JP4129635B2 - Combustion device - 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関し、さらに詳細には、気化部の加熱手段に誘導加熱を用いた気化式の燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給湯装置等として従来から採用されている燃焼装置には、下記の特許文献１に開示されているものがある。特許文献１に開示されている燃焼装置はいわゆる気化式の燃焼装置であり、気化部を備えており、灯油等の液体燃料を気化部にて気化させた後に空気と混合することによって可燃性ガスを生成させ、燃焼に供するものである。気化式の燃焼装置においては液体燃料を気化させるために気化部に加熱手段を備える必要があり、特許文献１に開示されている燃焼装置は気化部の加熱手段として電気ヒータを備えている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１２４３０９号公報
【０００４】
一方、電気ヒータ以外の加熱手段で気化部に適用できる可能性があるものの例としては、電磁誘導加熱（誘導加熱）がある。誘導加熱は金属を加熱対象とするもので、コイルから発生する磁力線によって加熱対象に渦電流を生じさせ、その電気抵抗によりジュール熱を対象物に発生させて加熱するものである。即ち、燃焼装置において、気化部の部材に誘導加熱が可能な金属を用い、且つ気化部の近傍にコイルを備える構成とすれば、誘導加熱を気化部の加熱手段として適用することができる。誘導加熱は対象物の温度上昇がきわめて速いという特性を有している。従って、誘導加熱によれば気化部を短時間で昇温させることができ、気化部の予熱運転がほとんど不要となる。即ち、燃焼装置の運転開始時等において燃焼装置の立ち上がりが格段に速くなり、燃焼装置の使い勝手は非常によくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
誘導加熱用のコイルには、通常、複数の素線を撚り合わせたリッツ線がコイル線として使用されている。リッツ線にはその絶縁の種類により使用温度に上限値がある。上限値が高いものほど温度に対する耐久性がよくなるが、リッツ線は線径が太く且つ高価となる。その一方、上限値が低いものを使用すれば価格は安く入手しやすいが、温度に対する耐久性が悪くなり故障の原因になりかねない。ここで、誘導加熱用のコイルに通常使用されるリッツ線の例として、例えば温度上限値が１８０℃程度のものを用いて説明すると、気化式の燃焼装置においては、気化部の温度を液体燃料の沸点近くにまで加熱する必要があり、液体燃料が灯油の場合はその温度は２００〜３００℃付近である。そして、上記した構成では気化部の近傍にコイルを配置するので、２００〜３００℃付近にまで加熱された気化部からの熱がコイルに伝わってしまう。この結果、コイル自身も２００〜３００℃にまで加熱されてコイルの使用上限温度を超えてしまい、コイルが破損してしまう恐れがある。また、一般に長年にわたって耐久性を保証しようとする場合には、コイル線の耐久上限温度よりもある程度低い温度以下に、コイル線がさらされる温度を保持することが望ましい。従って、誘導加熱を気化部の加熱手段として使用するためには、コイルの温度を常に使用上限温度を超えないように保持する方策が必要である。
【０００６】
本発明の目的は、コイルの過度の温度上昇を防止しつつ誘導加熱によって気化部を加熱することができる気化式の燃焼装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、燃焼部に空気を供給する空気供給手段と、液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、前記気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置において、前記気化部はコイルと導電部材を有して導電部材を誘導加熱する誘導熱源部を備え、前記コイルは内外面又は裏表面を有し、内外面の一方又は裏表面の一方に前記導電部材が配され、前記コイルに交流電流が流されて電磁誘導によって導電部材が発熱し、導電部材によって液体燃料が加熱され、前記誘導熱源部の下流側に、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部が設けられ、前記空気供給手段から供給される空気の一部は前記導電部材を通過する流路に供給され、前記空気供給手段から供給される空気の他の一部は前記コイルの導電部材が配されていない側の面を通過して前記自己発熱部に供給されることを特徴とする燃焼装置である。
【０００８】
上記したように、気化部の加熱手段として誘導加熱を用いるためには、コイルの温度を常に使用上限温度を超えないように保持する方策が必要である。一方、本発明の燃焼装置においては、燃焼部に空気を供給するための空気供給手段が設けられており、供給された空気と気化した燃料の混合ガスを生成させて燃焼に供される構造を有している。そこで本発明の燃焼装置では、燃焼部に供される空気の一部によってコイルを冷却し、コイルが過度に高温なることを防いでいる。ここで、燃焼部に供される空気の一部によって冷却されるとは、例えば、空気供給手段から供給される空気が分流されて複数の通路を経由して燃焼部に送られる構造で、そのうちの一通路の途中にコイルの一面が配されて冷却される形態である。本発明の燃焼装置では、燃焼部に送る空気をコイルの冷却に利用するので、別の冷却手段を必要とせず構造が簡単である。従って、装置は製作が容易でかつ装置の小型化にも有利である。
【０００９】
本発明の燃焼装置は、気化部に誘導熱源部と自己発熱部の２つの熱源を持ち、燃料は誘導熱源部又は自己発熱部において昇温・気化される。さらに、空気供給手段から供給された空気は分流され、一部は導電部材を通過して、他の一部はコイルの導電部材が配されていない側の面を通過して、いずれも自己発熱部に供給される。本発明の燃焼装置は、自己発熱部を有しており、燃焼中等で自己発熱部の温度が十分に高いときは自己発熱部のみで燃料を気化し、誘導熱源部による気化なしで燃焼することが可能である。即ち、誘導熱源部の導電部材は必要なときのみ加熱すればよく、導電部材が高温になっている時間を短くすることができる。さらに本発明の燃焼装置では、上記の構成に加えて、空気によってコイルを冷却することができ、さらに導電部材とコイルとの間に断熱材を設けて導電部材からの熱を遮ることもできる。従って、本発明の燃焼装置では、誘導熱源部のコイルが過度に昇温することをさらに確実に防止することができる。
【００１０】
上記課題を解決するための請求項２に記載の発明は、前記コイルと前記導電部材の間に断熱部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置である。
【００１１】
本発明の燃焼装置においては、気化部はコイルと導電部材を有して導電部材を誘導加熱する誘導熱源部を備えており、誘導加熱によって導電部材を短時間で昇温することができる。即ち、燃焼装置の運転開始時等においても導電部材の温度が液体燃料が十分に気化できる温度にまで短時間に上昇し、燃焼装置は直ちに燃焼可能な状態になる。
【００１２】
そして本発明の燃焼装置では、コイルの内外面の一方又は裏表面の一方に導電部材が配されており、当該コイルが発生する磁力線によって導電部材が誘導加熱される。本発明の燃焼装置で使用されるコイルとしては、磁力線を発生して導電部材に渦電流を生じさせるものであれば何でもよく、棒状コイル、平面コイル、鞍型コイルなどが使用可能である。ここで、コイルの内外面とは、棒状コイルのような閉じた中空状のコイルにおける内側の面と外側の面をいう。またコイルの裏表面とは、平面コイルや鞍型コイルのような開放又は半開放型のコイルにおける一方の面と他方の面をいう。即ち、本発明の燃焼装置では、誘導熱源部に中空状のコイルを備えた場合はコイルの内側又は外側に、誘導熱源部に開放又は半開放型のコイルを備えた場合はコイルの表面側又は裏面側に、導電部材が配されている。
【００１３】
さらに本発明の燃焼装置では、コイルと導電部材の間に断熱部が設けられており、誘導加熱によって高温になった導電部材からの熱を断熱部で遮って、コイルが過度に高温になることを防いでいる。ここで断熱部は、導電部材とコイルが直接的に接触して伝熱することがないように一定の距離を保つための部分であり、具体的には空気層でもよいし、断熱材等の部材を設けてもよい。さらに空気層の場合は、外気を送り込んで常に空気を置換する構成としてもよい。なお、誘導加熱においてはコイルと被加熱体との距離が加熱効率に影響する。そして本発明の構成では、コイルと被加熱体との距離は断熱部の厚さによって決定される。従って、本発明の燃焼装置における断熱部の厚さは、断熱効果を保持しつつ且つ誘導加熱によって導電部材を燃料の気化が十分に行える温度にまで問題なく加熱できるように定めるべきある。
【００１４】
さらに本発明の構成では、断熱部を構成する断熱材が導電部材の保温材としても機能し、昇温した導電部材の温度低下を抑えることができ、燃料の気化を安定して行うことができる。即ち本発明の燃焼装置では、コイルの過度の温度上昇を防ぐことができ、且つ気化部の不要な温度低下も防止することができる。なお断熱材の材質としては、断熱材自身が誘導加熱されないように絶縁性又は非金属性の材質であれば特に制限はなく、例えばガラス系やセラミック系のものを使用することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明の燃焼装置においては、空気によるコイルの冷却に加えて、さらに導電部材とコイルとの間に断熱部が設けられており、コイルの冷却と導電部材からの断熱の両方を行う構成である。本発明の燃焼装置では、コイルの冷却と断熱という２つの手段を併用するので、コイルの過度の温度上昇をさらに確実に防止することができる。
【００１６】
また請求項３に記載の発明は、前記コイルと前記導電部材の間に空隙が設けられていること特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置の燃焼装置である。
【００１７】
本発明の燃焼装置においても、気化部はコイルと導電部材を有して導電部材を誘導加熱する誘導熱源部を備えており、誘導加熱によって導電部材を短時間で昇温することができる。さらに本発明の燃焼装置は、コイルと導電部材の間に空隙が設けられており、導電部材とコイルが直接的に接触して伝熱することがない。即ち本発明の燃焼装置では、誘導加熱によって高温になった導電部材からの熱を空隙が遮って、コイルが過度に高温になることを防ぐことができる。また本発明の構成では、空隙の厚さによってコイルと誘導部材との距離が決定される。従って本発明の燃焼装置における空隙の厚さは、断熱効果を保持しつつ且つ誘導加熱によって導電部材を問題なく加熱できるように定めるべきある。
【００１８】
また請求項４に記載の発明は、前記誘導熱源部は、さらに断熱性ボビンを有し、前記コイルは前記断熱性ボビンの一面に巻きつけられ、前記断熱性ボビンの他面側に前記導電部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置である。
【００１９】
本発明の燃焼装置においても、気化部はコイルと導電部材を有して導電部材を誘導加熱する誘導熱源部を備えており、誘導加熱によって導電部材を短時間で昇温することができる。さらに本発明の燃焼装置においては、気化部に断熱性ボビンを備えており、コイルが断熱性ボビンの一面に巻かれている。そのため、ボビン自身が断熱材として機能し、高温の導電部材からの熱を遮ってコイルが過度に高温になることを防ぐことができる。ここで断熱性ボビンとは、断熱材で作製されたボビンをいう。断熱性ボビンに使用する断熱材としては、断熱材自身が誘導加熱されないような絶縁性又は非金属性の材質であれば特に制限はなく、例えばガラス系やセラミック系の断熱材の他、断熱効果を有する樹脂を使用して作製することができる。特に、樹脂は形成が容易であるので断熱性ボビンの材料として好適である。本発明の燃焼装置では、ボビン自体が断熱材であるので誘導熱源部の構造が簡単であり、製作が容易である。また本発明の構成では、断熱性ボビンの厚さによってコイルと誘導部材との距離が決定される。従って本発明の燃焼装置における断熱性ボビンの厚さは、断熱効果を保持しつつ且つ誘導加熱によって導電部材を問題なく加熱できるように定めるべきある。例えば断熱性ボビンとしては４ｍｍから６ｍｍの厚さのものを使用することができる。
【００２０】
また請求項５に記載の発明は、前記導電部材は筒状部とフランジ部を有し、前記断熱性ボビンは筒体部とフランジ部を有し、前記筒状部と前記筒体部の間及び前記導電部材のフランジ部と前記断熱性ボビンのフランジ部の間に断熱部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の燃焼装置である。
【００２１】
本発明の燃焼装置では、断熱性ボビンを備え、さらに導電部材と断熱性ボビンの間に断熱部が設けられており、断熱性ボビンと断熱部の二重の断熱効果によって導電部材からの伝熱を強固に遮っている。さらに、断熱部は２箇所、即ち導電部材の筒状部と導電部材の筒体部の間及び導電部材のフランジ部と前記断熱性ボビンのフランジ部の間に設けられている。そのため本発明の燃焼装置では、導電部材のフランジ部から伝わる熱も遮ることができ、断熱がより確実である。
【００２２】
また請求項６に記載の発明は、前記導電部材は筒状部とフランジ部を有し、前記筒状部と前記コイルとの間及び前記フランジ部と前記コイルの間に断熱部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置である。
【００２３】
本発明の燃焼装置においても、気化部はコイルと導電部材を有して導電部材を誘導加熱する誘導熱源部を備えており、誘導加熱によって導電部材を短時間で昇温することができる。また本発明の燃焼装置における導電部材は、筒状部とフランジ部を有している。さらに本発明の燃焼装置においては、コイルと導電部材の筒状部の間及びコイルと導電部材のフランジ部の間の両方に断熱部が設けられている。そのため、断熱部は導電部材の筒状部から伝わる熱だけでなく、フランジ部から伝わる熱も遮ることができ、断熱がより確実である。
【００２４】
また請求項７に記載の発明は、さらにコイルの端面部についても断熱部が設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の燃焼装置である。
【００２５】
本発明の燃焼装置においては、さらにコイルの端面部にも断熱部が設けられている。そのため、導電部材から非直線的に回り込んでコイルの端面部へ伝わる熱をも遮ることができ、断熱がさらに確実である。ここでコイルの端面部とは、コイルの内外面又は裏表面以外の一面であって、導電部材に面していない側の面をいう。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。なお以下の説明において上下の関係は、燃焼装置を給湯器等に設置した状態を基準とする。
図１は、本発明の実施例の燃焼装置の断面図である。図２は、本発明の実施例の燃焼装置の全体的な部品構成を表す分解斜視図である。
【００２７】
図１において、１は、本発明の実施例の燃焼装置を示す。本実施例の燃焼装置１は、上から送風機３、駆動機械部５、空気量調整部６が積層され、その下部に燃焼部７及び気化部８が設けられたものである。
気化部８は、後記する様に誘導熱源部１０と自己発熱部１１を持つ。そして誘導熱源部１０は、前記した空気量調整部６と燃焼部７の間にあり、自己発熱部１１は、燃焼部７に位置している。
【００２８】
上部側から順次説明すると、送風機３は、鋼板を曲げ加工して作られた凹状のハウジング１２の中にファン１３が回転可能に配されたものである。ハウジング１２の中央部には、開口１５が設けられている。
