JP4129637B2 - Combustion device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置に関するものであり、特に液体燃料を気化して燃焼する燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、給湯装置等には、下記特許文献1に開示されているような、液体燃料を気化して燃焼する燃焼装置が採用されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−124309号公報
【0004】
上記特許文献1の燃焼装置は、いわゆる気化式の燃焼装置である。気化式の燃焼装置は、気化器に電気ヒータを設けられた電気ヒータが発する熱によって燃料を気化する構成となっている。気化した燃料ガスは、空気と予混合され、燃焼部において燃焼される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来技術における気化式の燃焼装置において、気化器の加熱のために採用されていた電気ヒータは、通電開始から気化器を所定の温度まで上昇させるまでに要する時間が長い。そのため、従来技術の燃焼装置では、燃焼要求に対して迅速かつ的確に対応すべく、燃焼要求のない燃焼休止時も電気ヒータによって気化器の温度を液体燃料が気化可能な程度に高温に維持しておく必要がある。従って、電気ヒータを備えた燃焼装置は、燃焼休止時に消費される電力が多く、ランニングコストが高くついてしまうという問題があった。
【0006】
本発明は、上記した問題を解決すべく、消費電力が低く、ランニングコストが安価な燃焼装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決すべく提供される請求項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を有し、当該気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置において、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、燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、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、誘導発熱部の温度を制御する誘導発熱部温度制御手段を備え、誘導発熱部温度制御手段は、燃焼休止時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が所定の待機温度となるように誘導発熱部を温度制御し、燃焼開始時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が前記待機温度よりも高い燃焼開始温度となるように誘導発熱部を温度制御するものであり、燃焼休止時に所定の端緒信号を受けて誘導発熱部の制御温度を待機温度から燃焼開始温度に変更して誘導発熱部を昇温し、燃焼開始するものであり、燃焼を開始する際に誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が燃焼開始温度以上である場合に次回の待機温度をさらに低温に補正し、燃焼を開始する際に誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が燃焼開始温度よりも低い場合に次回の待機温度を高温に補正する待機温度補正機能を有することを特徴とする燃焼装置である。
【0008】
本発明の燃焼装置は、気化部に電磁誘導加熱手段により発熱する誘導発熱部を設け、この誘導発熱部を電磁誘導加熱手段によって発熱させることにより気化部を使用燃料の沸点領域以上に加熱し、液体燃料を気化する構成となっている。ここで、本発明において採用されている誘導発熱部は、電磁誘導を利用して誘導加熱するものであり、通電が開始されると所定の温度まで急速に昇温する。
【0009】
さらに、誘導発熱部は、電磁誘導を利用したものであるため、所望の部位を局所的に加熱でき、加熱効率が極めて高い。換言すれば、誘導発熱部によれば、周囲への熱の漏洩を最小限に抑制でき、所望の部位を集中的に加熱できる。そのため、上記した構成によれば、燃焼休止時における誘導発熱部の待機温度を燃焼開始温度よりも大幅に低い温度に設定しても気化部を迅速かつ高効率に加熱でき、気化部の加熱に要する消費電力を最小限に抑制できる。
【0010】
しかし、その一方で例えば待機温度の設定温度が低すぎたり、外気温が低い等の理由で燃焼休止時に所定の端緒信号を受けてから気化部を所定の温度に昇温するために要する時間が長なると、燃焼動作を迅速に開始できなくなるおそれがある。
【0011】
本発明の燃焼装置は、誘導発熱部の制御温度を待機温度から燃焼開始温度に変更して誘導発熱部を昇温する際の昇温状況に応じて待機温度を補正する待機温度補正機能を有している。そのため、本発明によれば、燃焼動作の開始に影響のない程度に待機温度を低下させることができ、燃焼休止中における電力消費量を最小限に抑制できる。
【0012】
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を有し、当該気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置において、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、燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、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、誘導発熱部の温度を制御する誘導発熱部温度制御手段を備え、誘導発熱部が、燃料通過筒と、当該燃料通過筒の外周に設けられたコイル部材とを有し、当該コイル部材が、ボビンとコイル線とを有し、コイル線の外周部には、通電により発生する磁界を加熱すべき燃料通過筒に集中させるためのフェライトガイドが設けられており、前記誘導発熱部温度検知手段が、前記ボビンによって保持されており、前記誘導発熱部温度検知手段の温度検知部が、前記ボビンから反力を受けて燃料通過筒の外側表面に押し当てられており、誘導発熱部温度制御手段は、燃焼休止時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が所定の待機温度となるように誘導発熱部を温度制御し、燃焼開始時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が前記待機温度よりも高い燃焼開始温度となるように誘導発熱部を温度制御するものであり、燃焼休止時に所定の端緒信号を受けて誘導発熱部の制御温度を待機温度から燃焼開始温度に変更して誘導発熱部を昇温し、燃焼開始するものであり、燃焼を開始する際に誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が燃焼開始温度以上である場合に次回の待機温度をさらに低温に補正し、燃焼を開始する際に誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が燃焼開始温度よりも低い場合に次回の待機温度を高温に補正する待機温度補正機能を有することを特徴とする燃焼装置である。
【0013】
請求項3に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、当該気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置において、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、燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、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、前記自己発熱部に設けられた自己発熱部温度検知手段と、誘導発熱部の温度を制御する誘導発熱部温度制御手段を備え、誘導発熱部温度制御手段は、燃焼休止時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が所定の待機温度となるように誘導発熱部を温度制御し、燃焼開始時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が前記待機温度よりも高い燃焼開始温度となるように誘導発熱部を温度制御するものであり、燃焼開始後、自己発熱部の温度が十分に昇温すると、実質的に自己発熱部のみで燃料が気化され、燃焼休止時に所定の端緒信号を受けて誘導発熱部の制御温度を待機温度から燃焼開始温度に変更して誘導発熱部を昇温し、燃焼開始するものであり、燃焼を開始する際に誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が燃焼開始温度以上である場合に次回の待機温度をさらに低温に補正し、燃焼を開始する際に誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が燃焼開始温度よりも低い場合に次回の待機温度を高温に補正する待機温度補正機能を有することを特徴とする燃焼装置である。
【0014】
請求項4に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、当該気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置において、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を有し、さらに誘導発熱部の温度を制御する誘導発熱部温度制御手段を備え、誘導発熱部温度制御手段は、燃焼休止時には誘導発熱部を所定の待機温度に温度制御し、燃焼開始時には誘導発熱部を前記待機温度よりも高い燃焼開始温度に温度制御するものであり、気化部の温度が一定以上であり、さらに気化部の温度以外の一又はそれ以上の点火条件が揃うことよって点火動作が行われる燃焼装置であり、燃焼休止時に所定の端緒信号を受けて誘導発熱部の制御温度を待機温度から燃焼開始温度に変更して誘導発熱部を昇温し、気化部の温度以外の点火条件のうち、特定の一又はそれ以上の条件が揃った際における誘導発熱部の温度又はその間における誘導発熱部の温度変化勾配の少なくともいずれかを加味して次回の待機温度を補正する待機温度補正機能を有することを特徴とする燃焼装置である。
【0015】
本発明の燃焼装置では、気化部の温度以外の点火条件のうち、特定の一又はそれ以上の条件が揃った際における誘導発熱部の温度や、この条件が揃うまでの間における誘導発熱部の温度変化勾配を加味して待機温度が補正される。そのため、上記した構成によれば、気化部の温度以外の点火条件が揃う頃に気化部の温度が点火条件に適応した温度となるように温度調整できる。従って、本発明によれば、燃焼休止中における電力消費量が少なく、点火動作への移行をスムーズに行える燃焼装置を提供できる。
【0016】
請求項5に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、当該気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置において、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を有し、さらに誘導発熱部の温度を制御する誘導発熱部温度制御手段を備え、誘導発熱部温度制御手段は、燃焼休止時には誘導発熱部を所定の待機温度に温度制御し、燃焼開始時には誘導発熱部を前記待機温度よりも高い燃焼開始温度に温度制御するものであり、燃焼に供される空気を供給する送風手段を有し、燃焼休止時に所定の端緒信号を受けて誘導発熱部の制御温度を待機温度から燃焼開始温度に変更して誘導発熱部を昇温し、前記送風手段のファンの回転数が所定値に達した時点、あるいは送風手段の起動後所定時間が経過した時点における誘導発熱部の温度又はその間における誘導発熱部の温度変化勾配の少なくともいずれかを加味して次回の待機温度を補正することを特徴とする燃焼装置である。
【0017】
上記したように、誘導発熱部は、急速に気化部を昇温することができるが、送風手段により外部から導入される空気の影響を受けると、気化部を所定の温度まで加熱するのに要する時間や、気化部の昇温速度が微妙に変動する。本発明の燃焼装置では、送風手段が所定の条件を満たした際における誘導発熱部の温度や、その間における誘導発熱部の温度変化勾配に応じて待機温度が補正される。そのため、本発明によれば、送風手段の動作に伴う外乱の影響を受けても燃焼動作の開始に影響のない程度の温度となるように待機温度を最適化できる。
【0018】
また、請求項1乃至5のいずれかに記載の燃焼装置は、燃焼休止時に所定の端緒信号を受けて誘導発熱部の制御温度を待機温度から燃焼開始温度に変更して誘導発熱部を昇温し、端緒信号から一定時間経過後の誘導発熱部の温度又は一定時間内における誘導発熱部の温度変化勾配のいずれかを加味して待機温度を補正するものであってもよい。(請求項6)
【0019】
かかる構成によれば、外気温や雰囲気温度等の外乱の影響を受ける場合であってもスムーズに燃焼動作を開始可能な程度に待機温度を下げることができる。そのため、本発明によれば、ランニングコストが低く、燃焼動作の安定性の高い燃焼装置を提供できる。
【0020】
請求項7に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、前記気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置であって、気化部の温度が一定以上であり、さらにその他の点火条件が揃うことによって点火動作が行われる燃焼装置において、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、燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、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、誘導発熱部の温度を制御する誘導発熱部温度制御手段を備え、誘導発熱部温度制御手段は、燃焼休止時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が所定の待機温度となるように誘導発熱部を温度制御し、燃焼開始時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が前記待機温度よりも高い燃焼開始温度となるように誘導発熱部を温度制御するものであり、燃焼休止時に所定の端緒信号を受けて誘導発熱部の制御温度を待機温度から燃焼開始温度に変更して誘導発熱部を昇温し、燃焼開始するものであり、前記その他の点火条件が揃い燃焼を開始する時点において誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が、燃焼開始温度以上である場合に、次回の待機温度をさらに低温に補正し、前記その他の点火条件が揃い燃焼を開始する時点において誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が、燃焼開始温度よりも低い場合に、次回の待機温度をさらに高温に補正する待機温度補正機能を有することを特徴とする燃焼装置である。
【0021】
本発明の燃焼装置が備えている誘導発熱部は、電磁誘導を利用したものであり、通電に伴って急速に気化部を昇温させることができる。そのため、燃焼休止時における待機温度を相当低い温度に設定しておくことが可能であり、これにより燃焼休止中における消費電力を最小限に抑制できる。しかし、待機温度をあまりに低く設定しすぎた場合や、外気温等の外乱の影響を受ける場合には、気化部を所定温度まで昇温するために要する時間が長くなり、これが原因となって燃焼動作の開始が遅れてしまうおそれがある。
【0022】
