JP3940911B2 - Combustion device and hot water heater - 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係り、更に詳しくは、給湯器や暖房機などに用いられる液体燃料を用いた燃焼装置に関する。また、同時に提案される発明は、この燃焼装置を用いた湯水加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、給湯装置等の湯水加熱装置には、ランニングコストの低廉な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、燃焼装置１３１を内蔵した給湯装置１３０の内部構造を示す正面図である。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を設けている。熱交換器１３３は、燃焼ケース１３２に水管が挿通されたもので、燃焼装置１３１で発生させた燃焼ガスを水管内の湯水と熱交換させて湯水を加熱するものである。
【０００３】
燃焼筒１３７は大径部と小径部とを積み重ねた二段形状の筒体であり、ノズル収納筒１３６に接続された小径の第１燃焼筒１４１と、当該第１燃焼筒１４１に連続する大径の第２燃焼筒１４２で構成され、双方の中心軸は略一致している。
第１燃焼筒１４１の外周壁には内部に空気を導入する複数の空気導入口１４３が設けられ、また、第２燃焼筒１４２の外周壁にも、内部に空気を導入する複数の空気導入口１４５が設けられている。
【０００４】
この燃焼装置１３１は、ノズル収納筒１３６に点火プラグ１４０が内蔵されており、燃料噴射ノズル１３５から噴射された液体燃料に点火プラグ１４０によって点火される。そして、送風機１３８から供給される空気を燃焼筒１３７の空気導入口１４３，１４５から燃焼筒１３７の内部に導入しつつ、導入された空気を燃料噴射ノズル１３５から燃焼筒１３７の内部へ噴霧される液体燃料と混合して燃焼を行わせている。
【０００５】
則ち、燃焼装置１３１では、燃焼量の低い状態では、概ね第１燃焼筒１４１で火炎を形成し、燃焼量の増加に伴って第１及び第２燃焼筒１４１，１４２の双方で火炎を発生させて燃焼を行わせることにより、火炎の形成状態に応じた燃焼を可能にしている。そして、第１燃焼筒１４１或いは第２燃焼筒１４２で発生した燃焼ガスは、下流側の燃焼室１４６を通過して熱交換器１３３で湯水との熱交換が行われる。燃焼室１４６の周囲には、高温の燃焼ガスによる燃焼室１４６の外壁の過熱を防止すべく、水管１４７が巻き付けられている。
【０００６】
このように、燃焼装置１３１は、燃焼量に応じて燃料噴射ノズル１３５から噴射する液体燃料の噴射量と送風機の回転数とを制御して、燃焼量に応じた最適な空燃比を確保しつつ安定燃焼を行わせている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１３に示した燃焼装置１３１では、着火時や燃焼量の低い状態では送風機１３８の回転数を低下させるため、燃焼筒１３７へ供給される空気圧力が不安定になり、火炎が煽られて着火性、耐風性において満足な性能が得られなかった。
また、燃焼量が低いにも拘わらず、送風機１３８から第２燃焼筒１４２側へ空気供給が行われるため、第１燃焼筒１４１で発生した火炎が第２燃焼筒１４２の空気導入口１４５から導入された空気によって冷却され、完全燃焼を阻害する要因となるため改善が望まれていた。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、着火時や燃焼量の低い状態における火炎の安定性を向上させると共に、燃焼量の低い状態における安定燃焼を確保した燃焼装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明者らは次の技術的手段を講じた。
則ち、本発明では、バーナケースの内部に燃焼筒を配し、送風機からバーナケースと燃焼筒との間に形成される空気室に供給される空気を燃焼筒の外壁に設けた空気導入口を介して燃焼筒の内部に導入し、導入された空気を燃料噴霧手段から燃焼筒の内部に噴霧される液体燃料と混合して燃焼させる燃焼装置であって、空気室は、連通部を有した仕切板によって燃焼筒の上流部に位置する第１空気室と下流部に位置する第２空気室とに仕切られており、送風機から第１空気室へ流動させる空気量を燃焼量に応じて調節する第１の空気量調節部と、連通部を介して第１空気室から第２空気室へ流動させる空気量を燃焼量に応じて調節する第２の空気量調節部を設けた構成とされている。
【００１０】
本発明の構成によれば、燃焼量に応じて、送風機から第１空気室へ供給される空気量と、送風機から第２空気室へ供給される空気量とを各々調節することができ、これによって、燃焼筒の上流部へ流入させる空気量と下流部へ流入させる空気量とを燃焼量に応じて最適に調節することができる。
【００１１】
従って、着火時や燃焼量が低いときは、送風機を所定回転数で駆動しつつ、第１空気室へ流動させる空気量を第１の空気量調節部で低減させることができる。これにより、燃焼量に応じた少量の空気を圧力を安定させた状態で第１空気室へ供給することができ、火炎が煽られることがなく着火性や火炎の安定性が向上する。
また、燃焼量が低いときは、第２の空気量調節部によって第１空気室から第２空気室へ流動させる空気量を低減したり遮断することができる。これにより、燃焼筒の上流部で発生した火炎が燃焼筒の下流部から流入する空気で冷却されるような不具合が生じず、完全燃焼を行うことが可能である。
【００１２】
一方、燃焼量の増加に応じて、第１及び第２の空気量調節部によって第１空気室及び第２空気室への供給空気量を増大させることができ、燃焼量の増加に伴う火炎の増大に応じて、燃焼筒の上流部から下流部にかけて火炎を発生させて安定した燃焼を行うことが可能となる。
【００１３】
また本発明では、第１の空気量調節部は、回転軸に取り付けた流量調節羽根を送風機から第１空気室へ至る空気流路に配して構成され、第２の空気量調節部は、回転軸に取り付けた流量調節羽根を仕切板の連通部に配して構成されており、回転軸を回転制御して流量調節羽根の回転角度を変化させることにより、空気流路或いは連通部の等価的な開口面積を変化させて流動する空気量を調節する構成とされている。
【００１４】
本発明によれば、第１の空気量調節部の回転軸を回転させると、流量調節羽根は空気流路の内部で回転して、空気流路を流動する空気量を連続的に変化させることができる。同様に、第２の空気量調節部の回転軸を回転させると、流量調節羽根は連通部で回転して、連通部を流動する空気量を連続的に変化可能である。尚、本発明で言う連通部の実例としては、仕切板に開けた連通孔の周囲に管状の部材を設けて形成した空気流路がある。
【００１５】
さらに本発明では、上記した構成に加えて、送風機から第１空気室へ至る空気流路と仕切板に設けられた連通部の双方に近接するように共通の回転軸が配され、第１の空気量調節部及び第２の空気量調節部は、各々の流量調節羽根を回転軸に取り付けて構成されており、当該回転軸を回転制御することにより空気流路及び連通部を流動する空気量を同時に調節する構成とされている。
【００１６】
本発明によれば、空気流路と連通部とが離れた部位に位置する構造であっても、双方の流路に近接させて一つの回転軸を配することにより、第１の空気量調節部及び第２の空気量調節部の各々の流量調節羽根を同時に回転させることができる。則ち、空気流路及び連通部を流動させる空気量を一つの回転軸の回転制御によって同時に調節することができる。これにより、空気流路及び連通部の位置関係に拘わらず回転軸を共通化することができ、空気量調節部の構造を簡略化することが可能となる。
【００１７】
本発明において、第１及び第２の空気量調節部の流量調節羽根は適宜の形状を採用することができる。例えば、平板形や平板を折曲した形状など、種々の形状の流量調節羽根を採用することができる。折曲部を有する流量調節羽根を採用する構成では、流量調節羽根の折曲角度を調整することにより、共通の回転軸の回転角度に応じた各々の流量調節羽根による第１及び第２の空気量調節部における流動空気量を微細に変化させることができ、設計が容易になる。
【００１８】
また同様の課題を解決するための請求項２に記載の発明は、送風機から第１空気室へ至る空気流路と仕切板の連通部とが対向して位置し、第１空気室には、当該第１空気室と空気流路及び連通部の３方へ連通する流量調整室が形成され、当該流量調整室の内部には共通の回転軸が配され、第１の空気量調節部及び第２の空気量調節部は、各々の流量調節羽根を前記共通の回転軸に取り付けて流量調整室の内部で回転可能な構成とされており、当該共通の回転軸を回転制御することにより空気流路及び連通部を流動する空気量を同時に調節する構成とされている。
【００１９】
本発明の構成は、第１及び第２の空気量調節部の機能を流量調整室に集約させた構成である。本発明によれば、回転軸に取り付ける流量調節羽根の角度を各流路の配置に応じて適宜に設定することにより、回転軸を回転制御するだけで、空気流路から第１空気室へ流動させる空気量と、第１空気室から連通部を介して第２空気室へ流動させる空気量を同時に調節可能である。
本発明では、流量調整室の形状や空気流路と連通部の配置構造に応じて、２または３以上の流量調節羽根を回転軸に取り付けて流動空気量を制御する構成を採ることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の燃焼装置において、燃焼筒は、燃料噴霧手段に接続された第１火炎形成部と、当該第１火炎形成部の下流側に連続し当該第１火炎形成部よりも開口面積が大きい第２火炎形成部と、当該第２火炎形成部の下流側に連続し当該第２火炎形成部よりも開口面積の大きい燃焼空間部とを備えており、仕切板は燃焼筒の外周壁の第１火炎形成部と第２火炎形成部との境界部近傍に位置させて設けられた構成である。
【００２１】
本発明によれば、燃焼量が低いときは、仕切板よりも下流側、則ち、第２空気室へ供給する空気量を低減又は遮断することにより、概ね、燃焼筒の第１火炎形成部に空気供給を行って燃焼させることができ、しかも、第１火炎形成部で生じた火炎が第２火炎形成部及び燃焼空間部から流入する空気で冷却されるような不具合が生じることもなく、完全燃焼を行わせることが可能である。
また、燃焼量の増加に伴い、第１空気室及び第２空気室の双方へ供給する空気量を増加させることができるので、燃焼筒の第１及び第２火炎形成部と燃焼空間部へ空気供給を行って火炎の増大に応じた最適な燃焼を行わせることが可能となる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃焼装置において、燃焼筒の外壁に設けられた複数の空気導入口の一部は、燃焼筒の内部に空気を導入することにより、導入された空気を燃焼筒の上流から下流へ向かう方向の周りに旋回させる旋回気流を生じさせる形状とされている。
【００２３】
本発明によれば、燃焼筒の内部には、周方向へ旋回しつつ下流側へ向けて流動する旋回気流が生じる。これにより、燃焼筒の内部へ噴霧される液体燃料に空気を均一に混合させることができ、燃焼むらの発生が抑えられて安定燃焼を行うことが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃焼装置において、第１の空気量調節部及び／又は第２の空気量調節部には流量調節羽根の回転位置を検知する回転位置検知センサが設けられており、第１の空気量調節部及び／又は第２の空気量調節部による供給空気量が最大となるときに回転位置検知センサが検知信号を出力する構成とされている。
【００２５】
空気量調節部を形成する回転軸や流量調節羽根には、耐熱性や耐腐食性に優れたステンレスなどの素材を採用することが多い。ところが、燃焼に伴う高温多湿の環境下では、ステンレスなどの素材であっても錆が発生し易い。また、空気量調節部は空気の流動が激しく塵埃が滞留し易い部位でもある。このため、回転軸や流量調節羽根などの可動部分に錆が生じたり埃が滞留してスムーズな回転が阻害されたり、回転不能に陥ることがある。
【００２６】
本発明によれば、第１の空気量調節部及び／又は第２の空気量調節部における供給空気量が最大の状態となると検知信号が出力される。則ち、検知信号が出力されれば、供給空気量が最大となる位置まで回転軸（流量調節羽根）が正常に回転したことを確認することができる。これにより、第１及び／又は第２の空気量調節部に制御信号を送出しているにも拘わらず、錆や埃によって回転軸（流量調節羽根）の回転が阻害されて必要な空気供給が行えないような不具合を未然に防止することができる。
【００２７】
特に、本発明によれば、供給空気量が最大となる状態で検知信号を出力する構成を採用しているので、流量調節羽根の回転位置が供給空気量が最大となる状態に回動していることは確実に判別できる。これにより、燃焼量が最大の状態において必要な空気供給が行えずに、黒煙が生じたり煤が詰まるような症状の発生を未然に防止可能である。
本発明において、流量調節羽根の回転位置を検知する回転位置検知センサは、流量調節羽根の近傍に設ける構成、流量調節羽根を取り付ける回転軸に設ける構成、或いは、回転軸を駆動する駆動源（モータ）に設ける構成を採ることができる。
【００２８】
尚、第１及び第２の空気量調節部に供給空気量を最大とする制御信号を送出して駆動しているにも拘わらず、回転位置検知センサから検知信号が出力されない場合は、空気量調節部の異常と判別して異常対応処理を行うことが可能である。
【００２９】
ここで、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃焼装置において、第１の空気量調節部または第２の空気量調節部の少なくともいずれか一方に、当該空気量調節部の供給空気量が最小となるときの流量調節羽根の回転位置を規制するストッパを設けた構成を採ることも可能である。
この構成によれば、流量調節羽根をストッパに当接させた状態を、第１及び第２の空気量調節部における供給空気量の最小状態とし、この状態を基準として回転軸を制御することが可能となる。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃焼装置を内蔵した湯水加熱装置であって、燃焼装置で発生した熱を熱交換部に送って湯水を加熱する構成とされている。
本発明によれば、前記した燃焼装置を採用することにより、着火時や燃焼量の低い状態における火炎の安定を確保しつつ、燃焼量の全範囲に渡って完全燃焼を行うことができ、性能を向上させた湯水加熱装置を提供できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態に係る燃焼装置及びその燃焼装置を内蔵した給湯器（湯水加熱装置）を説明する。
図１は、第１実施形態に係る給湯器１の内部構造を示す正面図である。図２は、給湯器１に内蔵される燃焼装置２の燃焼筒（装着部材を含む）を示す斜視図である。図３は、図２に示す燃焼筒及び装着部材の分解斜視図である。図４は、給湯器１の右方側から見たときの燃焼装置２の要部断面図である。図５は、燃焼装置２の空気量調節部の動作を示す斜視図である。図６は、図５に示す空気量調節部に設けられる回転位置検知センサの動作説明図である。図７は、燃焼量が低い状態における燃焼装置２の空気流を示す断面図である。図８は、燃焼量が高い状態における燃焼装置２の空気流を示す断面図である。
【００３２】
本実施形態の給湯器１は、図１の様に、箱形の本体ケース７の内部に燃焼装置２を内蔵したもので、燃焼装置２の下流側には燃焼室３と熱交換器４が順に配され、熱交換器４の下流側は排気ダクト５に接続され、その下流端には排気ガスを排出する排気トップ６が設けられている。
【００３３】
燃焼装置２の下流側の燃焼室３は、燃焼装置２で発生した高温の燃焼ガスを熱交換器４へ導く円筒形の空間であり、その周囲には、通過する燃焼ガスによる外壁の加熱を防止するための水管３ａが外周壁に沿って巻き付けられている。また、熱交換器４は、燃焼装置２で発生した燃焼ガスの熱を水管４ａを流動する湯水と熱交換して昇温させるものである。そして、熱交換器４で熱交換された燃焼ガスは排気ダクト５を経由して排気トップ６から外部に排出される。
