JP2003322333A

JP2003322333A - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2003322333A
Application number: JP2002131216A
Authority: JP
Inventors: Norio Yotsuya; 規夫肆矢
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】燃焼装置の逆火や炎口の変形を起こさせない
ようにすること。【解決手段】気化器１９と、搬送通路２３と、炎口２
６と、温度検知部４７と、送風機３６と、制御部４６を
備え、燃焼量を小さく設定したときに、強風が当たり、
空気不足状態になり、炎口２６に火炎４８が密着してく
ると、炎口２６の輻射熱を受けて搬送通路２３の温度が
上昇し、それを温度検知部４７で検知して、制御部４６
が送風機３６回転数を上げて風量を増加させ、空気不足
状態を解消して炎口２６の火炎４８の密着が防止される
ので、炎口２６上流への逆火や炎口２６の変形が防止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野分野】本発明は、家庭用の給湯
機や暖房機に搭載し、強風時に安定燃焼を持続させた燃
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としては、特開
平８−２１６０６号公報に記載されているようなものが
あった。図４は、前記広報に記載された従来の燃焼装置
を示すものである。

【０００３】図４において、に示すように、１は、液体
燃料を供給されるポンプ、２は、この液体燃料が通る送
油管、３は、液体燃料が噴出されるノズル、４は、電気
ヒータ、５は、電気ヒータ４の埋め込まれた気化器、６
は、燃焼用空気を送り出す送風ファン、７は、この燃焼
用空気を気化器５に導入するための送風路、８は、送風
路７内に設けられた１次空気通路、９は、気化器５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、１０は、この混合室９の上部設けられたバー
ナヘッド、１１は、バーナヘッド１０を構成する炎口、
１２は、この炎口１１の近傍に設けられた２次空気通
路、１３は、この２次空気通路１２の上部に設けられた
２次空気口１３、１４は、１次空気通路８の入り口に開
閉により送風路７の断面積を変化させるとともに、閉時
に１次空気通路８を略閉塞するために設けられた空気量
調節手段、１５は、炎口１１上に形成された青炎であ
る。

【０００４】また気化器５が電気ヒータ４により所定の
温度に加熱されると、液体燃料は、ポンプ１から送油管
２を通り、ノズル３から気化器５へ液滴となって送出さ
れ、加熱気化される。一方、燃焼用空気は送風ファン６
により送風路７を通り、その一部は１次空気通路８から
気化器５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９で均一に混合された後、バー
ナヘッド１０を構成する炎口１１で青炎１５を形成し、
燃焼される。一方残りの空気は２次空気通路１から炎口
１１の近傍に設けられた２次空気口１３に供給され、燃
焼に寄与するようになっていた。また燃焼量が大きい場
合は、空気量調節手段１４を開け、気化器５に多量の空
気を導入して燃焼を促進させ、燃焼量が小さい場合は、
１次空気通路８を閉塞して、燃焼用空気に加圧して耐風
性能を向上し、燃焼範囲を拡大させるようになってい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では、この燃焼装置を搭載する機器に強風が当
たり、燃焼装置に空気が充分に供給できなくなり、この
とき燃焼量を小さく設定すると、炎口１０に火炎が密着
し、炎口１０の温度を上昇させて、赤熱するので、炎口
１０の上流側に逆火して燃焼不良を生じたり、炎口１０
の変形を起こすという課題を有していた。

【０００６】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、強風時に火炎を炎口に密着させないようにして、逆
火や炎口の変形を防止した燃焼装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の燃焼装置は、気化器の下流側に連通
する搬送通路の一部に温度検知部設け、この温度検知部
の信号を受けて送風機の風量を増加させる制御部を備え
たものである。

