JP4129636B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置に関するものであり、特に液体燃料を気化して燃焼する燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、給湯装置等には、下記特許文献１に開示されているような、液体燃料を気化して燃焼する燃焼装置が採用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１２４３０９号公報
【０００４】
上記特許文献１の燃焼装置は、気化器に電気ヒータを設け、この電気ヒータが発する熱によって燃料を気化した燃料ガスと空気とを予混合した混合ガスを燃焼部へ供給し、この混合ガスを炎孔から噴出させて火炎を発生させる、いわゆる気化式の燃焼装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来技術における気化式の燃焼装置において、気化器の加熱のために採用されていた電気ヒータは、通電開始から気化器を所定の温度まで上昇させるまでに要する時間が長い。そのため、従来技術の燃焼装置では、燃焼要求に対して迅速かつ的確に対応すべく、燃焼要求のない燃焼休止時も電気ヒータによって気化器の温度を液体燃料が気化可能な程度に高温に維持しておく必要がある。従って、電気ヒータを備えた燃焼装置は、燃焼休止時に消費される電力が多く、ランニングコストが高くついてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した問題を解決すべく、消費電力が低く、ランニングコストが安価な燃焼装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部と、空気を供給する空気供給手段とを有し、空気供給手段から供給された空気と気化部で気化された燃料ガスとを混合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、内側で液体燃料を加熱する誘導発熱部と、前記誘導発熱部の外側に配置されて誘導発熱部を発熱させる電磁誘導加熱手段と、前記燃焼部における燃焼によって昇温される自己発熱部とを有し、前記空気供給手段から気化部に供給される空気の一部が誘導発熱部の内側を通って自己発熱部に至り、残りの空気が誘導発熱部の外側を通って自己発熱部に至る構造であり、燃焼開始時には誘導発熱部を使用燃料の沸点領域以上に温度制御し、燃焼休止時には誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御し、燃焼開始後には自己発熱部が所定の温度に昇温されることを条件として電磁誘導加熱手段による加熱を停止するかあるいは誘電発熱部の制御温度を低下させる誘導発熱部温度制御手段を備えることを特徴とする燃焼装置である。
【０００８】
本発明の燃焼装置では、気化部に誘導発熱部を設け、この誘導発熱部を電磁誘導加熱手段によって発熱させることにより気化部を使用燃料の沸点領域以上に加熱し、液体燃料を気化する構成となっている。ここで、本発明において採用されている誘導発熱部は、電磁誘導を利用して誘導加熱するものであり、通電開始が開始されると所定の温度まで急速に昇温する。即ち、誘導発熱部は、温度制御特性に優れており、加熱対象となる気化部を所望の温度まで迅速かつ的確に昇温させることができる。そのため、上記した構成によれば、燃焼要求のない燃焼休止時は気化部の温度を使用燃料の沸点領域未満に維持させておいても、燃焼要求に対応して気化部を迅速に昇温させ、液体燃料を気化させることができる。従って、本発明の燃焼装置によれば、燃焼休止中における消費電力を最小限に抑制できる。
【０００９】
上記したように、誘導発熱部は、電磁誘導を利用したものであるため、所望の部位を局所的に加熱でき、加熱効率が極めて高い。換言すれば、誘導加熱部によれば、周囲への熱の漏洩を最小限に抑制でき、所望の部位を集中的に加熱できる。そのため、上記した構成によれば、気化部を迅速かつ高効率に加熱でき、気化部の加熱に要する消費電力を最小限に抑制できる。
【００１０】
またさらに、本発明の燃焼装置では、燃焼開始時に誘導発熱部が使用燃料の沸点領域以上に温度制御されるものの、燃焼休止時には誘導発熱部は使用燃料の沸点領域未満に温度制御される。そのため、上記した構成によれば、燃焼休止中における電力消費量を最小限に抑制できる。
【００１１】
上記したように、本発明の燃焼装置では、加熱手段として、急速に気化部を昇温可能な誘導発熱部を備えている。そのため、本発明の燃焼装置は、燃焼休止時に誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御しておいても、燃焼開始時に直ちに気化部を昇温させることができる。従って、本発明によれば、動作安定性を損なうことなく、誘導発熱部における電力消費量を最小限に抑制可能な燃焼装置を提供できる。
【００１２】
また、上記したように、本発明の燃焼装置では、誘導加熱部への通電により気化部が集中的に加熱されるが、周囲はさほど高温にはならない。そのため、上記した構成によれば、気化部の加熱に伴って発生する熱が気化部の周囲にある部材に与える影響を最小限に抑制できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記自己発熱部の上流側に配され、内部に前記誘導熱源部を収容して空気供給手段から供給される空気を誘導発熱部および自己発熱部に導入する空気導入筒が設けられ、前記空気導入筒内には、空気供給手段から供給される空気の流路として、誘導発熱部の内側を通る内側流路と、誘導発熱部の外側を通る外側流路とが形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置である。
【００１４】
また請求項４に記載の発明は、熱交換器と、熱交換器を流れる湯水の流量が所定の燃焼開始流量に達したときに燃焼開始信号をオン状態にする最小作動水量検知手段と、液体燃料を加熱して気化させる気化部と、空気を供給する空気供給手段とを有し、空気供給手段から供給された空気と気化部で気化された燃料ガスとを混合して燃焼部に供給し、燃焼させて熱交換器内の湯水を加熱する燃焼装置において、前記気化部は、電磁誘導加熱手段によって発熱し、液体燃料を加熱する誘導発熱部と、前記燃焼部における燃焼によって昇温される自己発熱部と、空気供給手段から供給される空気を誘導発熱部および自己発熱部に導入する空気導入筒とを有し、前記自己発熱部は、誘導熱源部の下方に配置され、開口が前記誘導熱源部に向けられた有底筒状であり、自己発熱部の内部であって前記誘導熱源部の直下には、誘導熱源部から滴下される液体燃料を飛散させると共に、燃料ガスと空気との撹拌混合を行う回転部材が配置され、自己発熱部の開口は、前記空気導入筒によって内側開口と外側開口とに分けられ、空気導入筒を通って供給される空気が、内側開口から自己発熱部内に導入され、自己発熱部内の混合ガスが、外側開口を通って燃焼部に供給され、前記最小作動水量検知手段の燃焼開始信号がオフ状態の場合、誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御する誘導発熱部温度制御手段を備えることを特徴とする燃焼装置である。
【００１５】
上記請求項２に記載の燃焼装置についても、気化部に誘導発熱部が設けられており、この誘導発熱部の発熱によって気化部を使用燃料の沸点領域以上に加熱し、液体燃料を気化する構成となっている。上記したように、誘導発熱部は、電磁誘導を利用して誘導加熱するものであるため、温度制御特性に優れており、気化部を所望の温度まで急速に昇温させることができる。そのため、例えば最小作動水量検知手段の燃焼開始信号がオフ状態である場合のような燃焼休止時に誘導発熱部の温度を使用燃料の沸点領域未満に維持させておいても、所定の端緒信号を受けることを条件として温度制御することにより、誘導発熱部を直ちに沸点領域以上に昇温し、液体燃料を気化できる。このような構成によれば、従来技術の燃焼装置のように気化部を燃焼開始に備えて高温に維持させておく必要がなく、燃焼休止中における消費電力を最小限に抑制できる。
【００１６】
本発明の燃焼装置は、加熱手段として、急速に気化部を昇温可能な誘導発熱部を備えている。そのため、上記したように、燃焼休止時に誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御する構成としても、例えば最小作動水量検知手段の燃焼開始信号がオン状態となる等の所定の端緒信号を受けることを条件として直ちに気化部を昇温させ、液体燃料を気化させることができる。このような構成にすれば、動作安定性を損なうことなく、誘導発熱部における電力消費量を最小限に抑制可能な燃焼装置を提供できる。
【００１７】
また、誘導発熱部は、電磁誘導を利用して気化部を加熱するものであるため、気化部以外の部分を高温にすることなく、気化部を集中的に加熱することができる。そのため、上記した構成によれば、気化部を迅速かつ高効率に加熱でき、気化部の加熱に要する消費電力を最小限に抑制すると共に、気化部の加熱に伴う気化部周囲の他部材に与える熱の影響を最小限に抑制できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、燃焼動作の終了後に空気供給手段によるポストパージ動作を行い、前記誘導発熱部温度制御手段は、ポストパージ動作中に誘導発熱部を沸点領域以上であって燃焼開始時よりも低い温度に温度制御し、燃焼動作およびポストパージ動作の休止中に誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００１９】
