JP2002071107A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 灯油を燃料とする燃焼装置を改良し、気化部
の気化性能を向上させ、安定した燃焼を確保することが
できると共に、燃料の洩れがなく安全性の高い燃焼装置
を開発する。 【解決手段】 気化部の一部が燃焼部に露出していて炎
孔に包囲されている。そのため燃焼部の熱によって気化
部が直接的に加熱され、燃料が速やかに気化する。また
燃焼装置は、燃焼部が下向きに燃焼ガスを供給する様に
配置される。そのため燃焼と消火を繰り返す場合におい
ては、被加熱物の持つ熱蓄積によって、上部にある燃焼
部が保温され、気化部が保温されて高温状態を維持す
る。そのため再点火する際に、気化部に導入された液体
燃料は円滑に気化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼装置に関する
ものである。本発明の燃焼装置は、液体等の気体以外の
燃料を使用する燃焼装置であり、暖房機器や給湯器に採
用される。

【０００２】

【従来の技術】都市ガスが普及していない地域で使用さ
れる給湯器や暖房機等には、灯油等の液体燃料を使用し
た燃焼装置が採用される場合が多い。またこの中でも、
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、この気化ガスを燃焼部に送
って燃焼させる形式のものが多用されている（特公平７
−２１３３２号）。以下、従来技術の燃焼装置について
説明する。

【０００３】図２３は、従来技術の燃焼装置の燃焼部と
気化部の例を示す断面図である。この種の燃焼装置は、
熱交換器等の被加熱物の下部に配置され、燃焼部１０１
は、上方に向かって火炎を発生させる。また気化部１０
０は燃焼部１０１の下部に設けられる。そして気化部１
００は、凹穴状であって天面が閉塞され下部が開放され
た気化室１０２を備えている。また気化室１０２の上部
の位置には、電気ヒータ１０３が内蔵されており、気化
室１０２の内壁は昇温可能である。そして当該気化室１
０２の中にロータリーカップ１０５が内蔵されている。
ロータリーカップ１０５は、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。またロータリーカップ１
０５は、底部の中央に開口１０９を持ち、開口１０９の
近傍には、一次空気供給筒１０８が設けられている。さ
らにロータリーカップ１０５の上部には振り切り板１０
６が設けられている。

【０００４】そして図示しないモータによってロータリ
ーカップ１０５を回転させ、さらに一次空気供給筒１０
８から気化部１００のロータリーカップ１０５内に空気
を吹き込む。そして燃料パイプ１０７からロータリーカ
ップ１０５の中に灯油を滴下し、遠心力によって灯油を
気化室１０２の内壁に向かって飛散させる。その結果、
灯油は、気化室１０２の内壁から熱を受けて気化し、さ
らに気化した燃料は、一次空気供給筒１０８から気化室
１０２内に吹き込まれた空気と混合される。そしてこの
混合ガスは下部の開口１１０から排出され、燃焼部１０
１に送られて燃焼に供される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した様に、この種
の燃焼装置では、液体燃料に熱エネルギーを与えて気化
させる。ところが従来技術の燃焼装置では、気化部内で
燃料に充分な熱エネルギーを与えることが困難であり、
気化部から排出された燃料ガスの温度が低い場合が多
い。そのため気化部から燃焼部に至るまでの間に、せっ
かく気化した燃料が元の液体に戻ってしまうことがあっ
た。そのためこの種の燃焼装置は、燃焼不良を起こす場
合があった。

【０００６】また従来技術の燃焼装置は、一旦消火した
後に再点火する際にも、最初の点火時とほぼ同様の予熱
時間を要する不満があった。

【０００７】さらに従来技術の燃焼装置は、燃料系統や
気化部に故障が発生した時に燃料が外部に洩れるという
問題点があった。即ち従来技術の燃焼装置では、ロータ
リーカップ１０５を回転させて気化室１０２内に燃料を
飛散させるが、従来技術においては気化室１０２は下部
が開放されている。そのため気化部に故障が生じて液体
燃料を完全に気化できなかった場合、燃料は液体のまま
気化室１０２の側壁を流れ、気化室１０２の外部に洩れ
るおそれも考えられる。ここで燃料の気化が十分に行な
われなかったことを早期に知るために別途何らかの検出
方法を備えることになるが、そうしなければ灯油等は気
化室１０２に向かって飛散され続けてしまう。加えて従
来技術の燃焼装置では、気化室１０２の下部には送風機
等を除いてこれといった部材が無いので、何らかの灯油
受皿を設けなければ、灯油等はついには給湯器等の機器
の外部にまで洩れていくおそれも考えられ、より安全性
の高い構造が望まれる。

【０００８】そこで本発明は従来技術の上記した問題点
に注目し、気化部の気化性能を向上させ、安定した燃焼
を確保することができると共に、燃料の洩れがなく安全
性の高い燃焼装置の開発を課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そして上記した課題を解
決するための請求項１に記載の発明は、液体燃料を気化
して燃料ガスを生成する気化部と、燃焼ガスを供給させ
る炎孔が設けられた燃焼部を有し、気化部によって生成
された燃料ガスが燃焼部に送られて燃焼される燃焼装置
において、燃焼部は下向きに燃焼ガスを供給し、且つ気
化部の一部は燃焼部に露出していて炎孔に包囲されてい
ることを特徴とする燃焼装置である。

