JP2000146121A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、家庭用の灯油を燃焼させる燃焼装
置に関するもので、消費電力の低減を実現することを課
題とするものである。 【解決手段】 燃焼装置は、燃料を直に気化させる加熱
部２１を設けてあり、着火動作を短時間に行い、気化器
１３本体に電熱式のヒータを設ける必要がない。従っ
て、気化器１３の電力消費を無くし、燃焼装置全体とし
て電力消費を低減できるという効果がある。また気化器
１３を所定の温度までに速く立ち上げることができ、気
化器１３の待機時の電力消費を防止できるという効果が
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯機や暖房機等
に用いられる燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の燃焼装置は特開平４−１
３１６０３号公報に記載されているようなものが一般的
であった。この燃焼装置は図７に示すように、液体燃料
をノズル１から噴出され、電気ヒータ２を埋め込まれた
気化器３と、燃焼用空気を気化器３に導入するために設
けられた１次空気通路４と、気化器３で気化された燃料
と混合された可燃混合気を均一に混合する混合室５と、
この混合室５の上部に設けられた炎口６と、この炎口６
の近傍に設けられた２次空気通路７とからなる。そして
上記２次空気通路７の端部は、気化器３と混合室４と炎
口６の周囲を囲むように設けられ、炎口の上部を開口す
るように構成された空気通路８の一部に側壁９を貫通す
るように開口されている。

【０００３】そして液体燃料は、ノズル１から電気ヒー
タ２の埋め込まれた気化器３へ液滴となって送出され、
加熱気化される。一方、燃焼用空気の一部は１次空気通
路４から気化器３内へ導入され、気化された燃料と混合
されて可燃混合気となり、混合室５で均一に混合された
後、炎口６で青炎を形成し、燃焼される。一方残りの空
気は２次空気通路７から炎口６に供給され、燃焼に寄与
するようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の燃焼装置では、気化器３を電気ヒータ２により加熱し
ているので、気化器３を所定の温度まで上げるために
は、時間がかかり、すぐに燃料に着火できず、また電力
消費も多いという課題があった。また燃焼装置をすぐに
作動させるためには、気化器３を所定の温度にスタンバ
イさせる必要があり、その電力消費も大きいという課題
があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、電熱式のヒータ本体で構成される加熱部に直
に燃料を滴下させる構成の気化器を設けたものである。

【０００６】上記発明によれば、加熱部に滴下される燃
料はすぐに気化され、短時間に着火が行われる。また気
化器が火炎により加熱されると、気化面ですべての燃料
が気化され加熱部の加熱が必要なくなり、着火時の短時
間の電力消費のみでよくなるから電力消費も軽減するこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる燃焼装
置は、液体燃料を気化する気化器と、気化器の一部を突
出させた気化面と、気化面に燃料を供給する燃料供給ノ
ズルと、気化面の下流側に挿入された加熱部を有する。

【０００８】そして、加熱部に燃料を直に滴下して加熱
するため、短時間に着火でき、気化器が加熱されると気
化面ですべての燃料が気化されるため、気化器加熱用の
電力消費を無くして、短時間に気化器を所定の温度に上
げることができる。

【０００９】本発明の請求項２にかかる燃焼装置は、気
化器に挿入された加熱部を傾斜させて配置してあり、加
熱部に滴下された燃料が傾斜された加熱部に沿って移動
しながら広がるため、加熱部の熱を有効に受け、気化を
促進することができる。

【００１０】本発明の請求項３にかかる燃焼装置は、加
熱部の周囲に空気を流入させる構成としてあり、加熱部
に滴下された燃料が流入する空気により加熱部の壁面に
沿って広げられ、飽和蒸気圧を下げるため、気化を促進
することができる。

【００１１】本発明の請求項４にかかる燃焼装置は、気
化面の温度を検知して加熱部の作動をコントロールする
構成としてあり、気化面の温度を検知して、燃料供給や
空気供給のバラツキにより、気化面温度が所定温度より
も低くなった場合は、加熱部を作動するため、気化面で
気化しきれない燃料を完全に気化させて安定した気化を
持続できる。