【０００８】これによって、燃焼量を小さく設定したと
きに、強風が当たり、空気不足状態になり、炎口に火炎
が密着してくると、炎口の輻射熱を受けて搬送通路の温
度が上昇し、それを温度検知部で検知して、制御部が送
風機の回転数を上げて風量を増加させ、空気不足状態を
解消して炎口の火炎密着が防止される。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、気化器
の下流側に連通する搬送通路に温度検知部設け、この温
度検知部の信号を受けて送風機の風量を増加させる制御
部を備えることにより、燃焼量を小さく設定したとき
に、強風が当たり、空気不足状態になり、炎口に火炎が
密着してくると、炎口の輻射熱を受けて搬送通路の温度
が上昇するので、それを温度検知部で検知して、制御部
が送風機の回転数を上げて風量を増加させ、空気不足状
態を解消して炎口の火炎密着を防止することができる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、特に、請求項１
に記載の制御部が、温度検知部の温度が送風機の風量を
増加させて所定の温度に復帰したときに、送風機の風量
を固定する時間帯を設けることにより、炎口上の火炎が
空気不足から適正な空気配分に戻ったときに火炎状態を
保つことになり、火炎や周囲の温度を安定させて、炎口
上の火炎の変動による刺激臭や一酸化炭素の発生を防止
できる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、特に、請求項１
に記載の制御部が、温度検知部の温度が送風機の風量の
増加により所定の温度以下に低下したときに、送風機の
風量を徐々に段階的に減少させることにより、炎口上の
火炎の急激な変化による温度ばらつきを解消することに
なり、再度の温度上昇を防止しながら、搬送通路を介し
て炎口上の火炎を最適状態に近づけることができる。

【００１２】請求項４に記載のの発明は、特に、請求項
１に記載の制御部が、始動時に温度検知部の温度が所定
の時間内に所定の温度に到達しない場合には、燃焼を停
止するように指示することにより、搬送通路内の燃料溜
まりや火炎の保炎不良を判定することになり、燃焼装置
の異常を把握することができる。

【００１３】請求項５に記載のの発明は、特に、請求項
１に記載の制御部が、温度検知部の温度を給気温度検知
部の値により、補正を行って指示を行うことにより、気
候の変化による外気温度の高低を把握して、炎口上の火
炎の変化を予測することになり、より正確に送風機の風
量をコントロールできる。

【００１４】請求項６に記載のの発明は、特に、請求項
１に記載の温度検知部を搬送通路に複数個設けることに
より、搬送通路の広範囲の温度分布を把握することにな
り、温度検知部の温度測定の精度を向上することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例についてを図面を参照
しながら説明する。

【００１６】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例における燃焼装置の断面図を示すものである。

【００１７】図１において、１６は、液体燃料である灯
油を燃料タンク（図示せず）から燃焼装置に汲み上げる
燃料ポンプである。

【００１８】１７は、燃料ポンプ１６から送油管１８を
介して液体燃料が供給される燃料供給ノズルである。

【００１９】１９は、燃料供給ノズル１７前方に設けら
れた気化器で、アルミ、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
れた筒状に形成されている。気化器１９の側面には、送
風管２０の端部が臨むように、一部を開口された気化器
蓋２１が設けられており、この気化器蓋２１は、アル
ミ、黄銅、銅、鋳鉄等の熱伝導の良い材料で造られてい
る。燃料供給ノズル１７は、送風管２０内に気化器１９
に向けて挿入されている。気化器１９の下部には、気化
器蓋２１とで構成させる混合気噴出口２２が設けられて
いる。

【００２０】２３は、混合気噴出口２２下方に設けら
れ、アルミ、黄銅、銅、鋳鉄等の熱伝導の良い材料で碗
状に形成された搬送通路である。搬送通路２３は、混合
気噴出口２２の下方に位置する部分に窪み部２４を設
け、その窪み部２４から碗状に形成された搬送通路２３
の端部まで傾斜部２５を構成している。

【００２１】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た
多孔状の炎口２６が設けられている。炎口２６は、気化
器１９と共に搬送通路２３の上に載置される。

