹拌する機能を有する。また、気化部8の上流側には、気化部8へ空気供給を行うためのファン13がモータ18の回転軸に固定されて配されている。
A
本実施形態の気化式燃焼装置1の気化部8周辺は、上記構成を有するものであり、誘導コイル77への通電制御、燃料パイプ116による燃料供給制御、および、燃焼部7への着火制御を制御回路部200で集中して行う。
The periphery of the
このような構成の気化部8では、誘導コイル77に高周波電流を通電すると、発生する磁界が導電体である誘導発熱部10に渦電流を生じて発熱する。従って、燃料パイプ116から第1回転部材23に噴射された液体燃料は、誘導発熱部10の内壁に向けて飛散し、加熱された内壁に衝突して気化される。ここで、気化部8の上流側から空気供給を行うと、誘導発熱部10の内部を流動する空気は一次空気として気化された液体燃料と混合撹拌され、混合された燃料ガスは下流側の自己発熱部11へ流入する。同時に、空間部131を流動する空気も一次空気として自己発熱部11へ流入する。自己発熱部11に流入した燃料ガスおよび空気は、第2回転部材25で更に混合され、燃料ガス流路51へ向けて流出し、燃焼部7に至って燃焼に供する。
In the
また、燃焼部7において火炎が発生すると、火炎に煽られて自己発熱部11が昇温する。自己発熱部11が高温になると、誘導コイル77の通電を停止しても、液体燃料を気化可能となる。則ち、誘導コイル77の通電を停止すると、誘導発熱部10の温度が低下するので、燃料パイプ116から噴射された液体燃料は第1回転部材23で飛散され誘導発熱部10の内壁を伝って第2回転部材25の上部に垂下する。そして、第2回転部材25の遠心力を受けて自己発熱部11の内壁に向けて飛散し、加熱された内壁に衝突して気化される。以降は、誘導発熱部10で気化される場合と同様に、誘導発熱部10の内部および空間部131を介して自己発熱部11に流入する一次空気と混合撹拌され、周部から燃料ガス流路51へ向けて流出し、燃焼部7に至って燃焼に供する。
Further, when a flame is generated in the
前記図1に示した本実施形態の燃焼装置1は、図2の様に、給湯装置2に内蔵されて給湯を行うための熱源として機能する。
給湯装置2は、燃焼装置1を含む各部の制御を統括する制御回路部200を有し、燃焼装置1の燃焼によって得られる熱を、給水栓(不図示)から供給される水に熱交換して加熱する装置である。制御回路部200には、リモートコントローラ201が接続されており、給湯装置2の設置場所から離れた屋内などで運転操作が可能な構成とされている。
The
The hot
順に説明すると、図2の様に、気化式燃焼装置1は下方へ向けて火炎を噴射する下方燃焼型(所謂逆燃焼型)であり、当該燃焼装置1の下流側には熱交換器135が配され、更に下流側は排気筒134に繋がっている。則ち、燃焼装置1は熱交換器135が内蔵された缶体136の上部に配され、下部の熱交換器135へ向けて火炎を発生させる。
In order, as shown in FIG. 2, the
給湯装置2は、燃焼装置1において発生した燃焼ガスと湯水などの熱媒体とが熱交換を行う熱交換器135と、流水回路141及び燃料供給部142によって構成される。流水回路141は、外部から湯水を供給する流入側流路143と、熱交換器135において加熱された湯水を外部に流出させる流出側流路145とを備えている。流入側流路143は熱交換器135の入水口146に接続され、流出側流路145は熱交換器135の出水口147に接続されている。
The hot
流入側流路143の途中には、流量センサー150(最小作動水量検知手段)と入水温度センサー151とが設けられている。流量センサー150は、流入側流路143を介して供給される湯水の量を検知するものであり、当該流量センサー150が所定の水量を検知すると、燃焼装置1が点火動作を開始する。また、入水温度センサー151は、外部から供給される水の温度を検知するものである。
A flow rate sensor 150 (minimum operating water amount detection means) and a water
流出側流路145は、熱交換器135において燃焼ガスとの熱交換により加熱された高温の湯水をカランなどの給湯栓152に供給するものである。流出側流路145の中途には、温度センサー153と、攪拌部154と、流量調整弁155と、出湯温度センサー156とが設けられている。流量調整弁155は、流出側流路145を開閉することにより、給湯栓152から出湯される湯の総量を規制するものである。また、温度センサー153は、熱交換器135で加熱されて排出される高温の湯水の温度を検知するものである。
The outflow side channel 145 supplies high-temperature hot water heated by heat exchange with the combustion gas in the
攪拌部154は、流出側流路145と、後述するバイパス流路158との接続部に設けられている。攪拌部154では、熱交換器135において加熱された高温の湯水と、バイパス流路158を介して流入する比較的低温の湯水とが混合される。攪拌部154の下流側には、出湯温度センサー156が設けられている。出湯温度センサー156は、攪拌部154において攪拌された湯水の温度を検知するものである。
The stirring
流入側流路143と流出側流路145とは、バイパス流路158によってバイパスされている。バイパス流路158の下流側の端部は、上記した攪拌部154に接続されている。バイパス流路158の中途には、バイパス流量調整弁159が設けられている。バイパス流量調整弁159は、攪拌部154に流れ込む水量を調整するものである。
The
このような構成の給湯装置2では、リモートコントローラ201で設定された温度に応じた湯水が給湯栓152へ供給される。則ち、給湯栓152を開栓すると、流入側流路143から流入する水は熱交換器135で加熱されて流出側流路145へ向けて流動する。流量センサー150(最小作動水量検知手段)で燃焼開始流量を検知すると制御回路部200は燃焼装置1へ燃焼指令信号を伝送して燃焼を開始する。
In the hot
燃焼が開始すると、制御回路部200は、給水温度センサー151および温度センサー153の検知温度を参照しつつ、出湯温度センサー156の検知温度がリモートコントローラ201の設定温度となるように、流量調整弁155およびバイパス流量調整弁159の制御を行う。則ち、出湯温度センサー156の検知温度がリモートコントローラ201の設定温度よりも低いときは、バイパス流量調整弁159の開度を減少させて、流出側流路145へバイパスする水量を低減したり、流量調整弁155の開度を減少させて熱交換器135を流動する湯水の量を低減する制御を行う。また、出湯温度センサー156の検知温度がリモートコントローラ201の設定温度よりも高いときは、バイパス流量調整弁159の開度を増加させて、流出側流路145へバイパスする水量を増大したり、流量調整弁155の開度を増加させて熱交換器135を流動する湯水の量を増加させる自動制御を行う。これにより、給湯栓152からリモートコントローラ201で設定された温度の湯水が給湯される。
When combustion starts, the
次に、本実施形態の燃焼装置1において実施される制御の詳細を順次説明する。図3は、図1の燃焼装置1で実施される制御を示すフローチャートである。図4は、図3に示す制御における誘導コイル77および送風機(ファン)13の制御の詳細を示すフローチャートである。図5は、図4に示す気化移行モード制御における気化部の温度を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対応させて示した説明図である。図6は、図4に示す気化補償モード制御における気化部の温度を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対応させて示した説明図である。図7は、図4に示す気化移行モードの変形例を示すフローチャートである。図8は、図7に示す気化移行モードにおける気化部の温度を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対応させて示した説明図である。
Next, details of the control performed in the
尚、以下の説明において、燃焼フラグとは、火炎が発生して燃焼中にオンとなるフラグである。また、初期加熱フラグとは、誘導発熱部10の初期加熱処理の実行中にオンとなるフラグであり、昇温フラグとは、初期加熱処理が完了したときにオンとなるフラグである。
In the following description, the combustion flag is a flag that is turned on during combustion when a flame is generated. The initial heating flag is a flag that is turned on during execution of the initial heating process of the
また、以下の説明において、気化温度Toとは、液体燃料の気化温度であり、本実施形態では灯油の気化温度である200℃に設定している。
第1気化温度T3とは、液体燃料を略完全に気化可能な温度であり、本実施形態では、気化温度Toよりも高い210℃に設定している。
第2気化温度T6とは、液体燃料を完全に気化可能な温度であり、本実施形態では、第1気化温度T3よりも高い230℃に設定している。
下限温度T5とは、気化移行モードが実行される温度領域の下限であり、本実施形態では液体燃料の一部が気化し始める180℃に設定している。
上限温度T4,T4'とは、気化移行モードが実行される温度領域の上限であり、本実施形態では、液体燃料が略完全に気化される上限温度T4(210℃)と、上限温度T4よりも高い上限温度T4'に設定している。
また、気化制御温度T2とは、誘導発熱部10の加熱によって液体燃料を充分気化させて自己発熱部11へ供給可能な温度であり、本実施形態では250℃に設定している。
In the following description, the vaporization temperature To is the vaporization temperature of the liquid fuel, and is set to 200 ° C., which is the vaporization temperature of kerosene in this embodiment.