【００３４】
燃焼装置２は、箱形のバーナケース１０の内部に燃焼筒１１を配し、バーナケース１０の上部には、燃料噴霧手段１５と送風機１２を有している。バーナケース１０と燃焼筒１１との間に形成される空気室は、仕切板３０によって、燃焼筒１１の上流部に位置する第１空気室３５と下流部に位置する第２空気室３６とに仕切られている
【００３５】
また、燃焼筒１１の上流部には、一次空気導入筒１３及びノズル収納筒１４が装着され、ノズル収納筒１４には、燃料噴霧手段１５から供給される液体燃料を燃焼筒１１の内部に噴射する燃料噴射ノズル１６と、噴射される液体燃料に点火する点火プラグ１７が収納されている。
【００３６】
本実施形態の燃焼装置２は、送風機１２と第１空気室３５との間に、第１空気室３５へ供給する空気量を調節する第１の空気量調節部３７を設けると共に、仕切板３０に、第１空気室３５から第２空気室３６へ流動させる空気量を調節する第２の空気量調節部３８を設けている。そして、第１空気室３５及び第２空気室３６に燃焼量に応じた空気供給を行うことにより、燃焼筒１１の外壁に設けた複数の空気導入口を介して燃焼筒１１の上流部及び下流部に燃焼量に応じた空気を導入させて燃焼を行わせるものである。
【００３７】
燃焼筒１１は、図２の様に、円筒体を３段に積み重ねた形状であり、上流側の第１火炎形成部２０と、第１火炎形成部２０の下流に連続する第２火炎形成部２１と、第２火炎形成部２１の下流に連続する燃焼空間部２２で構成される。また、第１火炎形成部２０の外周壁には、バーナケース１０への固定時に仕切板３０との気密性を確保するための当接部材１８が装着されている。
燃焼筒１１の上流側には、図２の様に、一次空気導入筒１３とノズル収納筒１４が圧入装着され、これら、燃焼筒１１、一次空気導入筒１３及びノズル収納筒１４が一体化された状態でバーナケース１０に装着される。
【００３８】
燃焼筒１１は、図３の様に、上流側に位置する円筒形の第１火炎形成部２０と、当該第１火炎形成部２０よりも外径が大きく下流側に連続する円筒形の第２火炎形成部２１と、当該第２火炎形成部２１よりも更に外径が大きく下流側に連続する円筒形の燃焼空間部２２とを一体化した形状である。則ち、燃焼筒１１は、外径の異なる３つの円筒体を一体化したもので、各円筒体の中心軸は略一致している。
【００３９】
第１火炎形成部２０と第２火炎形成部２１とは、燃焼噴射ノズル１６から噴射された燃料を燃焼させて火炎を形成させる部位である。従って、燃焼装置２において、燃焼筒１１の第２火炎形成部２１よりも上流側は、一般にバーナと称される部分に相当する。また、第２火炎形成部２１に連続する燃焼空間部２２は、第１及び第２の火炎形成部２０，２１で発生した燃焼ガスを下流側へ向けて通過させる部位である。
【００４０】
第１火炎形成部２０は上流側に閉塞面２０ｅを有し、当該閉塞面２０ｅの中央部には開口２０ａが設けられ、当該開口２０ａに隣接して放射状に複数の旋回導入口２０ｂが配されている。旋回導入口２０ｂは、閉塞面２０ｅの一部を略方形状に内方へ向けて切り起こして旋回羽根２０ｇを形成したもので、切り起こしに伴う開口２０ｆから旋回羽根２０ｇに沿って空気を導入することにより、第１火炎形成部２０の中心軸の周りに上流側から見て反時計方向へ旋回する気流を生じさせる機能を有する。また、第１火炎形成部２０の下流側近傍の外周壁には、全周に渡って複数の空気導入口２０ｃ，２０ｄが放射状に配列されている。
【００４１】
第２火炎形成部２１は、第１火炎形成部２０よりも大径の円筒体であり、両者の接続部には上流側に面する段部２１ａが形成され、当該段部２１ａには、放射状に複数の旋回導入口２１ｂが配されている。旋回導入口２１ｂは、段部２１ａの一部を内方へ向けて陥没させることにより、段部２１ａの内面に沿いつつ中心軸の周りに向かう方向へ空気を導入するように開口を形成したものであり、段部２１ａをプレス加工して形成される。この旋回導入口２１ｂを介して導入された空気は、第２火炎形成部２１の中心軸の周りに上流側から見て反時計方向へ旋回する気流を生じさせる機能を持つ。また、第２火炎形成部２１の下流側近傍の外周壁には、全周に渡って複数の空気導入口２１ｃ，２１ｄが放射状に配列されている。
【００４２】
燃焼空間部２２は、第２火炎形成部２１よりも更に大径の円筒体であり、両者の接続部には上流側に面する段部２２ａが形成され、当該段部２２ａには、放射状に複数の旋回導入口２２ｂが配されている。旋回導入口２２ｂは、前記した第２火炎形成部２１の旋回導入口２１ｂと相似形であるが、旋回導入口２１ｂよりも大きい形状である。この旋回導入口２２ｂも、内部へ導入した空気を燃焼空間部２２の中心軸の周りに上流側から見て半時計方向へ旋回する気流を生じさせる機能を有する。また、燃焼空間部２２の下流側近傍の外周壁には、全周に渡って複数の空気導入口２２ｃが放射状に配列され、燃焼空間部２２の下流端は径方向外方へ向けて折曲されてフランジ部２２ｄが形成されている。
【００４３】
燃焼筒１１の第１火炎形成部２０に装着される当接部材１８は、図２の様に、リング形状の部材であり、径方向外方へ広がるに連れて上流側へ向かう傾斜面１８ａを全周に渡って形成し、傾斜面１８ａの外周縁は径方向外方へ向けて水平に延出してフランジ部１８ｂを形成している。また、傾斜面１８ａの内周縁は上流側へ向けて折曲されて折曲部１８ｃが形成され、折曲部１８ｃの内径は第１火炎形成部２０の外径と略同一である。
【００４４】
当接部材１８は、フランジ部１８ｂを上流側に向けて、折曲部１８ｃの内周を第１火炎形成部２０の外周壁に当接させて挿入し、下流端が第２火炎形成部２１の段部２１ａに当接するまで第１火炎形成部２０の外周壁に沿って下流側へ圧入して装着される。則ち、当接部材１８は、折曲部１８ｃの径方向内方へ向かう弾性力によって第１火炎形成部２０の外周壁を押圧して固定されている。
【００４５】
この当接部材１８は、フランジ部１８ｂに全周に渡って下流側へ向かう力を印加すると、傾斜面１８ａの内周縁近傍が下流側へ僅かに撓みを生じるもので、後述するように、燃焼筒１１をバーナケース１０に装着したときに、仕切板３０に当接部材１８を圧接させて気密性を維持する機能を備えている。
【００４６】
燃焼筒１１に装着される一次空気導入筒１３は、上流側の大径部１３ａと、大径部１３ａよりも僅かに径の小さい下流側の小径部１３ｃとを有する円筒体であり、大径部１３ａは小径部１３ｃに比べて軸方向の高さの大部分を占めている。大径部１３ａの下流側近傍には全周に渡って複数の空気導入口１３ｄが放射状に配列され、大径部１３ａの上流端１３ｂは全周に渡って径方向外方へ向けて僅かに折曲されている。この一次空気導入筒１３の小径部１３ｃの内径は、燃焼筒１１の第１火炎形成部２０の外径と略同一である。
【００４７】
ノズル収納筒１４は有底円筒体であり、上流端は水平に折曲されてフランジ部１４ｂが形成され、下流側の底面１４ｃの中央には開口１４ｄが設けられている。また、周部１４ａの外径は上流側に向かうに連れて僅かに広がるテーパ形状とされ、周部１４ａから底面１４ｃに掛かる部位は大きく湾曲した形状である。周部１４ａの上流側には、複数の空気導入口１４ｅが放射状に配列されており、周部１４ａの外径は一次空気導入筒１３の大径部１３ａの内径と略同一である。
【００４８】
ノズル収納筒１４及び一次空気導入筒１３は、次の手順によって燃焼筒１１へ装着される。
まず、図３の様に、ノズル収納筒１４を底面１４ｃ側を一次空気導入筒１３の大径部１３ａに挿入して下流側に向けて圧入する。ここで、前記したように、ノズル収納筒１４の周部１４ａはテーパ形状であるので、ノズル収納筒１４を一次空気導入筒１３に圧入すると、図２の様に、一次空気導入筒１３の上流端１３ｂとノズル収納筒１４のフランジ部１４ｂとの間に所定の間隔を有する状態で固定される。
【００４９】
ノズル収納筒１４を装着した一次空気導入筒１３は、その小径部１３ｃを燃焼筒１１の第１火炎形成部２０に挿通し、ノズル収納筒１４の底面１４ｃが第１火炎形成部２０の閉塞面２０ｅに当接するまで圧入して固定する。以上の手順により、図２の様に、燃焼筒１１にノズル収納筒１４及び一次空気導入筒１３が装着されて一体化される。この状態では、ノズル収納筒１４の開口１４ｄと燃焼筒１１の第１火炎形成部２０の開口２０ａとが重なり合って、ノズル収納筒１４から燃焼筒１１の内部に至る燃料噴射のための開口が形成される。
【００５０】
次に、前記構造を有する燃焼筒１１を用いた本実施形態の燃焼装置２の詳細な構造を、図４を参照して説明する。
【００５１】
燃焼装置２のバーナケース１０は、図４の様に箱形状であり、対向する天板３１と底板３２との略中央部には仕切板３０が固定されている。仕切板３０は中央部に燃焼筒１１の上流部を貫通させる大きな開口３０ａが設けられ、開口３０ａの周縁に沿って円筒形の整流筒２９が上流側へ向けて設けられている。また、底板３２にも大きな開口３２ａが設けられ、開口３２ａの周縁に沿って円筒形の遮蔽筒３４が上流側へ向けて設けられている。
【００５２】
燃焼筒１１は次の手順でバーナケース１０の内部に固定される。まず、ノズル収納筒１４及び一次空気導入筒１３を装着した燃焼筒１１を、バーナケース１０の底板３２の開口３２ａを通じ仕切板３０の開口３０ａを貫通させて、ノズル収納筒１４のフランジ部１４ｂが天板３１に当接するまで挿入する。すると、燃焼筒１１の燃焼空間部２２のフランジ部２２ｄが、底板３２の遮蔽筒３４の内周壁に当接しつつ嵌入して位置決めされる。
【００５３】
次いで、バーナケース１０の底板３２に、ねじＡを用いて固定金具３３を固定すると共に、ノズル収納筒１４のフランジ部１４ｂをねじＡを用いて天板３１に固定する。
燃焼筒１１をバーナケース１０の内部に固定すると、燃焼筒１１に予め装着している当接部材１８のフランジ部１８ｂが傾斜面１８ａの有する弾性によって仕切板３０の開口３０ａの周縁下面側に密着して気密性が確保される。則ち、燃焼筒１１とバーナケース１０との間に形成される空気室が仕切板３０と当接部材１８によって、燃焼筒１１の第１火炎形成部２０よりも上流に位置する第１空気室３５と、第２火炎形成部よりも下流に位置する第２空気室３６とに仕切られる。
【００５４】
一方、本実施形態の燃焼装置２では、図４の様に、バーナケース１０の天板３１の近傍に第１の空気量調節部３７を設けると共に、仕切板３０の近傍に第２の空気量調節部３８を設けている。
詳細に説明すると、図５の様に、バーナケース１０の外壁に固定されたステップモータ４１の駆動軸（不図示）に回転軸４０が接続され、当該回転軸４０は、第１空気室３５の内部を貫通するように配されている。第１の空気量調節部３７は回転軸４０の先端部近傍に位置し、第２の空気量調節部３８は回転軸４０の中央部近傍に位置して設けられている。
【００５５】
第１の空気量調節部３７は、図４、図５の様に、回転軸４０に取り付けられた流量調節羽根４７を有し、当該流量調節羽根４７を天板３１に固定された方形ダクト３１ａの内部で回動可能に収納した構成である。流量調節羽根４７は、長尺方形板を折曲して製され、回転軸４０から斜め上方に延びる面と、続いて僅かに上昇しつつ略水平に延びる面と、続いて僅かに下降しつつ略水平に延びる面とを備えた羽根であり、ねじ（不図示）によって回転軸４０に固定されている。この第１の空気量調節部３７は、回転軸４０を回転制御して流量調節羽根４７を方形ダクト３１ａの内部で回動させることにより、方形ダクト３１ａの空気流路３１ｂの開口面積を等価的に変化させて、空気流路３１ｂを流動する空気量を調節するものである。
【００５６】
則ち、第１の空気量調節部３７は、回転軸４０を回転させることにより、方形ダクト３１ａの上部に接続された送風機１２（図５では不図示）から空気流路３１ｂを介して第１空気室３５へ流動する空気量を調節する機能を有する。
【００５７】
また、第２の空気量調節部３８は、仕切板３０に設けた長尺方形の開口３０ｂと、当該開口３０ｂの一方の長手側縁から長手両端部に掛かる部位を囲むように立設される遮蔽部材４５とで形成される連通部３０ｃに、回転軸４０に取り付けられた長尺の流量調節羽根４４を回動可能に配した構成である。
【００５８】
流量調節羽根４４は、長尺方形板を幅方向の中央部近傍で折曲した断面が略Ｌ字形状を有し、長手一側縁がねじＡによって回転軸に固定されており、回転軸４０の回転に伴って他方の長手側縁は開口３０ｂの内部に侵入しつつ回動する。また、遮蔽部材４５は流量調節羽根４４の長手両端部と開口３０ｂとの間を遮蔽する遮蔽部４５ａと、回転軸４０と開口３０ｂの長手一側縁との間を遮蔽する遮蔽部４５ｂとを備えており、対向する遮蔽部４５ａは回転軸４０を回動自在に支持する機能を併せ持っている。
則ち、第２の空気量調節部３８は、回転軸４０を回転させることにより、第１空気室３５から第２空気室３６へ流動する空気量を調節する機能を有する。
【００５９】
本実施形態では、第２の空気量調節部３８の遮蔽部材４５の遮蔽部４５ａ，４５ａに、流量調節羽根４４の回転位置を規制するストッパ４５ｃ，４５ｃを設けており、開口面積が最小となるときの回転軸４０の回転角度を規制している。ここで、前記したように、第１の空気量調節部３７の流量調節羽根４７は同一の回転軸４０に固定されている。従って、ストッパ４５ｃを設けることにより、第１及び第２の空気量調節部３７，３８の供給空気量の最小時における流量調節羽根４７，４４の回転位置を同時に規制する構造としている。
この構成により、流量調節羽根４４，４７の回転開始位置を、ストッパ４５ｃへ当接する位置として規制することができ、この回転位置を基準にしてステップモータ４１へ制御信号を伝送して制御を行うことが可能である。
【００６０】
このような構成の第１及び第２の空気量調節部３７，３８によれば、ステップモータ４１に制御信号を送出して流動空気量を最小状態にすると、図５（ａ）の様に、第１の空気量調節部３７の流量調節羽根４７によって空気流路３１ｂの大部分が遮蔽されて、送風機１２から空気流路３１ｂを介して第１空気室３５へ流動する空気量は最小となる。同時に、第２の空気量調節部３８の流量調節羽根４４は、遮蔽部材４５と共に開口３０ｂを遮蔽して連通部３０ｃにおける空気流動を遮断する。
【００６１】
一方、ステップモータ４１に制御信号を送出して回転軸４０を流動空気量を増加させる方向へ回動させると、図５（ｂ）の様に、流量調節羽根４７は空気流路３１ｂの内部で回動して開口面積が増加し、送風機１２から空気流路３１ｂを介して第１空気室３５へ流動する空気量が増大する。同時に、流量調節羽根４４が開口３０ｂの内部へ向けて回動して連通部３０ｃの開口面積が増加し、第１空気室３５から第２空気室３６への流動空気量が増大する。
【００６２】
特に、本実施形態の燃焼装置２では、第１及び第２の空気量調節部３７，３８の各々の流量調節羽根４７，４４を前記した折曲させた形状としており、燃焼量に応じて共通の回転軸４０を回転制御するだけで第１空気室３５及び第２空気室３６への供給空気量を同時に最適に調節している。また、流量調節羽根４７，４４を折曲構造とすることにより、安定した流量調節を行いつつ回動範囲を縮小することができ、燃焼装置２の小型化を図っている。
【００６３】
また、本実施形態の燃焼装置２では、第１及び第２の空気量調節部３７，３８の供給空気量が最大に至ったときに検知信号を出力する回転位置検知センサ４８を設けている。
則ち、図５、図６に示す様に、回転軸４０を駆動するステップモータ４１の駆動軸４１ａに固定されたカム４２と、当該カム４２の近傍に固定されるマイクロスイッチ４３で形成される回転位置検知センサ４８を設けている。
【００６４】
この回転位置検知センサ４８は、供給空気量が最大に至るまでは、図６（ａ）の様に、カム４２の突出部４２ａはマイクロスイッチ４３の検知部４３ａに当接せず、常開接点４３ｂ，４３ｂ間は開成している。そして、供給空気量が最大に至り、図６（ｂ）の様に、カム４２の突出部４２ａがマイクロスイッチ４３の検知部４３ａを押圧すると、常開接点４３ｂ，４３ｂ間が閉成して検知信号を出力するものである。
【００６５】