【００１０】本発明の燃焼装置では、気化部の一部は燃
焼部に露出していて炎孔に包囲されている。そのため燃
焼部の熱によって気化部が直接的に加熱され、燃料が速
やかに気化する。また本発明では、燃焼部は下向きに燃
焼ガスを供給する。従って燃焼部の下部に被加熱物があ
り、これら被加熱物はある程度の熱の蓄積能力を持つ。
そのため燃焼と消火を繰り返す場合においては、被加熱
物の持つ熱蓄積によって、上部にある燃焼部が保温され
る。ここで本発明の燃焼装置では、気化部の一部が燃焼
部に露出しているから、被加熱物の持つ熱蓄積によっ
て、気化部が保温され、気化部は燃焼停止後においても
高温状態を維持する。そのため再点火する際に、気化部
に導入された液体燃料は円滑に気化する。また本発明の
燃焼装置では、燃焼部の下部に被加熱物があるため、万
が一、気化部から燃料が洩れても、機器の外部に出るま
でには相当の物理的距離がある。従って多くの場合、燃
料が外部に洩れ出るよりも先に、失火異常の警報や点火
不良の警報が作動し、危険が軽減される。

【００１１】また請求項２に記載の発明は、液体燃料を
気化して燃料ガスを生成する気化部と、燃焼ガスを供給
させる炎孔が設けられた燃焼部を有し、気化部によって
生成された燃料ガスが燃焼部に送られて燃焼される燃焼
装置において、気化部は高温となる気化室を有し、当該
気化室は下部が閉塞し上部が開放され、気化室内に液体
燃料が導入されることを特徴とする燃焼装置である。

【００１２】本発明の燃焼装置では、気化部は従来技術
と同様に高温となる気化室を有する。しかし本発明が採
用する気化室は、従来技術と異なり、下部が閉塞し上部
が開放されている。そのため万が一、気化部に異常が生
じて燃料が気化されなくても、燃料は気化室内に溜ま
り、外部には出ない。

【００１３】さらに請求項３に記載の発明は、燃焼部は
下向きに燃焼ガスを供給し、且つ気化部の一部は燃焼部
に露出していて炎孔に包囲されていることを特徴とする
請求項２に記載の燃焼装置である。

【００１４】本発明の燃焼装置では、燃焼部は下向きに
燃焼ガスを供給し、且つ気化部の一部は燃焼部に露出し
ていて炎孔に包囲されている。そのため燃焼部の熱によ
って気化部が直接的に加熱され、燃料が速やかに気化す
る。また本発明では、燃焼部は下向きに燃焼ガスを供給
するので、燃焼部の下部に被加熱物があり、被加熱物は
ある程度の熱の蓄積能力を持つ。そのため燃焼と消火を
繰り返す場合においては、被加熱物の持つ蓄熱によっ
て、上部にある燃焼部が保温される。ここで本発明の燃
焼装置では、気化部の一部が燃焼部に露出しているか
ら、被加熱物の持つ熱蓄積によって、気化部が保温さ
れ、気化部は燃焼停止後においても高温状態を維持す
る。そのため本発明の燃焼装置では、再点火する際の予
熱時間が短縮され、気化部に導入された液体燃料が円滑
に気化する。

【００１５】さらに請求項４に記載の燃焼装置は、気化
部には回転部材が配され、当該回転部材によって燃料が
飛散されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の燃焼装置である。

【００１６】本発明の燃焼装置では、気化部内に回転部
材が設けられているので、液体燃料が気化部内に飛散さ
れ、気化が促進される。

【００１７】また請求項５に記載の燃焼装置は、回転部
材は底部と周部を有し、回転部材の上部から底部側に液
体燃料が滴下されることを特徴とする請求項４に記載の
燃焼装置である。

【００１８】本発明の燃焼装置では、回転部材は底部と
周部を有し、回転部材の上部から底部側に液体燃料が滴
下される構成を採用している。本発明は、簡単な構成で
ありながら気化部内に燃料を供給することができる。

【００１９】また請求項６に記載の発明は、燃焼部側に
空気を供給する送風機を有し、燃焼終了後さらに一定時
間送風機が運転されることを特徴とする請求項１，３，
４，５のいずれかに記載の燃焼装置である。

【００２０】本発明は、前記した請求項１，３，４，５
のいずれかに従属するものであり、これらの発明の欠点
を是正するものである。即ち請求項１乃至５の発明は、
いずれも下向きに火炎を発生させるものであるから、送
風機やそのモータ、あるいは電気配線は、燃焼部の上部
側に位置する場合が多くなる。そのため燃焼を停止して
直ちに送風機を停止すると、燃焼部側からの予熱の対流
により、モータ等が高温となり、故障の原因となる。そ
こで本発明は、燃焼終了後さらに一定時間送風機を運転
し、熱の対流を阻止してモータ等を保護する。

【００２１】また請求項７に記載の発明は、燃焼部側に
空気を供給する送風機と、温度検知手段を有し、燃焼停
止後においても温度検知手段が一定以上の温度を検知し
たときは送風機が運転されることを特徴とする請求項
１，３，４，５のいずれかに記載の燃焼装置である。

【００２２】本発明についても前記した請求項１，３，
４，５のいずれかに従属するものであり、これらの発明
の欠点を是正するものである。本発明では、燃焼終了後
であっても温度検知手段が一定以上の温度を検知したと
きは送風機が運転し、予熱の対流を阻止してモータ等を
保護する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下さらに本発明の実施形態につ
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、本発明の燃焼装置を内蔵する給湯器の断面図であ
る。図２は、本発明の実施形態の燃焼装置の断面図であ
る。図３は、本発明の実施形態の燃焼装置の分解斜視図
である。図４は、図２の燃焼装置の燃焼部近傍を上から
見た斜視図である。図５は、図２の燃焼装置で採用する
空気量調節部の固定側板状部材の正面図である。図６
は、図５の固定側板状部材の側面図である。図７は、図
２の燃焼装置で採用する空気量調節部の移動側板状部材
の正面図である。図８は、図２の燃焼装置で採用する空
気量調節部の正面図であり、開口を開いた状態を示す。
図９は、図２の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面
図であり、開口を閉じた状態を示す。図１０は、図２の
燃焼装置で採用する分流部材の正面図である。図１１
は、図２の燃焼装置で採用するベース部材の上面側（気
体流路側）の図面である。図１２は、図１１のベース部
材の下面側（炎孔側）の図面である。図１３は、炎孔部
材の正面図である。図１４は、図２の燃焼装置で採用す
るロータリーカップの正面図及び平面図である。図１５
は、図２の燃焼装置で採用するベース部材と、炎孔部材
を組み合わせた状態の正面図である。図１６は、図１５
のＡ−Ａ断面図である。図１７は、図１５のＢ−Ｂ断面
図である。図１８は、図２の燃焼装置で採用するベース
部材の気体流路側の構成を説明する説明図である。図１
９は、図２の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜視図
である。図２０は、燃料ガスの流れを説明する説明図で
ある。図２１は、二次空気の流れを説明する説明図であ
る。図２２は、本発明の他の実施形態の燃焼装置の分解
斜視図である。