本発明の燃焼装置では、誘導発熱部温度制御手段が、気化部の温度以外の点火条件が揃った際における誘導発熱部の昇温状況に応じて待機温度を補正する待機温度補正機能を有している。かかる構成によれば、前記その他の点火条件が揃う頃に気化部の温度が点火条件に適応した温度となるように待機温度を補正し、燃焼動作をスムーズに開始可能な燃焼装置を提供できる。
【0023】
請求項8に記載の発明は、燃焼に供される空気を供給する送風手段と、液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、前記気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置であって、所定の端緒信号を受けて送風手段と気化部を所定状態に立ち上げ、燃焼を開始させる燃焼装置において、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、燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部と、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、誘導発熱部の温度を制御する誘導発熱部温度制御手段を備え、誘導発熱部温度制御手段は、燃焼休止時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が所定の待機温度となるように誘導発熱部を温度制御し、燃焼開始時には誘導発熱部温度検知手段によって検知される検知温度が前記待機温度よりも高い燃焼開始温度となるように誘導発熱部を温度制御するものであり、燃焼休止時に所定の端緒信号を受けて誘導発熱部の制御温度を待機温度から燃焼開始温度に変更して誘導発熱部を昇温し、燃焼開始するものであり、前記端緒信号の入力時に誘導発熱部温度検知手段の検知温度が所定値以上である場合は送風手段および気化部の立ち上げを実質的に同時に行い、前記端緒信号の入力時に誘導発熱部温度検知手段の検知温度が所定値未満である場合は送風手段の立ち上げ開始に先立って気化部の立ち上げを開始する気化部早期立ち上げモードを有することを特徴とする燃焼装置である。
【0024】
本発明の燃焼装置では、電磁誘導を利用した誘導発熱部が気化部の加熱に利用されているが、気化部を加熱するのに要する時間は、誘導発熱部の温度次第で変動するものと想定される。即ち、誘導発熱部がある程度高温である場合は、比較的スムーズに所定温度まで昇温するものと想定されるが、誘導発熱部が低温である場合、気化部を所定温度まで昇温するのに要する時間は、誘導発熱部が高温である場合よりも長くなる可能性がある。また、気化部の温度が低い状態で送風手段を起動すると、これにより導入された外気等の影響で気化部の昇温に時間がかかってしまい、燃焼動作の開始がさらに遅れてしまうおそれがある。
【0025】
しかし、本発明の燃焼装置は、上記した気化部早期立ち上げモードを有している。即ち、本発明の燃焼装置は、端緒信号の入力時に誘導発熱部温度検知手段の検知温度が低温である場合に、送風手段の立ち上げ開始に先立って気化部の立ち上げを開始する。従って、上記した構成によれば、端緒信号の入力時に気化部やこの近傍の雰囲気温度が低温であっても、気化部は外気等の影響を受けず迅速に昇温し、スムーズに燃焼動作を開始可能な燃焼装置を提供できる。
【0026】
また、請求項9に記載の発明は、燃焼に供される空気を供給する送風手段と、液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、前記気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置であって、所定の端緒信号を受けて送風手段と気化部を所定状態に立ち上げ、燃焼を開始させる燃焼装置において、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を有し、さらに誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段を有し、前記端緒信号の入力時に誘導発熱部温度検知手段の検知温度が所定値以上である場合は送風手段および気化部の立ち上げを実質的に同時に行い、前記端緒信号の入力時に誘導発熱部温度検知手段の検知温度が所定値未満である場合は送風手段の立ち上げ開始に先立って気化部の立ち上げを開始する気化部早期立ち上げモードを有するものであり、気化部の温度が一定以上であり、さらに気化部の温度以外の一又はそれ以上の点火条件が揃うことよって点火動作が行われるものであり、誘導発熱部温度検知手段は、燃焼休止時には誘導発熱部を所定の待機温度に温度制御し、気化部の温度以外の点火条件のうち、特定の一又はそれ以上の条件が揃った際における誘導発熱部の温度又はその間における誘導発熱部の温度変化勾配の少なくともいずれかを加味して次回の待機温度を補正することを特徴とする燃焼装置である。
【0027】
かかる構成によれば、気化部の温度以外の点火条件が揃う頃に気化部の温度が点火条件に到達可能な程度まで待機温度を低温に設定できる。従って、本発明によれば、点火動作をスムーズに行え、さらに燃焼休止中における電力消費量を最小限に抑制可能な燃焼装置を提供できる。
【0028】
上記したように、本発明の燃焼装置は、気化部の温度以外の点火条件のうち、特定の一又はそれ以上の条件が揃った際における誘導発熱部の温度又はその間における誘導発熱部の温度変化勾配の少なくともいずれかを加味して待機温度を補正するものである。即ち、本発明の燃焼装置は、例えば送風手段の回転数の様な気化部以外の点火条件が揃うまでの気化部の温度変化、あるいは、気化部以外の点火条件が揃った時点での気化部の温度に応じて待機温度を補正するものである。そのため、待機温度の補正精度を向上させるためには、送風手段等の動作開始時における気化部の温度条件を略同一にすることが望ましい。
【0029】
本発明の燃焼装置において、気化部の温度が点火条件に達するまでに要する時間は、気化部の起動時における温度や気化部近傍の雰囲気温度等の初期条件によって変動する。そのため、気化部の起動と、送風手段等の他の条件の根拠となる部位の起動とを同時に行うと、前記初期条件次第で、気化部および送風手段の回転数等が点火条件に到達するタイミングが前後してしまう。即ち、気化部および送風手段等の起動を同時に行うと、気化部の初期条件次第で気化部以外の条件が点火条件に達したときの気化部の温度が変動してしまい、気化部の待機温度の調整精度に影響を与えかねない。
【0030】
しかし、本発明の燃焼装置は、上記したように気化部早期立ち上げモードを有し、端緒信号の入力時に誘導発熱部温度検知手段の検知温度が所定値未満である場合に送風手段の立ち上げ開始に先立って気化部を立ち上げる構成となっている。そのため、上記した構成によれば、気化部の初期条件にかかわらず他の点火条件が揃った際における気化部の温度のバラツキを最小限に抑制できる。従って、本発明によれば、待機温度を精度良く調整可能な燃焼装置を提供できる。
【0031】
また、請求項10に記載の発明は、気化部早期立ち上げモードは、運転開始から前記端緒信号が初めて入力された場合に実行されることを特徴とする請求項8又は9に記載の燃焼装置である。
【0032】
かかる構成によっても、送風手段の動作に伴う外乱の影響を受けても燃焼動作の開始に影響を受けない程度の低温に待機温度を調整可能な燃焼装置を提供できる。
【0033】
また、請求項1乃至10のいずれかに記載の燃焼装置は、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部を有し、自己発熱部によっても液体燃料が加熱されるものであってもよい。
【0034】
上記した構成の燃焼装置は、燃焼部において発生する熱により自己発熱部を有するため、自己発熱部が高温である場合は誘導発熱部への通電を停止したり、通電量を最小限に抑制することができる。従って、上記した構成によれば、誘導発熱部における消費電力が少なく、ランニングコストの低い燃焼装置を提供できる。
【0035】
上記の燃焼装置において、待機温度は、液体燃料の沸点領域未満であってもよい。
【0036】
かかる構成によれば、燃焼休止中における電力消費量およびランニングコストを最小限に抑制できる。
【0037】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的実施形態について説明する。なお以下の説明において上下の関係は、燃焼装置を給湯器等に設置した状態を基準とする。
図1は、本発明の実施形態の燃焼装置の断面図である。図2は、本発明の実施形態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。
【0038】
図1において、1は、本発明の実施形態の燃焼装置を示す。本実施形態の燃焼装置1は、図11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、空気量調整部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、後記する様に誘導熱源部10と自己発熱部11を持つ。そして誘導熱源部10は、前記した空気量調整部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。
【0039】
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。
【0040】
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。そして後記する様に、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。
【0041】
空気量調整部6は、図2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。空気量調整部6は、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。
【0042】
燃焼部7は、図1,2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によって作られている。そしてこれらの構成部品が燃焼用ハウジング14(図1)内に収納されたものである。
【0043】
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、それぞれ中央部に大きな開口46,52,58が設けられている。分流部材41は、平板状の部材であり、開口46の周囲に多数の開口47,48,50が設けられたものである。
【0044】
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。即ち、炎孔ベース43は、図1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。炎孔ベース43には、図1に示すように温度センサー59(炎孔ベース温度検知手段)が取付けられている。
【0045】
炎孔部材45は、図2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。
【0046】
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用ハウジング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。
【0047】
次に気化部8について説明する。図3は、本実施形態の燃焼装置の気化器周辺の分解斜視図である。図4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5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6は、気化部の誘導熱源部の一部断面斜視図である。図7は、気化部の誘導熱源部の変形例を示す一部断面斜視図である。図8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。
【0048】
本実施形態の燃焼装置1で採用する気化部8は、二種類の熱源を持つ。即ち本実施形態で採用する気化部8は、図1,2,3の様に誘導熱源部10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10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。
【0049】
即ち気化部8は、図3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 予備発熱部)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10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。
【0050】
順次説明すると、燃料通過筒75は、誘導発熱部及び予備発熱部として機能するものであり、電気伝導性があり、か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磁性体のステンレス鋼材で作られている。
燃料通過筒(誘導発熱部 予備発熱部)75は、両端が開口するものではあるが、図3,4,5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。即ち燃料通過筒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5a)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。
【0051】
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5の様に燃料通過筒75の軸線X−X(図5)に対して傾斜方向に開口している。
即ち燃料通過筒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。即ち燃料通過筒75の内面は、予備発熱周壁64として機能するものであり、本実施形態では、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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
コイル部材77は、図6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6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
【0055】
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界を加熱すべき燃料通過筒75に集中させるために、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。
【0056】
誘導熱源部10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6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6では、作図の関係上、ドーナツ状断熱材73を略している)。
【0057】
また誘導熱源部10には、発熱部材たる燃料通過筒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。
本実施形態では、図6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。
【0058】
即ち本実施形態では、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。
【0059】
本実施形態では、温度センサー100を燃料通過筒75のフランジ部83に当接させているが、温度センサー100の取付け位置は任意であり、例えば図7の様に燃料通過筒75の胴部分(側面部分)に温度検知部101を押し当てる構造としてもよい。
図7に示す誘導熱源部105では、ボビン90の筒体部92であってその端部近傍に貫通孔106を設け、さらにフランジ部93の平面部分に溝107を設けている。言い換えると、一方のフランジ部93の内側面に周端部から中心に向かう溝107を設け、当該溝107の延長線上に当たる筒体部92に貫通孔106が設けられている。そして温度センサー100の温度検知部101をボビン90のフランジ部93の内側に配し、さらに温度センサー100の一部をボビン90の貫通孔106及び溝107で保持する。