これにより、ステップモータ４１へ制御信号を送出しているにも拘わらず、第１又は第２の空気量調節部３７，３８のいずれかにおいて、流量調節羽根４７，４４の回動不能や回転軸４０の回動不能状態が発生して、必要な空気供給が行われないような不具合の発生を未然に防止することが可能である。特に、本実施形態では、マイクロスイッチ４３によって供給空気量が最大となる状態で検知信号を出力させるので、供給空気量が最大の状態になっているか否かは検知信号によって確実に判別できる。従って、燃焼量の高い状態において空気量が不足して黒煙や煤が発生することが防止され、装置の信頼性を向上させることができる。
【００６６】
次に、図７、図８を参照して、本実施形態の燃焼装置２における空気供給を中心とした燃焼制御を説明する。
燃焼量が低い状態では、図７の様に、回転軸４０は流量調節羽根４４がストッパ４５ｃに当接するまで時計方向に回転駆動される。これにより、流量調節羽根４４によって連通部３０ｃは遮断されて第２空気室３６への空気供給は行われず、流量調節羽根４７は空気流路３１ｂの大部分を遮蔽するように内部に位置する。このとき、送風機１２は所定の回転数を維持するので、第１空気室３５へは圧力の安定した少量の空気が供給される。
【００６７】
第１の空気量調節部３７によって第１空気室３５へ供給される空気の一部は、ノズル収納筒１４の空気導入口１４ｅを介して一次空気として内部に導入される。また、第１空気室３５へ供給される空気の一部は、一次空気導入筒１３と整流筒２９との間を通り、その一部は一次空気導入筒１３の空気導入口１３ｄから内部へ流入する。空気導入口１３ｄから内部に導入された空気は、ノズル収納筒１４と一次空気導入筒１３との間の狭い隙間を通り、燃焼筒１１の第１火炎形成部２０に設けた旋回導入口２０ｂから燃焼筒１１の内部に一次空気として旋回しつつ流入する。そして、流入した空気は、ノズル収納筒１４の空気導入口１４ｅから導入された空気と共に第１火炎形成部２０の開口２０ａの近傍で燃料噴射ノズル１６から噴射される液体燃料と混合され着火される。
【００６８】
一方、一次空気導入筒１３と整流筒２９との間を通って移動する空気の残部は、下流側の当接部材１８に至り傾斜面１８ａに沿って偏向されて第１火炎形成部２０の空気導入口２０ｃ，２０ｄから二次空気として内部へ導入されて燃焼が行われる。従って、燃焼量の低い状態では、概ね燃焼筒１１の第１火炎形成部２０で火炎を発生して燃焼が行われ、発生した燃焼ガスは燃焼空間部２２を介して下流側に流動して熱交換が行われる。
【００６９】
このように、燃焼量が低い状態では、第１の空気量調節部３７によって空気流路の開口面積が低減されるので、送風機１２からの供給空気量を低減しつつ圧力を安定させて第１空気室３５へ供給することができ、着火時や燃焼量の低い状態において火炎が煽られることがない。また、燃焼量の低いときは、第２の空気量調節部３８によって第２空気室３６への空気供給が遮断される。これにより、第２火炎形成部２１や燃焼空間部２２への空気導入を遮断することができ、第１火炎形成部２０で発生した火炎が下流側で冷却されることがなく、完全燃焼を行うことが可能となる。
【００７０】
一方、燃焼量が増加すると、図８の様に、回転軸４０は反時計方向に回転駆動される。従って、流量調節羽根４７は空気流路３１ｂの内部で回動して、送風機１２から第１空気室３５へ供給される空気量が増大する。また、流量調節羽根４４は開口３０ｂを貫通して第２空気室３６の内部へ向けて回動し、連通部３０ｃ（開口３０ｂ）を介して第１空気室３５から第２空気室３６へ流動する空気量が増大する。そして、一次空気導入筒１３の空気導入口１３ｄから流入する空気は、燃焼筒１１の第１火炎形成部２０の上流側の旋回導入口２０ｂから燃焼筒１１の内部に一次空気として旋回しつつ流入し、ノズル収納筒１４の空気導入口１４ｅから導入された一次空気と共に燃料噴射ノズル１６から噴射される液体燃料と混合され着火される。
【００７１】
このとき、燃焼量の増加に伴って発生する火炎は第２火炎形成部２１に至り、第１火炎形成部２０の空気導入口２０ｃ，２０ｄから導入される空気と、第２火炎形成部２１の旋回導入口２１ｂ及び空気導入口２１ｃ，２１ｄから導入される空気が二次空気として旋回しつつ火炎に供給されて燃焼が行われる。また、第２空気室３６から空気導入口２２ｃを介して燃焼空間部２２へ空気の一部が導入されて、燃焼空間部２２の外周壁を冷却しつつバーナケース１０側への熱の伝導を遮断する働きを行う。
【００７２】
このように、本実施形態に係る燃焼装置２によれば、第１及び第２の空気量調節部３７，３８を共通の回転軸４０で回転制御する構成を採ることにより、燃焼装置２の構造を簡略化すると共に小型化を図っている。また、着火時や燃焼量の低い状態における第１空気室３５への供給空気圧力を安定化することができ、火炎が煽られることがない。
【００７３】
また、燃焼量の低い状態において、発生した火炎が燃焼筒１１の下流側から流入する空気によって冷却されて不完全燃焼が生じることもない。
また、燃焼量に応じて第１及び第２の空気量調節部３７，３８を調節することにより、燃焼筒１１の上流部及び下流部への供給空気量を最適に調節することができ、燃焼量の全域において最適な空燃比を維持して安定した燃焼を行うことが可能となる。
【００７４】
尚、本実施形態の燃焼装置２では、第１及び第２の空気量調節部３７，３８において、流量調節羽根４７，４４をねじを用いて回転軸４０に固定する構造を採用したが、例えば、耐熱樹脂剤を成形加工して回転軸と流量調節羽根とを一体化した構造とすることもできる。
【００７５】
次に、本発明の別の実施形態に係る燃焼装置及びその燃焼装置を内蔵した給湯器を説明する。本実施形態の燃焼装置９は、前記第１実施形態に採用した燃焼装置２の構成の一部を変更したものである。従って、同一構成部分には同一符号を付して重複した説明を省略する。
図９は、第２実施形態に係る給湯器８の内部構造を示す正面図である。図１０は、給湯器８に内蔵する燃焼装置９の構造を模式的に示す斜視図である。図１１は、燃焼装置９の燃焼量が低い状態における空気流を示す断面図である。図１２は、燃焼装置９の燃焼量が高い状態における空気流を示す断面図である。
【００７６】
前記第１実施形態の燃焼装置２では、第１及び第２の空気量調節部３７，３８が離れた部位に設けられていた。これに対して、本実施形態の燃焼装置９は、第１の空気量調節部６１と第２の空気量調節部６２とを流量調整室５２の内部に集約した構成を採用している。
順に説明すると、図９、図１０の様に、バーナケース５０は、下流側が略方形であり上流側は略円筒形であり天板５３が一体化された形状を有する。バーナケース５０の上流側と下流側の境界部位には仕切板５１が設けられて、上流側の第１空気室５５と下流側の第２空気室５６とに仕切っている。
【００７７】
第１空気室５５の内部には略円筒形の流量調整室５２が設けられ、当該流量調整室５２は、送風機１２へ繋がる空気流路６３と、第１空気室５５へ繋がる連通部６４と、第２空気室５６へ連通する連通部（連通孔）５１ａとを備えている。則ち、流量調整室５２は第１空気室５５の内部に配されて、第１空気室５５と空気流路６３と連通部５１ａとの３方へ連通している。
【００７８】
流量調整室５２の軸中心には回転軸５７が設けられ、回転軸５７には流量調整室５２の内部で回動可能に方形板状の流量調節羽根５８，５９，６０が固定されている。流量調節羽根５８，６０は、流量調整室５２の内部を分断するように回転軸５７に略反対方向へ向けて各々固定されており、流量調節羽根５９は、流量調節羽根５８，６０と略直交する角度で連通部６４側へ向けて固定されている。
本実施形態では、回転軸５７に固定された流量調節羽根５８，５９によって第１の空気量調節部６１を構成し、回転軸５７に固定された流量調節羽根５８，６０によって第２の空気量調節部６２を構成している。
【００７９】
この燃焼装置９では、回転軸５７に接続されたステップモータ（不図示）を回転制御して供給空気量を最小状態にすると、図１０（ａ）の様に、流量調節羽根５８，６０によって連通孔５１ａを通じる空気流動が遮断される。同時に、流量調節羽根５８，５９によって空気流路６３と連通部６４とが僅かに連通して少量の空気が第１空気室５５へ供給される。
【００８０】
また、供給空気量を増加させる方向へステップモータ（不図示）を回転制御すると、図１０（ｂ）の様に、回転軸５７の回動によって流量調節羽根５８，５９，６０が反時計方向へ回動する。これにより、空気流路６３と連通部６４との間の空気流路の開口面積が増加して、送風機１２から第１空気室５５への供給空気量が増大する。同時に、空気流路６３と連通孔５１ａとが流量調整室５２を介して連通して、送風機１２から第１空気室５５を介して第２空気室５６へ供給される空気量が増大する構成とされている。
【００８１】
次に、燃焼装置９における燃焼制御を空気供給を中心として説明する。尚、仕切板５１の中央部には燃焼筒１１の上流部を貫通させる大きな開口５１ｂが設けられており、燃焼筒１１近傍では、前記第１実施形態で示した燃焼装置２と同様の空気流が生じるので重複した説明を省略する。
【００８２】
燃焼装置９では、燃焼量が最小の状態では、図１１の様に、回転軸５７は時計方向に回動し、流量調節羽根５８の先端は流量調整室５２の内壁に設けられたストッパ６５に当接する。この状態では、流量調節羽根５８，５９によって空気流路６３と連通部６４とが僅かに連通すると共に、第２空気室５６への空気供給は遮断される。このとき、送風機１２は所定の回転数を維持するので、第１空気室５５へは圧力の安定した少量の空気が供給される。
これにより、前記実施形態の燃焼装置２と同様に、燃焼筒１１の第１火炎形成部２０で火炎が形成されて燃焼が行われる。
【００８３】
また、燃焼量の増加に伴って、図１２の様に、流量調節羽根５８，５９，６０が反時計方向へ回動し、空気流路６３と連通部６４との間の開口面積が増加すると共に空気流路６３が連通孔５１ａと連通し、第１空気室５５への供給空気量が増大すると共に第２空気室５６への空気供給が行われる。これにより、前記燃焼装置２と同様に、燃焼筒１１の第１火炎形成部２０及び第２火炎形成部２１で火炎が形成されて安定した燃焼を行うことが可能となる。
【００８４】
このように、本実施形態の燃焼装置９によれば、第１及び第２の空気量調節部６１，６２を流量調整室５２に集約して共通の回転軸５７で制御することにより、構造を簡略化すると共に小型化が可能となる。また、着火時や燃焼量の低い状態における第１空気室５５への供給空気圧力を安定化することができ、着火性や燃焼性が向上する。また、燃焼量の低い状態において、発生した火炎が燃焼筒の下流側から流入する空気によって冷却されて不完全燃焼が生じることもない。
【００８５】
更に、燃焼量に応じて第１及び第２の空気量調節部６１，６２を調節することにより、燃焼筒１１の上流部及び下流部への供給空気量を最適に調節することができ、燃焼量の全域において最適な空燃比を維持して安定した燃焼を行うことが可能となる。
尚、本実施形態の燃焼装置９においても、前記第１実施形態の燃焼装置２と同様に、回転軸５７を駆動するステップモータに回転位置検知センサを取り付けることが可能である。
【００８６】
以上説明した第１実施形態及び第２実施形態に採用した燃焼装置２，９は、火炎を下方へ向けて噴射する所謂逆燃焼型の燃焼装置として述べたが、本発明は、火炎を上方へ向けて噴射する所謂正燃焼型の燃焼装置に適用することも可能である。
また、上記した給湯器１，８は、熱交換器４の水管４ａ内を流れる湯水を瞬間的に加熱する送水式の給湯器として述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、貯湯式の給湯器に適用することも可能である。
【００８７】
【発明の効果】
請求項１，２に記載の発明によれば、燃焼量の全域において安定燃焼を行う燃焼装置を提供できる。
加えて請求項１，２に記載の発明によれば、燃焼筒の上流部及び下流部への供給空気量を燃焼量に応じて同時に調節することができ、構造を簡略化すると共に、省コスト化、小型化を図った燃焼装置を提供できる。
請求項３に記載の発明によれば、燃焼量に応じて発生する火炎を燃焼筒の内部で完全燃焼させることができ、安定燃焼を行う燃焼装置を提供できる。
請求項４に記載の発明によれば、燃焼筒の内部で燃料と空気とを均一に撹拌混合することができ、燃焼むらを排除し安定燃焼を行う燃焼装置を提供できる。
請求項５に記載の発明によれば、空気量調節部の異常に伴う不完全燃焼の発生を未然に防止することができ、信頼性を向上させた燃焼装置を提供できる。
また、請求項６に記載の発明によれば、本発明の燃焼装置を内蔵することにより、構造の簡略化、省コスト化、小型化を図りつつ信頼性を向上させた湯水加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る給湯器の構造を示す正面図である。
【図２】 図１に示す給湯器に内蔵される燃焼装置に採用する燃焼筒を装着部材を一体化した状態で示す斜視図である。
【図３】 図２に示す燃焼筒及び当該燃焼筒に一体化される装着部材の分解斜視図である。
【図４】 図１に示す給湯器に内蔵される燃焼装置の要部断面図である。
【図５】 （ａ），（ｂ）は、図４に示す燃焼装置の空気量調節部の構造を示す斜視図である。
【図６】 （ａ），（ｂ）は、図５に示す空気量調節部に採用する回転位置検知センサの構造を示す正面図である。
【図７】 図４に示す燃焼装置において、燃焼量の低い状態における空気流を示す断面図である。
【図８】 図４に示す燃焼装置において、燃焼量の高い状態における空気流を示す断面図である。
【図９】 本発明の別の実施形態に係る給湯器の構造を示す正面図である。
【図１０】 （ａ），（ｂ）は、図９に示す給湯器に内蔵される燃焼装置の空気量調節部の構造を示す斜視図である。
【図１１】 図１０に示す燃焼装置において、燃焼量の低い状態における空気流を示す断面図である。
【図１２】 図１０に示す燃焼装置において、燃焼量の高い状態における空気流を示す断面図である。
【図１３】 従来の燃焼装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１，８ 湯水加熱装置（給湯器）
２，９ 燃焼装置
１０ バーナケース
１１ 燃焼筒
１２ 送風機
１５ 燃料噴霧手段
２０ 第１火炎形成部
２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 空気導入口
２１ 第２火炎形成部
２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 空気導入口
２２ 燃焼空間部
２２ｂ，２２ｃ 空気導入口
３０ 仕切板
３０ｃ 連通部
３１ｂ 空気流路（送風機から第１空気室への空気流路）
３５，５５ 空気室（第１空気室）
３６，５６ 空気室（第２空気室）
３７，６１ 第１の空気量調節部
３８，６２ 第２の空気量調節部
４０，５７ 回転軸（共通の回転軸）
４４，４７，５８，５９，６０ 流量調節羽根
４８ 回転位置検知センサ
５２ 流量調整室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a combustion apparatus, and more particularly to a combustion apparatus using liquid fuel used in a water heater, a heater, or the like. The invention proposed at the same time relates to a hot water heating apparatus using this combustion apparatus.
[0002]
[Prior art]
  2. Description of the Related Art Conventionally, a hot water heating apparatus such as a hot water supply apparatus has frequently used a combustion apparatus that sprays and burns liquid fuel such as petroleum, which has a low running cost.