【００２４】図１，２，３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１，２の様に炎孔を下に向けて給湯器２１に内蔵され
るものであり、上から送風機２、駆動機械部３、空気量
調節部５、混合部６及び燃焼部７が順次積み重ねられて
作られたものである。また混合部６及び燃焼部７の近傍
に気化部８が設けられている。

【００２５】上部側から順次説明すると、送風機２は、
鋼板を曲げ加工して作られた凹状のハウジング１０の中
にファン１１が回転可能に配されたものである。ハウジ
ング１０の中央部には、開口１２が設けられている。

【００２６】駆動機械部３は、箱体１３を有し、その天
板１５の中央にモータ１６が取り付けられている。モー
タ１６は、両端部から回転軸１７，１８が突出してお
り、回転軸１７，１８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１６の上方側の回
転軸１７は、ファン１１に接続され、下方側の回転軸１
８は、気化部８のロータリーカップ（回転部材）６３に
接続されている。また駆動機械部３には、温度センサー
３２が設けられている。

【００２７】空気量調節部５は、図３の様に移動側板状
部材２２と固定側板状部材２３によって構成されてい
る。移動側板状部材２２は、図３、図７の様に円板状を
しており、中央に軸挿通孔２５が設けられている。そし
てその周囲に空気孔となる開口２６，２７，２８が設け
られている。空気孔となる開口２６，２７，２８は、概
ね内外二重のエリアに分かれて設けられている。中心側
のエリアに設けられた開口２６は、略三角形であり、１
２個、等間隔に設けられている。

【００２８】一方、外側を取り巻くエリアに設けられた
開口２７，２８は、二種類の形状のものがある。即ち、
外側を取り巻く開口は、９個であり、そのうちの６個の
開口２７は、略長方形の溝状である。これに対して、残
る３個の開口２８は、長方形と長円とが結合した形をし
ている。上記した様に、移動側板状部材２２には、３種
類の開口２６，２７，２８が設けられているが、これら
の周方向の辺は、いずれも移動側板状部材２２の中心と
同一中心の円弧である。

【００２９】一方、空気量調節部５の固定側板状部材２
３は、長方形の板体であり、周囲が折り返されてフラン
ジ部２４が設けられている。固定側板状部材２３の面積
は、前記した移動側板状部材２２よりも大きく、両者を
重ねたとき、移動側板状部材２２は固定側板状部材２３
にすっぽりと覆われる。逆にいえば、固定側板状部材２
３の端部は移動側板状部材２２からはみ出す。

【００３０】板状の部位の中心部分には、前記した移動
側板状部材２２と略同一形状の開口が設けられている。
即ち空気量調節部５の固定側板状部材２３には、中央に
軸挿通孔２５’が設けられている。そしてその周囲に空
気孔となる開口が二重のエリアに分かれて設けられてい
る。中心側のエリアに設けられた開口２６’は、略三角
形であり、１２個、等間隔に設けられている。中心側の
エリアに設けられた開口２６’は、いずれも一辺が折り
曲げられており、羽根形状部２９を形成している。即ち
開口部分は、一辺に羽根形成部を残して打ち抜かれ、そ
の後、羽根形成部を一方に折り曲げて形成されたもので
ある。外側のエリアにも１２個の開口２７’が設けられ
ているが、外側の開口はいずれも略長方形の溝状のもの
である。固定側板状部材２３の他の部位には、多数の小
孔３１が設けられている。小孔３１が設けられた位置
は、固定側板状部材２３の上に移動側板状部材２２を重
ねた時に、両者が重複しない部位である。即ち小孔３１
は、固定側板状部材２３のはみ出し部分に設けられてい
る。

【００３１】空気量調節部５は、図３，８，９に示すよ
うに、固定側板状部材２３の上に移動側板状部材２２が
重ねられている。移動側板状部材２２は、固定側板状部
材２３の上で中央に軸挿通孔２５を中心として相対的に
回転可能である。移動側板状部材２２の回転により、移
動側板状部材２２と固定側板状部材２３を連通する開口
の面積が変化する。

【００３２】混合部６、燃焼部７及び気化部８は、分流
部材３５とベース部材３６を中心として構成され、これ
に気化室６０と炎孔部材５１が設けられて作られてい
る。即ち分流部材３５は、図１０に示すように、長方形
をした板状の部材であり、中央に大きな開口３７が設け
られている。また周部には、小さな開口４０が多数設け
られている。小さな開口４０は、図１０の様に列となっ
て長手方向に連なって設けられている。

【００３３】ベース部材３６は、アルミダイカストによ
って作られたものであり、図１１，１２の様に長方形を
している。そしてベース部材３６には、複雑な枠組と開
口及び溝が設けられている。ベース部材３６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。即ちベ
ース部材３６は、外周を囲む燃焼壁４１を持つ。この外
側燃焼壁４１の内部は、実際に火炎が発生する部分であ
り、燃焼部７として機能する。