【００２９】
駆動機械部５は、箱体１６を有し、その天板１７の中央にモータ１８が取り付けられている。モータ１８は、両端部から回転軸２０，２１が突出しており、回転軸２０，２１は、燃焼装置１の略全長を貫通している。そして後記する様に、モータ１８の上方側の回転軸２０は、ファン１３に接続され、下方側の回転軸２１は、気化部８の第一回転部材２３及び第二回転部材２５に接続されている。
【００３０】
空気量調整部６は、図２に示すように、固定側板状部材２７の上に円盤状の移動側板状部材２６が重ねられている。移動側板状部材２６は、中央の軸挿通孔２８の周りに略三角形の開口３０を放射状に複数個設けたものである。また、固定側板状部材２７には、移動側板状部材２６の軸挿通孔２８および開口３０に相当する位置に軸挿通孔３５および開口３３が設けられている。また、固定側板状部材２７には、移動側板状部材２６を重ね合わせた時に両者が重複しない位置に多数の小孔３６が設けられている。
【００３１】
空気量調整部６は、ハウジング１２に外付けされたステップモータ３８の回転軸４０が回転すると、回転軸４０および移動側板状部材２６に係合した駆動片３７が揺動する。その結果、移動側板状部材２６が、固定側板状部材２７の上で中央の軸挿通孔２８を中心として相対的に回転する。
移動側板状部材２６の回転により、移動側板状部材２６と固定側板状部材２７を連通する開口の面積が変化し、これによって空気量が調節される。
【００３２】
燃焼部７は、図１，２に示すように分流部材４１と炎孔ベース４３及び炎孔部材４５によって作られている。そしてこれらの構成部品が燃焼部用ハウジング４２（図１）内に収納されたものである。
【００３３】
分流部材４１、炎孔ベース４３および炎孔部材４５は、いずれも長方形をした板状の部材であり、それぞれ中央部に大きな開口４６，５２，５８が設けられている。分流部材４１は、平板状の部材であり、開口４６の周囲に多数の開口４７，４８，５０が設けられたものである。
【００３４】
炎孔ベース４３は、アルミダイカストによって作られたものであり、複雑な枠組みと開口及び溝が設けられている。炎孔ベース４３の上面側は、主として燃料ガス及び二次空気の流路構成面として機能し、下面側は炎孔取付け面として機能する。即ち、炎孔ベース４３は、図１に示す様に外周を囲む外側燃焼壁４９を有し、その内部に実際に火炎が発生する燃焼部７が形成される。炎孔ベース４３には、気化部８において気化された燃料ガスと空気との混合ガスが流れる流路と、分流部材４１の開口４７，４８，５０から流入する二次空気が流れる流路とが形成されている。炎孔ベース４３には、図１に示すように温度センサー５９（炎孔ベース温度検知手段）が取付けられている。
【００３５】
炎孔部材４５は、図２に示すように炎孔ベース４３と重ね合わせられる板状の部材であり、中央に設けられた自己発熱部１１用の開口５８を取り巻いて多数の丸孔６０と小孔６１とが規則正しく配列されている。
【００３６】
燃焼部７は、炎孔ベース４３、分流部材４１および炎孔部材４５を上記した状態に組み合わせた状態で燃焼部用ハウジング４２内に配置されている。そして、燃焼部７には、分流部材４１側から炎孔ベース４３を通過し炎孔部材４５側に抜ける二次空気流路と、炎孔ベース４３内の流路および炎孔部材４５の小孔６１を介して外部に連通した燃料ガス流路が形成されている。
【００３７】
次に気化部８について説明する。図３は、本実施形態の燃焼装置の気化器周辺の分解斜視図である。図４は、気化部の誘導発熱部を構成する燃料通過筒の斜視図である。図５は、気化部の誘導発熱部を構成する燃料通過筒の正面図、平面図、左右側面図及び底面図である。図６は、気化部の誘導熱源部の一部断面斜視図である。図７は、気化部の誘導熱源部の変形例を示す一部断面斜視図である。図８は、図１の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。
【００３８】
本実施例の燃焼装置１で採用する気化部８は、二種類の熱源を持つ。即ち本実施例で採用する気化部８は、図１，２，３の様に誘導熱源部１０と、自己発熱部１１を有する。そして両発熱部の近傍にそれぞれ第一回転部材２３と第二回転部材２５が設けられている。また誘導熱源部１０と自己発熱部１１に適切な一次空気を供給するための空気導入筒７１が設けられている。
【００３９】
即ち気化部８は、図３の様に、第一回転部材２３、ドーナツ状断熱材７３、燃料通過筒（導電部材）７５、円筒状断熱材７６、コイル部材７７、第一空気導入筒７８、第二空気導入筒８０、第二回転部材２５、及び自己発熱部１１によって形成されている。
そして前記した燃料通過筒７５、円筒状断熱材７６、ドーナツ状断熱材７３及びコイル部材７７の四者によって誘導熱源部１０が構成され、第一空気導入筒７８及び第二空気導入筒８０によって空気導入筒７１が構成されている。
【００４０】
順次説明すると、燃料通過筒（導電部材）７５は、誘導発熱部として機能するものであり、電気伝導性があり、かつある程度の電気抵抗を有する素材で作られた筒である。より具体的には、燃料通過筒７５は、誘導加熱し易いように薄い磁性体のステンレス鋼材で作られている。
燃料通過筒（導電部材）７５は、両端が開口するものではあるが、図３，４，５の様な特殊な形状をしており、上部側と下部側で形状が大きく異なる。即ち燃料通過筒７５の上部側約半分の領域８１は、直径が略一定の円筒形状である。燃料通過筒７５の開口端（上部側の開口）は、燃料通過筒７５の軸線Ｘ−Ｘ（図５ａ）方向に開口している。また燃料通過筒７５の開口端（上部側の開口）には、フランジ部８３が形成されている。
【００４１】
これに対して燃料通過筒７５の下部側約半分の領域８２は、円錐形をしている。そして燃料通過筒７５の下部側の開口８５は、図５の様に燃料通過筒７５の軸線Ｘ−Ｘ（図５）に対して傾斜方向に開口している。
即ち燃料通過筒７５は、使用時の姿勢を基準として、下部側の開口８５が傾斜しており、下部側の開口端に高低差がある。
また下部側の開口８５は、その内側部分が折り返されており、開口端内部の樋状の溝８７が形成されている。即ち燃料通過筒７５の内面は、予備発熱周壁６４として機能するものであり、本実施例では、予備発熱周壁６４たる燃料通過筒７５の内面の下部に樋状の溝８７が形成された構造である。
そして開口８５の最も下部に位置する部位の溝８７には開口８８が形成されている。開口８８は、具体的には小孔であり、気化しなかった燃料を集めて下部の自己発熱部１１側に滴下するために設けられている。
【００４２】
円筒状断熱材７６は、耐熱性と断熱性を兼ね備え且つ誘導加熱されない絶縁性又は非金属性の素材で作られており、円筒である。円筒状断熱材７６の内径は、前記した燃料通過筒７５の上部側の領域８１の外径と等しい。また円筒状断熱材７６の高さは、燃料通過筒７５の上部側の領域８１の長さに等しい。
円筒状断熱材７６は、前記した様に耐熱性と断熱性を兼ね備え且つ誘導加熱されない絶縁性又は非金属性の素材で作られ、具体的にはグラスウールやセラミック等が採用されている。
【００４３】
ドーナツ状断熱材７３は、円盤状であり、中央に大きな開口が設けられている。ドーナツ状断熱材７３もグラスウールやセラミックのように耐熱性と断熱性を兼ね備え且つ誘導加熱されない絶縁性又は非金属性の素材で作られている。
【００４４】
コイル部材７７は、図６の様にボビン９０とコイル線９１によって構成されたものである。ボビン９０は、これ自体が断熱部材としての機能を兼ね備えるものであり、断熱性と耐熱性を兼ね備え且つ誘導加熱されない不飽和ポリエステルを素材としている。ボビン９０の形状は、図６の様に筒体部９２の両端にフランジ部９３，９４が設けられたものである
【００４５】
コイル線９１は、通常の銅線であり、螺旋状に巻き付けられている。なおコイル線の形状は、螺旋形に限定されるものではなく、例えば鞍形であってもよい。 コイル線９１は、リッツ線であり、ボビン９０の筒体部９２の外周に螺旋状に巻き付けられ、さらにコイル線９１が解けないようにシリコンワニス等で固められている。また、コイル線９１の外周部には、通電により発生する磁界を加熱すべき燃料通過筒７５に集中させるために、数個（本実施形態では８個）のフェライトガイド９５が固定されている。
【００４６】
誘導熱源部１０は、前記した燃料通過筒７５、円筒状断熱材７６、ドーナツ状断熱材７３及びコイル部材７７の四者によって構成されており、燃料通過筒７５の外周に円筒状断熱材７６が設けられ、さらにその外周にコイル部材７７が設けられている（図６では、作図の関係上、円筒状断熱材７６を略している）。従ってコイル線９１と燃料通過筒７５の間には、円筒状断熱材７６と断熱材としての機能を備えたボビン９０が介在されており、コイル線９１と燃料通過筒７５の間は両者によって二重に断熱されている。
また燃料通過筒７５の開口端（上部側の開口）のフランジ部８３と、ボビン９０のフランジ部９３の間にはドーナツ状断熱材７３が介在されている（図６では、作図の関係上、ドーナツ状断熱材７３を略している）。
【００４７】
また誘導熱源部１０には、発熱部材たる燃料通過筒７５の温度を検知する温度センサー（誘導発熱部温度検知手段）１００が設けられている。
温度センサー１００は、具体的にはサーミスタであり、平板状の温度検知部１０１を持つ。
本実施例では、図６の様に、ボビン９０のフランジ部９３に貫通孔１０２を設け、温度センサー１００の一部を保持すると共に信号線等を当該貫通孔１０２から外部に導出している。また温度検知部１０１とボビン９０のフランジ部９３の間にはクッション材１０３が設けられ、温度検知部１０１を燃料通過筒７５のフランジ部８３に押圧している。クッション材１０３は具体的にはシリコンゴムやステンレススチール等の皿バネや板バネ等である。またこれらに代わって小径のオーリングの様なものをクッション材として使用することもできる。
【００４８】
即ち本実施例では、断熱材としての機能を備えたボビン９０によって温度センサー（誘導発熱部温度検知手段）１００が保持されている。そしてさらに温度検知部１０１は、断熱材としての機能を備えたボビン９０から反力を受けて燃料通過筒７５の外側表面に押し当てられている。また温度検知部１０１の表面にはシリコン等の熱伝導性に優れたぺーストを塗布しておくことが望ましい。
【００４９】
本実施例では、温度センサー１００を燃料通過筒７５のフランジ部８３に当接させているが、温度センサー１００の取付け位置は任意であり、例えば図７の様に燃料通過筒７５の胴部分（側面部分）に温度検知部１０１を押し当てる構造としてもよい。
図７に示す誘導熱源部１０５では、ボビン９０の筒体部９２であってその端部近傍に貫通孔１０６を設け、さらにフランジ部９３の平面部分に溝１０７を設けている。言い換えると、一方のフランジ部９３の内側面に周端部から中心に向かう溝１０７を設け、当該溝１０７の延長線上に当たる筒体部９２に貫通孔１０６が設けられている。そして温度センサー１００の温度検知部１０１をボビン９０のフランジ部９３の内側に配し、さらに温度センサー１００の一部をボビン９０の貫通孔１０６及び溝１０７で保持する。
本実施例においても、温度検知部１０１とボビン９０の筒体部９２の間にクッション材１０３が設けられ、温度検知部１０１を燃料通過筒７５の胴体部に押圧している。
【００５０】
またもう一つの変形例として、図９に示す様な構成も採用可能である。図９は気化部の誘導発熱部の他の変形例を示す正面図及びセンサー保持部と温度センサーの斜視図である。図９（ａ）に示される誘導熱源部１１０では、燃料通過筒７５の胴体部分に直接、センサー保持部１１１が設けられ、当該センサー保持部１１１によって温度センサー１００が保持されている。
ここでセンサー保持部１１１は、例えば図９（ｂ）に示す様なポケット状となる様に、薄い板体１１２の３辺を溶接し、残る一辺側から温度検知部１０１を出し入れする構成や、同（ｃ）の様に２辺を溶接する構成が考えられる。また同（ｄ）の様に四隅だけを溶接してもよい。
さらに同（ｅ）に示す様に一辺を溶接した金属片を複数設けて温度検知部１０１の一部を係合させる構成も採用可能である。
もちろん、温度センサー１００を直接、燃料通過筒７５に溶接してもよい。
【００５１】
自己発熱部１１は、図１，２の様に底部９６と周部９７を持つ円筒体であり、底部９６は閉塞し、上部は開口している。即ち自己発熱部１１は窪んだ形状をしており、底部９６及び周部９７は閉塞していて気密・水密性を持ち、上部は開放されている。
自己発熱部１１は、前記した様に底部９６及び周部９７を持ち、あたかもコップの様な形状をしていて、図１，２の様に、炎孔ベース４３の中央の開口５２部分に取り付けられている。自己発熱部１１の位置は、炎孔ベース４３の中央にあり、炎孔（小孔６１）に囲まれていて燃焼部７に近接して位置する。また自己発熱部１１の大部分は、燃焼部７側に露出する。より具体的には、自己発熱部１１の底部９６の全部と、周部９７の大部分が燃焼部７側に露出する。従って後記する様に燃焼時には炎孔（小孔６１）から発生する火炎により、自己発熱部１１が外側から加熱される。その結果、自己発熱部１１の内周面（自己発熱周壁）６６及び奥面部６７が加熱され、昇温する。
【００５２】
また自己発熱部１１には、温度センサー（自己発熱部温度検知手段）１１５が埋め込まれている（図１）。
【００５３】
第一回転部材２３は、燃料通過筒７５の内部で液体燃料を効率良く気化させるために、燃料パイプ１１６から噴射された液体燃料（本実施例では灯油を使用）を微粒子状にし、燃料通過筒（導電部材）７５の予備発熱周壁６４に向かって飛散させると共に、気化した燃料ガスと一次空気とを撹拌させて均一に混合する働きを行うものである。
【００５４】
一方、第二回転部材２５は、上方から滴下される液体燃料を自己発熱部１１の自己発熱周壁６６へ向けて飛散させると共に、燃料ガスと一次空気との撹拌混合を行うためのものである。
【００５５】
図３に示すように、第一空気導入筒７８及び第二空気導入筒８０によって空気導入筒７１が構成される。
第一空気導入筒７８は、薄板を曲げて作られたものであり、図３の様に外フランジ部１２７と円筒部１２８及び内フランジ部１２９によって構成されている。即ち外フランジ部１２７は、円筒部１２８の一方の開口端にある。外フランジ部１２７は、使用時には上部側に位置する。
円筒部１２８は、内径が前記した誘導熱源部１０の外径よりも大きく、空気の流れ方向の先端側は、やや内径が絞られている。
【００５６】
そして円筒部１２８の空気流の先端側には内フランジ部１２９が設けられている。
これに対して第二空気導入筒８０は円錐形をしている。第二空気導入筒８０の上部の開口１３０は、前記した第一空気導入筒７８の先端部の開口径に等しい。また第二空気導入筒８０の下部の開口径は、前記した自己発熱部１１の開口径よりも小さい。
第一空気導入筒７８と第二空気導入筒８０は重ねられて一連の空気流路を構成する。第一空気導入筒７８の接合部分には図示しないパッキンが介在されている。
【００５７】
気化部８は、前記した様に誘導熱源部１０と自己発熱部１１を持つ。そして誘導熱源部１０は、前記した空気量調整部６と燃焼部７の間にあり、自己発熱部１１は、燃焼部７に位置している。
気化部８は、前記した様に、第一回転部材２３、ドーナツ状断熱材７３、燃料通過筒７５、円筒状断熱材７６、コイル部材７７、第一空気導入筒７８、第二空気導入筒８０、第二回転部材２５、及び自己発熱部１１によって構成されているが、これらはいずれも同一軸線状に並べて配されている。即ち第一空気導入筒７８と第二空気導入筒８０によって構成される空気導入筒７１の内部に燃料通過筒７５、円筒状断熱材７６、ドーナツ状断熱材７３及びコイル部材７７の四者から成る誘導熱源部１０が配されており、空気導入筒７１の中心軸と、誘導熱源部１０の中心軸は一致する。
【００５８】
空気導入筒７１と誘導熱源部１０の下部に自己発熱部１１があり、空気導入筒７１の先端部は、自己発熱部１１の開口（奥側）に向かって開いている。また誘導熱源部１０を構成する燃料通過筒（導電部材）７５についても自己発熱部１１の奥側に向かって開いている。