【００１２】本発明の請求項５にかかる燃焼装置は、送
風温度を検知して加熱部の作動をコントロールする構成
としてあり、送風温度を検知することにより空気温度が
所定温度よりも低い場合は、加熱部を作動するため、気
化面で気化しきれない燃料を完全に気化させて安定した
気化を持続でき、気候の変化に対応できる。

【００１３】本発明の請求項６にかかる燃焼装置は、加
熱部を通常の使用よりも高い温度で作動させるモードを
設けた構成としてあり、加熱部を定期的あるいは季節の
使い初めに通常の使用温度よりも高い温度にすれば加熱
部を空焼き状態にして表面に付着したタールやゴミをク
リーニングすることができ、常に安定した加熱部の状態
を維持できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１５】（実施例１）図１は本発明の実施例１の燃
焼装置を示す要部断面図である。

【００１６】図１において、液体燃料である灯油は燃料
タンク（図示せず）から燃料供給手段である燃料ポンプ
１０に吸い上げられ、送油管１１を介して燃料供給ノズ
ル１２に供給される。１３は、燃料供給ノズル１２の前
方に設けられ、燃料供給ノズル１２の先端が内部に挿入
された筒状の気化器で、アルミ、アルミダイカストやジ
ュラルミン等のアルミ合金、黄銅、銅、鋼、鋳鉄等の熱
伝導の良い、耐熱材料で造られ、側面には、送風管１４
の端部が臨むように、一部を開口され、アルミ、黄銅、
銅、鋳鉄等の熱伝導の良い材料で造られた気化器蓋１５
が設けられている。燃料供給ノズル１２は、送風管１４
内に気化器１３に向けて挿入されている。燃料供給ノズ
ル１２の先端の対向側には、気化器１３の内壁から燃料
供給ノズル１２に向かって張り出し、徐々に下り勾配に
傾斜させた気化面１６が設けられている。気化面１６の
端部は、鋭角状の突起部１７を構成して、間隙１８を介
して気化器蓋１５の近傍まで伸展されている。

【００１７】気化器１３の内部は、この傾斜させた気化
面１６により、上部気化室１９と下部気化通路２０に分
けられている。下部気化通路２０には、気化器蓋１５の
一部から加熱部２１が気化面１６の下方に、間隙１８を
越えて一定の空間を保持しながら潜り込むように挿入さ
れている。加熱部２１は、電熱式のヒータが使用されて
いる。電熱式のヒータは、ニクロム、鉄クロム等の電熱
線をＳＵＳ、鉄、アルミニウム、銅、ＮＣＦ等のパイプ
に挿入したシーズヒータあるいはカートリッジヒータや
窒化珪素、アルミナ等の材質を板状、円板状に成形させ
たセラミック製の被覆で覆ったセラミックヒータや鉄管
を電磁コイルで発熱させる電磁誘導ヒータで構成されて
いる。下部気化通路２０の下部には、気化器蓋１５とで
構成させる混合気噴出口２２が設けられ、その下方に
は、アルミ、黄銅、銅、鋳鉄等の熱伝導の良い材料で造
られた碗状の搬送通路２３が設けられている。

【００１８】搬送通路２３の下流には、鋼、鉄、チタ
ン、ジュラルミン、セラミック等の耐熱材料で造られ、
複数本に配設された多孔状の炎口２４が設けられてい
る。２５は燃焼部全体を覆うバーナケースで、その内側
の空間は、気化器１３、搬送通路２３、炎口２４の周囲
を囲むように設けられた空気通路２６となっている。２
７は上面に多数の２次空気噴出孔２８があけられた筒状
の２次空気通路で、炎口２４近傍に空気を供給するよう
に炎口２４と交互に複数本配列されている。２９は炎口
２４と空気通路２６との間に設けられた側壁で、その内
側に燃焼室３０が形成される。２次空気通路２７の端部
は、側壁２９を貫通して空気通路２６側に開口されてい
る。炎口２４の装着は、その搬送通路２３側の端部を２
次空気通路２７の一部と複数個の点溶接により行われて
いる。３１は、気化器１３の背面に燃焼室３０に張り出
すように形成されたフィン状の受熱部である。受熱部３
１の近傍の気化器１３の内側は上部気化室１９で、気化
面１６の根元も近くに設けられている。