本発明の燃焼装置では、燃焼開始時に、一旦誘導発熱部が使用燃料の沸点領域以上となるように温度制御され、気化部が急速に高温となる。そのため、本発明の燃焼装置は、燃焼開始時に気化部や気化部周辺の雰囲気温度が低温になっていても、直ちに液体燃料を気化し、燃焼動作を開始できる。
【００２０】
本発明の燃焼装置は、電磁誘導を利用して気化部を誘導加熱する誘導加熱部を具備しているため、気化部を所望の温度まで急速に昇温させることができる。そのため、燃焼動作の休止中に誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に維持させておいても、燃焼開始時に迅速に誘導発熱部を沸点領域以上に昇温させて液体燃料を気化できる。
【００２１】
一方、燃焼動作の終了後ポストパージを行っている間は、雰囲気温度が比較的高温であるため、誘導発熱部を沸点領域以上に温度制御すべく誘導加熱部に通電を行ったとしても、これに要する電力はさほど大きくない。また、ポストパージ中に誘導発熱部を沸点領域以上に維持しておけば、ポストパージ中に燃焼要求が出されたとしても、迅速に燃焼動作に移行できる。即ち、ポストパージ中に誘導発熱部を沸点領域以上に温度制御しておけば、気化部は高温に維持されるため、この状態で燃焼要求が出されたとしても誘導発熱部を燃焼開始時ほど高温にする必要がない。そのため、ポストパージ中に燃焼動作が開始される場合を想定した場合、燃焼動作の開始に要する時間および電力消費量を最小限に抑制するためには、ポストパージ中に誘導加熱部を沸点領域以上であって燃焼開始時よりも低い温度に温度制御しておくことが望ましい。
【００２２】
本発明の燃焼装置は、かかる知見に基づいて提供されるものであり、燃焼開始時およびポストパージ動作中に誘導発熱部が使用燃料の沸点領域以上に温度制御され、燃焼動作およびポストパージ動作の休止中に誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御する構成となっている。従って、上記した構成によれば、消費電力を抑制しつつ、万一ポストパージ中に再度燃焼を開始する場合であっても直ちに液体燃料を加熱して気化させ、スムーズに燃焼動作に移行可能な燃焼装置を提供できる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部と、空気を供給する空気供給手段とを有し、空気供給手段から供給された空気と気化部で気化された燃料ガスとを混合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、電磁誘導加熱手段によって発熱し、液体燃料を加熱する誘導発熱部と、前記燃焼部における燃焼によって昇温される自己発熱部と、空気供給手段から供給される空気を誘導発熱部および自己発熱部に導入する空気導入筒とを有し、前記自己発熱部は、前記空気導入筒の下流に配置され、開口が空気導入筒に向けられた有底筒状であり、自己発熱部の開口は、前記空気導入筒によって内側開口と外側開口とに分けられ、空気導入筒を通って供給される空気が、内側開口から自己発熱部内に導入され、自己発熱部内の混合ガスが、外側開口を通って燃焼部に供給され、燃焼休止時には誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御し、燃焼開始直後には誘導発熱部を一旦高温の初期温度に立ち上げ、その後、燃焼動作を行う場合には誘導発熱部を使用燃料の沸点領域以上であって初期温度よりも低い温度に温度制御する誘導発熱部温度制御手段を備えることを特徴とする燃焼装置である。
【００２４】
一般的に、燃焼開始直後は、火炎の形成に必要とされる空気が外部から供給され、燃焼装置の内部温度が低下する。そのため、燃焼開始直後は、外部から供給された空気の影響で気化部が比較的低温になってしまい、液体燃料をスムーズに気化できないおそれがある。
【００２５】
一方、燃焼開始からある程度の時間が経過した後は、燃料の燃焼により発生する熱等の影響で気化部が高温になる。そのため、燃焼開始から所定時間が経過した後は、誘導発熱部は、使用燃料の沸点領域以上の温度になっておればよく、必要以上に高温にしなくてもよい。
【００２６】
上記したように、本発明の燃焼装置は、誘導発熱部の温度を燃焼開始直後に一旦、使用燃料の沸点領域以上で高温の初期温度まで立ち上げ、気化部を予熱しておく構成となっている。そのため、上記した構成によれば、燃焼開始直後であっても、空気の影響を受けることなく液体燃料がスムーズに気化し、燃焼状態が安定した燃焼装置を提供できる。
【００２７】
また、本発明の燃焼装置は、燃焼開始直後に誘導発熱部が一旦高温の初期温度に立ち上げられるが、その後、誘導発熱部は、使用燃料の沸点領域以上であって、初期温度よりも低温になるように温度制御される。そのため、上記した構成によれば、燃焼状態の安定性を確保しつつ、気化部における消費電力を最小限に抑制できる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、燃焼終了後、所定の条件が満たされるまで、誘導発熱部は沸点領域であって燃焼開始時よりも低い温度に温度制御されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２９】
かかる構成によれば、燃焼終了後から所定の条件が満たされるまでの間に万一再度燃焼を開始する場合であっても直ちに液体燃料を加熱して気化させ、スムーズに燃焼動作に移行できる。
【００３０】
【００３１】
請求項１の燃焼装置は、気化部において液体燃料を気化して燃焼動作するものであるが、燃焼動作が継続されると、気化部の自己加熱部は燃焼部において発生した熱により高温になる。即ち、本発明の燃焼装置は、液体燃料をスムーズに気化するために燃焼開始直後まで気化部を電磁誘導発熱手段によって加熱する必要があるが、燃焼開始後は自己発熱部が燃焼部の熱を受けて昇温するため、電磁誘導発熱手段による気化部の加熱を継続すると、燃料を気化させるのに必要な熱量を遙かに超えてしまう可能性がある。
【００３２】
上記したように、本発明の燃焼装置は、自己加熱部が所定の温度に達することを条件として電磁誘導発熱手段による加熱を停止するかあるいは誘導発熱部の制御温度を低下させる構成となっている。そのため、上記した構成によれば、気化部において燃料をスムーズに気化できると想定される場合に誘導発熱部への通電を停止することができる。従って、本発明によれば、液体燃料を気化するのに要する電力の消費量を最小限に抑制できる。
【００３３】
請求項８に記載の発明は、外気温度又は給気温度を検知する空気温度検知手段を有し、空気温度検知手段の検知温度に応じて燃焼休止時における誘導発熱部の制御温度を変更することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３４】
従来技術の燃焼装置では、燃焼休止時における外気温度や給気温度が低いと、気化部が低温になってしまい、次回の燃焼開始直後に液体燃料が十分に気化できないおそれがある。一方、外気温度や給気温度が低温になることを見越して燃焼休止時における誘導発熱部の制御温度を常に高温に調整しておくと、燃焼開始直後であっても液体燃料の気化を確実に行えるが、燃焼休止時に誘導発熱部において電力を浪費してしまうおそれがある。
【００３５】
上記したように、本発明の燃焼装置は、空気温度検知手段によって検知される外気温度や給気温度に応じて燃焼休止時における誘導発熱部の制御温度が変更される。従って、上記した構成によれば、燃焼開始直後における液体燃料の気化をスムーズに行えると共に、燃焼休止時における電力消費量を最小限に抑制できる。
【００３６】
請求項９に記載の発明は、入水路と出湯路又は循環路の少なくともいずれかを有し、これらを流れる湯水を燃焼部によって加熱して出湯させる一連の流路を有し、前記流路のいずれかに湯水温度検知手段を有し、湯水温度検知手段の検知温度が所定の条件を満たす場合に、誘導発熱部の制御温度が使用燃料の沸点領域未満となるように変更されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００３７】
本発明の燃焼装置は、燃焼部において加熱された湯水を出湯させる一連の流路を有しているため、この流路内の湯水の温度を検知することにより、燃焼装置の使用状況を推定できる。
【００３８】
上記したように、本発明の燃焼装置では、湯水温度検知手段の検知温度が所定の条件を満たす場合に、誘導発熱部の制御温度が使用燃料の沸点領域未満となるように変更される。即ち、本発明の燃焼装置では、燃焼装置の使用状況に応じて誘導発熱部の制御温度が調整される。そのため、上記した構成によれば、燃焼装置の使用状況に応じて誘導発熱部の制御温度を調整し、誘導発熱部における電力消費量を最小限に抑制できる。
【００３９】
請求項１０に記載の発明は、燃焼装置の一部に装置温度検知手段が設けられ、装置温度検知手段の検知温度が所定の条件を満たす場合に、誘導発熱部の制御温度が使用燃料の沸点領域未満となるように変更されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００４０】