【００３４】さらに外側燃焼壁４１内は、図４，１１，
１２，１６，１７の様に、多数の垂直壁５０によって仕
切られて設けられた溝４８が設けられている。そして溝
４８を構成する垂直壁５０は、図４，１８の様に二組づ
つがループを構成していて、島状の部位７５を形成して
いる。即ち外側燃焼壁４１内には、ループ状に閉塞され
た垂直壁５０の組によって構成される閉塞された溝４２
ａと、それ以外の開放された溝４８ｂを持つ。そして島
状の部位７５は、図４，１８の様に長手方向に部分的に
切れており、当該切れ目５２の部分で島状以外の部位の
溝４８ｂ同士が連通している。

【００３５】また図４，１６，１７の様に、ベース部材
３６の上面側（流路構成面側）には、中央部と、島状の
部位７５の切れ目部分を除いて天井壁５７が設けられて
いる。但し、前記した垂直壁５０で構成された島状の部
位７５の溝４８ａの上部については、天井壁５７に開口
５８が設けられている。垂直壁５０同士の島を構成しな
い部位の溝４８ｂの上部には開口はない。また各溝４８
は、いずれもベース部材の下面側（炎孔取付け面側）に
連通している。従って島によって囲まれた溝４８ａは、
図２１の様に上部の天井壁５７に開口５８が設けられて
いると共に下面側（炎孔取付け面側）にも開放されてい
るから、ベース部材３６を上下方向（厚さ方向）に貫通
する。一方、島を構成しない溝４８ｂは、図２０の様に
上部側が天井壁５７によって閉塞され、下面側（炎孔取
付け面側）にのみ連通する。なお、島状の部位７５の切
れ目５２部分については、垂直壁５０の底側（炎孔取付
け面側）同士が繋がり、さらに当該部位に炎孔部材５１
を取り付けるためのネジ孔３８が設けられている。

【００３６】ベース部材３６の中央部には、開口８２が
設けられている。そして開口８２の内部には、６本のリ
ブ６６が設けられ、中央に一次空気導入筒８８が支持さ
れている。本実施形態の燃焼装置１では、この一次空気
導入筒８８及びリブ６６は、ベース部材３６と一体的に
成形されたものである。またベース部材３６の下面側
（炎孔取付け面側）であって、開口８２の近傍には、ベ
ース部材３６の長手方向にのびる内壁４３が設けられて
いる。内壁４３の高さは、前記した燃焼壁４１の高さと
等しい。さらにベース部材３６の下面側（炎孔取付け面
側）であって、気化室６０の開口４７の近傍には、ベー
ス部材３６の短手方向に延びる内壁５９が設けられてい
る。

【００３７】図１３の様に炎孔部材５１は、板状であ
り、気化室用の開口と、空気孔と炎孔及び取付孔が設け
られたものである。即ち炎孔部材５１は、中央に略四角
形の気化室用の開口７６を持つ。また炎孔部材５１は、
板をプレスすることによって多数の長孔（空気孔）７１
と小孔（炎孔）７２を設け、これらによって炎孔列ａと
空気孔列ｂが形成されている。即ち図１３に示される多
数の長孔７１は、空気孔である。長孔（空気孔）７１
は、長手方向に並べられ、さらにそれが１０列に渡って
設けられている。一方、小孔７２は炎孔として機能す
る。小孔（炎孔）７２は、図の様に６個が一組となり、
この６個の孔の組が炎孔列ａの中心軸に対して千鳥状に
設けられている。本実施形態では、炎孔列ａは１１列設
けられており、前記した空気孔列ｂと互い違いに配され
ている。

【００３８】炎孔部材５１は、図３，４の様に、２枚の
メッシュ７７，７８を挟んでベース部材３６の下面に配
され、図示しないネジによってベース部材３６の下面に
取り付けられている。そして炎孔部材５１の空気孔列ｂ
は、ベース部材３６の垂直壁５０によって構成される島
状の部位７５によって構成される溝４８ａの真下に位置
する。一方、島状を構成していない組み合わせの垂直壁
５０によって挟まれた溝４８ｂの真下の炎孔部材５１の
炎孔列ａが位置する。

【００３９】ベース部材３６の裏面には、図３，１５の
様に分流部材３５が装着されている。ベース部材３６の
上面側（流路形成側）では、前記したように垂直壁５０
は、図４、１８の様に二組づつがループを構成してい
て、島状の部位７５を形成し、さらに垂直壁５０の突端
部分に分流部材３５が当接しているので、島状の部位７
５によって形成される溝４８ａは他の部位から隔離され
ている。即ち、島状の部位７５の溝４８ａと他の部位と
の間に通気性はない。従って、前記した様に島状の部位
７５以外の部位は気化した燃料ガスと空気との混合を促
進しつつ炎孔部材５１に混合ガスを送る流路として機能
する。また当該部位は、混合部としても機能する。島状
の部位によって囲まれた溝４８ａは、二次空気流路とし
て機能する。

【００４０】分流部材３５の中央の大きな開口３７は、
ベース部材３６の中央の開口４７と連通する。また分流
部材３５の小さな開口４０は、ベース部材３６の島状を
構成する組み合わせの垂直壁５０同士の間の部位に位置
する。即ち分流部材３５の小さな開口４０は、二次空気
流路たる島状の部位によって囲まれた溝４８ａに開口す
る。炎孔部材５１に設けられた島状を構成していない組
み合わせの垂直壁同士の間には、分流部材３５の開口は
無い。即ち混合部６には分流部材３５の開口は無い。