  FIG. 13 is a front view showing the internal structure of a hot water supply device 130 incorporating the combustion device 131. The combustion device 131 has a combustion case 132, and a heat exchanger 133 is provided below the combustion case 132. The heat exchanger 133 has a water pipe inserted through the combustion case 132, and heats the hot water by exchanging heat between the combustion gas generated by the combustion device 131 and hot water in the water pipe.
[0003]
  The combustion cylinder 137 is a two-stage cylindrical body in which a large diameter portion and a small diameter portion are stacked. The combustion cylinder 137 has a small diameter first combustion cylinder 141 connected to the nozzle housing cylinder 136 and a large continuous to the first combustion cylinder 141. A second combustion cylinder 142 having a diameter is formed, and both central axes substantially coincide with each other.
  A plurality of air introduction ports 143 for introducing air into the inside are provided on the outer peripheral wall of the first combustion cylinder 141, and a plurality of air introduction ports for introducing air into the outer peripheral wall of the second combustion cylinder 142 are also provided. 145 is provided.
[0004]
  In the combustion device 131, a spark plug 140 is built in a nozzle housing cylinder 136, and the liquid fuel injected from the fuel injection nozzle 135 is ignited by the spark plug 140. The introduced air is sprayed from the fuel injection nozzle 135 into the combustion cylinder 137 while introducing the air supplied from the blower 138 into the combustion cylinder 137 through the air inlets 143 and 145 of the combustion cylinder 137. Combustion is performed by mixing with liquid fuel.
[0005]
  That is, in the combustion device 131, when the combustion amount is low, a flame is generally formed in the first combustion cylinder 141, and a flame is generated in both the first and second combustion cylinders 141, 142 as the combustion amount increases. By making it burn, the combustion according to the formation state of a flame is enabled. The combustion gas generated in the first combustion cylinder 141 or the second combustion cylinder 142 passes through the combustion chamber 146 on the downstream side, and heat exchange with hot water is performed in the heat exchanger 133. A water pipe 147 is wound around the combustion chamber 146 in order to prevent overheating of the outer wall of the combustion chamber 146 due to high-temperature combustion gas.
[0006]
  In this way, the combustion device 131 controls the injection amount of the liquid fuel injected from the fuel injection nozzle 135 and the rotation speed of the blower according to the combustion amount, and ensures an optimal air-fuel ratio according to the combustion amount. Stable combustion is performed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the combustion device 131 shown in FIG. 13, the air pressure supplied to the combustion cylinder 137 becomes unstable because the rotational speed of the blower 138 is reduced at the time of ignition or in a state where the combustion amount is low, and the flame is burned. As a result, satisfactory performance in terms of ignitability and wind resistance was not obtained.
  In addition, although the amount of combustion is low, air is supplied from the blower 138 to the second combustion cylinder 142, so that the flame generated in the first combustion cylinder 141 is introduced from the air inlet 145 of the second combustion cylinder 142. It has been desired to be improved because it is cooled by the conditioned air and hinders complete combustion.
[0008]
  The present invention is proposed in view of the above circumstances, and provides a combustion apparatus that improves the stability of a flame at the time of ignition or a low combustion amount and ensures stable combustion in a low combustion amount state. With the goal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present inventors have taken the following technical means.
  That is,BookinventionsoThe combustion cylinder is disposed inside the burner case, and the air supplied from the blower to the air chamber formed between the burner case and the combustion cylinder is provided via an air inlet provided in the outer wall of the combustion cylinder. Is a combustion device that mixes and burns the introduced air with liquid fuel sprayed from the fuel spraying means into the combustion cylinder, and the air chamber is combusted by a partition plate having a communication portion. A first air chamber located in the upstream portion of the cylinder and a second air chamber located in the downstream portion, and a first amount for adjusting the amount of air flowing from the blower to the first air chamber according to the combustion amount An air amount adjusting unit and a second air amount adjusting unit that adjusts the amount of air flowing from the first air chamber to the second air chamber via the communication unit according to the combustion amount are provided.
[0010]
  According to the configuration of the present invention, the amount of air supplied from the blower to the first air chamber and the amount of air supplied from the blower to the second air chamber can be adjusted according to the amount of combustion. Thus, the amount of air flowing into the upstream portion of the combustion cylinder and the amount of air flowing into the downstream portion can be optimally adjusted according to the combustion amount.
[0011]
  Therefore, at the time of ignition or when the combustion amount is low, the amount of air that flows to the first air chamber can be reduced by the first air amount adjusting unit while the blower is driven at a predetermined rotational speed. As a result, a small amount of air corresponding to the amount of combustion can be supplied to the first air chamber in a state where the pressure is stabilized, and the ignitability and flame stability are improved without burning the flame.
  Further, when the combustion amount is low, the amount of air flowing from the first air chamber to the second air chamber can be reduced or blocked by the second air amount adjusting unit. Thus, there is no problem that the flame generated in the upstream portion of the combustion cylinder is cooled by the air flowing from the downstream portion of the combustion cylinder, and complete combustion can be performed.
[0012]
  On the other hand, the amount of air supplied to the first air chamber and the second air chamber can be increased by the first and second air amount adjusting units according to the increase in the combustion amount, and the flame of the flame accompanying the increase in the combustion amount can be increased. According to the increase, it is possible to generate a flame from the upstream portion to the downstream portion of the combustion cylinder and perform stable combustion.
