JP4292446B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【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る。本発明の燃焼装置は、灯油等の液体燃料を使用する燃焼装置として好適であり、暖房機器や給湯器に採用される。
【0002】
【従来の技術】
都市ガスが普及していない地域で使用される給湯器や暖房機器等には、灯油等の液体燃料を使用した燃焼装置が採用される場合が多い。またこの中でも、比較的発熱量が小さい用途に使用される場合は、気化部によって液体燃料を気化すると共に一次空気と混合し、この気化ガスを燃焼部に送って燃焼させる形式のものが多用されている(特公平8−23410号)。
以下、従来技術の燃焼装置について説明する。
【0003】
図34は、特公平8−23410号に開示された従来技術の燃焼装置の断面図である。この種の燃焼装置は、熱交換器等の被加熱物の下部に配置され、燃焼部201は、上方に向かって火炎を発生させる。
燃焼装置は、外壁となるハウジング202を持ち、その中に内箱204で囲まれた気化部200が内蔵されている。また気化部200は、電気ヒータ203が内蔵された気化室205を有し、当該気化室205の中にはロータリーカップ206が内蔵されている。ロータリーカップ206は、モータ208によって高速で回転されるものである。ロータリーカップ206の上部には振り切り板207が設けられている。
【0004】
気化部200を構成する内箱204には、底の部分に空気取り入れ口となる開口210が設けられている。またハウジング202の外側に送風機211が取り付けられている。
【0005】
従来技術の燃焼装置を使用する際は、モータ208によってロータリーカップ206を回転させる。そして燃料パイプ209からロータリーカップ206の中に灯油を滴下し、遠心力によって灯油を気化室205の内壁に向かって飛散させる。さらに灯油は、気化室205の内壁から熱を受けて気化する。
また送風機211を起動してハウジング202と内箱204の間に空気を吹き込む。ハウジング202と内箱204の間の空隙212内に入った空気は、その一部が空気取り入れ口たる開口210から気化部200内に入り、飛散した灯油と混合される。
その結果、灯油は、気化室205の内壁から熱を受けて気化し、さらに気化した燃料は、空気取り入れ口たる開口210から気化室205内に吹き込まれた空気と混合される。そしてこの混合ガスは燃焼部201に送られて燃焼に供される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この種の燃焼装置では、気化部200は、前記した様に燃焼部に供給する燃料と一次空気の混合ガスを作る部分であるから、相当量の空気が供給される必要がある。しかしながら従来技術の燃焼装置は、単に内箱204に設けた開口210から空気を取り入れる構成であるから、気化部内に供給される空気が不足がちである。そのため従来技術の燃焼装置は、気化部の能力が不足し、大量の混合ガスを作ることができないという不満があった。
またそのため、従来技術の燃焼装置は、気化部の小型化が困難であり、装置全体の大きさが大きいという不満があった。
さらに従来技術の燃焼装置では、ロータリーカップ206に燃料を供給する燃料パイプ209の影響で、火炎の分布に偏りが生じる問題があった。また従来技術の燃焼装置は、燃料パイプ209の固定が困難であり、送風によって振動が生じ、異音が発生することもあった。
【0007】
そこで本発明は従来技術の上記した問題点に注目し、気化部の性能を向上させると共に、気化部に導入される空気のパターンを一定に保ち、安定した燃焼を確保することができ、さらに装置の小型化が可能である燃焼装置の開発を課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そして上記した課題を解決するための請求項1に記載の発明は、炎孔が設けられた燃焼部と、液体燃料を気化すると共に気化した燃料と一次空気とを燃焼部に至る前に混合する気化部と、送風機を有する燃焼装置において、気化部と送風機との間に設けられ一次空気を他と分離する整流手段と、整流手段によって分離された一次空気を気化部に導く流路形成手段を備え、流路形成手段は、整流手段側の開口と、気化部側の開口を有し、整流手段側の開口は、気化部側の開口に比べて面積が大きいことを特徴とする燃焼装置である。
【0009】
本発明の燃焼装置では、気化部と送風機との間に一次空気を他と分離する整流手段を設け、整流手段によって一次空気を他と分離した。そして本発明では、当該一次空気を流路形成手段によって気化部に導く構成を採用したので、より大量の空気を気化部に供給することができる。
また、本発明の燃焼装置では、流路形成手段は、整流手段側又は空気量調節部側の開口と、気化部側の開口を有し、前者の開口から空気が入り、後者の開口から排出されて気化部に導かれる。ここで本発明の燃焼装置では、整流手段側又は空気量調節部側の開口が、気化部側の開口に比べて面積が大きいので、前者の開口から大量に空気が入り、流速を増して気化部に導入される。そのため本発明の燃焼装置では、より大量の空気が気化部に導入される。
【0010】
また同様の課題を解決するための請求項2に記載の発明は、炎孔が設けられた燃焼部と、液体燃料を気化すると共に気化した燃料と一次空気とを燃焼部に至る前に混合する気化部と、送風機と、前記送風機と燃焼部及び気化部の間にあって燃焼部及び気化部に供給させる空気量を調節する空気量調節部を有する燃焼装置において、前記送風機と空気量調節部及び気化部の三者は直線的に配置され、前記空気量調節部は複数の開口又は開口群を有し、中央部の開口又は開口群と気化部の間を接続する流路形成手段を有し、流路形成手段は、整流手段側又は空気量調節部側の開口と、気化部側の開口を有し、整流手段側又は空気量調節部側の開口は、気化部側の開口に比べて面積が大きく、空気量調節部の中央部の開口又は開口群を通過する空気は一次空気として気化部に供給され、空気量調節部の周部の開口又は開口群を通過する空気は、燃焼部側に供給されることを特徴とする燃焼装置である。
【0011】
本発明の燃焼装置では、空気量調節部が前記した整流手段としての機能を果たす。即ち空気量調節部は複数の開口又は開口群を有し、中央部の開口又は開口群を通過する空気が流路形成手段に捕捉され、一次空気として気化部に供給される。また本発明の燃焼装置では、送風機と空気量調節部及び気化部の三者が直線的に配置されているので、外形の小型化が可能であり、且つ空気流路が直線的となって流路抵抗が小さい。
また、本発明の燃焼装置では、流路形成手段は、整流手段側又は空気量調節部側の開口と、気化部側の開口を有し、前者の開口から空気が入り、後者の開口から排出されて気化部に導かれる。ここで本発明の燃焼装置では、整流手段側又は空気量調節部側の開口が、気化部側の開口に比べて面積が大きいので、前者の開口から大量に空気が入り、流速を増して気化部に導入される。そのため本発明の燃焼装置では、より大量の空気が気化部に導入される。
【0012】
また請求項3に記載の発明は、炎孔が設けられた燃焼部と、液体燃料を気化すると共に気化した燃料と一次空気とを燃焼部に至る前に混合する気化部と、気化部に液体燃料を供給する燃料供給管と、送風機と、前記送風機と燃焼部及び気化部の間にあって燃焼部及び気化部に供給させる空気量を調節する空気量調節部を有する燃焼装置において、前記送風機と空気量調節部及び気化部の三者は直線的に配置され、前記空気量調節部は複数の開口又は開口群を有し、中央部の開口又は開口群と気化部の間を接続する流路形成手段を有し、空気量調節部の中央部の開口又は開口群を通過する空気は一次空気として気化部に供給され、空気量調節部の周部の開口又は開口群を通過する空気は、燃焼部側に供給され、さらに流路形成手段に燃料供給管が固定され、当該燃料供給管から気化部に液体燃料が供給されることを特徴とする燃焼装置である。