The first vaporization temperature T3 is a temperature at which the liquid fuel can be vaporized almost completely. In the present embodiment, the first vaporization temperature T3 is set to 210 ° C. higher than the vaporization temperature To.
The second vaporization temperature T6 is a temperature at which the liquid fuel can be completely vaporized. In the present embodiment, the second vaporization temperature T6 is set to 230 ° C. higher than the first vaporization temperature T3.
The lower limit temperature T5 is a lower limit of a temperature region in which the vaporization transition mode is executed, and in this embodiment, the lower limit temperature T5 is set to 180 ° C. at which part of the liquid fuel starts to vaporize.
The upper limit temperatures T4 and T4 ′ are the upper limits of the temperature region in which the vaporization transition mode is executed. In the present embodiment, the upper limit temperature T4 (210 ° C.) at which the liquid fuel is almost completely vaporized and the upper limit temperature T4. Is set to a higher upper limit temperature T4 ′.
Further, the vaporization control temperature T2 is a temperature at which liquid fuel can be sufficiently vaporized by heating the
図1〜図6を参照して、本実施形態の燃焼装置1を内蔵した給湯装置2の制御を以下に説明する。
リモートコントローラ201(図2参照)の運転スイッチ202をオンにすると、図3の様に、制御回路部200は誘導発熱部10の初期加熱処理を開始する。
運転スイッチ202がオンされた時点では、昇温フラグおよび初期加熱フラグ共にオフしている。従って、制御回路部200は、ステップ301からステップ309,312に進んで初期加熱フラグをオンし、誘導コイル77への通電を開始する。そして、制御回路部200は、誘導発熱部10が初期加熱温度T1まで昇温するのを待機する(以上図3ステップ300,301,309〜312、図5参照)。
With reference to FIGS. 1-6, control of the hot
When the
When the
この状態は、誘導発熱部10を高温の初期加熱温度T1まで加熱して気化部8全体を昇温させる過程であり、給湯栓152が開栓されて流量センサー150で最小作動水量(Minimum Operation Quantity:以下MOQと記載)が検知されても、燃焼装置1への燃焼指令信号の伝送は待機される状態である。
This state is a process in which the
制御回路部200は、ステップ300,301,309〜311を循環しつつ誘導発熱部10が初期加熱温度T1まで昇温するのを待機する。そして、誘導発熱部10が初期加熱温度T1に到達すると、初期加熱フラグをオフすると共に昇温フラグをオンにする(以上図3ステップ300,301,309〜311,313、図5参照)。この時点で、誘導発熱部10が加熱されて気化部8全体が昇温され、着火可能な状態となる。
The
昇温フラグがオンして初期加熱処理が完了すると、制御回路部200は、MOQの検知を監視する。MOQを検知すると、燃焼フラグがオフであるので、ステップ306へ進んで誘導発熱部10を気化制御温度T2に制御して着火処理に移行する。着火処理は、所定のプリパージを行った後に行われ、着火が完了すると、制御回路部200は、燃焼フラグをオンにする。着火が完了すると、以降は、燃焼制御が開始され、給湯栓152から加熱された湯水が給湯される(以上、図3ステップ300〜303,306〜308,304,305、図5参照)。
When the temperature raising flag is turned on and the initial heating process is completed, the
着火が行われて燃焼制御が開始すると、制御回路部200は、ステップ300〜305を循環しつつ燃焼運転を継続して給湯を行う。給湯中に、給湯栓152が閉栓され、MOQの検知が停止すると、制御回路部200は、ポストパージなどの必要な燃焼停止処理を行って燃焼制御を停止し、燃焼フラグをオフにする(以上、図3ステップ300〜302,314〜316参照)。
そして、以降は、制御回路部200は、ステップ300〜302,314,317を循環して誘導コイル77を予熱制御しつつ、MOQの到来を監視する。
When ignition is performed and combustion control is started, the
Thereafter, the
また、リモートコントローラ201の運転スイッチ202がオフされると、制御回路部200は、全てのフラグをオフにすると共に、必要な運転停止処理を行う。この後、運転スイッチ202のオン操作の監視を継続する。
When the
ここで、図3のステップ300〜305を循環する燃焼運転中は、制御回路部200はステップ305において、自己発熱部11および誘導発熱部10の温度を監視しつつ誘導コイル77およびファン13の通電制御を行う。本発明は、当該ステップ305における誘導コイル77およびファン13の通電制御に特徴を有したものであり、以下に制御の詳細を説明する。
Here, during the combustion operation that circulates through
燃焼制御を開始すると、制御回路部200は、温度センサー115の検知温度を参照して自己発熱部11の温度を監視しつつ誘導コイル77への通電制御を行う。
則ち、図4の様に、自己発熱部11が下限温度T5未満のときは、制御回路部200は、誘導発熱部10が気化制御温度T2となるように誘導コイル77へ通電制御を行う(以上、図4ステップ330,336,338,340、図5参照)。
この状態は、燃焼が開始されて自己発熱部11が昇温し始めており、誘導発熱部10は、安定した気化を行うべく気化制御温度T2に維持される。
When the combustion control is started, the
That is, as shown in FIG. 4, when the self-
In this state, combustion is started and the self-
燃焼が継続して自己発熱部11が下限温度T5に達すると、制御回路部200は気化移行モードによる制御を開始する。則ち、自己発熱部11が下限温度T5になると、制御回路部200は、誘導コイル77への通電を低減し誘導発熱部10を降温制御する。
本実施形態では、誘導発熱部10が気化移行モードの終了時に略気化温度Toとなるように、温度勾配を持たせて連続的に降温させている(以上、図4ステップ330,336,338,339、図5参照)。
この状態は、自己発熱部11の昇温に応じて誘導発熱部10が降温制御され、誘導発熱部10から自己発熱部11へ気化のための熱依存率が次第にシフトされる。
When combustion continues and the self-
In the present embodiment, the temperature is continuously lowered with a temperature gradient so that the
In this state, the temperature of the
燃焼が進んで自己発熱部11が上限温度T4に達すると、制御回路部200は、誘導コイル77への通電を停止して一連の気化移行モードの制御を終了する(以上、図4ステップ330,336,337、図5参照)。
これにより、誘導発熱部10は気化温度Toから急速に降温する。しかし、自己発熱部11は、既に上限温度T4を超えて昇温し、単独で液体燃料を略完全に気化可能な状態となっている。また、誘導発熱部10は気化温度Toまで降温しており、気化への熱依存率が低減した状態で通電が遮断される。
従って、誘導発熱部10の通電の遮断に伴う気化の過渡的な変動が低減され、自己発熱部11の単独の熱によって安定した気化が維持されて燃焼が継続する。
When the combustion progresses and the self-
Thereby, the
Therefore, the transitional fluctuation of vaporization accompanying the interruption of the energization of the
このように、本実施形態の燃焼装置1によれば、誘導発熱部10の発熱量を一定にしたまま自己発熱部11の昇温を待機するのではなく、気化移行モードによって熱依存率を自己発熱部11側へシフトしつつ自己発熱部11の昇温を待機し、この後に誘導コイル77への通電を遮断する。これにより、気化状態の過渡的な変動が低減されて燃料ガスが安定して供給され、気化移行モードを実施しない場合に比べてアンダーシュートの発生を極めて低減することが可能となる(図5燃料ガス入力の波線参照)。
As described above, according to the
尚、以上の説明は、燃焼開始初期において気化移行モードによる制御を行う場合を例に挙げて述べたが、燃焼開始初期に限らず、再燃焼が開始される場合にも同様に適用可能である。また、再燃焼時において、自己発熱部11が下限温度T5と上限温度T4との間の温度領域にある時点から気化移行モードを適用することも可能である。
The above description has been given by taking as an example the case of performing the control in the vaporization transition mode at the beginning of combustion, but is not limited to the early stage of starting combustion, but can be similarly applied to the case where recombustion is started. . Further, at the time of re-combustion, it is also possible to apply the vaporization transition mode from the time when the self-
次に、燃焼中(給湯中)に燃焼量が変動した場合の気化補償モードの制御を説明する。
給湯中において、給湯装置2のリモートコントローラ201によって給湯設定温度が低減されたり、あるいは、給湯栓152の開度が低下すると、制御回路部200は燃焼装置1へ燃焼量を低下する制御信号を伝送する。燃焼量が低下すると、図6の様に、液体燃料の供給が低減されて気化された燃料ガスの供給量も低減し、同時に、送風機の回転数も低減されて燃焼が継続する。このように、燃焼量が低下するときは、自己発熱部11単独の熱によって気化が継続され、気化状態の過渡変動を生じることも少ない。
Next, control in the vaporization compensation mode when the combustion amount fluctuates during combustion (during hot water supply) will be described.