【００１９】３２は空気通路２６の天板部３３に、炎口
２４の上方を覆うように載置された熱交換器である。３
４は、燃焼用空気を供給する送風機で、羽根車には高圧
を出せるターボファンやラジアルファン等を用い、それ
をモータで回転させるように構成され、空気通路２６の
側部の一部に連通された送風通路３５に連結されてい
る。この送風通路３５の内部に、前記送風管１４が設け
られている。３６は、炎口２４上に形成される青炎であ
る。

【００２０】次に動作、作用について説明すると、電源
（図示せず）を投入すると電熱式のヒータで構成された
加熱部２１に通電され、加熱部２１が所定の温度に秒単
位で短時間に達すると、それを見越して設定されたシー
ケンスにより、送風機３４が作動し、燃焼用空気が供給
される。送風通路３５に供給された空気は、送風管１４
内に供給される。これと同時に燃料ポンプ１０が作動
し、燃料が燃料供給ノズル１２から気化器１３に噴霧さ
れる。

【００２１】燃料は気化面１６に衝突し斜面に沿って移
動する。気化面１６は、まだ温度が上昇していないの
で、燃料は気化面１６の突起部１７から加熱部２１の上
面に落下してその壁面で気化され、気化器１３内に導入
された気化用の１次空気と混合されながら、混合気噴出
口２２を通り搬送通路２３に搬送され、均一な可燃混合
気となって炎口２４から噴出される。このとき、点火電
極（図示なし）の放電により可燃混合気に着火し燃焼を
開始する。炎口２４上に形成された青炎３６は、安定燃
焼を持続させる。以後、青炎３６の熱を気化器１３に形
成されたフィン状の受熱部３１で受け、気化器１３が所
定の温度に達すると、燃料供給ノズル１２から気化器１
３に噴霧される燃料が高温の気化器１３の気化面１６壁
面で気化され、加熱部２１の壁面を使用すること無く、
可燃混合気を形成するようになる。この気化状態を見越
したシーケンスにより加熱部２１の作動は、停止され
る。

【００２２】可燃混合気は、混合気噴出口２２を通り搬
送通路２３に搬送され、均一な可燃混合気となって炎口
２４から噴出される。また、２次空気はバーナケース２
５の内側の空気通路２６を通り、２次空気通路２７を介
して炎口２４近傍に配された２次空気噴出口２８に供給
されるので、燃焼室３０内で青炎３６の燃焼を促進させ
る。炎口２４上に形成された青炎３６は、青炎検知部
（図示なし）によりその状態を監視され、安定燃焼を持
続させる。以後、青炎３６の一部の熱を受熱部３１で受
けて、気化器１３は、所定の温度に保たれる。また燃焼
で生じた高温の燃焼ガスは、熱交換器３２で熱交換され
排出される。

【００２３】ここでこの実施例では熱負荷の小さい加熱
部２１により、燃料を直に加熱し、気化させるので、気
化器１３の本体を加熱する電気的な加熱手段が必要無
く、可燃混合気を短時間で形成し着火できる。そして気
化面１６の先端に鋭角状の突起部１７をもうけたので、
燃料が加熱部２１に落ちやすく連続的な気化を持続でき
る。

【００２４】また加熱部２１により、燃料を直に加熱
し、気化させるので、気化器１３本体は、加熱部２１で
形成した可燃混合気の青炎３６の熱を受けて加熱され、
電熱式ヒータの電力消費を軽減出来る。

【００２５】この時、青炎３６の燃焼熱により気化器１
３を加熱するので、電気よりも大きな熱量が得られ、気
化器１３を所定の温度まで、短時間で立ち上げることが
できる。

【００２６】また気化器１３を所定の温度までに速く立
ち上げることができるので、予め気化器１３を所定の温
度に保ち続ける必要がなく、待機電力を無くすことがで
きる。