一般的に、燃焼装置は、燃焼休止から時間が経過するにつれて低温になるため、燃焼装置の温度を検知することにより燃焼装置の使用状況を推定できる。上記したように、本発明の燃焼装置は、燃焼装置の一部に装置温度検知手段が設けられている。そのため、上記した構成によれば、装置温度検知手段の検知結果によって燃焼装置の使用状況を推定できる。従って、本発明によれば、直ちに気化部において液体燃料を気化する必要がないと想定される場合に誘導発熱部の制御温度を使用燃料の沸点領域未満となるよう制御し、電力消費量を最小限に抑制できる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的実施形態について説明する。なお以下の説明において上下の関係は、燃焼装置を給湯器等に設置した状態を基準とする。
図１は、本発明の実施形態の燃焼装置の断面図である。図２は、本発明の実施形態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。
【００４２】
図１において、１は、本発明の実施形態の燃焼装置を示す。本実施形態の燃焼装置１は、図９の様に炎孔を下に向けて給湯装置２に内蔵されるものであり、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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用ハウジング１４（図１）内に収納されたものである。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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用ハウジング１４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。
【００５２】
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。
【００５３】
本実施形態の燃焼装置１で採用する気化部８は、二種類の熱源を持つ。即ち本実施形態で採用する気化部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。
【００５４】
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（誘導発熱部 予備発熱部）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。
【００５５】
順次説明すると、燃料通過筒７５は、誘導発熱部及び予備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（誘導発熱部 予備発熱部）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。
【００５６】
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、本実施形態では、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。
【００５７】
円筒状断熱材７６は、耐熱性と断熱性を兼ね備えた素材で作られ円筒である。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た素材で作られ、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。
【００５８】
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た材質で作られている。
【００５９】
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た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
【００６０】
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。
【００６１】
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）。
【００６２】
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。
本実施形態では、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。
【００６３】
即ち本実施形態では、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。
【００６４】
本実施形態では、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。
本実施形態においても、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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）。
【００６７】
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（本実施形態では灯油を使用）を微粒子状にし、燃料通過筒（誘導発熱部 予備発熱部）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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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（誘導発熱部 予備発熱部）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（予備発熱部）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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
次に、本実施形態の燃焼装置１の各部の組み立て構造について説明する。
本実施形態の燃焼装置１は、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。即ち本実施形態では、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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、本実施形態では、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。
【００８１】
本実施形態の燃焼装置１は、炎孔を下に向けて使用される。以下、燃焼装置１の取付方向について説明する。
図９は、図１の燃焼装置を採用した給湯器の配管系統図である。
本実施形態の燃焼装置１は、図９の様な給湯装置２に使用される。
そして燃焼装置１は、熱交換器１３５が内蔵された缶体１３６の上部に設置され、下部の熱交換器１３５に向かって火炎を発生させる。
【００８２】
給湯装置２は、図９に示すように、本実施形態の燃焼装置１と、燃焼装置１において発生した燃焼ガスと湯水などの熱媒体とが熱交換を行う熱交換器１３５と流水回路１４１及び燃料供給部１４２によって構成されている。また流水回路１４１は、外部から湯水を供給する流入側流路１４３と、熱交換器１３５において加熱された湯水を外部に流出させる流出側流路１４５とを備えている。流入側流路１４３は熱交換器１３５の入水口１４６に接続されており、流出側流路１４５は熱交換器１３５の出水口１４７に接続されている。
【００８３】
流入側流路１４３の中途には、水量センサー１５０（最小作動水量検知手段）と入水サーミスタ１５１（入水温度検知手段）とが設けられている。水量センサー１５０は、流入側流路１４３を介して供給される湯水の量を検知するものであり、当該水量センサー１５０が所定の水量を検知すると、燃焼装置１が点火動作を開始する。
また、入水サーミスタ１５１は、外部から供給される湯水の水温を検知するものである。
【００８４】
流出側流路１４５は、熱交換器１３５において燃焼ガスとの熱交換により加熱された高温の湯水を給湯栓１５２に供給するものである。流出側流路１４５の中途には、湯温検知サーミスタ１５３と、攪拌部１５４と、水量調整弁１５５（出湯量制限手段）と、出湯サーミスタ１５６（出湯温度検知手段）とが設けられている。水量調整弁１５５は、流出側流路１４５の流路を開閉することにより、給湯栓１５２から出湯される湯の総量を規制するものである。
また、湯温検知サーミスタ１５３は、熱交換器１３５において加熱された高温の湯水の温度を検知するものである。
【００８５】
攪拌部１５４は、流出側流路１４５と、後述するバイパス流路１５８との接続部に設けられている。攪拌部１５４では、熱交換器１３５において加熱された高温の湯水と、バイパス流路１５８を介して流入する比較的低温の湯水とが混合される。攪拌部１５４の下流側には、出湯サーミスタ１５６が設けられている。出湯サーミスタ１５６は、攪拌部１５４において攪拌された湯水の温度を検知するものである。
【００８６】
流入側流路１４３と流出側流路１４５とは、バイパス流路１５８によってバイパスされている。バイパス流路１５８の流出側流路１４５側の端部は、上記した攪拌部１５４に接続されている。バイパス流路１５８の中途には、バイパス水量調整弁１５９が設けられている。バイパス水量調整弁１５９は、攪拌部１５４に流れ込む水量を調整するものである。
また他に、熱交換器１３５の近傍あるいは熱交換器１３５中の流路に缶体温度センサー１６０が設けられ、燃焼装置１の給気口近傍に外気温度（給気温度）を測定する空気温度センサー１６１が設けられている。さらに給湯装置２には凍結防止センサー１６２が設けられている。
【００８７】
次に本実施形態の燃焼装置１の機能について説明する。
