JP4678465B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は燃焼装置に関するものであり、特に寒冷地などの低温雰囲気下に配置され、当該燃焼装置内に供給される空気が低温の場合においても円滑に点火が行われる燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
給湯器などに内蔵される燃焼装置のうち、液体燃料を燃焼する燃焼装置として噴霧式燃焼装置が広く用いられている。噴霧式燃焼装置は、燃焼室内に灯油などの液体燃料を霧状に噴射し、空気と混合して燃焼するものである。
図９は噴霧式燃焼装置を採用した貯湯式給湯器を示す図であり、同（ａ）は当該貯湯式給湯器の前面パネルを取り外した状態の正面図であり、同（ｂ）は側面パネルを取り外した状態の側面図である。図１０は、噴霧式燃焼装置の構成を示す模式図である。図１１は、図１０の噴霧式燃焼装置のバーナ部及び送風部近傍の拡大図である。
【０００３】
噴霧式燃焼装置５０は図の様に、燃焼室２と熱交換部３により構成される本体部５を有する。すなわち本体部５は多くの場合円筒形であり、下部の部位は空洞状であって燃焼室２を構成している。そして燃焼室２の上部には貯湯部６が形成されている。そして貯湯部６には多数の円管７が挿通されている。
また本体部５の下流側（図面上部側）には消音部８が設けられている。そして前記した多数の円管６の一端は、本体部５の燃焼室２に開口し、他端側は消音部８側に開口している。消音部８は外部に通じるラビリンス構造１０を有し、前記熱交換部３の上部に接続されており、前記熱交換部３の円管７を通過した燃焼ガスをラビリンス構造１０により減圧して空気に放出することにより、燃焼音の外部への漏洩を防止する働きをする。
【０００４】
また本体部５の下部側面にバーナ部２０が取り付けられている。
バーナ部２０は、箱状のバーナケース１２を有し、その内部に燃料噴射ノズル１３が内蔵されたものである。またバーナケース１２の上面には送風機１５が取り付けられている。さらに送風機１５の給気口１６には給気ダクト１７が接続され、外部につながっている。
【０００５】
そしてこの種の燃焼装置５０では、外部の空気が給気ダクト１７を介して送風機１５に吸い込まれ、空気は加圧されてバーナケース１２に流れ、さらに本体部５の燃焼室２で燃焼に供される。すなわちこの種の燃焼装置５０では、給気ダクト１７、燃焼室２及びバーナケース１２が一連の空気流路となる。
【０００６】
一方、バーナケース１２に内蔵された燃料噴射ノズル１３からは灯油等の液体燃料が霧状に噴射される。そして前記した送風機１５から供給された空気と噴霧された液体燃料が混合され、バーナケース１２の末端部分から本体部５の燃焼室２にかけての部位で燃焼する。そして発生した燃焼ガスは、貯湯部６に設けられた円管７を通過して消音部８側に抜ける。
この間、円管７の壁面で燃焼ガスと貯湯部６内の水の熱交換が行われ、貯湯部６の水が加熱される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
噴霧式燃焼装置５０などに用いられる灯油などの液体燃料は、低温雰囲気下において点火が困難であるという性質を有する。よって、液体燃料を用いる噴霧式燃焼装置５０に代表される燃焼装置は、低温雰囲気下に置かれると燃料および燃料噴射ノズル１３の近傍や燃焼室２内が低温となり、点火が安定して行えないという問題があった。
【０００８】
また、室内などあまり低温とならない場所に噴霧式燃焼装置５０が設置される場合であっても、燃焼に供される空気が低温である場合がある。すなわち噴霧式燃焼装置５０が室内に置かれている場合であっても、室内の空気を汚さない様に、給気ダクト１７の開口端は室外に設けられている。そのため外気温度が低い場合には、燃焼に供される空気の温度も低いものとなる。
その結果、燃焼室２内において低温の空気と液体燃料が接触し、前記液体燃料が急激に冷却され、噴霧式燃焼装置５０の点火不良が生じる可能性が高いという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明においては寒冷地等の低温雰囲気下においても点火不良を生じない燃焼装置の提供を課題とした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題に基づき提供される請求項１に記載の発明は、燃焼手段と、燃焼に供される空気を供給する送風手段を備えた燃焼装置において、空気を加熱する加熱手段と、燃焼に供される空気の温度を検知する空気温度センサが設けられており、当該空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動し前記空気を加熱することを特徴とする燃焼装置である。
【００１１】
本発明の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を検知する。ここで前記した様に、燃焼装置は、低温雰囲気下に置かれると点火不良を起こす場合が多く、燃焼に供される空気の温度は、当該燃料がスムーズに点火可能な温度以上であることが望まれる。本発明の燃焼装置は、前記空気温度センサの検知温度に基づき作動する加熱手段を有し、燃焼に寄与する空気をあらかじめ昇温する構造である。よって燃焼部に供給される空気は所定の温度以上であり、燃料の点火不良が防止できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、液体燃料を噴射する燃料噴射手段を備えた燃焼手段と、燃焼に供される空気を供給する送風手段を備えた燃焼装置において、空気を加熱する加熱手段と、燃焼に供される空気の温度を検知する空気温度センサが設けられており、当該空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動し前記空気を加熱することを特徴とする燃焼装置である。
【００１３】
本発明の燃焼装置は、液体燃料を噴射する燃料噴射手段を備えたものである。一般に液体燃料を使用する燃焼装置は、低温雰囲気下において点火不良を起こす場合が多いが、本発明の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を測定し、検知温度に基づいて加熱手段を作動させることにより、燃焼に寄与する空気をあらかじめ昇温させる。よって燃焼部に供給される空気は所定の温度以上となり、燃料の点火不良が防止できる。
【００１４】
また請求項３に記載の発明は、空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にあり、当該空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動し、加熱された空気が供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置である。
【００１５】