また第一回転部材２３は誘導熱源部１０の内部に位置し、第二回転部材２５は自己発熱部１１の内部に位置する。より詳細には、第一回転部材２３は誘導熱源部１０を構成する燃料通過筒（導電部材）７５内にあり、予備発熱周壁６４に囲まれた空間に位置する。また第二回転部材２５は自己発熱部１１の自己発熱周壁６６に囲まれた空間に位置する。
【００５９】
また誘導熱源部１０の内部には燃料パイプ１１６が挿入され、燃料パイプ１１６は図２の様に第一回転部材２３の上部に至っている。
より具体的に説明すると、燃料パイプ１１６は誘導熱源部１０の上部の開口から真っ直ぐに垂下され、上から第一回転部材２３の上部に至る。そして燃料パイプ１１６から第一回転部材２３に灯油等の液体燃料が滴下される。
【００６０】
また誘導熱源部１０には前記した様に開口８５に傾斜した溝８７があり、当該溝８７には開口８８が形成されているが、この開口８８は、第二回転部材２５の上部に位置する。即ち開口８８は、第二回転部材２５の中心近傍の上部にある。
【００６１】
次に、本実施例の燃焼装置１の各部の組み立て構造について説明する。
本実施例の燃焼装置１は、送風機３、駆動機械部５、空気量調整部６及び気化部８が中心軸を一致させて順次積み重ねられたものであり、駆動機械部５の天板１７に送風機３が直接的にネジ止めされている。即ち本実施例では、送風機３の回転中心と空気量調整部６の軸挿通孔２８，３５と気化部８の中心軸が同一軸線上に直線的に並べられている。なお気化部８自体の構成部品についても同一軸線状に並べて配されているので、前記した送風機３の回転中心と空気量調整部６の軸挿通孔２８，３５と気化部８の中心軸に対して気化部８の二つの回転部材２３，２５の回転中心軸も一致する。
【００６２】
そして駆動機械部５の上部に空気量調整部６がネジ止めされている。
また空気量調整部６の下部には、気化部８が位置する。
即ち空気量調整部６の中心部に、パッキンを介して空気導入筒７１の大きいほうの開口が取り付けられている。
【００６３】
空気導入筒７１の中心軸は、空気量調整部６の移動側板状部材２６および固定側板状部材２７の軸挿通孔２８，３５と一致し、空気導入筒７１は固定側板状部材２７の中心側のエリアを覆う様に位置することとなる。従って空気量調整部６の中心側のエリアから排出された空気は、空気導入筒７１によって捕捉される。
なお空気導入筒７１内には前記した様に誘導熱源部１０があり、誘導熱源部１０は、中心に燃料通過筒７５があって上下に連通するため、空気量調整部６の中心側のエリアから排出された空気は、空気導入筒７１によって捕捉され、中心部の燃料通過筒７５を流れる空気と、誘導熱源部１０の周辺部を流れる空気に分流される。
【００６４】
即ち空気導入筒７１内には燃料通過筒７５があるため、空気の一部は燃料通過筒７５を通過して自己発熱部１１に至る。
また空気導入筒７１の内面と誘導熱源部１０の外周との間には環状の空間部１３１が有るため、空気の残部は当該空間部１３１を通過して直接的に自己発熱部１１に入る。
空気導入筒７１に入った空気は、いずれの経路を通る場合でも、一次空気として燃焼に寄与する。
【００６５】
また駆動機械部５のモータ１８の回転軸２１は、空気量調整部６の中央の軸挿通孔２８，３５を連通して空気導入筒７１及び誘導熱源部１０を通過し、自己発熱部１１の内部に至る。
そしてモータ１８の回転軸２１は、誘導熱源部１０の内部、より詳細には燃料通過筒７５の内部において第一回転部材２３と係合している。またモータ１８の回転軸２１は、自己発熱部１１の内部において第二回転部材２５と係合している。
即ち駆動機械部５のモータ１８の回転軸２１は、その先端部分が第二回転部材２５と係合し、中間部分が第一回転部材２３と係合している。そして第一回転部材２３は誘導熱源部１０の燃料通過筒７５内に位置し、第二回転部材２５は自己発熱部１１内に位置し、いずれもモータ１８によって回転される。
【００６６】
またモータ１８の後端側の回転軸２０は、ファン１３にも接続されているから、本実施例では、単一のモータ１８によって気化部８の二つの回転部材２３，２５とファン１３の三者が駆動される。
なお軸挿通孔２８，３５は、移動側板状部材２６の回転中心でもあるから、移動側板状部材２６が回転する際に移動することはない。そのため軸挿通孔２８，３５にモータ１８の回転軸２１があっても、移動側板状部材２６の回転の妨げとならない。
【００６７】
次に本実施例の燃焼装置１の機能について説明する。
本実施例の燃焼装置１では、モータ１８を起動してファン１３と第一回転部材２３及び第二回転部材２５を回転させる。
ファン１３の回転により、図１の矢印の様に送風機３のハウジング１２の中央部に設けられた開口１５から空気が吸い込まれ、空気は駆動機械部５に入る。そして空気は、駆動機械部５から上部の空気量調整部６を経て気化部８及び燃焼部７に流れるが、本実施例では空気量調整部６によって流量調整される。即ち、気化部８および燃焼部７側に流れる空気量は、ステップモータ３８を動作させ、移動側板状部材２６を固定側板状部材２７に対して回転させて開口面積を変化させることにより調整される。
【００６８】
空気量調整部６を通過した空気は、一次空気として燃焼に寄与するものと、二次空気として燃焼に寄与するものに別れる。即ち空気量調整部６の中心部のエリアを通過した空気は、直接的に空気導入筒７１に捕捉され、その一部は燃料通過筒７５に入って燃料ガスと混合され、残部は直接的に自己発熱部１１の中に入って燃料ガスと混合される。
【００６９】
また送風の残部は、図８に示すように分流部材４１に列状に設けられた長孔状の開口４８から、炎孔ベース４３を横切って流れ、炎孔部材４５の丸孔６０へ経て燃焼部７に至る。
【００７０】
そして送風機３の送風により、上記した様に気化部８内に大量に一次空気が導入され、誘導熱源部１０の燃料通過筒７５内及び自己発熱部１１を通風雰囲気とする。
また誘導熱源部１０のコイル線９１に図示しない高周波インバータから高周波電流を流し、高周波誘導加熱の原理によって誘導熱源部１０の燃料通過筒７５を発熱させる。
【００７１】
即ちコイル線９１に高周波電流を流すことにより、コイルの内部に変動磁場が生成し、当該変動磁場中に置かれた燃料通過筒７５を変動する磁力線が貫く。ここで燃料通過筒７５は磁性体のステンレス鋼で作られており、導電性を有するから、燃料通過筒７５の内部に渦電流が生じる。そして前記した様に燃料通過筒７５はステンレス鋼で作られており、相当の電気抵抗を有するから、渦電流に起因するジュール熱によって燃料通過筒７５が発熱する。
また高周波誘導加熱による発熱は、熱効率が高く、且つ早期に昇温する。そのため燃料通過筒７５は、従来の電気ヒータを使用した場合に比べて極めて短時間の間に昇温し、液体燃料を気化し得る温度に達する。
【００７２】
なお本実施例では、高周波誘導加熱によって燃料通過筒７５を加熱する際に、コイル線９１が昇温しない様に工夫がなされている。
即ち本実施例の様に燃焼装置１の内部に誘導加熱用のコイル線９１を設けると、内部の熱によってコイル線９１が加熱され、断線等のおそれが生じる。そこで本実施例では、コイル線９１が過度に加熱されない様に工夫がなされている。
即ち本実施例では、コイル線９１は、ボビン９０に巻かれているが、ボビン９０は、樹脂で作られており、導電性がないので発熱しない。またボビン９０は断熱性と耐熱性を具備した不飽和ポリエステルを素材としている。そのためボビン９０が断熱材として機能し、燃料通過筒７５の熱をコイル線９１に伝えない。
【００７３】
またボビン９０と燃料通過筒７５の間にも発熱せず、且つ断熱性に優れた断熱材（円筒状断熱材７６、第１断熱材）が介在されている。
また燃料通過筒７５は、フランジ部８３を有するが、当該フランジ部８３とコイル線９１との間にも、ドーナツ状断熱材７３（第２断熱材）とボビン９０のフランジ部９３が存在し、コイル線９１の昇温を防いでいる。
さらに本実施例では、後記する様に誘導熱源部１０の外側に一次空気が流れる構造となっているので、当該一次空気によってもコイル線９１が冷却され、コイル線９１の昇温を防いでいる。
【００７４】
上記した様に、コイル線９１に通電し、高周波誘導加熱によって燃料通過筒７５を発熱させ、燃料通過筒７５の内壁全体を昇温させる。この状態において、燃料パイプ１１６から灯油を第一回転部材２３に対して滴下する。
滴下された灯油は、第一回転部材２３から遠心力を受け、燃料通過筒（導電部材）７５の予備発熱周壁６４に向かって飛散する。なお本実施例で採用した第一回転部材２３は、上下方向へ延びる回転軸と一体的に回転する板体の外縁から放射状に撹拌羽根を延出させて形成され、当該撹拌羽根は、板体の外縁に沿って全周に渡って複数設けられると共に、板体に対して所定角度だけ傾斜させた構成とされている。
【００７５】
そのため第一回転部材２３の板体の表面に噴射された液体燃料は、遠心力によって板体の表面を流動し、一部は傾斜した撹拌羽根の表面に沿って流動して撹拌羽根の先端から燃料通過筒７５の予備発熱周壁６４へ向けて飛散する。
従って、撹拌羽根の先端が板体に対して回転軸方向（上下方向）に位置する構成とすれば、板体に対して上方や下方に位置する部位から液体燃料を分散させて飛散させることができ、飛散した液体燃料に気化部内周壁の熱エネルギーを効率良く加えて気化を促進させることが可能となる。
【００７６】
そして飛散した灯油は、第一回転部材２３の周囲に配された燃料通過筒７５の内面に接触し、熱を受けて気化する。このとき、燃料通過筒７５に接触した灯油はほぼ１００％気化され、気化されずに灯油が残留することはない。
また前記した様に空気導入筒７１に捕捉された空気の一部が燃料通過筒７５の内部を通過するので、燃料通過筒７５の内面から熱を受けて気化した燃料は、燃料通過筒７５を通過する空気と混合される。
【００７７】
ここで本実施例では、第一回転部材２３に撹拌羽根が設けられているから、第一回転部材２３の内面に設けられた撹拌羽根によって燃料通過筒７５内の空気が攪拌され、燃料ガスと空気との混合が促進される。
また本実施例では、燃料通過筒７５が筒状であるから、飛散された燃料及び気化した燃料は、筒状の部分を通過する間、加熱され続ける。即ち本実施例では、誘導発熱部分が筒状であるから、燃料が当該筒状の部分を通過する際に加熱昇温される。そのため本実施例の燃焼装置は、燃料と発熱体との接触距離及び接触時間が長く、燃料の気化が確実であるばかりでなく、気化した燃料ガスの温度が高い。
【００７８】
こうして発生した混合ガスは、燃料通過筒７５を通過して自己発熱部１１内に入る。
【００７９】
一方、前記した様に、空気導入筒７１に捕捉された空気の残部は、空気導入筒７１の内面と誘導熱源部１０の外周との間に形成された空間部１３１を通過して自己発熱部１１に入る。即ち、空間部１３１を通る空気によって誘導熱源部１０の外周部分にあるコイル線９１が冷却され、コイル線９１の過度の昇温を防ぐことができる。
【００８０】
また本実施例では、自己発熱部１１内にも回転部材が設けられている。即ち本実施例では、二段に回転部材が設けられ、その一つたる第二回転部材２５は、自己発熱部１１の中で回転する。
そのため自己発熱部１１内に入った燃料ガスと空気との混合ガスは、再度第二回転部材２５によって攪拌混合される。
【００８１】
特に本実施例では、燃料通過筒７５の先端側が絞られており、前記した第一回転部材２３によって混合攪拌された燃料ガスは、狭い燃料通過筒７５の先端を通過する際に互いに激しく衝突し、混合が進む。そして当該燃料ガスは、狭い部分から第二回転部材に対して吹き込まれ、再度第二回転部材２５によってかき混ぜられる。また燃料ガスは、自己発熱部１１内において、空気導入筒７１の内面と誘導熱源部１０の外周との間に形成された空間部１３１を通過して新たに自己発熱部１１に導入された空気とも混合される。
こうして発生し、さらに一次空気と混合された燃料ガスは、図１の矢印の様に、第二回転部材２５の外壁と自己発熱部１１の内周面６６によって形成される空隙１３８を流れて下流に向かう。即ち混合ガスは、自己発熱部１１の円筒状の内周面６６に沿って一旦上方に流れる。ここで自己発熱部１１の開口部近傍には空気導入筒７１の吹き出し口側があるので、混合ガスの流路は極めて狭い。そのため混合ガスの攪拌は、当該部位においてさらに進行する。
【００８２】
こうして空気導入筒７１から自己発熱部１１の内部に供給された空気は、飛散した燃料と混合され、高温状態となって自己発熱部１１の上部の開口部１４０から排出される。そして自己発熱部１１を出た混合ガスは、炎孔ベース４３に流れ込む。
【００８３】
そして混合ガスは、炎孔ベース４３の下部に設けられた炎孔（小孔６１）から放出される。
前記した様に、本実施例の燃焼装置１では、気化部８で液体燃料が気化されて炎孔ベース４３を流れ、炎孔（小孔６１）から放出されるが、気化部８を出る際における燃料ガスの温度が高いので、炎孔（小孔６１）に至るまでの間で再液化することはない。
【００８４】
一方、他の部位から下流側に流れた空気は、燃料と混合されることなく、直接燃焼部７側に流れ込み、二次空気として燃焼に寄与する。
【００８５】
そして図示しない点火装置によって燃料ガスに点火されると、炎孔（小孔６１）から下向きの火炎が発生する。
【００８６】
ここで本実施例の燃焼装置１では、気化部８が、燃焼部７の中央に直接的に露出しているので、燃焼が開始されると、自己発熱部１１が火炎によって加熱される。そのため自己発熱部１１内の温度が上昇し、燃料の気化がさらに促進される。
【００８７】
所定時間の間、燃焼が行われ、自己発熱部１１の温度が十分に昇温すると、
誘導熱源部１０のコイル線９１への通電を停止し、誘導加熱を終了する。そして以後は、自己発熱部１１の発熱だけに頼って燃料を気化させる。
【００８８】
即ち誘導加熱を停止すると、燃料通過筒７５の温度が低下し、誘導熱源部１０での気化はほとんど行われなくなり、実質的に自己発熱部１１のみで燃料は気化される。
誘導熱源部１０で気化されない液体燃料は、燃料通過筒７５の内面を伝い、重力によって下方に至る。ここで本実施例では、燃料通過筒７５の下端部に樋状の溝８７が形成されている。そのため燃料通過筒７５の内面を伝い落ちた燃料は、下部の溝８７に集められる。さらに本実施例では、下部側の開口８５が傾斜しているから、端部の溝８７にも傾斜があり、集められた燃料は、溝８７内を流れてさらに下方に集まる。そして本実施例では、溝８７の最下部に開口８８が設けられているから、溝８７を流れた燃料は、最終的に溝８７の最下部に形成された開口８８から滴下する。
【００８９】
ここで燃料通過筒７５に設けられた開口８８は、第二回転部材２５の上部であってさらに第二回転部材２５の中心近傍に開いているから、開口８８から滴下した燃料は、常に一定の位置に落下し、第二回転部材２５と接触する。より具体的には、気化されなかった燃料は、すべて第二回転部材２５の中央部分に集中的に滴下され、第二回転部材２５に巻き込まれて飛散する。
【００９０】
そして飛散した燃料は、自己発熱部１１の内周面６６に衝突し、自己発熱部１１から熱を受けて気化する。
また前記した空気導入筒７１の内外を流れて自己発熱部１１に入った空気とも混合される。
また燃料の一部は、遠心力によって飛散する前に第二回転部材２５から零れ落ちるが、このように落下した燃料は、自己発熱部１１の奥面部６７に接触し、熱を受けて気化する。
そして第一回転部材２３の内面に設けられた羽根部によって自己発熱部１１内の空気が攪拌され、燃料ガスと空気との混合が促進される。
その後の燃料ガスの流れは、前述した通りであり、高温状態となって自己発熱部１１の上部の開口部１４０から排出される。そして自己発熱部１１を出た混合ガスは、一旦炎孔ベース４３の上部側の通路に流れ込み、炎孔ベース４３の炎孔（小孔６１）から放出され、燃焼する。
【００９１】