【００２２】２７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１９、搬送通路２３、炎
口２６の周囲を囲むように設けられた空気通路２８とな
っている。

【００２３】２９は、炎口２６を複数個に分割するよう
に設ける筒状の２次空気通路で、その両端は空気通路２
８に開放されている。炎口２６の下流側に向かって臨む
複数個の２次空気噴出口３０を設けている。複数個の炎
口２６と２次空気通路２９は、気化器１９に対して並行
に配置されている。炎口２６と２次空気通路２９は、下
流側に向かって同一平面になるように構成される。２次
空気通路２９の端部は、空気通路２８に連通される。炎
口２６と２次空気通路２９の構成上の組み合わせは、気
化器１９に隣接する側を炎口２６に、その反対側の空気
通路２８に隣接する側を２次空気通路２９になるように
構成する。

【００２４】３１は、炎口２６と空気通路２８との間に
設けられた側壁で、その内側に燃焼室３２が形成され
る。炎口２６の装着は、その搬送通路２３側の端部で２
次空気通路２９とともに、その一部に複数個の点溶接を
行うことで行われている。

【００２５】３３は、気化器１９の背面に燃焼室３２に
張り出すように複数個に分割形成されたフィン状の受熱
部である。受熱部３３は、炎口２６の上方に張り出すよ
うな位置に構成されている。

【００２６】３４は、空気通路２８の天板部３５に、炎
口２６の上方を覆うように載置された熱交換器である。
熱交換器３４は、熱伝導の良い、耐熱性の銅やアルミ材
料を用いて筒状に構成され、途中に複数本の温水管に多
数の板状のフィンを設けている。

【００２７】３６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２８の側部の一部に連通された送風通路３７に
連結されている。この送風通路３７の内部に、前記送風
管２０が設けられている。この送風管２０には、気化器
蓋２１に挿入される手前の位置に、送風通路３７と連通
する複数個の連通口３８が設けられている。

【００２８】３９は、送風通路３７内に設けられた気化
用空気調節器で、開閉によって送風管２０の送風抵抗を
変化させる閉止ダンパ４０と上部ダンパ４１とこれらの
閉止ダンパ４０と上部ダンパ４１を回転駆動する駆動装
置４２とで構成されている。閉止ダンパ４０と上部ダン
パ４１は、２枚の板の板面を軸として同軸上に回転させ
る構成で設けられており、上下方向の開閉でも左右方向
の開でも良い。閉止ダンパ４０は、送風管２０の入り口
に接触する側に設けられ、一部に複数個の透孔４３を設
けている。上部ダンパ４１は、閉止ダンパ４０の外側に
重なり合う位置に設けられ、最小燃焼量を含む領域のモ
ードの時は閉止ダンパ４０に略接触し、透孔４３を略閉
塞し、燃焼量が中間の領域のモードの時は閉止ダンパ４
０との間に角度を設けて、透孔４３を開口させるように
構成されている。燃焼量が最大になる領域を含むモード
の時は、閉止ダンパ４０と上部ダンパ４１がともに開放
され、送風管２０の入り口が最大に拡大される。駆動装
置４２はステッピングモータやソレノイドやモータと歯
車、カム等を用いて、閉止ダンパ４０と上部ダンパ４１
がそれぞれの動作を行うように組み合わせて構成され、
駆動装置４２の駆動部分が閉止ダンパ４０と上部ダンパ
４１に連結されている。

【００２９】４４は、電熱式のヒータで、気化器１９に
鋳込まれたニクロム線、カンタル線等の発熱体で構成さ
れる。

【００３０】４５は、気化器１９の温度を検知するため
の気化器温度検知部で、サーミスタ、熱電対等で構成さ
れる。

【００３１】４６は、気化器温度検知部４５の信号から
電熱式のヒータ４４をオン、オフさせて、気化器１９を
所定の温度に維持する制御部である。制御部４６は、運
転スイッチの指示や負荷の大きさにより燃料ポンプ１６
と送風機３６を適正な状態にコントロールするように設
けられる。