本実施形態においても、温度検知部101とボビン90の筒体部92の間にクッション材103が設けられ、温度検知部101を燃料通過筒75の胴体部に押圧している。
【0060】
自己発熱部11は、図1,2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。即ち自己発熱部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。
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1,2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。従って後記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及び奥面部67が加熱され、昇温する。
【0061】
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1)。
【0062】
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(本実施形態では灯油を使用)を微粒子状にし、燃料通過筒(誘導発熱部 予備発熱部)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。
【0063】
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。
【0064】
図3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3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。即ち外フランジ部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10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。
【0065】
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。
【0066】
気化部8は、前記した様に誘導熱源部10と自己発熱部11を持つ。そして誘導熱源部10は、前記した空気量調整部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。即ち第一空気導入筒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10が配されており、空気導入筒71の中心軸と、誘導熱源部10の中心軸は一致する。
【0067】
空気導入筒71と誘導熱源部10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。また誘導熱源部10を構成する燃料通過筒(誘導発熱部 予備発熱部)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は誘導熱源部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は誘導熱源部10を構成する燃料通過筒(予備発熱部)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。
【0068】
また誘導熱源部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2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は誘導熱源部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。
【0069】
また誘導熱源部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。即ち開口88は、第二回転部材25の中心近傍の上部にある。
【0070】
次に、本実施形態の燃焼装置1の各部の組み立て構造について説明する。
本実施形態の燃焼装置1は、送風機3、駆動機械部5、空気量調整部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。即ち本実施形態では、送風機3の回転中心と空気量調整部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整部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。
【0071】
そして駆動機械部5の上部に空気量調整部6がネジ止めされている。
また空気量調整部6の下部には、気化部8が位置する。
即ち空気量調整部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。
【0072】
空気導入筒71の中心軸は、空気量調整部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。従って空気量調整部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熱源部10があり、誘導熱源部10は、中心に燃料通過筒75があって上下に連通するため、空気量調整部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を流れる空気と、誘導熱源部10の周辺部を流れる空気に分流される。
【0073】
即ち空気導入筒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の内面と誘導熱源部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。
【0074】
また駆動機械部5のモータ18の回転軸21は、空気量調整部6の中央の軸挿通孔28,35を連通して空気導入筒71及び誘導熱源部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、誘導熱源部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。
即ち駆動機械部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は誘導熱源部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。
【0075】
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、本実施形態では、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。
【0076】
本実施形態の燃焼装置1は、炎孔を下に向けて使用される。以下、燃焼装置1の取付方向について説明する。
図11は、図1の燃焼装置を採用した給湯器の配管系統図である。
本実施形態の燃焼装置1は、図11の様な給湯装置2に使用される。
そして燃焼装置1は、熱交換器135が内蔵された缶体136の上部に設置され、下部の熱交換器135に向かって火炎を発生させる。
【0077】
給湯装置2は、図11に示すように、熱源として燃焼装置1を備え、従来公知の給湯装置と同様の構成を有している。即ち、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によって構成されている。また流水回路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に接続されており、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。
【0078】
流入側流路143の中途には、水量センサー150(最小作動水量検知手段)と入水サーミスタ151(入水温度検知手段)とが設けられている。水量センサー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、当該水量センサー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、入水サーミスタ151は、外部から供給される湯水の水温を検知するものである。
【0079】
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、缶体サーミスタ153と、攪拌部154と、水量調整弁155(出湯量制限手段)と、出湯サーミスタ156(出湯温度検知手段)とが設けられている。水量調整弁155は、流出側流路145の流路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、湯温検知サーミスタ153は、熱交換器135において加熱された高温の湯水の温度を検知するものである。
【0080】
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、出湯サーミスタ156が設けられている。出湯サーミスタ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。
【0081】
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の流出側流路145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、バイパス水量調整弁159が設けられている。バイパス水量調整弁159は、攪拌部154に流れ込む水量を調整するものである。
また、燃焼装置1の給気口近傍に外気温度(給気温度)を測定する空気温度センサー161が設けられている。さらに給湯装置2には凍結防止センサー162が設けられている。
【0082】
次に本実施形態の燃焼装置1の機能について説明する。
本実施形態の燃焼装置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1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整部6を経て気化部8及び燃焼部7に流れるが、本実施形態では空気量調整部6によって流量調整される。即ち、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。
【0083】
空気量調整部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。即ち空気量調整部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。
【0084】
また送風の残部は、図8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。
【0085】
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、誘導熱源部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。
また誘導熱源部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熱源部10の燃料通過筒75を発熱させる。
【0086】
即ちコイル線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。
【0087】
なお本実施形態では、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。
即ち本実施形態の様に燃焼装置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。そこで本実施形態では、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。
即ち本実施形態では、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。
【0088】
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。
さらに本実施形態では、後記する様に誘導熱源部10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。
【0089】
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。なお本実施形態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。
【0090】
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。
【0091】
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に接触した灯油はほぼ100%気化され、気化されずに灯油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。
【0092】
ここで本実施形態では、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。
また本実施形態では、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。即ち本実施形態では、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。そのため本実施形態の燃焼装置は、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。
【0093】
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の内面と誘導熱源部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。
また本実施形態では、自己発熱部11内にも回転部材が設けられている。即ち本実施形態では、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。
【0094】
特に本実施形態では、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1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。即ち混合ガスは、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。
【0095】
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。
【0096】
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、本実施形態の燃焼装置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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
ここで本実施形態の燃焼装置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。
【0100】
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、
誘導熱源部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。
【0101】
即ち誘導加熱を停止すると、燃料通過筒75の温度が低下し、誘導熱源部10での気化はほとんど行われなくなり、実質的に自己発熱部11のみで燃料は気化される。