上記した実施例では、前記したようにコイル線９１の過度の昇温を防止するために不飽和ポリエステル製のボビン９０を有し、ボビン９０の筒体部９２と燃料通過筒７５の胴部分（側面部分）との間に円筒状断熱材７６（第１断熱材）が設けられ、さらにボビン９０のフランジ部９３と燃料通過等７５のフランジ部８３との間にドーナツ状断熱材７３（第２断熱材）が設けられている。これを模式的に表すと図１０のようになる。即ち本実施例においては、断熱性を有するボビン９０に加えて円筒状断熱材７６（第１断熱材）とドーナツ状断熱材７３（第２断熱材）の２つの断熱材が備えられ、燃料通過筒７５からの高熱を２方向から遮り、コイル線９１が過度に昇温することを防止するものである。
【００９２】
しかしながら本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば３つの断熱材で３方向から熱を遮る構成も可能である。この構成による第２実施例を図１１を参照しながら説明する。
【００９３】
図１１に示すように、本実施例の誘導熱源部１０においては、断熱性を有するボビン９０、円筒状断熱材７６（第１断熱材）、及びドーナツ状断熱材７３（第２断熱材）に加えて、コイル部材７７の端面部に第３断熱材１１８が設けられている。即ち本実施例においては、ボビン９０自身の断熱に加えて、３つの断熱材を用いて燃料通過筒７５からの高熱を３方向から遮ることができる。従って、断熱がさらに確実でコイル線９１が高熱で破損することはない。
【００９４】
また他の構成による断熱も実施可能である。他の構成による第３実施例を図１２を参照しながら説明する。
【００９５】
図１２に示すように、本実施例の誘導熱源部１０においては、断熱性を有するボビン９０の筒体部９２と燃料通過筒７５の胴部分（側面部分）の間は空気層１１７である。ボビンの断熱性能が単独でコイル線９１の過度の昇温を防ぐことができる場合は、本実施例のようにボビン９０の筒体部９２と燃料通過筒７５の胴部分（側面部分）の間は空気層１１７でよく、断熱材を設ける必要はない。本実施例では断熱材を設けないので、構造が簡単で製作が容易である。
【００９６】
また第３実施例においては、空気層１１７の一部を断熱材に置き換え、空気層と断熱材を併用して断熱することも可能である。例えば、空気層と断熱材を上下方向に沿って交互に配置して燃料通過筒７５の胴体部分（側面部分）を覆い、断熱材によってボビン９０の筒体部９１と燃料通過筒７５との間隔を保持しながら断熱し、さらに空気層による断熱を併用する構成でもよい。さらに、空気層に空気を流す構成としてもよい。
【００９７】
なお、上記した全ての実施例においてはボビン９０は耐熱性の材質のものを用いたが、円筒状断熱材７６（第１断熱材）やドーナツ状断熱材７３（第２断熱材）のみでコイル９１の過度の昇温を防ぐことができるときは、ボビン９０は非耐熱性の材質のものでもよい。
【００９８】
上記した実施例においては、液体燃料を回転している第１回転部材２３上に滴下して飛散させ、予備発熱周壁６４へ衝突させて液体燃料を気化させる構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、液体燃料をノズルから噴射して発熱周壁に直接衝突させる構成としてもよい。以下に、本構成による本発明の第４実施例を図１３を参照しながら説明する。図１３は本発明の第４実施例の気化部の主要部を表す一部断面斜視図である。
【００９９】
図１３に示すように、本実施例において、気化部８は気化器（導電部材）１７０，コイル１７３，断熱材１７５を有している。気化器（導電部材）１７０は凹面１７１（内面）を有している。気化器１７０の凸面側（外面側）にはコイル１７３が配され、気化器（導電部材）１７０を誘導加熱することができる。さらに気化器（導電部材）１７０の外面とコイル１７３の間に断熱材１７５が設けられており、高温の導電部材からの熱を遮りコイル１７３が過度に昇温することを防いでいる。コイル１７３は開放型のコイルであり、コイル１７３の一面側に気化器（導電部材）１７０が位置する。そして液体燃料はノズル１７６の先端から噴射されて気化器（導電部材）１７０の凹面１７１に直接衝突し、誘導加熱により昇温した気化器（導電部材）１７０の凹面１７１上で気化する。
【０１００】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、空気によってコイルが冷却されるので、コイルの過度の昇温を確実に防ぐことができる。
【０１０１】
請求項１に記載の発明によれば、２つの熱源を持つので、コイルの過度の昇温を防ぐことができ且つ燃料の気化と燃焼が確実である。
【０１０２】
また請求項２に記載の発明によれば、空気によってコイルが冷却され、且つ断熱部が設けられているので、コイルの過度の昇温をより確実に防ぐことができる。
【０１０３】
請求項２に記載の発明によれば、コイルと導電部材の間に断熱部が設けられているので導電部材からの高熱がコイルに直接的に接触して伝わることがなく、コイルが高熱で破損することが防止される。
【０１０４】
また請求項３に記載の発明によれば、コイルと導電部材の間に空隙が設けられているので導電部材からの高熱がコイルに直接的に接触して伝わることがなく、コイルが高熱で破損することが防止される。
【０１０５】
また請求項４に記載の発明によれば、断熱性ボビンにコイルが巻かれており、断熱性ボビンが断熱材として作用するので、構造が簡単で且つ導電部材からの高熱がコイルに直接的に接触して伝わることがない。
【０１０６】
また請求項５に記載の発明によれば、さらに断熱部が２つ設けられているので断熱がより確実である。
【０１０７】
また請求項６に記載の発明によれば、断熱部が２つ設けられているので、断熱がより確実である。
【０１０８】
また請求項７に記載の発明によれば、断熱部が３つ設けられているので、断熱がさらに確実である。
【０１０９】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例の燃焼装置の断面図である。
【図２】 本発明の実施例の燃焼装置の全体的な部品構成を表す分解斜視図である。
【図３】 図１の燃焼装置の気化器周辺の分解斜視図である。
【図４】 気化部の誘導発熱部を構成する燃料通過筒の斜視図である。
【図５】 気化部の誘導発熱部を構成する燃料通過筒の正面図、平面図、左右側面図及び底面図である。
【図６】 気化部の誘導発熱部の一部断面斜視図である。
【図７】 気化部の誘導発熱部の変形例を示す一部断面斜視図である。
【図８】 図１の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。
【図９】 気化部の誘導発熱部の他の変形例を示す正面図及びセンサー保持部と温度センサーの斜視図である。
【図１０】 第１実施例における誘導熱源部の断面図である。
【図１１】 第２実施例における誘導熱源部の断面図である。
【図１２】 第３実施例における誘導熱源部の断面図である。
【図１３】 第４実施例の気化部の主要部を表す一部断面斜視図である。
【符号の説明】
１ 燃焼装置
３ 送風機（空気供給手段）
７ 燃焼部
８ 気化部
１０ 誘導熱源部
１１ 自己発熱部
７３ ドーナツ状断熱材（断熱部 断熱材）
７５ 燃料通過筒（導電部材）
７６ 円筒状断熱材（断熱部 断熱材）
７７ コイル部材
８３ フランジ部
９０ ボビン
９１ コイル線
１１７ 空気層（断熱部 空隙）
１１８ 第３断熱材（断熱部 断熱材）
１７０ 気化器（導電部材）
１７３ コイル
１７５ 断熱材（断熱部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion apparatus, and more particularly to a vaporization type combustion apparatus using induction heating as a heating means of a vaporization section.
[0002]
[Prior art]
A combustion apparatus conventionally employed as a hot water supply apparatus or the like is disclosed in Patent Document 1 below. The combustion apparatus disclosed in Patent Document 1 is a so-called vaporization type combustion apparatus, and includes a vaporization section. After combusting liquid fuel such as kerosene in the vaporization section, the mixture is mixed with air. Is generated and used for combustion. In the vaporization type combustion apparatus, it is necessary to provide a heating means in the vaporization section in order to vaporize the liquid fuel, and the combustion apparatus disclosed in Patent Document 1 includes an electric heater as the heating means in the vaporization section.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-124309 A
[0004]
On the other hand, an example of what may be applied to the vaporizing section by a heating means other than an electric heater is electromagnetic induction heating (induction heating). Induction heating is for heating a metal, and an eddy current is generated in a heating target by magnetic lines generated from a coil, and Joule heat is generated in the target by its electric resistance and heated. That is, in a combustion apparatus, if a metal capable of induction heating is used for the member of the vaporization section and a coil is provided in the vicinity of the vaporization section, induction heating can be applied as heating means for the vaporization section. Induction heating has the characteristic that the temperature rise of the object is extremely fast. Therefore, induction heating can raise the temperature of the vaporizing section in a short time, and the preheating operation of the vaporizing section is almost unnecessary. That is, at the start of the operation of the combustion apparatus, the start-up of the combustion apparatus becomes much faster and the usability of the combustion apparatus becomes very good.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a coil for induction heating, a litz wire obtained by twisting a plurality of strands is usually used as a coil wire. Litz wire has an upper limit on the operating temperature depending on the type of insulation. The higher the upper limit, the better the durability against temperature, but the litz wire has a larger wire diameter and is expensive. On the other hand, if a product with a low upper limit value is used, the price is low and it is easy to obtain, but the durability against temperature deteriorates and may cause a failure. Here, as an example of a litz wire that is normally used for an induction heating coil, for example, a litz wire having an upper temperature limit of about 180 ° C. will be described. When the liquid fuel is kerosene, the temperature is around 200 to 300 ° C. And since a coil is arrange | positioned in the vicinity of a vaporization part in an above-described structure, the heat from the vaporization part heated to 200-300 degreeC vicinity will be transmitted to a coil. As a result, the coil itself may be heated to 200 to 300 ° C., exceeding the upper limit temperature of use of the coil, and the coil may be damaged. In general, when durability is to be guaranteed over many years, it is desirable to maintain the temperature at which the coil wire is exposed to a temperature that is somewhat lower than the upper limit temperature of the coil wire. Therefore, in order to use induction heating as the heating means of the vaporizing section, a measure is necessary to keep the coil temperature so as not to exceed the upper limit temperature.