本発明の燃焼装置では、空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にある。そのため本発明では、給気温度が正確に測定される。そして本発明の燃焼装置では、空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動するので、動作が確実であり、燃料の点火不良が防止できる。
【００１６】
また請求項４に記載の発明は、液体燃料を噴射する燃料噴射手段を備えた燃焼手段と、燃焼に供される空気を供給する送風手段を備えた燃焼装置において、燃焼手段又はその近傍を加熱する加熱手段と、燃焼に供される空気の温度を検知する空気温度センサを有し、当該空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にあり、当該空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動し、燃焼手段又はその近傍を加熱することを特徴とする燃焼装置である。
【００１７】
本発明の燃焼装置においては、燃焼手段又はその近傍を加熱する加熱手段が設けられている。そして本発明の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を測定し、検知温度に基づいて加熱手段を作動させることにより、燃焼手段又はその近傍を加熱する。よって燃焼部の近傍は所定の温度雰囲気となり、燃料の点火不良が防止できる。
【００１８】
また請求項５に記載の発明は、燃焼手段に対する点火に先立ち、空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動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、燃焼手段に対する点火に先立ち、空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動する。そのため点火に先立って供給される空気や燃焼部近傍等が加熱される。そのため燃料の点火がスムーズに行える。
【００２０】
また請求項６に記載の発明は、湯を蓄える貯湯部を有し、燃焼手段により生じた燃焼ガスによって貯湯部を加熱することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２１】
本発明の燃焼装置は、貯湯式給湯器等の湯を蓄える貯湯部を有する構成である。貯湯部を有する燃焼装置は、寒冷地で使用されることが多く、本発明の構成を採用することが望ましいものである。
【００２２】
さらに請求項７に記載の発明は、湯を蓄える貯湯部を有し、燃焼手段により生じた燃焼ガスによって貯湯部を加熱し、空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にあり、貯湯部の温度を検知する湯温検知センサを有し、湯温検知センサが一定温度以下を検知したときに送風手段を駆動して空気通路に空気を導入して燃焼に供される空気の温度を測定し、当該空気温度センサの検知温度に基づき前記加熱手段が作動す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。
【００２３】
本発明の燃焼装置についても、貯湯式給湯器等の湯を蓄える貯湯部を有する構成である。そして本発明では、貯湯部の温度を検知する湯温検知センサを有し、湯温検知センサが一定温度以下を検知したことを契機として送風手段を駆動し、空気通路に空気を導入して燃焼に供される空気の温度を検知する。
すなわち貯湯式給湯器等の湯を蓄える貯湯部を有する燃焼装置では、貯湯部の熱容量が大きいため、貯湯部の温度が高い場合には、焼装置全体の雰囲気温度も高い。そのため点火は比較的円滑である。
これに対して貯湯部の温度が低い場合には、焼装装置全体の雰囲気温度が低下しているので、供給される空気の温度が低い場合には失火し易い。
そこで本発明の燃焼装置では、湯温検知センサが一定温度以下を検知したことを契機として送風手段を駆動し、空気通路に空気を導入して燃焼に供される空気の温度を測定し、状況に応じて加熱手段が作動させることとした。
【００２４】
また請求項８に記載の発明は、送風手段は送風機を有し、加熱手段は送風機の上流側又は下流側の少なくともいずれかに設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２５】
本発明の燃焼装置においては、加熱手段が送風機の上流側又は下流側の少なくともいずれかに設けられており、当該加熱手段により加熱された空気が当該燃焼装置内に供給されるため、燃料の点火不良が生じない。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、燃焼手段は液体燃料を噴射する燃料噴射手段と、燃料噴射手段を直接的に又は間接的に覆うケース部材を有し、加熱手段は前記ケース部材の壁面に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２７】
本発明の燃焼装置では、加熱手段が燃料噴射手段を覆うケース部材の壁面に取り付けられている。そのため加熱手段によって燃料噴射手段の周囲が高温雰囲気となる。そのため燃料の点火不良が生じない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下において、本発明の第１実施形態の燃焼装置について説明する。なお、本実施形態の燃焼装置の機械的構造は、前記した噴霧式燃焼装置５０とほぼ同様であるため、共通する部分については詳細説明を省略する。
図１は本発明の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。図２は、本発明の実施形態の燃焼装置に用いられる温度センサを示す回路図である。図３は、本発明の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。図４は、本発明の他の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。図５，図６は、本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【００２９】
本実施形態の燃焼装置１は、従来技術と同様に本体部５を有する。そして本体部５の下部の部位は空洞状であって燃焼室２を構成している。また燃焼室２の上部には貯湯部６が形成され、多数の円管７が挿通されている。
【００３０】
また本体部５の下部側面にバーナ部２０が取り付けられている。バーナ部２０は、従来技術と同様に箱状のバーナケース１２を有し、その内部に燃料噴射ノズル１３が内蔵されたものである。またバーナケース１２の上面には送風機１５が取り付けられている。さらに送風機１５の給気口１６には給気ダクト１７が接続され、外部につながっている。
【００３１】
本実施形態の燃焼装置１においては、当該燃焼装置１に供給される空気の温度を検知する空気温度センサ２１が、バーナケース１２の内部に設けられている。空気温度センサ２１は、空気通路の中にあり、送風機５が駆動し空気がバーナケース１２に導入された時、その空気温度を検知できるものである。なお、本実施形態において空気温度センサ２１にはサーミスタを採用するが、空気温度センサ２１はこれに限らずポジスタや熱電対など室温程度の温度を測定可能なものであればいかなる物を用いても良い。また、空気温度センサ２１は後述する制御回路部２２に接続されており、当該空気温度センサ２１が検知する検知信号は前記制御回路部２２に送信される。