【００４１】ベース部材３６と分流部材３５は、上記し
た状態に組み合わされ、外箱５３内に配置されている。

【００４２】次に気化部８について説明する。気化部８
は、気化室６０と、ロータリーカップ（回転部材）６３
によって構成されている。また気化室６０は、図２，
３，４，１９の様に底部９１と周部９２を持つ円筒体で
あり、底部９１は閉塞し、上部は開口している。すなわ
ち気化室６０は窪んだ形状をしており、底部９１及び周
部９２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。気化室６０は、前記した様に底部９１及び
周部９２を持ち、あたかもコップの様な形状をしてい
て、図２，３，４，１９の様に、ベース部材３６の中央
の開口４７部分に取り付けられている。気化室６０の位
置は、ベース部材３６の内壁４３に囲まれた部位であっ
てベース部材３６の中央にあり、炎孔（小孔７２）に囲
まれていて燃焼部７に近接して位置する。また気化室６
０の大部分は、燃焼部７側に露出する。より具体的に
は、気化室６０の底部９１の全部と、周部９２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７２）から発生する火炎により、気化室６
０が外側から加熱される。

【００４３】また前記した気化室６０の底部９１内に
は、電気ヒータ６４が内蔵されている。即ち気化室６０
の底部９１は加熱機能を持つ。電気ヒータ６４に通電す
ることにより、底部９１が発熱し、さらにこの熱が気化
室６０の壁を伝導し、気化室６０の内壁が全体的に加熱
される。

【００４４】ロータリーカップ６３は、底部９３と周部
９４を持つ有底の円筒形をしている。ただし、ロータリ
ーカップ６３の底部には、９個の孔が設けられている。
この内、中央に設けられた孔９５は、半円形状をしてお
り、図１９の様に回転軸１８が取り付けられるものであ
る。一方、周囲の９個の孔８０は、円形であり、灯油等
の液体燃料を落下させるための孔である。またロータリ
ーカップ６３の底部と周部との境の角の部分にも、１２
個の孔９７が設けられている。

【００４５】さらにロータリーカップ６３の周部には、
１２個のスリット９８が設けられている。スリット９８
は、いずれもロータリーカップ６３の上端側に開口して
いる。またスリット９８の形状は、略三角形である。ま
たスリットの一辺には、図３，４，１４の様に内側に折
り返された羽根部９９が設けられている。即ちスリット
９８は、ロータリーカップ６３の側面に斜め方向にスリ
ットを設け、そのスリットの一方の縁を内側に折り返し
て羽根部９９を形成させたものである。

【００４６】そしてロータリーカップ６３の下部中央の
開口８７には、一次空気供給筒８８が挿入されている。
一次空気供給筒８８の最先端（下側）の開口部の位置
は、気化室６０の内部に位置する。一方、一次空気供給
筒８８の上端は、一次空気導入口７０に繋がっている。
一次空気導入口７０は、図２，３の様に、上側がラッパ
状に開くものであり、その開口直径は、移動側板状部材
２２の中心側のエリアの直径に略等しい。一次空気供給
筒８８は、一次空気を供給する供給路の始端である。

【００４７】一次空気供給筒８８の内部には、燃料パイ
プ７９が配管されており、燃料パイプ７９は図２，３の
様にロータリーカップ６３内に至っている。より具体的
に説明すると、燃料パイプ７９はロータリーカップ６３
の上部の開口から真っ直ぐに垂下され、上からロータリ
ーカップ６３内に至る。そして燃料パイプ７９からロー
タリーカップ６３の底部に灯油等の液体燃料が滴下され
る。

【００４８】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、最初に説明した様に、送風機２、駆動機械部３、空
気量調節部５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３の天板１５に送風機２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
２の回転中心と空気量調節部５の軸挿通孔２５（移動側
板状部材２２の回転中心）とロータリーカップ６３の回
転中心が同一軸線上に並べられている。

【００４９】そして駆動機械部３の上部に空気量調節部
５がネジ止めされている。また空気量調節部５の上部に
は、混合部６及び燃焼部７が設けられているが、混合部
６と空気量調節部５の境界たる分流部材３５に、ラッパ
状の一次空気導入口７０が設けられている。一次空気導
入口７０の中心軸は、空気量調節部５の移動側板状部材
２２のそれと一致し、且つ前記した様に一次空気導入口
７０の開口直径は、移動側板状部材２２の中心側のエリ
アの直径に略等しいので、一次空気導入口７０は移動側
板状部材２２の中心側のエリアを覆う様に位置すること
となる。従って移動側板状部材２２の中心側のエリアか
ら排出された空気は、主として一次空気導入口７０によ
って捕捉される。そして一次空気導入口７０は、前記し
た一次空気供給筒８８に直接的に連通し、前述の様に直
接的に気化部８の気化室６０内に開口している。従って
移動側板状部材２２の中心側のエリアから排出された空
気は、前記した様に主として一次空気導入口７０によっ
て捕捉され、一次空気供給筒８８を経由して直接的に気
化部８の気化室６０内に導入される。

【００５０】また駆動機械部３のモータ１６の回転軸１
８は、空気量調節部５の中央の軸挿通孔２５，２５’を
連通して一次空気導入口７０（一次空気供給筒８８）を
通過し、気化室６０のロータリーカップ６３に接続され
ている。従ってロータリーカップ６３は、モータ１６の
動力によって回転する。またモータ１６の後端側の回転
軸１７は、ファン１１にも接続されているから、本実施
形態では、単一のモータ１６によって気化部８のロータ
リーカップ６３とファン１１の双方が駆動される。なお
軸挿通孔２５は、移動側板状部材２２の回転中心でもあ
るから、移動側板状部材２２が回転する際に移動するこ
とはない。そのため軸挿通孔２５，２５’にモータ１６
の回転軸１８があっても、移動側板状部材２２の回転の
妨げとならない。

【００５１】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。本実施形態の燃焼装置１は、図１の様な給湯
器２１に使用される。そして燃焼装置１は、熱交換器１
９が内蔵された缶体４の上部に設置され、下部の熱交換
器１９に向かって火炎を発生させる。