[0013]
  In the present inventionThe first air amount adjusting unit is configured by arranging a flow rate adjusting blade attached to the rotating shaft in an air flow path from the blower to the first air chamber, and the second air amount adjusting unit is arranged on the rotating shaft. The installed flow control blades are arranged in the communication part of the partition plate, and the air channel or the equivalent opening of the communication part is controlled by changing the rotation angle of the flow control blade by controlling the rotation of the rotating shaft. The amount of flowing air is adjusted by changing the area.
[0014]
  According to the present invention, when the rotation shaft of the first air amount adjusting unit is rotated, the flow rate adjusting blade is rotated inside the air flow path to continuously change the amount of air flowing through the air flow path. Can do. Similarly, when the rotation shaft of the second air amount adjusting unit is rotated, the flow rate adjusting blade rotates at the communicating portion, and the amount of air flowing through the communicating portion can be continuously changed. In addition, the communication part said by this inventionAs an example ofAir flow path formed by providing a tubular member around the communication hole opened in the partition plateThere is.
[0015]
  More booksinventionsoIsIn addition to the above configurationThe common rotation shaft is arranged so as to be close to both the air flow path from the blower to the first air chamber and the communication portion provided in the partition plate, and the first air amount adjustment unit and the second air amount adjustment The unit is configured by attaching each flow rate adjusting blade to a rotation shaft, and is configured to simultaneously adjust the amount of air flowing through the air flow path and the communication portion by controlling the rotation of the rotation shaft.
[0016]
  According to the present invention, even in a structure where the air flow path and the communication portion are located at a distance from each other, the first air amount adjustment can be performed by arranging one rotating shaft close to both flow paths. The flow rate adjusting blades of each of the unit and the second air amount adjusting unit can be rotated simultaneously. In other words, the amount of air flowing through the air flow path and the communication portion can be adjusted simultaneously by controlling the rotation of one rotating shaft. As a result, the rotating shaft can be shared regardless of the positional relationship between the air flow path and the communication portion, and the structure of the air amount adjusting portion can be simplified.
[0017]
  In the present invention, the flow rate adjusting blades of the first and second air amount adjusting units can adopt an appropriate shape. For example, various flow rate adjusting blades such as a flat plate shape or a bent plate shape can be employed. In the configuration employing the flow rate adjusting blade having the bent portion, the first and second air by each flow rate adjusting blade according to the rotation angle of the common rotating shaft is adjusted by adjusting the bending angle of the flow rate adjusting blade. The amount of flowing air in the amount adjusting unit can be finely changed, and the design becomes easy.
[0018]
  The invention according to claim 2 for solving the same problem is as follows.The air flow path extending from the blower to the first air chamber and the communication portion of the partition plate are positioned to face each other, and the first air chamber communicates with the first air chamber, the air flow path, and the communication portion in three directions. A flow rate adjustment chamber is formed, inside the flow rate adjustment chamberCommonA rotation shaft is arranged, and the first air amount adjusting unit and the second air amount adjusting unit are configured to connect each flow rate adjusting blade to the flow rate adjusting blade.CommonIt is attached to the rotating shaft and is configured to be rotatable inside the flow rate adjustment chamber.CommonIt is set as the structure which adjusts simultaneously the air quantity which flows through an air flow path and a communication part by carrying out rotation control of a rotating shaft.
[0019]
  The configuration of the present invention is a configuration in which the functions of the first and second air amount adjustment units are integrated in the flow rate adjustment chamber. According to the present invention, it is possible to flow from the air flow path to the first air chamber only by controlling the rotation of the rotation shaft by appropriately setting the angle of the flow rate adjusting blade attached to the rotation shaft according to the arrangement of each flow path. It is possible to simultaneously adjust the amount of air to be flown and the amount of air to flow from the first air chamber to the second air chamber via the communicating portion.
  In this invention, the structure which attaches 2 or 3 or more flow control blades to a rotating shaft, and controls a flow air quantity can be taken according to the shape of a flow control chamber, or the arrangement structure of an air flow path and a communication part.
[0020]
  Claim3The invention described in claim 11 or 2In the combustion apparatus described in (1), the combustion cylinder has a first flame forming part connected to the fuel spraying means and a downstream side of the first flame forming part, and has a larger opening area than the first flame forming part. 2 flame formation part, and the combustion space part which has a larger opening area than the said 2nd flame formation part is provided in the downstream of the said 2nd flame formation part, and a partition plate is the 1st of the outer peripheral wall of a combustion cylinder It is the structure provided by being located in the boundary part vicinity of a flame formation part and a 2nd flame formation part.
[0021]
  According to the present invention, when the combustion amount is low, the first flame forming portion of the combustion cylinder is generally reduced by reducing or blocking the amount of air supplied to the second air chamber downstream from the partition plate. Without causing a problem that the flame generated in the first flame forming part is cooled by the air flowing in from the second flame forming part and the combustion space part, It is possible to cause complete combustion.
  Further, as the amount of combustion increases, the amount of air supplied to both the first air chamber and the second air chamber can be increased, so that air is supplied to the first and second flame forming portions and the combustion space portion of the combustion cylinder. It becomes possible to perform the optimal combustion according to the increase in the flame by supplying.
[0022]
  Claim4The invention described in claim 11 to 3In the combustion apparatus according to any one of the above, a part of the plurality of air inlets provided on the outer wall of the combustion cylinder introduces air into the combustion cylinder to thereby introduce the introduced air into the combustion cylinder. It is made into the shape which produces the swirl | vortex airflow swirled around the direction which goes to the downstream from upstream.
[0023]
  According to the present invention, a swirling airflow that flows toward the downstream side while swirling in the circumferential direction is generated inside the combustion cylinder. As a result, air can be uniformly mixed with the liquid fuel sprayed into the combustion cylinder, and the occurrence of uneven combustion can be suppressed and stable combustion can be performed.
[0024]
  Claim5The invention described in claim 11 to 4In the combustion apparatus according to any one of the above, the first air amount adjustment unit and / or the second air amount adjustment unit is provided with a rotation position detection sensor that detects the rotation position of the flow rate adjustment blade, The rotational position detection sensor outputs a detection signal when the amount of air supplied by the first air amount adjustment unit and / or the second air amount adjustment unit is maximized.
[0025]
  In many cases, a material such as stainless steel having excellent heat resistance and corrosion resistance is adopted for the rotating shaft and the flow rate adjusting blade forming the air amount adjusting portion. However, in a high-temperature and high-humidity environment accompanying combustion, rust is likely to occur even with materials such as stainless steel. The air amount adjusting unit is also a part where the air flow is strong and dust tends to stay. For this reason, rust occurs in movable parts such as the rotating shaft and the flow rate adjusting blade, dust accumulates and smooth rotation may be hindered, or rotation may be impossible.
[0026]
  According to the present invention, the detection signal is output when the supply air amount in the first air amount adjustment unit and / or the second air amount adjustment unit reaches the maximum state. In other words, if the detection signal is output, it can be confirmed that the rotating shaft (flow rate adjusting blade) has normally rotated to the position where the supply air amount becomes maximum. As a result, although the control signal is sent to the first and / or second air amount adjusting unit, the rotation of the rotation shaft (flow rate adjusting blade) is hindered by rust and dust, and the necessary air supply is performed. Problems that cannot be performed can be prevented in advance.
[0027]
  In particular, according to the present invention, since the detection signal is output in a state where the supply air amount is maximum, the rotation position of the flow rate adjusting blade is rotated to a state where the supply air amount is maximum. It can be determined reliably. As a result, it is possible to prevent the occurrence of a symptom such as black smoke or clogging without being able to supply the necessary air at the maximum combustion amount.
  In the present invention, the rotational position detection sensor for detecting the rotational position of the flow rate adjusting blade is a configuration provided in the vicinity of the flow rate adjusting blade, a configuration provided on the rotary shaft to which the flow rate adjusting blade is attached, or a drive source (motor) that drives the rotary shaft. ) Can be employed.
[0028]
  If the detection signal is not output from the rotational position detection sensor even though the control signal for maximizing the supply air amount is sent to the first and second air amount adjustment units and driven, the air amount It is possible to determine that the adjustment unit is abnormal and perform abnormality handling processing.
[0029]
  Where the claim1 to 5The combustion apparatus according to any one of the above, wherein at least one of the first air amount adjusting unit and the second air amount adjusting unit has a flow rate when the supply air amount of the air amount adjusting unit is minimized. It is also possible to adopt a configuration in which a stopper for restricting the rotational position of the adjusting blade is provided.
  According to this configuration, the state in which the flow rate adjusting blade is in contact with the stopper is set as the minimum state of the supply air amount in the first and second air amount adjusting units, and the rotating shaft can be controlled based on this state. It becomes possible.
[0030]
  Claim6The invention described in claim 11 to 5A hot water heating apparatus incorporating the combustion device according to any one of the above, wherein heat generated by the combustion device is sent to a heat exchange unit to heat the hot water.
  According to the present invention, by adopting the above-described combustion apparatus, complete combustion can be performed over the entire range of the combustion amount while ensuring the stability of the flame at the time of ignition or in a state where the combustion amount is low. It is possible to provide a hot and cold water heating device with improved performance.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention and a hot water heater (hot water heater) incorporating the combustion apparatus will be described with reference to the drawings.
  FIG. 1 is a front view showing an internal structure of a water heater 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a combustion cylinder (including a mounting member) of the combustion apparatus 2 built in the water heater 1. FIG. 3 is an exploded perspective view of the combustion cylinder and the mounting member shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the combustion apparatus 2 when viewed from the right side of the water heater 1. FIG. 5 is a perspective view showing the operation of the air amount adjusting unit of the combustion apparatus 2. FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the rotational position detection sensor provided in the air amount adjusting unit shown in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the air flow of the combustion device 2 in a state where the combustion amount is low. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the air flow of the combustion device 2 in a state where the combustion amount is high.
[0032]
  As shown in FIG. 1, the water heater 1 of the present embodiment has a combustion device 2 built in a box-shaped main body case 7, and a combustion chamber 3 and a heat exchanger 4 are provided downstream of the combustion device 2. Arranged in order, the downstream side of the heat exchanger 4 is connected to an exhaust duct 5, and an exhaust top 6 for exhausting exhaust gas is provided at the downstream end thereof.
[0033]
  The combustion chamber 3 on the downstream side of the combustion device 2 is a cylindrical space that guides the high-temperature combustion gas generated in the combustion device 2 to the heat exchanger 4, and the outer wall is heated by the passing combustion gas around it. The water pipe 3a for preventing is wound along the outer peripheral wall. The heat exchanger 4 heats the combustion gas generated in the combustion device 2 by exchanging heat with hot water flowing in the water pipe 4a. And the combustion gas heat-exchanged with the heat exchanger 4 is discharged | emitted from the exhaust top 6 through the exhaust duct 5 outside.
[0034]
  The combustion device 2 has a combustion cylinder 11 disposed inside a box-shaped burner case 10, and has a fuel spray means 15 and a blower 12 at the upper part of the burner case 10. The air chamber formed between the burner case 10 and the combustion cylinder 11 is divided into a first air chamber 35 located upstream of the combustion cylinder 11 and a second air chamber 36 located downstream by the partition plate 30. Partitioned
[0035]
  A primary air introduction cylinder 13 and a nozzle storage cylinder 14 are mounted upstream of the combustion cylinder 11, and liquid fuel supplied from the fuel spray means 15 is injected into the nozzle storage cylinder 14 into the combustion cylinder 11. A fuel injection nozzle 16 for igniting and a spark plug 17 for igniting the injected liquid fuel are housed.
[0036]
  The combustion device 2 according to the present embodiment includes a first air amount adjusting unit 37 that adjusts the amount of air supplied to the first air chamber 35 between the blower 12 and the first air chamber 35, and the partition plate 30. In addition, a second air amount adjusting unit 38 for adjusting the amount of air flowing from the first air chamber 35 to the second air chamber 36 is provided. Then, by supplying air according to the amount of combustion to the first air chamber 35 and the second air chamber 36, the upstream portion and the downstream portion of the combustion cylinder 11 through a plurality of air inlets provided on the outer wall of the combustion cylinder 11. Combustion is performed by introducing air according to the amount of combustion into the part.
[0037]
  As shown in FIG. 2, the combustion cylinder 11 has a shape in which cylindrical bodies are stacked in three stages, and a first flame forming unit 20 on the upstream side and a second flame forming unit continuous downstream of the first flame forming unit 20. 21 and a combustion space portion 22 continuous downstream of the second flame forming portion 21. Further, an abutting member 18 is mounted on the outer peripheral wall of the first flame forming portion 20 for ensuring airtightness with the partition plate 30 when being fixed to the burner case 10.
  As shown in FIG. 2, a primary air introduction cylinder 13 and a nozzle storage cylinder 14 are press-fitted and installed on the upstream side of the combustion cylinder 11, and the combustion cylinder 11, the primary air introduction cylinder 13 and the nozzle storage cylinder 14 are integrated. In this state, the burner case 10 is mounted.
[0038]
  As shown in FIG. 3, the combustion cylinder 11 includes a cylindrical first flame forming section 20 located on the upstream side, and a cylindrical second flame having a larger outer diameter than the first flame forming section 20 and continuing downstream. The flame forming portion 21 and the cylindrical combustion space portion 22 having an outer diameter larger than that of the second flame forming portion 21 and continuing downstream are integrated. That is, the combustion cylinder 11 is an integrated body of three cylinders having different outer diameters, and the central axes of the cylinders are substantially coincident.