【００３２】４７は、搬送通路２３の傾斜部２５の外壁
に設置された温度検知部である。温度検知部４７は、サ
ーミスタ、熱電対等で構成される。温度検知部４７の信
号を受けて、制御部４６が送風機３６の回転数を調整し
て炎口２６上の火炎に対する風量をコントロールするよ
うに設けている。

【００３３】４８は、炎口２６上に形成される火炎であ
る。

【００３４】４９は、空気の流れである。

【００３５】５０は、可燃の混合気の流れである。

【００３６】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下その動作、作用を説明する。

【００３７】まず、電源（図示せず）を投入するとヒー
タ４４に通電され、気化器１９が加熱される。気化器１
９が所定の温度に達すると気化器温度検知部４５により
検知を行い、制御部４６の指示により送風機３６が作動
し、燃焼用空気が供給される。送風通路３７に供給され
た空気４９は気化用空気調節器３９の閉止ダンパ４０と
上部ダンパ４１で空気量を調節した後、送風管２０内に
供給される１次空気と２次空気通路２９内に供給される
２次空気とに分けられる。これと同時に燃料ポンプ１６
が作動し、燃料が燃料供給ノズル１７から気化器１９に
噴霧される。燃料は高温の気化器１９壁面で気化され、
送風管２０を介して供給される空気４９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、
均一な可燃の気化ガス５０となって炎口２６に送られ
る。

【００３８】またあらかじめ火花放電を行っていた点火
電極（図示なし）により炎口２６から噴出する可燃の混
合気５０に着火し、火炎４８が形成され燃焼を開始す
る。

【００３９】以後、火炎４８の熱を気化器１９の受熱部
３３で受けて、気化器１９は加熱される。炎口２６上に
形成された火炎４８は、炎検知部（フレームロッド：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。また燃焼で生じた高温の燃焼ガスは、熱交換器３
４で熱交換され排出される。

【００４０】ここで、燃焼装置に強風（場合によっては
弱風や微風でも有りうる）が当たり、送風機３６の送風
に抵抗が働くと、送風量が減少し、炎口２６上に形成さ
れた火炎４８に適正な空気が送られないので、空気不足
の状態になる。特に、燃焼量を小さく設定したときは、
混合気の噴出速度は、最低になり、火炎４８は、炎口２
６に密着し、炎口２６の温度は上昇し、赤熱（８００℃
前後）する。

【００４１】炎口２６の温度が上昇すると、炎口２６の
近傍に構成する搬送通路２３の傾斜部２５の内壁温度が
上昇するので、搬送通路２３の外壁に設けた温度検知部
４７で検知を行い、その信号を受けて、制御部４６は、
温度検知部４５の示す温度が、あらかじめ設定されてい
る炎口２６の上流側に逆火するのを防止できる限界の温
度になると、送風機３６の回転数を増加させて、風量を
増加させ、炎口２６に送る混合気の濃度を薄くして、火
炎４８をリフトさせ、火炎４８の炎口２６に対する密着
を解消して、炎口２６の温度上昇が防止される。

【００４２】また、炎口２６の温度上昇が防止され、適
正な値に保たれているときに、強風が収まり、逆に空気
過剰が進んだ燃焼になると、温度検知部４７の示す温度
が、あらかじめ設定されている火炎４８の悪化による臭
気や一酸化炭素の発生を防止できる限界の温度になる
と、送風機３６の回転数を減少させて風量を減少させ、
炎口２６に送る混合気の濃度を適正な薄さに設定して、
安定した燃焼状態に復帰させている。