During the hot water supply, when the hot water set temperature is reduced by the
燃焼量が低下した状態から再び燃焼量が増大すると、気化補償モードによる制御が行われる。
制御回路部200は、燃焼量が増加すると、図4の様に、増加後の燃焼量が所定号数(本実施形態では18号に設定)以上か否かを判別する。判別の結果、増加後の燃料量が18号未満のときは、燃焼量の増加に伴う自己発熱部11の温度低下が少ないものとしてそのまま燃焼を継続する。この場合、自己発熱部11が上限温度T4を超えているので誘導コイル77への通電は行われない(以上、図4ステップ330,331,336,337参照)。
When the combustion amount increases again from the state where the combustion amount has decreased, control in the vaporization compensation mode is performed.
When the combustion amount increases, the
一方、増加後の燃焼量が18号以上のときは、制御回路部200は、その時点の自己発熱部11の温度が第2気化温度T6以上か否かを判別する。判別の結果、自己発熱部11が第2気化温度T6以上であれば、燃焼量の増加に伴って自己発熱部11が温度低下を来しても、自己発熱部11単独で気化可能として、誘導コイル77への通電を停止したまま燃焼を継続する(以上、図4ステップ330〜332,335参照)。
On the other hand, when the increased combustion amount is No. 18 or more, the
しかし、増加後の燃焼量が18号以上であり、且つ、その時点の自己発熱部11の温度が第2気化温度T6未満のときは、燃焼量の増加に伴って自己発熱部11が気化温度Toよりも低下する虞があるため、気化補償モードによる制御を実行する。
気化補償モードに入ると、制御回路部200は、誘導コイル77へ通電して誘導発熱部10を補償温度T7(本実施形態では100℃に設定)に補助的に昇温制御する。同時に、送風機(ファン)13を増加後の燃焼量に応じた回転数よりも僅かに高い回転数に制御する(以上、図4ステップ330〜334、図6参照)。
However, when the increased combustion amount is No. 18 or more and the temperature of the self-
When entering the vaporization compensation mode, the
これにより、燃焼量の増加に伴い自己発熱部11が気化温度To以下に低下する不具合が、誘導発熱部10の補助昇温によって防止される。また、誘導発熱部10の補助昇温により、気化補償モードにおいて僅かに液体燃料が気化過剰状態となり、燃料ガス濃度が増加するが、ファン13の回転数を増加させることにより、燃料ガス濃度の増加を抑制することができる。これにより、図6の様に、気化補償モードにおける燃料ガスがオーバーシュートを生じることが防止され、安定した燃焼を継続することが可能である。
Thereby, the malfunction that the self-heating
そして、気化補償モードによる制御によって燃焼中に、自己発熱部11が第2気化温度T6以上になると、自己発熱部11単独による気化によって燃焼を継続可能であるとして誘導コイル77への通電を停止し、気化補償モードを終了する(以上、図4ステップ330〜332,335、図6参照)。
When the self-
このように、本実施形態の燃焼装置1によれば、燃焼開始時や再燃焼時は、気化移行モードによって短時間にスムーズに自己発熱部11単独の気化へ移行させることができ、燃焼安定性を確保しつつ誘導コイル77への通電電力を削減することが可能である。
また、燃焼量の変動時においても、気化補償モードによって気化不良を防止しつつ短時間にスムーズに自己発熱部11単独の気化へ復帰させることができ、安定性を維持した燃焼が可能となる。
Thus, according to the
In addition, even when the amount of combustion varies, the vaporization compensation mode can smoothly return to the vaporization of the self-
次に、前記実施形態で示した気化移行モードの変形例を説明する。
前記実施形態で示した気化移行モードでは、自己発熱部11が下限温度T5から上限温度T4まで昇温する期間に、誘導発熱部10を気化制御温度T2から気化温度Toへ向けて降温させるものであった。また、前記実施形態では、気化移行モードにおいては送風機(ファン)13の回転数制御は行わなかった。
これに対して、変形例の気化移行モードでは、上限温度T4'(230℃に設定)を前記実施形態よりも高く設定すると共に、前記上限温度T4と等しい第1気化温度T3(210℃に設定)を新たに設定し、ファン13の回転数を制御しつつ誘導発熱部10を降温させる制御を行う。尚、気化移行モード以外の制御は、前記実施形態と同一であるため、重複した説明を省略する。
Next, a modification of the vaporization transition mode shown in the embodiment will be described.
In the vaporization transition mode shown in the embodiment, the temperature of the
On the other hand, in the vaporization transition mode of the modified example, the upper limit temperature T4 ′ (set to 230 ° C.) is set higher than that in the embodiment, and the first vaporization temperature T3 (set to 210 ° C.) equal to the upper limit temperature T4. ) Is newly set, and the temperature of the
変形例における気化移行モードは、図7の様に、燃焼制御中において、自己発熱部11が下限温度T5未満の期間は、制御回路部200は、誘導コイル77へ通電制御して誘導発熱部10を気化制御温度T2に維持する制御を行う(以上、図3ステップ305、図7ステップ330,350,352,354,359、図8参照)。
この状態は、燃焼が開始されて自己発熱部11が昇温し始めており、誘導発熱部10は、安定した気化を行うべく気化制御温度T2に維持される。
As shown in FIG. 7, in the vaporization transition mode in the modified example, during the combustion control, during the period when the self-
In this state, combustion is started and the self-
そして、自己発熱部11が下限温度T5以上になると、制御回路部200は、気化移行モードによる制御を開始する。気化移行モードに入ると、自己発熱部11が第1気化温度T3まで昇温する期間は、制御回路部200は、誘導コイル77を通電制御して誘導発熱部10を降温制御し、誘導発熱部10が気化温度Toまで降温すると当該気化温度Toを保持するように誘導コイル77へ通電を行う。また、同時に、ファン13の回転数を燃焼量に応じた回転数よりも僅かに低下させる(以上、図7ステップ330,350,352,354〜358、図8参照)。
And when the self-heating
この状態は、自己発熱部11の昇温に応じて誘導発熱部10が降温されて気化温度Toに保持され、誘導発熱部10から自己発熱部11へ気化のための熱依存率がシフトされる。また、誘導発熱部10に対する熱依存率は低下するものの、誘導発熱部10の加熱の停止に伴って自己発熱部11が僅かに温度低下を来たし易い。この温度低下による気化状態の低下によって燃料ガス濃度が低下するのを抑制するために、ファン13の回転数が低減される。
則ち、自己発熱部11が下限温度T5から第1気化温度T3へ昇温する間に、気化の熱依存率が誘導発熱部10から自己発熱部11へ次第にシフトされ、自己発熱部11が第1気化温度T3に達する時点では、自己発熱部11単独での気化が可能な状態となる。
In this state, the
That is, while the self-
次いで、自己発熱部11が第1気化温度T3以上になると、制御回路部200は、ファン13の回転数の低減を継続しつつ、誘導コイル77を通電制御して誘導発熱部10を通電停止温度T8(本実施形態では150℃に設定)へ向けて降温制御する(以上、図7ステップ330,350,352,353,357、図8参照)。
この状態は、自己発熱部11が上限温度T4'へ向けて昇温しつつ、誘導発熱部10によって補助的な加熱が行われ、当該期間において燃焼量が増加した場合に、液体燃料の増加に伴う気化熱の増大によって自己発熱部11が温度低下を来すことを防止する作用を有する。
Next, when the self-
In this state, when the self-
そして、自己発熱部11が上限温度T4'に至ると、制御回路部200は、誘導コイル77への通電を停止すると共に、ファン13の回転数を燃焼量に応じた回転数に戻し、一連の気化移行モードによる制御を終了して通常の燃焼制御を継続する(以上、図7ステップ330,350,351、図8参照)。
このように、図7,図8に示す変形例の気化移行モードによれば、気化状態の過渡変動を抑えつつ、しかも、気化移行モード中における燃焼量の増加に伴う気化不良を防止することができ、燃焼安定性を確保しつつ通電に伴うランニングコストの低減を図ることが可能となる。
When the self-
As described above, according to the vaporization transition mode of the modification shown in FIGS. 7 and 8, it is possible to prevent the vaporization failure due to the increase in the combustion amount in the vaporization transition mode while suppressing the transient fluctuation of the vaporization state. It is possible to reduce the running cost associated with energization while ensuring combustion stability.