【0013】
本発明の燃焼装置についても、空気量調節部が前記した整流手段としての機能を果たし、中央部の開口又は開口群を通過する空気が流路形成手段に捕捉され、一次空気として気化部に供給される。また本発明の燃焼装置では、送風機と空気量調節部及び気化部の三者が直線的に配置されているので、外形が小さく、且つ空気流路が直線的となって流路抵抗も小さい。
さらに本発明の燃焼装置では、流路形成手段に燃料供給管が固定され、当該燃料供給管から気化部に液体燃料が供給される。そのため燃料供給管が安定して固定され、空気流のパターンが安定し、燃焼も安定する。また本発明によると、燃料供給管によって空気の流れが阻害されることが少なく、燃焼が安定する。
【0014】
【0015】
【0016】
また請求項4に記載の発明は、流路形成手段は、パッキンを介して気化部側に接続されていることを特徴とする燃焼装置である。
【0017】
ここでパッキンは、断熱性を有することが望ましい。本発明の燃焼装置では、流路形成手段は、パッキンを介して気化部側に接続されている。そのため空気のもれが無く、大量の空気が確実に気化部に導入される。また流路形成手段はパッキンを介して気化部に接続されるので、流路形成手段と気化部の間は、ある程度の断熱性が期待される。ここで気化部は、液体燃料を気化し、さらに気化した状態を維持するために高温であり、流路形成手段は、空気が通過するために温度が低いが、本発明によると、流路形成手段と気化部の間がパッキンによって断熱されるので、気化部の熱が逃げにくい。
【0018】
また請求項5に記載の発明は、液体燃料に熱を供給する電気ヒータ及び/又は気化部の温度を検知する温度検知手段と、炎孔を平面的に分布させる炎孔ベースを有し、空気量調節部は平面的であって複数の開口又は開口群を有し、送風機と空気量調節部及び炎孔ベースの三者は直線的に配置され、空気量調節部と炎孔ベースの間には空隙が設けられ、電気ヒータ及び/又は温度検知手段の配線は、前記空隙を通って外部に引き出されていることを特徴とする請求項2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、空気量調節部と炎孔ベースの間には空隙が設けられ、電気ヒータ等の配線は、前記空隙を通って外部に引き出されている。そのため本発明の燃焼装置では、配線等の仕舞いが簡単である。また前記した空隙部分は、空気が通過する部位であるから温度が比較的低く、配線の被覆の耐熱性は低いもので足る。
なお配線作業をより容易にするために、外箱に着脱可能な蓋を設けておくことが望ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下さらに本発明の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、本発明の燃焼装置を内蔵する給湯器の断面図である。
図2は、本発明の実施形態の燃焼装置の正面図及び箱体の開口部分の斜視図である。
図3は、本発明の実施形態の燃焼装置の断面図である。
図4は、本発明の実施形態の燃焼装置の全体の分解斜視図である。
図5は、図2の燃焼装置の流路形成部材周辺の分解斜視図である。
図6は、流路形成部材に燃料供給管を取り付ける際の構成を示す斜視図である。
図7は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の斜視図である。
図8は、図2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は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の固定側板状部材の正面図である。
図10は、図9の固定側板状部材の側面図である。
図11は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の移動側板状部材の正面図である。
図12は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を開いた状態を示す。
図13は、図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を閉じた状態を示す。
図14は、図2の燃焼装置で採用する分流部材の正面図である。
図15は、図2の燃焼装置で採用する炎孔ベースの上面側(気体流路側)の図面である。
図16は、図15の炎孔ベースの下面側(炎孔側)の図面である。
図17は、図2の燃焼装置で採用する炎孔ベースと、炎孔部材、網状部材及び補炎部材を組み合わせた状態の正面図である。
図18は、炎孔部材の正面図である。
図19は、網状部材の正面図である。
図20は、補炎部材の正面図である。
図21は、図20のA−A断面図である。
図22は、図2の燃焼装置で採用するロータリーカップの正面図及び平面図である。
図23は、図16のA−A断面図である。
図24は、図16のB−B断面図である。
図25は、図2の燃焼装置で採用する炎孔ベースの気体流路側の構成を説明する説明図である。
図26は、図2の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜視図である。
図27は、燃料ガスの流れを説明する説明図である。
図28は、二次空気の流れを説明する説明図である。
図29は、炎孔部材と網状部材及び補炎部材の重ね合わせ構造を示す斜視図である。
図30は、図2の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。
図31は、本発明の他の実施形態の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。
図32(a)は、図3の燃焼装置の点火装置取り付け部分の拡大図であり、(b)はその変形例である。
図33は、本発明の他の実施形態で採用する炎孔ベースの端部の断面図及びその変形例を示す断面図である。
【0021】
図1〜4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、図の様に炎孔を下に向けて給湯器21に内蔵されるものであり、上から送風機2、駆動機械部3、空気量調節部5、混合部6及び燃焼部7が順次積み重ねられて作られたものである。また混合部6及び燃焼部7の近傍に気化部8が設けられている。さらに空気量調節部5と気化部8の間は、流路形成部材70によって接続されている。
なお本実施形態では、空気量調節部5は整流手段の機能を兼ねる。
【0022】
上部側から順次説明すると、送風機2は、鋼板を曲げ加工して作られた凹状のハウジング10の中にファン11が回転可能に配されたものである。ハウジング10の中央部には、開口12が設けられている。
【0023】
駆動機械部3は、箱体13を有し、その天板15の中央にモータ16が取り付けられている。モータ16は、両端部から回転軸17,18が突出しており、回転軸17,18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16の上方側の回転軸17は、ファン11に接続され、下方側の回転軸18は、気化部8のロータリーカップ(回転部材)63に接続されている。
また駆動機械部3には、温度センサー32が設けられている。
【0024】
空気量調節部5は、図4の様に移動側板状部材23と固定側板状部材22によって構成されている。移動側板状部材23は、図4、図11の様に円板状をしており、中央に軸挿通孔25が設けられている。そしてその周囲に空気孔となる開口26,27が設けられている。空気孔となる開口26,27は、概ね内外二重のエリアに分かれて設けられている。中心側のエリアに設けられた開口26は、略三角形であり、12個、等間隔に設けられている。
【0025】
一方、外側を取り巻くエリアに設けられた開口27は12個であり、略長方形の溝状である。