[0039]
  The first flame forming unit 20 and the second flame forming unit 21 are portions that form a flame by burning the fuel injected from the combustion injection nozzle 16. Therefore, in the combustion apparatus 2, the upstream side of the second flame forming portion 21 of the combustion cylinder 11 corresponds to a portion generally called a burner. Moreover, the combustion space part 22 continuing to the 2nd flame formation part 21 is a site | part which allows the combustion gas which generate | occur | produced in the 1st and 2nd flame formation parts 20 and 21 to pass downstream.
[0040]
  The first flame forming unit 20 has a closed surface 20e on the upstream side, an opening 20a is provided at the center of the closed surface 20e, and a plurality of swirl introduction ports 20b are arranged radially adjacent to the opening 20a. ing. The swirl introduction port 20b is formed by cutting and raising a part of the blocking surface 20e inward in a substantially rectangular shape to form a swirl vane 20g. Air is introduced along the swirl vane 20g from the opening 20f associated with the cut and raise. By doing so, it has a function of generating an airflow swirling counterclockwise around the central axis of the first flame forming unit 20 when viewed from the upstream side. A plurality of air inlets 20c and 20d are arranged radially on the outer peripheral wall in the vicinity of the downstream side of the first flame forming section 20 over the entire circumference.
[0041]
  The second flame forming part 21 is a cylindrical body having a diameter larger than that of the first flame forming part 20, and a stepped part 21a facing the upstream side is formed at the connecting part between them, and the stepped part 21a has a radial shape. A plurality of swivel introduction ports 21b are arranged. The swivel inlet 21b is formed with an opening so as to introduce air in a direction toward the central axis along the inner surface of the step 21a by recessing a part of the step 21a inward. It is formed by pressing the stepped portion 21a. The air introduced through the turning introduction port 21b has a function of generating an airflow that turns counterclockwise around the central axis of the second flame forming portion 21 when viewed from the upstream side. A plurality of air inlets 21 c and 21 d are arranged radially on the outer peripheral wall in the vicinity of the downstream side of the second flame forming portion 21 over the entire circumference.
[0042]
  The combustion space portion 22 is a cylindrical body having a diameter larger than that of the second flame forming portion 21, and a step portion 22a facing the upstream side is formed at a connection portion between the two, and the step portion 22a is radially formed. A plurality of turning introduction ports 22b are arranged. The turning introduction port 22b is similar in shape to the turning introduction port 21b of the second flame forming unit 21 described above, but is larger than the turning introduction port 21b. This swirl introduction port 22b also has a function of generating an airflow swirling in the counterclockwise direction when the air introduced into the inside is viewed from the upstream side around the central axis of the combustion space portion 22. A plurality of air inlets 22c are arranged radially on the outer peripheral wall near the downstream side of the combustion space 22 and the downstream end of the combustion space 22 is bent outward in the radial direction. Thus, a flange portion 22d is formed.
[0043]
  As shown in FIG. 2, the contact member 18 attached to the first flame forming portion 20 of the combustion cylinder 11 is a ring-shaped member, and has an inclined surface 18a toward the upstream side as it spreads radially outward. The outer peripheral edge of the inclined surface 18a extends horizontally outward in the radial direction to form a flange portion 18b. Further, the inner peripheral edge of the inclined surface 18a is bent toward the upstream side to form a bent portion 18c, and the inner diameter of the bent portion 18c is substantially the same as the outer diameter of the first flame forming portion 20.
[0044]
  The contact member 18 is inserted with the flange portion 18b facing upstream, the inner periphery of the bent portion 18c being inserted into contact with the outer peripheral wall of the first flame forming portion 20, and the downstream end thereof being the second flame forming portion 21. Until it comes into contact with the stepped portion 21a, it is press-fitted downstream along the outer peripheral wall of the first flame forming portion 20 and attached. That is, the abutting member 18 is fixed by pressing the outer peripheral wall of the first flame forming portion 20 by the elastic force toward the radially inward direction of the bent portion 18c.
[0045]
  When the contact member 18 applies a force toward the downstream side over the entire circumference to the flange portion 18b, the vicinity of the inner peripheral edge of the inclined surface 18a slightly bends toward the downstream side. When the cylinder 11 is attached to the burner case 10, a function of maintaining the airtightness by bringing the contact member 18 into pressure contact with the partition plate 30 is provided.
[0046]
  The primary air introduction cylinder 13 mounted on the combustion cylinder 11 is a cylindrical body having an upstream large diameter portion 13a and a downstream small diameter portion 13c slightly smaller in diameter than the large diameter portion 13a. The portion 13a occupies most of the height in the axial direction as compared with the small diameter portion 13c. In the vicinity of the downstream side of the large diameter portion 13a, a plurality of air inlets 13d are radially arranged over the entire circumference, and the upstream end 13b of the large diameter portion 13a is slightly directed radially outward over the entire circumference. It is bent. The inner diameter of the small diameter portion 13 c of the primary air introduction cylinder 13 is substantially the same as the outer diameter of the first flame forming section 20 of the combustion cylinder 11.
[0047]
  The nozzle storage cylinder 14 is a bottomed cylindrical body, the upstream end is bent horizontally to form a flange portion 14b, and an opening 14d is provided at the center of the bottom surface 14c on the downstream side. Further, the outer diameter of the peripheral portion 14a is a tapered shape that slightly expands toward the upstream side, and a portion that extends from the peripheral portion 14a to the bottom surface 14c has a greatly curved shape. A plurality of air introduction ports 14 e are arranged radially on the upstream side of the peripheral portion 14 a, and the outer diameter of the peripheral portion 14 a is substantially the same as the inner diameter of the large diameter portion 13 a of the primary air introduction cylinder 13.
[0048]
  The nozzle storage cylinder 14 and the primary air introduction cylinder 13 are attached to the combustion cylinder 11 by the following procedure.
  First, as shown in FIG. 3, the nozzle housing cylinder 14 is inserted into the large diameter portion 13a of the primary air introduction cylinder 13 on the bottom surface 14c side and press-fitted toward the downstream side. Here, as described above, since the peripheral portion 14a of the nozzle storage cylinder 14 is tapered, when the nozzle storage cylinder 14 is press-fitted into the primary air introduction cylinder 13, the upstream of the primary air introduction cylinder 13 as shown in FIG. It is fixed in a state having a predetermined interval between the end 13b and the flange portion 14b of the nozzle housing cylinder 14.
[0049]
  The primary air introduction cylinder 13 fitted with the nozzle storage cylinder 14 has its small diameter portion 13 c inserted into the first flame forming section 20 of the combustion cylinder 11, and the bottom surface 14 c of the nozzle storage cylinder 14 is the closed surface of the first flame formation section 20. Press-fit until it contacts 20e and fix. Through the above procedure, as shown in FIG. 2, the nozzle storage cylinder 14 and the primary air introduction cylinder 13 are attached to and integrated with the combustion cylinder 11. In this state, the opening 14d of the nozzle housing cylinder 14 and the opening 20a of the first flame forming portion 20 of the combustion cylinder 11 overlap with each other to form an opening for fuel injection from the nozzle storage cylinder 14 to the inside of the combustion cylinder 11. Is done.
[0050]
  Next, the detailed structure of the combustion apparatus 2 of this embodiment using the combustion cylinder 11 having the above structure will be described with reference to FIG.
[0051]
  The burner case 10 of the combustion device 2 has a box shape as shown in FIG. 4, and a partition plate 30 is fixed to a substantially central portion between the top plate 31 and the bottom plate 32 facing each other. The partition plate 30 is provided with a large opening 30a penetrating the upstream portion of the combustion cylinder 11 at the center, and a cylindrical rectifying cylinder 29 is provided along the periphery of the opening 30a toward the upstream side. The bottom plate 32 is also provided with a large opening 32a, and a cylindrical shielding cylinder 34 is provided along the periphery of the opening 32a toward the upstream side.
[0052]
  The combustion cylinder 11 is fixed inside the burner case 10 in the following procedure. First, the combustion cylinder 11 equipped with the nozzle storage cylinder 14 and the primary air introduction cylinder 13 is passed through the opening 30a of the partition plate 30 through the opening 32a of the bottom plate 32 of the burner case 10, and the flange portion 14b of the nozzle storage cylinder 14 is formed. Insert until it touches the top plate 31. Then, the flange portion 22 d of the combustion space portion 22 of the combustion cylinder 11 is fitted and positioned while being in contact with the inner peripheral wall of the shielding cylinder 34 of the bottom plate 32.
[0053]
  Next, the fixing bracket 33 is fixed to the bottom plate 32 of the burner case 10 using the screws A, and the flange portion 14b of the nozzle housing cylinder 14 is fixed to the top plate 31 using the screws A.
  When the combustion cylinder 11 is fixed inside the burner case 10, the flange portion 18b of the abutting member 18 mounted in advance on the combustion cylinder 11 is in close contact with the lower peripheral edge side of the opening 30a of the partition plate 30 by the elasticity of the inclined surface 18a. Airtightness is ensured. That is, the air chamber formed between the combustion cylinder 11 and the burner case 10 is a first air chamber located upstream of the first flame forming portion 20 of the combustion cylinder 11 by the partition plate 30 and the contact member 18. 35 and a second air chamber 36 located downstream of the second flame forming portion.
[0054]
  On the other hand, in the combustion device 2 of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the first air amount adjusting unit 37 is provided in the vicinity of the top plate 31 of the burner case 10, and the second air amount is in the vicinity of the partition plate 30. An adjustment unit 38 is provided.
  More specifically, as shown in FIG. 5, the rotary shaft 40 is connected to the drive shaft (not shown) of the step motor 41 fixed to the outer wall of the burner case 10, and the rotary shaft 40 is connected to the first air chamber 35. It is arranged to penetrate the inside. The first air amount adjusting unit 37 is located near the tip of the rotating shaft 40, and the second air amount adjusting unit 38 is located near the center of the rotating shaft 40.
[0055]
  As shown in FIGS. 4 and 5, the first air amount adjusting unit 37 has a flow rate adjusting blade 47 attached to the rotary shaft 40, and the rectangular duct 31 a is fixed to the top plate 31. It is the structure accommodated so that rotation inside was possible. The flow rate adjusting blade 47 is manufactured by bending a long rectangular plate, and is a surface extending obliquely upward from the rotation shaft 40, a surface extending slightly horizontally while being slightly lifted, and subsequently being slightly lowered. The blade has a surface extending substantially horizontally, and is fixed to the rotating shaft 40 by a screw (not shown). The first air amount adjusting unit 37 controls the rotation of the rotary shaft 40 and rotates the flow rate adjusting blade 47 inside the rectangular duct 31a, so that the opening area of the air flow path 31b of the rectangular duct 31a is equivalent. And the amount of air flowing through the air flow path 31b is adjusted.
[0056]
  In other words, the first air amount adjusting unit 37 rotates the rotary shaft 40, thereby rotating the first air amount from the blower 12 (not shown in FIG. 5) connected to the upper portion of the rectangular duct 31a via the air flow path 31b. It has a function of adjusting the amount of air flowing to the air chamber 35.
[0057]
  The second air amount adjustment unit 38 is erected so as to surround a long rectangular opening 30b provided in the partition plate 30 and a portion extending from one longitudinal side edge of the opening 30b to both longitudinal ends. This is a configuration in which a long flow rate adjusting blade 44 attached to the rotary shaft 40 is rotatably disposed in a communication portion 30c formed by the shielding member 45.
[0058]
  The flow rate adjusting blade 44 has a substantially L-shaped cross section obtained by bending a long rectangular plate in the vicinity of the center in the width direction, and one longitudinal side edge is fixed to the rotating shaft by a screw A. With the rotation, the other longitudinal side edge rotates while entering the inside of the opening 30b. The shielding member 45 includes a shielding part 45a that shields between the longitudinal both ends of the flow rate adjusting blade 44 and the opening 30b, and a shielding part 45b that shields between the rotary shaft 40 and the longitudinal one side edge of the opening 30b. The shielding part 45a which opposes has the function to support the rotating shaft 40 so that rotation is possible.
  That is, the second air amount adjusting unit 38 has a function of adjusting the amount of air flowing from the first air chamber 35 to the second air chamber 36 by rotating the rotating shaft 40.
[0059]
  In this embodiment, the stoppers 45c and 45c for restricting the rotational position of the flow rate adjusting blade 44 are provided in the shielding portions 45a and 45a of the shielding member 45 of the second air amount adjusting portion 38, and the opening area is minimized. The rotation angle of the rotating shaft 40 is regulated. Here, as described above, the flow rate adjusting blade 47 of the first air amount adjusting unit 37 is fixed to the same rotating shaft 40. Therefore, by providing the stopper 45c, the rotational position of the flow rate adjusting blades 47, 44 at the time when the supply air amount of the first and second air amount adjusting units 37, 38 is minimum is simultaneously controlled.
  With this configuration, the rotation start position of the flow rate adjusting blades 44 and 47 can be regulated as a position in contact with the stopper 45c, and control is performed by transmitting a control signal to the step motor 41 based on this rotation position. Is possible.
[0060]
  According to the first and second air amount adjusting units 37 and 38 having such a configuration, when a control signal is sent to the step motor 41 to minimize the flowing air amount, as shown in FIG. Most of the air flow path 31b is shielded by the flow rate adjusting blade 47 of the first air amount adjusting unit 37, and the amount of air flowing from the blower 12 to the first air chamber 35 via the air flow path 31b is minimized. . At the same time, the flow rate adjusting blade 44 of the second air amount adjusting unit 38 shields the opening 30b together with the shielding member 45 to block the air flow in the communication unit 30c.