【００２７】更に加熱部２１は、気化器蓋１５を貫通さ
せて、気化器１３に挿入させるので、組立を容易にでき
る。

【００２８】（実施例２）図２は本実施例２の燃焼装置
を示す要部拡大断面図である。

【００２９】本実施例において、実施例１と異なる点は
気化器蓋１５の一部に加熱部３７を装着する時に、下部
気化通路２０内に気化器蓋１５側から加熱部３７先端に
向かって下り勾配の傾斜を持たせて挿入したことであ
る。

【００３０】なお、実施例１と同一構造のものは、説明
を省略する。次に動作、作用を説明すると、加熱部３７
が下部気化通路２０内で気化器蓋１５側から加熱部３７
先端に向かって下り勾配の傾斜を持たせているため、加
熱部３７に落下した燃料が下り勾配に沿って広がり、加
熱部３７の壁面の熱を有効に受けて気化を促進すること
ができる。また加熱部３７の壁面を広範囲に使用するの
で、加熱部３７を構成する電熱式ヒータの温度を均一に
保ち、割れや変形を防止して耐久性を向上できる。

【００３１】（実施例３）図３は本実施例３の燃焼装置
を示す要部拡大断面図である。

【００３２】本実施例において、実施例１（または２）
と異なる点は気化器蓋１５の一部を利用して加熱部３８
を挿入する時に、気化器蓋１５に加熱部３８と気化器蓋
１５に開口を介して、送風間隙３９を設けたことであ
る。

【００３３】なお、実施例１と同一構造のものは説明を
省略する。次に動作、作用を説明すると、加熱部３８に
落下した燃料が送風間隙３９から流入する１次空気もし
くは２次空気の一部により加熱部３８の壁面に沿って広
げられ、加熱部３８の壁面の熱を有効に受けて気化を促
進することができる。また加熱部３８上で気化している
部分に１次空気を当てるので、燃料蒸気の飽和蒸気圧を
低下させて気化を促進できる。気化を促進することによ
り、加熱部３８の壁面の有効面積を縮小でき、加熱部３
８をコンパクト化できる。

【００３４】（実施例４）図４は本実施例４の燃焼装置
を示す要部拡大断面図である。

【００３５】本実施例において、実施例１（または２ま
たは３）と異なる点は気化面４０近傍の温度を検知する
サーミスタやサーモカップルから構成される気化面温度
検知器４１とその温度の値により加熱部４２の作動をコ
ントロールさせる制御部４３を設けたことである。

【００３６】なお、実施例１と同一構造のものは説明を
省略する。次に動作、作用を説明すると、着火時に気化
面４０の温度が上昇して所定の温度に達したことを気化
面温度検知器４１で検知すると、制御部４３により加熱
部４２の作動を停止させ、加熱部４２に不必要な電力を
生じないようにできる。また燃料供給や空気供給のバラ
ツキにより、気化面４０の温度が所定温度よりも低くな
る場合は、加熱部４２を作動させて、気化面４０で気化
しきれない燃料を完全に気化させて安定した気化を持続
できる。常に気化面４０の温度を監視しながら、加熱部
４２の作動を入り、切りできるので、最良の気化を行う
ことができる。

【００３７】（実施例５）図５は本実施例５の燃焼装置
を示す要部拡大断面図である。

【００３８】本実施例において、実施例１（または２ま
たは３または４）と異なる点は送風温度を検知するサー
ミスタやサーモカップルから構成される送風温度検知器
４４を送風機４５の入口近傍に設け、その温度の値によ
り加熱部４６の作動をコントロールさせる制御部４７を
を設けたことである。

【００３９】なお、実施例１と同一構造のものは説明を
省略する。次に動作、作用を説明すると、気候の変化、
あるいは設置場所の地域により、送風温度検知器４４に
より気化面１６の温度が所定温度よりも低いことが検知
された場合は、加熱部４６を作動して、気化面１６で気
化しきれない燃料を加熱部４６で完全に気化させて安定
した気化を持続できる。また送風温度の高低にあわせて
加熱部４６の投入電力を制御部４７から指示して、調整
し、必要以上に電力を消費しないようにコントロールす
ることができる。

