JP3736629B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器等に好適に使用可能な燃焼装置に関するものであり、特に周期的に開閉可能な間欠開閉弁を備えた燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、給湯装置等に代表される湯水加熱装置には、石油等の液体燃料を噴霧して燃焼させる燃焼装置が多用されている。図１３は、燃料を噴霧して燃焼させる燃焼装置を内蔵した給湯装置の断面図である。図１３において、１３０は給湯装置であり、１３１は燃焼装置である。図１３に示す燃焼装置１３１は、燃焼ケース１３２を有し、燃焼ケース１３２の下方に、熱交換器１３３が設けられている。熱交換器１３３は、燃焼ケース１３２内に水管が挿通されたものである。
【０００３】
燃焼装置１３１は、燃料噴射ノズル１３５とノズル収納筒１３６と燃焼筒１３７と送風機１３８とを具備している。燃料噴射ノズル１３５は、ノズル収納筒１３６内に収納され、外部から供給された燃料を燃焼筒１３７内に噴霧するものである。
【０００４】
図１４は、燃焼装置１３１における燃料系統を示す概念図である。燃料噴射ノズル１３５は、燃料を噴霧する噴霧開口を有し、内部に噴霧開口に至る往き側流路と、噴霧開口から戻る戻り側流路が設けられている。燃料噴射ノズル１３５の入り側には、第１ポンプ１４０及び第２ポンプ１４１が直列的に接続されており、電磁弁１４２を介して燃料タンク１４３に接続されている。ここで第１ポンプ１４０は吐出量を任意に変更できる電磁ポンプであり、第２ポンプ１４１は定差圧ポンプである。一方、燃料噴射ノズル１３５の戻り側には、逆止弁１４５及び比例弁１４６が直列的に接続されており、往き側流路の第１ポンプ１４０よりも上流側に接続されている。
【０００５】
図１５は、従来の燃焼装置１３１に採用されている比例弁１４６の模式図である。比例弁１４６は、ケーシング１５０内に燃料流路１５１が形成されている。ケーシング１５０には、戻り側流路中を流れる燃料の圧力を緩衝すべく、アキュームレータ１５４が取り付けられ一体化されている。燃料流路１５１の端部には逆止弁１４５が接続される燃料流入口１５２と、燃料が流出する燃料流出口１５３とが形成されており、燃料流路１５１の中途には、弁座１５５が設けられている。弁座１５５には、接離自在なように球状の弁体１５６が配設されている。弁体１５６に当接する位置には、プランジャ１５７が配置されている。プランジャ１５７の周囲には、コイル１５８が設けられている。コイル１５８に通電すると、プランジャ１５７は、ケーシング１５０の軸線上を進退し、弁体１５６を押し動かす。
【０００６】
弁体１５６がプランジャ１５７に押し動かされると、燃料流路１５１の流路面積が変化し、燃料流入口１５２から燃料流出口１５３へと流れ出る燃料の流量が変化する。よって、比例弁１４６は、図示しない電力調整手段によりコイル１５８に流す電力を変化させることで戻り側流路を流れる燃料の流量を調整することができる。
【０００７】
従来技術の燃焼装置１３１では、燃料タンク１４３から供給された燃料が第１ポンプ１４０によって加圧され、第２ポンプ１４１の吸入側に供給される。燃料は、第２ポンプ１４１によってさらに加圧され、燃料噴射ノズル１３５へと流入する。
【０００８】
加圧され高圧状態の燃料は、燃料噴射ノズル１３５の突端の噴霧開口に至り、その一部が外部に開放されて霧状に噴射される。燃料噴射ノズル１３５に供給されたものの噴霧されなかった残余の燃料は、逆止弁１４５を通過して比例弁１４６の燃料流入口１５２に流入する。燃料流入口１５２から比例弁１４６内に流入した燃料は、コイル１５８に流される電流量に応じた流量で往き側流路の上流側へと戻される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃焼装置１３１において、燃料噴霧ノズル１３５から噴霧される燃料の噴霧量の調整は、比例弁１４６から往き側流路に戻される燃料の流量の調整により行われていた。即ち、従来の燃焼装置１３１は、要求される燃焼量に応じて、比例弁１４６のコイル１５８に所定の電力を印加することにより、弁体１５６の開度を調整し、燃料の噴霧量を調整していた。
【００１０】
燃焼装置１３１を燃焼駆動させると、雰囲気温度の変化などにより次第に比例弁１４６の温度が変化し、ケーシング１５０内のコイル１５８の温度も変化する。コイル１５８は、温度変化によりその抵抗値が増減する。そのため、コイル１５８の温度が不安定な場合には、コイル１５８に流れる電流量が不安定となり、戻り流路を流れる燃料の流量の調整が困難である。よって、従来の燃焼装置１３１は、燃料の噴霧量を精度よく調整し、燃焼状態を安定化することが困難であり、供給電流量を安定化すべく定電流回路を別途設ける必要があった。
【００１１】
また、比例弁１４６は、プランジャ１５７を進退させることにより、弁体１５６と燃料流路１５１との隙間を微調整し、燃料の流量を調整するものである。そのため、比例弁１４６は、燃料流路１５１や弁体１５６の形状などの機械的バラツキにより、燃料の流量が大きく変化してしまう。そのため、従来の燃焼装置１３１では、燃料を安定燃焼させるために、コイル１５８に接続された電力調整手段に上記した機械的バラツキを調整するための調整手段を別途設ける必要があった。
【００１２】
そこで、上記した問題を解決すべく、本発明者らは、燃料の流量制御弁として図３に示すようなインジェクター弁１０（間欠開閉弁）を採用し、実験を行った。ここで、インジェクター弁１０とは、極めて短い時間で断続的に弁体３３を開閉できるものである。さらに詳細には、インジェクター弁１０は、ケーシング３０の内部にアクチュエーター３１と、電磁コイル３２と、弁体３３とを備えている。インジェクター弁１０は、電磁コイル３２に電流が流れると、アクチュエーター３１が駆動し、弁体３３が開く。
【００１３】
上記したインジェクター弁１０を流量制御弁として用いれば、比例弁等を流量制御弁として採用する場合に比べて、より一層精度よく燃焼量を調整できる。しかし、インジェクター弁１０を採用した場合、燃焼装置１３１が燃焼駆動すると、弁体３３の開閉に伴う騒音が発生する。燃焼装置１３１の燃焼量が多い場合、この騒音は燃焼騒音に掻き消されるが、燃焼装置１３１の燃焼量が少ない場合には、インジェクター弁１０の開閉に伴う騒音が際だつ。インジェクター弁１０の開閉に伴い発生する騒音は、弁体３３とケーシング３０との衝突により発生する金属的で耳障りな騒音であり、使用者等に不快感を与えるものである。
【００１４】
そこで本発明は、上記した問題に鑑み、燃料の噴霧量を精度よく調整でき、燃焼駆動時に発生する騒音が小さい燃焼装置の提供を目的とした。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そこで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、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、前記燃料回路の中途には、周期的に開閉可能な間欠開閉弁が設けられており、当該間欠開閉弁の燃料導入側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料噴出側には噴出側継手が接続されており、前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、遮音部材と、間欠開閉弁との間に弾性部材が介在し、遮音部材と間欠開閉弁との隙間を埋めていることを特徴とする燃焼装置である。
【００１６】
本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の一部又は全部が導入側継手および噴出側継手により包囲されている。そのため、燃焼駆動に伴い間欠開閉弁の開閉頻度が上昇した場合であっても、間欠開閉弁の開閉に伴う騒音の漏洩を大幅に低減することができる。
【００１７】
上記した構成によれば、燃焼駆動に伴う間欠開閉弁の開閉により発生する騒音や振動の大部分を弾性部材に吸収させることができる。そのため、上記した構成によれば、間欠開閉弁の駆動時に発生する騒音を燃焼駆動により発生する燃焼騒音に掻き消される程度にまで低減することができる。
【００１８】
また、本発明の燃焼装置は、導入側継手および噴出側継手と、間欠開閉弁との隙間に配置されている弾性部材により間欠開閉弁の取付位置を精度良く調整できる。そのため、上記した構成によれば、燃焼駆動時における間欠開閉弁のがたつきが起こらず、間欠開閉弁のがたつきによる騒音も発生しない。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、前記燃料回路の中途には、周期的に開閉可能な間欠開閉弁が設けられており、間欠開閉弁は、燃料流入口と燃料流出口とを有し、当該間欠開閉弁の燃料流入口側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料流出口側には噴出側継手が接続されており、前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、導入側継手及び噴出側継手には凹部が設けられており、間欠開閉弁の端部が前記凹部に挿入されており、導入側継手の凹部と間欠開閉弁の端部との間、および、噴出側継手の凹部と間欠開閉弁の端部との間には弾性部材が介在されていることを特徴とする燃焼装置である。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、前記燃料回路の中途には、周期的に開閉可能な間欠開閉弁が設けられており、間欠開閉弁は、燃料流入口と燃料流出口とを有し、当該間欠開閉弁の燃料流入口側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料流出口側には噴出側継手が接続されており、前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、導入側継手及び噴出側継手には凹部が設けられており、間欠開閉弁の端部が前記凹部に挿入されており、間欠開閉弁と凹部との隙間が、弾性部材により封止されていることを特徴とする燃焼装置である。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、前記燃料回路の中途には、燃料流入口と燃料流出口とを有し、周期的に往復動を行い弁体を開閉するアクチュエータを内蔵した間欠開閉弁が設けられており、当該間欠開閉弁の燃料流入口側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料流出口側には噴出側継手が接続されており、前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、導入側継手及び噴出側継手には凹部が設けられており、間欠開閉弁の端部が前記凹部に挿入されており、導入側継手又は噴出側継手と、間欠開閉弁とによりアクチュエーターの往復動の方向に形成される隙間には、弾性部材が介在しており、間欠開閉弁と凹部との隙間が、弾性部材により封止されていることを特徴とする燃焼装置である。
【００２２】
請求項２乃至４に記載の燃焼装置は、間欠開閉弁の一部又は全部が導入側継手および噴出側継手により包囲されている。そのため、燃焼駆動に伴い間欠開閉弁の開閉頻度が上昇した場合であっても、間欠開閉弁の開閉に伴う騒音の漏洩を大幅に低減することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、導入側継手と噴出側継手とは互いに嵌合しており、間欠開閉弁は、前記導入側継手および噴出側継手により閉塞された空間内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２４】