上記した様に、移動側板状部材23には、2種類の開口26,27が設けられているが、これらの周方向の辺は、いずれも移動側板状部材23の中心と同一中心の円弧である。
【0026】
また移動側板状部材23の一部には、図7の様な係合部33が設けられている。係合部33は、図7の様に開口が設けられた部位から垂直方向に折り曲げられた垂直壁34を持ち、当該垂直壁34に切り欠き部44が設けられたものである。
【0027】
一方、空気量調節部5の固定側板状部材22は、長方形の板体であり、周囲が折り返されてフランジ部24が設けられている。固定側板状部材22の面積は、前記した移動側板状部材23よりも大きく、両者を重ねたとき、移動側板状部材23は固定側板状部材22にすっぽりと覆われる。逆にいえば、固定側板状部材22の端部は移動側板状部材23からはみ出す。
【0028】
板状の部位の中心部分には、前記した移動側板状部材23と略同一形状の開口が設けられている。即ち空気量調節部5の固定側板状部材22には、中央に軸挿通孔25'が設けられている。そしてその周囲に空気孔となる開口が二重のエリアに分かれて設けられている。中心側のエリアに設けられた開口26'は、略三角形であり、12個、等間隔に設けられている。
外側のエリアにも12個の開口27'が設けられているが、外側の開口はいずれも略長方形の溝状のものである。
固定側板状部材22の他の部位には、多数の小孔31が設けられている。小孔31が設けられた位置は、固定側板状部材22の上に移動側板状部材23を重ねた時に、両者が重複しない部位である。即ち小孔31は、固定側板状部材22のはみ出し部分に設けられている。
【0029】
また固定側板状部材22には、二個の垂直壁28が設けられている。垂直壁28は、前記した外側のエリアの更に外側にあり、互いに平行である。二個の垂直壁28は、軸受けとして機能するものである。
【0030】
空気量調節部5は、図3,8,9に示すように、固定側板状部材22の上に移動側板状部材23が重ねられている。空気量調節部5は、全体として平面的である。また固定側板状部材の垂直壁28には、図7の様に軸45が挿通され、駆動部材46が揺動自在に軸止されている。
ここで駆動部材46は、板を6か所で折り曲げて製作されたものであり、図7の様に4個の垂直壁a,b,c,dと、3個の水平壁e,f,gが交互に繋がったものである。
そして中間部の垂直壁b,cと、この間の水平壁fによって囲まれた「コ」の字状の部分によって固定側板状部材の垂直壁28の外側を跨ぎ、前記した軸45によって固定されている。
一方、一端側の水平壁gは、移動側板状部材23の係合部33の切り欠き部44と係合している。
【0031】
また駆動部材46の他端側の垂直壁aには、係合溝49が設けられている。そして燃焼装置1のハウジングに図2,3に示す様にモータ121が外付けされており、当該モータ121の軸が駆動部材46の係合溝49と係合している(係合状態は図示せず)。
【0032】
移動側板状部材23は、固定側板状部材22の上にあり、中央の軸挿通孔25を中心として相対的に回転可能である。また図2,3に示す外付けされたモータ121を回転させると、駆動部材46が軸45を中心として揺動し、駆動部材46の水平壁gが移動して移動側板状部材23の係合部33を動かす。その結果、移動側板状部材23が、固定側板状部材22の上で中央に軸挿通孔25を中心として相対的に回転する。
移動側板状部材23の回転により、移動側板状部材23と固定側板状部材22を連通する開口の面積が変化する。
【0033】
流路形成部材70は、薄板を曲げて作られたものであり、図3,5の様に円錐形をしている。流路形成部材70の内部は空洞であり、上下に連通している。即ち流路形成部材70は、上部と下部に開口54,83を持ち、両者は連通している。流路形成部材70の上部の開口54は、前記した移動側板状部材23の中心側のエリアの直径に等しい。また下部の開口83は、後記する分流部材35の中央の開口37の直径に等しい。
また前記した様に流路形成部材70は円錐形をしており、上部の開口54は、下部の開口83に対して相当に大きい。より具体的には、上部の開口54の直径は、下部のそれの1.5倍以上の大きさを持つ。またより好ましくは、上部の開口54の直径は、下部のそれの2倍以上である。
【0034】
流路形成部材70の上下の開口には、それぞれフランジ55,56が設けられている。
流路形成部材70の内側には、燃料パイプ(燃料供給管)79が固定されている。即ち燃料パイプ79は、図5の様に上部の開口54側から流路形成部材70の内部に入る。ここで流路形成部材70の燃料パイプ79の導入部位においては、図5の様にフランジ55の一部が燃料パイプ79の外周に沿って円形に成形されている。また燃料パイプ79は、図6に示す取り付け金具62によって流路形成部材70の内壁に沿って配管されている。
即ち燃料パイプ79は、流路形成部材70の母線に沿うと共に流路形成部材70の内壁に密着して配管されている。
【0035】
混合部6、燃焼部7及び気化部8は、分流部材35と炎孔ベース36を中心として構成され、これに気化室60と炎孔部材51,網状部材77及び補炎部材78が設けられて作られている。そしてこれらの構成部品がハウジング122内に収納されたものである。
【0036】
即ち分流部材35は、図14に示すように、長方形をした板状の部材であり、中央に大きな開口37が設けられている。また周部には、小さな開口40,89,90が多数設けられている。
但し本実施形態では、小さな開口は、内外二箇所のエリアに分かれて分布している。即ち一点鎖線で囲んだ内側のエリアには、小さな開口40が列となって長手方向に連なって設けられている。
一方、二点鎖線の外側のエリアには、二列且つ環状に開口89,90が設けられている。
分流部材35の面積は、後記する炎孔ベース36の面積よりも大きい。
【0037】
炎孔ベース36は、アルミダイカストによって作られたものであり、図15,16の様に長方形をしている。そして炎孔ベース36には、複雑な枠組と開口及び溝が設けられている。炎孔ベース36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36は、外周を囲む外側燃焼壁41を持つ。この外側燃焼壁41の内部は、実際に火炎が発生する部分であり、燃焼部7として機能する。
外側燃焼壁41には、図8,23,24,27,28に示すように孔53が設けられている。
【0038】
さらに外側燃焼壁41内は、図8,15,16,23,24の様に、多数の垂直壁50によって仕切られて設けられた溝48が設けられている。
そして溝48を構成する垂直壁50は、図8,25の様に二組づつがループを構成していて、島状の部位75を形成している。即ち外側燃焼壁41内には、ループ状に閉塞された垂直壁50の組によって構成される閉塞された溝48aと、それ以外の開放された溝48bを持つ。そして島状の部位75は、図8,25の様に長手方向に部分的に切れており、当該切れ目52の部分で島状以外の部位の溝48b同士が連通している。
【0039】
また図8,23,24の様に、炎孔ベース36の上面側(流路構成面側)には、中央部と、島状の部位75の切れ目部分を除いて天井壁57が設けられている。但し、前記した垂直壁50で構成された島状の部位75の溝48aの上部については、天井壁57に開口58が設けられている。
垂直壁50同士の島を構成しない部位の溝48bの上部には開口はない。
また各溝48は、いずれも炎孔ベース36の下面側(炎孔取付け面側)に連通している。
従って島によって囲まれた溝48aは、図28の様に上部の天井壁57に開口58が設けられていると共に下面側(炎孔取付け面側)にも開放されているから、炎孔ベース36を上下方向(厚さ方向)に貫通する。
一方、島を構成しない溝48bは、図27の様に上部側が天井壁57によって閉塞され、下面側(炎孔取付け面側)にのみ連通する。