誘導熱源部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。ここで本実施形態では、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。さらに本実施形態では、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。そして本実施形態では、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。
【0102】
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。
【0103】
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の奥面部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。
【0104】
以下、さらに本実施形態の燃焼装置に特有の動作について詳細に説明する。
図9は、図1の燃焼装置の動作を示すフローチャート図である。図10は、図1の燃焼装置が備える気化器の温度変化を示す模式図である。
【0105】
上記した燃焼装置1は、制御装置(図示せず)によって駆動制御され、燃焼指令に対して所定の動作を順次行っている。即ち、燃焼装置1は、大別して燃焼装置1を起動する起動段階S1と、燃焼要求を待つ待機段階S2と、燃焼要求に対して燃料の点火準備を行う点火準備段階S3と、燃焼要求に応じて燃焼動作を行う燃焼段階S4と、燃焼動作の終了後に掃気を行うポストパージ段階S5の5段階から構成される運転モードで動作する。
【0106】
さらに詳細に説明すると、起動段階S1は、燃焼装置1の運転スイッチ(図示せず)がオン状態になった直後の状態であり、制御装置は、起動段階S1において誘導熱源部10のコイル線91に通電して気化部8を予熱しておく。また、待機段階S2は、起動段階S1において気化部8の予熱が完了した後の状態であり、燃焼装置1に対する燃焼要求を待っている状態である。点火準備段階S3は、燃焼装置1に対する燃焼要求が出された時に、燃焼動作に先だって行われる動作段階である。さらに具体的には、燃焼装置1は、点火準備段階S3において、従来公知の燃焼装置と同様に、主としてプリパージ動作を行う。燃焼段階S4は、気化部8において気化された燃料を燃焼する動作段階である。ポストパージ段階S5は、燃焼段階S4の完了後に行われる動作段階であり、従来公知の燃焼装置において行われているのと同様の掃気動作を行うものである。
【0107】
本実施形態の燃焼装置1は、制御装置により、上記した運転モードの各段階に応じて気化部8の誘導熱源部10および自己発熱部11からなる2つの発熱部が温度制御されている点に特徴を有する。以下に、本発明の燃焼装置1の特徴部分である誘導熱源部10および自己発熱部11の温度制御について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0108】
図9は、制御装置による誘導熱源部10および自己発熱部11の温度制御方法を示すフローチャート図である。図9に示すように、誘導熱源部10および自己発熱部11の温度制御は、燃焼装置1の運転モードに対応しており、大別して5段階から構成されている。さらに具体的には、図9のステップ1〜5が燃焼装置1の起動段階S1に相当し、ステップ6〜7が待機段階S2に相当する。また、ステップ6,8〜16が点火準備段階S3に相当する。図9のステップ17〜21は燃焼段階S4に相当し、ステップ22〜25はポストパージ段階S5に相当する。以下、各段階における誘導熱源部10および自己発熱部11の温度制御について順を追って説明する。
【0109】
燃焼装置1の運転モードが起動段階S1である場合、制御装置は、図10に示すように誘導熱源部10のコイル線91に通電することにより、気化部8を一旦液体燃料が容易に気化可能な温度(気化可能温度B)を越える温度(初期加熱温度A)、即ち液体燃料の沸点領域以上の温度に昇温させて予熱しておき、燃焼動作に備える。さらに詳細には、本実施形態の燃焼装置1では、液体燃料として灯油が採用されているため、気化可能温度Bは245℃に設定されており、初期加熱温度Aは300℃に設定されている。制御装置は、誘導熱源部10への通電後、誘導熱源部10に設置された温度センサー100の検知温度TH1が300℃に達すると誘導熱源部10のコイル線91への通電を停止する。
【0110】
さらに具体的に説明すると、図9に示すように制御装置は、ステップ1において運転スイッチがオンになっているかを確認する。ここで運転スイッチがオンになっていることが確認されると、制御装置は、ステップ2において誘導熱源部10の発熱目標温度を初期加熱温度Aに設定すると共に、ステップ3において誘導熱源部10への通電を開始し、誘導熱源部10を発熱させる。
【0111】
誘導熱源部10への通電が開始されると、誘導熱源部10の温度は、図10に示すように急激に上昇する。さらに具体的には、燃焼装置1では運転スイッチがオンになって誘導熱源部10への通電が開始されてから約8秒後に気化可能温度Bを越える。制御装置は、誘導熱源部10への通電が開始されると、ステップ4において誘導熱源部10の温度を監視する。ここで、誘導熱源部10の温度が初期加熱温度Aに達すると、気化部8およびその周辺の雰囲気温度が十分高温であり、燃料パイプ116を介して気化部8に供給された燃料をスムーズに気化できる。そのため、ステップ4において温度センサー100の検知温度TH1が初期加熱温度A以上になったことが確認されると、制御装置は、ステップ5において誘導熱源部10への通電を一時停止し、気化部8の予熱を完了する。
【0112】
ステップ5において気化部8の予熱が完了すると、制御装置は、ステップ6において燃焼要求がオン状態であるかを確認する。さらに具体的には、制御装置は、ステップ6において流入側流路143に設けられた水量センサー150によって検知される入水量Qが所定の最低作動水量(Minimum Operation Quantity:以下、最小作動水量と称す)に達しているかを確認する。ここで、入水量Qが最小作動水量(MOQ)に達していない場合、燃焼装置1に対する燃料要求はオフ状態であり、運転モードは待機段階S2にある。そのため、入水量QがMOQ未満である場合、制御装置は、制御フローをステップ7に進め、気化部8の温度調整を行う。
【0113】
制御フローがステップ7に進行すると、制御装置は、誘導熱源部10の目標温度を液体燃料の沸点領域以下の温度(待機温度F)に設定し、誘導発熱部10への通電をオン・オフ制御しながら燃焼装置1に対して燃焼要求が出されるのを待つ。本実施形態の燃焼装置1において、待機温度Fは、液体燃料がスムーズに気化可能な温度領域、即ち液体燃料の沸点領域よりも低温に設定されている。さらに具体的には、本実施形態では、待機温度Fの初期値は100℃に設定されており、以下に示す制御フローにより変動する。
【0114】
さらに詳細に説明すると、上記したステップ1〜5に示した予熱動作により初期加熱温度Aまで加熱された気化部8の温度は、ステップ5において誘導熱源部10への通電が停止されると、図10に示すように徐々に低下し、やがて温度センサー100の検知温度TH1が待機温度Fよりも低温の待機下限温度Hを僅かに下回る。この時、制御装置は、気化部8の温度を待機温度Fに維持すべく誘導熱源部10のオン・オフ制御を開始する。即ち、制御装置は、内部に設けられたインバータ回路を用いて誘導熱源部10をオン・オフさせ、温度センサー100の検知温度TH1が待機温度Fを中心とする温度範囲内に納まるように誘導熱源部10における発熱量を調整する。さらに具体的には、制御装置は、検知温度TH1が待機温度Fよりも僅かに高温の待機上限温度Gと、待機温度Fよりも僅かに低温の待機加減温度Hとの間となるように誘導熱源部10のオン・オフを繰り返し、燃焼要求がオン状態になるのを待つ。なお、制御装置は、誘導熱源部10への通電をオン・オフ制御する代わりに、検知温度TH1が所定の温度範囲内に納まるように誘導熱源部10の誘導発熱量を比例制御するものであってもよい。また、制御装置は、目標温度たる待機温度Fと実際の検知温度TH1との偏差に基づいて誘導発熱量を調整するものであってもよい。
【0115】
燃焼装置1の動作段階が起動段階S1あるいは待機段階S2である時に給湯栓152が開栓され、水量センサー150が検知する水量がMOQを越えると、燃焼装置1の動作段階は点火準備段階S3へと進行する。即ち、図9のステップ6において燃焼装置1に対する燃焼指令が出されると、制御装置は、制御フローをステップ8に進め、誘導熱源部10の設定温度を運転温度Cに設定し、誘導熱源部10への通電のオン・オフ制御を開始する。ここで、運転温度Cは、気化部8に供給された液体燃料がスムーズに気化可能な温度である気化可能温度Bよりやや高温に設定されている。さらに具体的には、気化可能温度Bは、250℃に設定されている。
【0116】
ステップ8において誘導熱源部10の設定温度が運転温度Cに設定されると、制御装置は、ステップ9において燃焼履歴フラグがオン状態になっているかを確認する。ここで、燃焼履歴フラグがオフ状態である場合、即ち直前のステップ8において確認された燃焼指令が運転スイッチがオン状態になってから初めての燃焼指令である場合、制御装置は、ステップ10において温度センサー100の検知温度TH1が150℃以上に達しているかを確認する。ここで、検知温度TH1が150℃以上である場合、制御フローはステップ11に進行する。
【0117】
即ち、運転スイッチがオン状態になってから燃焼履歴がある場合、気化部8は、先の燃焼動作である程度予熱されており、誘導熱源部10への通電に伴って比較的スムーズに運転温度Cまで昇温するものと想定される。しかし、運転スイッチがオン状態になってからの燃焼履歴がない場合、燃焼装置1内の雰囲気温度が低く、気化部8が運転温度Cに到達するために要する時間は、燃焼履歴がある場合よりも長くなる可能性がある。また、気化部8の温度が低い状態で送風機3を起動すると、導入された外気の影響で気化部8の昇温に時間がかかり、燃焼動作の開始が遅れてしまうおそれがある。
【0118】
さらに、本実施形態の燃焼装置1は、後述するように点火条件の一つである送風量、即ちファン13の回転数が点火に必要な回転数に達した時点における気化部8の温度TH1に応じて待機温度Fを調整する待機温度調整動作を行うものである。即ち、燃焼装置1は、送風機3の起動を開始条件とし、送風機3のファン13の回転数が所定値に到達することを終了条件として待機温度調整動作を行うものである。そのため、待機温度Fを適切に補正するためには、待機温度調整動作の開始条件である送風機3の起動時における気化部8の温度、即ち気化部8の初期温度条件が近似していることが望ましい。そこで、本実施形態では、ステップ9において運転スイッチがオン状態になってからの燃焼履歴を確認することで気化部8の初期温度条件を確認し、燃焼履歴がない場合はステップ10において温度センサー100の検知温度TH1が150℃に達するのを待つ構成としている。
【0119】
図9に示すフローチャート図に戻って説明すると、上記したステップ9において燃焼履歴フラグがオン状態である場合、あるいは、ステップ9において燃焼履歴フラグがオフ状態であってもステップ10において検知温度TH1が150℃以上に達していることが確認された場合、制御装置は、ステップ11において送風機3を起動し、プリパージ動作を開始する。
【0120】
送風機3の起動後、ステップ12において送風機3のファン13の回転数が所定値に達していることが確認されると、制御装置はステップ13において直ちに気化部8の温度、即ち温度センサー100の検知温度TH1が運転温度Cに達しているかを確認する。即ち、制御装置は、気化部8の温度以外の点火条件である送風量が点火に必要な量に達した時点で、気化部8の温度が燃焼動作に必要な温度に達しているかを確認する。ここで温度センサー100の検知温度TH1が運転温度C以上になっている場合、気化部8の温度以外の点火条件であるファン13の回転数が所定値に達するまでに、気化部8が上記したステップ7において設定された待機温度Fから運転温度Cまで昇温している。即ち、ステップ13において検知温度TH1が運転温度C以上である場合、誘導熱源部10の加熱能力に余力があり、燃焼動作は、ファン13の回転数が所定値に達するのを待って開始される。そのため、次回の待機温度Fは、上記したステップ7において設定された温度よりさらに低温であっても気化部8の温度以外の点火条件が揃うまでに気化部8を運転温度Cまで昇温できる可能性が高い。換言すれば、次回の待機温度Fをさらに低温にすることにより、気化部8の温度やファン13の回転数等の点火条件の揃うタイミングが合致する可能性が高く、さらに気化部8の加熱に要する電力を最小限に抑制できる。そのため、制御装置は、次回の待機温度Fをステップ7において設定された温度から1℃下げた上でステップ17の点火動作に移行する。
【0121】
一方、ステップ13において温度センサー110の検知温度TH1が運転温度C未満である場合とは、図10に一点鎖線で示すように点火条件の一つであるファン13の回転数が所定値に達しているにもかかわらず、気化部8が運転温度Cに到達していない場合である。即ち、ステップ13において検知温度TH1が運転温度C未満である場合、上記ステップ7において設定された待機温度Fが低く、燃焼指令がオン状態になった直後に誘導熱源部10への通電を開始しても、気化部8が運転温度Cに達するタイミングが、他の点火条件が揃うタイミングから遅れてしまう。そのため、次回の待機段階S2における待機温度Fは、上記したステップ7において設定された待機温度Fよりも高温に設定しておかないと、再度気化部8が運転温度Cに達するタイミングが遅れ、燃焼動作をスムーズに開始できない可能性が高い。そのため、制御装置は、ステップ15において待機温度Fを上記ステップ7で設定された温度から5℃上げると共に、ステップ16で温度センサー100の検知温度TH1が運転温度Cに達するのを待つ。
【0122】
上記したステップ13〜16の動作を経て待機温度Fの更新および温度センサー100の検知温度TH1が運転温度Cに達すると、燃焼装置1はステップ17において点火動作を行う。その後、図示しないフレームロッドにより火炎が検知されると、制御装置は、ステップ18において燃焼履歴フラグがオン状態であるかを確認する。ここで、燃焼履歴フラグがオン状態である場合は制御フローが直接ステップ20に進み、燃焼履歴フラグがオフ状態である場合はステップ19において燃焼履歴フラグをオン状態にした上で制御フローがステップ20に進む。
【0123】
制御装置は、ステップ20において気化部8の最低目標温度を運転温度Cに設定し、誘導熱源部10をオン・オフ制御し、気化部8が運転温度Cよりも低温にならないように温度調整される。さらに具体的に説明すると、気化部8は、燃焼動作に伴い発生する火炎により気化部8の一部である自己発熱部11が炙られて高温になるため、図10に示すように、燃焼動作中の大部分は誘導熱源部10への通電はオフ状態となっている。しかし、燃焼量の低下や低温の外気が導入されるなどの何らかの理由で温度センサー100の検知温度TH1が運転温度Cよりも低温になった場合や、低温になると想定される場合は、誘導熱源部10への通電をオン・オフ制御し、気化部8が運転温度Cよりも低温にならないように調整される。
【0124】
制御装置は、誘導熱源部10への通電をオン・オフ制御しつつ、ステップ21において燃焼装置1に対する燃焼指令がオン状態を維持しているかを確認する。ここで、燃焼装置1に対する燃焼指令が停止すると、燃焼装置1の動作段階は燃焼段階S4からポストパージ段階S5へと進行する。制御装置は、ステップ22においてポストパージ動作が開始された後も、ポストパージ動作中に燃焼指令がオン状態になったときに直ちに燃焼動作に以降可能なように、気化部8の目標温度を運転温度Cに維持する。
【0125】
制御装置は、ステップ23において燃焼装置1に対する燃焼指令を確認する。そして、ポストパージ動作中に燃焼指令がオン状態になった場合、制御装置は、制御フローをステップ8に戻し、点火準備を行う。一方、ポストパージ動作中に燃焼指令がオン状態にならず、ステップ24においてポストパージ動作が完了したことを確認すると、誘導熱源部10への通電を停止して一連の制御フローを完了すると共に、制御フローをステップ6に戻す。
【0126】