尚、図7,図8に示した変形例は、燃焼開始初期において気化移行モードによる制御を行う場合を例に挙げて述べたが、前記実施形態と同様に、再燃焼が開始される場合にも適用可能であり、また、再燃焼時において、自己発熱部11が下限温度T5と上限温度T4との間の温度領域にある時点から適用することも可能である。
7 and 8 have been described by taking as an example the case where the control in the vaporization transition mode is performed in the early stage of the start of combustion, but in the case where re-combustion is started as in the above embodiment. In addition, it is also possible to apply the self-
また、図7,図8に示した変形例において、気化移行モードおよび気化補償モードにおけるファン13の回転制御を行わない簡略化した制御構成とすることも可能である。
また、前記図4〜図6に示した実施形態において、気化移行モードにおけるファン13の回転制御を付加した制御構成とすることもでき、また、気化補償モードにおけるファン13の回転制御を行わない制御構成とすることも可能である。
また、前記図4〜図6に示した実施形態では、誘導発熱部10を連続的に降温制御する構成として述べたが、段階的に降温制御することも可能である。
更に、前記図7,図8に示した変形例では、誘導発熱部10を気化温度Toに向けて連続的に降温させて保持し、再度、通電停止温度T8に向けて連続的に降温させたが、いずれの降温制御においても段階的に降温させることが可能である。
Further, in the modification shown in FIGS. 7 and 8, it is possible to adopt a simplified control configuration in which the rotation control of the
Also, in the embodiment shown in FIGS. 4 to 6, a control configuration in which the rotation control of the
In the embodiments shown in FIGS. 4 to 6, the temperature of the
Further, in the modified examples shown in FIGS. 7 and 8, the
次に、本発明に係る燃焼装置1の具体的実施例について説明する。なお以下の説明において上下の関係は、燃焼装置1を給湯装置2に設置した状態を基準とする。
図9は、本実施例の燃焼装置の断面図である。図10は、本実施例の燃焼装置の全体的な部品構成を表す分解斜視図である。
Next, specific examples of the
FIG. 9 is a cross-sectional view of the combustion apparatus of the present embodiment. FIG. 10 is an exploded perspective view showing the overall component configuration of the combustion apparatus of the present embodiment.
図9において、1は、本実施例の燃焼装置を示す。本実施例の燃焼装置1は、図1の様に、炎孔を下に向けて給湯装置2に内蔵されるものであり、上から送風機3、駆動機械部5、空気量調節部6が積層され、その下部に燃焼部7及び気化部8が設けられたものである。
気化部8は、後述する様に誘導熱源部9と自己発熱部11を持つ。そして誘導熱源部9は、前記した空気量調節部6と燃焼部7の間にあり、自己発熱部11は、燃焼部7に位置している。
In FIG. 9, 1 shows the combustion apparatus of a present Example. As shown in FIG. 1, the
The
上部側から順次説明すると、送風機3は、鋼板を曲げ加工して作られた凹状のハウジング12の中にファン13が回転可能に配されたものである。ハウジング12の中央部には、開口15が設けられている。
If it demonstrates sequentially from an upper side, the
駆動機械部5は、箱体16を有し、その天板17の中央にモータ18が取り付けられている。モータ18は、両端部から回転軸20,21が突出しており、回転軸20,21は、燃焼装置1の略全長を貫通している。そして後述する様に、モータ18の上方側の回転軸20は、ファン13に接続され、下方側の回転軸21は、気化部8の第一回転部材23及び第二回転部材25に接続されている。
The
空気量調節部6は、図10に示すように、固定側板状部材27の上に円盤状の移動側板状部材26が重ねられている。移動側板状部材26は、中央の軸挿通孔28の周りに略三角形の開口30を放射状に複数個設けたものである。また、固定側板状部材27には、移動側板状部材26の軸挿通孔28および開口30に相当する位置に軸挿通孔35および開口33が設けられている。また、固定側板状部材27には、移動側板状部材26を重ね合わせた時に両者が重複しない位置に多数の小孔36が設けられている。
As shown in FIG. 10, the air
空気量調節部6は、図9の様に、箱体16に外付けされたステップモータ38の回転軸40が回転すると、回転軸40および移動側板状部材26に係合した駆動片37が揺動する。その結果、移動側板状部材26が、固定側板状部材27の上で中央の軸挿通孔28を中心として相対的に回転する。
移動側板状部材26の回転により、移動側板状部材26と固定側板状部材27を連通する開口の面積が変化し、これによって空気量が調節される。
As shown in FIG. 9, when the
The rotation of the moving
燃焼部7は、図9,図10に示すように分流部材41と炎孔ベース43及び炎孔部材45によって形成され、これらの構成部品が燃焼部ハウジング14(図9)の内部に収納されたものである。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
分流部材41、炎孔ベース43および炎孔部材45は、いずれも長方形をした板状の部材であり、各々、中央部に大きな開口46,52,58が設けられている。
Each of the
分流部材41は、平板状の部材であり、開口46の周囲に多数の長孔状の開口47,48,50が設けられたものである。炎孔ベース43は、アルミダイカストによって作られたものであり、複雑な枠組みと開口及び溝が設けられている。炎孔ベース43の上面側は、主として燃料ガス及び二次空気の流路構成面として機能し、下面側は炎孔取付け面として機能する。則ち、炎孔ベース43は、図9に示す様に外周を囲む外側燃焼壁49を有し、その内部に実際に火炎が発生する燃焼部7が形成される。炎孔ベース43には、気化部8において気化された燃料ガスと空気との混合ガスが流れる流路と、分流部材41の開口47,48,50から流入する二次空気が流れる流路とが形成されている。
The
炎孔部材45は、図10に示すように炎孔ベース43と重ね合わせられる板状の部材であり、中央に設けられた自己発熱部11用の開口58を取り巻いて多数の丸孔60と小孔61とが規則正しく配列されている。
As shown in FIG. 10, the
燃焼部7は、炎孔ベース43、分流部材41および炎孔部材45を上記した状態に組み合わせた状態で燃焼部ハウジング14内に配置されている。そして、燃焼部7には、分流部材41側から炎孔ベース43を通過し炎孔部材45側に抜ける二次空気流路と、炎孔ベース43内の流路および炎孔部材45の小孔61を介して外部に連通した燃料ガス流路が形成されている。
The
次に、気化部8について説明する。図11は、本実施形態の燃焼装置の気化部周辺の分解斜視図である。図12は、気化部の誘導発熱部を構成する燃料通過筒の斜視図である。図13は、気化部の誘導発熱部を構成する燃料通過筒の正面図、平面図、左右側面図及び底面図である。図14は、気化部の誘導熱源部の一部断面斜視図である。図15は、図1の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。
Next, the
本実施例の燃焼装置1で採用する気化部8は、二種類の熱源を持つ。則ち本実施例で採用する気化部8は、図9〜図11の様に誘導熱源部9と、自己発熱部11を有する。そして両発熱部の近傍にそれぞれ第一回転部材23と第二回転部材25が設けられている。また誘導熱源部9と自己発熱部11に適切な一次空気を供給するための空気導入筒71が設けられている。
The
則ち気化部8は、図11の様に、第一回転部材23、ドーナツ状断熱材73、燃料通過筒(誘導発熱部)75、円筒状断熱材76、コイル部材(誘導コイル)77、第一空気導入筒78、第二空気導入筒80、第二回転部材25、及び自己発熱部11によって形成されている。
そして前記した燃料通過筒75、円筒状断熱材76、ドーナツ状断熱材73及びコイル部材77の四者によって誘導熱源部9が構成され、第一空気導入筒78及び第二空気導入筒80によって空気導入筒71が構成されている。
That is, as shown in FIG. 11, the
The induction heat source section 9 is constituted by the
順次説明すると、燃料通過筒75は、誘導発熱部10として機能するものであり、導電性を有し、且つ、ある程度の電気抵抗を有する素材で作られた筒である。より具体的には、燃料通過筒75は、誘導加熱し易いように薄いステンレス鋼材で作られている。
燃料通過筒(誘導発熱部10)75は、両端が開口するものではあるが、図11〜図13の様な特殊な形状をしており、上部側と下部側で形状が大きく異なる。則ち燃料通過筒75の上部側約半分の領域81は、直径が略一定の円筒形状である。燃料通過筒75の開口端(上部側の開口)は、燃料通過筒75の軸線X−X(図13a)方向に開口している。また燃料通過筒75の開口端(上部側の開口)には、フランジ部83が形成されている。
If it demonstrates sequentially, the
The fuel passage cylinder (induction heat generating portion 10) 75 is open at both ends, but has a special shape as shown in FIGS. 11 to 13, and the shape is greatly different between the upper side and the lower side. In other words, the
これに対して燃料通過筒75の下部側約半分の領域82は、円錐形をしている。そして燃料通過筒75の下部側の開口85は、図13の様に燃料通過筒75の軸線X−X(図13)に対して傾斜方向に開口している。
則ち燃料通過筒75は、使用時の姿勢を基準として、下部側の開口85が傾斜しており、下部側の開口端に高低差がある。