なお、島状の部位75の切れ目52部分については、垂直壁50の底側(炎孔取付け面側)同士が繋がり、さらに当該部位に炎孔部材51を取り付けるためのネジ孔38が設けられている。
【0040】
炎孔ベース36の中央部には、開口82が設けられている。
そして開口82の内部には、8本のリブ66が設けられ、中央に一次空気導入筒88が支持されている。本実施形態の燃焼装置1では、この一次空気導入筒88及びリブ66は、炎孔ベース36と一体的に成形されたものである。
また炎孔ベース36の下面側(炎孔取付け面側)であって、開口82の近傍には、炎孔ベース36の長手方向にのびる内壁43が設けられている。内壁43の高さは、前記した外側燃焼壁41の高さと等しい。
さらに炎孔ベース36の下面側(炎孔取付け面側)であって、気化室60の開口47の近傍には、炎孔ベース36の短手方向に延びる内壁59が設けられている。
これらの内壁43,59は、燃焼部7から熱を受けて炎孔ベース36を保温し、燃料の再液化を防ぐものである。
【0041】
次に炎孔部材51について説明する。炎孔部材51は、図18の様に略長方形の板状であり、気化室用の開口76と、空気孔71と炎孔72及び取付孔が設けられたものである。
即ち炎孔部材51は、中央に略四角形の気化室用の開口76を持つ。
また炎孔部材51は、板をプレスすることによって多数の長孔(空気孔)71と小孔(炎孔)72を設け、これらによって炎孔列aと空気孔列bが形成されている。
即ち図18に示される多数の長孔71は、空気孔である。長孔(空気孔)71は、長手方向に並べられ、さらにそれが10列に渡って設けられている。
一方、小孔72は炎孔として機能する。小孔(炎孔)72は、図の様に小さな長孔状であり、炎孔列aの中心軸に対して千鳥状に設けられている。
本実施形態では、炎孔列aは11列設けられており、前記した空気孔列bと互い違いに配されている。
【0042】
網状部材77は、細い金属糸で網目状に構成したもので、前記した炎孔部材51と略同一の面積を持つものであり、図19に示すように略長方形をしている。
網状部材77には、前記した炎孔部材51の気化室用の開口76に相当する部位に開口69が設けられている。また網状部材77の前記した炎孔部材51の炎孔列に相当する部分は、浅い溝155が列状に設けられている。さらに網状部材77には、前記した炎孔部材51の長孔(空気孔)71に相当する部位に長孔73が設けられている。また長孔73の周囲(図36の斜線の濃い部分)には、シール剤が塗布されている。シール剤74が塗布されているのは、炎孔ベース36の垂直壁50の端面と当接する部位である。
さらに炎孔部材51の取付孔150に相当する部位に取付孔151が設けられている。
【0043】
補炎部材78は、図20の様な長方形をしており、前記した炎孔部材51及び網状部材77と同様に中央に開口68が設けられている。また補炎部材78には、長孔65と列状に並んだ丸孔67が設けられている。補炎部材78の長孔65は、前記した炎孔部材51の炎孔を構成する小孔72が設けられたエリアに相当する部位にある。一方、丸孔67は、炎孔部材51の、長孔(空気孔)71に相当する部位に設けられている。
また前記した補炎部材78の長孔65の周囲は、図21の様に約45°に曲げられている。当該折り曲げ部68は、火炎の基端部を保持する効果を発揮するものである。
【0044】
炎孔部材51は、図4,8,29の様に、網状部材77を及び補炎部材78と共に炎孔ベース36の下面に配され、図示しないネジによって炎孔ベース36の下面に取り付けられている。即ち図29に示すように炎孔ベースに網状部材77が接し、さらにそれに重ねて炎孔部材51が配され、最後に補炎部材78が設けられる。
そして炎孔部材51の空気孔列bは、炎孔ベース36の垂直壁50によって構成される島状の部位75によって構成される溝48aの真下に位置する。なお空気孔列bと島状の部位75によって構成される溝48aの間には網状部材77が介在されるが、当該部位は図29の様に網状部材77の長孔73に相当する。また炎孔部材51の空気孔列bの外側(下部側)には補炎部材78が存在するが、当該部位は、補炎部材78の丸孔67が位置する。
そのため島状の部位75は、網状部材77の長孔73、炎孔部材51の空気孔列b及び補炎部材78の丸孔67を経て外部と連通する。
【0045】
一方、島状を構成していない組み合わせの垂直壁50によって挟まれた溝48bの真下には、炎孔部材51の炎孔列aが位置する。
炎孔部材51の炎孔列aと島状を構成していない組み合わせの垂直壁50によって挟まれた溝48bの間には網状部材77が介在される。また炎孔部材51の炎孔列aの外側(下部側)には補炎部材78が存在するが、当該部位は、補炎部材78の長孔65が位置する。
そのため島状を構成していない組み合わせの部位は、網状部材77の網目、炎孔部材51の炎孔列a及び補炎部材78の長孔65を経て外部と連通する。
ここで、網状部材77の炎孔ベース36の垂直壁50の端面と当接する部位にはシール剤が塗布されているので、垂直壁50部位におけるガスの横方向の流通は無い。
【0046】
炎孔ベース36の裏面には、図4の様に分流部材35が装着されている。なお、分流部材35の面積は、前記した様に炎孔ベース36よりも大きく、分流部材35は、図17の様に炎孔ベースからはみ出す。
炎孔ベース36の上面側(流路形成側)では、前記したように垂直壁50は、図4、18の様に二組づつがループを構成していて、島状の部位75を形成し、さらに垂直壁50の突端部分に分流部材35が当接しているので、島状の部位75によって形成される溝48aは他の部位から隔離されている。即ち、島状の部位75の溝48aと他の部位との間に通気性はない。従って、前記した様に島状の部位75以外の部位は気化した燃料ガスと空気との混合を促進しつつ炎孔部材51に混合ガスを送る流路として機能する。また当該部位は、混合部6としても機能する。島状の部位75によって囲まれた溝48aは、二次空気流路として機能する。
【0047】
分流部材35の中央の大きな開口37は、炎孔ベース36の中央に設けられた一次空気導入筒88と連通する。また分流部材35のその他の開口40,89,90の内、列となって設けられている開口40は、炎孔ベース36の島状を構成する組み合わせの垂直壁50同士の間の部位に位置する。即ち分流部材35の小さな開口40は、二次空気流路たる島状の部位75によって囲まれた溝48aに開口する。炎孔部材51に設けられた島状を構成していない組み合わせの垂直壁同士の間には、分流部材35の開口は無い。即ち混合部6には分流部材35の開口は無い。
【0048】
また分流部材35の面積は、前記した様に炎孔ベース36よりも大きく、分流部材35を炎孔ベース36に装着した状態の時、図17の様に分流部材35は、炎孔ベースからはみ出す。そしてこの状態では、分流部材35の外側のエリアに設けられた開口89,90は、いずれも炎孔ベース36の外側に露出する。
【0049】
炎孔ベース36と分流部材35は、上記した状態に組み合わされ、ハウジング122内に配置されている。
ハウジング122は、外形が略四角形の箱であるが、内部が二重構造となっている。即ちハウジング122の内部には、全面に遮熱壁85が設けられいる。遮熱壁85は、4面が組合わさっていて四角形の筒状を呈し、支持部材86によってハウジング122の外壁部100の内面に取りつけられている。遮熱壁85の下端は、内側に向かって90°に折り返され、内側向きのフランジ102が形成されている。
ハウジング122の外壁部100と、遮熱壁85との間には空気流路101となる空隙が形成されている。
【0050】
炎孔ベース36と分流部材35は、上記したハウジング122に配置されるが、炎孔ベース36の外周を囲む外側燃焼壁41は、ハウジング122内部の遮熱壁85よりも更に小さく、炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間にも空気流路103となる空隙が形成される。