本実施形態の燃焼装置1は、燃焼段階S4に移行する直前の点火準備段階S3においてプリパージ動作が完了した時点における気化部8の温度に応じて待機温度Fを構成する待機温度補正機能を有している。さらに詳細には、燃焼装置1は、ファン13の回転数が所定値に達するという点火条件と、気化部8の温度が運転温度Cに達するという点火条件とを有し、これらの点火条件のうちどちらが先に達成されるかで待機温度Fを上下させる構成となっている。即ち、制御装置は、ファン13の回転数に関する点火条件が気化部8の温度に関する点火条件よりも先に達成される場合は、気化部8の待機温度Fが低いものと判断して待機温度Fを上昇させる。また逆に、制御装置は、気化部8の温度に関する点火条件がファン13の回転数に関する点火条件よりも先に達成される場合は、気化部8の待機温度Fが高いものと判断し、待機温度Fを低下させる。そのため、上記した構成によれば、燃料の点火をスムーズに行える程度の温度まで待機温度Fを低下させることができ、燃焼休止中における電力消費量を最小限に抑制できる。
【0127】
上記実施形態では、検知温度TH1が所定の温度範囲内になるように誘導熱源部10のオン・オフ制御する例を例示したが、燃焼装置1は、オン・オフ制御を行う代わりに、例えば誘導熱源部10の誘導発熱量を比例制御するものや、目標温度と検出温度との偏差により誘導熱源部10の誘導発熱量を調整するものであってもよい。
【0128】
上記実施形態では、図9のステップ12に示すように、送風機3のファン13の回転数が所定値に達することを条件として気化部8の温度を検知するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばプリパージ動作の開始から所定時間が経過した時点における気化部8の温度に基づいて待機温度Fを上下させる構成とすることも可能である。また、燃焼装置1は、プリパージ動作の開始から所定時間が経過するまでの気化部8の温度変化勾配等に基づいて待機温度Fを補正する構成としてもよい。さらに、本実施形態の燃焼装置1は、従来公知の燃焼装置と同様に、点火遅れを防止するために図9のステップ17における点火動作においてプレイグニッション動作を行っているが、このプレイグニッション動作が完了することを条件として気化部8の温度を検知し、この検知温度TH1に基づいて待機温度Fを補正する構成としてもよい。かかる構成によっても、燃料の点火をスムーズに行える範囲内で待機温度Fを低下させ、燃焼休止中における電力消費量を最小限に抑制できる。
【0129】
本実施形態の燃焼装置1において、気化部8を所定温度(運転温度C)まで加熱するのに要する時間は、気化部8の温度、即ち誘導熱源部10の温度によって変動するものと想定される。また、気化部8の温度は、運転スイッチがオン状態になってからの燃焼履歴の有無によって変動するものと想定される。従って、気化部8を所定の温度まで昇温するために要する時間は、運転履歴の有無によって変動するものと想定される。
【0130】
一方、本実施形態の燃焼装置1では、点火動作に先立って送風機3のファン13が所定の回転数となった時点における気化部8の温度に応じて待機温度Fを補正するものである。そのため、待機温度Fを正確に補正するためには、送風機3の起動時における気化部8の温度は、燃焼履歴の有無によらず略一定であることが望ましい。かかる問題を解決すべく、上記実施形態では、燃焼履歴の有無を確認し、燃焼履歴がない場合は気化部8が150℃に達するのを待ってから送風機3を起動する構成とした。そのため、上記した燃焼装置1は、燃焼履歴の有無にかかわらず待機温度Fを適正値に補正できる。
【0131】
またさらに、燃焼装置1は、燃焼履歴がなく気化部8が低温であると想定される場合に送風機3の起動に先立って誘導熱源部10への通電をおこなうものである。即ち、気化部8が低温である場合は、気化部8がある程度高温になるのを待って外気が導入される。そのため、上記した構成によれば、誘導発熱部10が低温である場合であっても、外気等の影響を受けることなく気化部8をスムーズに昇温できる。
【0132】
上記したように、燃焼装置1は、燃焼履歴の有無まで考慮して待機温度Fを補正するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば燃焼履歴の有無にかかわらず気化部8が150℃に達するのを待ってから送風機3を起動する構成としてもよい。また、燃焼装置1は、燃焼履歴を確認せずにプリパージ動作を開始し、ファン13の回転数が所定値に達したときの温度センサー100の検知温度TH1に応じて待機温度Fを補正するものであってもよい。即ち、図9に示すフローチャート図に示すステップ9およびステップ10を削除したフローチャートに則って燃焼装置1の動作を制御してもよい。
【0133】
上記実施形態では、図9のフローチャート図に示すように、運転スイッチがオン状態になった後に直ちに誘導熱源部10に通電を行い、初期加熱温度Aになるまで加熱(予熱)してから燃焼指令の有無を確認し、気化部8の目標温度を設定するものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、例えば運転スイッチがオン状態になった時点から燃焼指令の有無の確認を開始し、気化部8が初期加熱温度Aに至る前に燃焼指令がオン状態になれば、温度センサー100の検知温度TH1が気化可能温度Bを越えることを条件として燃焼動作を開始してもよい。この時、燃焼動作の開始と共に気化部8の目標温度を気化可能温度Bや運転温度Cに変更してもよいが、燃焼指令のオン・オフにかかわらず一旦気化部8が初期加熱温度Aになるまで誘導熱源部10に通電を行い気化部8の加熱を行うことが望ましい。かかる構成によれば、例えば初期加熱温度Aに至る前に開始された燃焼動作が短時間で、燃焼により発生する熱で気化部8を十分加熱(予熱)できない場合であっても、気化部8を確実に予熱し、次回の燃焼動作に備えることができる。
【0134】
また、燃焼装置1は、急速に気化部8を加熱可能な誘導熱源部10を備えたものであるため、図10に二点破線で示すように、起動段階S1における目標温度を待機温度Fにしてもよい。かかる構成によれば、起動段階S1における消費電力を最小限に抑制できる。
【0135】
【発明の効果】
請求項1〜3に記載の発明によれば、燃焼動作の開始に影響のない程度に待機温度を低下させることができ、燃焼休止中における電力消費量を最小限に抑制できる。
【0136】
請求項4に記載の発明によれば、燃焼休止中における電力消費量が少なく、点火動作への移行をスムーズに行える燃焼装置を提供できる。
【0137】
請求項5に記載の発明によれば、送風手段の動作に伴う外乱の影響を受けても燃焼動作の開始に影響のない程度の温度に待機温度を補正できる。
【0138】
請求項6に記載の発明によれば、送風手段の動作に伴う外乱の影響を受けても燃焼動作の開始に影響のない程度の温度となるように待機温度を最適化可能な燃焼装置を提供できる。
【0139】
請求項7に記載の発明によれば、前記その他の点火条件が揃う頃に気化部の温度が点火条件に適応した温度となるように待機温度を補正し、燃焼動作をスムーズに開始可能な燃焼装置を提供できる。
【0140】
請求項8に記載の発明によれば、端緒信号の入力時に気化部やこの近傍の雰囲気温度が低温であっても、気化部は外気等の影響を受けず迅速に昇温し、スムーズに燃焼動作を開始可能な燃焼装置を提供できる。
【0141】
請求項9に記載の発明によれば、気化部の初期条件にかかわらず他の点火条件が揃った際における気化部の温度のバラツキを最小限に抑制可能であり、待機温度を精度良く調整可能な燃焼装置を提供できる。
【0142】
請求項10に記載の発明によれば、送風手段の動作に伴う外乱の影響を受けても燃焼動作の開始に影響を受けない程度の温度に待機温度を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の燃焼装置の断面図である。
【図2】 本発明の実施形態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。
【図3】 図1の燃焼装置の気化器周辺の分解斜視図である。
【図4】 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5】 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6】 気化部の誘導発熱部の一部断面斜視図である。
【図7】 気化部の誘導発熱部の変形例を示す一部断面斜視図である。
【図8】 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。
【図9】 図1の燃焼装置の動作を示すフローチャート図である。
【図10】 図1の燃焼装置が備える気化器の温度変化を示す模式図である。
【図11】 図1の燃焼装置を採用した給湯器の配管系統図である。
【符号の説明】
1 燃焼装置
2 給湯装置
3 送風機
8 気化部
10,105,110 誘導発熱部(予備発熱部)
11 自己発熱部
100 温度センサー
115 温度センサー(自己発熱体温度検知手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion apparatus, and more particularly to a combustion apparatus that vaporizes and burns liquid fuel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a combustion apparatus that vaporizes and burns liquid fuel, as disclosed in
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-124309 A
[0004]
The combustion apparatus disclosed in
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional vaporization type combustion apparatus, the electric heater used for heating the vaporizer takes a long time from the start of energization to raising the vaporizer to a predetermined temperature. Therefore, in the conventional combustion apparatus, the temperature of the carburetor is kept high enough to vaporize the liquid fuel by an electric heater even during a combustion pause when there is no combustion request in order to respond quickly and accurately to the combustion request. It is necessary to keep. Therefore, the combustion apparatus provided with the electric heater has a problem that a lot of electric power is consumed when the combustion is stopped and the running cost is high.
[0006]
In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a combustion apparatus with low power consumption and low running cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0008]
The combustion apparatus of the present invention is provided with an induction heating part that generates heat by electromagnetic induction heating means in the vaporization part, and heats the vaporization part to a boiling point region or more of the fuel used by heating the induction heating part by electromagnetic induction heating means, The liquid fuel is vaporized. Here, the induction heat generating part employed in the present invention performs induction heating using electromagnetic induction, and rapidly increases to a predetermined temperature when energization is started.
[0009]
Furthermore, since the induction heating part uses electromagnetic induction, a desired part can be locally heated and the heating efficiency is extremely high. In other words, according to the induction heating unit, the leakage of heat to the surroundings can be minimized, and a desired part can be heated intensively. Therefore, according to the above-described configuration, even when the standby temperature of the induction heating unit at the time of the combustion stop is set to a temperature that is significantly lower than the combustion start temperature, the vaporization unit can be heated quickly and with high efficiency. The required power consumption can be minimized.
[0010]
However, on the other hand, for example, the time required to raise the vaporization section to a predetermined temperature after receiving a predetermined start signal during combustion stop because the set temperature of the standby temperature is too low or the outside air temperature is low, etc. If the length is long, the combustion operation may not be started quickly.
[0011]