【００５２】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１６
を起動してファン１１とロータリーカップ６３を回転さ
せる。ファン１１の回転により、図２の矢印の様に送風
機２のハウジング１０の中央部に設けられた開口１２か
ら空気が吸い込まれ、空気は駆動機械部３に入る。そし
て空気は、駆動機械部３から上部の空気量調節部５を経
て混合部６側に流れるが、本実施形態の燃焼装置１で
は、空気量調節部５によって流量調整される。

【００５３】即ち空気量調節部５は、前記した様に固定
側板状部材２３の上に移動側板状部材２２が回転可能に
重ねられており、両者には略同一形状の開口２６，２
６’２７，２７’，２８が設けられている。そのため図
９の様に、両者の開口２６，２６’２７，２７’，２８
が重なる様な回転位置にある時は、両者の開口２６，２
６’２７，２７’，２８が連通し、空気量調節部５全体
として大きな開口面積を持つこととなる。従って移動側
板状部材２２が固定側板状部材２３に対して図８の様な
位置関係にある時は、混合部６及び気化部８に大量の空
気が送風される。なお図８の様な空気量調節部５が全開
状態の時、空気量調節部５の中心側のエリアＡの開口面
積は、他の部位の開口面積の約２倍となる。

【００５４】逆に、図９に示した位置から図示しないス
テッピングモータを回転して移動側板状部材２２を回転
させると、一方の開口と他方の閉塞部が重なり、空気量
調節部５全体としての開口面積が小さくなる。従って移
動側板状部材２２が固定側板状部材２３に対して図９の
様な位置関係にある時は、混合部６及び気化部８に送風
される風量は減少する。ただし、固定側板状部材２３の
両脇側に設けられた開口３１は、固定的なものであって
閉塞されることはないので、相対的に中心側の開口比率
が減少し、気化部８に送風される空気の比率が減少す
る。図９の様に、閉状態におけるエリアＡの開口面積
は、他の部位の開口面積の約４分の１である。

【００５５】本実施形態の燃焼装置１では、送風機２の
送風量が多い場合は、空気量調節部５を開いて中心側の
エリアから高い比率で空気を排出する。その結果、気化
部８により多くの割合で空気が導入される。一方、送風
機２の送風量が少ない場合は、図９の様に空気量調節部
５を閉じ、中心側以外の部位から排出される空気の比率
を高める。そして一次空気の比率が減少し、二次空気の
比率が上昇する。

【００５６】空気量調節部５を通過した空気は、二つの
方向に別れて下流側に流れる。即ち中心部のエリアを通
過した空気は、直接的にラッパ状の一次空気導入口７０
に捕捉され、これと連通する一次空気供給筒８８から気
化室６０の中に送風される。

【００５７】また他の一部は、分流部材３５に設けられ
た多数の小口径の開口４０の多くから、ベース部材３６
の島状のループを構成する組み合わせの垂直壁５０同士
の間の溝４８ａに流れる。即ち分流部材３５に設けられ
た開口４０及び溝４８ａを経て、燃焼部７に燃焼部７に
二次空気が供給される。

【００５８】そしてファン１１の送風により、上記した
様に気化部８内に一次空気が導入され、気化室６０を通
風雰囲気とする。また周部９２に内蔵された電気ヒータ
６４に通電して発熱させ、気化室６０の内壁全体を昇温
させる。この状態において、燃料パイプ７９から灯油を
ロータリーカップ６３内に滴下する。滴下された灯油
は、ロータリーカップ６３から遠心力を受け、ロータリ
ーカップのスリット９８及び角の部分の開口９７から飛
散する。そして飛散した灯油は、ロータリーカップ６３
の周囲に配された気化室６０の内面に接触し、熱を受け
て気化する。また灯油の一部は、遠心力によってスリッ
ト９８及び角の部分の開口９７に至る前にロータリーカ
ップの底の孔８０から気化室６０の底部９１に落下し、
気化室６０の底部９１に接触し、熱を受けて気化する。
そしてロータリーカップ６３の内面に設けられた羽根部
９９によって気化室６０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。

【００５９】こうして発生した混合ガスは、図４の矢印
の様に、ロータリーカップ６３の外壁と気化室６０の内
壁によって形成される空隙９６を流れて下流に向かう。
即ち混合ガスは、気化室６０の円筒面６５に沿って一旦
上方に流れる。ここで気化室６０の開口部近傍には一次
空気供給筒８８が挿入されているので、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。

【００６０】こうして気化室６０の開口部８４から一次
空気供給筒８８を介して気化室６０の内部に供給された
空気は、飛散した燃料と混合され、高温状態となって気
化室６０の上部の開口部８４から排出される。そして気
化室６０を出た混合ガスは、一旦ベース部材３６の上部
側の通路に流れ込む。

【００６１】そして混合ガスは、図４，１８の様に島状
のループを構成していない組み合わせの垂直壁５０同士
の間の溝４８ｂに流れ込む。そして前記した様に燃料ガ
スは、下部に設けられた炎孔（小孔７２）から噴射され
る。

【００６２】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。即ち二次空気
は、分流部材３５に設けられた多数の開口４０から、ベ
ース部材３６のループを構成する組み合わせの垂直壁５
０同士の間の溝４８ａに流れ、炎孔（小孔７２）の側面
部に供給される。

【００６３】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７２）から下向きの火炎
が発生する。

【００６４】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、気化室６０が火炎によって加熱さ
れる。そのため気化室６０内の温度が上昇し、燃料の気
化がさらに促進される。

【００６５】加えて本実施形態の燃焼装置１では、一次
空気導入筒８８についても、ベース部材３６と一体的で
あるから、燃焼によってベース部材３６の温度が上昇す
ると、気化室６０に導入される空気の温度も高まる。そ
のため本実施形態の燃焼装置では、燃料の気化状態が安
定している。