本発明の燃焼装置において、導入側継手と噴出側継手とは互いに嵌合しており間欠開閉弁は前記導入側継手と噴出側継手とによって包囲されている。そのため、燃焼駆動時に間欠開閉弁で発生した振動が伝播しても、導入側継手および噴出側継手の位置ズレが発生しない。
【００２５】
また、上記した構成によれば導入側継手および噴出側継手の位置ズレが発生しないため、間欠開閉弁が配置されている空間の閉塞状態が変化しない。そのため、上記した構成によれば、燃焼駆動に伴う間欠開閉弁の振動や騒音の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、間欠開閉弁が、周期的に開閉する弁体と、当該弁体を内蔵する弁体収納部とを有し、当該弁体収納部には弾性部材が装着されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２７】
弁体収納部は、周期的に開閉動作を行う弁体を収納した部分であるため、間欠開閉弁の駆動時に最も振動や騒音が発生する部分である。本発明の燃焼装置においては、振動や騒音が最も大きいと想定される弁体収納部に弾性部材を装着したものである。そのため、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の駆動に伴い発生する振動や騒音の大部分を前記弾性部材により吸収できる。
【００２８】
上記した発明と同様の課題を解決すべく提供される請求項７に記載の発明は、導入側継手および噴出側継手と、間欠開閉弁との間には、充填部材が充填されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２９】
かかる構成によれば、間欠開閉弁の駆動により発生する騒音や振動を充填部材に吸収させることができる。従って、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の開閉による金属的で耳障りな騒音が外部にほとんど漏洩せず、使用者等に不快感を与えることなく燃焼駆動することができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、間欠開閉弁と導入側継手および噴出側継手との接続部のうち、少なくとも噴出側継手との接続部は弾性部材を介して密閉固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３１】
本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁と導入側継手および噴出側継手との接続部のうち、少なくとも噴出側継手との接続部が弾性部材を介して密閉固定されているため、当該接続部における燃料の漏洩が起こらない。さらに、上記した構成によれば、間欠開閉弁の振動の伝播を最小限に抑制することができ、間欠開閉弁の駆動に伴う振動や騒音の漏洩を抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の一部又は全部が遮音部材により包囲された構造であるため、間欠開閉弁の開閉に伴う騒音がほとんど外部に漏洩しない。
【００３３】
上記したように、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁において発生する振動や騒音を弾性部材および遮音部材の双方において吸収する構造であり、騒音の漏洩を防止する方策が２重になされている。そのため、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の開閉に伴う耳障りな騒音がほとんど漏洩せず、使用者に不快感を与えることなく燃焼駆動を行える。
【００３４】
請求項９に記載の発明は、燃料回路が、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路と、前記噴霧手段に燃料を送る燃料ポンプとを備えており、導入側継手あるいは噴出側継手は、燃料ポンプおよび噴霧手段に直接的に接続されているいることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３５】
本発明の燃焼装置は、導入側継手あるいは噴出側継手が燃料ポンプおよび噴霧手段に直接的に接続されている。即ち、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁と燃料ポンプおよび噴霧手段とを繋ぐ配管が導入側継手又は噴出側継手に一体化されている。そのため、上記した構成によれば、噴霧手段に繋がる燃料回路を簡素化することができる。
【００３６】
本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁と燃料ポンプおよび噴霧手段とを繋ぐ配管が導入側継手又は噴出側継手に一体化したものであるため、燃焼装置の組み立てが容易である。また、上記した構成によれば、従来の燃焼装置よりも構成部品の点数を削減することができ、製造コストを削減することができる。
【００３７】
請求項１０に記載の発明は、間欠開閉弁に繋がる配線を導入側継手および噴出側継手により閉塞された空間から導出するための配線導出孔を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である燃焼装置を備えた給湯装置（湯水加熱装置）について説明する。図１は、本実施形態の給湯装置の要部の一部を破断した正面図である。また、図２は、本実施形態の燃焼装置における燃料系統を示す模式図である。図３は、本実施形態の燃焼装置が具備しているインジェクター弁の断面図である。図４は、図３に示すインジェクター弁と導入側継手および噴出側継手との接続状態を示す斜視図である。また、図５は図４に示す導入側継手を底面側から見た状態を示す斜視図である。図６は、図４に示す噴出側継手の破断図である。図７は図３に示すインジェクター弁に導入側継手と噴出側継手とを接続した状態を示す断面図である。また、図８（ａ）は、図４に示す導入側継手の変形実施形態を示す斜視図であり、同（ｂ）は噴出側継手の変形実施形態を示す斜視図である。図９は、図３に示すインジェクター弁に装着される弾性部材の変形実施形態を示す斜視図である。また、図１０は、本発明の別の実施形態を示す斜視図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ断面図である。図１２は、本発明のさらに別の実施形態を示す正面図である。なお、図１２において、導入側継手および噴出側継手については説明の都合により断面形状を図示している。
【００３９】
図１において、１は本実施形態の給湯装置（湯水加熱装置）であり、２は本実施形態の給湯装置１に用いられる燃焼装置である。３は本実施形態の燃焼装置２に採用される燃料噴射ノズルである。本実施形態の給湯装置１は、燃焼ケース４を有し、その下方に熱交換器５が設けられたものである。熱交換器５は、燃焼ケース４内に水管が挿通されたものである。本実施形態の燃焼装置２は、従来の燃焼装置１０１と同様に、空気ケース６の内部に端部が開放したノズル収納筒７と、ノズル収納筒７の端部に接続された燃焼筒８とを備えている。空気ケース６には、燃焼筒８内に空気を送り込む送風機９が接続されている。
【００４０】
本実施形態の燃焼装置２は、従来の燃焼装置１３１の燃料系統が備えている比例弁１１６に代わってインジェクター弁１０（間欠開閉弁）が採用されている点が大きく異なる。本実施形態の燃焼装置２は、図２に示すような燃料系統に接続されている。燃焼装置２のノズル収納筒７に収納されている燃料噴射ノズル３は、燃料を噴霧する噴霧開口を有する。燃料噴射ノズル３は、内部に噴霧開口に至る往き側流路と、噴霧開口から戻る戻り側流路とを有する。
【００４１】
燃料噴射ノズル３に接続されている燃料系統は、従来の燃焼装置１０１に採用されている燃料系統とほぼ同一である。即ち、燃料噴射ノズル３の入り側には、図２に示すように燃料往路１１が接続されている。燃料往路１１は、燃料タンク１２、電磁弁１３およびポンプ１５が直列的に接続されたものである。一方、燃料噴射ノズル３の戻り側には、噴霧されずに残った燃料を燃料往路１１に戻す燃料復路１７が接続されている。燃料復路１７は、逆止弁１８とアキュームレータ２０とインジェクター弁１０とが直列的に接続されたものである。アキュームレータ２０は、燃料復路１７中を流れる燃料の圧力を緩衝するものである。燃料復路１７は、燃料往路１１の電磁弁１３とポンプ１５との間に接続されている。
【００４２】
本実施形態の燃焼装置２は、図３に示すようなインジェクター弁１０を具備しており、極めて短い時間で断続的に開閉する機能を備えている。インジェクター弁１０は、ケーシング３０内にアクチュエータ３１と、アクチュエータ３１を駆動させるための電磁コイル３２と、アクチュエータ３１に連動する弁体３３とを有する。ケーシング３０の両端部には、ケーシング３０内に燃料を供給するための燃料流入口３５と、燃料を流出する燃料流出口３６とが設けられている。また、ケーシング３０の内部には、燃料流入口３５から流入した燃料が流通する燃料流路３７が設けられている。
【００４３】
ケーシング３０は樹脂製であり、インジェクター弁１０の燃料流入口３５側の端部から、燃料流出口３６側に至る大部分を被覆している。即ち、インジェクター弁１０は、燃料流出口３６側の端部を除く部分が、ケーシング３０により被覆されている。インジェクター弁１０の燃料流出口３６側の端部には、弁体３３を収納している金属製の弁体収納部３９の一部が露出している。
【００４４】
ケーシング３０の軸方向の中間部には、接続端子３８が設けられている。接続端子３８は、電磁コイル３２に接続されており、接続端子３８に電流を供給すると電磁コイル３２が励磁される。その結果、ケーシング３０内のアクチュエータ３１が駆動し、アクチュエータ３１と連動して弁体３３が開く。即ち本実施形態で採用する燃料噴射ノズル３は、接続端子３８に電流が供給されている間、弁体３３が開き、電流が停止すると弁体３３が閉じる。弁体３３は、極めて鋭敏に反応し、瞬間的に開閉される。
【００４５】
ケーシング３０の燃料流入口３５側の端部および弁体収納部３９の燃料流出口３６側の端部には、それぞれ環状の凹部４０，４１が設けられている。凹部４０，４１にはそれぞれＯリング４３，４５（弾性部材）が係合している。Ｏリング４３，４５は、インジェクター弁１０と後述する導入側継手４６および噴出側継手４７との隙間を埋めるものであると共に、インジェクター弁１０の振動が導入側継手４６や噴出側継手４７等に伝搬するのを防止する防震部材としても機能する。
【００４６】
また、特にＯリング４５は、インジェクター弁１０と噴出側継手４７とにより、アクチュエーター３１の往復動の方向に形成される隙間、即ちインジェクター弁１０の往復動の方向の力が作用する位置に装着されている。そのため、Ｏリング４５は、インジェクター弁１０の往復動の方向に発生する振動を確実に吸収することができる。
【００４７】
インジェクター弁１０には、図４および図５に示すように導入側継手４６と噴出側継手４７とが接続されている。さらに詳細には、インジェクター弁１０の燃料流入口３５側には、導入側継手４０が接続されており、燃料流出口３６側には、噴出側継手４１が接続されている。
【００４８】
導入側継手４６は、図４，図６に示すように全体が金属製で略箱形の部材である。導入側継手４６は、大別してインジェクター弁１０の燃料流入口３５と嵌合する流入口接続部５１と、インジェクター弁１０の接続端子３８を収納する収納部５２とにより構成されている。
【００４９】