The combustion apparatus of the present invention has a standby temperature correction function that corrects the standby temperature according to the temperature rise state when the induction heating unit is heated by changing the control temperature of the induction heating unit from the standby temperature to the combustion start temperature. is doing. Therefore, according to the present invention, the standby temperature can be lowered to an extent that does not affect the start of the combustion operation, and the power consumption during the combustion pause can be minimized.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a vaporization unit that heats and vaporizes the liquid fuel, vaporizes the liquid fuel in the vaporization unit, supplies the vaporized fuel to the combustion unit, and combusts the vaporization unit. An induction heating section that generates heat by the heating means, a self-heating section that raises the temperature by receiving heat from the combustion section, an induction heating section temperature detection section that detects the temperature of the induction heating section, and an induction that controls the temperature of the induction heating section The heat generating section includes temperature control means, the induction heat generating section has a fuel passage cylinder and a coil member provided on the outer periphery of the fuel passage cylinder, the coil member has a bobbin and a coil wire, and the coil The outer periphery of the wire is provided with a ferrite guide for concentrating the magnetic field generated by energization on the fuel passage cylinder to be heated, and the induction heating part temperature detecting means is held by the bobbin, Induction heating temperature The temperature detection unit of the intelligent means receives the reaction force from the bobbin and is pressed against the outer surface of the fuel passage cylinder, and the induction heating unit temperature control unit is detected by the induction heating unit temperature detection unit when the combustion is stopped. The temperature of the induction heating unit is controlled so that the detected temperature becomes a predetermined standby temperature, and the induction heating is performed so that the detection temperature detected by the induction heating unit temperature detection means at the start of combustion is higher than the standby temperature. The temperature of the induction heating part is controlled, and when the combustion is stopped, the control signal of the induction heating part is changed from the standby temperature to the combustion start temperature by receiving a predetermined start signal, and the induction heating part is heated to start combustion. When the detected temperature detected by the induction heating unit temperature detecting means when starting combustion is equal to or higher than the combustion start temperature, the next standby temperature is corrected to a lower temperature and guided when starting combustion. A combustion apparatus characterized by having a standby temperature correction function detection temperature detected by the thermal unit temperature detecting means to correct the next standby temperature to a high temperature is lower than the combustion start temperature.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a vaporization unit that heats and vaporizes the liquid fuel, vaporizes the liquid fuel in the vaporization unit and supplies the vaporized fuel to the combustion unit. An induction heating part that generates heat by the heating means, a self-heating part that raises the temperature by receiving heat from the combustion part, an induction heating part temperature detection means that detects the temperature of the induction heating part, and a self provided in the self-heating part A heat generating part temperature detecting means and an induction heat generating part temperature control means for controlling the temperature of the induction heat generating part. The induction heat generating part temperature control means has a detection temperature detected by the induction heat generating part temperature detecting means at a predetermined time when the combustion is stopped. The temperature of the induction heating unit is controlled so as to be the standby temperature, and the temperature of the induction heating unit is controlled so that the detected temperature detected by the induction heating unit temperature detecting means at the start of combustion is higher than the standby temperature. After the start of combustion, when the temperature of the self-heating part is sufficiently raised, the fuel is substantially vaporized only by the self-heating part, and the control temperature of the induction heating part is raised in response to a predetermined start signal when the combustion is stopped. The temperature is changed from the standby temperature to the combustion start temperature to raise the temperature of the induction heating unit and start combustion. The detected temperature detected by the induction heating unit temperature detection means when starting combustion is equal to or higher than the combustion start temperature. In this case, the next standby temperature is corrected to a lower temperature, and when the detected temperature detected by the induction heating unit temperature detecting means is lower than the combustion start temperature when starting combustion, the next standby temperature is corrected to a higher temperature. A combustion apparatus having a temperature correction function.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vaporization unit that heats and vaporizes the liquid fuel, vaporizes the liquid fuel in the vaporization unit and supplies the vaporized fuel to the combustion unit. The induction heating unit has an induction heating unit that generates heat by the heating unit, and further includes an induction heating unit temperature control unit that controls the temperature of the induction heating unit. The induction heating unit temperature control unit sets the induction heating unit to a predetermined standby temperature when combustion is stopped. The temperature is controlled, and at the start of combustion, the induction heating unit is temperature-controlled to a combustion start temperature higher than the standby temperature, the temperature of the vaporization unit is a certain level or more, and one or more other than the temperature of the vaporization unit It is a combustion device that performs an ignition operation when the ignition conditions are met, and when the combustion stops, it receives a predetermined start signal and changes the control temperature of the induction heating unit from the standby temperature to the combustion start temperature to raise the temperature of the induction heating unit ,spirit The next standby temperature in consideration of at least one of the temperature of the induction heat generating part when one or more specific ignition conditions other than the temperature of the part are met or the temperature change gradient of the induction heat generating part in the meantime It is a combustion apparatus characterized by having a standby temperature correction function for correcting.