【００３２】
また本実施形態の燃焼装置１では、送風機１５とバーナケース１２を連結する給気管２５内に、加熱手段２３が内蔵されている。なお、本実施形態においては、加熱手段２３は電気ヒータであるが、空気を加熱しうるものであればこれに限らずいかなるものであっても良い。また、加熱手段２３は給気管２５の内部に配置されても、給気管２５を包囲する位置に取り付けられても良いが、エネルギー効率などを考慮すると、より一層効率よく空気の加熱ができる給気管２５の内部に配置される事が望ましい。加熱手段２３は後述する制御回路部２２に接続されており、加熱手段２３の作動は制御回路部２２により制御される。
【００３３】
上記の通り、温度センサ２１および加熱手段２３は制御回路部２２に接続されている。制御回路部２２は、燃焼装置１のバーナ部２０内に供給される空気の温度を統括するものであり、ＣＰＵを用いたデジタル回路で構成される。
本実施形態の制御回路部２２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏポート、および、アナログのセンサ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、あるいは、生成されたデジタル制御信号をアナログ制御信号に変換するＤ／Ａ変換回路などを備え、センサの検知信号やスイッチの切換信号を参照しつつ、バーナ部２０に導入される空気の温度に応じた制御信号をプログラム処理によって生成するものである。
制御に用いる各種の判別基準値は、予めＲＯＭに格納されており、ＣＰＵで随時データを参照することによって必要な判別処理を行うようにしている。
【００３４】
制御回路部２２では、空気温度センサ２１の検知信号を例えば０〜５ボルトの電圧変動として取り込み、取り込んだアナログ電圧をＡ／Ｄ変換回路１９を介することにより、電圧に対応したデジタル信号を生成してＣＰＵ１８において信号処理を行っている。
なお、Ａ／Ｄ変換回路１９は８ｂｉｔ処理を行っており、０〜５ボルトのアナログ電圧を２５５分割して対応したデジタルデータを変換出力している。
【００３５】
ここで、温度変動に伴う空気温度センサ２１の抵抗値変動を電圧として検出するには、通常、直列接続された空気温度センサ２１と抵抗２７の両端に電圧を印加し、接続点の電位を検出する構成が採られる。この場合、図２（ａ）に示す空気温度センサ２１をアース側に接続し抵抗２７側に正電圧を印加する構成や、逆に、図２（ｂ）に示す抵抗２７をアース側に接続し空気温度センサ２１側に正電圧を印加する構成を採ることができる。
本実施形態においては、いずれの電圧極性でもバーナ部２０に供給される空気の温度を計測可能であるが、本実施形態では、空気温度センサ２１をアース側に接続し抵抗２７側に正電圧を印加する構成としている。そして、接続点電位をセンサ検知信号として制御回路部２２へ送出している。
【００３６】
図３は本実施形態の燃焼装置１における空気温度センサ２１の検知信号に基づき、加熱手段２３の制御を行う制御回路部２２のフローチャート図である。本実施形態の燃焼装置１においては、バーナ部２０内に供給される空気の温度範囲を２０℃乃至２５℃の範囲とした。
【００３７】
以下、図３に基づき燃焼装置１における燃料の点火までの手順を説明する。まず、ステップ１において運転スイッチがＯＮされているか否かを確認し、運転スイッチのＯＮを待つ。そして運転スイッチがＯＮされたならばステップ２に移行し、送風部５を駆動し、給気ダクト１７に外気を導入する。なおこの時点では、燃料噴射ノズル１３から燃料を噴射しない。
そして導入された空気の温度が、ステップ３においてバーナケース１２内に配置された温度センサ２１により検知される。ステップ３において測定された導入空気の温度が、０℃より高い場合、制御フローはステップ３’へと進行し、燃焼を開始させる。すなわちステップ３において測定された空気の温度が０℃より高い場合は、外気温度が高く、支障無く点火を行う環境にある。そのため制御フローはステップ３’へと進行し、燃料噴射ノズル１３から燃料を噴射し、燃料に点火して燃焼を開始し、制御フローが完了する。
【００３８】
これに対してステップ３において測定されたバーナケース１２内の空気の温度が０℃未満である場合は、外気温度が低く、点火に支障が生じる懸念がある。そのため本実施形態の燃焼装置１では、ステップ４に移行せしめ、加熱手段２３の作動を開始する。その結果、給気管２５内に内蔵された加熱手段２３が発熱し、供給される空気が昇温する。
【００３９】
そしてステップ５においてバーナケース１２内の温度が再度検出され、バーナケース１２内が２５°Ｃ以上となるのを待つ。すなわちステップ５においてバーナケース１２内の温度が再度検出され、バーナケース１２内の温度が２５℃より低い場合は、制御フローはステップ４に戻り、引き続き加熱手段２３を作動させ、供給される空気を加熱する。
【００４０】
そしてバーナケース１２内が２５°Ｃ以上になると、制御フローがステップ６に進行する。ステップ６において、加熱手段２３の駆動が停止すると、直ちにステップ７に移行し、燃焼を開始させる。すなわち供給される空気の温度が上昇し、支障無く点火を行う環境が整ったことが確認されたので、燃料噴射ノズル１３から燃料を噴射し、燃料に点火して燃焼を開始させる。そして本制御フローが完了する。
【００４１】
本実施形態の燃焼装置１においては、空気温度センサ２１により測定される空気の温度に基づき発熱駆動する加熱手段２３が給気管２５内に取り付けられており、外気温度が低い場合には、点火に先立って灯油などの液体燃料と共にバーナ部２０内に供給される空気が加熱される。よって燃焼装置１は寒冷地等、液体燃料の点火が困難である低温雰囲気下に設置されても点火不良が生じない。
【００４２】
以上説明した実施形態では、ステップ５においてバーナケース１２内が２５°Ｃ以上になるのを待つ構成としたが、例えば５分といった一定時間に渡って加熱手段２３を機能させてもよい。
【００４３】
また上記した実施形態は、主として供給空気の温度を上昇させて円滑に点火させることを目的としたものであるが、バーナケース１２の雰囲気温度を上昇させても失火の防止に役立つ。
バーナケース１２の雰囲気温度を上昇させる場合には、図４に示すフローチャートの様に送風を停止した状態で加熱手段を作動させる方が良い場合もある。すなわち図４に示すフローチャートでは、ステップ３において測定されたバーナケース１２内の空気の温度が０℃未満である場合、ステップ４で送風を停止し、加熱手段２３をＯＮし、バーナケース１２内を加熱する。ステップ５以下は、先のフローチャートと実質的に同一である。
【００４４】