流入口接続部５１は、導入側継手４６の底面５０側に、インジェクター弁１０の燃料流入口３５側と略同一径の凹部５３を有する。また、導入側継手４６の天面５５側には、配管接続部５６が設けられている。配管接続部５６には連通孔５７が設けられており、連通孔５７は前記した凹部５３に連通している。流入口接続部５１は、凹部５３および配管接続部５６により構成されており、連通孔５７を介して燃料をインジェクター弁１０の燃料流入口３５に供給する部分として機能する。
【００５０】
収納部５２は、導入側継手４６の流入口接続部５１に隣接する位置に設けられており、底面５０側が開口した凹状の部分である。収納部５２の側面には、接続端子３８に繋がる配線を外部に導出するための配線導出孔５８が設けられている。
【００５１】
噴出側継手４７は、図４，図６に示すように全体が金属製であり、インジェクター弁１０の燃料流出口３６側の部位が収納される部材である。噴出側継手４７は、天面６０が上記した導入側継手４６の底面５０と略合致する形状であり、天面６０側が開口している。噴出側継手４７は、大別してインジェクター弁１０のケーシング３０および弁体収納部３９が嵌合する本体嵌合部６１と、接続端子３８を収納する膨出部６２とにより構成されている。
【００５２】
本体嵌合部６１は、噴出側継手４７の天面６０側から底面６３側に至る凹状の部位であり、上記した導入側継手４７の流入口接続部５１に相当する位置に設けられている。本体嵌合部６１の天面６０側は、平面視が略方形であるが、底面６３側はインジェクター弁１０のケーシング３０および弁体収納部３９に略合致する形状となっている。また、本体嵌合部６１の底面には、弁体収納部３９の先端が挿入される凹部４２が形成されている。そのため、本体嵌合部６１にインジェクター弁１０を挿入すると、図７に示すようにケーシング３０あるいは弁体収納部３９と本体嵌合部６１とが嵌合し、凹部４２に弁体収納部３９の先端側が挿入される。噴出側継手４７の側面６５，６６であって、本体嵌合部６１の下方に相当する位置には、本体嵌合部６１に連通した接続部６７，６８が設けられている。接続部６７はポンプ１５が接続される部分であり、接続部６８はインジェクター弁１０から噴射された燃料を排出する部分である。
【００５３】
膨出部６２は、噴出側継手４７の本体嵌合部６１に隣接する位置に設けられており、上記した導入側継手４６を重ね合わせた際に収納部５２に対向する位置に設けられている。膨出部６２は、天面６０側が開口しているため、噴出側継手４７に導入側継手４６を被覆すると、収納部５２および膨出部６２によりインジェクター弁１０の接続端子３８を収納するための空間が形成される。
【００５４】
導入側継手４６は、図４に示すように噴出側継手４７の天面６０側に上部から導入側継手５１の底面５０が被覆するように重ね合わせられ、これによりインジェクター弁１０が収納されるハウジング部７０と、インジェクター弁１０のケーシング３０から突出している接続端子３８を収納する端子収納部７１とが形成される。インジェクター弁１０は、燃料流入口３５が導入側継手５１側を向き、燃料流出口３６が噴出側継手５２側に向くようにハウジング７０内に収納されている。また、インジェクター弁１０の接続端子３８は、端子収納部７１内に収納されている。インジェクター弁１０の接続端子３８に繋がる配線は、配線導出孔５８から外部に導出されている。
【００５５】
インジェクター弁１０の燃料流入口３５側の端部は、導入側継手４６の凹部５３に挿入されている。インジェクター弁１０と凹部５３との隙間は、インジェクター弁１０の凹部４０に取り付けられているＯリング４３により封止されている。そのため、インジェクター弁１０と凹部５３との隙間から燃料が漏洩せず、インジェクター弁１０の振動が導入側継手４６にほとんど伝播しない。
【００５６】
インジェクター弁１０の燃料流出口３６側の端部は、噴出側継手４７の本体嵌合部６１に挿入されている。インジェクター弁１０と本体嵌合部６１との隙間は、インジェクター弁１０の燃料流出口３６側に設けられている凹部４１に取り付けられているＯリング４５により封止されている。そのため、インジェクター弁１０の弁体収納部３９と本体嵌合部６１との隙間から燃料が漏洩しない。また、Ｏリング４５はゴム製であるため弾性を有する。そのため、アクチュエーター３１の往復動により発生するインジェクター弁１０の軸方向への振動や衝撃を吸収することができる。また、Ｏリング４５と弁体収納部３９とは異なる材質で形成されており、両者の固有振動数が大幅に異なるため、弁体収納部３９において発生した振動は増幅されない。
【００５７】
一方、Ｏリング４５が装着されている弁体収納部３９は、ケーシング３０に被覆されていない部分であり、振動や騒音が外部に漏洩しやすい部分である。さらに、弁体収納部３９は、内部に弁体３３が収納されている部分であるため、弁体３３の開閉に伴い振動や騒音が発生しやすい部分でもある。しかし、本実施形態においては、インジェクター弁１０と本体嵌合部６１との間にＯリングを介在させているため、インジェクター弁１０の駆動により発生する振動がＯリング４５に吸収され、導入側継手４６にはほとんど伝播しない。そのため、本実施形態の燃焼装置２においては、インジェクター弁１０の駆動により発生する金属的な騒音がほとんど外部に漏洩しない。
【００５８】
本実施形態の燃焼装置１において、インジェクター弁１０は、両端がＯリング４３，４５を介して導入側継手４６および噴出側継手４７に支持された構造である。そのため、インジェクター弁１０の駆動により発生する振動の伝播を確実に防止すると共に、インジェクター弁１０の軸ブレを最小限に抑制することができる。
【００５９】
また、噴出側継手４７とインジェクター弁１０との隙間には、シリコン製の充填材が充填されており、インジェクター弁１０のケーシング３０および弁体収納部３９を包囲している。シリコン製の充填材は、Ｏリング４３，４５と同様に弾性を有する部材であり、衝撃や振動を吸収することができる。また、前記充填材と弁体収納部３９とは材質で形成されており、両者の固有振動数が大幅に異なるため、弁体収納部３９において発生した振動は増幅されない。従って、インジェクター弁１０の駆動により発生する騒音や振動の大部分は、噴出側継手４７内に充填されている充填材に吸収され、外部に漏洩しない。
【００６０】
上記した実施形態においては、噴出側継手４７に充填材としてシリコン樹脂を注入した例を例示したが、インジェクター弁１０の振動が比較的微小な場合などは充填材を充填しない構造とすることが可能である。また、上記した実施形態の燃焼装置２は、弁体収納部３９において発生する振動や騒音が大きいため、噴出側継手４７側にのみ充填材を充填する構造を例示したが、インジェクター弁１０の構造等に応じて導入側継手４６側のみに充填材を充填する構造や、導入側継手４６および噴出側継手４７の双方に充填材を充填する構造とすることも可能である。
【００６１】
また、上記した実施形態において、噴出側継手４７にシリコン樹脂を充填した例を例示したが、導入側継手４６あるいは噴出側継手４７に充填される充填材はいかなるものであっても良い。さらに詳細には、導入側継手４６あるいは噴出側継手４７に充填する充填材は、ゴムや樹脂等を切削加工し成形した固形の充填材や、ウレタン系充填材やエポキシ系充填材といった樹脂系充填材など、いかなる充填材であっても良い。
【００６２】
また、導入側継手４６および噴出側継手４７は、図８に示すように導入側継手４６の底面５０に嵌合凹部４８を設け、噴出側継手４７の天面６０に嵌合凸部４８と嵌合可能な嵌合凸部４９を設けた構成とすることも可能である。かかる構成によれば、インジェクター弁１０で発生した振動が伝播することによる導入側継手および噴出側継手の位置ズレを防止することができる。そのため、インジェクター弁１０が配置されているハウジング部７０の閉塞状態が変化せず、燃焼駆動に伴う間欠開閉弁の振動や騒音の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００６３】
上記した実施形態においては、インジェクター弁１０において発生した振動や騒音を緩衝する弾性部材として、インジェクター弁１０に環状のＯリング４３，４５を装着した構成を例示したが、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、インジェクター弁１０に装着する弾性部材は、図９に示す弾性部材７３であっても良い。図９に示す弾性部材７３は、全体がゴム製であり、円筒形で弁体収納部３９に合致する形状の本体部７３ａと、本体部７３ａの一端側に設けられたフランジ部７３ｂとにより構成されている。弾性部材７３を用いてインジェクター弁１０を噴出側継手４７に接続すると、本体部７３ａは、本体嵌合部６１の底面に設けられた凹部４２とインジェクター弁１０の弁体収納部３９とにより挟み込まれ、フランジ部７３ｂは、ケーシング３０と本体嵌合部６１の底面との間に挟まれる。
【００６４】
弾性部材７３を用いてインジェクター弁１０を噴出側継手４７に接続すると、凹部４２とインジェクター弁１０の弁体収納部３９との隙間が本体部７３ａによって埋められるため、インジェクター弁１０の軸ブレを最小限に抑制すると共に、インジェクター弁１０の振動の伝播をより一層低減することができる。
【００６５】
また、弾性部材７３のフランジ部７３ｂは、インジェクター弁１０と噴出側継手４７によりアクチュエーター３１の往復動の方向に形成される隙間を埋めることができる。そのため、フランジ部７３ｂは、アクチュエーター３１の往復動によるインジェクター弁１０の軸方向の振動を吸収することができる。
【００６６】
また、本発明の燃焼装置において、ハウジング７０内に注入される充填材は、導入側継手および噴出側継手と材質が異なることが好ましい。上記した実施形態において、ハウジング７０内に注入されている充填材であるシリコン樹脂と、導入側継手および噴出側継手を構成する金属とは固有振動数が大幅に異なるため、インジェクター弁１０の振動の増幅が起こらない。そのため、上記した構成によれば、インジェクター弁１０の振動の伝播や増幅がほとんど起こらず、インジェクター弁１０の駆動時に発生する騒音がほとんど漏洩しない。
【００６７】
上記した実施形態において燃焼装置２は、上記した導入側継手４６および噴出側継手４７に代わって、図１０に示すような導入側継手８０と噴出側継手８１とがインジェクター弁１０に接続されたものであっても良い。以下、導入側継手８０および噴出側継手８１の構造について説明する。
【００６８】
導入側継手８０は、全体が金属製であり、図１０，１１に示すようにインジェクター弁１０のケーシング３０の燃料流入口３５側の部位を収納する部材である。導入側継手８０は、底面８２側が開口しており、インジェクター弁１０のケーシング３０の大部分を収納する弁収納部８３が形成されている。弁収納部８３は、内部にインジェクター弁１０の燃料流入口３５側と略同一径で天面８５側に窪んだ凹部８６が形成されている。
【００６９】
また、導入側継手８０の天面８５側には、上記した導入側継手４６と同様に配管接続部５６が設けられている。配管接続部５６に設けられた連通孔５７は凹部８６に連通している。
【００７０】
一方、噴出側継手８１は、全体が金属製の部材であり、インジェクター弁１０の燃料流出口３６側に接続される部材である。噴出側継手８１は、大別してインジェクター弁１０に接続される弁接続部８７と、燃料噴射ノズル３およびポンプ１５に接続される本体部８８とにより構成されている。
【００７１】
弁接続部８７は、上記した導入側継手８０の底面８２と略同一形状で平坦な平坦部９０と、インジェクター弁１０の燃料流出口３６に合致する凹部９１とにより形成されており、後述する本体部８８側に連通している。また、本体部８８には、ポンプ１５に接続される接続部９２と、インジェクター弁１０の燃料流出口３６から噴出する燃料を排出する接続部９３とを有する。
【００７２】