【００４３】以上のように、本実施例においては、気化
器１９の下流側に連通する搬送通路２６の傾斜部２５に
温度検知部４７を設け、この温度検知部４７の信号を受
けて送風機３６の風量を増加させる制御部４６を備える
ことにより、強風時に火炎４８を炎口２６に密着させな
いようにして、炎口２６上流への逆火や炎口２６の変形
を防止しすることができる。

【００４４】また、本実施例では搬送通路２３の外壁に
設けた温度検知部４１で検知を行い、その信号を受け
て、制御部４６は、温度検知部４７の示す温度により送
風機３６の回転数を可変させて、風量を増減することに
より、火炎４１の空気量を適正な値に近づけて管理で
き、安定した燃焼を維持できる。

【００４５】また、本実施例の炎口２６上の火炎４８に
対しても、温度検知部４７の示す温度により送風機３６
の風量を増加させる制御部４６を備えることにより、火
炎４８の空気不足を解消して、すすの発生を防止でき
る。

【００４６】また、搬送通路２３を熱伝導の良い銅で構
成する場合に、温度検知部４７の示す温度により送風機
３６の回転数を可変させて、風量を増加することによ
り、炎口２６からの輻射熱を防止し、また空気で搬送通
路２３内を冷却し、銅の高温酸化を防止して、搬送通路
２３の耐久性を向上できる。

【００４７】（実施例２）図１は、本発明の第２の実施
例の燃焼装置を示す断面図である。図１において、２６
は、炎口、３６は、送風機、４６は、制御部、４７は、
温度検知部、４８は、火炎で、実施例１と異なるところ
は、制御部４５が温度検知部４７の温度が送風機３６の
風量を増加させて所定の温度に復帰したときに、送風機
３６の風量を固定する時間帯を設けた点である。

【００４８】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下その動作、作用について説明する。

【００４９】制御部４６が、温度検知部４７の温度が送
風機３６の風量を増加させて所定の温度に復帰したとき
に、送風機３６の風量を一定に固定する時間帯（タイム
ラグ）を設けて、次の動作に移行することを遅らせる。

【００５０】以上のように、本実施例においては、送風
機３６の風量を固定する時間帯を設けることにより、炎
口２６上の火炎４８が空気不足から適正な空気配分に戻
ったときに、所定の時間だけ火炎状態を保つことにな
り、火炎４８や周囲の温度を安定させて、火炎４８から
の臭気発生という排ガス特性の悪化を防止できる。

【００５１】（実施例３）図１は、本発明の第３の実施
例の燃焼装置を示す断面図である。図１において、２６
は、炎口、３６は、送風機、４６は、制御部、４７は、
温度検知部、４８は、火炎で、実施例１と異なるところ
は、制御部４６が、温度検知部４７の温度が送風機３６
の風量の増加により所定の温度以下に低下したときに送
風機３６の風量を徐々に段階的に減少させる点である。

【００５２】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下その動作、作用について説明する。

【００５３】制御部４６が、温度検知部４７の温度が送
風機３６の風量の増加により所定の温度以下に低下した
ときに、送風機３６の風量を徐々に段階的に減少させ、
炎口２６上の火炎４８の急激な変化による温度ばらつき
を解消させながら可変させる。

【００５４】以上のように、本実施例においては、再度
の温度上昇を防止しながら、搬送通路２３を介して、炎
口２６上の火炎４８の状態を安定に保ちながら、最適状
態に近づけることができる。

【００５５】（実施例４）図１は、本発明の第４の実施
例の燃焼装置を示す断面図である。図１において、２３
は、搬送通路、４６は、制御部、４７は、温度検知部、
４８は、火炎で、実施例１と異なるところは、制御部４
６が、温度検知部４７の温度が所定の時間内に所定の温
度に到達しない場合には、燃焼を停止するように指示す
る点である。

【００５６】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下その動作、作用について説明する。

【００５７】制御部４６が、始動時に温度検知部４７の
温度が所定の時間内に所定の温度に到達しない場合に
は、燃焼を停止するように指示することにより、搬送通
路２３内の燃料溜まりや火炎４８の保炎不良を判定す
る。