本実施形態の燃焼装置１では、モータ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、本実施形態では空気量調整部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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
なお本実施形態では、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。
即ち本実施形態の様に燃焼装置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。そこで本実施形態では、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。
即ち本実施形態では、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。
【００９３】
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）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。
さらに本実施形態では、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が冷却される。
【００９４】
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（誘導発熱部）７５の予備発熱周壁６４に向かって飛散する。なお本実施形態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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
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。
【００９７】
ここで本実施形態では、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。
また本実施形態では、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。即ち本実施形態では、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。そのため本実施形態の燃焼装置は、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。
【００９８】
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。
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。
また本実施形態では、自己発熱部１１内にも回転部材が設けられている。即ち本実施形態では、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。
【００９９】
特に本実施形態では、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、新たに空間部１３１を通過して自己発熱部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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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、本実施形態の燃焼装置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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
ここで本実施形態の燃焼装置１では、気化部８が、燃焼部７の中央に直接的に露出しているので、燃焼が開始されると、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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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での気化量は急激に減少する。しかしながら、誘導熱源部１０では、前記した様に第一回転部材２３によって液体燃料が飛散されるため、霧状となった燃料のいくらかは自然に気化する。
気化できない液体燃料は、燃料通過筒７５の内面を伝い、重力によって下方に至る。ここで本実施形態では、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。さらに本実施形態では、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。そして本実施形態では、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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
以下、さらに本実施形態の燃焼装置に特有の動作について詳細に説明する。
図１０は、図１の燃焼装置の動作を示すフローチャート図である。図１１は、図１の燃焼装置が備える気化器の温度変化を示す模式図である。図１２は、図１の燃焼装置が備える気化器の温度変化を示す模式図である。図１３は、図１０のフローチャート図の変形例を示す図である。図１４は、図１０のフローチャート図の変形例を示す図である。
【０１１０】
上記した燃焼装置１は、制御装置（図示せず）によって駆動制御され、燃焼指令に対して所定の動作を順次行っている。即ち、燃焼装置１は、大別して燃焼装置１を起動する起動段階Ｓ１と、燃焼要求を待つ待機段階Ｓ２と、燃焼要求に対して燃料の着火準備を行う着火準備段階Ｓ３と、燃焼要求に応じて燃焼動作を行う燃焼段階Ｓ４と、燃焼動作の終了後に掃気を行うポストパージ段階Ｓ５の５段階から構成される運転モードで動作する。
【０１１１】
さらに詳細に説明すると、起動段階Ｓ１は、燃焼装置１の運転スイッチ（図示せず）がオン状態になった直後の状態であり、制御装置は、起動段階Ｓ１において誘導熱源部１０のコイル線９１に通電して気化部８を予熱しておく。また、待機段階Ｓ２は、起動段階Ｓ１において気化部８の予熱が完了した後の状態であり、燃焼装置１に対する燃焼要求を待っている状態である。着火準備段階Ｓ３は、燃焼装置１に対する燃焼要求が出された時に、燃焼動作に先だって行われる動作段階である。さらに具体的には、燃焼装置１は、着火準備段階Ｓ３において、従来公知の燃焼装置と同様に、主としてプリパージ動作を行う。燃焼段階Ｓ４は、気化部８において気化された燃料を燃焼する動作段階である。ポストパージ段階Ｓ５は、燃焼段階Ｓ４の完了後に行われる動作段階であり、従来公知の燃焼装置において行われているのと同様の掃気動作を行うものである。
【０１１２】
本実施形態の燃焼装置１は、制御装置により、上記した運転モードの各段階に応じて気化部８の誘導熱源部１０および自己発熱部１１からなる２つの発熱部が温度制御されている点に特徴を有する。以下に、本発明の燃焼装置１の特徴部分である誘導熱源部１０および自己発熱部１１の温度制御について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１１３】
図１０は、制御装置による誘導熱源部１０および自己発熱部１１の温度制御方法を示すフローチャート図である。図１０に示すように、誘導熱源部１０および自己発熱部１１の温度制御は、燃焼装置１の運転モードに対応しており、大別して５段階から構成されている。さらに具体的には、図１０のステップ１〜５が燃焼装置１の起動段階Ｓ１に相当し、ステップ６〜１０が待機段階Ｓ２に相当する。また、ステップ６，１１〜１８が着火準備段階Ｓ３に相当する。図１０のステップ１９〜２３は燃焼段階Ｓ４に相当し、ステップ２４〜２８はポストパージ段階Ｓ５に相当する。以下、各段階における誘導熱源部１０および自己発熱部１１の温度制御について順を追って説明する。
【０１１４】
燃焼装置１の運転モードが起動段階Ｓ１である場合、制御装置は、誘導熱源部１０のコイル線９１に通電することにより、気化部８を一旦液体燃料が容易に気化可能な温度（気化可能温度Ｂ）を越える温度（初期加熱温度Ａ）、即ち液体燃料の沸点領域以上の温度に昇温させて予熱しておき、燃焼動作に備える。さらに詳細には、本実施形態の燃焼装置１では、液体燃料として灯油が採用されているため、気化可能温度Ｂは２４５℃に設定されており、初期加熱温度Ａは３００℃に設定されている。制御装置は、誘導熱源部１０への通電後、誘導熱源部１０に設置された温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が３００℃に達すると誘導熱源部１０のコイル線９１への通電を停止する。
【０１１５】
さらに具体的に説明すると、制御装置は、ステップ１において運転スイッチがオンになっているかを確認する。ここで運転スイッチがオンになっていることが確認されると、制御装置は、ステップ２において誘導熱源部１０の発熱目標温度を初期加熱温度Ａに設定すると共に、ステップ３において誘導熱源部１０への通電を開始し、誘導熱源部１０を発熱させる。
【０１１６】