導入側継手８０と噴出側継手８１とは、図１０に示すように導入側継手８０の底面が弁接続部８７を被覆するように重ね合わせられ、一体化されており、導入側継手８０の弁収納部８３と平坦部９０とによりハウジング部９５が形成されている。インジェクター弁１０は、燃料流入口３５が導入側継手８０側を向き、燃料流出口３６側が噴出側継手８１側を向くようにハウジング部９５内に収納されている。
【００７３】
ハウジング９２の内部には、インジェクタ弁１０を包囲する遮音壁９６が設けられている。遮音壁９６はゴム製で円筒形の部材であり、図１１に示すようにハウジング９２を形成している導入側継手８０の弁収納部８３に接触している。即ち、ハウジング９２は、弁収納部８３と遮音壁９６とによる２重構造の壁面を有する構造である。インジェクター１０において発生した振動や騒音は、遮音壁９３において大幅に減衰された後に弁収納部８３に伝達する。また、導入側継手８０が金属製であるのに対して、遮音壁９６はゴム製であり、両者の固有振動数は大幅に異なり、振動や騒音の増幅が起こらない。そのため、前記した振動や騒音は極めて小さく、インジェクター弁１０の駆動により発生する騒音は、燃焼駆動により発生する燃焼騒音に掻き消される程度の大きさである。
【００７４】
インジェクター弁１０の燃料流入口３５側の端部および燃料流出口３６側の端部は、それぞれ導入側継手８０の凹部８６および噴出側継手８１の凹部９１に挿入されている。インジェクター弁１０と凹部８６，９１との隙間は、Ｏリング４３，４５により封止されており、インジェクター弁１０と凹部８６，９１との隙間からの燃料の漏洩が防止されている。また、Ｏリング４３，４５は共にゴム製で弾性を有するため、インジェクター弁１０において発生した振動はＯリング４３，４５によって吸収できる。即ち、Ｏリング４３により、インジェクター弁１０の径方向に発生する振動を吸収し、インジェクター弁１０の軸ブレを防止することができる。また、Ｏリング４５によりインジェクター弁１０の往復動の方向に発生する力を吸収することができる。
【００７５】
また、上記した導入側継手８０に代わり、図１２に示すような構造を有する導入側継手９７を採用することも可能である。以下、導入側継手９７について図面を参照しながら説明する。なお、導入側継手９７は、上記した導入側継手８０とほぼ同様の構成を有するため、共通する部分には同一の符号を付し、詳細の説明については省略する。
【００７６】
導入側継手９７は、導入側継手８０と同様に、全体が金属製であり、本体部９８と、燃料噴射ノズル３のノズルホルダー部１００と、ポンプ１５に繋がる分岐部１０１とにより構成されている。本体部９８は、導入側継手９７の主要部をなす部分であり、上記した導入側継手８０と同様に底面１０２側が開口している。本体部９８は、上記導入側継手８０とほぼ同様の構造を有する。即ち、本体部９８は、インジェクター弁１０を収納する弁収納部８７を有する。弁収納部８７にはインジェクター弁１０の燃料流入口３５側の端部を嵌合可能な凹部９１が形成されている。また、弁収納部８７とインジェクター弁１０との間には、シリコン製の充填材が充填されている。
【００７７】
本体部９８は、内部に弁収納部８７に通じるノズル接続配管１０３を有する。また、本体部９８の天面１０５側にはノズルホルダー部１００が形成されている。ノズルホルダー部１００には、燃料噴射ノズル３を装着するためのノズル装着孔１０６が形成されている。ノズル装着孔１０６は、ノズル接続配管１０３に連通している。そのため、燃料噴射ノズル３において噴射されずに戻る燃料は、ノズル接続配管１０３を通じて、本体部９８に装着されているインジェクター弁１０に流入する。
【００７８】
分岐部１０１は、本体部９８から分岐された部位であり、内部に燃料が流通可能なポンプ接続配管１０７が形成されている。ポンプ接続配管１０７は、本体部９８に形成されたノズル装着孔１０６に連通している。即ち、分岐部１０１によって、燃料往路１１の一部であるポンプ１５と燃料噴射ノズル３とを繋ぐ配管が形成されている。
【００７９】
上記した導入側継手９７は、上記した導入側継手８０と同様にして噴射側継手８１と接続され、一体化されている。即ち、導入側継手９７は、底面１０２が噴射側継手８１の天面１０５に対向する向きに重ね合わせられ一体化される。導入側継手９７の弁収納部８７と、噴射側継手８１の平坦部９０により包囲されるハウジング部９５が形成されている。インジェクター弁１０は、ハウジング部９５により包囲されているため、インジェクター弁１０の駆動により発生する騒音は、ハウジング部９５を形成する壁面において減衰し、外部にはほとんど漏洩しない。またさらに、導入側継手９７のハウジング部９５内には充填材が充填されているため、インジェクター弁１０の騒音あるいは振動の大部分は充填材に吸収される。そのため、導入側継手９７および噴射側継手８１を用いてインジェクター弁１０を接続すれば、インジェクター弁１０における騒音や振動を最小限に抑制することができる。
【００８０】
また、導入側継手９７は、インジェクター弁１０を接続する本体部９８に加えて、ノズルホルダー部１００と、分岐部１０１とを有し、インジェクター弁１０と燃料噴射ノズル３とを繋ぐノズル接続配管１０３および燃料噴射ノズル３とポンプ１５とを繋ぐポンプ接続配管１０７を一体的に成形したものである。そのため、導入側継手９７によれば燃料噴射ノズル３に燃料を供給する燃料回路を簡素化することができ、燃焼装置２の組み立てを容易に行うことができる。また、上記した導入側継手９７を採用すれば、燃焼装置２の部品点数を削減することができ、製造コストを削減することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、燃焼駆動時に間欠開閉弁が開閉することにより発生する騒音の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００８２】
また、請求項１〜４に記載の発明によれば、弾性部材に間欠開閉弁において発生する騒音や振動を吸収させることができ、騒音の漏洩を最小限に抑制できる。
【００８３】
請求項４に記載の発明によれば、アクチュエーターの往復動により発生する振動を前記弾性部材において吸収し、間欠開閉弁の駆動時に発生する騒音や振動の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００８４】
また、請求項５に記載の燃焼装置は、間欠開閉弁が配置されている空間の閉塞状態を維持することにより間欠開閉弁の開閉時に発生する騒音の漏洩を大幅に低減することができる。
【００８５】
請求項６に記載の発明によれば、振動や騒音が最も大きいと想定される弁体収納部において発生する振動や騒音の大部分を吸収し、外部への漏出を防止することができる。
【００８６】
請求項７に記載の発明によれば、間欠開閉弁の駆動により発生する騒音を充填部材に吸収させることができ、外部に漏出する騒音や振動を最小限に抑制できる。
【００８７】
請求項８に記載の発明によれば、間欠開閉弁の接続部における燃料の漏洩を防止すると共に、間欠開閉弁の駆動に伴う振動の伝播や騒音の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００８８】
請求項９に記載の発明によれば、噴霧手段に繋がる燃料回路を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態の給湯装置の要部の一部を破断した正面図である。
【図２】 図１に示す燃焼装置における燃料系統を示す模式図である。
【図３】 図１に示す燃焼装置が具備しているインジェクター弁の断面図である。
【図４】 図３に示すインジェクター弁と導入側継手および噴出側継手との接続状態を示す斜視図である。
【図５】 図４に示す導入側継手を底面側から見た状態を示す斜視図である。
【図６】 図４に示す噴出側継手の破断図である。
【図７】 図３に示すインジェクター弁に導入側継手と噴出側継手とを接続した状態を示す断面図である。
【図８】 （ａ）は、図４に示す導入側継手の変形実施形態を示す斜視図であり、同（ｂ）は噴出側継手の変形実施形態を示す斜視図である。
【図９】 （ａ）は図３に示すインジェクター弁に装着される弾性部材の変形実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は同（ａ）に示す弾性部材を用いて図３に示すインジェクター弁を導入側継手および噴出側継手に接続した状態を示す断面図である。
【図１０】 本発明の別の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】 図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】 本発明のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図１３】 従来の給湯装置を示す正面図である。
【図１４】 従来の燃焼装置における燃料系統を示す正面図である。
【図１５】 従来の燃焼装置が具備している比例弁の断面図である。
【符号の説明】
１ 給湯装置
２ 燃焼装置
３ 燃料噴射ノズル
１０ インジェクター弁
３５ 燃料流入口
３６ 燃料流出口
４３，４５ Ｏリング
４６ 導入側継手
４７ 噴出側継手
４８ 嵌合凹部
４９ 嵌合凸部
７０ ハウジング部
７３ 緩衝部材
８０ 導入側継手
８１ 噴出側継手
９５ ハウジング部
９６ 遮音壁
９７ 導入側継手
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器等に好適に使用可能な燃焼装置に関するものであり、特に周期的に開閉可能な間欠開閉弁を備えた燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、給湯装置等に代表される湯水加熱装置には、石油等の液体燃料を噴霧して燃焼させる燃焼装置が多用されている。図１３は、燃料を噴霧して燃焼させる燃焼装置を内蔵した給湯装置の断面図である。図１３において、１３０は給湯装置であり、１３１は燃焼装置である。図１３に示す燃焼装置１３１は、燃焼ケース１３２を有し、燃焼ケース１３２の下方に、熱交換器１３３が設けられている。熱交換器１３３は、燃焼ケース１３２内に水管が挿通されたものである。
【０００３】
燃焼装置１３１は、燃料噴射ノズル１３５とノズル収納筒１３６と燃焼筒１３７と送風機１３８とを具備している。燃料噴射ノズル１３５は、ノズル収納筒１３６内に収納され、外部から供給された燃料を燃焼筒１３７内に噴霧するものである。
【０００４】
図１４は、燃焼装置１３１における燃料系統を示す概念図である。燃料噴射ノズル１３５は、燃料を噴霧する噴霧開口を有し、内部に噴霧開口に至る往き側流路と、噴霧開口から戻る戻り側流路が設けられている。燃料噴射ノズル１３５の入り側には、第１ポンプ１４０及び第２ポンプ１４１が直列的に接続されており、電磁弁１４２を介して燃料タンク１４３に接続されている。ここで第１ポンプ１４０は吐出量を任意に変更できる電磁ポンプであり、第２ポンプ１４１は定差圧ポンプである。一方、燃料噴射ノズル１３５の戻り側には、逆止弁１４５及び比例弁１４６が直列的に接続されており、往き側流路の第１ポンプ１４０よりも上流側に接続されている。
【０００５】
図１５は、従来の燃焼装置１３１に採用されている比例弁１４６の模式図である。比例弁１４６は、ケーシング１５０内に燃料流路１５１が形成されている。ケーシング１５０には、戻り側流路中を流れる燃料の圧力を緩衝すべく、アキュームレータ１５４が取り付けられ一体化されている。燃料流路１５１の端部には逆止弁１４５が接続される燃料流入口１５２と、燃料が流出する燃料流出口１５３とが形成されており、燃料流路１５１の中途には、弁座１５５が設けられている。弁座１５５には、接離自在なように球状の弁体１５６が配設されている。弁体１５６に当接する位置には、プランジャ１５７が配置されている。プランジャ１５７の周囲には、コイル１５８が設けられている。コイル１５８に通電すると、プランジャ１５７は、ケーシング１５０の軸線上を進退し、弁体１５６を押し動かす。