また分流部材35の、炎孔ベース36からはみ出した部位の孔89,90の内、外側の孔90は、ハウジング122と遮熱壁85の間に形成される空気流路101と連通し、内側の孔89は、炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103と連通する。
【0051】
次に気化部8について説明する。気化部8は、気化室60と、ロータリーカップ(回転部材)63によって構成されている。
また気化室60は、図3,4,8,26の様に底部91と周部92を持つ円筒体であり、底部91は閉塞し、上部は開口している。即ち気化室60は窪んだ形状をしており、底部91及び周部92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。
気化室60は、前記した様に底部91及び周部92を持ち、あたかもコップの様な形状をしていて、図3,4,8,26の様に、炎孔ベース36の中央の開口82部分に取り付けられている。気化室60の位置は、炎孔ベース36の内壁43に囲まれた部位であって炎孔ベース36の中央にあり、炎孔(小孔72)に囲まれていて燃焼部7に近接して位置する。また気化室60の大部分は、燃焼部7側に露出する。より具体的には、気化室60の底部91の全部と、周部92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72)から発生する火炎により、気化室60が外側から加熱される。
【0052】
また前記した気化室60の底部91内には、電気ヒータ64が内蔵されている。即ち気化室60の底部91は加熱機能を持つ。電気ヒータ64に通電することにより、底部91が発熱し、さらにこの熱が気化室60の壁を伝導し、気化室60の内壁が全体的に加熱される。
また気化室60には、温度センサー61が埋め込まれている。
【0053】
ロータリーカップ63は、底部91と周部92を持つ有底の円筒形をしている。但し、ロータリーカップ63の底部には、9個の孔が設けられている。この内、中央に設けられた孔95は、半円形状をしており、図26の様に回転軸18が取り付けられるものである。
一方、周囲の9個の孔87は、円形であり、灯油等の液体燃料を落下させるための孔である。
またロータリーカップ63の底部と周部との境の角の部分にも、12個の開口97が設けられている。
【0054】
さらにロータリーカップ63の周部には、12個のスリット98が設けられている。スリット98は、いずれもロータリーカップ63の上端側に開口している。またスリット98の形状は、略三角形である。またスリットの一辺には、図3,4,22の様に内側に折り返された羽根部99が設けられている。
即ちスリット98は、ロータリーカップ63の側面に斜め方向にスリットを設け、そのスリットの一方の縁を内側に折り返して羽根部99を形成させたものである。
【0055】
そしてロータリーカップ63の下部中央の開口87には、一次空気導入筒88が挿入されている。一次空気導入筒88の最先端(下側)の開口部の位置は、気化室60の内部に位置する。
【0056】
また一次空気導入筒88の内部には、流路形成部材70から垂下された燃料パイプ79が挿入され、燃料パイプ79は図3,4の様にロータリーカップ63内に至っている。
より具体的に説明すると、燃料パイプ79はロータリーカップ63の上部の開口から真っ直ぐに垂下され、上からロータリーカップ63内に至る。そして燃料パイプ79からロータリーカップ63の底部に灯油等の液体燃料が滴下される。
【0057】
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、最初に説明した様に、送風機2、駆動機械部3、空気量調節部5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3の天板15に送風機2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2の回転中心と空気量調節部5の軸挿通孔25(移動側板状部材23の回転中心)とロータリーカップ63の回転中心が同一軸線上に直線的に並べられている。
【0058】
そして駆動機械部3の上部に空気量調節部5がネジ止めされている。
また空気量調節部5の下部には、混合部6及び燃焼部7が設けられているが、混合部6と空気量調節部5の境界たる分流部材35に、円錐形の流路形成部材70が設けられている。
即ち前記した様に空気量調節部5の中心部に、パッキン80を介して流路形成部材70の大きいほうの開口54が取り付けられている。一方、分流部材35の中心部の開口37にはパッキン81を介して空気量調節部5の小さいほうの開口83が接続されている。なおこれらのパッキン80,81は、断熱性に優れ、且つ灯油等の液体燃料がしみ込まないものが望ましい。具体的に、パッキンの素材には、シリコンが採用されている。
【0059】
流路形成部材70の中心軸は、空気量調節部5の移動側板状部材23のそれと一致し、且つ前記した様に流路形成部材70の開口54の直径は、移動側板状部材23の中心側のエリアの直径に略等しいので、流路形成部材70は移動側板状部材23の中心側のエリアを覆う様に位置することとなる。従って移動側板状部材23の中心側のエリアから排出された空気は、流路形成部材70によって捕捉される。
また流路形成部材70の開口端にはフランジ55が設けられており、さらにフランジ55と空気量調節部5の間にはパッキン80が介在されているので、空気の漏れはなく、移動側板状部材23の中心側のエリアから排出された空気は、漏れなく流路形成部材70の中に入る。
そして流路形成部材70の他方の開口83は、パッキン81を介して分流部材35に取り付けられ、前記した一次空気導入筒88に直接的に連通し、一次空気導入筒88は前述の様に直接的に気化部8の気化室60内に開口している。従って移動側板状部材23の中心側のエリアの開口群から排出された空気は、前記した様に主として流路形成部材70によって捕捉され、一次空気導入筒88を経由して直接的に気化部8の気化室60内に一次空気として導入される。
【0060】
また駆動機械部3のモータ16の回転軸18は、空気量調節部5の中央の軸挿通孔25,25'を連通して流路形成部材70(一次空気導入筒88)を通過し、気化室60のロータリーカップ63に接続されている。
従ってロータリーカップ63は、モータ16の動力によって回転する。またモータ16の後端側の回転軸17は、ファン11にも接続されているから、本実施形態では、単一のモータ16によって気化部8のロータリーカップ63とファン11の双方が駆動される。
なお軸挿通孔25は、移動側板状部材23の回転中心でもあるから、移動側板状部材23が回転する際に移動することはない。そのため軸挿通孔25,25'にモータ16の回転軸18があっても、移動側板状部材23の回転の妨げとならない。
【0061】
また電気ヒータ64の配線及び気化室60の温度センサー61の配管は、空気量調節部5と分流部材35の間の空隙105を通り、側面に設けられた開口106(図2)から外部に引き出される。
より詳細に説明すると、箱体13の側面であって空気量調節部5と分流部材35の中間部分には、図2(b)の様な開口106が設けられている。開口106の形状は、大きな長方形部分110と、小さな円形部分111が合体したものである。そして大きな長方形部分110には、図示しないネジによって長方形の蓋112が装着される。一方、円形部分111は、ゴム性の装着具113が嵌め込まれる。装着具113は、円盤状であり、外周部に円形孔の端部が嵌合する溝が114が設けられている他、中央部に貫通孔115が設けられている。
【0062】
当該部分を組み立てる際は、予め装着具113の孔に電気ヒータ64等の配線116を通し、面積の大きい長方形部分110からこれらの配線116を引き出す。そして装着具113を小さな円形部分111に嵌め込み、最終的に長方形の蓋112を閉じる。