[0061]
  On the other hand, when a control signal is sent to the step motor 41 and the rotary shaft 40 is rotated in the direction to increase the amount of flowing air, the flow rate adjusting blade 47 is moved inside the air flow path 31b as shown in FIG. By rotating, the opening area increases, and the amount of air flowing from the blower 12 to the first air chamber 35 via the air flow path 31b increases. At the same time, the flow rate adjusting blade 44 rotates toward the inside of the opening 30b to increase the opening area of the communication portion 30c, and the amount of flowing air from the first air chamber 35 to the second air chamber 36 increases.
[0062]
  In particular, in the combustion apparatus 2 of the present embodiment, the flow rate adjustment blades 47 and 44 of the first and second air amount adjustment units 37 and 38 are bent as described above, and are common according to the combustion amount. The amount of air supplied to the first air chamber 35 and the second air chamber 36 is optimally adjusted at the same time simply by controlling the rotation of the rotary shaft 40. Moreover, by making the flow rate adjusting blades 47 and 44 into a bent structure, the rotation range can be reduced while performing stable flow rate adjustment, and the combustion device 2 is downsized.
[0063]
  Moreover, in the combustion apparatus 2 of this embodiment, the rotational position detection sensor 48 which outputs a detection signal when the supply air quantity of the 1st and 2nd air quantity adjustment parts 37 and 38 reaches the maximum is provided.
  That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the cam 42 is fixed to the drive shaft 41 a of the step motor 41 that drives the rotating shaft 40, and the micro switch 43 is fixed to the vicinity of the cam 42. A rotational position detection sensor 48 is provided.
[0064]
  As shown in FIG. 6A, the rotational position detection sensor 48 does not contact the detection portion 43a of the microswitch 43, and the normally open contact point, as shown in FIG. The space between 43b and 43b is open. Then, when the supply air amount reaches the maximum and the protruding portion 42a of the cam 42 presses the detecting portion 43a of the micro switch 43 as shown in FIG. 6B, the normally open contacts 43b and 43b are closed and detected. A signal is output.
[0065]
  Thereby, in spite of sending the control signal to the step motor 41, in either the 1st or 2nd air quantity adjustment parts 37 and 38, the flow control blades 47 and 44 cannot be rotated or the rotation shaft Thus, it is possible to prevent the occurrence of a problem that the 40 non-rotatable state occurs and the necessary air supply cannot be performed. In particular, in the present embodiment, the detection signal is output in a state in which the supply air amount is maximized by the micro switch 43, so whether or not the supply air amount is in the maximum state can be reliably determined by the detection signal. Accordingly, it is possible to prevent black smoke and soot from being generated due to a shortage of air in a high combustion amount state, and to improve the reliability of the apparatus.
[0066]
  Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, combustion control centering on air supply in the combustion apparatus 2 of the present embodiment will be described.
  In a state where the amount of combustion is low, as shown in FIG. 7, the rotary shaft 40 is driven to rotate clockwise until the flow rate adjusting blade 44 contacts the stopper 45c. As a result, the communication portion 30c is blocked by the flow rate adjusting blade 44 and the air supply to the second air chamber 36 is not performed, and the flow rate adjusting blade 47 is located inside so as to shield most of the air flow path 31b. At this time, since the blower 12 maintains a predetermined rotational speed, a small amount of air with a stable pressure is supplied to the first air chamber 35.
[0067]
  Part of the air supplied to the first air chamber 35 by the first air amount adjusting unit 37 is introduced into the inside as primary air through the air introduction port 14 e of the nozzle housing cylinder 14. A part of the air supplied to the first air chamber 35 passes between the primary air introduction cylinder 13 and the rectification cylinder 29, and a part thereof flows into the inside from the air introduction port 13 d of the primary air introduction cylinder 13. To do. The air introduced into the inside through the air introduction port 13d passes through a narrow gap between the nozzle housing tube 14 and the primary air introduction tube 13, and from the swirl introduction port 20b provided in the first flame forming part 20 of the combustion tube 11. It flows into the combustion cylinder 11 while swirling as primary air. The inflowing air is mixed and ignited with the liquid fuel injected from the fuel injection nozzle 16 in the vicinity of the opening 20a of the first flame forming unit 20 together with the air introduced from the air introduction port 14e of the nozzle housing cylinder 14. .
[0068]
  On the other hand, the remaining portion of the air moving between the primary air introduction cylinder 13 and the rectifying cylinder 29 reaches the downstream contact member 18 and is deflected along the inclined surface 18a, so that the air in the first flame forming section 20 Combustion takes place by introducing it into the interior as secondary air from the inlets 20c, 20d. Therefore, in a state where the combustion amount is low, the first flame forming portion 20 of the combustion cylinder 11 generally generates a flame and burns, and the generated combustion gas flows downstream through the combustion space portion 22 to generate heat. Exchange is performed.
[0069]
  As described above, in the state where the combustion amount is low, the opening area of the air flow path is reduced by the first air amount adjustment unit 37. The air can be supplied to the air chamber 35, and the flame is not burned at the time of ignition or in a state where the combustion amount is low. Further, when the combustion amount is low, the second air amount adjusting unit 38 blocks the air supply to the second air chamber 36. Thereby, the air introduction into the second flame forming part 21 and the combustion space part 22 can be shut off, and the flame generated in the first flame forming part 20 is not cooled downstream, and complete combustion is performed. It becomes possible.
[0070]
  On the other hand, when the combustion amount increases, the rotary shaft 40 is driven to rotate counterclockwise as shown in FIG. Accordingly, the flow rate adjusting blade 47 rotates inside the air flow path 31b, and the amount of air supplied from the blower 12 to the first air chamber 35 increases. Further, the flow rate adjusting blade 44 passes through the opening 30b, rotates toward the inside of the second air chamber 36, and flows from the first air chamber 35 to the second air chamber 36 via the communication portion 30c (opening 30b). The amount of air to be increased. The air flowing in from the air inlet 13 d of the primary air inlet cylinder 13 flows while swirling as primary air into the combustion cylinder 11 from the turning inlet 20 b on the upstream side of the first flame forming portion 20 of the combustion cylinder 11. Then, it is mixed and ignited with the liquid fuel injected from the fuel injection nozzle 16 together with the primary air introduced from the air inlet 14e of the nozzle housing cylinder 14.
[0071]
  At this time, the flame generated with the increase in the amount of combustion reaches the second flame forming section 21, the air introduced from the air inlets 20 c and 20 d of the first flame forming section 20, and the second flame forming section 21. Air introduced from the swirl inlet 21b and the air inlets 21c and 21d is supplied to the flame while swirling as secondary air, and combustion is performed. Further, a part of air is introduced from the second air chamber 36 to the combustion space portion 22 through the air introduction port 22c, and heat conduction to the burner case 10 side is performed while cooling the outer peripheral wall of the combustion space portion 22. It works to shut off.
[0072]
  As described above, according to the combustion apparatus 2 according to the present embodiment, the structure of the combustion apparatus 2 is obtained by adopting the configuration in which the first and second air amount adjustment units 37 and 38 are rotationally controlled by the common rotation shaft 40. Is simplified and the size is reduced. Moreover, the supply air pressure to the 1st air chamber 35 at the time of ignition or a state with a low combustion amount can be stabilized, and a flame is not burned.
[0073]
  Further, in a state where the amount of combustion is low, the generated flame is cooled by the air flowing from the downstream side of the combustion cylinder 11 and incomplete combustion does not occur.
  Further, by adjusting the first and second air amount adjusting units 37 and 38 according to the combustion amount, the amount of air supplied to the upstream and downstream portions of the combustion cylinder 11 can be optimally adjusted, and the combustion It is possible to perform stable combustion while maintaining an optimal air-fuel ratio over the entire amount range.
[0074]
  In the combustion apparatus 2 of the present embodiment, the first and second air amount adjusting units 37 and 38 employ a structure in which the flow rate adjusting blades 47 and 44 are fixed to the rotary shaft 40 using screws. The heat-resistant resin agent can be molded to have a structure in which the rotating shaft and the flow rate adjusting blade are integrated.
[0075]
  Next, a combustion apparatus according to another embodiment of the present invention and a water heater incorporating the combustion apparatus will be described. The combustion apparatus 9 of the present embodiment is obtained by changing a part of the configuration of the combustion apparatus 2 employed in the first embodiment. Accordingly, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  FIG. 9 is a front view showing the internal structure of the water heater 8 according to the second embodiment. FIG. 10 is a perspective view schematically showing the structure of the combustion device 9 built in the water heater 8. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the air flow when the combustion amount of the combustion device 9 is low. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the air flow when the combustion amount of the combustion device 9 is high.
[0076]
  In the combustion apparatus 2 according to the first embodiment, the first and second air amount adjustment units 37 and 38 are provided in separated locations. On the other hand, the combustion apparatus 9 of the present embodiment employs a configuration in which the first air amount adjusting unit 61 and the second air amount adjusting unit 62 are integrated in the flow rate adjusting chamber 52.
  In order, as shown in FIGS. 9 and 10, the burner case 50 has a shape in which the downstream side is substantially square, the upstream side is substantially cylindrical, and the top plate 53 is integrated. A partition plate 51 is provided at a boundary portion between the upstream side and the downstream side of the burner case 50 to partition the first air chamber 55 on the upstream side and the second air chamber 56 on the downstream side.
[0077]
  A substantially cylindrical flow rate adjustment chamber 52 is provided inside the first air chamber 55, and the flow rate adjustment chamber 52 includes an air flow path 63 connected to the blower 12, a communication portion 64 connected to the first air chamber 55, and And a communication portion (communication hole) 51 a communicating with the second air chamber 56. In other words, the flow rate adjusting chamber 52 is disposed inside the first air chamber 55 and communicates with the first air chamber 55, the air flow path 63, and the communication portion 51a.
[0078]
  A rotation shaft 57 is provided at the center of the flow rate adjustment chamber 52, and rectangular plate-like flow rate adjustment blades 58, 59, 60 are fixed to the rotation shaft 57 so as to be rotatable inside the flow rate adjustment chamber 52. The flow rate adjusting blades 58 and 60 are fixed to the rotary shaft 57 in substantially opposite directions so as to divide the inside of the flow rate adjusting chamber 52, and the flow rate adjusting blades 59 are substantially orthogonal to the flow rate adjusting blades 58 and 60. The angle is fixed toward the communication part 64 side.
  In the present embodiment, the first air amount adjusting unit 61 is configured by the flow rate adjusting blades 58 and 59 fixed to the rotating shaft 57, and the second air amount is set by the flow rate adjusting blades 58 and 60 fixed to the rotating shaft 57. The adjustment part 62 is comprised.
[0079]
  In this combustion apparatus 9, when a step motor (not shown) connected to the rotating shaft 57 is rotationally controlled to minimize the supply air amount, the flow control blades 58 and 60 communicate with each other as shown in FIG. Air flow through the hole 51a is blocked. At the same time, the air flow path 63 and the communication portion 64 are slightly communicated by the flow rate adjusting blades 58 and 59 so that a small amount of air is supplied to the first air chamber 55.
[0080]
  When the step motor (not shown) is controlled to rotate in the direction of increasing the supply air amount, the flow rate adjusting blades 58, 59, 60 are rotated counterclockwise by the rotation of the rotating shaft 57 as shown in FIG. Rotate. Thereby, the opening area of the air flow path between the air flow path 63 and the communication part 64 increases, and the amount of air supplied from the blower 12 to the first air chamber 55 increases. At the same time, the air flow path 63 and the communication hole 51a communicate with each other via the flow rate adjustment chamber 52, and the amount of air supplied from the blower 12 to the second air chamber 56 via the first air chamber 55 increases. Has been.
[0081]
  Next, combustion control in the combustion device 9 will be described focusing on air supply. A large opening 51b that penetrates the upstream portion of the combustion cylinder 11 is provided at the center of the partition plate 51. In the vicinity of the combustion cylinder 11, an air flow similar to that of the combustion device 2 shown in the first embodiment is provided. Therefore, a duplicate description is omitted.
[0082]
  In the combustion device 9, in a state where the combustion amount is minimum, as shown in FIG. 11, the rotating shaft 57 rotates clockwise, and the tip of the flow rate adjusting blade 58 is attached to a stopper 65 provided on the inner wall of the flow rate adjusting chamber 52. Abut. In this state, the air flow path 63 and the communication portion 64 are slightly communicated with each other by the flow rate adjusting blades 58 and 59, and the air supply to the second air chamber 56 is shut off. At this time, since the blower 12 maintains a predetermined rotational speed, a small amount of air with a stable pressure is supplied to the first air chamber 55.
  Thereby, like the combustion apparatus 2 of the said embodiment, a flame is formed in the 1st flame formation part 20 of the combustion cylinder 11, and combustion is performed.
[0083]
  Further, as the amount of combustion increases, the flow rate adjusting blades 58, 59, 60 rotate counterclockwise as shown in FIG. 12, and the opening area between the air flow path 63 and the communication portion 64 increases. At the same time, the air flow path 63 communicates with the communication hole 51 a, increasing the amount of air supplied to the first air chamber 55 and supplying air to the second air chamber 56. As a result, similarly to the combustion device 2, a flame is formed in the first flame forming unit 20 and the second flame forming unit 21 of the combustion cylinder 11 and stable combustion can be performed.
[0084]
  As described above, according to the combustion apparatus 9 of the present embodiment, the first and second air amount adjusting units 61 and 62 are integrated into the flow rate adjusting chamber 52 and controlled by the common rotating shaft 57, whereby the structure is obtained. Simplification and miniaturization are possible. Further, the air pressure supplied to the first air chamber 55 at the time of ignition or when the amount of combustion is low can be stabilized, and the ignitability and combustibility are improved. Further, in a state where the combustion amount is low, the generated flame is not cooled by the air flowing in from the downstream side of the combustion cylinder, and incomplete combustion does not occur.