【０００６】
弁体１５６がプランジャ１５７に押し動かされると、燃料流路１５１の流路面積が変化し、燃料流入口１５２から燃料流出口１５３へと流れ出る燃料の流量が変化する。よって、比例弁１４６は、図示しない電力調整手段によりコイル１５８に流す電力を変化させることで戻り側流路を流れる燃料の流量を調整することができる。
【０００７】
従来技術の燃焼装置１３１では、燃料タンク１４３から供給された燃料が第１ポンプ１４０によって加圧され、第２ポンプ１４１の吸入側に供給される。燃料は、第２ポンプ１４１によってさらに加圧され、燃料噴射ノズル１３５へと流入する。
【０００８】
加圧され高圧状態の燃料は、燃料噴射ノズル１３５の突端の噴霧開口に至り、その一部が外部に開放されて霧状に噴射される。燃料噴射ノズル１３５に供給されたものの噴霧されなかった残余の燃料は、逆止弁１４５を通過して比例弁１４６の燃料流入口１５２に流入する。燃料流入口１５２から比例弁１４６内に流入した燃料は、コイル１５８に流される電流量に応じた流量で往き側流路の上流側へと戻される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃焼装置１３１において、燃料噴霧ノズル１３５から噴霧される燃料の噴霧量の調整は、比例弁１４６から往き側流路に戻される燃料の流量の調整により行われていた。即ち、従来の燃焼装置１３１は、要求される燃焼量に応じて、比例弁１４６のコイル１５８に所定の電力を印加することにより、弁体１５６の開度を調整し、燃料の噴霧量を調整していた。
【００１０】
燃焼装置１３１を燃焼駆動させると、雰囲気温度の変化などにより次第に比例弁１４６の温度が変化し、ケーシング１５０内のコイル１５８の温度も変化する。コイル１５８は、温度変化によりその抵抗値が増減する。そのため、コイル１５８の温度が不安定な場合には、コイル１５８に流れる電流量が不安定となり、戻り流路を流れる燃料の流量の調整が困難である。よって、従来の燃焼装置１３１は、燃料の噴霧量を精度よく調整し、燃焼状態を安定化することが困難であり、供給電流量を安定化すべく定電流回路を別途設ける必要があった。
【００１１】
また、比例弁１４６は、プランジャ１５７を進退させることにより、弁体１５６と燃料流路１５１との隙間を微調整し、燃料の流量を調整するものである。そのため、比例弁１４６は、燃料流路１５１や弁体１５６の形状などの機械的バラツキにより、燃料の流量が大きく変化してしまう。そのため、従来の燃焼装置１３１では、燃料を安定燃焼させるために、コイル１５８に接続された電力調整手段に上記した機械的バラツキを調整するための調整手段を別途設ける必要があった。
【００１２】
そこで、上記した問題を解決すべく、本発明者らは、燃料の流量制御弁として図３に示すようなインジェクター弁１０（間欠開閉弁）を採用し、実験を行った。ここで、インジェクター弁１０とは、極めて短い時間で断続的に弁体３３を開閉できるものである。さらに詳細には、インジェクター弁１０は、ケーシング３０の内部にアクチュエーター３１と、電磁コイル３２と、弁体３３とを備えている。インジェクター弁１０は、電磁コイル３２に電流が流れると、アクチュエーター３１が駆動し、弁体３３が開く。
【００１３】
上記したインジェクター弁１０を流量制御弁として用いれば、比例弁等を流量制御弁として採用する場合に比べて、より一層精度よく燃焼量を調整できる。しかし、インジェクター弁１０を採用した場合、燃焼装置１３１が燃焼駆動すると、弁体３３の開閉に伴う騒音が発生する。燃焼装置１３１の燃焼量が多い場合、この騒音は燃焼騒音に掻き消されるが、燃焼装置１３１の燃焼量が少ない場合には、インジェクター弁１０の開閉に伴う騒音が際だつ。インジェクター弁１０の開閉に伴い発生する騒音は、弁体３３とケーシング３０との衝突により発生する金属的で耳障りな騒音であり、使用者等に不快感を与えるものである。
【００１４】
そこで本発明は、上記した問題に鑑み、燃料の噴霧量を精度よく調整でき、燃焼駆動時に発生する騒音が小さい燃焼装置の提供を目的とした。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そこで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、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、前記燃料回路の中途には、周期的に開閉可能な間欠開閉弁が設けられており、当該間欠開閉弁の燃料導入側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料噴出側には噴出側継手が接続されており、前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、遮音部材と、間欠開閉弁との間に弾性部材が介在し、遮音部材と間欠開閉弁との隙間を埋めていることを特徴とする燃焼装置である。
【００１６】
本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の一部又は全部が導入側継手および噴出側継手により包囲されている。そのため、燃焼駆動に伴い間欠開閉弁の開閉頻度が上昇した場合であっても、間欠開閉弁の開閉に伴う騒音の漏洩を大幅に低減することができる。
【００１７】
上記した構成によれば、燃焼駆動に伴う間欠開閉弁の開閉により発生する騒音や振動の大部分を弾性部材に吸収させることができる。そのため、上記した構成によれば、間欠開閉弁の駆動時に発生する騒音を燃焼駆動により発生する燃焼騒音に掻き消される程度にまで低減することができる。
【００１８】
また、本発明の燃焼装置は、導入側継手および噴出側継手と、間欠開閉弁との隙間に配置されている弾性部材により間欠開閉弁の取付位置を精度良く調整できる。そのため、上記した構成によれば、燃焼駆動時における間欠開閉弁のがたつきが起こらず、間欠開閉弁のがたつきによる騒音も発生しない。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、前記燃料回路の中途には、周期的に開閉可能な間欠開閉弁が設けられており、間欠開閉弁は、燃料流入口と燃料流出口とを有し、当該間欠開閉弁の燃料流入口側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料流出口側には噴出側継手が接続されており、前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、導入側継手及び噴出側継手には凹部が設けられており、間欠開閉弁の端部が前記凹部に挿入されており、導入側継手の凹部と間欠開閉弁の端部との間、および、噴出側継手の凹部と間欠開閉弁の端部との間には弾性部材が介在されていることを特徴とする燃焼装置である。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、前記燃料回路の中途には、周期的に開閉可能な間欠開閉弁が設けられており、間欠開閉弁は、燃料流入口と燃料流出口とを有し、当該間欠開閉弁の燃料流入口側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料流出口側には噴出側継手が接続されており、前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、導入側継手及び噴出側継手には凹部が設けられており、間欠開閉弁の端部が前記凹部に挿入されており、間欠開閉弁と凹部との隙間が、弾性部材により封止されていることを特徴とする燃焼装置である。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、前記燃料回路の中途には、燃料流入口と燃料流出口とを有し、周期的に往復動を行い弁体を開閉するアクチュエータを内蔵した間欠開閉弁が設けられており、当該間欠開閉弁の燃料流入口側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料流出口側には噴出側継手が接続されており、前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、導入側継手及び噴出側継手には凹部が設けられており、間欠開閉弁の端部が前記凹部に挿入されており、導入側継手又は噴出側継手と、間欠開閉弁とによりアクチュエーターの往復動の方向に形成される隙間には、弾性部材が介在しており、間欠開閉弁と凹部との隙間が、弾性部材により封止されていることを特徴とする燃焼装置である。
【００２２】
請求項２乃至４に記載の燃焼装置は、間欠開閉弁の一部又は全部が導入側継手および噴出側継手により包囲されている。そのため、燃焼駆動に伴い間欠開閉弁の開閉頻度が上昇した場合であっても、間欠開閉弁の開閉に伴う騒音の漏洩を大幅に低減することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、導入側継手と噴出側継手とは互いに嵌合しており、間欠開閉弁は、前記導入側継手および噴出側継手により閉塞された空間内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２４】
本発明の燃焼装置において、導入側継手と噴出側継手とは互いに嵌合しており間欠開閉弁は前記導入側継手と噴出側継手とによって包囲されている。そのため、燃焼駆動時に間欠開閉弁で発生した振動が伝播しても、導入側継手および噴出側継手の位置ズレが発生しない。
【００２５】
また、上記した構成によれば導入側継手および噴出側継手の位置ズレが発生しないため、間欠開閉弁が配置されている空間の閉塞状態が変化しない。そのため、上記した構成によれば、燃焼駆動に伴う間欠開閉弁の振動や騒音の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、間欠開閉弁が、周期的に開閉する弁体と、当該弁体を内蔵する弁体収納部とを有し、当該弁体収納部には弾性部材が装着されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２７】
弁体収納部は、周期的に開閉動作を行う弁体を収納した部分であるため、間欠開閉弁の駆動時に最も振動や騒音が発生する部分である。本発明の燃焼装置においては、振動や騒音が最も大きいと想定される弁体収納部に弾性部材を装着したものである。そのため、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の駆動に伴い発生する振動や騒音の大部分を前記弾性部材により吸収できる。
【００２８】
上記した発明と同様の課題を解決すべく提供される請求項７に記載の発明は、導入側継手および噴出側継手と、間欠開閉弁との間には、充填部材が充填されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２９】
かかる構成によれば、間欠開閉弁の駆動により発生する騒音や振動を充填部材に吸収させることができる。従って、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の開閉による金属的で耳障りな騒音が外部にほとんど漏洩せず、使用者等に不快感を与えることなく燃焼駆動することができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、間欠開閉弁と導入側継手および噴出側継手との接続部のうち、少なくとも噴出側継手との接続部は弾性部材を介して密閉固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３１】