[0006]
The objective of this invention is providing the vaporization type combustion apparatus which can heat a vaporization part by induction heating, preventing the excessive temperature rise of a coil.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for solving the above-described problem has an air supply means for supplying air to the combustion section and a vaporization section for heating and vaporizing the liquid fuel, and the liquid fuel is vaporized by the vaporization section. In the combustion apparatus that converts the gas into a combustion unit and burns the vaporization unit, the vaporization unit includes a coil and a conductive member, and includes an induction heat source unit that induction-heats the conductive member. The conductive member is disposed on one of the inner and outer surfaces or one of the rear surfaces, an alternating current is passed through the coil, the conductive member generates heat by electromagnetic induction, and the liquid fuel is heated by the conductive member, and is downstream of the induction heat source unit. A self-heating unit that mainly raises the temperature by receiving heat from the combustion unit is provided, and a part of the air supplied from the air supply unit is supplied to a flow path that passes through the conductive member, and the air supply unit Other of air supplied from Some are combustion apparatus, characterized in that to be supplied to the self-heating section through the surface on which the conductive members of the coil is not disposed.
[0008]
As described above, in order to use induction heating as the heating means of the vaporization section, a measure for keeping the coil temperature so as not to exceed the use upper limit temperature is necessary. On the other hand, in the combustion apparatus of the present invention, an air supply means for supplying air to the combustion section is provided, and a structure for generating a mixed gas of the supplied air and vaporized fuel to be used for combustion is provided. Have. Therefore, in the combustion apparatus of the present invention, the coil is cooled by a part of the air supplied to the combustion section, and the coil is prevented from becoming excessively hot. Here, being cooled by a part of the air supplied to the combustion part is, for example, a structure in which the air supplied from the air supply means is diverted and sent to the combustion part via a plurality of passages. One side of the coil is arranged in the middle of one passage and cooled. In the combustion apparatus of the present invention, since the air sent to the combustion section is used for cooling the coil, the structure is simple without requiring another cooling means. Therefore, the device is easy to manufacture and is advantageous for downsizing the device.
[0009]
The combustion apparatus of the present invention has two heat sources, an induction heat source unit and a self-heating unit, in the vaporization unit, and the fuel is heated and vaporized in the induction heat source unit or the self-heating unit. Further, the air supplied from the air supply means is diverted, partly passes through the conductive member, and the other part passes through the surface on the side where the conductive member of the coil is not disposed. Supplied to the department. The combustion apparatus of the present invention has a self-heating part, and when the temperature of the self-heating part is sufficiently high during combustion or the like, the fuel is vaporized only by the self-heating part and burned without vaporization by the induction heat source part. Is possible. In other words, the conductive member of the induction heat source unit may be heated only when necessary, and the time during which the conductive member is at a high temperature can be shortened. Furthermore, in the combustion apparatus of the present invention, in addition to the above configuration, the coil can be cooled by air, and further, a heat insulating material can be provided between the conductive member and the coil to block heat from the conductive member. Therefore, in the combustion apparatus of this invention, it can prevent more reliably that the coil of an induction heat source part raises temperature too much.
[0010]
To solve the above problems Claim 2 The invention according to claim 1 is the combustion apparatus according to claim 1, wherein a heat insulating portion is provided between the coil and the conductive member.
[0011]
In the combustion apparatus of the present invention, the vaporizing section includes a coil and a conductive member, and includes an induction heat source section that induction-heats the conductive member, and the conductive member can be heated in a short time by induction heating. That is, even when the operation of the combustion apparatus is started, the temperature of the conductive member rises to a temperature at which the liquid fuel can be sufficiently vaporized in a short time, and the combustion apparatus is immediately combustible.
[0012]
And in the combustion apparatus of this invention, the electrically-conductive member is distribute | arranged to one of the inner surface or the back surface of a coil, and an electrically-conductive member is induction-heated with the magnetic force line which the said coil generate | occur | produces. As the coil used in the combustion apparatus of the present invention, any coil may be used as long as it generates magnetic lines of force and generates an eddy current in the conductive member. A rod-shaped coil, a planar coil, a saddle coil, or the like can be used. Here, the inner and outer surfaces of the coil refer to an inner surface and an outer surface of a closed hollow coil such as a rod-shaped coil. The back surface of the coil means one surface and the other surface of an open or semi-open coil such as a planar coil or a saddle coil. That is, in the combustion apparatus of the present invention, when the induction heat source part is provided with a hollow coil, the induction heat source part is provided inside or outside the coil, and when the induction heat source part is provided with an open or semi-open coil, the coil surface side or A conductive member is disposed on the back side.
[0013]
Furthermore, in the combustion apparatus of the present invention, a heat insulating portion is provided between the coil and the conductive member, and heat from the conductive member that has become high temperature by induction heating is blocked by the heat insulating portion, so that the coil becomes excessively hot. Is preventing. Here, the heat insulating part is a part for keeping a certain distance so that the conductive member and the coil do not directly contact and transfer heat, and specifically, an air layer or a heat insulating material or the like may be used. A member may be provided. Further, in the case of an air layer, a configuration may be employed in which outside air is always sent in to replace air. In induction heating, the distance between the coil and the object to be heated affects the heating efficiency. And in the structure of this invention, the distance of a coil and a to-be-heated body is determined by the thickness of a heat insulation part. Therefore, the thickness of the heat insulating portion in the combustion apparatus of the present invention should be determined so that the conductive member can be heated to a temperature at which the fuel can be sufficiently vaporized by induction heating while maintaining the heat insulating effect.
[0014]
Furthermore, in the configuration of the present invention, the heat insulating material that constitutes the heat insulating portion also functions as a heat insulating material for the conductive member, can suppress the temperature decrease of the conductive member that has been heated, and can stably vaporize the fuel. . That is, in the combustion apparatus of the present invention, it is possible to prevent an excessive temperature rise of the coil and to prevent an unnecessary temperature drop of the vaporizing section. The material of the heat insulating material is not particularly limited as long as it is an insulating or non-metallic material so that the heat insulating material itself is not induction-heated. For example, a glass-based or ceramic-based material can be used.
[0015]
Claim 2 In the combustion apparatus according to the invention, in addition to cooling the coil by air, a heat insulating part is further provided between the conductive member and the coil, and both the cooling of the coil and the heat insulation from the conductive member are performed. It is. In the combustion apparatus of the present invention, two means of coil cooling and heat insulation are used in combination, so that an excessive temperature rise of the coil can be prevented more reliably.
[0016]
Also Claim 3 The invention described in (2) is characterized in that a gap is provided between the coil and the conductive member. Claim 1 or 2 It is a combustion apparatus of the combustion apparatus as described in above.
[0017]
Also in the combustion apparatus of the present invention, the vaporizing unit includes an induction heat source unit that includes a coil and a conductive member and induction-heats the conductive member, and the conductive member can be heated in a short time by induction heating. Further, in the combustion apparatus of the present invention, a gap is provided between the coil and the conductive member, so that the conductive member and the coil do not directly contact and transfer heat. That is, in the combustion apparatus of the present invention, the air gap blocks the heat from the conductive member that has become high temperature by induction heating, and the coil can be prevented from becoming excessively high temperature. In the configuration of the present invention, the distance between the coil and the induction member is determined by the thickness of the gap. Therefore, the thickness of the air gap in the combustion apparatus of the present invention should be determined so that the conductive member can be heated without problems by induction heating while maintaining the heat insulating effect.
[0018]
Also Claim 4 The induction heat source unit further includes a heat insulating bobbin, the coil is wound around one surface of the heat insulating bobbin, and the conductive member is provided on the other surface side of the heat insulating bobbin. It is characterized by Claim 1 It is a combustion apparatus as described in above.
[0019]
Also in the combustion apparatus of the present invention, the vaporizing unit includes an induction heat source unit that includes a coil and a conductive member and induction-heats the conductive member, and the conductive member can be heated in a short time by induction heating. Furthermore, in the combustion apparatus of the present invention, the vaporizing section is provided with a heat insulating bobbin, and the coil is wound around one surface of the heat insulating bobbin. Therefore, the bobbin itself functions as a heat insulating material, and can prevent the coil from becoming excessively high temperature by blocking the heat from the high temperature conductive member. Here, the heat insulating bobbin means a bobbin made of a heat insulating material. The heat insulating material used for the heat insulating bobbin is not particularly limited as long as it is an insulating or non-metallic material so that the heat insulating material itself is not induction-heated. For example, in addition to a glass or ceramic heat insulating material, a heat insulating effect It can produce using resin which has. In particular, since resin is easy to form, it is suitable as a material for heat insulating bobbins. In the combustion apparatus of the present invention, since the bobbin itself is a heat insulating material, the structure of the induction heat source unit is simple and easy to manufacture. In the configuration of the present invention, the distance between the coil and the induction member is determined by the thickness of the heat insulating bobbin. Therefore, the thickness of the heat insulating bobbin in the combustion apparatus of the present invention should be determined so that the conductive member can be heated without any problem by induction heating while maintaining the heat insulating effect. For example, a heat insulating bobbin having a thickness of 4 mm to 6 mm can be used.
[0020]
Also Claim 5 The conductive member has a cylindrical portion and a flange portion, the heat insulating bobbin has a cylindrical portion and a flange portion, and the conductive member is disposed between the cylindrical portion and the cylindrical portion. A heat insulating portion is provided between the flange portion of the heat insulating bobbin and the flange portion of the heat insulating bobbin. Claim 4 It is a combustion apparatus as described in above.
[0021]
In the combustion apparatus of the present invention, a heat insulating bobbin is provided, and a heat insulating part is further provided between the conductive member and the heat insulating bobbin, and heat transfer from the conductive member is performed by a double heat insulating effect of the heat insulating bobbin and the heat insulating part. Is firmly blocked. Furthermore, the heat insulation part is provided in two places, that is, between the cylindrical part of the conductive member and the cylindrical part of the conductive member, and between the flange part of the conductive member and the flange part of the heat insulating bobbin. Therefore, in the combustion apparatus of this invention, the heat transmitted from the flange part of an electrically-conductive member can also be interrupted, and heat insulation is more reliable.
[0022]
Also Claim 6 In the invention described in (2), the conductive member has a tubular portion and a flange portion, and a heat insulating portion is provided between the tubular portion and the coil and between the flange portion and the coil. Be Claim 1 It is a combustion apparatus as described in above.
[0023]
Also in the combustion apparatus of the present invention, the vaporizing unit includes an induction heat source unit that includes a coil and a conductive member and induction-heats the conductive member, and the conductive member can be heated in a short time by induction heating. The conductive member in the combustion apparatus of the present invention has a cylindrical portion and a flange portion. Furthermore, in the combustion apparatus of this invention, the heat insulation part is provided both between the coil and the cylindrical part of the electrically-conductive member, and between the coil and the flange part of the electrically-conductive member. Therefore, the heat insulation part can block not only the heat transmitted from the cylindrical part of the conductive member but also the heat transmitted from the flange part, and the heat insulation is more reliable.
[0024]
Also Claim 7 The invention described in 1 is characterized in that a heat insulating part is further provided for the end face part of the coil. Claim 5 or 6 It is a combustion apparatus as described in above.
[0025]
In the combustion apparatus of the present invention, a heat insulating portion is also provided on the end surface portion of the coil. For this reason, it is possible to block the heat that travels non-linearly from the conductive member and is transmitted to the end face of the coil, and the heat insulation is more reliable. Here, the end surface portion of the coil is a surface other than the inner and outer surfaces or the back surface of the coil, and refers to a surface that does not face the conductive member.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific examples of the present invention will be described. In the following description, the upper and lower relationships are based on the state where the combustion apparatus is installed in a water heater or the like.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing an overall component configuration of the combustion apparatus according to the embodiment of the present invention.
[0027]
In FIG. 1, 1 shows the combustion apparatus of the Example of this invention. The combustion apparatus 1 according to the present embodiment includes a blower 3, a drive machine unit 5, and an air amount adjustment unit 6 stacked from above, and a combustion unit 7 and a vaporization unit 8 provided at the lower part thereof.
The vaporization unit 8 has an induction heat source unit 10 and a self-heating unit 11 as will be described later. The induction heat source unit 10 is located between the air amount adjusting unit 6 and the combustion unit 7, and the self-heating unit 11 is located in the combustion unit 7.
[0028]
If it demonstrates sequentially from an upper side, the air blower 3 will arrange | position the fan 13 rotatably in the concave housing 12 made by bending a steel plate. An opening 15 is provided at the center of the housing 12.
[0029]
The drive machine unit 5 has a box 16, and a motor 18 is attached to the center of the top plate 17. As for the motor 18, the rotating shafts 20 and 21 protrude from the both ends, and the rotating shafts 20 and 21 have penetrated substantially the full length of the combustion apparatus 1. FIG. As will be described later, the upper rotating shaft 20 of the motor 18 is connected to the fan 13, and the lower rotating shaft 21 is connected to the first rotating member 23 and the second rotating member 25 of the vaporizing unit 8. Yes.
[0030]
As shown in FIG. 2, the air amount adjusting unit 6 has a disk-like moving side plate member 26 superimposed on a fixed side plate member 27. The moving-side plate-like member 26 has a plurality of substantially triangular openings 30 provided radially around a central shaft insertion hole 28. The fixed side plate member 27 is provided with a shaft insertion hole 35 and an opening 33 at positions corresponding to the shaft insertion hole 28 and the opening 30 of the moving side plate member 26. The fixed side plate member 27 is provided with a large number of small holes 36 at positions where they do not overlap when the movable side plate member 26 is overlapped.
[0031]
In the air amount adjusting unit 6, when the rotary shaft 40 of the step motor 38 attached to the housing 12 rotates, the drive piece 37 engaged with the rotary shaft 40 and the moving plate member 26 swings. As a result, the moving side plate member 26 rotates relatively on the fixed side plate member 27 around the central shaft insertion hole 28.
The rotation of the moving plate member 26 changes the area of the opening that communicates the moving plate member 26 and the fixed plate member 27, thereby adjusting the amount of air.
[0032]
As shown in FIGS. 1 and 2, the combustion section 7 is made up of a flow dividing member 41, a flame hole base 43 and a flame hole member 45. These components are housed in the combustion part housing 42 (FIG. 1).
[0033]
Each of the flow dividing member 41, the flame hole base 43, and the flame hole member 45 is a rectangular plate-like member, and has large openings 46, 52, and 58 at the center. The flow dividing member 41 is a flat plate-like member, and is provided with a large number of openings 47, 48, 50 around the opening 46.
[0034]
The flame hole base 43 is made of aluminum die casting, and is provided with a complicated frame, an opening and a groove. The upper surface side of the flame hole base 43 mainly functions as a flow path constituting surface of fuel gas and secondary air, and the lower surface side functions as a flame hole mounting surface. That is, the flame hole base 43 has an outer combustion wall 49 surrounding the outer periphery thereof as shown in FIG. 1, and the combustion part 7 in which a flame is actually generated is formed therein. The flame hole base 43 has a flow path through which a mixed gas of fuel gas and air vaporized in the vaporization section 8 flows, and a flow path through which secondary air flowing from the openings 47, 48, and 50 of the flow dividing member 41 flows. Is formed. A temperature sensor 59 (flame base temperature detecting means) is attached to the flame base 43 as shown in FIG.