制御装置は、誘導熱源部１０への通電が開始されると、誘導熱源部１０の温度は、図１１に示すように急激に上昇する。さらに具体的には、燃焼装置１では運転スイッチがオンになって誘導熱源部１０への通電が開始されてから約８秒後に気化可能温度Ｂを越える。制御装置は、誘導熱源部１０への通電が開始されると、ステップ４において誘導熱源部１０の温度を監視する。ここで、誘導熱源部１０の温度が初期加熱温度Ａに達すると、燃料パイプ１１６を介して気化部８に供給された燃料をスムーズに気化できる。そのため、ステップ４において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が初期加熱温度Ａ以上になったことが確認されると、制御装置は、ステップ５において誘導熱源部１０への通電を一時停止し、気化部８の予熱を完了する。
【０１１７】
ステップ５において気化部８の予熱が完了すると、制御装置は、ステップ６において燃焼要求がオン状態であるかを確認する。さらに具体的には、制御装置は、ステップ６において流入側流路１４３に設けられた水量センサー１５０によって検知される入水量Ｑが所定の最低作動水量（Minimum Operation Quantity：以下、最小作動水量と称す）に達しているかを確認する。ここで、入水量Ｑが最小作動水量（ＭＯＱ）に達していない場合、燃焼装置１に対する燃料要求はオフ状態であり、運転モードは待機段階Ｓ２にある。そのため、入水量ＱがＭＯＱ未満である場合、制御装置は、制御フローをステップ７に進め、気化部８の温度調整を行う。
【０１１８】
制御フローがステップ７に進行すると、制御装置は、誘導熱源部１０の目標温度を液体燃料の沸点領域以下の温度（待機温度Ｆ）に設定し、燃焼装置１に対して燃焼要求が出されるのを待つ。本実施形態の燃焼装置１において、待機温度Ｆは、液体燃料がスムーズに気化可能な温度領域、即ち液体燃料の沸点領域よりも低温に設定されている。さらに詳細には、待機温度Ｆは、燃焼装置１の動作状態が着火準備段階Ｓ３に移行すると同時に誘導熱源部１０の誘導熱源部１０への通電を開始した場合に、送風機３の回転数が所定の回転数に達するまでの間（本実施形態では３秒）に気化部８の温度を気化可能温度Ｂ以上の温度まで上昇可能な温度に設定される。
【０１１９】
上記したステップ１〜５に示した予熱動作により初期加熱温度Ａまで加熱された気化部８の温度は、ステップ５において誘導熱源部１０への通電が停止されると、図１１に示すように徐々に低下する。ここで、ステップ８において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が待機上限温度Ｇを下回ると、気化部８の温度を待機温度Ｆに維持すべく、制御装置は、誘導熱源部１０のオン・オフ制御を開始する。即ち、制御装置は、内部に設けられたインバータ回路を用いて誘導熱源部１０をオン・オフさせ、温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が待機温度Ｆを中心とする温度範囲内に納まるように誘導熱源部１０における発熱量を調整する。
【０１２０】
さらに具体的に説明すると、制御装置は、ステップ７において気化部８の設定温度を待機温度Ｆとすると、ステップ８において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１がオン・オフ制御の上限の閾温度たる待機上限温度Ｇよりも高温であるかを確認する。ここで、温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が待機上限温度Ｇよりも高温である場合、制御装置は、誘導熱源部１０をオフ状態にしたまま温度センサー１００ＴＨ１による温度検知を継続する。
【０１２１】
一方、ステップ８において、温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が待機上限温度Ｇ以下である場合、気化部８の温度が低く、燃焼要求が出された際に直ちに液体燃料を気化できないおそれがある。そこで、制御装置は、ステップ９において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１がオン・オフ制御の下限の閾温度たる待機下限温度Ｈよりも低温であるかを確認する。
【０１２２】
ステップ９において、温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が待機下限温度Ｈよりも高温である場合、気化部８は、誘導熱源部１０への通電により直ちに高温になり、液体燃料の気化および燃焼動作に影響がないものと想定される。そのため、制御装置は、温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が待機下限温度Ｈよりも高温である限り、誘導熱源部１０をオン状態にせず、温度センサー１００ＴＨ１による気化部８の温度検知を継続する。
【０１２３】
一方、ステップ９において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が待機下限温度Ｈ以下になっている場合、燃焼要求があってから誘導熱源部１０に通電を行っても、気化部８が気化可能温度Ｂに達するまでに時間がかかり、燃焼動作に影響が出てしまうおそれがある。そこで、制御装置は、ステップ９において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が待機下限温度Ｈ以下であることを検知すると同時に、誘導熱源部１０をオン状態にして気化部８を加熱する。
【０１２４】
制御装置は、燃焼装置１の動作状態が待機状態Ｓ２である間、ステップ７〜１０に示す制御フローを繰り返し、図１１に示すように気化部８の温度が待機温度Ｆになるように誘導熱源部１０の動作を制御する。
【０１２５】
燃焼装置１の動作段階が起動段階Ｓ１あるいは待機段階Ｓ２である時に給湯栓１５２が開栓され、水量センサー１５０が検知する水量がＭＯＱを越えると、燃焼装置１の動作段階は着火準備段階Ｓ３へと進行する。即ち、図１０のステップ６において燃焼装置１に対する燃焼指令が出されると、制御装置は、制御フローをステップ１１に進め、誘導熱源部１０の設定温度を運転温度Ｃに設定する。ここで、運転温度Ｃは、気化部８に供給された液体燃料がスムーズに気化可能な温度である気化可能温度Ｂよりやや高温に設定されている。さらに具体的には、気化可能温度Ｂは、２５０℃に設定されている。さらに詳細には、運転温度Ｃは、仮に燃焼装置１の動作状態が着火準備段階Ｓ３に移行すると同時に誘導熱源部１０の誘導熱源部１０への通電を開始した場合に、送風機３の回転数が所定の回転数に達するまでの間に上昇可能な温度に設定されている。
【０１２６】
ステップ１１において誘導熱源部１０の設定温度が運転温度Ｃに設定されると、制御装置は、ステップ１１においてプリパージが完了しているかを確認する。ここで、燃焼装置１がプリパージ中である場合、制御装置は、ステップ１３〜１６に示す制御フローに則って誘導熱源部１０をオン・オフさせ、気化部８の温度が運転温度Ｃを中心とする所定の温度範囲内に納まるように温度制御を行う。
【０１２７】
さらに具体的に説明すると、制御装置は、ステップ１３において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１がオン・オフ制御の上限の閾温度である運転上限温度Ｄよりも高温であるかを確認する。ここで、温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が運転上限温度Ｄよりも高温である場合、制御装置は、ステップ１６において誘導熱源部１０をオフ状態にし、制御フローをステップ１２に戻して温度センサー１００による温度検知を継続する。
【０１２８】
一方、ステップ１３において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が運転上限温度Ｄ以下である場合、気化部８の温度が低く、液体燃料が供給されてもこの液体燃料をスムーズに気化できないおそれがある。そこで、制御装置は、ステップ１４において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１がオン・オフ制御の下限の閾温度である運転下限温度Ｅ以下まで低下していないかを確認する。
【０１２９】
ステップ１４において、温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が運転下限温度Ｅより高温である場合、気化部８は少なくとも気化可能温度Ｂ以上であり、気化部８に供給された液体燃料はスムーズに気化される。そのため、制御装置は、ステップ１６において誘導熱源部１０をオフ状態にすると共に、制御フローをステップ１２に戻して温度センサー１００による温度検知を継続する。
【０１３０】
一方、ステップ１４において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が運転下限温度Ｅ以下である場合、気化部８に液体燃料が供給されてもスムーズに気化されず、燃焼動作に支障を来すおそれがある。そのため、制御装置は、ステップ１５において誘導熱源部１０への通電を行い、気化部８を加熱する。
【０１３１】
制御装置は、上記したステップ１３〜１６の制御フローに則って気化部８の温度制御を行い、燃焼装置１のプリパージが完了するのを待つ。そして、ステップ１２においてプリパージが完了すると、制御装置は、ステップ１７において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が気化可能温度Ｂ以上になっているかを確認する。即ち、制御装置は、プリパージが完了すると、気化部８に供給された燃料がスムーズに気化可能であるかを確認する。ここで、プリパージが完了しているにもかかわらず温度センサー１００の検知温度ＴＨ１、即ち気化部８の温度が気化可能温度Ｂ未満である場合、制御装置はステップ１８において誘導熱源部１０に通電を行い、温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が気化可能温度Ｂ以上になるのを待つ。