本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁と導入側継手および噴出側継手との接続部のうち、少なくとも噴出側継手との接続部が弾性部材を介して密閉固定されているため、当該接続部における燃料の漏洩が起こらない。さらに、上記した構成によれば、間欠開閉弁の振動の伝播を最小限に抑制することができ、間欠開閉弁の駆動に伴う振動や騒音の漏洩を抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の一部又は全部が遮音部材により包囲された構造であるため、間欠開閉弁の開閉に伴う騒音がほとんど外部に漏洩しない。
【００３３】
上記したように、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁において発生する振動や騒音を弾性部材および遮音部材の双方において吸収する構造であり、騒音の漏洩を防止する方策が２重になされている。そのため、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁の開閉に伴う耳障りな騒音がほとんど漏洩せず、使用者に不快感を与えることなく燃焼駆動を行える。
【００３４】
請求項９に記載の発明は、燃料回路が、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路と、前記噴霧手段に燃料を送る燃料ポンプとを備えており、導入側継手あるいは噴出側継手は、燃料ポンプおよび噴霧手段に直接的に接続されているいることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３５】
本発明の燃焼装置は、導入側継手あるいは噴出側継手が燃料ポンプおよび噴霧手段に直接的に接続されている。即ち、本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁と燃料ポンプおよび噴霧手段とを繋ぐ配管が導入側継手又は噴出側継手に一体化されている。そのため、上記した構成によれば、噴霧手段に繋がる燃料回路を簡素化することができる。
【００３６】
本発明の燃焼装置は、間欠開閉弁と燃料ポンプおよび噴霧手段とを繋ぐ配管が導入側継手又は噴出側継手に一体化したものであるため、燃焼装置の組み立てが容易である。また、上記した構成によれば、従来の燃焼装置よりも構成部品の点数を削減することができ、製造コストを削減することができる。
【００３７】
請求項１０に記載の発明は、間欠開閉弁に繋がる配線を導入側継手および噴出側継手により閉塞された空間から導出するための配線導出孔を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である燃焼装置を備えた給湯装置（湯水加熱装置）について説明する。図１は、本実施形態の給湯装置の要部の一部を破断した正面図である。また、図２は、本実施形態の燃焼装置における燃料系統を示す模式図である。図３は、本実施形態の燃焼装置が具備しているインジェクター弁の断面図である。図４は、図３に示すインジェクター弁と導入側継手および噴出側継手との接続状態を示す斜視図である。また、図５は図４に示す導入側継手を底面側から見た状態を示す斜視図である。図６は、図４に示す噴出側継手の破断図である。図７は図３に示すインジェクター弁に導入側継手と噴出側継手とを接続した状態を示す断面図である。また、図８（ａ）は、図４に示す導入側継手の変形実施形態を示す斜視図であり、同（ｂ）は噴出側継手の変形実施形態を示す斜視図である。図９は、図３に示すインジェクター弁に装着される弾性部材の変形実施形態を示す斜視図である。また、図１０は、本発明の別の実施形態を示す斜視図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ断面図である。図１２は、本発明のさらに別の実施形態を示す正面図である。なお、図１２において、導入側継手および噴出側継手については説明の都合により断面形状を図示している。
【００３９】
図１において、１は本実施形態の給湯装置（湯水加熱装置）であり、２は本実施形態の給湯装置１に用いられる燃焼装置である。３は本実施形態の燃焼装置２に採用される燃料噴射ノズルである。本実施形態の給湯装置１は、燃焼ケース４を有し、その下方に熱交換器５が設けられたものである。熱交換器５は、燃焼ケース４内に水管が挿通されたものである。本実施形態の燃焼装置２は、従来の燃焼装置１０１と同様に、空気ケース６の内部に端部が開放したノズル収納筒７と、ノズル収納筒７の端部に接続された燃焼筒８とを備えている。空気ケース６には、燃焼筒８内に空気を送り込む送風機９が接続されている。
【００４０】
本実施形態の燃焼装置２は、従来の燃焼装置１３１の燃料系統が備えている比例弁１１６に代わってインジェクター弁１０（間欠開閉弁）が採用されている点が大きく異なる。本実施形態の燃焼装置２は、図２に示すような燃料系統に接続されている。燃焼装置２のノズル収納筒７に収納されている燃料噴射ノズル３は、燃料を噴霧する噴霧開口を有する。燃料噴射ノズル３は、内部に噴霧開口に至る往き側流路と、噴霧開口から戻る戻り側流路とを有する。
【００４１】
燃料噴射ノズル３に接続されている燃料系統は、従来の燃焼装置１０１に採用されている燃料系統とほぼ同一である。即ち、燃料噴射ノズル３の入り側には、図２に示すように燃料往路１１が接続されている。燃料往路１１は、燃料タンク１２、電磁弁１３およびポンプ１５が直列的に接続されたものである。一方、燃料噴射ノズル３の戻り側には、噴霧されずに残った燃料を燃料往路１１に戻す燃料復路１７が接続されている。燃料復路１７は、逆止弁１８とアキュームレータ２０とインジェクター弁１０とが直列的に接続されたものである。アキュームレータ２０は、燃料復路１７中を流れる燃料の圧力を緩衝するものである。燃料復路１７は、燃料往路１１の電磁弁１３とポンプ１５との間に接続されている。
【００４２】
本実施形態の燃焼装置２は、図３に示すようなインジェクター弁１０を具備しており、極めて短い時間で断続的に開閉する機能を備えている。インジェクター弁１０は、ケーシング３０内にアクチュエータ３１と、アクチュエータ３１を駆動させるための電磁コイル３２と、アクチュエータ３１に連動する弁体３３とを有する。ケーシング３０の両端部には、ケーシング３０内に燃料を供給するための燃料流入口３５と、燃料を流出する燃料流出口３６とが設けられている。また、ケーシング３０の内部には、燃料流入口３５から流入した燃料が流通する燃料流路３７が設けられている。
【００４３】
ケーシング３０は樹脂製であり、インジェクター弁１０の燃料流入口３５側の端部から、燃料流出口３６側に至る大部分を被覆している。即ち、インジェクター弁１０は、燃料流出口３６側の端部を除く部分が、ケーシング３０により被覆されている。インジェクター弁１０の燃料流出口３６側の端部には、弁体３３を収納している金属製の弁体収納部３９の一部が露出している。
【００４４】
ケーシング３０の軸方向の中間部には、接続端子３８が設けられている。接続端子３８は、電磁コイル３２に接続されており、接続端子３８に電流を供給すると電磁コイル３２が励磁される。その結果、ケーシング３０内のアクチュエータ３１が駆動し、アクチュエータ３１と連動して弁体３３が開く。即ち本実施形態で採用する燃料噴射ノズル３は、接続端子３８に電流が供給されている間、弁体３３が開き、電流が停止すると弁体３３が閉じる。弁体３３は、極めて鋭敏に反応し、瞬間的に開閉される。
【００４５】
ケーシング３０の燃料流入口３５側の端部および弁体収納部３９の燃料流出口３６側の端部には、それぞれ環状の凹部４０，４１が設けられている。凹部４０，４１にはそれぞれＯリング４３，４５（弾性部材）が係合している。Ｏリング４３，４５は、インジェクター弁１０と後述する導入側継手４６および噴出側継手４７との隙間を埋めるものであると共に、インジェクター弁１０の振動が導入側継手４６や噴出側継手４７等に伝搬するのを防止する防震部材としても機能する。
【００４６】
また、特にＯリング４５は、インジェクター弁１０と噴出側継手４７とにより、アクチュエーター３１の往復動の方向に形成される隙間、即ちインジェクター弁１０の往復動の方向の力が作用する位置に装着されている。そのため、Ｏリング４５は、インジェクター弁１０の往復動の方向に発生する振動を確実に吸収することができる。
【００４７】
インジェクター弁１０には、図４および図５に示すように導入側継手４６と噴出側継手４７とが接続されている。さらに詳細には、インジェクター弁１０の燃料流入口３５側には、導入側継手４０が接続されており、燃料流出口３６側には、噴出側継手４１が接続されている。
【００４８】
導入側継手４６は、図４，図６に示すように全体が金属製で略箱形の部材である。導入側継手４６は、大別してインジェクター弁１０の燃料流入口３５と嵌合する流入口接続部５１と、インジェクター弁１０の接続端子３８を収納する収納部５２とにより構成されている。
【００４９】
流入口接続部５１は、導入側継手４６の底面５０側に、インジェクター弁１０の燃料流入口３５側と略同一径の凹部５３を有する。また、導入側継手４６の天面５５側には、配管接続部５６が設けられている。配管接続部５６には連通孔５７が設けられており、連通孔５７は前記した凹部５３に連通している。流入口接続部５１は、凹部５３および配管接続部５６により構成されており、連通孔５７を介して燃料をインジェクター弁１０の燃料流入口３５に供給する部分として機能する。
【００５０】
収納部５２は、導入側継手４６の流入口接続部５１に隣接する位置に設けられており、底面５０側が開口した凹状の部分である。収納部５２の側面には、接続端子３８に繋がる配線を外部に導出するための配線導出孔５８が設けられている。
【００５１】
噴出側継手４７は、図４，図６に示すように全体が金属製であり、インジェクター弁１０の燃料流出口３６側の部位が収納される部材である。噴出側継手４７は、天面６０が上記した導入側継手４６の底面５０と略合致する形状であり、天面６０側が開口している。噴出側継手４７は、大別してインジェクター弁１０のケーシング３０および弁体収納部３９が嵌合する本体嵌合部６１と、接続端子３８を収納する膨出部６２とにより構成されている。
【００５２】
本体嵌合部６１は、噴出側継手４７の天面６０側から底面６３側に至る凹状の部位であり、上記した導入側継手４７の流入口接続部５１に相当する位置に設けられている。本体嵌合部６１の天面６０側は、平面視が略方形であるが、底面６３側はインジェクター弁１０のケーシング３０および弁体収納部３９に略合致する形状となっている。また、本体嵌合部６１の底面には、弁体収納部３９の先端が挿入される凹部４２が形成されている。そのため、本体嵌合部６１にインジェクター弁１０を挿入すると、図７に示すようにケーシング３０あるいは弁体収納部３９と本体嵌合部６１とが嵌合し、凹部４２に弁体収納部３９の先端側が挿入される。噴出側継手４７の側面６５，６６であって、本体嵌合部６１の下方に相当する位置には、本体嵌合部６１に連通した接続部６７，６８が設けられている。接続部６７はポンプ１５が接続される部分であり、接続部６８はインジェクター弁１０から噴射された燃料を排出する部分である。
【００５３】
膨出部６２は、噴出側継手４７の本体嵌合部６１に隣接する位置に設けられており、上記した導入側継手４６を重ね合わせた際に収納部５２に対向する位置に設けられている。膨出部６２は、天面６０側が開口しているため、噴出側継手４７に導入側継手４６を被覆すると、収納部５２および膨出部６２によりインジェクター弁１０の接続端子３８を収納するための空間が形成される。
【００５４】