[0035]
The flame hole member 45 is a plate-like member that is overlapped with the flame hole base 43 as shown in FIG. 2, and surrounds the opening 58 for the self-heating part 11 provided at the center and has a large number of small holes 60 and small holes. The holes 61 are regularly arranged.
[0036]
The combustion unit 7 is disposed in the combustion unit housing 42 in a state where the flame hole base 43, the flow dividing member 41, and the flame hole member 45 are combined in the above-described state. The combustion section 7 includes a secondary air flow path that passes from the flow dividing member 41 side through the flame hole base 43 and exits to the flame hole member 45 side, a flow path in the flame hole base 43, and a small hole in the flame hole member 45 A fuel gas passage communicating with the outside through 61 is formed.
[0037]
Next, the vaporization unit 8 will be described. FIG. 3 is an exploded perspective view around the carburetor of the combustion apparatus of the present embodiment. FIG. 4 is a perspective view of a fuel passage cylinder that constitutes the induction heating section of the vaporization section. FIG. 5 is a front view, a plan view, a left and right side view, and a bottom view of a fuel passage cylinder that constitutes the induction heating section of the vaporization section. FIG. 6 is a partial cross-sectional perspective view of the induction heat source unit of the vaporization unit. FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view showing a modification of the induction heat source section of the vaporization section. FIG. 8 is a perspective view of the vicinity of the combustion section of the combustion apparatus of FIG. 1 as viewed from above.
[0038]
The vaporization part 8 employ | adopted with the combustion apparatus 1 of a present Example has two types of heat sources. That is, the vaporization unit 8 employed in this embodiment includes an induction heat source unit 10 and a self-heating unit 11 as shown in FIGS. And the 1st rotation member 23 and the 2nd rotation member 25 are provided in the vicinity of both heat-emitting parts, respectively. An air introduction cylinder 71 for supplying appropriate primary air to the induction heat source unit 10 and the self-heating unit 11 is provided.
[0039]
That is, as shown in FIG. 3, the vaporizing unit 8 includes a first rotating member 23, a donut-shaped heat insulating material 73, a fuel passage cylinder (conductive member) 75, a cylindrical heat insulating material 76, a coil member 77, a first air introduction cylinder 78, The second air introduction cylinder 80, the second rotating member 25, and the self-heating unit 11 are formed.
The induction heat source unit 10 is constituted by the fuel passing cylinder 75, the cylindrical heat insulating material 76, the donut-shaped heat insulating material 73, and the coil member 77, and the first air introducing cylinder 78 and the second air introducing cylinder 80 provide air. An introduction cylinder 71 is configured.
[0040]
To explain sequentially, the fuel passage cylinder (conductive member) 75 functions as an induction heat generating part, and is a cylinder made of a material having electrical conductivity and a certain degree of electrical resistance. More specifically, the fuel passage cylinder 75 is made of a thin magnetic stainless steel material so as to facilitate induction heating.
The fuel passage cylinder (conductive member) 75 is open at both ends, but has a special shape as shown in FIGS. 3, 4, and 5. That is, a region 81 that is approximately half on the upper side of the fuel passage cylinder 75 has a cylindrical shape with a substantially constant diameter. The opening end (opening on the upper side) of the fuel passage cylinder 75 opens in the direction of the axis XX (FIG. 5 a) of the fuel passage cylinder 75. A flange portion 83 is formed at the opening end (upper side opening) of the fuel passage cylinder 75.
[0041]
On the other hand, the region 82 on the lower side of the fuel passage cylinder 75 has a conical shape. The opening 85 on the lower side of the fuel passage cylinder 75 opens in an inclined direction with respect to the axis XX (FIG. 5) of the fuel passage cylinder 75 as shown in FIG.
That is, the fuel passage cylinder 75 has the lower opening 85 inclined with respect to the posture during use, and there is a difference in height at the lower opening end.
The lower opening 85 has an inner portion folded back, and a bowl-shaped groove 87 inside the opening end is formed. That is, the inner surface of the fuel passage cylinder 75 functions as a preliminary heat generating peripheral wall 64. In this embodiment, a flange-like groove 87 is formed in the lower portion of the inner surface of the fuel passage cylinder 75 as the preliminary heat generating peripheral wall 64. is there.
An opening 88 is formed in the groove 87 at the lowest position of the opening 85. The opening 88 is specifically a small hole, and is provided for collecting the fuel that has not been vaporized and dropping it on the side of the lower self-heating portion 11.
[0042]
The cylindrical heat insulating material 76 has a heat resistance and a heat insulating property, and is made of an insulating or non-metallic material that is not induction-heated, and is a cylinder. The inner diameter of the cylindrical heat insulating material 76 is equal to the outer diameter of the region 81 on the upper side of the fuel passage cylinder 75 described above. The height of the cylindrical heat insulating material 76 is equal to the length of the region 81 on the upper side of the fuel passage cylinder 75.
As described above, the cylindrical heat insulating material 76 is made of an insulating or non-metallic material that has both heat resistance and heat insulating property and is not induction-heated. Specifically, glass wool, ceramic, or the like is employed.
[0043]
The donut-shaped heat insulating material 73 is disk-shaped and has a large opening at the center. The donut-shaped heat insulating material 73 is also made of an insulating or non-metallic material that has both heat resistance and heat insulating properties and is not induction-heated, such as glass wool or ceramic.
[0044]
The coil member 77 is constituted by a bobbin 90 and a coil wire 91 as shown in FIG. The bobbin 90 itself has a function as a heat insulating member, and is made of an unsaturated polyester that has both heat insulating properties and heat resistance and is not induction-heated. The shape of the bobbin 90 is such that flange portions 93 and 94 are provided at both ends of the cylindrical body portion 92 as shown in FIG.
[0045]
The coil wire 91 is a normal copper wire and is wound in a spiral shape. The shape of the coil wire is not limited to a spiral shape, and may be, for example, a hook shape. The coil wire 91 is a litz wire, is spirally wound around the outer periphery of the cylindrical portion 92 of the bobbin 90, and is further hardened with silicon varnish or the like so that the coil wire 91 cannot be unwound. In addition, several (eight in this embodiment) ferrite guides 95 are fixed to the outer peripheral portion of the coil wire 91 in order to concentrate the magnetic field generated by energization on the fuel passage cylinder 75 to be heated.
[0046]
The induction heat source unit 10 includes four members, the fuel passage cylinder 75, the cylindrical heat insulating material 76, the donut-shaped heat insulating material 73, and the coil member 77, and the cylindrical heat insulating material 76 is disposed on the outer periphery of the fuel passage cylinder 75. Further, a coil member 77 is provided on the outer periphery thereof (in FIG. 6, the cylindrical heat insulating material 76 is omitted for the purpose of drawing). Therefore, a cylindrical heat insulating material 76 and a bobbin 90 having a function as a heat insulating material are interposed between the coil wire 91 and the fuel passage cylinder 75, and the coil wire 91 and the fuel passage cylinder 75 are separated by both. Heavyly insulated.
Further, a donut-shaped heat insulating material 73 is interposed between the flange portion 83 at the opening end (upper side opening) of the fuel passage cylinder 75 and the flange portion 93 of the bobbin 90 (in FIG. 6, for the sake of drawing, The donut-shaped heat insulating material 73 is abbreviated).
[0047]
In addition, the induction heat source unit 10 is provided with a temperature sensor (induction heating unit temperature detection means) 100 that detects the temperature of the fuel passage cylinder 75 that is a heating member.
The temperature sensor 100 is specifically a thermistor and has a flat plate-shaped temperature detection unit 101.
In this embodiment, as shown in FIG. 6, a through hole 102 is provided in the flange portion 93 of the bobbin 90 to hold a part of the temperature sensor 100 and lead out a signal line or the like from the through hole 102. Further, a cushion material 103 is provided between the temperature detection unit 101 and the flange portion 93 of the bobbin 90, and presses the temperature detection unit 101 against the flange portion 83 of the fuel passage cylinder 75. Specifically, the cushion material 103 is a disc spring or a leaf spring made of silicon rubber or stainless steel. Alternatively, a small-diameter O-ring or the like can be used as a cushioning material.
[0048]
In other words, in this embodiment, the temperature sensor (inductive heat generating part temperature detecting means) 100 is held by the bobbin 90 having a function as a heat insulating material. Furthermore, the temperature detection unit 101 receives a reaction force from the bobbin 90 having a function as a heat insulating material and is pressed against the outer surface of the fuel passage cylinder 75. Further, it is desirable to apply a paste having excellent thermal conductivity, such as silicon, on the surface of the temperature detection unit 101.
[0049]
In this embodiment, the temperature sensor 100 is brought into contact with the flange portion 83 of the fuel passage cylinder 75, but the attachment position of the temperature sensor 100 is arbitrary. For example, as shown in FIG. The temperature detection unit 101 may be pressed against the side surface portion.
In the induction heat source part 105 shown in FIG. 7, the through hole 106 is provided in the vicinity of the end of the cylindrical part 92 of the bobbin 90, and the groove 107 is provided in the flat part of the flange part 93. In other words, the groove 107 extending from the peripheral end portion toward the center is provided on the inner surface of the one flange portion 93, and the through hole 106 is provided in the cylindrical body portion 92 that hits an extension line of the groove 107. The temperature detection unit 101 of the temperature sensor 100 is disposed inside the flange portion 93 of the bobbin 90, and a part of the temperature sensor 100 is held by the through hole 106 and the groove 107 of the bobbin 90.
Also in the present embodiment, the cushion material 103 is provided between the temperature detection unit 101 and the cylindrical part 92 of the bobbin 90, and presses the temperature detection part 101 against the body part of the fuel passage cylinder 75.
[0050]
As another modification, a configuration as shown in FIG. 9 can be employed. FIG. 9 is a front view showing another modification of the induction heat generating part of the vaporizing part and a perspective view of the sensor holding part and the temperature sensor. In the induction heat source unit 110 shown in FIG. 9A, the sensor holding unit 111 is provided directly on the body portion of the fuel passage cylinder 75, and the temperature sensor 100 is held by the sensor holding unit 111.
Here, for example, the sensor holding unit 111 is welded on three sides of the thin plate 112 so as to have a pocket shape as shown in FIG. 9B, and the temperature detection unit 101 is taken in and out from the remaining one side. A configuration in which two sides are welded as in (c) is conceivable. Further, only the four corners may be welded as in (d).
Furthermore, as shown in (e), it is also possible to adopt a configuration in which a plurality of metal pieces welded on one side are provided and a part of the temperature detection unit 101 is engaged.
Of course, the temperature sensor 100 may be welded directly to the fuel passage cylinder 75.
[0051]
The self-heating part 11 is a cylindrical body having a bottom part 96 and a peripheral part 97 as shown in FIGS. 1 and 2, the bottom part 96 is closed and the upper part is opened. That is, the self-heating part 11 has a recessed shape, the bottom 96 and the peripheral part 97 are closed, airtight and watertight, and the upper part is open.
The self-heating part 11 has the bottom part 96 and the peripheral part 97 as described above, has a cup-like shape, and is attached to the central opening 52 part of the flame hole base 43 as shown in FIGS. It has been. The position of the self-heating part 11 is in the center of the flame hole base 43, is surrounded by the flame holes (small holes 61), and is located close to the combustion part 7. Moreover, most of the self-heating part 11 is exposed to the combustion part 7 side. More specifically, the entire bottom portion 96 of the self-heating portion 11 and most of the peripheral portion 97 are exposed to the combustion portion 7 side. Therefore, as will be described later, the self-heating unit 11 is heated from the outside by a flame generated from the flame hole (small hole 61) during combustion. As a result, the inner peripheral surface (self-heating peripheral wall) 66 and the back surface portion 67 of the self-heating portion 11 are heated and the temperature rises.
[0052]
Further, a temperature sensor (self-heating part temperature detecting means) 115 is embedded in the self-heating part 11 (FIG. 1).
[0053]
In order to efficiently vaporize the liquid fuel inside the fuel passage cylinder 75, the first rotating member 23 makes the liquid fuel (used in this embodiment kerosene) injected from the fuel pipe 116 into fine particles, and the fuel passage cylinder (Conductive member) While being scattered toward the preliminary heat generating peripheral wall 64 of the 75, the vaporized fuel gas and primary air are agitated and mixed uniformly.
[0054]
On the other hand, the second rotating member 25 is for scattering the liquid fuel dropped from above toward the self-heating peripheral wall 66 of the self-heating unit 11 and stirring and mixing the fuel gas and the primary air.
[0055]
As shown in FIG. 3, an air introduction cylinder 71 is constituted by the first air introduction cylinder 78 and the second air introduction cylinder 80.
The first air introduction cylinder 78 is made by bending a thin plate, and includes an outer flange portion 127, a cylindrical portion 128, and an inner flange portion 129 as shown in FIG. That is, the outer flange portion 127 is at one open end of the cylindrical portion 128. The outer flange portion 127 is positioned on the upper side when in use.
The cylindrical portion 128 has an inner diameter larger than the outer diameter of the induction heat source unit 10 described above, and the inner diameter is slightly reduced on the distal end side in the air flow direction.
[0056]
An inner flange portion 129 is provided on the front end side of the air flow of the cylindrical portion 128.
On the other hand, the second air introduction cylinder 80 has a conical shape. The opening 130 in the upper part of the second air introduction cylinder 80 is equal to the opening diameter of the tip portion of the first air introduction cylinder 78 described above. Moreover, the opening diameter of the lower part of the 2nd air introduction cylinder 80 is smaller than the opening diameter of the above-mentioned self-heating part 11. FIG.
The first air introduction cylinder 78 and the second air introduction cylinder 80 are overlapped to form a series of air flow paths. A packing (not shown) is interposed at the joint portion of the first air introduction cylinder 78.
[0057]
The vaporization unit 8 has the induction heat source unit 10 and the self-heating unit 11 as described above. The induction heat source unit 10 is located between the air amount adjusting unit 6 and the combustion unit 7, and the self-heating unit 11 is located in the combustion unit 7.
As described above, the vaporizing unit 8 includes the first rotating member 23, the donut-shaped heat insulating material 73, the fuel passage cylinder 75, the cylindrical heat insulating material 76, the coil member 77, the first air introduction cylinder 78, and the second air introduction cylinder 80. The second rotating member 25 and the self-heating unit 11 are all arranged side by side on the same axis. That is, the air introduction cylinder 71 constituted by the first air introduction cylinder 78 and the second air introduction cylinder 80 includes a fuel passage cylinder 75, a cylindrical heat insulating material 76, a donut-shaped heat insulating material 73, and a coil member 77. The induction heat source unit 10 is arranged, and the central axis of the air introduction cylinder 71 coincides with the central axis of the induction heat source unit 10.