【０１３２】
ステップ１７において温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が気化可能温度Ｂ以上である場合、制御装置は、ステップ１９において水量センサー１５０が検知する水量がＭＯＱ以上であるかを確認する。ここで、水量センサー１５０の検知水量がＭＯＱ以上である場合、制御装置は、燃焼装置１に対して燃焼要求があるものと判断し、ステップ２０以降において自己発熱部１１の温度が液体燃料を最低限、気化可能な温度（気化可能温度Ｂ）以上になるように気化部８の温度制御を行う。即ち、ステップ２１において気化部８が気化可能温度Ｂ以上であれば、すでに液体燃料をスムーズに気化可能な温度であるため、誘導熱源部１０への通電を遮断する。また、ステップ２１において、気化部８の温度が気化可能温度Ｂよりも下がっていることが確認されると、誘導熱源部１０への通電を開始し、気化部８の加熱を行う。要するに、ステップ２０〜２３では、必要に応じて誘導熱源部１０への通電をオン・オフすることにより、気化部８を気化可能温度Ｂ以上に維持する。
【０１３３】
さらに具体的には、制御装置は、ステップ２０において自己発熱部１１の最低目標温度を気化可能温度Ｂに設定すると共に、ステップ２１において自己発熱部１１に設置された温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２が気化可能温度Ｂ以上であるかを確認する。ここで、温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２が気化可能温度Ｂ以上である場合、気化部８は、誘導熱源部１０に設けられた誘導熱源部１０を発熱させなくても十分高温であり、液体燃料をスムーズに気化することができる。そのため、制御装置は、ステップ２２において誘導熱源部１０への通電を停止し、消費電力を抑制する。一方、ステップ２１において温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２が気化可能温度Ｂ未満である場合、気化部８は、自己発熱部１１の熱だけで液体燃料をスムーズに気化できない可能性が高い。そのため、制御装置は、制御フローをステップ２３に進め、温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２が気化可能温度Ｂ以上になるまで誘導熱源部１０の誘導熱源部１０に通電し、液体燃料の気化を促進する。
【０１３４】
制御装置は、燃焼装置１の燃焼動作中に上記ステップ１９〜２３に示す制御フローに則って気化部８の温度制御を行い、液体燃料を気化させる。即ち、制御装置は、ステップ１９において燃焼装置１に対して燃焼指令が出されている限り、気化部８において液体燃料を気化させて燃焼動作を継続する。
【０１３５】
ステップ１９において燃焼装置１に対する燃焼指令が停止すると、燃焼装置１の動作段階は燃焼段階Ｓ４からポストパージ段階Ｓ５へと進行する。制御装置は、ステップ１９において燃焼装置１に対する燃焼指令が停止すると、ステップ２４以降において気化部８の温度が最低限、気化可能温度Ｂ以上となるように温度制御を行う。即ち、燃焼動作の停止中にひとたび自己発熱部１１の温度が低下すると、誘導熱源部１０に通電しても液体燃料を気化可能な温度まで自己発熱部１１を昇温させることは困難である。そのため、制御装置は、ポストパージ段階Ｓ５において燃焼指令が出されたとしても、送風機３が所定の回転数に達する頃に直ちに液体燃料を気化可能なように、気化部８が気化可能温度Ｂ以上となるように温度制御を行い気化部８の保温を行う。
【０１３６】
さらに具体的に説明すると、制御装置は、ステップ１９において燃焼装置１に対する燃焼要求が停止したことを確認すると、ステップ２４において自己発熱部１１の最低目標温度を待機温度Ｆに設定すると共に、ステップ２５において温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２が待機温度Ｆ以上であるかを確認する。
【０１３７】
ステップ２５において、温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２が待機温度Ｆ以上である場合、万一ポストパージ段階Ｓ５において燃焼指令が出された時点で誘導熱源部１０への通電を開始したとしても、送風機３が所定の回転数に達する頃までに気化部８を気化可能温度Ｂ以上まで加熱できるものと想定される。そのため、制御装置は、消費電力を抑制すべく、ステップ２６において誘導熱源部１０への通電を停止する。
【０１３８】
一方、ステップ２５において、温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２が待機温度Ｆ未満である場合、燃焼指令が出されると同時に誘導熱源部１０への通電を開始しても気化部８を気化可能温度Ｂ以上まで加熱できないおそれがある。即ち、温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２が待機温度Ｆ未満である場合、燃焼指令に対してスムーズに液体燃料を気化できず、燃焼動作に支障を来すおそれがある。そのため、制御装置は、ステップ２７において誘導熱源部１０への通電を開始する。
【０１３９】
制御装置は、ステップ２６，２７において誘導熱源部１０への通電制御を行った後、ステップ２８において燃焼装置１のポストパージ動作が完了しているかを確認する。ここで、燃焼装置１がポストパージ中である場合、制御装置は、上記したステップ２５〜２７に示す制御フローに則って気化部８の温度制御を行い、ポストパージ中における燃焼指令に備える。一方、ステップ２８において燃焼装置１のポストパージ動作が完了していることが確認されると、制御装置は、上記した一連の制御フローを完了すると共に、制御フローをステップ６に戻す。
【０１４０】
上記したように、本実施形態の燃焼装置１では、気化部８に誘導熱源部１０が設けられており、自己発熱部１１が低温である場合に誘導熱源部１０に通電して気化部８内に供給された液体燃料を気化する構成となっている。上記したように、誘導熱源部１０は、電磁誘導を利用して気化部８を誘導加熱するものであるため、誘導熱源部１０への通電が開始されると、気化部８は液体燃料が気化可能な温度（液体燃料の沸点領域）まで急速に温度上昇する。そのため、本実施形態の燃焼装置１は、燃焼動作の休止中に気化部８の温度を液体燃料の沸点領域未満の待機温度Ｆに維持させておいても、燃焼装置１に対して燃焼要求が出されてから直ちに気化部８を昇温させ、燃焼動作の開始までに液体燃料を気化させることができる。従って、上記した構成によれば、誘導熱源部１０における消費電力を最小限に抑制できる。
【０１４１】
またさらに、燃焼装置１では、誘導熱源部１０を気化部８の熱源として採用しているため、気化部８のみを加熱でき、加熱効率が極めて高い。また、気化部８と誘導熱源部１０との間には、円筒状断熱材７６とボビン９０とが介在しており、これらにより断熱層が形成されているため、気化部８をより一層効率よく加熱できる。従って、上記した構成によれば、燃焼動作の休止中における気化部８の待機温度Ｆを気化可能温度Ｂよりも相当低温に設定することができ、誘導熱源部１０における消費電力をより一層低減できる。
【０１４２】
また、気化部８の周囲には、円筒状断熱材７６とボビン９０とにより断熱層が形成されているため、気化部８の温度低下は比較的緩やかである。そのため、上記した構成によれば、気化部８の加熱に要する電力を最小限に抑制できる。
【０１４３】
上記したように、燃焼装置１では、ポストパージ段階Ｓ５における気化部８の最低目標温度を気化可能温度Ｂに設定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１２に一点鎖線で示すように、ポストパージ段階Ｓ５における気化部の最低目標温度を液体燃料の沸点領域よりも低温の待機温度Ｆや、気化可能温度Ｂと運転温度Ｃとの中間の温度となるように制御することも可能である。また、燃焼装置１は、ポストパージ段階Ｓ５において液体燃料の沸点領域であって燃焼開始時よりも低い温度に気化部８を温度制御するものであってもよい。かかる構成によれば、気化部８の加熱に要する消費電力を最小限に抑制しつつ、ポストパージ段階Ｓ５において再度燃焼を開始する場合であっても直ちに液体燃料を加熱して気化させ、スムーズに燃焼動作に移行できる。
【０１４４】
上記したように、燃焼装置１は、動作状態が待機段階Ｓ２やポストパージ段階Ｓ５である場合に気化部８を気化可能温度Ｂよりも相当低温の待機温度Ｆ近傍に維持した状態で燃焼要求を待つ構成であるため、誘導熱源部１０における消費電力が低い。しかし、上記した燃焼装置１は、例えばユーザーが運転スイッチを切り忘れるなどして燃焼装置１が待機段階Ｓ２のまま長時間放置される場合のように、直ちに燃焼動作に移る可能性が低い場合であっても、気化部８を待機温度Ｆ近傍に維持し続けることになり、電力を浪費しかねない。
【０１４５】
そのため、燃焼装置１における待機電力の観点からすると、待機段階Ｓ２やポストパージ段階Ｓ５のように燃焼要求を待つ動作段階では、その待機状況に応じて気化部８の設定温度を変更することが望ましい。