導入側継手４６は、図４に示すように噴出側継手４７の天面６０側に上部から導入側継手５１の底面５０が被覆するように重ね合わせられ、これによりインジェクター弁１０が収納されるハウジング部７０と、インジェクター弁１０のケーシング３０から突出している接続端子３８を収納する端子収納部７１とが形成される。インジェクター弁１０は、燃料流入口３５が導入側継手５１側を向き、燃料流出口３６が噴出側継手５２側に向くようにハウジング７０内に収納されている。また、インジェクター弁１０の接続端子３８は、端子収納部７１内に収納されている。インジェクター弁１０の接続端子３８に繋がる配線は、配線導出孔５８から外部に導出されている。
【００５５】
インジェクター弁１０の燃料流入口３５側の端部は、導入側継手４６の凹部５３に挿入されている。インジェクター弁１０と凹部５３との隙間は、インジェクター弁１０の凹部４０に取り付けられているＯリング４３により封止されている。そのため、インジェクター弁１０と凹部５３との隙間から燃料が漏洩せず、インジェクター弁１０の振動が導入側継手４６にほとんど伝播しない。
【００５６】
インジェクター弁１０の燃料流出口３６側の端部は、噴出側継手４７の本体嵌合部６１に挿入されている。インジェクター弁１０と本体嵌合部６１との隙間は、インジェクター弁１０の燃料流出口３６側に設けられている凹部４１に取り付けられているＯリング４５により封止されている。そのため、インジェクター弁１０の弁体収納部３９と本体嵌合部６１との隙間から燃料が漏洩しない。また、Ｏリング４５はゴム製であるため弾性を有する。そのため、アクチュエーター３１の往復動により発生するインジェクター弁１０の軸方向への振動や衝撃を吸収することができる。また、Ｏリング４５と弁体収納部３９とは異なる材質で形成されており、両者の固有振動数が大幅に異なるため、弁体収納部３９において発生した振動は増幅されない。
【００５７】
一方、Ｏリング４５が装着されている弁体収納部３９は、ケーシング３０に被覆されていない部分であり、振動や騒音が外部に漏洩しやすい部分である。さらに、弁体収納部３９は、内部に弁体３３が収納されている部分であるため、弁体３３の開閉に伴い振動や騒音が発生しやすい部分でもある。しかし、本実施形態においては、インジェクター弁１０と本体嵌合部６１との間にＯリングを介在させているため、インジェクター弁１０の駆動により発生する振動がＯリング４５に吸収され、導入側継手４６にはほとんど伝播しない。そのため、本実施形態の燃焼装置２においては、インジェクター弁１０の駆動により発生する金属的な騒音がほとんど外部に漏洩しない。
【００５８】
本実施形態の燃焼装置１において、インジェクター弁１０は、両端がＯリング４３，４５を介して導入側継手４６および噴出側継手４７に支持された構造である。そのため、インジェクター弁１０の駆動により発生する振動の伝播を確実に防止すると共に、インジェクター弁１０の軸ブレを最小限に抑制することができる。
【００５９】
また、噴出側継手４７とインジェクター弁１０との隙間には、シリコン製の充填材が充填されており、インジェクター弁１０のケーシング３０および弁体収納部３９を包囲している。シリコン製の充填材は、Ｏリング４３，４５と同様に弾性を有する部材であり、衝撃や振動を吸収することができる。また、前記充填材と弁体収納部３９とは材質で形成されており、両者の固有振動数が大幅に異なるため、弁体収納部３９において発生した振動は増幅されない。従って、インジェクター弁１０の駆動により発生する騒音や振動の大部分は、噴出側継手４７内に充填されている充填材に吸収され、外部に漏洩しない。
【００６０】
上記した実施形態においては、噴出側継手４７に充填材としてシリコン樹脂を注入した例を例示したが、インジェクター弁１０の振動が比較的微小な場合などは充填材を充填しない構造とすることが可能である。また、上記した実施形態の燃焼装置２は、弁体収納部３９において発生する振動や騒音が大きいため、噴出側継手４７側にのみ充填材を充填する構造を例示したが、インジェクター弁１０の構造等に応じて導入側継手４６側のみに充填材を充填する構造や、導入側継手４６および噴出側継手４７の双方に充填材を充填する構造とすることも可能である。
【００６１】
また、上記した実施形態において、噴出側継手４７にシリコン樹脂を充填した例を例示したが、導入側継手４６あるいは噴出側継手４７に充填される充填材はいかなるものであっても良い。さらに詳細には、導入側継手４６あるいは噴出側継手４７に充填する充填材は、ゴムや樹脂等を切削加工し成形した固形の充填材や、ウレタン系充填材やエポキシ系充填材といった樹脂系充填材など、いかなる充填材であっても良い。
【００６２】
また、導入側継手４６および噴出側継手４７は、図８に示すように導入側継手４６の底面５０に嵌合凹部４８を設け、噴出側継手４７の天面６０に嵌合凸部４８と嵌合可能な嵌合凸部４９を設けた構成とすることも可能である。かかる構成によれば、インジェクター弁１０で発生した振動が伝播することによる導入側継手および噴出側継手の位置ズレを防止することができる。そのため、インジェクター弁１０が配置されているハウジング部７０の閉塞状態が変化せず、燃焼駆動に伴う間欠開閉弁の振動や騒音の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００６３】
上記した実施形態においては、インジェクター弁１０において発生した振動や騒音を緩衝する弾性部材として、インジェクター弁１０に環状のＯリング４３，４５を装着した構成を例示したが、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、インジェクター弁１０に装着する弾性部材は、図９に示す弾性部材７３であっても良い。図９に示す弾性部材７３は、全体がゴム製であり、円筒形で弁体収納部３９に合致する形状の本体部７３ａと、本体部７３ａの一端側に設けられたフランジ部７３ｂとにより構成されている。弾性部材７３を用いてインジェクター弁１０を噴出側継手４７に接続すると、本体部７３ａは、本体嵌合部６１の底面に設けられた凹部４２とインジェクター弁１０の弁体収納部３９とにより挟み込まれ、フランジ部７３ｂは、ケーシング３０と本体嵌合部６１の底面との間に挟まれる。
【００６４】
弾性部材７３を用いてインジェクター弁１０を噴出側継手４７に接続すると、凹部４２とインジェクター弁１０の弁体収納部３９との隙間が本体部７３ａによって埋められるため、インジェクター弁１０の軸ブレを最小限に抑制すると共に、インジェクター弁１０の振動の伝播をより一層低減することができる。
【００６５】
また、弾性部材７３のフランジ部７３ｂは、インジェクター弁１０と噴出側継手４７によりアクチュエーター３１の往復動の方向に形成される隙間を埋めることができる。そのため、フランジ部７３ｂは、アクチュエーター３１の往復動によるインジェクター弁１０の軸方向の振動を吸収することができる。
【００６６】
また、本発明の燃焼装置において、ハウジング７０内に注入される充填材は、導入側継手および噴出側継手と材質が異なることが好ましい。上記した実施形態において、ハウジング７０内に注入されている充填材であるシリコン樹脂と、導入側継手および噴出側継手を構成する金属とは固有振動数が大幅に異なるため、インジェクター弁１０の振動の増幅が起こらない。そのため、上記した構成によれば、インジェクター弁１０の振動の伝播や増幅がほとんど起こらず、インジェクター弁１０の駆動時に発生する騒音がほとんど漏洩しない。
【００６７】
上記した実施形態において燃焼装置２は、上記した導入側継手４６および噴出側継手４７に代わって、図１０に示すような導入側継手８０と噴出側継手８１とがインジェクター弁１０に接続されたものであっても良い。以下、導入側継手８０および噴出側継手８１の構造について説明する。
【００６８】
導入側継手８０は、全体が金属製であり、図１０，１１に示すようにインジェクター弁１０のケーシング３０の燃料流入口３５側の部位を収納する部材である。導入側継手８０は、底面８２側が開口しており、インジェクター弁１０のケーシング３０の大部分を収納する弁収納部８３が形成されている。弁収納部８３は、内部にインジェクター弁１０の燃料流入口３５側と略同一径で天面８５側に窪んだ凹部８６が形成されている。
【００６９】
また、導入側継手８０の天面８５側には、上記した導入側継手４６と同様に配管接続部５６が設けられている。配管接続部５６に設けられた連通孔５７は凹部８６に連通している。
【００７０】
一方、噴出側継手８１は、全体が金属製の部材であり、インジェクター弁１０の燃料流出口３６側に接続される部材である。噴出側継手８１は、大別してインジェクター弁１０に接続される弁接続部８７と、燃料噴射ノズル３およびポンプ１５に接続される本体部８８とにより構成されている。
【００７１】
弁接続部８７は、上記した導入側継手８０の底面８２と略同一形状で平坦な平坦部９０と、インジェクター弁１０の燃料流出口３６に合致する凹部９１とにより形成されており、後述する本体部８８側に連通している。また、本体部８８には、ポンプ１５に接続される接続部９２と、インジェクター弁１０の燃料流出口３６から噴出する燃料を排出する接続部９３とを有する。
【００７２】
導入側継手８０と噴出側継手８１とは、図１０に示すように導入側継手８０の底面が弁接続部８７を被覆するように重ね合わせられ、一体化されており、導入側継手８０の弁収納部８３と平坦部９０とによりハウジング部９５が形成されている。インジェクター弁１０は、燃料流入口３５が導入側継手８０側を向き、燃料流出口３６側が噴出側継手８１側を向くようにハウジング部９５内に収納されている。
【００７３】
ハウジング９２の内部には、インジェクタ弁１０を包囲する遮音壁９６が設けられている。遮音壁９６はゴム製で円筒形の部材であり、図１１に示すようにハウジング９２を形成している導入側継手８０の弁収納部８３に接触している。即ち、ハウジング９２は、弁収納部８３と遮音壁９６とによる２重構造の壁面を有する構造である。インジェクター１０において発生した振動や騒音は、遮音壁９３において大幅に減衰された後に弁収納部８３に伝達する。また、導入側継手８０が金属製であるのに対して、遮音壁９６はゴム製であり、両者の固有振動数は大幅に異なり、振動や騒音の増幅が起こらない。そのため、前記した振動や騒音は極めて小さく、インジェクター弁１０の駆動により発生する騒音は、燃焼駆動により発生する燃焼騒音に掻き消される程度の大きさである。
【００７４】
インジェクター弁１０の燃料流入口３５側の端部および燃料流出口３６側の端部は、それぞれ導入側継手８０の凹部８６および噴出側継手８１の凹部９１に挿入されている。インジェクター弁１０と凹部８６，９１との隙間は、Ｏリング４３，４５により封止されており、インジェクター弁１０と凹部８６，９１との隙間からの燃料の漏洩が防止されている。また、Ｏリング４３，４５は共にゴム製で弾性を有するため、インジェクター弁１０において発生した振動はＯリング４３，４５によって吸収できる。即ち、Ｏリング４３により、インジェクター弁１０の径方向に発生する振動を吸収し、インジェクター弁１０の軸ブレを防止することができる。また、Ｏリング４５によりインジェクター弁１０の往復動の方向に発生する力を吸収することができる。
【００７５】
また、上記した導入側継手８０に代わり、図１２に示すような構造を有する導入側継手９７を採用することも可能である。以下、導入側継手９７について図面を参照しながら説明する。なお、導入側継手９７は、上記した導入側継手８０とほぼ同様の構成を有するため、共通する部分には同一の符号を付し、詳細の説明については省略する。
【００７６】