【0063】
空気量調節部5と分流部材35の間の空隙105は、送風が通過する領域であるから、比較的温度が低い。そのため電気ヒータ64等の配管の被覆は、耐熱性の低いもので足る。
【0064】
点火装置96は、図3,図32(a)に示すように、ハウジング122を貫通させ、さらに遮熱壁85及び炎孔ベース36の外側燃焼壁41に開口125,126を設け、三者を貫通して炎孔部に近接させている。
また他の方策として、図32(b)の様にハウジング122を貫通させ、た後、大きく「コ」の字状に曲げ、遮熱壁85と炎孔ベース36の外側燃焼壁41を跨ぎ、先端部を炎孔部に近接させて固定してもよい。
【0065】
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。
本実施形態の燃焼装置1は、図1の様な給湯器21に使用される。そして燃焼装置1は、熱交換器19が内蔵された缶体4の上部に設置され、下部の熱交換器19に向かって火炎を発生させる。
【0066】
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16を起動してファン11とロータリーカップ63を回転させる。
ファン11の回転により、図3の矢印の様に送風機2のハウジング10の中央部に設けられた開口12から空気が吸い込まれ、空気は駆動機械部3に入る。そして空気は、駆動機械部3から上部の空気量調節部5を経て混合部6側に流れるが、本実施形態の燃焼装置1では、空気量調節部5によって流量調整される。
【0067】
即ち空気量調節部5は、前記した様に固定側板状部材22の上に移動側板状部材23が回転可能に重ねられており、両者には略同一形状の開口26,26',,27,27'が設けられている。そして移動側板状部材23は、外部に取りつけられたモータ121を回転させることにより、固定側板状部材22に対して相対的に回転することができる。
そのため図13の様に、両者の開口26,26',27,27'が重なる様な回転位置にある時は、両者の開口26,26',27,27'が連通し、空気量調節部5全体として大きな開口面積を持つこととなる。従って移動側板状部材23が固定側板状部材22に対して図12の様な位置関係にある時は、混合部6及び気化部8に大量の空気が送風される。
なお図12の様な空気量調節部5が全開状態の時、空気量調節部5の中心側のエリアの開口面積は、他の部位の開口面積の約2倍となる。
【0068】
逆に、図13に示した位置からモータ121を回転して移動側板状部材23を回転させると、一方の開口と他方の閉塞部が重なり、空気量調節部5全体としての開口面積が小さくなる。従って移動側板状部材23が固定側板状部材22に対して図13の様な位置関係にある時は、混合部6及び気化部8に送風される風量は減少する。但し、固定側板状部材22の両脇側に設けられた開口31は、固定的なものであって閉塞されることはないので、相対的に中心側の開口比率が減少し、気化部8に送風される空気の比率が減少する。
図13の様に、閉状態におけるエリアの開口面積は、他の部位の開口面積の約4分の1である。
【0069】
本実施形態の燃焼装置1では、送風機2の送風量が多い場合は、空気量調節部5を開いて中心側のエリアから高い比率で空気を排出する。その結果、気化部8により多くの割合で空気が導入される。一方、送風機2の送風量が少ない場合は、図13の様に空気量調節部5を閉じ、中心側以外の部位から排出される空気の比率を高める。そして一次空気の比率が減少し、二次空気の比率が上昇する。
【0070】
空気量調節部5を通過した空気は、二つの方向に別れて下流側に流れる。即ち中心部のエリアを通過した空気は、直接的に円錐状の流路形成部材70に捕捉され、これと連通する一次空気導入筒88から気化室60の中に送風される。
ここで本実施形態の燃焼装置1では、流路形成部材70は、空気量調節部5側の開口54が気化部側の開口83に比べて大きいから、大量の空気が流路形成部材70に取り込まれ、気化部8側に送られることとなる。機能的に説明すると、空気量調節部5の中心側のエリアの開口群によって送風機2から発生する全送風の一部が一次空気として分離され、面積の大きい流路形成部材70の上部の開口54に入る。そして流路形成部材70を流れる内に風速が増加し、分流部材35の開口37から一次空気導入筒88に入り、気化室60に供給される。なお本実施形態では、流路形成部材70は円錐形であり、内部がテーパー状であるから、空気が通過する際の渦損失等が少なく、空気の流れはスムーズである。
さらに本実施形態の燃焼装置1では、燃料パイプ79が流路形成部材70の内側に母線に沿って固定されているので、燃料パイプ79が送風の妨げとならない。そのため気化室60に入る空気のパターンは均等的である。また本実施形態の燃焼装置1では、燃料パイプ79がしっかりと固定されているので、ぐらつかず、気化室60に入る空気のパターンが変化することもない。
【0071】
また送風の他の一部は、分流部材35に列状に設けられた多数の小口径の開口40の多くから、炎孔ベース36の島状のループを構成する組み合わせの垂直壁50同士の間の溝48aに流れる。即ち分流部材35に設けられた開口40及び溝48aを経て、燃焼部7に二次空気が供給される。より具体的には、分流部材35の列状の開口40、網状部材77の長孔73、炎孔部材51の空気孔列b及び補炎部材78の丸孔67を経て燃焼部7に二次空気が供給される。
【0072】
さらに分流部材35の外側のエリアに設けられた開口89,90を通過した送風は、炎孔ベース36の外周部を流れる。
具体的には、内側の開口89を通過した送風は、炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れ、遮熱壁85の下端に設けられたフランジ102と衝突して炎孔ベース36の内側に向きを変え、燃焼部7側に向かって流れる。また空気流路103を流れる空気の一部は、外側燃焼壁41に設けられた孔53からも炎孔ベース36の内側に流れ込む。
上記した炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れる空気は、遮熱壁85を冷却する作用を持つ。またこの空気は、フランジ102と衝突して炎孔ベース36の内側に向きを変え、その多くが二次空気として消費される。外側燃焼壁41に設けられた孔53からも炎孔ベース36の内側に流れ込む空気も、その多くが二次空気として燃焼に寄与する。
【0073】
さらに分流部材35の外側の開口90を通過した送風は、ハウジング122の外壁部100と遮熱壁85の間に形成される空気流路101を流れる。
当該空気流路101を流れる空気は、主としてハウジング122の外壁部100や下部の熱交換器の外壁を冷やす機能を果たす。
【0074】
そして送風機2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、気化室60を通風雰囲気とする。また周部92に内蔵された電気ヒータ64に通電して発熱させ、気化室60の内壁全体を昇温させる。この状態において、燃料パイプ79から灯油をロータリーカップ63内に滴下する。
滴下された灯油は、ロータリーカップ63から遠心力を受け、ロータリーカップのスリット98及び角の部分の開口97から飛散する。そして飛散した灯油は、ロータリーカップ63の周囲に配された気化室60の内面に接触し、熱を受けて気化する。
また灯油の一部は、遠心力によってスリット98及び角の部分の開口97に至る前にロータリーカップの底の孔87から気化室60の底部91に落下し、気化室60の底部91に接触し、熱を受けて気化する。
そしてロータリーカップ63の内面に設けられた羽根部99によって気化室60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。
【0075】