また先の実施形態では、加熱手段２３を送風機１５とバーナケース１２の間に設けた。すなわち上記した実施形態では、加熱手段２３を送風機１５の下流側に設けたが、本発明は、加熱手段２３の位置を限定するものではなく、加熱手段２３の取付け位置は任意である。したがって例えば図５に示す様に送風機１５の上流側に加熱手段３０を設けても良い。さらに図６、図７の様にバーナケース１２に加熱手段３１，３２を設けてもよい。図６は、バーナケース１２の裏板の壁面に加熱手段３１を取り付けた例であり、図７は、バーナケース１２の底板の壁面に加熱手段３２を取り付けた例である。
【００４５】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態の燃焼装置３５について説明する。本実施形態の燃焼装置３５は前記第１実施形態の燃焼装置１とほぼ同様の構造を有するため、共通する部分については同一の符号を付し詳細の説明については省略する。
図７は本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。図８は、本発明の他の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。
【００４６】
燃焼装置３５は、前記第１実施形態の燃焼装置１における加熱手段２３に代わりバーナケース１２の底板に加熱手段３２が取り付けられた構造であり、当該加熱手段３２は制御回路部２２により発熱駆動が制御される。なお、加熱手段３２は電気ヒータであるが、これに限らずいかなる加熱手段であっても良い。
【００４７】
また本実施形態の燃焼装置３５では、前記した空気温度センサ２１に加えて、貯湯部６の温度を検知する湯温検知センサ３６が設けられている。
以下において、図７に示すフローチャートに則り、燃焼装置３５における燃料の点火に至るまでの一連のフローについて説明する。
図８に示す制御フローは、運転スイッチがＯＦＦされた状態の時に機能する。すなわち制御フローは、待機期間の間に機能し、いつでも点火ができる状態に維持するものである。
本実施形態では、ステップ１で運転スイッチがＯＦＦであることを確認する。本実施形態では、運転スイッチがＯＦＦである状態とは、燃焼がなされていない状態を指す。
ステップ１で運転スイッチがＯＦＦであることが分かると、ステップ２に進み、湯温検知センサ３６の温度を確認する。すなわち貯湯部６の温度を確認し、これが例えば２０°未満であるか否かを確認する。
【００４８】
ここで前記した様に、貯湯部６には大量の水が溜められており、相当に熱容量が高いから、貯湯部６の温度が高いならば（例えば２０°を越える場合）燃焼装置全体の雰囲気温度は高い。そのため供給される空気の温度が低くても、点火に支障はない。したがって貯湯部の温度が２０°を越えているならば、いつでも点火できる状態であるから、ステップ１に戻り、点火指令（運転スイッチＯＮ）を待つ。
そして運転スイッチがＯＮされれば、ステップ１１に移行し、燃料噴射ノズル１３から燃料を噴射し、燃料に点火して燃焼を開始し、制御フローが完了する。
【００４９】
一方、ステップ２において、貯湯部の温度が２０°以下であるならば、燃焼装置３５全体の保有熱量が少なく、冷たい外気の侵入によって失火が起こる懸念がある。そのため以下のステップ３，４，４ａによって燃焼に寄与する空気の温度を５分間に渡って確認する。
すなわちステップ３によって送風機１５を駆動し、燃焼装置３５の外部から空気を取り込む。引き続きステップ４において、バーナケース１２内に配置された空気温度センサ２１により取り込まれた空気の温度が測定される。ステップ４において、空気の温度が０℃より高い場合は制御フローがステップ４ａへと進行し、送風機１５をＯＮした後の温度が５分を越えているか否かを確認する。送風機１５をＯＮした後の温度が５分未満であれば、空気温度センサ２１の反応時間の関係や、燃焼装置の保有熱の関係で、外気温度が正確に測定されていない可能性がある。そのためステップ４に戻り、温度検知を再開する。こうして５分間の間、供給される空気の温度を検知し続ける。
送風機１５をＯＮした後の温度が５分を越えても検知される外気温度が０℃より高い場合は、ステップ４ａからステップ４ｂに移行して送風機を停止し、さらにステップ１に戻る。
【００５０】
一方、ステップ４において、取り込まれる空気の温度が０℃以下であることが判明すると、ステップ５に移行し、送風機１５を停止する。そしてステップ６においてバーナケース１２の底板に設けられた加熱手段３２に通電し、バーナケース１２を昇温する。
加熱手段３２の通電が開始するとステップ７においてバーナケース１２内の温度を温度センサ２１により検知する。ステップ７において温度センサ２１の検知温度が２５℃に満たない時は、引き続き加熱手段３２によりバーナケース１２を加熱する。一方、ステップ７において当該温度センサ２１の検知温度が２５℃以上となったことが判明すると、制御回路部２２は制御フローをステップ８へと進め、バーナ加熱手段３２への通電を停止する。
【００５１】
ステップ８においてバーナ加熱手段３１が駆動停止した後、制御フローはステップ９へと進行し、温度センサ２１によりバーナケース１２内の温度を測定し、２０°Ｃ以下であるか否かを確認する。ここで、加熱直後においては、当然にバーナケース１２内の温度は、２０°Ｃを越えており、ステップ１０に移行し、運転スイッチがＯＦＦであることを確認する。もし運転スイッチがＯＦＦでないならば、ステップ１１に移行して点火作業を開始するが、運転スイッチがＯＦＦであるならば、ステップ９に戻る。
【００５２】
こうしてステップ９，１０を繰り返し、バーナケース１２内の温度が２０°Ｃを越えた状態を維持していることを監視する。
そして時間の経過に伴ってバーナケース１２内の温度が次第に低下し、２０°Ｃ以下となると、再度ステップ６に戻り、バーナケース１２を加熱する。
こうして運転スイッチがＯＮとなるまでの間、バーナケース１２内の温度を２０°Ｃ以上に維持する。
そのため本実施形態の燃焼装置では、運転スイッチがＯＮとなると、直ちに点火作業に移行することができる。
【００５３】
燃焼装置３５においては上記したフローを繰り返すことで燃焼室２および燃焼室内に供給される空気の温度が燃料が燃焼可能な温度を維持するように制御を行う。よって、燃焼装置３５は低温雰囲気下で使用する場合でも、バーナ部２０およびバーナ部２０内に供給される空気が所定の温度以上であるため、燃料の点火不良が生じない。
【００５４】
以上説明した実施形態では、加熱手段２３，３０，３１，３２を作動させる温度として０°Ｃを採用した。しかしながら当該温度は、設置場所や燃料によって決められるものであり、任意に変更されるべきものである。また同様に第２実施形態における送風を開始するか否かの温度（ステップ２ ２０°Ｃ）や、バーナケース１２の維持温度（２０°Ｃ〜２５°Ｃ）についても設計に応じて変更されるべきものである。
【００５５】
以上説明した実施形態では、空気温度センサ２１は、いずれもバーナケース１２に設けたが、図１の様に給気ダクト１７の内部に空気温度センサ４０を設けてもよい。給気ダクト１７に空気温度センサ４０を設けると、より鋭敏に外気の温度を検知することができるが、前記した図３、図４、図８に示す制御の様に、加熱後の空気温度を測定することはできない。そのため図３、図４、図８に示す制御方法を採用する場合は、バーナケース１２に設けた空気温度センサ２１と給気ダクト１７内の空気温度センサ４０を併用することとなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明した様に、請求項１，２に記載の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を検知し、この検知温度に基づき作動する加熱手段を備える。そのため本発明の燃焼装置では、燃焼部に供給される空気が所定の温度以上となり、燃料の点火不良が防止できる効果がある。