【０１４６】
さらに具体的には、例えば上記した燃焼装置１は、燃焼要求が停止した時点で温度センサー１００や温度センサー１１５、缶体温度センサー１６０のような燃焼装置１の一部に設けられた温度センサー（装置温度検知手段）の検知温度を基準温度Ｍとして制御装置に記憶させておき、この基準温度Ｍと温度センサー１１５により検知される実際の検知温度ＴＨ２とを比較することにより燃焼指令の待機状況を判断して気化部８の目標温度を調整する構成としてもよい。
【０１４７】
さらに詳細に説明すると、例えば図１０のステップ６あるいはステップ１９において燃焼要求がなく、動作状態が待機段階Ｓ２に移行する場合、図１３に示すように誘導熱源部１０や自己発熱部１１の目標温度を設定する前に、燃焼装置指令の待機状況を判断して気化部８の目標温度を設定するステップを設けても良い。即ち、図１３に示すように、ステップ６あるいはステップ１９において燃焼指令が停止状態であることを検知すると、ステップａにおいてこの時点における温度センサー１００の検知温度ＴＨ１（温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２）を基準温度Ｍとして制御装置が記憶する。その後、制御装置は、ステップｂにおいて温度サーミスタＴＨ１により検知される温度が（Ｍーα）℃以下であるかを確認する。
【０１４８】
ステップｂにおいて温度センサー１００の検知温度ＴＨ１（温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２）が（Ｍ−α）℃より高温である場合、待機時間が短いものと想定されるため、制御フローを図１０のステップ７あるいはステップ２４に進め、気化部８の目標温度をＦ℃に設定して所定の動作を行わせる。
【０１４９】
一方、ステップｂにおいて温度センサー１００の検知温度ＴＨ１（温度センサー１１５の検知温度ＴＨ２）が（Ｍ−α）℃以下である場合、待機時間が長いものと想定されるため、制御フローをステップｃに進め、気化部８の目標温度を低温待機温度Ｊに設定し、燃焼装置１に対して燃焼要求が出されるのを待つ。ここで、低温待機温度Ｊは、待機温度Ｆよりも低温であり、例えば１００℃程度の低温に設定することが可能である。
【０１５０】
ステップｃにおいて気化部８の目標温度が低温待機温度Ｊに設定されると、図１０のステップ８〜１０と同様に、ステップｄ，ｅにおいて誘導熱源部１０をオン・オフさせて低温待機温度Ｊを中心とする所定の温度範囲内（低温待機上限温度Ｋ≦低温待機温度Ｊ≦低温待機加減温度Ｌ）に納まるように誘導熱源部１０における発熱量を調整する。なお、ステップｄ，ｅ，ｆにおいて、気化部８の温度は図１０のステップ８〜１０と同様にして制御されるため、詳細の説明については省略する。
【０１５１】
上記したように、図１３に示す制御フローでは、気化部８の温度履歴に基づいて待機状況を確認し、待機段階Ｓ２やポストパージ段階Ｓ５のような燃焼要求を待つ待機段階における気化部８の設定温度を変更する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１４に示す制御フローに則って待機段階における気化部８の設定温度が変更されるものであってもよい。
【０１５２】
さらに具体的に説明すると、燃焼装置１が図９に示すような給湯装置２の熱源として採用される場合、流入側流路１４３や流出側流路１４５、熱交換器１３５等の温度あるいはこれらの内部の湯水の温度に応じて燃焼装置１に対する燃焼要求の待機状態を判断し、この待機状態に応じて気化部８の設定温度を変更する構成としてもよい。
【０１５３】
さらに詳細に説明すると、図１４に示す制御フローに則って燃焼装置１の動作が制御される場合、ステップ６あるいはステップ１９において燃焼要求がないことが確認されると、制御装置は制御フローをステップＡに進める。ここで、制御装置は、出湯サーミスタ１５６の検知温度（出湯温度Ｈ）が、図示しないリモコン等を介して設定された出湯設定温度Ｘより所定温度βだけ低温の（Ｘ−β）℃以下であるかを確認し、これにより燃焼動作の待機状態を確認する。即ち、出湯サーミスタ１５６の検知温度（出湯温度Ｈ）が（Ｘ−β）より高温である場合、燃焼装置１により加熱された湯水の出湯停止から間がないものと想定される。そのため、制御装置は、制御フローを図１０のステップ７あるいはステップ２４に戻し、気化部８の目標温度をＦ℃に設定して所定の動作を行わせる。
【０１５４】
一方、出湯温度Ｈが（Ｘ−β）以下である場合、燃焼装置１により加熱された湯水が外部に放出されることなく流出側流路１４５内に長期にわたって残留している、即ち長期にわたって燃焼要求がないものと想定される。そのため、制御装置は、制御フローをステップＣに進め、気化部８の目標温度を低温待機温度Ｊに設定し、誘導熱源部１０における消費電力を最低限に抑制した状態で燃焼装置１に対する燃焼要求が出されるのを待つ。
【０１５５】
ステップＢにおいて気化部８の目標温度が低温待機温度Ｊに設定されると、図１０のステップ８〜１０と同様に、ステップＣ，Ｄ，Ｅにおいて誘導熱源部１０をオン・オフさせて誘導熱源部１０における発熱量を調整する。なお、ステップＣ，Ｄ，Ｅにおける温度制御は、図１０のステップ８〜１０と同様にしてなされるため、詳細の説明については省略する。
【０１５６】
上記したように、気化部８の温度履歴や給湯装置２内の湯水の温度を検知することにより待機段階Ｓ２やポストパージ段階Ｓ５での待機状態を確認し、この待機状態に応じて気化部８の設定温度を調整する構成にすれば、直ちに気化部において液体燃料を気化する必要がないと想定される場合における消費電力を抑制できる。
【０１５７】
上記した燃焼装置１は、動作段階が燃焼段階Ｓ４に移行すると気化部８の最低目標温度を気化可能温度Ｂに設定し、燃焼動作中に気化部８が気化可能温度Ｂ以下にならないように温度制御するものであった。しかし、燃焼動作を開始した直後は、外部から低温の空気が導入されるため、この空気によって気化部８が一時的に冷却され、液体燃料の気化に支障を来す可能性がないとは限らない。そこで、かかる問題を解決すべく、燃焼装置１は、燃焼動作の開始直後に、気化部８の最低目標温度を一時的に気化可能温度Ｂよりも高温に設定する構成としてもよい。かかる構成によれば、燃焼動作の開始直後における液体燃料の気化不良を確実に防止できる。
【０１５８】
また、上記実施形態では、燃焼装置１に導入される空気の温度や外気温によらず気化部８を所定の温度となるように温度制御するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば燃焼装置１内に導入される空気の温度を検知する空気温度センサー１６１の検知温度等に基づき、気化部８の設定温度を上下させる構成としてもよい。かかる構成によれば、液体燃料の気化不良を確実に防止すると共に、液体燃料の気化に要する消費電力を最小限に抑制できる。
【０１５９】
上記した実施形態において、燃焼装置１は、運転スイッチがオン状態になることを条件として起動段階Ｓ１において気化部８の予熱動作を行うものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば運転スイッチ以外のボタン操作等を契機として予熱動作を開始するものであってもよい。
【０１６０】
また、上記実施形態では、各動作段階において誘導熱源部１０を所定の温度範囲内でオン・オフ制御させて気化部８が所定の温度となるように温度制御する例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば温度センサー１００，１１５等のような各部に設けられた温度検知手段の検知信号に応じて誘導熱源部１０の動作を比例制御等の公知の制御方法で制御するものであってもよい。
【０１６１】
上記実施形態では、図１０のフローチャート図に示すように、運転スイッチがオン状態になった後に直ちに誘導熱源部１０に通電を行い、初期加熱温度Ａになるまで加熱（予熱）してから燃焼指令の有無を確認し、気化部８の目標温度を設定するものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、例えば運転スイッチがオン状態になった時点から燃焼指令の有無の確認を開始し、気化部８が初期加熱温度Ａに至る前に燃焼指令がオン状態になれば、温度センサー１００の検知温度ＴＨ１が気化可能温度Ｂを越えることを条件として燃焼動作を開始してもよい。この時、燃焼動作の開始と共に気化部８の目標温度を気化可能温度Ｂや運転温度Ｃに変更してもよいが、燃焼指令のオン・オフにかかわらず一旦気化部８が初期加熱温度Ａになるまで誘導熱源部１０に通電を行い気化部８の加熱を行うことが望ましい。かかる構成によれば、例えば初期加熱温度Ａに至る前に開始された燃焼動作が短時間で、燃焼により発生する熱で気化部８を十分加熱（予熱）できない場合であっても、気化部８を確実に予熱し、次回の燃焼動作に備えることができる。
【０１６２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、最低限の消費電力で液体燃料を気化可能な燃焼装置を提供できる。
【０１６３】
【０１６４】
請求項４に記載の発明によれば、気化部を迅速かつ高効率に加熱でき、気化部の加熱に要する消費電力を最小限に抑制できる
【０１６５】
請求項５に記載の発明によれば、消費電力を抑制しつつ、万一ポストパージ中に再度燃焼を開始する場合であってもスムーズに燃焼動作に移行可能な燃焼装置を提供できる。
【０１６６】
請求項６に記載の発明によれば、燃焼開始直後であっても、空気の影響を受けることなく液体燃料がスムーズに気化し、燃焼状態が安定した燃焼装置を提供できる。