【００６６】また本実施形態の燃焼装置１では、燃焼出
力の変化に応じて図示しないステッピングモータが回動
され、空気量調節部５の開口量を変化させる。即ち燃焼
量が増加し、送風機２が発生する送風量が多いときは、
図示しないステッピングモータ２０を回動して固定側板
状部材２３と移動側板状部材２２の開口２６，２６’２
７，２７’，２８が連通する方向に移動側板状部材２２
を回す。その結果、燃焼に寄与する空気量が増大するだ
けでなく、気化部８に供給される一次空気の比率が上昇
する。その結果、炎孔７２から噴射される燃料ガスの濃
度が低下する。

【００６７】逆に燃焼量が減少し、送風機２が発生する
送風量が減少した場合は、移動側板状部材２２の開口２
６，２７，２８を固定側板状部材２３の閉塞部と合致さ
せる方向に移動側板状部材２２を回す。その結果、燃焼
に寄与する空気量が減少するだけでなく、気化部８に供
給される一次空気の比率が減少する。即ち、噴射する燃
料ガスの濃度が濃くなり、その周囲に供給される空気が
相対的に多くなる。このように、高出力燃焼を行なって
いる場合に、気化部８に供給される一次空気の比率を上
げ、逆に低出力燃焼を行なっている場合に一次空気の比
率を下げることによって、ＮＯ_X （窒素酸化物）の排出
量を減少させることが可能となる。

【００６８】また本実施形態の燃焼装置１を図１に示す
ような給湯器２１に使用した場合、給湯要求等の有無に
応じて点火と消火が繰り返されるが、本実施形態の燃焼
装置１は、再点火も円滑である。即ち本実施形態の燃焼
装置１は、炎孔（小孔７２）が下方向に向けて配置さ
れ、燃焼装置１の下部に熱交換器１９等が存在する。そ
して熱交換器等１９は温度が高く、燃焼を停止した後も
相当の時間に渡って高温状態を維持している。そのため
缶体４内は、消火した後も相当の時間にわたって高温状
態となっている。そして本実施形態の燃焼装置１では、
気化室６０の一部が、燃焼部７に露出しているから、気
化室６０は、直接的に缶体４内の雰囲気温度によって保
温される。従って消火後も気化室６０内は、相当の時間
にわたって高温状態となっている。そのため再点火する
際に、気化室６０を昇温する時間が短縮され、短時間の
ヒータ加熱により、液体燃料の気化が可能となる。

【００６９】ただし本実施形態の燃焼装置１は、缶体４
の上部に配置されるから、送風機２の運転を停止する
と、対流熱が上昇し、モータ１６や他の電気回路を加熱
・焼損してしまう。そのため駆動機械部３に設けられた
温度センサー３２が一定以上の温度を検知したら、送風
機２だけを起動し、駆動機械部３内のモータ１６等を冷
却することが望ましい。また他の方策としては、燃焼終
了後、一定時間、送風機２を運転し、内部をある程度の
水準まで冷却することが考えられる。

【００７０】以上は、正常に燃焼が行なわれた場合の機
能であるが、例えば気化部８に内蔵された電気ヒータ６
４が断線した場合の様に、灯油等の気化が不良となった
場合でも、本実施例の燃焼装置１は、灯油が洩れ出すこ
とはない。即ち本実施形態の燃焼装置１では、気化室６
０がカップ状をしており、底があると共に、周壁を持
つ。そして本実施形態で採用する気化室６０は、底の部
位を下にして配置され、開口部は上部にある。そのため
ヒータ６４が断線する等の事故が発生し、灯油が加熱さ
れない場合でも、気化室６０自体が灯油等の受け皿とし
て機能する。そのため灯油が気化されないで液状のまま
であったとしても、灯油は気化室６０内に溜まり、外部
には洩れない。また灯油の一部が気化して燃焼し、他の
一部が気化せずに液状のままで留まり、序々に気化室６
０内の灯油の水位が上昇した場合を想定しても、灯油の
水位が一次空気導入筒８８の位置まで上昇すると、灯油
が一次空気の供給口を封鎖し、一次空気が気化室６０内
に入らなくなるので、燃焼部７への混合ガスの供給が停
止して自動的に消火するので安全である。さらに万一気
化室６０から灯油等が溢れても、燃焼装置１の下部に熱
交換器等１９の被加熱物が存在するので、灯油が外部に
洩れだす危険は極めて少ない。

【００７１】なお、本実施形態の燃焼装置１を製作する
場合には、気化部８及び燃料ガスの経路が断熱塗料によ
って保温することが望ましい。

【００７２】気化部８の外面の底部及び外周面に断熱塗
料を塗布することにより、気化部８からの熱放散が減少
する。

【００７３】以上説明した実施形態では、平面形状が円
形のロータリーカップ６３を採用したが、ロータリーカ
ップの形状は任意であり、例えば図２２に示すような多
角形のロータリーカップ６３’も推奨される。図２２に
示すロータリーカップ６３’は、底面と周面をもつが、
周面の形状が不連続であって短冊状に独立している。そ
して各短冊状の部位が接線に対して一定の角度をもって
立設されている。なお図２２は、前記した図３に相当す
る図面であり、図２と同一の部材には同一の番号を付し
ている。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１及び請求項
３に記載の燃焼装置では気化部の一部が燃焼部に露出し
ていて炎孔７２に包囲されているので、燃焼部の熱によ
って気化部が直接的に加熱され、燃料が速やかに気化す
る。また本発明の構成によると、燃焼ガスの持つ熱エネ
ルギーが高く、再液化しにくい。さらに本発明では、燃
焼部は下向きに燃焼ガスを供給するので、下部に被加熱
物等の蓄熱により気化部が保温され、気化部は燃焼停止
後においても相当時間に渡って高温状態を維持する。そ
のため再点火する際に、気化部に導入された液体燃料は
円滑に気化する。また本発明の燃焼装置では、燃焼部の
下部に被加熱物があるため、万が一、気化部から燃料が
洩れても、機器の外部に出るまでには相当の物理的距離
があるので、燃料が外部に洩れ出るよりも先に、失火異
常の警報や点火不良の警報が作動し、危険が軽減され
る。