【００５７】
また請求項３に記載の燃焼装置では、空気温度センサが送風手段により送風される空気通路に設けられているので、給気温度が正確に測定される。そして本発明の燃焼装置では、空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動するので、動作が確実であり、燃料の点火不良が防止できる効果がある。
【００５８】
請求項４に記載の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を測定し、検知温度に基づいて加熱手段を作動させることにより、燃焼手段又はその近傍を加熱する。よって燃焼部の近傍は所定の温度雰囲気となり、燃料の点火不良が防止できる。
【００５９】
請求項５に記載の燃焼装置は、燃焼手段に対する点火に先立ち、空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動するものであり、燃料の点火がスムーズに行える効果がある。
【００６０】
また請求項６，７に記載の燃焼装置は、貯湯式給湯器等の湯を蓄える貯湯部を有する構成であり、実用的な構成例を開示するものである。また特に請求項７に記載の燃焼装置は、貯湯部の温度を検知する湯温検知センサを備え、湯温検知センサが一定温度以下を検知したことを契機として送風手段を駆動し、空気通路に空気を導入して燃焼に供される空気の温度を測定し、状況に応じて加熱手段が作動させることとしたので、燃焼装置の保有熱が減少したときに供給空気等を加熱することができる。そのため本発明の燃焼装置は、加熱装置が作動する際のタイミングがよい。
【００６１】
また請求項８に記載の燃焼装置では、空気を効率良く加熱することができる位置に加熱手段が設けられており、全体の熱効率が高い。
【００６２】
請求項９に記載の燃焼装置では、加熱手段が燃料噴射手段を覆うケース部材の壁面に取り付けられている。そのため加熱手段によって燃料噴射手段の周囲が高温雰囲気となる。そのため燃料の点火不良が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【図２】本発明の実施形態の燃焼装置に用いられる温度センサを示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。
【図４】本発明の他の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。
【図５】本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【図６】本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【図７】本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【図８】本発明の他の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。
【図９】噴霧式燃焼装置を採用した貯湯式給湯器を示す図であり、同（ａ）は当該貯湯式給湯器の前面パネルを取り外した状態の正面図であり、同（ｂ）は側面パネルを取り外した状態の側面図である。
【図１０】噴霧式燃焼装置の構成を示す模式図である。
【図１１】図１０の噴霧式燃焼装置のバーナ部及び送風部近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１，３５ 燃焼装置
２ 燃焼室
５ 本体部
６ 貯湯部
７ 円管
１２ バーナケース
１５ 送風機
１７ 給気ダクト
２０ バーナ部
２１ 空気温度センサ
２２ 制御回路部
２３，３０，３１，３２ 加熱手段
本発明は燃焼装置に関するものであり、特に寒冷地などの低温雰囲気下に配置され、当該燃焼装置内に供給される空気が低温の場合においても円滑に点火が行われる燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
給湯器などに内蔵される燃焼装置のうち、液体燃料を燃焼する燃焼装置として噴霧式燃焼装置が広く用いられている。噴霧式燃焼装置は、燃焼室内に灯油などの液体燃料を霧状に噴射し、空気と混合して燃焼するものである。
図９は噴霧式燃焼装置を採用した貯湯式給湯器を示す図であり、同（ａ）は当該貯湯式給湯器の前面パネルを取り外した状態の正面図であり、同（ｂ）は側面パネルを取り外した状態の側面図である。図１０は、噴霧式燃焼装置の構成を示す模式図である。図１１は、図１０の噴霧式燃焼装置のバーナ部及び送風部近傍の拡大図である。
【０００３】
噴霧式燃焼装置５０は図の様に、燃焼室２と熱交換部３により構成される本体部５を有する。すなわち本体部５は多くの場合円筒形であり、下部の部位は空洞状であって燃焼室２を構成している。そして燃焼室２の上部には貯湯部６が形成されている。そして貯湯部６には多数の円管７が挿通されている。
また本体部５の下流側（図面上部側）には消音部８が設けられている。そして前記した多数の円管６の一端は、本体部５の燃焼室２に開口し、他端側は消音部８側に開口している。消音部８は外部に通じるラビリンス構造１０を有し、前記熱交換部３の上部に接続されており、前記熱交換部３の円管７を通過した燃焼ガスをラビリンス構造１０により減圧して空気に放出することにより、燃焼音の外部への漏洩を防止する働きをする。
【０００４】
また本体部５の下部側面にバーナ部２０が取り付けられている。
バーナ部２０は、箱状のバーナケース１２を有し、その内部に燃料噴射ノズル１３が内蔵されたものである。またバーナケース１２の上面には送風機１５が取り付けられている。さらに送風機１５の給気口１６には給気ダクト１７が接続され、外部につながっている。
【０００５】
そしてこの種の燃焼装置５０では、外部の空気が給気ダクト１７を介して送風機１５に吸い込まれ、空気は加圧されてバーナケース１２に流れ、さらに本体部５の燃焼室２で燃焼に供される。すなわちこの種の燃焼装置５０では、給気ダクト１７、燃焼室２及びバーナケース１２が一連の空気流路となる。
【０００６】
一方、バーナケース１２に内蔵された燃料噴射ノズル１３からは灯油等の液体燃料が霧状に噴射される。そして前記した送風機１５から供給された空気と噴霧された液体燃料が混合され、バーナケース１２の末端部分から本体部５の燃焼室２にかけての部位で燃焼する。そして発生した燃焼ガスは、貯湯部６に設けられた円管７を通過して消音部８側に抜ける。
この間、円管７の壁面で燃焼ガスと貯湯部６内の水の熱交換が行われ、貯湯部６の水が加熱される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