また下部側の開口85は、その内側部分が折り返されており、開口端内部の樋状の溝87が形成されている。則ち燃料通過筒75の内面は、予備発熱周壁64として機能するものであり、本実施例では、予備発熱周壁64たる燃料通過筒75の内面の下部に樋状の溝87が形成された構造である。
そして開口85の最も下部に位置する部位の溝87には開口88が形成されている。開口88は、具体的には小孔であり、気化しなかった燃料を集めて下部の自己発熱部11側に滴下するために設けられている。
On the other hand, the
That is, the
The
An
円筒状断熱材76は、耐熱性と断熱性を兼ね備えた素材で作られ円筒である。円筒状断熱材76の内径は、前記した燃料通過筒75の上部側の領域81の外径と等しい。また円筒状断熱材76の高さは、燃料通過筒75の上部側の領域81の長さに等しい。円筒状断熱材76は、前記した様に耐熱性と断熱性を兼ね備えた素材で作られ、具体的にはグラスウールやセラミック等が採用されている。
The cylindrical
ドーナツ状断熱材73は、円盤状であり、中央に大きな開口が設けられている。ドーナツ状断熱材73もグラスウールやセラミックのように耐熱性と断熱性を兼ね備えた材質で作られている。
The donut-shaped
コイル部材77は、図14の様に、ボビン90とコイル線91によって構成されたものである。ボビン90は、これ自体が断熱部材としての機能を兼ね備えるものであり、断熱性と耐熱性を兼ね備えた不飽和ポリエステルを素材としている。ボビン90の形状は、図14の様に筒体部92の両端にフランジ部93,94が設けられたものである
The
コイル線91は、通常の銅線であり、螺旋状に巻き付けられている。なおコイル線の形状は、螺旋形に限定されるものではなく、例えば鞍形であってもよい。 コイル線91は、リッツ線であり、ボビン90の筒体部92の外周に螺旋状に巻き付けられ、さらにコイル線91が解けないようにシリコンワニス等で固められている。また、コイル線91の外周部には、通電により発生する磁力線を加熱しようとする燃料通過筒75(誘導発熱部10)に集中させるべく、数個(本実施形態では8個)のフェライトガイド95が固定されている。
The
誘導熱源部9は、前記した燃料通過筒75、円筒状断熱材76、ドーナツ状断熱材73及びコイル部材77の四者によって構成されており、燃料通過筒75の外周に円筒状断熱材76が設けられ、さらにその外周にコイル部材77が設けられている(図14では、作図の関係上、円筒状断熱材76を略している)。従ってコイル線91と燃料通過筒75の間には、円筒状断熱材76と断熱材としての機能を備えたボビン90が介在されており、コイル線91と燃料通過筒75の間は両者によって二重に断熱されている。
また燃料通過筒75の開口端(上部側の開口)のフランジ部83と、ボビン90のフランジ部93の間にはドーナツ状断熱材73が介在されている(図14では、作図の関係上、ドーナツ状断熱材73を略している)。
The induction heat source section 9 is composed of the
Further, a donut-shaped
また誘導熱源部9には、発熱部材たる誘導発熱部10を形成する燃料通過筒75の温度を検知する温度センサー(誘導発熱部温度検知手段)100が設けられている。温度センサー100は、具体的にはサーミスタであり、平板状の温度検知部101を持つ。
本実施例では、図14の様に、ボビン90のフランジ部93に貫通孔102を設け、温度センサー100の一部を保持すると共に信号線等を当該貫通孔102から外部に導出している。また温度検知部101とボビン90のフランジ部93の間にはクッション材103が設けられ、温度検知部101を燃料通過筒75のフランジ部83に押圧している。クッション材103は具体的にはシリコンゴムやステンレススチール等の皿バネや板バネ等である。またこれらに代わって小径のオーリングの様なものをクッション材として使用することもできる。
The induction heat source unit 9 is provided with a temperature sensor (induction heating unit temperature detection means) 100 that detects the temperature of the
In this embodiment, as shown in FIG. 14, a through
則ち本実施例では、断熱材としての機能を備えたボビン90によって温度センサー(誘導発熱部温度検知手段)100が保持されている。そしてさらに温度検知部101は、断熱材としての機能を備えたボビン90から反力を受けて燃料通過筒75の外側表面に押し当てられている。また温度検知部101の表面にはシリコン等の熱伝導性に優れたぺーストを塗布しておくことが望ましい。
That is, in this embodiment, the temperature sensor (inductive heat generating part temperature detecting means) 100 is held by the
自己発熱部11は、図9,図10の様に底部96と周部97を持つ円筒体であり、底部96は閉塞し、上部は開口している。則ち自己発熱部11は窪んだ形状をしており、底部96及び周部97は閉塞していて気密・水密性を持ち、上部は開放されている。
The self-
自己発熱部11は、前記した様に底部96及び周部97を持ち、あたかもコップの様な形状をしていて、図9,図10の様に、炎孔ベース43の中央の開口52部分に取り付けられている。自己発熱部11の位置は、炎孔ベース43の中央にあり、炎孔(小孔61)に囲まれていて燃焼部7に近接して位置する。また自己発熱部11の大部分は、燃焼部7側に露出する。より具体的には、自己発熱部11の底部96の全部と、周部97の大部分が燃焼部7側に露出する。従って後述する様に燃焼時には炎孔(小孔61)から発生する火炎により、自己発熱部11が外側から加熱される。その結果、自己発熱部11の内周面(自己発熱周壁)66及び底面部67が加熱され、昇温する。
また自己発熱部11には、温度センサー(自己発熱部温度検知手段)115が埋め込まれている(図9)。
The self-
Further, a temperature sensor (self-heating part temperature detecting means) 115 is embedded in the self-heating part 11 (FIG. 9).
第一回転部材23は、燃料通過筒75の内部で液体燃料を効率良く気化させるために、燃料パイプ116から噴射された液体燃料(本実施例では灯油を使用)を微粒子状にし、燃料通過筒(誘導発熱部)75の予備発熱周壁64に向かって飛散させると共に、気化した燃料ガスと一次空気とを撹拌させて均一に混合する働きを行うものである。
In order to efficiently vaporize the liquid fuel inside the
一方、第二回転部材25は、上方から滴下される液体燃料を自己発熱部11の自己発熱周壁66へ向けて飛散させると共に、燃料ガスと一次空気との撹拌混合を行うためのものである。
On the other hand, the second rotating
図11に示すように、第一空気導入筒78及び第二空気導入筒80によって空気導入筒71が構成される。
第一空気導入筒78は、薄板を曲げて作られたものであり、図11の様に外フランジ部127と円筒部128及び内フランジ部129によって構成されている。則ち外フランジ部127は、円筒部128の一方の開口端にある。外フランジ部127は、使用時には上部側に位置する。
円筒部128は、内径が前記した誘導熱源部9の外径よりも大きく、空気の流れ方向の先端側は、やや内径が絞られている。
As shown in FIG. 11, the first
The first
The
そして円筒部128の空気流の先端側には内フランジ部129が設けられている。
これに対して第二空気導入筒80は円錐形をしている。第二空気導入筒80の上部の開口130は、前記した第一空気導入筒78の先端部の開口径に等しい。また第二空気導入筒80の下部の開口径は、前記した自己発熱部11の開口径よりも小さい。
第一空気導入筒78と第二空気導入筒80は重ねられて一連の空気流路を構成する。第一空気導入筒78の接合部分には図示しないパッキンが介在されている。
An
On the other hand, the second
The first
気化部8は、前記した様に誘導熱源部9と自己発熱部11を持つ。そして誘導熱源部9は、前記した空気量調節部6と燃焼部7の間にあり、自己発熱部11は、燃焼部7に位置している。
気化部8は、前記した様に、第一回転部材23、ドーナツ状断熱材73、燃料通過筒75、円筒状断熱材76、コイル部材77、第一空気導入筒78、第二空気導入筒80、第二回転部材25、及び自己発熱部11によって構成されているが、これらはいずれも同一軸線状に並べて配されている。則ち第一空気導入筒78と第二空気導入筒80によって構成される空気導入筒71の内部に燃料通過筒75、円筒状断熱材76、ドーナツ状断熱材73及びコイル部材77の四者から成る誘導熱源部9が配されており、空気導入筒71の中心軸と、誘導熱源部9の中心軸は一致する。
The
As described above, the vaporizing
空気導入筒71と誘導熱源部9の下部に自己発熱部11があり、空気導入筒71の先端部は、自己発熱部11の開口(奥側)に向かって開いている。また誘導発熱部10を構成する燃料通過筒75についても自己発熱部11の奥側に向かって開いている。
また第一回転部材23は誘導発熱部10の内部に位置し、第二回転部材25は自己発熱部11の内部に位置する。より詳細には、第一回転部材23は誘導発熱部10を構成する燃料通過筒75内にあり、予備発熱周壁64に囲まれた空間に位置する。また第二回転部材25は自己発熱部11の自己発熱周壁66に囲まれた空間に位置する。
The self-
The first rotating
また燃料通過筒75(誘導発熱部10)の内部には燃料パイプ116が挿入され、燃料パイプ116は図10の様に第一回転部材23の上部に至っている。
より具体的に説明すると、燃料パイプ116は誘導発熱部10の上部の開口から真っ直ぐに垂下され、上から第一回転部材23の上部に至る。そして燃料パイプ116から第一回転部材23に灯油等の液体燃料が滴下される。
Further, a
More specifically, the
また誘導発熱部10には前記した様に開口85に傾斜した溝87があり、当該溝87には開口88が形成されているが、この開口88は、第二回転部材25の上部に位置する。則ち開口88は、第二回転部材25の中心近傍の上部にある。
In addition, the
次に、本実施例の燃焼装置1の各部の組み立て構造について説明する。
本実施例の燃焼装置1は、送風機3、駆動機械部5、空気量調節部6及び気化部8が中心軸を一致させて順次積み重ねられたものであり、駆動機械部5の天板17に送風機3が直接的にネジ止めされている。則ち本実施例では、送風機3の回転中心と空気量調節部6の軸挿通孔28,35と気化部8の中心軸が同一軸線上に直線的に並べられている。なお気化部8自体の構成部品についても同一軸線状に並べて配されているので、前記した送風機3の回転中心と空気量調節部6の軸挿通孔28,35と気化部8の中心軸に対して気化部8の二つの回転部材23,25の回転中心軸も一致する。
Next, the assembly structure of each part of the