[0058]
The self-heating unit 11 is provided below the air introduction tube 71 and the induction heat source unit 10, and the tip of the air introduction tube 71 is open toward the opening (back side) of the self-heating unit 11. The fuel passage cylinder (conductive member) 75 constituting the induction heat source unit 10 is also opened toward the back side of the self-heating unit 11.
The first rotating member 23 is located inside the induction heat source unit 10, and the second rotating member 25 is located inside the self-heating unit 11. More specifically, the first rotating member 23 is in a fuel passage cylinder (conductive member) 75 constituting the induction heat source unit 10 and is located in a space surrounded by the preliminary heat generating peripheral wall 64. The second rotating member 25 is located in a space surrounded by the self-heating peripheral wall 66 of the self-heating unit 11.
[0059]
Further, a fuel pipe 116 is inserted into the induction heat source unit 10, and the fuel pipe 116 reaches the upper portion of the first rotating member 23 as shown in FIG.
More specifically, the fuel pipe 116 hangs straight from the upper opening of the induction heat source unit 10 and reaches the upper portion of the first rotating member 23 from above. Then, liquid fuel such as kerosene is dropped from the fuel pipe 116 to the first rotating member 23.
[0060]
In addition, the induction heat source unit 10 has the groove 87 inclined to the opening 85 as described above, and the opening 87 is formed in the groove 87, and the opening 88 is located above the second rotating member 25. . That is, the opening 88 is in the upper part near the center of the second rotating member 25.
[0061]
Next, the assembly structure of each part of the combustion apparatus 1 of the present embodiment will be described.
The combustion apparatus 1 according to the present embodiment includes a blower 3, a drive machine unit 5, an air amount adjustment unit 6, and a vaporization unit 8, which are sequentially stacked with their central axes aligned with each other. The blower 3 is directly screwed. That is, in this embodiment, the rotation center of the blower 3, the shaft insertion holes 28 and 35 of the air amount adjusting unit 6, and the central axis of the vaporizing unit 8 are linearly arranged on the same axis. Since the components of the vaporizing unit 8 itself are also arranged side by side in the same axis, the rotation center of the blower 3, the shaft insertion holes 28 and 35 of the air amount adjusting unit 6, and the central axis of the vaporizing unit 8. Therefore, the rotation center axes of the two rotating members 23 and 25 of the vaporizing unit 8 also coincide with each other.
[0062]
An air amount adjusting unit 6 is screwed to the upper part of the driving machine unit 5.
A vaporization unit 8 is located below the air amount adjustment unit 6.
In other words, the larger opening of the air introduction cylinder 71 is attached to the center of the air amount adjusting unit 6 via the packing.
[0063]
The central axis of the air introduction cylinder 71 coincides with the shaft insertion holes 28 and 35 of the moving side plate-like member 26 and the fixed side plate-like member 27 of the air amount adjusting unit 6, and the air introduction cylinder 71 is the center side of the fixed-side plate-like member 27. It will be located so as to cover the area. Therefore, the air discharged from the area on the center side of the air amount adjusting unit 6 is captured by the air introduction cylinder 71.
The air introduction cylinder 71 has the induction heat source section 10 as described above, and the induction heat source section 10 has a fuel passage cylinder 75 at the center and communicates with the upper and lower sides. The air discharged from the air is captured by the air introduction cylinder 71 and is divided into air flowing through the fuel passage cylinder 75 at the center and air flowing around the induction heat source section 10.
[0064]
That is, since there is a fuel passage cylinder 75 in the air introduction cylinder 71, a part of the air passes through the fuel passage cylinder 75 and reaches the self-heating unit 11.
Further, since an annular space 131 is provided between the inner surface of the air introduction cylinder 71 and the outer periphery of the induction heat source unit 10, the remaining air enters the self-heating unit 11 directly through the space 131.
The air that has entered the air introduction cylinder 71 contributes to combustion as primary air regardless of which route is taken.
[0065]
The rotating shaft 21 of the motor 18 of the drive machine unit 5 communicates with the central shaft insertion holes 28 and 35 of the air amount adjusting unit 6 and passes through the air introduction cylinder 71 and the induction heat source unit 10. To the inside.
The rotating shaft 21 of the motor 18 is engaged with the first rotating member 23 in the induction heat source unit 10, more specifically in the fuel passage cylinder 75. The rotating shaft 21 of the motor 18 is engaged with the second rotating member 25 inside the self-heating unit 11.
That is, the rotating shaft 21 of the motor 18 of the drive machine unit 5 has a tip portion engaged with the second rotating member 25 and an intermediate portion engaged with the first rotating member 23. The first rotating member 23 is located in the fuel passage cylinder 75 of the induction heat source unit 10, and the second rotating member 25 is located in the self-heating unit 11, both of which are rotated by the motor 18.
[0066]
Further, since the rotating shaft 20 on the rear end side of the motor 18 is also connected to the fan 13, in this embodiment, the two rotating members 23 and 25 of the vaporizing unit 8 and the three of the fan 13 are operated by the single motor 18. Is driven.
Since the shaft insertion holes 28 and 35 are also the rotation center of the moving side plate-like member 26, they do not move when the moving side plate-like member 26 rotates. Therefore, even if the shaft insertion holes 28 and 35 have the rotation shaft 21 of the motor 18, the rotation of the moving side plate member 26 is not hindered.
[0067]
Next, the function of the combustion apparatus 1 of the present embodiment will be described.
In the combustion apparatus 1 of the present embodiment, the motor 18 is activated to rotate the fan 13, the first rotating member 23, and the second rotating member 25.
With the rotation of the fan 13, air is sucked from the opening 15 provided in the central portion of the housing 12 of the blower 3 as indicated by the arrow in FIG. 1, and the air enters the drive machine unit 5. The air flows from the drive machine unit 5 to the vaporization unit 8 and the combustion unit 7 through the upper air amount adjustment unit 6. In this embodiment, the flow rate is adjusted by the air amount adjustment unit 6. That is, the amount of air flowing to the vaporization unit 8 and the combustion unit 7 side is adjusted by operating the step motor 38 and rotating the movable plate member 26 relative to the fixed plate member 27 to change the opening area. .
[0068]
The air that has passed through the air amount adjusting unit 6 is divided into one that contributes to combustion as primary air and one that contributes to combustion as secondary air. That is, the air that has passed through the central area of the air amount adjusting unit 6 is directly captured by the air introduction cylinder 71, a part of which enters the fuel passage cylinder 75 and is mixed with the fuel gas, and the remaining part is directly It enters into the self-heating part 11 and is mixed with the fuel gas.
[0069]
Further, as shown in FIG. 8, the remaining portion of the blast flows across the flame hole base 43 from the elongated holes 48 provided in a row in the flow dividing member 41, and burns through the round holes 60 of the flame hole member 45. Part 7 is reached.
[0070]
As described above, a large amount of primary air is introduced into the vaporization unit 8 by the blower 3 so that the inside of the fuel passage cylinder 75 of the induction heat source unit 10 and the self-heating unit 11 are ventilated.
A high-frequency current is supplied from a high-frequency inverter (not shown) to the coil wire 91 of the induction heat source unit 10 to cause the fuel passage cylinder 75 of the induction heat source unit 10 to generate heat according to the principle of high-frequency induction heating.
[0071]
That is, when a high-frequency current is passed through the coil wire 91, a fluctuating magnetic field is generated inside the coil, and magnetic field lines that fluctuate through the fuel passage cylinder 75 placed in the fluctuating magnetic field penetrate. Here, since the fuel passage cylinder 75 is made of magnetic stainless steel and has conductivity, an eddy current is generated inside the fuel passage cylinder 75. As described above, since the fuel passage cylinder 75 is made of stainless steel and has a considerable electric resistance, the fuel passage cylinder 75 generates heat due to Joule heat caused by eddy current.
Further, the heat generated by high frequency induction heating has high thermal efficiency and rises in temperature early. Therefore, the temperature of the fuel passage cylinder 75 is raised in an extremely short time compared to the case where a conventional electric heater is used, and reaches a temperature at which liquid fuel can be vaporized.
[0072]
In the present embodiment, when the fuel passage cylinder 75 is heated by high frequency induction heating, a contrivance is made so that the coil wire 91 does not rise in temperature.
That is, if the coil wire 91 for induction heating is provided inside the combustion apparatus 1 as in the present embodiment, the coil wire 91 is heated by the internal heat, which may cause disconnection or the like. Therefore, in this embodiment, the coil wire 91 is devised so as not to be heated excessively.
That is, in this embodiment, the coil wire 91 is wound around the bobbin 90, but the bobbin 90 is made of resin and does not generate heat because it is not conductive. The bobbin 90 is made of unsaturated polyester having heat insulation and heat resistance. Therefore, the bobbin 90 functions as a heat insulating material and does not transmit the heat of the fuel passage cylinder 75 to the coil wire 91.
[0073]
A heat insulating material (cylindrical heat insulating material 76, first heat insulating material) that does not generate heat and has excellent heat insulating properties is interposed between the bobbin 90 and the fuel passage cylinder 75.
The fuel passage cylinder 75 has a flange portion 83, and a donut-shaped heat insulating material 73 (second heat insulating material) and a flange portion 93 of the bobbin 90 exist between the flange portion 83 and the coil wire 91. The temperature rise of the coil wire 91 is prevented.
Further, in the present embodiment, as will be described later, since the primary air flows outside the induction heat source unit 10, the coil wire 91 is cooled by the primary air, and the temperature rise of the coil wire 91 is prevented. .
[0074]
As described above, the coil wire 91 is energized, the fuel passage cylinder 75 is heated by high frequency induction heating, and the entire inner wall of the fuel passage cylinder 75 is heated. In this state, kerosene is dropped from the fuel pipe 116 onto the first rotating member 23.
The dropped kerosene receives centrifugal force from the first rotating member 23 and scatters toward the preliminary heat generating peripheral wall 64 of the fuel passage cylinder (conductive member) 75. The first rotating member 23 employed in the present embodiment is formed by extending the stirring blades radially from the outer edge of the plate body that rotates integrally with the rotation shaft extending in the vertical direction. A plurality of them are provided along the outer edge of the plate, and are inclined by a predetermined angle with respect to the plate.
[0075]
Therefore, the liquid fuel sprayed on the surface of the plate body of the first rotating member 23 flows on the surface of the plate body by centrifugal force, and partly flows along the surface of the inclined stirring blade and from the tip of the stirring blade. It scatters toward the preliminary heat generating peripheral wall 64 of the fuel passage cylinder 75.
Therefore, if the tip of the stirring blade is positioned in the rotational axis direction (vertical direction) with respect to the plate body, the liquid fuel can be dispersed and scattered from the portion located above or below the plate body. In addition, the thermal energy of the inner peripheral wall of the vaporization part can be efficiently added to the scattered liquid fuel to promote vaporization.
[0076]
Then, the scattered kerosene comes into contact with the inner surface of the fuel passage cylinder 75 disposed around the first rotating member 23 and is vaporized by receiving heat. At this time, kerosene in contact with the fuel passage cylinder 75 is almost 100% vaporized, and kerosene does not remain without being vaporized.
Further, as described above, a part of the air trapped in the air introduction cylinder 71 passes through the inside of the fuel passage cylinder 75, so that the fuel vaporized by receiving heat from the inner surface of the fuel passage cylinder 75 passes through the fuel passage cylinder 75. Mixed with passing air.
[0077]
Here, in this embodiment, since the first rotating member 23 is provided with the stirring blade, the air in the fuel passage cylinder 75 is stirred by the stirring blade provided on the inner surface of the first rotating member 23, and the fuel gas and Mixing with air is promoted.
In the present embodiment, since the fuel passage cylinder 75 is cylindrical, the scattered fuel and the vaporized fuel continue to be heated while passing through the cylindrical portion. That is, in this embodiment, since the induction heat generating portion is cylindrical, the temperature of the heating is increased when the fuel passes through the cylindrical portion. Therefore, the combustion apparatus of the present embodiment has a long contact distance and contact time between the fuel and the heating element, which not only ensures the vaporization of the fuel but also raises the temperature of the vaporized fuel gas.
[0078]
The mixed gas thus generated passes through the fuel passage cylinder 75 and enters the self-heating unit 11.
[0079]
On the other hand, as described above, the remaining portion of the air trapped in the air introduction tube 71 passes through the space 131 formed between the inner surface of the air introduction tube 71 and the outer periphery of the induction heat source unit 10, and thus the self-heating unit. Enter 11. That is, the coil wire 91 in the outer peripheral portion of the induction heat source unit 10 is cooled by the air passing through the space 131, and an excessive temperature rise of the coil wire 91 can be prevented.
[0080]
In this embodiment, a rotating member is also provided in the self-heating unit 11. That is, in this embodiment, the rotating members are provided in two stages, and the second rotating member 25 as one of them rotates in the self-heating unit 11.
Therefore, the mixed gas of fuel gas and air that has entered the self-heating unit 11 is again stirred and mixed by the second rotating member 25.
[0081]
In particular, in this embodiment, the tip end side of the fuel passage cylinder 75 is narrowed, and the fuel gas mixed and stirred by the first rotating member 23 collides violently with each other when passing through the tip of the narrow fuel passage cylinder 75. , Mixing proceeds. Then, the fuel gas is blown into the second rotating member from a narrow portion and is stirred again by the second rotating member 25. In addition, the fuel gas passes through the space 131 formed between the inner surface of the air introduction cylinder 71 and the outer periphery of the induction heat source unit 10 in the self-heating unit 11 and is newly introduced into the self-heating unit 11. Also mixed.
The fuel gas thus generated and further mixed with the primary air flows downstream through the gap 138 formed by the outer wall of the second rotating member 25 and the inner peripheral surface 66 of the self-heating portion 11 as shown by the arrow in FIG. Head for. That is, the mixed gas once flows upward along the cylindrical inner peripheral surface 66 of the self-heating portion 11. Here, since the outlet side of the air introduction cylinder 71 is near the opening of the self-heating unit 11, the flow path of the mixed gas is extremely narrow. Therefore, the stirring of the mixed gas further proceeds at the site.
[0082]
The air thus supplied from the air introduction cylinder 71 to the inside of the self-heating unit 11 is mixed with the scattered fuel, becomes a high temperature state, and is discharged from the opening 140 at the top of the self-heating unit 11. The mixed gas exiting the self-heating unit 11 flows into the flame hole base 43.
[0083]
Then, the mixed gas is discharged from a flame hole (small hole 61) provided in the lower part of the flame hole base 43.