[0015]
In the combustion apparatus of the present invention, among the ignition conditions other than the temperature of the vaporizing section, the temperature of the induction heating section when one or more specific conditions are met, and the induction heating section until this condition is met. The standby temperature is corrected in consideration of the temperature change gradient. Therefore, according to the configuration described above, it is possible to adjust the temperature so that the temperature of the vaporizing unit becomes a temperature adapted to the ignition condition when the ignition conditions other than the temperature of the vaporizing unit are met. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a combustion apparatus that consumes less power during combustion pause and can smoothly shift to the ignition operation.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vaporization unit that heats and vaporizes the liquid fuel, vaporizes the liquid fuel in the vaporization unit, supplies the vaporized fuel to the combustion unit, and combusts. The induction heating unit has an induction heating unit that generates heat by the heating unit, and further includes an induction heating unit temperature control unit that controls the temperature of the induction heating unit. The induction heating unit temperature control unit sets the induction heating unit to a predetermined standby temperature when combustion is stopped. The temperature is controlled, and the induction heating unit is temperature-controlled at a combustion start temperature higher than the standby temperature at the start of combustion, and has air blowing means for supplying air to be used for combustion. In response, the control temperature of the induction heating unit is changed from the standby temperature to the combustion start temperature to raise the temperature of the induction heating unit, and when the rotation speed of the fan of the blowing unit reaches a predetermined value, or after the blowing unit is started A predetermined time has passed A combustion apparatus, characterized in that to correct the next standby temperature by adding at least one of temperature change gradient of the induction heating section at a temperature or during the induction heating unit in the time.
[0017]
As described above, the induction heating unit can rapidly raise the temperature of the vaporization unit, but is required to heat the vaporization unit to a predetermined temperature when affected by the air introduced from the outside by the blowing means. The time and the rate of temperature rise in the vaporization section vary slightly. In the combustion apparatus of the present invention, the standby temperature is corrected in accordance with the temperature of the induction heat generating unit when the blowing unit satisfies a predetermined condition and the temperature change gradient of the induction heat generating unit during that time. Therefore, according to the present invention, it is possible to optimize the standby temperature so that the temperature does not affect the start of the combustion operation even under the influence of disturbance due to the operation of the blowing means.
[0018]
Further, the combustion apparatus according to any one of
[0019]
According to such a configuration, the standby temperature can be lowered to such an extent that the combustion operation can be started smoothly even when affected by disturbances such as the outside air temperature and the ambient temperature. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a combustion apparatus with low running cost and high stability of combustion operation.
[0020]
The invention according to
[0021]
The induction heating unit provided in the combustion apparatus of the present invention uses electromagnetic induction, and can rapidly raise the temperature of the vaporization unit with energization. For this reason, it is possible to set the standby temperature at the time of the combustion stop to a considerably low temperature, and thereby it is possible to minimize the power consumption during the combustion stop. However, if the standby temperature is set too low, or if it is affected by disturbances such as the outside air temperature, the time required to raise the vaporization section to the predetermined temperature becomes longer, which causes combustion. The start of the operation may be delayed.
[0022]
In the combustion apparatus of the present invention, the induction heating unit temperature control means has a standby temperature correction function that corrects the standby temperature according to the temperature rise status of the induction heating unit when ignition conditions other than the temperature of the vaporization unit are met. ing. According to such a configuration, it is possible to provide a combustion apparatus that can smoothly start the combustion operation by correcting the standby temperature so that the temperature of the vaporizing section becomes a temperature that is suitable for the ignition condition when the other ignition conditions are met.
[0023]
The invention according to
[0024]
In the combustion apparatus of the present invention, the induction heating unit using electromagnetic induction is used for heating the vaporization unit, but it is assumed that the time required to heat the vaporization unit varies depending on the temperature of the induction heating unit. Is done. That is, when the induction heating part is at a certain high temperature, it is assumed that the temperature rises to a predetermined temperature relatively smoothly, but when the induction heating part is a low temperature, the vaporization part is heated to the predetermined temperature. The time required may be longer than when the induction heating unit is hot. In addition, if the blowing unit is started in a state where the temperature of the vaporizing unit is low, it takes time to raise the temperature of the vaporizing unit due to the influence of the outside air or the like introduced thereby, and the start of the combustion operation may be further delayed. .
[0025]
However, the combustion apparatus of the present invention has the above-described vaporization part early start-up mode. That is, the combustion apparatus of the present invention starts raising the vaporizing section prior to starting the blowing means when the temperature detected by the induction heating section temperature detecting means is low when the start signal is input. Therefore, according to the above-described configuration, even when the vaporizing portion and the ambient temperature in the vicinity thereof are low when the start signal is input, the vaporizing portion quickly rises without being affected by outside air or the like, and performs a combustion operation smoothly. A startable combustion device can be provided.
[0026]
The invention described in claim 9 further includes a blowing unit that supplies air to be used for combustion, and a vaporizing unit that heats and vaporizes the liquid fuel, and the vaporizing unit vaporizes the liquid fuel and combusts the unit. In a combustion apparatus that receives and supplies a predetermined start signal to start the combustion in a combustion apparatus that starts a combustion by receiving a predetermined start signal, the vaporization section generates induction by electromagnetic induction heating means An induction heating part temperature detecting means for detecting the temperature of the induction heating part, and a blowing means if the detected temperature of the induction heating part temperature detection means is equal to or higher than a predetermined value when the start signal is input; And when the temperature of the induction heating part temperature detection means is lower than a predetermined value when the start signal is input, the vaporization part is started prior to the start of the blowing means. Start It has a vaporization part early start-up mode, the temperature of the vaporization part is a certain level or more, and the ignition operation is performed when one or more ignition conditions other than the temperature of the vaporization part are met. The heat generating part temperature detecting means controls the temperature of the induction heat generating part to a predetermined standby temperature when the combustion is stopped, and the induction heat generating part when one or more specific conditions among ignition conditions other than the temperature of the vaporizing part are met. The combustion apparatus is characterized in that the next standby temperature is corrected in consideration of at least one of the above temperature or the temperature change gradient of the induction heating section in between.
[0027]
According to such a configuration, the standby temperature can be set to a low temperature to such an extent that the temperature of the vaporizer can reach the ignition condition when the ignition conditions other than the temperature of the vaporizer are met. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a combustion apparatus that can perform an ignition operation smoothly and that can suppress power consumption during combustion pause to a minimum.
[0028]
As described above, the combustion apparatus according to the present invention has the temperature of the induction heat generating portion when the specific one or more conditions among the ignition conditions other than the temperature of the vaporizing portion are met, or the temperature change of the induction heat generating portion in between. The standby temperature is corrected in consideration of at least one of the gradients. That is, the combustion apparatus according to the present invention has a change in temperature of the vaporization section until the ignition conditions other than the vaporization section, such as the rotational speed of the blowing means, or the vaporization section when the ignition conditions other than the vaporization section are aligned. The standby temperature is corrected according to the temperature. For this reason, in order to improve the correction accuracy of the standby temperature, it is desirable that the temperature conditions of the vaporizing unit at the start of the operation of the air blowing means or the like be substantially the same.
[0029]
In the combustion apparatus of the present invention, the time required for the temperature of the vaporizer to reach the ignition condition varies depending on initial conditions such as the temperature at the start of the vaporizer and the ambient temperature near the vaporizer. Therefore, when the activation of the vaporizing unit and the activation of the part that is the basis for other conditions such as the blowing means are performed at the same time, depending on the initial conditions, the timing at which the rotation speeds of the vaporizing unit and the blowing means reach the ignition condition Will go back and forth. That is, if activation of the vaporizer and the blowing means is performed at the same time, the temperature of the vaporizer when the conditions other than the vaporizer reach the ignition condition varies depending on the initial conditions of the vaporizer, and the standby temperature of the vaporizer This may affect the adjustment accuracy.