導入側継手９７は、導入側継手８０と同様に、全体が金属製であり、本体部９８と、燃料噴射ノズル３のノズルホルダー部１００と、ポンプ１５に繋がる分岐部１０１とにより構成されている。本体部９８は、導入側継手９７の主要部をなす部分であり、上記した導入側継手８０と同様に底面１０２側が開口している。本体部９８は、上記導入側継手８０とほぼ同様の構造を有する。即ち、本体部９８は、インジェクター弁１０を収納する弁収納部８７を有する。弁収納部８７にはインジェクター弁１０の燃料流入口３５側の端部を嵌合可能な凹部９１が形成されている。また、弁収納部８７とインジェクター弁１０との間には、シリコン製の充填材が充填されている。
【００７７】
本体部９８は、内部に弁収納部８７に通じるノズル接続配管１０３を有する。また、本体部９８の天面１０５側にはノズルホルダー部１００が形成されている。ノズルホルダー部１００には、燃料噴射ノズル３を装着するためのノズル装着孔１０６が形成されている。ノズル装着孔１０６は、ノズル接続配管１０３に連通している。そのため、燃料噴射ノズル３において噴射されずに戻る燃料は、ノズル接続配管１０３を通じて、本体部９８に装着されているインジェクター弁１０に流入する。
【００７８】
分岐部１０１は、本体部９８から分岐された部位であり、内部に燃料が流通可能なポンプ接続配管１０７が形成されている。ポンプ接続配管１０７は、本体部９８に形成されたノズル装着孔１０６に連通している。即ち、分岐部１０１によって、燃料往路１１の一部であるポンプ１５と燃料噴射ノズル３とを繋ぐ配管が形成されている。
【００７９】
上記した導入側継手９７は、上記した導入側継手８０と同様にして噴射側継手８１と接続され、一体化されている。即ち、導入側継手９７は、底面１０２が噴射側継手８１の天面１０５に対向する向きに重ね合わせられ一体化される。導入側継手９７の弁収納部８７と、噴射側継手８１の平坦部９０により包囲されるハウジング部９５が形成されている。インジェクター弁１０は、ハウジング部９５により包囲されているため、インジェクター弁１０の駆動により発生する騒音は、ハウジング部９５を形成する壁面において減衰し、外部にはほとんど漏洩しない。またさらに、導入側継手９７のハウジング部９５内には充填材が充填されているため、インジェクター弁１０の騒音あるいは振動の大部分は充填材に吸収される。そのため、導入側継手９７および噴射側継手８１を用いてインジェクター弁１０を接続すれば、インジェクター弁１０における騒音や振動を最小限に抑制することができる。
【００８０】
また、導入側継手９７は、インジェクター弁１０を接続する本体部９８に加えて、ノズルホルダー部１００と、分岐部１０１とを有し、インジェクター弁１０と燃料噴射ノズル３とを繋ぐノズル接続配管１０３および燃料噴射ノズル３とポンプ１５とを繋ぐポンプ接続配管１０７を一体的に成形したものである。そのため、導入側継手９７によれば燃料噴射ノズル３に燃料を供給する燃料回路を簡素化することができ、燃焼装置２の組み立てを容易に行うことができる。また、上記した導入側継手９７を採用すれば、燃焼装置２の部品点数を削減することができ、製造コストを削減することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、燃焼駆動時に間欠開閉弁が開閉することにより発生する騒音の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００８２】
また、請求項１〜４に記載の発明によれば、弾性部材に間欠開閉弁において発生する騒音や振動を吸収させることができ、騒音の漏洩を最小限に抑制できる。
【００８３】
請求項４に記載の発明によれば、アクチュエーターの往復動により発生する振動を前記弾性部材において吸収し、間欠開閉弁の駆動時に発生する騒音や振動の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００８４】
また、請求項５に記載の燃焼装置は、間欠開閉弁が配置されている空間の閉塞状態を維持することにより間欠開閉弁の開閉時に発生する騒音の漏洩を大幅に低減することができる。
【００８５】
請求項６に記載の発明によれば、振動や騒音が最も大きいと想定される弁体収納部において発生する振動や騒音の大部分を吸収し、外部への漏出を防止することができる。
【００８６】
請求項７に記載の発明によれば、間欠開閉弁の駆動により発生する騒音を充填部材に吸収させることができ、外部に漏出する騒音や振動を最小限に抑制できる。
【００８７】
請求項８に記載の発明によれば、間欠開閉弁の接続部における燃料の漏洩を防止すると共に、間欠開閉弁の駆動に伴う振動の伝播や騒音の漏洩を最小限に抑制することができる。
【００８８】
請求項９に記載の発明によれば、噴霧手段に繋がる燃料回路を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態の給湯装置の要部の一部を破断した正面図である。
【図２】 図１に示す燃焼装置における燃料系統を示す模式図である。
【図３】 図１に示す燃焼装置が具備しているインジェクター弁の断面図である。
【図４】 図３に示すインジェクター弁と導入側継手および噴出側継手との接続状態を示す斜視図である。
【図５】 図４に示す導入側継手を底面側から見た状態を示す斜視図である。
【図６】 図４に示す噴出側継手の破断図である。
【図７】 図３に示すインジェクター弁に導入側継手と噴出側継手とを接続した状態を示す断面図である。
【図８】 （ａ）は、図４に示す導入側継手の変形実施形態を示す斜視図であり、同（ｂ）は噴出側継手の変形実施形態を示す斜視図である。
【図９】 （ａ）は図３に示すインジェクター弁に装着される弾性部材の変形実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は同（ａ）に示す弾性部材を用いて図３に示すインジェクター弁を導入側継手および噴出側継手に接続した状態を示す断面図である。
【図１０】 本発明の別の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】 図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】 本発明のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図１３】 従来の給湯装置を示す正面図である。
【図１４】 従来の燃焼装置における燃料系統を示す正面図である。
【図１５】 従来の燃焼装置が具備している比例弁の断面図である。
【符号の説明】
１ 給湯装置
２ 燃焼装置
３ 燃料噴射ノズル
１０ インジェクター弁
３５ 燃料流入口
３６ 燃料流出口
４３，４５ Ｏリング
４６ 導入側継手
４７ 噴出側継手
４８ 嵌合凹部
４９ 嵌合凸部
７０ ハウジング部
７３ 緩衝部材
８０ 導入側継手
８１ 噴出側継手
９５ ハウジング部
９６ 遮音壁
９７ 導入側継手
Claims (10)
- 燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、
前記燃料回路の中途には、周期的に開閉可能な間欠開閉弁が設けられており、
当該間欠開閉弁の燃料導入側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料噴出側には噴出側継手が接続されており、
前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、
遮音部材と、間欠開閉弁との間に弾性部材が介在し、遮音部材と間欠開閉弁との隙間を埋めていることを特徴とする燃焼装置。 - 燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、
前記燃料回路の中途には、周期的に開閉可能な間欠開閉弁が設けられており、
間欠開閉弁は、燃料流入口と燃料流出口とを有し、
当該間欠開閉弁の燃料流入口側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料流出口側には噴出側継手が接続されており、
前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、
導入側継手及び噴出側継手には凹部が設けられており、間欠開閉弁の端部が前記凹部に挿入されており、
導入側継手の凹部と間欠開閉弁の端部との間、および、噴出側継手の凹部と間欠開閉弁の端部との間には弾性部材が介在されていることを特徴とする燃焼装置。 - 燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、
前記燃料回路の中途には、周期的に開閉可能な間欠開閉弁が設けられており、
間欠開閉弁は、燃料流入口と燃料流出口とを有し、
当該間欠開閉弁の燃料流入口側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料流出口側には噴出側継手が接続されており、
前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、
導入側継手及び噴出側継手には凹部が設けられており、間欠開閉弁の端部が前記凹部に挿入されており、間欠開閉弁と凹部との隙間が、弾性部材により封止されていることを特徴とする燃焼装置。 - 燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路とを有する燃焼装置において、
前記燃料回路の中途には、燃料流入口と燃料流出口とを有し、周期的に往復動を行い弁体を開閉するアクチュエータを内蔵した間欠開閉弁が設けられており、
当該間欠開閉弁の燃料流入口側には導入側継手が接続され、間欠開閉弁の燃料流出口側には噴出側継手が接続されており、
前記間欠開閉弁の一部又は全部は、前記導入側継手および噴出側継手により構成される遮音部材により包囲されており、
導入側継手及び噴出側継手には凹部が設けられており、間欠開閉弁の端部が前記凹部に挿入されており、
導入側継手又は噴出側継手と、間欠開閉弁とによりアクチュエーターの往復動の方向に形成される隙間には、弾性部材が介在しており、
間欠開閉弁と凹部との隙間が、弾性部材により封止されていることを特徴とする燃焼装置。 - 導入側継手と噴出側継手とは互いに嵌合しており、間欠開閉弁は、前記導入側継手および噴出側継手により閉塞された空間内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置。
- 間欠開閉弁は、周期的に開閉する弁体と、当該弁体を内蔵する弁体収納部とを有し、当該弁体収納部には弾性部材が装着されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置。
- 導入側継手および噴出側継手と、間欠開閉弁との間には、充填部材が充填されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の燃焼装置。
- 間欠開閉弁と導入側継手および噴出側継手との接続部のうち、少なくとも噴出側継手との接続部は弾性部材を介して密閉固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の燃焼装置。
- 燃料回路は、燃料を噴霧する噴霧手段と、燃料が流通する燃料回路と、前記噴霧手段に燃料を送る燃料ポンプとを備えており、導入側継手あるいは噴出側継手は、燃料ポンプおよび噴霧手段に直接的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の燃焼装置。
- 間欠開閉弁に繋がる配線を導入側継手および噴出側継手により閉塞された空間から導出するための配線導出孔を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の燃焼装置。
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