【００４０】（実施例６）図６は本実施例６の燃焼装置
を示す要部拡大断面図である。

【００４１】本実施例において、実施例１（または２ま
たは３または４または５）と異なる点は加熱部４８を通
常の使用よりも高い温度で作動させるモードを組み込ん
だ記憶部４９とこの記憶部４９の指示により加熱部４８
の作動をコントロールする制御部５０を設けたことであ
るなお、実施例１と同一構造のものは説明を省略する。

【００４２】次に動作、作用を説明すると、加熱部４８
を定期的あるいは季節の使い初めあるいは使用を停止し
て保管する場合等に、自動的あるいは手動により駆動し
て加熱部４８を空焼き状態にし、その表面に付着したタ
ールやゴミをクリーニングして、常に安定した加熱部の
状態を維持でき、加熱部４８の寿命を向上できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
かかる燃焼装置によれば、始動時に加熱部により燃料を
直に気化するので、短時間に着火でき、気化器本体に
は、他の加熱手段、例えば電気式ヒータを装着する必要
がなく、その分だけ電力消費も小さくできるという効果
がある。また短時間着火により気化器を常に予熱してお
く必要が無く、待機電力を無しにできるという効果があ
る。

【００４４】また、請求項２にかかる燃焼装置によれ
ば、加熱部に傾斜を持たせているので、加熱部に落下し
た燃料が勾配に沿って広がり、加熱部壁面の熱を有効に
受けて気化を促進することができるという効果がある。

【００４５】また、請求項３にかかる燃焼装置によれ
ば、加熱部に落下した燃料がその部分に流入する１次空
気により加熱部の壁面に沿って広げられ、加熱部の壁面
の熱を有効に受けるので、気化を促進することができる
という効果がある。

【００４６】また、請求項４にかかる燃焼装置によれ
ば、気化面温度検知器で常に気化面の温度を監視するの
で、安定した気化を持続することができるという効果が
ある。

【００４７】また、請求項５にかかる燃焼装置によれ
ば、気候の変化ににより、送風温度が低下して気化面の
温度が所定温度よりも低くなることが想定される場合
は、加熱部を作動するので、気化面で気化しきれない燃
料を加熱部で完全に気化させて安定した気化を持続でき
るという効果がある。

【００４８】また、請求項６にかかる燃焼装置によれ
ば、加熱部を定期的あるいは季節の使い初めに通常の使
用温度よりも高い温度にでき、加熱部を空焼き状態にし
て表面に付着したタールやゴミをクリーニングし、常に
安定した加熱部の状態を維持できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における燃焼装置の要部断面
図

【図２】同実施例２における燃焼装置の要部拡大断面図

【図３】同実施例３における燃焼装置の要部拡大断面図

【図４】同実施例４における燃焼装置の要部拡大断面図

【図５】同実施例５における燃焼装置の要部拡大断面図

【図６】同実施例６における燃焼装置の要部拡大断面図

【図７】従来の燃焼装置の要部断面図

【符号の説明】

１２ 燃料供給ノズル １３ 気化器 １６ 気化面 ２１ 加熱部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 宣彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K049 AA02 DC01 DC14 3K052 AA02 AA10 AC01 3K068 AA11 AB20 BB03 CA11 CA25

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体燃料を気化する気化器と、この気化器
   の内壁の一部から突出させて設けた気化面と、この気化
   面に燃料を供給する燃料供給ノズルと、この気化面の下
   流側に挿入された加熱部とで構成した燃焼装置。
2. 【請求項２】加熱部は傾斜させて気化器内に挿入した請
   求項１記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】気化器は加熱部近傍に空気を流入させる構
   成とした請求項１または２記載の燃焼装置。
4. 【請求項４】加熱部は、気化面の温度を検知して作動を
   コントロールする構成とした請求項１ないし３のいずれ
   か１項記載の燃焼装置。
5. 【請求項５】加熱部は、送風温度を検知して作動をコン
   トロールする構成とした請求項１ないし４のいずれか１
   項記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】加熱部は、通常よりも高い温度に加熱する
   モードにコントロール可能な構成とした請求項１ないし
   ５のいずれか１項記載の燃焼装置。