【００７５】また請求項２に記載の燃焼装置で採用する
気化室は、下部が閉塞し上部が開放されている。そのた
め万が一、気化部に異常が生じて燃料が気化されなくて
も、気化室が燃料の受け皿となり、燃料を外部に洩らさ
ない。

【００７６】また請求項４に記載の燃焼装置は、本発明
の燃焼装置では、気化部内に回転部材が設けられている
ので、液体燃料が気化部内に飛散され、気化が促進され
る効果がある。

【００７７】また請求項５に記載の燃焼装置では、回転
部材は底部と周部を有し、回転部材の上部から底部側に
液体燃料が滴下される構成を採用している。本発明は、
簡単な構成でありながら気化部内に燃料を供給すること
ができる。

【００７８】また請求項６に記載の燃焼装置は、燃焼終
了後さらに一定時間送風機を運転し、余熱の対流を阻止
してモータ等を保護することができる効果がある。

【００７９】請求項７に記載の燃焼装置についても同様
であり、燃焼終了後においても温度検知手段が一定以上
の温度を検知したときは送風機が運転し、余熱の対流を
阻止してモータ等を保護することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼装置を内蔵する給湯器の断面図で
ある。

【図２】本発明の実施形態の燃焼装置の断面図である。

【図３】本発明の実施形態の燃焼装置の分解斜視図であ
る。

【図４】図２の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見たの斜
視図である。

【図５】図２の燃焼装置で採用する空気量調節部の固定
側板状部材の正面図である。

【図６】図５の固定側板状部材の側面図である。

【図７】図２の燃焼装置で採用する空気量調節部の移動
側板状部材の正面図である。

【図８】図２の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面
図であり、開口を開いた状態を示す。

【図９】図２の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面
図であり、開口を閉じた状態を示す。

【図１０】図２の燃焼装置で採用する分流部材の正面図
である。

【図１１】図２の燃焼装置で採用するベース部材の上面
側（気体流路側）の図面である。

【図１２】図１１のベース部材の下面側（炎孔側）の図
面である。

【図１３】炎孔部材の正面図である。

【図１４】図２の燃焼装置で採用するロータリーカップ
の正面図及び平面図である。

【図１５】図２の燃焼装置で採用するベース部材と、炎
孔部材を組み合わせた状態の正面図である。

【図１６】図１５のＡ−Ａ断面図である。

【図１７】図１５のＢ−Ｂ断面図である。

【図１８】図２の燃焼装置で採用するベース部材の気体
流路側の構成を説明する説明図である。

【図１９】図２の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜
視図である。

【図２０】燃料ガスの流れを説明する説明図である。

【図２１】二次空気の流れを説明する説明図である。

【図２２】本発明の他の実施形態の燃焼装置の分解斜視
図である。

【図２３】従来技術の燃焼装置の燃焼部と気化部の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 燃焼装置 ２ 送風機 ３ 駆動機械部 ５ 空気量調節部 ７ 燃焼部 ８ 気化部 １６ モータ ２１ 給湯器 ３２ 温度センサー ３５ 分流部材 ３６ ベース部材 ６０ 気化室 ６３ ロータリーカップ（回転部材） ７２ 小孔（炎孔） ９１ 底部（気化室） ９２ 周部（気化室） ９３ 底部（回転部材） ９４ 周部（回転部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城出 浩作 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 神田 宣儀 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 広安 勝 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Ｆターム(参考） 3K005 GA16 JA04 3K052 AA02 AA10 AB12 AC03 EB07 EB09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体燃料を気化して燃料ガスを生成する
   気化部と、燃焼ガスを供給させる炎孔が設けられた燃焼
   部を有し、気化部によって生成された燃料ガスが燃焼部
   に送られて燃焼される燃焼装置において、燃焼部は下向
   きに燃料ガスを供給し、且つ気化部の一部は燃焼部に露
   出していて炎孔に包囲されていることを特徴とする燃焼
   装置。
2. 【請求項２】 液体燃料を気化して燃料ガスを生成する
   気化部と、燃料ガスを供給させる炎孔が設けられた燃焼
   部を有し、気化部によって生成された燃料ガスが燃焼部
   に送られて燃焼される燃焼装置において、気化部は高温
   となる気化室を有し、当該気化室は下部が閉塞し上部が
   開放され、気化室内に液体燃料が導入されることを特徴
   とする燃焼装置。
3. 【請求項３】 燃焼部は下向きに燃料ガスを供給し、且
   つ気化部の一部は燃焼部に露出していて炎孔に包囲され
   ていることを特徴とする請求項２に記載の燃焼装置。
4. 【請求項４】 気化部には回転部材が配され、当該回転
   部材によって燃料が飛散されることを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載の燃焼装置。
5. 【請求項５】 回転部材は底部と周部を有し、回転部材
   の上部から底部側に液体燃料が滴下されることを特徴と
   する請求項４に記載の燃焼装置。
6. 【請求項６】 燃焼部側に空気を供給する送風機を有
   し、燃焼終了後さらに一定時間送風機が運転されること
   を特徴とする請求項１，３，４，５のいずれかに記載の
   燃焼装置。
7. 【請求項７】 燃焼部側に空気を供給する送風機と、温
   度検知手段を有し、燃焼停止後においても温度検知手段
   が一定以上の温度を検知したときは送風機が運転される
   ことを特徴とする請求項１，３，４，５のいずれかに記
   載の燃焼装置。