こうして発生した混合ガスは、図8の矢印の様に、ロータリーカップ63の外壁と気化室60の周壁92によって形成される空隙94を流れて下流に向かう。即ち混合ガスは、気化室60の円筒状の周壁92に沿って一旦上方に流れる。ここで気化室60の開口部近傍には一次空気導入筒88が挿入されているので、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。
【0076】
こうして流路形成部材70から一次空気導入筒88を介して気化室60の内部に供給された空気は、飛散した燃料と混合され、高温状態となって気化室60の上部の開口部84から排出される。そして気化室60を出た混合ガスは、一旦炎孔ベース36の上部側の通路に流れ込む。
【0077】
そして混合ガスは、図8,25の様に島状のループを構成していない組み合わせの垂直壁50同士の間の溝48bに流れ込む。
そして前記した様に燃料ガスは、下部に設けられた炎孔(小孔72)から放出される。本実施形態では、炎孔部材55に網状部材77が積層されているので、燃料ガスは、炎孔部材55から放出される直前に網状部材77によって攪拌される。
なお、網状部材77の炎孔ベース36の垂直壁50の端面と当接する部位にシール剤が塗布されているので垂直壁50部位におけるガスの横方向の流通は無く、燃料ガスは横に逃げることなく全量が炎孔(小孔72)から放出される。
【0078】
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。即ち二次空気は、分流部材35に設けられた多数の開口40から、炎孔ベース36のループを構成する組み合わせの垂直壁50同士の間の溝48aに流れ、炎孔(小孔72)の側面部に供給される。
【0079】
また前記した様に、分流部材35の外側のエリアに設けられた開口89から炎孔ベース36の外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れる空気や、分流部材35の開口90からハウジング122の外壁部100と遮熱壁85の間に形成される空気流路101を流れる空気についても二次空気として機能する。特に前者の分流部材35の開口89を経て外側燃焼壁41と遮熱壁85の間に形成される空気流路103を流れる空気は、その一部が外側燃焼壁41に設けられた孔53からも炎孔ベース36の内側に流れ込み、また残部は遮熱壁85の下端に設けられた折り返し部分(フランジ102)と衝突して燃焼部7側に流れるので、二次空気として消費される割合が高い。
【0080】
そして図32(a)の様に遮熱壁85と外側燃焼壁41を貫通して取り付けられた点火装置96によって燃料ガスに点火されると、炎孔(小孔72)から下向きの火炎が発生する。
【0081】
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、気化室60が火炎によって加熱される。そのため気化室60内の温度が上昇し、燃料の気化がさらに促進される。
また炎孔ベース36に内壁43,59が設けられており、これらが燃焼部7から熱を受けて炎孔ベース36を保温し、燃料の再液化を防ぐ。
加えて本実施形態では、流路形成部材70は、断熱性に優れたパッキン80を介して混合部の一部たる分流部材35に取り付けられているので、混合部や燃料ガス流路の熱が流路形成部材70に逃げない。そのため燃料の再液化はさらに発生しにくい。また万一、燃料が再液化しても、パッキン80には灯油等の液体燃料がしみ込まないものが選定されているので、焼損事故の心配は無い。
【0082】
加えて本実施形態の燃焼装置1では、一次空気導入筒88についても、炎孔ベース36と一体的であるから、燃焼によって炎孔ベース36の温度が上昇すると、気化室60に導入される空気の温度も高まる。そのため本実施形態の燃焼装置1では、燃料の気化状態が安定している。
【0083】
また本実施形態の燃焼装置1では、燃焼出力の変化に応じて外付けされたモータ121が回動され、空気量調節部5の開口量を変化させる。即ち燃焼量が増加し、送風機2が発生する送風量が多いときは、モータ121を回動して固定側板状部材22と移動側板状部材23の開口26,26',27,27',28が連通する方向に移動側板状部材23を回す。その結果、燃焼に寄与する空気量が増大するだけでなく、気化部8に供給される一次空気の比率が上昇する。
その結果、炎孔72から放出される燃料ガスの濃度が低下する。
【0084】
逆に燃焼量が減少し、送風機2が発生する送風量が減少した場合は、移動側板状部材23の開口26,27,28を固定側板状部材22の閉塞部と合致させる方向に移動側板状部材23を回す。その結果、燃焼に寄与する空気量が減少するだけでなく、気化部8に供給される一次空気の比率が減少する。即ち、放出する燃料ガスの濃度が濃くなり、その周囲に供給される空気が相対的に多くなる。
このように、高出力燃焼を行なっている場合に、気化部8に供給される一次空気の比率を上げ、逆に低出力燃焼を行なっている場合に一次空気の比率を下げることによって、NOX(窒素酸化物)の排出量を減少させることが可能となる。
【0085】
以上説明した実施形態では、外側燃焼壁41に孔を設けて、空気流路を流れる空気を燃焼部側に導く構成を開示し、孔は、一列に設けた例を示した。しかしながら、外側燃焼壁41に設ける孔は、一列である必要はなく、複数列の孔を設ける構成も推奨される。外側燃焼壁41に複数列の孔を設ける場合は、図31に示すように、炎孔に近いエリアにより多くの孔を設けることが望ましい。あるいは炎孔に近いエリアの孔をより大きなものとすることも推奨される。要するに炎孔に近接した部位の総開口面積が炎孔から遠い位置に設けられた総開口面積よりも大きいことが望ましい。
【0086】
また前記した実施形態では、分流部材35の面積を炎孔ベース36よりも大きく設計し、炎孔ベースからはみ出した部分に開口89,90を設け、当該開口89,90から炎孔ベース36の外周に空気を送風した。
この様に、分流部材35の面積を大きくする構成は、製作が簡単であり、推奨される構成であるが、他の構成として、図33(a)の様なものが考えられる。図33(a)に示す例では、炎孔ベース35に斜め方向の孔120を設け、上流側と炎孔ベース36の外側燃焼壁41の外部を連通させる。本実施形態では、空気は、斜め方向に設けられた孔120を通過して炎孔ベース36の外側燃焼壁41と、内筒の間に流れ込む。
また他の方策として、図33(b)の様に炎孔ベース35の板状部分を外側燃焼壁41のさらに外側まで延長し、当該部位に開口130,131を設けて空気流路101,103に送風することも可能である。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の燃焼装置では気化部と送風機との間に一次空気を他と分離する整流手段を設け、一次空気を他と分離し、さらに分離した一次空気を流路形成手段によって気化部に導く構成を採用したので、より大量の空気を気化部に供給することができる。そのため請求項1に記載の燃焼装置は、気化部の能力が高く、装置全体の小型化に寄与する効果がある。
さらに請求項1に記載の燃焼装置で採用する流路形成手段は、整流手段側又は空気量調節部側の開口が、気化部側の開口に比べて面積が大きいので、前者の開口から大量に空気が入り、流速を増して気化部に導入される。そのため本発明の燃焼装置では、より大量の空気が気化部に導入され、気化器の性能をさらに向上させることができる効果がある。
【0088】
また請求項2に記載の燃焼装置は、空気量調節部に複数の開口又は開口群を設け、中央部の開口又は開口群を通過する空気が流路形成手段に捕捉され、一次空気として気化部に供給するので、大量の空気を気化部に供給することができ、気化部の能力が高く、装置全体の小型化に寄与する効果がある。
加えて請求項2に記載の燃焼装置では、送風機と空気量調節部及び気化部の三者が直線的に配置されているので、外形が小型であり、且つ空気流路が直線的となって流路抵抗が小さい効果がある。