噴霧式燃焼装置５０などに用いられる灯油などの液体燃料は、低温雰囲気下において点火が困難であるという性質を有する。よって、液体燃料を用いる噴霧式燃焼装置５０に代表される燃焼装置は、低温雰囲気下に置かれると燃料および燃料噴射ノズル１３の近傍や燃焼室２内が低温となり、点火が安定して行えないという問題があった。
【０００８】
また、室内などあまり低温とならない場所に噴霧式燃焼装置５０が設置される場合であっても、燃焼に供される空気が低温である場合がある。すなわち噴霧式燃焼装置５０が室内に置かれている場合であっても、室内の空気を汚さない様に、給気ダクト１７の開口端は室外に設けられている。そのため外気温度が低い場合には、燃焼に供される空気の温度も低いものとなる。
その結果、燃焼室２内において低温の空気と液体燃料が接触し、前記液体燃料が急激に冷却され、噴霧式燃焼装置５０の点火不良が生じる可能性が高いという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明においては寒冷地等の低温雰囲気下においても点火不良を生じない燃焼装置の提供を課題とした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題に基づき提供される請求項１に記載の発明は、燃焼手段と、燃焼に供される空気を供給する送風手段を備えた燃焼装置において、空気を加熱する加熱手段と、燃焼に供される空気の温度を検知する空気温度センサが設けられており、当該空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動し前記空気を加熱することを特徴とする燃焼装置である。
【００１１】
本発明の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を検知する。ここで前記した様に、燃焼装置は、低温雰囲気下に置かれると点火不良を起こす場合が多く、燃焼に供される空気の温度は、当該燃料がスムーズに点火可能な温度以上であることが望まれる。本発明の燃焼装置は、前記空気温度センサの検知温度に基づき作動する加熱手段を有し、燃焼に寄与する空気をあらかじめ昇温する構造である。よって燃焼部に供給される空気は所定の温度以上であり、燃料の点火不良が防止できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、液体燃料を噴射する燃料噴射手段を備えた燃焼手段と、燃焼に供される空気を供給する送風手段を備えた燃焼装置において、空気を加熱する加熱手段と、燃焼に供される空気の温度を検知する空気温度センサが設けられており、当該空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動し前記空気を加熱することを特徴とする燃焼装置である。
【００１３】
本発明の燃焼装置は、液体燃料を噴射する燃料噴射手段を備えたものである。一般に液体燃料を使用する燃焼装置は、低温雰囲気下において点火不良を起こす場合が多いが、本発明の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を測定し、検知温度に基づいて加熱手段を作動させることにより、燃焼に寄与する空気をあらかじめ昇温させる。よって燃焼部に供給される空気は所定の温度以上となり、燃料の点火不良が防止できる。
【００１４】
また請求項３に記載の発明は、空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にあり、当該空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動し、加熱された空気が供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置である。
【００１５】
本発明の燃焼装置では、空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にある。そのため本発明では、給気温度が正確に測定される。そして本発明の燃焼装置では、空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動するので、動作が確実であり、燃料の点火不良が防止できる。
【００１６】
また請求項４に記載の発明は、液体燃料を噴射する燃料噴射手段を備えた燃焼手段と、燃焼に供される空気を供給する送風手段を備えた燃焼装置において、燃焼手段又はその近傍を加熱する加熱手段と、燃焼に供される空気の温度を検知する空気温度センサを有し、当該空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にあり、当該空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動し、燃焼手段又はその近傍を加熱することを特徴とする燃焼装置である。
【００１７】
本発明の燃焼装置においては、燃焼手段又はその近傍を加熱する加熱手段が設けられている。そして本発明の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を測定し、検知温度に基づいて加熱手段を作動させることにより、燃焼手段又はその近傍を加熱する。よって燃焼部の近傍は所定の温度雰囲気となり、燃料の点火不良が防止できる。
【００１８】
また請求項５に記載の発明は、燃焼手段に対する点火に先立ち、空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動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、燃焼手段に対する点火に先立ち、空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動する。そのため点火に先立って供給される空気や燃焼部近傍等が加熱される。そのため燃料の点火がスムーズに行える。
【００２０】
また請求項６に記載の発明は、湯を蓄える貯湯部を有し、燃焼手段により生じた燃焼ガスによって貯湯部を加熱することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２１】
本発明の燃焼装置は、貯湯式給湯器等の湯を蓄える貯湯部を有する構成である。貯湯部を有する燃焼装置は、寒冷地で使用されることが多く、本発明の構成を採用することが望ましいものである。
【００２２】
さらに請求項７に記載の発明は、湯を蓄える貯湯部を有し、燃焼手段により生じた燃焼ガスによって貯湯部を加熱し、空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にあり、貯湯部の温度を検知する湯温検知センサを有し、湯温検知センサが一定温度以下を検知したときに送風手段を駆動して空気通路に空気を導入して燃焼に供される空気の温度を測定し、当該空気温度センサの検知温度に基づき前記加熱手段が作動す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。