As described above, in the combustion apparatus 1 of the present embodiment, the liquid fuel is vaporized in the vaporization unit 8 and flows through the flame hole base 43 and is released from the flame hole (small hole 61). Since the temperature of the fuel gas at is high, it does not reliquefy until it reaches the flame hole (small hole 61).
[0084]
On the other hand, air that has flowed downstream from other parts flows directly into the combustion unit 7 without being mixed with fuel, and contributes to combustion as secondary air.
[0085]
When the fuel gas is ignited by an ignition device (not shown), a downward flame is generated from the flame hole (small hole 61).
[0086]
Here, in the combustion apparatus 1 of the present embodiment, the vaporization unit 8 is directly exposed at the center of the combustion unit 7, and therefore, when combustion is started, the self-heating unit 11 is heated by the flame. Therefore, the temperature in the self-heating part 11 rises, and fuel vaporization is further promoted.
[0087]
When combustion is performed for a predetermined time and the temperature of the self-heating unit 11 is sufficiently raised,
The energization to the coil wire 91 of the induction heat source unit 10 is stopped, and the induction heating is finished. Thereafter, the fuel is vaporized by relying only on the heat generated by the self-heating unit 11.
[0088]
That is, when the induction heating is stopped, the temperature of the fuel passage cylinder 75 decreases, the vaporization in the induction heat source unit 10 is hardly performed, and the fuel is vaporized only in the self-heating unit 11 substantially.
The liquid fuel that is not vaporized by the induction heat source unit 10 travels along the inner surface of the fuel passage cylinder 75 and reaches downward due to gravity. Here, in the present embodiment, a bowl-shaped groove 87 is formed at the lower end of the fuel passage cylinder 75. Therefore, the fuel that has fallen along the inner surface of the fuel passage cylinder 75 is collected in the lower groove 87. Further, in this embodiment, since the opening 85 on the lower side is inclined, the groove 87 at the end is also inclined, and the collected fuel flows in the groove 87 and collects further downward. In this embodiment, since the opening 88 is provided at the lowermost part of the groove 87, the fuel that has flowed through the groove 87 finally drops from the opening 88 formed at the lowermost part of the groove 87.
[0089]
Here, since the opening 88 provided in the fuel passage cylinder 75 is open above the second rotating member 25 and in the vicinity of the center of the second rotating member 25, the fuel dropped from the opening 88 is always constant. It falls to the position and comes into contact with the second rotating member 25. More specifically, all the fuel that has not been vaporized is dripped intensively onto the central portion of the second rotating member 25, and is caught and scattered by the second rotating member 25.
[0090]
The scattered fuel collides with the inner peripheral surface 66 of the self-heating unit 11 and is vaporized by receiving heat from the self-heating unit 11.
In addition, it is mixed with the air that flows in and out of the air introduction cylinder 71 and enters the self-heating unit 11.
A part of the fuel spills from the second rotating member 25 before being scattered by the centrifugal force, but the fuel that has fallen in this way comes into contact with the inner surface 67 of the self-heating unit 11 and is vaporized by receiving heat. .
And the air in the self-heating part 11 is stirred by the blade | wing part provided in the inner surface of the 1st rotation member 23, and mixing with fuel gas and air is accelerated | stimulated.
The subsequent flow of the fuel gas is as described above, and is discharged from the opening 140 at the top of the self-heating unit 11 in a high temperature state. The mixed gas that has exited the self-heating portion 11 once flows into the passage on the upper side of the flame hole base 43, is discharged from the flame holes (small holes 61) of the flame hole base 43, and burns.
[0091]
In the above-described embodiment, as described above, in order to prevent the coil wire 91 from being excessively heated, the bobbin 90 made of unsaturated polyester is provided, and the cylindrical portion 92 of the bobbin 90 and the trunk portion of the fuel passage cylinder 75 ( A cylindrical heat insulating material 76 (first heat insulating material) is provided between the flange portion 93 of the bobbin 90 and a flange portion 83 of the fuel passage 75 or the like. Insulation material) is provided. This is schematically shown in FIG. That is, in this embodiment, in addition to the bobbin 90 having heat insulation properties, two heat insulating materials, a cylindrical heat insulating material 76 (first heat insulating material) and a donut-shaped heat insulating material 73 (second heat insulating material), are provided, and the fuel passes therethrough. The high heat from the cylinder 75 is shielded from two directions to prevent the coil wire 91 from being excessively heated.
[0092]
However, the present invention is not limited to this configuration. For example, a configuration in which heat is blocked from three directions by three heat insulating materials is also possible. A second embodiment having this configuration will be described with reference to FIG.
[0093]
As shown in FIG. 11, in the induction heat source unit 10 of the present embodiment, the bobbin 90 having heat insulation, the cylindrical heat insulating material 76 (first heat insulating material), and the donut-shaped heat insulating material 73 (second heat insulating material). In addition, a third heat insulating material 118 is provided on the end surface portion of the coil member 77. That is, in this embodiment, in addition to the heat insulation of the bobbin 90 itself, high heat from the fuel passage cylinder 75 can be blocked from three directions using three heat insulating materials. Therefore, the heat insulation is more reliable and the coil wire 91 is not damaged by high heat.
[0094]
Insulation with other configurations can also be implemented. A third embodiment according to another configuration will be described with reference to FIG.
[0095]
As shown in FIG. 12, in the induction heat source unit 10 of the present embodiment, an air layer 117 is formed between the cylindrical body portion 92 of the bobbin 90 having heat insulation and the body portion (side surface portion) of the fuel passage cylinder 75. When the heat insulation performance of the bobbin alone can prevent the coil wire 91 from being excessively heated, between the cylindrical portion 92 of the bobbin 90 and the trunk portion (side surface portion) of the fuel passage cylinder 75 as in this embodiment. May be the air layer 117, and it is not necessary to provide a heat insulating material. In this embodiment, since no heat insulating material is provided, the structure is simple and the manufacture is easy.
[0096]
In the third embodiment, a part of the air layer 117 may be replaced with a heat insulating material, and the air layer and the heat insulating material may be used in combination for heat insulation. For example, the air layer and the heat insulating material are alternately arranged along the vertical direction to cover the body portion (side surface portion) of the fuel passage cylinder 75, and the space between the cylinder portion 91 of the bobbin 90 and the fuel passage cylinder 75 by the heat insulating material. It is also possible to adopt a configuration in which heat insulation is performed while holding and further heat insulation by an air layer is used. Furthermore, it is good also as a structure which flows air to an air layer.
[0097]
In all the embodiments described above, the bobbin 90 is made of a heat-resistant material, but the coil is formed only by the cylindrical heat insulating material 76 (first heat insulating material) or the donut-shaped heat insulating material 73 (second heat insulating material). When the excessive temperature rise of 91 can be prevented, the bobbin 90 may be made of a non-heat resistant material.
[0098]
In the above-described embodiment, the liquid fuel is dropped and scattered on the rotating first rotating member 23, and the liquid fuel is vaporized by colliding with the preliminary heat generating peripheral wall 64. For example, the liquid fuel may be injected from the nozzle and directly collide with the heat generating peripheral wall. Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention according to this configuration will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a partial cross-sectional perspective view showing the main part of the vaporizing section of the fourth embodiment of the present invention.
[0099]
As shown in FIG. 13, in the present embodiment, the vaporizer 8 includes a vaporizer (conductive member) 170, a coil 173, and a heat insulating material 175. The vaporizer (conductive member) 170 has a concave surface 171 (inner surface). A coil 173 is disposed on the convex surface side (outer surface side) of the vaporizer 170 so that the vaporizer (conductive member) 170 can be induction-heated. Further, a heat insulating material 175 is provided between the outer surface of the vaporizer (conductive member) 170 and the coil 173 to prevent heat from the high-temperature conductive member and prevent the coil 173 from excessively raising the temperature. The coil 173 is an open type coil, and the vaporizer (conductive member) 170 is located on one surface side of the coil 173. The liquid fuel is injected from the tip of the nozzle 176, directly collides with the concave surface 171 of the vaporizer (conductive member) 170, and vaporizes on the concave surface 171 of the vaporizer (conductive member) 170 heated by induction heating.
[0100]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the coil is cooled by air, it is possible to reliably prevent an excessive temperature rise of the coil.
[0101]
According to the first aspect of the present invention, since the two heat sources are provided, it is possible to prevent an excessive temperature rise of the coil and to surely vaporize and burn the fuel.
[0102]
Also Claim 2 Since the coil is cooled with air and the heat insulating portion is provided, excessive temperature rise of the coil can be prevented more reliably.
[0103]
Claim 2 According to the invention described in the above, since the heat insulating portion is provided between the coil and the conductive member, high heat from the conductive member is not transmitted in direct contact with the coil, and the coil may be damaged by high heat. Is prevented.
[0104]
Also Claim 3 According to the invention described in (2), since the gap is provided between the coil and the conductive member, high heat from the conductive member is not transmitted in direct contact with the coil, and the coil is prevented from being damaged by high heat. Is done.
[0105]
Also Claim 4 Since the coil is wound around the heat insulating bobbin and the heat insulating bobbin acts as a heat insulating material, the structure is simple and high heat from the conductive member is transmitted in direct contact with the coil. There is nothing.
[0106]
Also Claim 5 According to the invention described in (2), since two heat insulating portions are further provided, heat insulation is more reliable.
[0107]
Also Claim 6 Since two heat insulation parts are provided according to invention described in (2), heat insulation is more reliable.
[0108]
Also Claim 7 According to the invention described in 3, since the three heat insulating portions are provided, the heat insulation is further ensured.
[0109]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an overall component configuration of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of the vicinity of a carburetor of the combustion apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a fuel passage cylinder that constitutes an induction heating section of the vaporization section.
FIGS. 5A and 5B are a front view, a plan view, a left and right side view, and a bottom view of a fuel passage cylinder that constitutes an induction heating unit of a vaporization unit. FIGS.
FIG. 6 is a partial cross-sectional perspective view of an induction heating unit of a vaporization unit.
FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view showing a modification of the induction heat generating portion of the vaporizing portion.
8 is a perspective view of the vicinity of a combustion section of the combustion apparatus of FIG. 1 as viewed from above.
FIG. 9 is a front view showing another modified example of the induction heating unit of the vaporization unit and a perspective view of the sensor holding unit and the temperature sensor.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an induction heat source unit in the first embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view of an induction heat source unit in the second embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view of an induction heat source part in the third embodiment.
FIG. 13 is a partial cross-sectional perspective view showing the main part of the vaporizing section of the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Combustion device
3 Blower (Air supply means)
7 Combustion section
8 Vaporization Department
10 Induction heat source
11 Self-heating part
73 Donut-shaped heat insulating material (heat insulating part heat insulating material)
75 Fuel passage cylinder (conductive member)
76 Cylindrical heat insulating material (heat insulating part heat insulating material)
77 Coil member
83 Flange
90 bobbins
91 Coil wire
117 Air layer (insulation gap)
118 3rd heat insulating material (heat insulating part heat insulating material)
170 Vaporizer (conductive member)
173 Coil
175 Heat insulation material (heat insulation part)

Claims (7)

燃焼部に空気を供給する空気供給手段と、液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、前記気化部で液体燃料を気化して燃焼部に供給し、燃焼させる燃焼装置において、
前記気化部はコイルと導電部材を有して導電部材を誘導加熱する誘導熱源部を備え、
前記コイルは内外面又は裏表面を有し、内外面の一方又は裏表面の一方に前記導電部材が配され、前記コイルに交流電流が流されて電磁誘導によって導電部材が発熱し、導電部材によって液体燃料が加熱され、
前記誘導熱源部の下流側に、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部が設けられ、
前記空気供給手段から供給される空気の一部は前記導電部材を通過する流路に供給され、前記空気供給手段から供給される空気の他の一部は前記コイルの導電部材が配されていない側の面を通過して前記自己発熱部に供給されることを特徴とする燃焼装置。In a combustion apparatus that has an air supply means for supplying air to the combustion section, and a vaporization section for heating and vaporizing the liquid fuel, vaporizing the liquid fuel in the vaporization section and supplying it to the combustion section for combustion.
The vaporization unit includes an induction heat source unit that includes a coil and a conductive member and induction-heats the conductive member,
The coil has an inner or outer surface or a back surface, the conductive member is arranged on one of the inner or outer surface or one of the back surfaces, an alternating current is passed through the coil, and the conductive member generates heat by electromagnetic induction. The liquid fuel is heated,
On the downstream side of the induction heat source unit, a self-heating unit that mainly raises the temperature by receiving heat of the combustion unit is provided,
Part of the air supplied from the air supply means is supplied to the flow path passing through the conductive member, and the other part of the air supplied from the air supply means is not provided with the conductive member of the coil. A combustion apparatus, wherein the combustion apparatus is supplied to the self-heating unit through a side surface. 前記コイルと前記導電部材の間に断熱部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。The combustion apparatus according to claim 1 , wherein a heat insulating portion is provided between the coil and the conductive member. 前記コイルと前記導電部材の間に空隙が設けられていること特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置。The combustion apparatus according to claim 1 , wherein a gap is provided between the coil and the conductive member. 前記誘導熱源部は、さらに断熱性ボビンを有し、前記コイルは前記断熱性ボビンの一面に巻きつけられ、前記断熱性ボビンの他面側に前記導電部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。The induction heat source unit further includes a heat insulating bobbin, the coil is wound around one surface of the heat insulating bobbin, and the conductive member is provided on the other surface side of the heat insulating bobbin. The combustion apparatus according to claim 1 . 前記導電部材は筒状部とフランジ部を有し、前記断熱性ボビンは筒体部とフランジ部を有し、前記筒状部と前記筒体部の間及び前記導電部材のフランジ部と前記断熱性ボビンのフランジ部の間に断熱部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の燃焼装置。The conductive member has a cylindrical part and a flange part, and the heat insulating bobbin has a cylindrical part and a flange part, between the cylindrical part and the cylindrical part, and the flange part of the conductive member and the thermal insulation. The combustion apparatus according to claim 4 , wherein a heat insulating portion is provided between the flange portions of the porous bobbin. 前記導電部材は筒状部とフランジ部を有し、前記筒状部と前記コイルとの間及び前記フランジ部と前記コイルの間に断熱部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。The conductive member has a cylindrical portion and a flange portion, to claim 1, characterized in that the heat-insulating portion is provided between and between the coil and the flange portion of the coil and the tubular portion The combustion apparatus as described. さらにコイルの端面部についても断熱部が設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の燃焼装置。Furthermore, the heat insulation part is provided also about the end surface part of the coil, The combustion apparatus of Claim 5 or 6 characterized by the above-mentioned.
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