さらに請求項2に記載の燃焼装置で採用する流路形成手段は、整流手段側又は空気量調節部側の開口が、気化部側の開口に比べて面積が大きいので、前者の開口から大量に空気が入り、流速を増して気化部に導入される。そのため本発明の燃焼装置では、より大量の空気が気化部に導入され、気化器の性能をさらに向上させることができる効果がある。
【0089】
また請求項3に記載の燃焼装置についても、前記した発明と同様に、大量の空気を気化部に供給することができ、気化部の能力が高く、装置全体の小型化に寄与する効果がある。また加えて本発明では、流路形成手段に燃料供給管が固定され、当該燃料供給管から気化部に液体燃料が供給されるので、安定して燃焼する。また本発明によると、燃料供給管によって空気の流れが阻害されることが少なくなり、燃焼が安定する。
【0090】
【0091】
また請求項4に記載の燃焼装置では、パッキンを介して気化部側に接続されているため空気のもれが無く、大量の空気が確実に気化部に導入される効果がある。
【0092】
また請求項5に記載の燃焼装置では、空気量調節部と炎孔ベースの間の空隙を利用して配線を行なうので、配線等の仕舞いが簡単である。さらに前記した空隙部分は、空気が通過する部位であるから温度が比較的低く、配線の被覆の耐熱性は低いもので足る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の燃焼装置を内蔵する給湯器の断面図である。
【図2】 本発明の実施形態の燃焼装置の正面図及び箱体の開口部分の斜視図である。
【図3】 本発明の実施形態の燃焼装置の断面図である。
【図4】 本発明の実施形態の燃焼装置の全体の分解斜視図である。
【図5】 図2の燃焼装置の流路形成部材周辺の分解斜視図である。
【図6】 流路形成部材に燃料供給管を取り付ける際の構成を示す斜視図である。
【図7】 図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の斜視図である。
【図8】 図2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2の燃焼装置で採用する空気量調節部の固定側板状部材の正面図である。
【図10】 図9の固定側板状部材の側面図である。
【図11】 図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の移動側板状部材の正面図である。
【図12】 図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を開いた状態を示す。
【図13】 図2の燃焼装置で採用する空気量調節部の正面図であり、開口を閉じた状態を示す。
【図14】 図2の燃焼装置で採用する分流部材の正面図である。
【図15】 図2の燃焼装置で採用する炎孔ベースの上面側(気体流路側)の図面である。
【図16】 図15の炎孔ベースの下面側(炎孔側)の図面である。
【図17】 図2の燃焼装置で採用する炎孔ベースと、炎孔部材、網状部材及び補炎部材を組み合わせた状態の正面図である。
【図18】 炎孔部材の正面図である。
【図19】 網状部材の正面図である。
【図20】 補炎部材の正面図である。
【図21】 図20のA−A断面図である。
【図22】 図2の燃焼装置で採用するロータリーカップの正面図及び平面図である。
【図23】 図16のA−A断面図である。
【図24】 図16のB−B断面図である。
【図25】 図2の燃焼装置で採用する炎孔ベースの気体流路側の構成を説明する説明図である。
【図26】 図2の燃焼装置の炎孔近傍を下側から見た斜視図である。
【図27】 燃料ガスの流れを説明する説明図である。
【図28】 二次空気の流れを説明する説明図である。
【図29】 炎孔部材と網状部材及び補炎部材の重ね合わせ構造を示す斜視図である。
【図30】 図2の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。
【図31】 本発明の他の実施形態の燃焼装置を下側から見た概略斜視図である。
【図32】(a)は、図3の燃焼装置の点火装置取り付け部分の拡大図であり、(b)はその変形例である。
【図33】 本発明の他の実施形態で採用する炎孔ベースの端部の断面図及びその変形例を示す断面図である。
【図34】 従来技術の燃焼装置の燃焼部と気化部の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 燃焼装置
2 送風機
3 駆動機械部
5 空気量調節部(整流手段)
7 燃焼部
8 気化部
16 モータ
21 給湯器
35 分流部材
36 炎孔ベース
54 上部の開口
55,56 フランジ
60 気化室
70 流路形成部材
62 取り付け金具
79 燃料パイプ
83 下部の開口
Claims (5)
- 炎孔が設けられた燃焼部と、液体燃料を気化すると共に気化した燃料と一次空気とを燃焼部に至る前に混合する気化部と、送風機を有する燃焼装置において、気化部と送風機との間に設けられ一次空気を他と分離する整流手段と、整流手段によって分離された一次空気を気化部に導く流路形成手段を備え、流路形成手段は、整流手段側の開口と、気化部側の開口を有し、整流手段側の開口は、気化部側の開口に比べて面積が大きいことを特徴とする燃焼装置。
- 炎孔が設けられた燃焼部と、液体燃料を気化すると共に気化した燃料と一次空気とを燃焼部に至る前に混合する気化部と、送風機と、前記送風機と燃焼部及び気化部の間にあって燃焼部及び気化部に供給させる空気量を調節する空気量調節部を有する燃焼装置において、前記送風機と空気量調節部及び気化部の三者は直線的に配置され、前記空気量調節部は複数の開口又は開口群を有し、中央部の開口又は開口群と気化部の間を接続する流路形成手段を有し、流路形成手段は、整流手段側又は空気量調節部側の開口と、気化部側の開口を有し、整流手段側又は空気量調節部側の開口は、気化部側の開口に比べて面積が大きく、空気量調節部の中央部の開口又は開口群を通過する空気は一次空気として気化部に供給され、空気量調節部の周部の開口又は開口群を通過する空気は、燃焼部側に供給されることを特徴とする燃焼装置。
- 炎孔が設けられた燃焼部と、液体燃料を気化すると共に気化した燃料と一次空気とを燃焼部に至る前に混合する気化部と、気化部に液体燃料を供給する燃料供給管と、送風機と、前記送風機と燃焼部及び気化部の間にあって燃焼部及び気化部に供給させる空気量を調節する空気量調節部を有する燃焼装置において、前記送風機と空気量調節部及び気化部の三者は直線的に配置され、前記空気量調節部は複数の開口又は開口群を有し、中央部の開口又は開口群と気化部の間を接続する流路形成手段を有し、空気量調節部の中央部の開口又は開口群を通過する空気は一次空気として気化部に供給され、空気量調節部の周部の開口又は開口群を通過する空気は、燃焼部側に供給され、さらに流路形成手段に燃料供給管が固定され、当該燃料供給管から気化部に液体燃料が供給されることを特徴とする燃焼装置。
- 流路形成手段は、パッキンを介して気化部側に接続されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の燃焼装置。
- 液体燃料に熱を供給する電気ヒータ及び/又は気化部の温度を検知する温度検知手段と、炎孔を平面的に分布させる炎孔ベースを有し、空気量調節部は平面的であって複数の開口又は開口群を有し、送風機と空気量調節部及び炎孔ベースの三者は直線的に配置され、空気量調節部と炎孔ベースの間には空隙が設けられ、電気ヒータ及び/又は温度検知手段の配線は、前記空隙を通って外部に引き出されていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の燃焼装置。
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