【００２３】
本発明の燃焼装置についても、貯湯式給湯器等の湯を蓄える貯湯部を有する構成である。そして本発明では、貯湯部の温度を検知する湯温検知センサを有し、湯温検知センサが一定温度以下を検知したことを契機として送風手段を駆動し、空気通路に空気を導入して燃焼に供される空気の温度を検知する。
すなわち貯湯式給湯器等の湯を蓄える貯湯部を有する燃焼装置では、貯湯部の熱容量が大きいため、貯湯部の温度が高い場合には、焼装置全体の雰囲気温度も高い。そのため点火は比較的円滑である。
これに対して貯湯部の温度が低い場合には、焼装装置全体の雰囲気温度が低下しているので、供給される空気の温度が低い場合には失火し易い。
そこで本発明の燃焼装置では、湯温検知センサが一定温度以下を検知したことを契機として送風手段を駆動し、空気通路に空気を導入して燃焼に供される空気の温度を測定し、状況に応じて加熱手段が作動させることとした。
【００２４】
また請求項８に記載の発明は、送風手段は送風機を有し、加熱手段は送風機の上流側又は下流側の少なくともいずれかに設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２５】
本発明の燃焼装置においては、加熱手段が送風機の上流側又は下流側の少なくともいずれかに設けられており、当該加熱手段により加熱された空気が当該燃焼装置内に供給されるため、燃料の点火不良が生じない。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、燃焼手段は液体燃料を噴射する燃料噴射手段と、燃料噴射手段を直接的に又は間接的に覆うケース部材を有し、加熱手段は前記ケース部材の壁面に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の燃焼装置である。
【００２７】
本発明の燃焼装置では、加熱手段が燃料噴射手段を覆うケース部材の壁面に取り付けられている。そのため加熱手段によって燃料噴射手段の周囲が高温雰囲気となる。そのため燃料の点火不良が生じない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下において、本発明の第１実施形態の燃焼装置について説明する。なお、本実施形態の燃焼装置の機械的構造は、前記した噴霧式燃焼装置５０とほぼ同様であるため、共通する部分については詳細説明を省略する。
図１は本発明の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。図２は、本発明の実施形態の燃焼装置に用いられる温度センサを示す回路図である。図３は、本発明の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。図４は、本発明の他の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。図５，図６は、本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【００２９】
本実施形態の燃焼装置１は、従来技術と同様に本体部５を有する。そして本体部５の下部の部位は空洞状であって燃焼室２を構成している。また燃焼室２の上部には貯湯部６が形成され、多数の円管７が挿通されている。
【００３０】
また本体部５の下部側面にバーナ部２０が取り付けられている。バーナ部２０は、従来技術と同様に箱状のバーナケース１２を有し、その内部に燃料噴射ノズル１３が内蔵されたものである。またバーナケース１２の上面には送風機１５が取り付けられている。さらに送風機１５の給気口１６には給気ダクト１７が接続され、外部につながっている。
【００３１】
本実施形態の燃焼装置１においては、当該燃焼装置１に供給される空気の温度を検知する空気温度センサ２１が、バーナケース１２の内部に設けられている。空気温度センサ２１は、空気通路の中にあり、送風機５が駆動し空気がバーナケース１２に導入された時、その空気温度を検知できるものである。なお、本実施形態において空気温度センサ２１にはサーミスタを採用するが、空気温度センサ２１はこれに限らずポジスタや熱電対など室温程度の温度を測定可能なものであればいかなる物を用いても良い。また、空気温度センサ２１は後述する制御回路部２２に接続されており、当該空気温度センサ２１が検知する検知信号は前記制御回路部２２に送信される。
【００３２】
また本実施形態の燃焼装置１では、送風機１５とバーナケース１２を連結する給気管２５内に、加熱手段２３が内蔵されている。なお、本実施形態においては、加熱手段２３は電気ヒータであるが、空気を加熱しうるものであればこれに限らずいかなるものであっても良い。また、加熱手段２３は給気管２５の内部に配置されても、給気管２５を包囲する位置に取り付けられても良いが、エネルギー効率などを考慮すると、より一層効率よく空気の加熱ができる給気管２５の内部に配置される事が望ましい。加熱手段２３は後述する制御回路部２２に接続されており、加熱手段２３の作動は制御回路部２２により制御される。
【００３３】
上記の通り、温度センサ２１および加熱手段２３は制御回路部２２に接続されている。制御回路部２２は、燃焼装置１のバーナ部２０内に供給される空気の温度を統括するものであり、ＣＰＵを用いたデジタル回路で構成される。
本実施形態の制御回路部２２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏポート、および、アナログのセンサ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、あるいは、生成されたデジタル制御信号をアナログ制御信号に変換するＤ／Ａ変換回路などを備え、センサの検知信号やスイッチの切換信号を参照しつつ、バーナ部２０に導入される空気の温度に応じた制御信号をプログラム処理によって生成するものである。
制御に用いる各種の判別基準値は、予めＲＯＭに格納されており、ＣＰＵで随時データを参照することによって必要な判別処理を行うようにしている。
【００３４】
制御回路部２２では、空気温度センサ２１の検知信号を例えば０〜５ボルトの電圧変動として取り込み、取り込んだアナログ電圧をＡ／Ｄ変換回路１９を介することにより、電圧に対応したデジタル信号を生成してＣＰＵ１８において信号処理を行っている。
なお、Ａ／Ｄ変換回路１９は８ｂｉｔ処理を行っており、０〜５ボルトのアナログ電圧を２５５分割して対応したデジタルデータを変換出力している。
【００３５】
ここで、温度変動に伴う空気温度センサ２１の抵抗値変動を電圧として検出するには、通常、直列接続された空気温度センサ２１と抵抗２７の両端に電圧を印加し、接続点の電位を検出する構成が採られる。この場合、図２（ａ）に示す空気温度センサ２１をアース側に接続し抵抗２７側に正電圧を印加する構成や、逆に、図２（ｂ）に示す抵抗２７をアース側に接続し空気温度センサ２１側に正電圧を印加する構成を採ることができる。
本実施形態においては、いずれの電圧極性でもバーナ部２０に供給される空気の温度を計測可能であるが、本実施形態では、空気温度センサ２１をアース側に接続し抵抗２７側に正電圧を印加する構成としている。そして、接続点電位をセンサ検知信号として制御回路部２２へ送出している。