The
そして駆動機械部5の上部に空気量調節部6がネジ止めされている。また空気量調節部6の下部には、気化部8が位置する。則ち、空気量調節部6の中心部に、パッキンを介して空気導入筒71の大きいほうの開口が取り付けられている。
An air
空気導入筒71の中心軸は、空気量調節部6の移動側板状部材26および固定側板状部材27の軸挿通孔28,35と一致し、空気導入筒71は固定側板状部材27の中心側のエリアを覆う様に位置することとなる。従って空気量調節部6の中心側のエリアから排出された空気は、空気導入筒71によって捕捉される。
なお空気導入筒71内には前記した様に誘導発熱部10があり、誘導発熱部10は、中心に燃料通過筒75があって上下に連通するため、空気量調節部6の中心側のエリアから排出された空気は、空気導入筒71によって捕捉され、中心部の燃料通過筒75(誘導発熱部10)を流れる空気と、誘導熱源部9の周辺部を流れる空気に分流される。
The central axis of the
As described above, the induction
則ち空気導入筒71内には燃料通過筒75があるため、空気の一部は燃料通過筒75を通過して自己発熱部11に至る。
また空気導入筒71の内面と誘導発熱部10の外周との間には環状の空間部131が有るため、空気の残部は当該空間部131を通過して直接的に自己発熱部11に入る。
空気導入筒71に入った空気は、いずれの経路を通る場合でも、一次空気として燃焼に寄与する。
That is, since there is a
Further, since an
The air that has entered the
また駆動機械部5のモータ18の回転軸21は、空気量調節部6の中央の軸挿通孔28,35を連通して空気導入筒71及び誘導発熱部10を通過し、自己発熱部11の内部に至る。
そしてモータ18の回転軸21は、誘導発熱部10の内部、より詳細には燃料通過筒75の内部において第一回転部材23と係合している。またモータ18の回転軸21は、自己発熱部11の内部において第二回転部材25と係合している。
則ち駆動機械部5のモータ18の回転軸21は、その先端部分が第二回転部材25と係合し、中間部分が第一回転部材23と係合している。そして第一回転部材23は誘導発熱部10の燃料通過筒75内に位置し、第二回転部材25は自己発熱部11内に位置し、いずれもモータ18によって回転される。
Further, the rotating
The rotating
That is, the rotating
またモータ18の後端側の回転軸20は、ファン13にも接続されているから、本実施例では、単一のモータ18によって気化部8の二つの回転部材23,25とファン13の三者が駆動される。
なお軸挿通孔28,35は、移動側板状部材26の回転中心でもあるから、移動側板状部材26が回転する際に移動することはない。そのため軸挿通孔28,35にモータ18の回転軸21があっても、移動側板状部材26の回転の妨げとならない。
Further, since the rotating
Since the shaft insertion holes 28 and 35 are also the rotation center of the moving side plate-
次に本実施例の燃焼装置1の機能について説明する。
本実施例の燃焼装置1では、モータ18を起動してファン13と第一回転部材23及び第二回転部材25を回転させる。
ファン13の回転により、図9の矢印の様に送風機3のハウジング12の中央部に設けられた開口15から空気が吸い込まれ、空気は駆動機械部5に入る。そして空気は、駆動機械部5から上部の空気量調節部6を経て気化部8及び燃焼部7に流れるが、本実施例では空気量調節部6によって流量調整される。則ち、気化部8および燃焼部7側に流れる空気量は、ステップモータ38を動作させ、移動側板状部材26を固定側板状部材27に対して回転させて開口面積を変化させることにより調整される。
Next, the function of the
In the
By the rotation of the
空気量調節部6を通過した空気は、一次空気として燃焼に寄与するものと、二次空気として燃焼に寄与するものに別れる。則ち空気量調節部6の中心部のエリアを通過した空気は、直接的に空気導入筒71に捕捉され、その一部は燃料通過筒75に入って燃料ガスと混合され、残部は直接的に自己発熱部11の中に入って燃料ガスと混合される。
また送風の残部は、図15に示すように分流部材41に列状に設けられた長孔状の開口48から、炎孔ベース43を横切って流れ、炎孔部材45の丸孔60へ経て燃焼部7に至る。
The air that has passed through the air
Further, as shown in FIG. 15, the remaining portion of the blast flows across the
そして送風機3の送風により、上記した様に気化部8内に大量に一次空気が導入され、誘導発熱部10の燃料通過筒75内及び自己発熱部11を通風雰囲気とする。
また誘導発熱部10のコイル線91に図示しない高周波インバータから高周波電流を流し、高周波誘導加熱の原理によって誘導発熱部10たる燃料通過筒75を発熱させる。
As described above, a large amount of primary air is introduced into the vaporizing
In addition, a high-frequency current is supplied from a high-frequency inverter (not shown) to the
則ちコイル線91に高周波電流を流すことにより、コイルの内部に変動磁場が生成し、当該変動磁場中に置かれた燃料通過筒75を変動する磁力線が貫く。ここで燃料通過筒75はステンレス鋼で作られており、導電性を有するから、燃料通過筒75の内部に渦電流が生じる。そして前記した様に燃料通過筒75はステンレス鋼で作られており、相当の電気抵抗を有するから、渦電流に起因するジュール熱によって燃料通過筒75が発熱する。
また高周波誘導加熱による発熱は、熱効率が高く、且つ早期に昇温する。そのため燃料通過筒75は、従来の電気ヒータを使用した場合に比べて極めて短時間の間に昇温し、液体燃料を気化し得る温度に達する。
That is, when a high-frequency current is passed through the
Further, the heat generated by high frequency induction heating has high thermal efficiency and rises in temperature early. Therefore, the temperature of the
なお本実施例では、高周波誘導加熱によって燃料通過筒75を加熱する際に、コイル線91が昇温しない様に工夫がなされている。
則ち本実施例の様に燃焼装置1の内部に誘導加熱用のコイル線91を設けると、内部の熱によってコイル線91が加熱され、断線等のおそれが生じる。そこで本実施例では、コイル線91が過度に加熱されない様に工夫がなされている。
則ち本実施例では、コイル線91は、ボビン90に巻かれているが、ボビン90は、樹脂で作られており、導電性がないので発熱しない。またボビン90は断熱性と耐熱性を具備した不飽和ポリエステルを素材としている。そのためボビン90が断熱材として機能し、燃料通過筒75の熱をコイル線91に伝えない。
In the present embodiment, when the
That is, when the
That is, in this embodiment, the
またボビン90と燃料通過筒75の間にも発熱せず、且つ断熱性に優れた断熱材(円筒状断熱材76)が介在されている。
また燃料通過筒75は、フランジ部83を有するが、当該フランジ部83とコイル線91との間にも、ドーナツ状断熱材73とボビン90のフランジ部93が存在し、コイル線91の昇温を防いでいる。
さらに本実施例では、後述する様に誘導熱源部9の外側に一次空気が流れる構造となっているので、当該一次空気によってもコイル線91が冷却される。
Further, a heat insulating material (cylindrical heat insulating material 76) that does not generate heat and has excellent heat insulating properties is interposed between the
The
Further, in this embodiment, since the primary air flows outside the induction heat source section 9 as will be described later, the
上記した様に、コイル線91に通電し、高周波誘導加熱によって燃料通過筒75を発熱させ、燃料通過筒75の内壁全体を昇温させる。この状態において、燃料パイプ116から灯油を第一回転部材23に対して滴下する。
滴下された灯油は、第一回転部材23から遠心力を受け、燃料通過筒(誘導発熱部)75の予備発熱周壁64に向かって飛散する。なお本実施例で採用した第一回転部材23は、上下方向へ延びる回転軸と一体的に回転する板体の外縁から放射状に撹拌羽根を延出させて形成され、当該撹拌羽根は、板体の外縁に沿って全周に渡って複数設けられると共に、板体に対して所定角度だけ傾斜させた構成とされている。
As described above, the
The dropped kerosene receives centrifugal force from the first rotating
そのため第一回転部材23の板体の表面に噴射された液体燃料は、遠心力によって板体の表面を流動し、一部は傾斜した撹拌羽根の表面に沿って流動して撹拌羽根の先端から燃料通過筒75の予備発熱周壁64へ向けて飛散する。
従って、撹拌羽根の先端が板体に対して回転軸方向(上下方向)に位置する構成とすれば、板体に対して上方や下方に位置する部位から液体燃料を分散させて飛散させることができ、飛散した液体燃料に気化部内周壁の熱エネルギーを効率良く加えて気化を促進させることが可能となる。
Therefore, the liquid fuel sprayed on the surface of the plate body of the first rotating
Therefore, if the tip of the stirring blade is positioned in the rotational axis direction (vertical direction) with respect to the plate body, the liquid fuel can be dispersed and scattered from the portion located above or below the plate body. In addition, the thermal energy of the inner peripheral wall of the vaporization part can be efficiently added to the scattered liquid fuel to promote vaporization.