[0085]
  Further, by adjusting the first and second air amount adjusting units 61 and 62 according to the combustion amount, the amount of air supplied to the upstream and downstream portions of the combustion cylinder 11 can be optimally adjusted, and the combustion It is possible to perform stable combustion while maintaining an optimal air-fuel ratio over the entire amount range.
  In the combustion device 9 of the present embodiment as well, as in the combustion device 2 of the first embodiment, a rotational position detection sensor can be attached to the step motor that drives the rotation shaft 57.
[0086]
  Although the combustion apparatuses 2 and 9 employed in the first and second embodiments described above are described as so-called reverse combustion type combustion apparatuses that inject a flame downward, the present invention is directed to the flame upward. The present invention can also be applied to a so-called positive combustion type combustion apparatus that injects the fuel toward the end.
  Moreover, although the above-mentioned water heaters 1 and 8 were described as water-feeding water heaters that instantaneously heat the hot water flowing in the water pipe 4a of the heat exchanger 4, the present invention is not limited thereto. It is also possible to apply to a hot water storage type water heater.
[0087]
【The invention's effect】
  According to the first and second aspects of the invention, it is possible to provide a combustion apparatus that performs stable combustion over the entire combustion amount.
  In addition, claims1, 2According to the invention described in (4), the amount of air supplied to the upstream and downstream portions of the combustion cylinder can be adjusted simultaneously according to the combustion amount, thereby simplifying the structure and reducing the cost and size. A combustion apparatus can be provided.
  Claim3According to the invention described in the above, it is possible to provide a combustion device that can completely burn the flame generated according to the amount of combustion inside the combustion cylinder and perform stable combustion.
  Claim4According to the invention described in (1), it is possible to provide a combustion apparatus that can uniformly agitate and mix fuel and air inside the combustion cylinder, and eliminate stable combustion and perform stable combustion.
  Claim5According to the invention described in (3), it is possible to prevent the occurrence of incomplete combustion due to an abnormality in the air amount adjusting unit, and to provide a combustion apparatus with improved reliability.
  Claims6According to the invention described in the above, by incorporating the combustion apparatus of the present invention, it is possible to provide a hot water heating apparatus with improved reliability while simplifying the structure, reducing costs, and reducing the size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a structure of a water heater according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a combustion cylinder employed in a combustion apparatus built in the water heater shown in FIG. 1 in a state in which a mounting member is integrated. FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a combustion cylinder shown in FIG. 2 and a mounting member integrated with the combustion cylinder.
4 is a cross-sectional view of a main part of a combustion apparatus built in the water heater shown in FIG. 1. FIG.
5 (a) and 5 (b) are perspective views showing the structure of an air amount adjusting unit of the combustion apparatus shown in FIG.
6A and 6B are front views showing the structure of a rotational position detection sensor employed in the air amount adjusting unit shown in FIG.
7 is a cross-sectional view showing an air flow in a state where the combustion amount is low in the combustion apparatus shown in FIG. 4;
8 is a cross-sectional view showing an air flow in a state where the combustion amount is high in the combustion apparatus shown in FIG.
FIG. 9 is a front view showing a structure of a water heater according to another embodiment of the present invention.
10 (a) and 10 (b) are perspective views showing the structure of an air amount adjusting unit of a combustion apparatus built in the water heater shown in FIG.
11 is a cross-sectional view showing an air flow in a state where the combustion amount is low in the combustion apparatus shown in FIG.
12 is a cross-sectional view showing an air flow in a state where the combustion amount is high in the combustion apparatus shown in FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional combustion apparatus.
[Explanation of symbols]
1,8 Hot water heater (hot water heater)
2,9 Combustion device
10 Burner case
11 Combustion cylinder
12 Blower
15 Fuel spraying means
20 1st flame formation part
20b, 20c, 20d Air inlet
21 Second flame formation part
21b, 21c, 21d Air inlet
22 Combustion space
22b, 22c Air inlet
30 partition plate
30c communication part
31b Air flow path (air flow path from the blower to the first air chamber)
35,55 Air chamber (first air chamber)
36, 56 Air chamber (second air chamber)
37, 61 1st air quantity adjustment part
38, 62 Second air amount adjustment unit
40, 57 rotation axis(Common rotation axis)
44, 47, 58, 59, 60 Flow control blades
48 Rotation position detection sensor
52 Flow control room

Claims (6)

バーナケースの内部に燃焼筒を配し、送風機から前記バーナケースと燃焼筒との間に形成される空気室に供給される空気を燃焼筒の外壁に設けた空気導入口を介して燃焼筒の内部に導入し、導入された空気を燃料噴霧手段から燃焼筒の内部に噴霧される液体燃料と混合して燃焼させる燃焼装置であって、
前記空気室は、連通部を有した仕切板によって燃焼筒の上流部に位置する第１空気室と下流部に位置する第２空気室とに仕切られており、
前記送風機から第１空気室へ流動させる空気量を燃焼量に応じて調節する第１の空気量調節部と、前記連通部を介して前記第１空気室から第２空気室へ流動させる空気量を燃焼量に応じて調節する第２の空気量調節部を設け、
前記第１の空気量調節部は、回転軸に取り付けた流量調節羽根を送風機から第１空気室へ至る空気流路に配して構成され、前記第２の空気量調節部は、回転軸に取り付けた流量調節羽根を仕切板の連通部に配して構成されており、回転軸を回転制御して流量調節羽根の回転角度を変化させることにより、前記空気流路或いは連通部の等価的な開口面積を変化させて流動する空気量を調節するものであり、
且つ前記送風機から第１空気室へ至る空気流路と前記仕切板に設けられた連通部の双方に近接するように共通の回転軸が配され、前記第１の空気量調節部及び第２の空気量調節部は、各々の流量調節羽根を前記共通の回転軸に取り付けて構成されており、当該共通の回転軸を回転制御することにより前記空気流路及び連通部を流動する空気量を同時に調節することを特徴とする燃焼装置。A combustion cylinder is arranged inside the burner case, and air supplied from an air blower to an air chamber formed between the burner case and the combustion cylinder is supplied to the combustion cylinder through an air inlet provided on the outer wall of the combustion cylinder. Combustion device for introducing and mixing the introduced air with liquid fuel sprayed from the fuel spray means to the inside of the combustion cylinder,
The air chamber is partitioned into a first air chamber located in the upstream portion of the combustion cylinder and a second air chamber located in the downstream portion by a partition plate having a communication portion,
A first air amount adjusting unit that adjusts an air amount that flows from the blower to the first air chamber according to a combustion amount, and an air amount that flows from the first air chamber to the second air chamber via the communication unit A second air amount adjusting unit for adjusting the amount of combustion according to the combustion amount;
The first air amount adjusting unit is configured by arranging a flow rate adjusting blade attached to a rotating shaft in an air flow path from the blower to the first air chamber, and the second air amount adjusting unit is provided on the rotating shaft. The attached flow rate adjusting blade is arranged in the communication portion of the partition plate, and the rotation angle of the flow rate adjusting blade is changed by controlling the rotation axis to change the air flow path or the equivalent portion of the communication portion. The amount of flowing air is adjusted by changing the opening area.
In addition, a common rotating shaft is arranged so as to be close to both the air flow path from the blower to the first air chamber and the communication portion provided in the partition plate, and the first air amount adjustment unit and the second air amount adjustment unit The air amount adjusting unit is configured by attaching each flow rate adjusting blade to the common rotating shaft, and by simultaneously controlling the rotation of the common rotating shaft, the air amount flowing through the air flow path and the communicating unit is simultaneously controlled. A combustion apparatus characterized by adjusting . バーナケースの内部に燃焼筒を配し、送風機から前記バーナケースと燃焼筒との間に形成される空気室に供給される空気を燃焼筒の外壁に設けた空気導入口を介して燃焼筒の内部に導入し、導入された空気を燃料噴霧手段から燃焼筒の内部に噴霧される液体燃料と混合して燃焼させる燃焼装置であって、A combustion cylinder is arranged inside the burner case, and air supplied from an air blower to an air chamber formed between the burner case and the combustion cylinder is supplied to the combustion cylinder through an air inlet provided on the outer wall of the combustion cylinder. Combustion device for introducing and mixing the introduced air with liquid fuel sprayed from the fuel spray means to the inside of the combustion cylinder,
前記空気室は、連通部を有した仕切板によって燃焼筒の上流部に位置する第１空気室と下流部に位置する第２空気室とに仕切られており、The air chamber is partitioned into a first air chamber located in the upstream portion of the combustion cylinder and a second air chamber located in the downstream portion by a partition plate having a communication portion,
前記送風機から第１空気室へ流動させる空気量を燃焼量に応じて調節する第１の空気量調節部と、前記連通部を介して前記第１空気室から第２空気室へ流動させる空気量を燃焼量に応じて調節する第２の空気量調節部を設け、A first air amount adjusting unit that adjusts an air amount that flows from the blower to the first air chamber according to a combustion amount, and an air amount that flows from the first air chamber to the second air chamber via the communication unit A second air amount adjusting unit for adjusting the amount of combustion according to the combustion amount;
前記第１の空気量調節部及び第２の空気量調節部は回転軸に取り付けた流量調節羽根を備え、当該回転軸を回転制御して流量調節羽根の回転角度を変化させることにより、前記空気流路或いは連通部の等価的な開口面積を変化させて流動する空気量を調節するものであり、The first air amount adjusting unit and the second air amount adjusting unit include a flow rate adjusting blade attached to a rotation shaft, and the rotation angle of the flow rate adjusting blade is changed by controlling the rotation shaft to change the air flow. The amount of flowing air is adjusted by changing the equivalent opening area of the flow path or communication part,
且つ前記送風機から第１空気室へ至る空気流路と前記仕切板の連通部とが対向して位置し、前記第１空気室には、当該第１空気室と前記空気流路及び連通部への３方へ連通する流量調整室が形成され、当該流量調整室の内部には共通の回転軸が配され、前記第１の空気量調節部及び第２の空気量調節部は、各々の流量調節羽根を前記共通の回転軸に取り付けて流量調整室の内部で回転可能な構成とされており、当該共通の回転軸を回転制御することにより前記空気流路及び連通部を流動する空気量を同時に調節することを特徴とする燃焼装置。And the air flow path leading from the blower to the first air chamber and the communicating portion of the partition plate are located facing each other, and the first air chamber is connected to the first air chamber, the air flow channel and the communicating portion. A flow rate adjusting chamber communicating with the three directions is formed, a common rotating shaft is arranged inside the flow rate adjusting chamber, and the first air amount adjusting unit and the second air amount adjusting unit are respectively connected to the respective flow rates. An adjusting blade is attached to the common rotating shaft and is configured to be rotatable inside the flow rate adjusting chamber, and by controlling the rotation of the common rotating shaft, the amount of air flowing through the air flow path and the communicating portion is controlled. Combustion device characterized by adjusting simultaneously. 前記燃焼筒は、前記燃料噴霧手段に接続された第１火炎形成部と、当該第１火炎形成部の下流側に連続し当該第１火炎形成部よりも開口面積が大きい第２火炎形成部と、当該第２火炎形成部の下流側に連続し当該第２火炎形成部よりも開口面積の大きい燃焼空間部とを備えており、前記仕切板は前記燃焼筒の外周壁の第１火炎形成部と第２火炎形成部との境界部近傍に位置させて設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置。  The combustion cylinder includes a first flame forming portion connected to the fuel spraying means, a second flame forming portion that is continuous downstream of the first flame forming portion and has an opening area larger than that of the first flame forming portion. And a combustion space portion having a larger opening area than the second flame forming portion, which is continuous to the downstream side of the second flame forming portion, and the partition plate is a first flame forming portion on the outer peripheral wall of the combustion cylinder. The combustion apparatus according to claim 1, wherein the combustion apparatus is provided in the vicinity of a boundary portion between the first flame forming portion and the second flame forming portion. 前記燃焼筒の外壁に設けられた複数の空気導入口の一部は、燃焼筒の内部に空気を導入することにより、導入された空気を燃焼筒の上流から下流へ向かう方向の周りに旋回させる旋回気流を生じさせる形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃焼装置。A part of the plurality of air introduction ports provided on the outer wall of the combustion cylinder introduces air into the combustion cylinder, thereby turning the introduced air around the direction from the upstream to the downstream of the combustion cylinder. The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the combustion apparatus has a shape that generates a swirling airflow. 前記第１の空気量調節部及び／又は第２の空気量調節部には流量調節羽根の回転位置を検知する回転位置検知センサが設けられており、前記第１の空気量調節部及び／又は第２の空気量調節部による供給空気量が最大となるときに前記回転位置検知センサが検知信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃焼装置。The first air amount adjusting unit and / or the second air amount adjusting unit is provided with a rotation position detection sensor for detecting a rotation position of a flow rate adjusting blade, and the first air amount adjusting unit and / or The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the rotational position detection sensor outputs a detection signal when the amount of air supplied by the second air amount adjustment unit is maximized. 前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃焼装置を内蔵した湯水加熱装置であって、燃焼装置で発生した熱を熱交換部に送って湯水を加熱する構成であることを特徴とする湯水加熱装置。A hot water heating apparatus incorporating the combustion device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the hot water is heated by sending heat generated in the combustion device to a heat exchange section. Hot water heating device.
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