[0030]
However, the combustion apparatus of the present invention has the vaporizer early startup mode as described above, and when the detected temperature of the induction heating unit temperature detection unit is less than a predetermined value when the start signal is input, the blower unit is started up. Prior to the start, the vaporizer is started up. Therefore, according to the above-described configuration, it is possible to minimize the variation in the temperature of the vaporizer when other ignition conditions are met regardless of the initial conditions of the vaporizer. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a combustion apparatus that can adjust the standby temperature with high accuracy.
[0031]
The invention according to
[0032]
Even with such a configuration, it is possible to provide a combustion apparatus that can adjust the standby temperature to such a low temperature that it is not affected by the start of the combustion operation even if it is affected by the disturbance accompanying the operation of the blower means.
[0033]
Further, the combustion apparatus according to any one of
[0034]
The combustion apparatus having the above-described configuration has a self-heating portion due to heat generated in the combustion portion. Therefore, when the self-heating portion is at a high temperature, the energization to the induction heating portion is stopped or the energization amount is minimized. be able to. Therefore, according to the above-described configuration, it is possible to provide a combustion apparatus that consumes less power in the induction heating section and has a low running cost.
[0035]
In the above combustion apparatus, the standby temperature may be lower than the boiling point region of the liquid fuel.
[0036]
According to this configuration, it is possible to minimize power consumption and running cost during combustion stop.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of the present invention will be described. In the following description, the upper and lower relationships are based on the state where the combustion apparatus is installed in a water heater or the like.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing an overall component configuration of the combustion apparatus according to the embodiment of the present invention.
[0038]
In FIG. 1,
The
[0039]
If it demonstrates sequentially from an upper side, the air blower 3 will arrange | position the
[0040]
The
[0041]
As shown in FIG. 2, the air
[0042]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0043]
Each of the
[0044]
The
[0045]
The
[0046]
The
[0047]
Next, the
[0048]
The
[0049]
That is, as shown in FIG. 3, the vaporizing
The induction
[0050]
To explain sequentially, the
The fuel passage cylinder (induction heat generating part preliminary heat generating part) 75 is open at both ends, but has a special shape as shown in FIGS. 3, 4 and 5, and the shape differs greatly between the upper side and the lower side. . That is, a
[0051]
On the other hand, the
That is, the
The
An
[0052]
The cylindrical
As described above, the cylindrical
[0053]
The donut-shaped
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
The induction
Further, a donut-shaped
[0057]
In addition, the induction
The
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the through
[0058]
That is, in this embodiment, the temperature sensor (inductive heat generating part temperature detection means) 100 is held by the
[0059]
In the present embodiment, the
In the induction
Also in the present embodiment, the
[0060]
The self-heating
The self-heating
[0061]
Further, a temperature sensor (self-heating part temperature detecting means) 115 is embedded in the self-heating part 11 (FIG. 1).
[0062]
In order to efficiently vaporize the liquid fuel inside the
[0063]
On the other hand, the second rotating
[0064]
As shown in FIG. 3, an
The first
The
[0065]
An
On the other hand, the second
The first
[0066]
The
As described above, the vaporizing
[0067]
The self-
The first rotating
[0068]
Further, a
More specifically, the
[0069]
In addition, the induction
[0070]
Next, the assembly structure of each part of the
The
[0071]
An air
A
In other words, the larger opening of the
[0072]
The central axis of the
The
[0073]
That is, since there is a
Further, since an
The air that has entered the
[0074]
The rotating
The rotating
That is, the rotating
[0075]
In addition, since the
Since the shaft insertion holes 28 and 35 are also the rotation center of the moving side plate-
[0076]
The
FIG. 11 is a piping system diagram of a water heater that employs the combustion apparatus of FIG. 1.
The
And the
[0077]
As shown in FIG. 11, the hot
[0078]
In the middle of the
The
[0079]
The
The hot water
[0080]
The stirring
[0081]
The
An
[0082]
Next, the function of the
In the
With the rotation of the
[0083]
The air that has passed through the air
[0084]
Further, as shown in FIG. 8, the remaining portion of the blast flows across the
[0085]
As described above, a large amount of primary air is introduced into the
A high-frequency current is supplied from a high-frequency inverter (not shown) to the
[0086]
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
[0087]
In the present embodiment, when the
That is, if the
That is, in this embodiment, the
[0088]
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 the present embodiment, since the primary air flows outside the induction
[0089]
As described above, the
The dropped kerosene receives centrifugal force from the first rotating
[0090]
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.
[0091]
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
[0092]
Here, in this embodiment, since the first rotating
In the present embodiment, since the
[0093]
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 the present embodiment, a rotating member is also provided in the self-
Therefore, the mixed gas of fuel gas and air that has entered the self-
[0094]
In particular, in this embodiment, the front end side of the
The fuel gas thus generated and further mixed with the primary air flows downstream through the
[0095]
The air thus supplied from the
[0096]
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
[0097]
On the other hand, air that has flowed downstream from other parts flows directly into the
[0098]
When the fuel gas is ignited by an ignition device (not shown), a downward flame is generated from the flame hole (small hole 61).
[0099]
Here, in the
[0100]
When combustion is performed for a predetermined time and the temperature of the self-
The energization to the
[0101]
That is, when the induction heating is stopped, the temperature of the
The liquid fuel that is not vaporized by the induction
[0102]
Here, since the
[0103]
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
[0104]
Hereinafter, the operation unique to the combustion apparatus of the present embodiment will be described in detail.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the combustion apparatus of FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing a temperature change of the vaporizer provided in the combustion apparatus of FIG.
[0105]
The
[0106]
More specifically, the starting stage S1 is a state immediately after an operation switch (not shown) of the
[0107]
In the
[0108]
FIG. 9 is a flowchart showing a temperature control method for the induction
[0109]
When the operation mode of the
[0110]
More specifically, as shown in FIG. 9, the control device confirms whether or not the operation switch is turned on in
[0111]
When energization to the induction
[0112]
When the preheating of the
[0113]
When the control flow proceeds to step 7, the control device sets the target temperature of the induction
[0114]
More specifically, the temperature of the
[0115]
When the operation stage of the
[0116]
When the set temperature of the induction
[0117]
That is, when there is a combustion history after the operation switch is turned on, the
[0118]
Further, as will be described later, the
[0119]
Returning to the flowchart shown in FIG. 9, when the combustion history flag is on in step 9 described above, or even if the combustion history flag is off in step 9, the detected temperature TH1 is 150 in
[0120]
After the start of the blower 3, when it is confirmed in
[0121]
On the other hand, when the detected temperature TH1 of the temperature sensor 110 is lower than the operating temperature C in
[0122]
When the standby temperature F is updated and the detected temperature TH1 of the
[0123]
In
[0124]
The control device checks whether or not the combustion command for the
[0125]
In
[0126]
The
[0127]
In the above embodiment, the example in which the on / off control of the induction
[0128]
In the above embodiment, as shown in
[0129]
In the
[0130]
On the other hand, in the
[0131]
Furthermore, the
[0132]
As described above, the
[0133]
In the above embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 9, immediately after the operation switch is turned on, the induction
[0134]
Further, since the
[0135]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the invention, the standby temperature can be lowered to such an extent that the start of the combustion operation is not affected, and the power consumption during the combustion pause can be minimized.
[0136]
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a combustion apparatus that consumes less power during the combustion pause and can smoothly shift to the ignition operation.
[0137]
According to the fifth aspect of the present invention, the standby temperature can be corrected to a temperature that does not affect the start of the combustion operation even if it is affected by the disturbance accompanying the operation of the blower.
[0138]
According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a combustion apparatus capable of optimizing the standby temperature so that the temperature does not affect the start of the combustion operation even if it is affected by disturbance caused by the operation of the blower means. it can.
[0139]
According to the invention described in
[0140]
According to the eighth aspect of the present invention, even when the vaporizing portion and the ambient temperature in the vicinity thereof are low when the start signal is input, the vaporizing portion is quickly heated without being influenced by the outside air and burns smoothly. A combustion apparatus capable of starting operation can be provided.
[0141]
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to minimize variations in the temperature of the vaporizer when other ignition conditions are met regardless of the initial conditions of the vaporizer, and to accurately adjust the standby temperature. A simple combustion apparatus can be provided.
[0142]
According to the tenth aspect of the present invention, the standby temperature can be adjusted to a temperature that does not affect the start of the combustion operation even if it is affected by the disturbance accompanying the operation of the blower.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an overall component configuration of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of the vicinity of a carburetor of the combustion apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a fuel passage cylinder that constitutes an induction heating section of the vaporization section.
FIGS. 5A and 5B are a front view, a plan view, a left and right side view, and a bottom view of a fuel passage cylinder that constitutes an induction heating unit of a vaporization unit. FIGS.
FIG. 6 is a partial cross-sectional perspective view of an induction heating unit of a vaporization unit.
FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view showing a modification of the induction heat generating portion of the vaporizing portion.
8 is a perspective view of the vicinity of a combustion section of the combustion apparatus of FIG. 1 as viewed from above.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the combustion apparatus of FIG. 1;
10 is a schematic diagram showing a temperature change of a vaporizer provided in the combustion apparatus of FIG. 1. FIG.
11 is a piping system diagram of a water heater employing the combustion apparatus of FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Combustion device
2 Water heater
3 Blower
8 Vaporization Department
10, 105, 110 Induction heating part (preliminary heating part)
11 Self-heating part
100 temperature sensor
115 Temperature sensor (self-heating element temperature detection means)
Claims (10)
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