【００５８】以上のように、本実施例においては、温度
検知部４７の温度が所定の時間内に所定の温度に到達し
ない時に燃焼装置の異常を把握して、燃焼装置を停止す
ることができる。

【００５９】（実施例５）図２は、本発明の第５の実施
例の燃焼装置を示す断面図である。図２において、２６
は、炎口、３６は、送風機、４６は、制御部、４７は、
温度検知部、５１は、給気温度検知部で、実施例１と異
なるところは、制御部４６が温度検知部４７の温度を給
気温度検知部５１の値により、補正を行って送風機３６
に指示を行う点である。

【００６０】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下その動作、作用について説明する。

【００６１】制御部４６が、温度検知部４７の温度を給
気温度検知部５１の値により、補正を行って指示を行う
ことにより、気候の変化による外気温度の高低を把握し
て、炎口２６上の淡炎の変化を予測して指示を行う。こ
のとき給気温度が上昇し易い夏場は、温度検知部４７の
温度を低めに見積り、給気温度が低下する冬場は、温度
検知部４７の温度を高めに見積もるように補正する。

【００６２】以上のように、本実施例においては、温度
検知部４７の温度をより正確に把握して送風機３６の風
量をコントロールでき、年間を通じて安定した燃焼を維
持できる。

【００６３】（実施例６）図３は、本発明の第６の実施
例の燃焼装置を示す断面図である。図３において、２３
は、搬送通路、２６は、炎口、３６は、送風機、４６
は、制御部、４７は、温度検知部、５２は、第２の温度
検知部で、実施例１と異なるところは、搬送通路２３に
第２の温度検知部５２を設ける点である。

【００６４】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下その動作、作用について説明する。

【００６５】制御部４６は、温度検知部４７と第２の温
度検知部５２の信号から搬送通路２３の広範囲の温度分
布を把握して、炎口２６の状態をより正確に評価する。

【００６６】以上のように、本実施例においては、搬送
通路２３の複数箇所あるいは、複数個の炎口２６の状態
を把握することにより、制御部４６の送風機３６に対す
る指示の精度を向上することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、燃焼装置
に強風が当たる時に、火炎を炎口に密着させないように
して、逆火や炎口の変形を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１〜４における燃焼装置の断面
図

【図２】本発明の実施例５における燃焼装置の断面図

【図３】本発明の実施例６における燃焼装置の断面図

【図４】従来の燃焼装置の断面図

【符号の説明】

１９気化器２３搬送通路２６炎口３６送風機４６制御部４７温度検知部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体燃料を気化する気化器と、この気化
器の下流側に連通する搬送通路と、前記搬送通路の下流
側に設置され、火炎を形成する炎口と、この炎口の下方
に構成する前記搬送通路の一部に設ける温度検知部と、
この温度検知部の信号を受けて送風機の風量を変化させ
る制御部を備えてなる燃焼装置。
【請求項２】制御部は、温度検知部の温度が送風機の
風量を増加させて所定の温度に復帰したときに、送風機
の風量を固定する時間帯を設ける請求項１に記載の燃焼
装置。
【請求項３】制御部は、温度検知部の温度が送風機の
風量の増加により所定の温度以下に低下したときに送風
機の風量を徐々に段階的に減少させる請求項１または２
に記載の燃焼装置。
【請求項４】制御部は、始動時に温度検知部の温度が
所定の時間内に所定の温度に到達しない場合には、燃焼
を停止するように指示する請求項１〜３のいずれか１項
に記載の燃焼装置。
【請求項５】制御部は、温度検知部の温度を給気温度
検知部の値により、補正を行って指示を行う請求項１〜
４のいずれか１項に記載の燃焼装置。
【請求項６】温度検知部を搬送通路に複数個設ける請
求項１〜５のいずれか１項に記載の燃焼装置。