【０１６７】
請求項７に記載の発明によれば、燃焼終了後から所定の条件が満たされるまでの間に万一再度燃焼を開始する場合であっても直ちに液体燃料を加熱して気化させ、スムーズに燃焼動作に移行可能な燃焼装置を提供できる。
【０１６８】
請求項１に記載の発明によれば、気化部が高温で燃料をスムーズに気化できると想定される場合に誘導発熱部への通電を停止し、液体燃料を気化するのに要する電力の消費量を最小限に抑制できる。
【０１６９】
請求項８に記載の発明によれば、燃焼開始直後における液体燃料の気化をスムーズに行えると共に、燃焼休止時における電力消費量を最小限に抑制可能な燃焼装置を提供できる。
【０１７０】
請求項９に記載の発明によれば、燃焼装置の使用状況に応じて誘導発熱部の制御温度を調整し、誘導発熱部における電力消費量を最小限に抑制できる。
【０１７１】
請求項１０に記載の発明によれば、直ちに気化部において液体燃料を気化する必要がないと想定される場合に誘導発熱部の制御温度を使用燃料の沸点領域未満となるよう制御し、電力消費量を最小限に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態の燃焼装置の断面図である。
【図２】 本発明の実施形態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】 気化部の誘導加熱部を構成する燃料通過筒の斜視図である。
【図５】 気化部の誘導加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】 気化部の誘導加熱部の一部断面斜視図である。
【図７】 気化部の誘導加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】 図１の燃焼装置を採用した給湯器の配管系統図である。
【図１０】 図１の燃焼装置の動作を示すフローチャート図である。
【図１１】 図１の燃焼装置が備える気化器の温度変化を示す模式図である。
【図１２】 図１の燃焼装置が備える気化器の温度変化を示す模式図である。
【図１３】 図１０のフローチャート図の変形例を示す図である。
【図１４】 図１０のフローチャート図の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃焼装置
２ 給湯装置
３ 送風機
８ 気化部
１０，１０５，１１０ 誘導発熱部（予備発熱部）
１１ 自己発熱部
１００ 温度センサー
１１５ 温度センサー（自己発熱体温度検知手段）
１３５ 熱交換器
１４１ 流水回路
１４３ 流入側流路
１４５ 流出側流路
１５０ 水量センサー（最小作動水量検知手段）
１５１ 入水サーミスタ（入水温度検知手段）
１５６ 出湯サーミスタ
１６０ 缶体温度センサー

Claims (10)

1. 液体燃料を加熱して気化させる気化部と、空気を供給する空気供給手段とを有し、空気供給手段から供給された空気と気化部で気化された燃料ガスとを混合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、内側で液体燃料を加熱する誘導発熱部と、前記誘導発熱部の外側に配置されて誘導発熱部を発熱させる電磁誘導加熱手段と、前記燃焼部における燃焼によって昇温される自己発熱部とを有し、前記空気供給手段から気化部に供給される空気の一部が誘導発熱部の内側を通って自己発熱部に至り、残りの空気が誘導発熱部の外側を通って自己発熱部に至る構造であり、
   燃焼開始時には誘導発熱部を使用燃料の沸点領域以上に温度制御し、
   燃焼休止時には誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御し、
   燃焼開始後には自己発熱部が所定の温度に昇温されることを条件として電磁誘導加熱手段による加熱を停止するかあるいは誘電発熱部の制御温度を低下させる誘導発熱部温度制御手段を備えることを特徴とする燃焼装置。
2. 前記自己発熱部の上流側に配され、内部に前記誘導熱源部を収容して空気供給手段から供給される空気を誘導発熱部および自己発熱部に導入する空気導入筒が設けられ、
   前記空気導入筒内には、空気供給手段から供給される空気の流路として、誘導発熱部の内側を通る内側流路と、誘導発熱部の外側を通る外側流路とが形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
3. 前記自己発熱部は、誘導熱源部の下方に配置され、開口が前記誘導熱源部に向けられた有底筒状であり、
   自己発熱部の開口は、前記空気導入筒によって内側開口と外側開口とに分けられ、
   自己発熱部の内部であって前記誘導熱源部の直下には、誘導熱源部から滴下される液体燃料を飛散させると共に、燃料ガスと空気との撹拌混合を行う回転部材が配置され、
   空気導入筒を通って供給される空気が、内側開口から自己発熱部内に導入され、自己発熱部内の混合ガスが、外側開口を通って燃焼部に供給されることを特徴とする請求項２に記載の燃焼装置。
4. 熱交換器と、熱交換器を流れる湯水の流量が所定の燃焼開始流量に達したときに燃焼開始信号をオン状態にする最小作動水量検知手段と、液体燃料を加熱して気化させる気化部と、空気を供給する空気供給手段とを有し、空気供給手段から供給された空気と気化部で気化された燃料ガスとを混合して燃焼部に供給し、燃焼させて熱交換器内の湯水を加熱する燃焼装置において、
   前記気化部は、電磁誘導加熱手段によって発熱し、液体燃料を加熱する誘導発熱部と、前記燃焼部における燃焼によって昇温される自己発熱部と、空気供給手段から供給される空気を誘導発熱部および自己発熱部に導入する空気導入筒とを有し、
   前記自己発熱部は、誘導熱源部の下方に配置され、開口が前記誘導熱源部に向けられた有底筒状であり、
   自己発熱部の内部であって前記誘導熱源部の直下には、誘導熱源部から滴下される液体燃料を飛散させると共に、燃料ガスと空気との撹拌混合を行う回転部材が配置され、
   自己発熱部の開口は、前記空気導入筒によって内側開口と外側開口とに分けられ、
   空気導入筒を通って供給される空気が、内側開口から自己発熱部内に導入され、自己発熱部内の混合ガスが、外側開口を通って燃焼部に供給され、
   前記最小作動水量検知手段の燃焼開始信号がオフ状態の場合、誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御する誘導発熱部温度制御手段を備えることを特徴とする燃焼装置。
5. 燃焼動作の終了後に空気供給手段によるポストパージ動作を行い、
   前記誘導発熱部温度制御手段は、ポストパージ動作中に誘導発熱部を沸点領域以上であって燃焼開始時よりも低い温度に温度制御し、燃焼動作およびポストパージ動作の休止中に誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼装置。
6. 液体燃料を加熱して気化させる気化部と、空気を供給する空気供給手段とを有し、空気供給手段から供給された空気と気化部で気化された燃料ガスとを混合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、電磁誘導加熱手段によって発熱し、液体燃料を加熱する誘導発熱部と、前記燃焼部における燃焼によって昇温される自己発熱部と、空気供給手段から供給される空気を誘導発熱部および自己発熱部に導入する空気導入筒とを有し、
   前記自己発熱部は、前記空気導入筒の下流に配置され、開口が空気導入筒に向けられた有底筒状であり、
   自己発熱部の開口は、前記空気導入筒によって内側開口と外側開口とに分けられ、
   空気導入筒を通って供給される空気が、内側開口から自己発熱部内に導入され、自己発熱部内の混合ガスが、外側開口を通って燃焼部に供給され、
   燃焼休止時には誘導発熱部を使用燃料の沸点領域未満に温度制御し、燃焼開始直後には誘導発熱部を一旦高温の初期温度に立ち上げ、その後、燃焼動作を行う場合には誘導発熱部を使用燃料の沸点領域以上であって初期温度よりも低い温度に温度制御する誘導発熱部温度制御手段を備えることを特徴とする燃焼装置。
7. 燃焼終了後、所定の条件が満たされるまで、誘導発熱部は沸点領域であって燃焼開始時よりも低い温度に温度制御されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の燃焼装置。
8. 外気温度又は給気温度を検知する空気温度検知手段を有し、空気温度検知手段の検知温度に応じて燃焼休止時における誘導発熱部の制御温度を変更することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の燃焼装置。
9. 入水路と出湯路又は循環路の少なくともいずれかを有し、これらを流れる湯水を燃焼部によって加熱して出湯させる一連の流路を有し、前記流路のいずれかに湯水温度検知手段を有し、湯水温度検知手段の検知温度が所定の条件を満たす場合に、誘導発熱部の制御温度が使用燃料の沸点領域未満となるように変更されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の燃焼装置。
10. 燃焼装置の一部に装置温度検知手段が設けられ、装置温度検知手段の検知温度が所定の条件を満たす場合に、誘導発熱部の制御温度が使用燃料の沸点領域未満となるように変更されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の燃焼装置。

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