そして飛散した灯油は、第一回転部材23の周囲に配された燃料通過筒75の内面に接触し、熱を受けて気化する。このとき、燃料通過筒75に接触した液体燃料はほぼ完全に気化され、気化されずに液体燃料が残留することはない。
また前記した様に空気導入筒71に捕捉された空気の一部が燃料通過筒75の内部を通過するので、燃料通過筒75の内面から熱を受けて気化した燃料は、燃料通過筒75を通過する空気と混合される。
Then, the scattered kerosene comes into contact with the inner surface of the
Further, as described above, a part of the air trapped in the
ここで本実施例では、第一回転部材23に撹拌羽根が設けられているから、第一回転部材23の内面に設けられた撹拌羽根によって燃料通過筒75内の空気が攪拌され、燃料ガスと空気との混合が促進される。
また本実施例では、燃料通過筒75が筒状であるから、飛散された燃料及び気化した燃料は、筒状の部分を通過する間、加熱され続ける。則ち本実施例では、誘導発熱部分が筒状であるから、燃料が当該筒状の部分を通過する際に加熱昇温される。そのため本実施例の燃焼装置は、燃料と発熱体との接触距離及び接触時間が長く、燃料の気化が確実であるばかりでなく、気化した燃料ガスの温度が高い。
Here, in this embodiment, since the first rotating
In the present embodiment, since the
こうして発生した混合ガスは、燃料通過筒75を通過して自己発熱部11内に入る。
一方、前記した様に、空気導入筒71に捕捉された空気の残部は、空気導入筒71の内面と誘導発熱部10の外周との間に形成された空間部131を通過して自己発熱部11に入る。
また本実施例では、自己発熱部11内にも回転部材が設けられている。則ち本実施例では、二段に回転部材が設けられ、その一つたる第二回転部材25は、自己発熱部11の中で回転する。
そのため自己発熱部11内に入った燃料ガスと空気との混合ガスは、再度第二回転部材25によって攪拌混合される。
The mixed gas thus generated passes through the
On the other hand, as described above, the remaining portion of the air trapped in the
In this embodiment, a rotating member is also provided in the self-
Therefore, the mixed gas of fuel gas and air that has entered the self-
特に本実施例では、燃料通過筒75の先端側が絞られており、前記した第一回転部材23によって混合攪拌された燃料ガスは、狭い燃料通過筒75の先端を通過する際に互いに激しく衝突し、混合が進む。そして当該燃料ガスは、狭い部分から第二回転部材に対して吹き込まれ、再度第二回転部材25によってかき混ぜられる。また燃料ガスは、自己発熱部11内において、新たに空間部131を通過して自己発熱部11に導入された空気とも混合される。
こうして発生し、さらに一次空気と混合された燃料ガスは、図9の矢印の様に、第二回転部材25の外壁と自己発熱部11の内周面66によって形成される空隙138を流れて下流に向かう。則ち混合ガスは、自己発熱部11の円筒状の内周面66に沿って一旦上方に流れる。ここで自己発熱部11の開口部近傍には空気導入筒71の吹き出し口側があるので、混合ガスの流路は極めて狭い。そのため混合ガスの攪拌は、当該部位においてさらに進行する。
In particular, in this embodiment, the tip end side of the
The fuel gas thus generated and further mixed with the primary air flows downstream through the
こうして空気導入筒71から自己発熱部11の内部に供給された空気は、飛散した燃料と混合され、高温状態となって自己発熱部11の上部の開口部140から排出される。そして自己発熱部11を出た混合ガスは、炎孔ベース43に流れ込む。
The air thus supplied from the
そして混合ガスは、炎孔ベース43の下部に設けられた炎孔(小孔61)から放出される。
前記した様に、本実施例の燃焼装置1では、気化部8で液体燃料が気化されて炎孔ベース43を流れ、炎孔(小孔61)から放出されるが、気化部8を出る際における燃料ガスの温度が高いので、炎孔(小孔61)に至るまでの間で再液化することはない。
Then, the mixed gas is discharged from a flame hole (small hole 61) provided in the lower part of the
As described above, in the
一方、他の部位から下流側に流れた空気は、燃料と混合されることなく、直接燃焼部7側に流れ込み、二次空気として燃焼に寄与する。
そして図示しない点火装置によって燃料ガスに点火されると、炎孔(小孔61)から下向きの火炎が発生する。
On the other hand, air that has flowed downstream from other parts flows directly into the
When the fuel gas is ignited by an ignition device (not shown), a downward flame is generated from the flame hole (small hole 61).
ここで本実施例の燃焼装置1では、気化部8が、燃焼部7の中央に直接的に露出しているので、燃焼が開始されると、自己発熱部11が火炎によって加熱される。そのため自己発熱部11内の温度が上昇し、燃料の気化がさらに促進される。
Here, in the
所定時間の間、燃焼が行われ、自己発熱部11の温度が十分に昇温すると、
誘導発熱部10のコイル線91への通電を停止し、誘導加熱を終了する。そして以後は、自己発熱部11の発熱だけに頼って燃料を気化させる。
When combustion is performed for a predetermined time and the temperature of the self-
The energization to the
則ち誘導加熱を停止すると、誘導発熱部10たる燃料通過筒75の温度が低下し、誘導発熱部10での気化は殆ど行われなくなり、実質的に自己発熱部11のみで燃料は気化される。
誘導発熱部10で気化されない液体燃料は、燃料通過筒75の内面を伝い、重力によって下方に至る。ここで本実施例では、燃料通過筒75の下端部に樋状の溝87が形成されている。そのため燃料通過筒75の内面を伝い落ちた燃料は、下部の溝87に集められる。さらに本実施例では、下部側の開口85が傾斜しているから、端部の溝87にも傾斜があり、集められた燃料は、溝87内を流れてさらに下方に集まる。そして本実施例では、溝87の最下部に開口88が設けられているから、溝87を流れた燃料は、最終的に溝87の最下部に形成された開口88から滴下する。
In other words, when induction heating is stopped, the temperature of the
The liquid fuel that is not vaporized by the
ここで燃料通過筒75に設けられた開口88は、第二回転部材25の上部であってさらに第二回転部材25の中心近傍に開いているから、開口88から滴下した燃料は、常に一定の位置に落下し、第二回転部材25と接触する。より具体的には、気化されなかった燃料は、すべて第二回転部材25の中央部分に集中的に滴下され、第二回転部材25に巻き込まれて飛散する。
Here, since the
そして飛散した燃料は、自己発熱部11の内周面66に衝突し、自己発熱部11から熱を受けて気化する。
また前記した空気導入筒71の内外を流れて自己発熱部11に入った空気とも混合される。
また燃料の一部は、遠心力によって飛散する前に第二回転部材25から零れ落ちるが、このように落下した燃料は、自己発熱部11の底面部67に接触し、熱を受けて気化する。
そして第一回転部材23の内面に設けられた羽根部によって自己発熱部11内の空気が攪拌され、燃料ガスと空気との混合が促進される。
その後の燃料ガスの流れは、前述した通りであり、高温状態となって自己発熱部11の上部の開口部140から排出される。そして自己発熱部11を出た混合ガスは、一旦炎孔ベース43の上部側の通路に流れ込み、炎孔ベース43の炎孔(小孔61)から放出され、燃焼する。
The scattered fuel collides with the inner
In addition, it is mixed with the air that flows in and out of the
A part of the fuel spills from the second rotating
And the air in the self-heating
The subsequent flow of the fuel gas is as described above, and is discharged from the
1 気化式燃焼装置
7 燃焼部
8 気化部
10 誘導発熱部
11 自己発熱部
13 送風機(ファン)
77 電磁誘導加熱手段(誘導コイル)
100 誘導発熱部温度検知手段
115 自己発熱部温度検知手段
200 制御手段(制御回路部)
To 気化温度
T3 第1気化温度
T4,T4' 上限温度
T5 下限温度
T6 第2気化温度
T7 補償温度
T8 通電停止温度
DESCRIPTION OF
77 Electromagnetic induction heating means (induction coil)
100 Induction heating part temperature detection means 115 Self-heating part temperature detection means 200 Control means (control circuit part)
To vaporization temperature T3 first vaporization temperature T4, T4 ′ upper limit temperature T5 lower limit temperature T6 second vaporization temperature T7 compensation temperature T8 energization stop temperature
Claims (9)
前記気化部は、電磁誘導加熱手段によって発熱し、液体燃料が供給される誘導発熱部と、
前記誘導発熱部の下流に位置し、前記誘導加熱部側に開口が設けられ、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、
前記自己発熱部内に配されて、誘導加熱部を通って供給される液体燃料を飛散させると共に、自己発熱部内の気体の撹拌混合を行う回転部材と、
前記誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段と、
前記自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段と、
前記電磁誘導加熱手段の制御を含む各部の制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、誘導発熱部単独による気化、または、誘導発熱部および自己発熱部双方による気化から、自己発熱部の昇温に応じて電磁誘導加熱手段の通電電力を低減させつつ通電制御を継続し、誘導発熱部および自己発熱部の双方で液体燃料を気化させて燃焼部で燃焼を行い、前記自己発熱部の昇温に伴って当該自己発熱部単独による気化へ移行する気化移行モードを備えたことを特徴とする気化式燃焼装置。 A vaporizing unit that heats and vaporizes the liquid fuel ; and a blowing unit that supplies air; and the air supplied from the blowing unit and the fuel gas vaporized in the vaporizing unit are mixed and supplied to the combustion unit , In the vaporization combustion device to burn,
The vaporizing unit generates heat by electromagnetic induction heating means, and an induction heating unit to which liquid fuel is supplied ;
A self-heating part that is located downstream of the induction heating part, provided with an opening on the induction heating part side, and that mainly raises the temperature by receiving heat from the combustion part;
A rotating member that is disposed in the self-heating unit and scatters the liquid fuel supplied through the induction heating unit and performs stirring and mixing of the gas in the self-heating unit,
An induction heating part temperature detecting means for detecting the temperature of the induction heating part;
Self-heating part temperature detecting means for detecting the temperature of the self-heating part;
And a control means for controlling each unit including control of the electromagnetic induction heating unit,
The control means continues the energization control while reducing the energization power of the electromagnetic induction heating means according to the temperature rise of the self-heating part, from vaporization by the induction heating part alone or from both the induction heating part and the self-heating part. And a vaporization transition mode in which the liquid fuel is vaporized in both the induction heating unit and the self-heating unit , the combustion is performed in the combustion unit, and the self-heating unit shifts to vaporization with the temperature rise of the self-heating unit. A vaporizing combustion apparatus characterized by that.
前記気化部は、電磁誘導加熱手段によって発熱する誘導発熱部と、The vaporizing section includes an induction heating section that generates heat by electromagnetic induction heating means;
前記誘導発熱部の下流に位置し、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、A self-heating unit that is located downstream of the induction heating unit and mainly receives the heat of the combustion unit to raise the temperature;
前記誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段と、An induction heating part temperature detecting means for detecting the temperature of the induction heating part;
前記自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段と、Self-heating part temperature detecting means for detecting the temperature of the self-heating part;
前記電磁誘導加熱手段の制御を含む各部の制御を行う制御手段を備え、Control means for controlling each part including control of the electromagnetic induction heating means,
前記送風手段から供給される空気の一部は前記誘導発熱部を通過する流路に供給されて前記自己発熱部に入り、前記送風手段から供給される空気の他の一部は前記誘導発熱部を通過せずに前記自己発熱部に供給され、Part of the air supplied from the blowing unit is supplied to the flow path passing through the induction heating unit and enters the self-heating unit, and the other part of the air supplied from the blowing unit is the induction heating unit. Is supplied to the self-heating unit without passing through
前記制御手段は、誘導発熱部単独による気化、または、誘導発熱部および自己発熱部双方による気化から、自己発熱部の昇温に応じて電磁誘導加熱手段の通電電力を低減させつつ通電制御を継続し、誘導発熱部および自己発熱部の双方で液体燃料を気化させて燃焼部で燃焼を行い、前記自己発熱部の昇温に伴って当該自己発熱部単独による気化へ移行する気化移行モードを備えたことを特徴とする気化式燃焼装置。The control means continues the energization control while reducing the energization power of the electromagnetic induction heating means in accordance with the temperature rise of the self-heating part, from vaporization by the induction heating part alone or from both the induction heating part and the self-heating part. And a vaporization transition mode in which the liquid fuel is vaporized in both the induction heating unit and the self-heating unit, the combustion is performed in the combustion unit, and the self-heating unit shifts to vaporization with the temperature rise of the self-heating unit. A vaporizing combustion apparatus characterized by that.
前記気化部は、予備発熱周壁を有し電磁誘導加熱手段によって当該予備発熱周壁を昇温し、液体燃料が供給される誘導発熱部と、
誘導発熱部の下流側に配され前記誘導加熱部側に開口が設けられ、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、
前記自己発熱部内に配されて、誘導加熱部を通って供給される液体燃料を飛散させると共に、自己発熱部内の気体の撹拌混合を行う回転部材と、を有し、
液体燃料は予備発熱周壁に向かって飛散され気化されて送風手段の空気供給によって下流側の自己発熱部側へ流動し、残存した液体燃料は自己発熱部に流れて回転部材によって飛散されて自己発熱部で加熱され気化される構成とされ、
更に、前記誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段と、前記自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段と、前記電磁誘導加熱手段の制御を含む各部の制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、誘導発熱部単独による気化、または、誘導発熱部および自己発熱部双方による気化から、自己発熱部の昇温に応じて電磁誘導加熱手段の通電電力を低減させつつ通電制御を継続し、誘導発熱部および自己発熱部の双方で液体燃料を気化させて燃焼部で燃焼を行い、前記自己発熱部の昇温に伴って当該自己発熱部単独による気化へ移行する気化移行モードを備えたことを特徴とする気化式燃焼装置。 A vaporizing unit that heats and vaporizes the liquid fuel ; and a blowing unit that supplies air; and the air supplied from the blowing unit and the fuel gas vaporized in the vaporizing unit are mixed and supplied to the combustion unit , In the vaporization combustion device to burn,
The vaporizing part is heated the preliminary heating wall by the electromagnetic induction heating unit has a pre-heating the peripheral wall, and the induction heating unit the liquid fuel is supplied,
A self-heating unit that is arranged downstream of the induction heating unit and is provided with an opening on the induction heating unit side, and mainly receives the heat of the combustion unit to raise the temperature;
A rotating member that is disposed in the self-heating unit and scatters the liquid fuel supplied through the induction heating unit and performs stirring and mixing of the gas in the self-heating unit ;
The liquid fuel is scattered and vaporized toward the preliminary heat generating peripheral wall and flows to the downstream self-heating part side by supplying air from the blowing means, and the remaining liquid fuel flows to the self-heating part and is scattered by the rotating member to self-heat. It is configured to be heated and vaporized in the part,
In addition, control of each part including control of the induction heating part temperature detection means for detecting the temperature of the induction heating part, the self heating part temperature detection means for detecting the temperature of the self heating part, and the electromagnetic induction heating means is performed. With control means,
The control means continues the energization control while reducing the energization power of the electromagnetic induction heating means according to the temperature rise of the self-heating part, from vaporization by the induction heating part alone or from both the induction heating part and the self-heating part. And a vaporization transition mode in which the liquid fuel is vaporized in both the induction heating unit and the self-heating unit , the combustion is performed in the combustion unit, and the self-heating unit shifts to vaporization with the temperature rise of the self-heating unit. A vaporizing combustion apparatus characterized by that.
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