【００３６】
図３は本実施形態の燃焼装置１における空気温度センサ２１の検知信号に基づき、加熱手段２３の制御を行う制御回路部２２のフローチャート図である。本実施形態の燃焼装置１においては、バーナ部２０内に供給される空気の温度範囲を２０℃乃至２５℃の範囲とした。
【００３７】
以下、図３に基づき燃焼装置１における燃料の点火までの手順を説明する。まず、ステップ１において運転スイッチがＯＮされているか否かを確認し、運転スイッチのＯＮを待つ。そして運転スイッチがＯＮされたならばステップ２に移行し、送風部５を駆動し、給気ダクト１７に外気を導入する。なおこの時点では、燃料噴射ノズル１３から燃料を噴射しない。
そして導入された空気の温度が、ステップ３においてバーナケース１２内に配置された温度センサ２１により検知される。ステップ３において測定された導入空気の温度が、０℃より高い場合、制御フローはステップ３’へと進行し、燃焼を開始させる。すなわちステップ３において測定された空気の温度が０℃より高い場合は、外気温度が高く、支障無く点火を行う環境にある。そのため制御フローはステップ３’へと進行し、燃料噴射ノズル１３から燃料を噴射し、燃料に点火して燃焼を開始し、制御フローが完了する。
【００３８】
これに対してステップ３において測定されたバーナケース１２内の空気の温度が０℃未満である場合は、外気温度が低く、点火に支障が生じる懸念がある。そのため本実施形態の燃焼装置１では、ステップ４に移行せしめ、加熱手段２３の作動を開始する。その結果、給気管２５内に内蔵された加熱手段２３が発熱し、供給される空気が昇温する。
【００３９】
そしてステップ５においてバーナケース１２内の温度が再度検出され、バーナケース１２内が２５°Ｃ以上となるのを待つ。すなわちステップ５においてバーナケース１２内の温度が再度検出され、バーナケース１２内の温度が２５℃より低い場合は、制御フローはステップ４に戻り、引き続き加熱手段２３を作動させ、供給される空気を加熱する。
【００４０】
そしてバーナケース１２内が２５°Ｃ以上になると、制御フローがステップ６に進行する。ステップ６において、加熱手段２３の駆動が停止すると、直ちにステップ７に移行し、燃焼を開始させる。すなわち供給される空気の温度が上昇し、支障無く点火を行う環境が整ったことが確認されたので、燃料噴射ノズル１３から燃料を噴射し、燃料に点火して燃焼を開始させる。そして本制御フローが完了する。
【００４１】
本実施形態の燃焼装置１においては、空気温度センサ２１により測定される空気の温度に基づき発熱駆動する加熱手段２３が給気管２５内に取り付けられており、外気温度が低い場合には、点火に先立って灯油などの液体燃料と共にバーナ部２０内に供給される空気が加熱される。よって燃焼装置１は寒冷地等、液体燃料の点火が困難である低温雰囲気下に設置されても点火不良が生じない。
【００４２】
以上説明した実施形態では、ステップ５においてバーナケース１２内が２５°Ｃ以上になるのを待つ構成としたが、例えば５分といった一定時間に渡って加熱手段２３を機能させてもよい。
【００４３】
また上記した実施形態は、主として供給空気の温度を上昇させて円滑に点火させることを目的としたものであるが、バーナケース１２の雰囲気温度を上昇させても失火の防止に役立つ。
バーナケース１２の雰囲気温度を上昇させる場合には、図４に示すフローチャートの様に送風を停止した状態で加熱手段を作動させる方が良い場合もある。すなわち図４に示すフローチャートでは、ステップ３において測定されたバーナケース１２内の空気の温度が０℃未満である場合、ステップ４で送風を停止し、加熱手段２３をＯＮし、バーナケース１２内を加熱する。ステップ５以下は、先のフローチャートと実質的に同一である。
【００４４】
また先の実施形態では、加熱手段２３を送風機１５とバーナケース１２の間に設けた。すなわち上記した実施形態では、加熱手段２３を送風機１５の下流側に設けたが、本発明は、加熱手段２３の位置を限定するものではなく、加熱手段２３の取付け位置は任意である。したがって例えば図５に示す様に送風機１５の上流側に加熱手段３０を設けても良い。さらに図６、図７の様にバーナケース１２に加熱手段３１，３２を設けてもよい。図６は、バーナケース１２の裏板の壁面に加熱手段３１を取り付けた例であり、図７は、バーナケース１２の底板の壁面に加熱手段３２を取り付けた例である。
【００４５】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態の燃焼装置３５について説明する。本実施形態の燃焼装置３５は前記第１実施形態の燃焼装置１とほぼ同様の構造を有するため、共通する部分については同一の符号を付し詳細の説明については省略する。
図７は本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。図８は、本発明の他の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。
【００４６】
燃焼装置３５は、前記第１実施形態の燃焼装置１における加熱手段２３に代わりバーナケース１２の底板に加熱手段３２が取り付けられた構造であり、当該加熱手段３２は制御回路部２２により発熱駆動が制御される。なお、加熱手段３２は電気ヒータであるが、これに限らずいかなる加熱手段であっても良い。
【００４７】
また本実施形態の燃焼装置３５では、前記した空気温度センサ２１に加えて、貯湯部６の温度を検知する湯温検知センサ３６が設けられている。
以下において、図７に示すフローチャートに則り、燃焼装置３５における燃料の点火に至るまでの一連のフローについて説明する。
図８に示す制御フローは、運転スイッチがＯＦＦされた状態の時に機能する。すなわち制御フローは、待機期間の間に機能し、いつでも点火ができる状態に維持するものである。
本実施形態では、ステップ１で運転スイッチがＯＦＦであることを確認する。本実施形態では、運転スイッチがＯＦＦである状態とは、燃焼がなされていない状態を指す。
ステップ１で運転スイッチがＯＦＦであることが分かると、ステップ２に進み、湯温検知センサ３６の温度を確認する。すなわち貯湯部６の温度を確認し、これが例えば２０°未満であるか否かを確認する。
【００４８】
ここで前記した様に、貯湯部６には大量の水が溜められており、相当に熱容量が高いから、貯湯部６の温度が高いならば（例えば２０°を越える場合）燃焼装置全体の雰囲気温度は高い。そのため供給される空気の温度が低くても、点火に支障はない。したがって貯湯部の温度が２０°を越えているならば、いつでも点火できる状態であるから、ステップ１に戻り、点火指令（運転スイッチＯＮ）を待つ。
そして運転スイッチがＯＮされれば、ステップ１１に移行し、燃料噴射ノズル１３から燃料を噴射し、燃料に点火して燃焼を開始し、制御フローが完了する。
【００４９】
一方、ステップ２において、貯湯部の温度が２０°以下であるならば、燃焼装置３５全体の保有熱量が少なく、冷たい外気の侵入によって失火が起こる懸念がある。そのため以下のステップ３，４，４ａによって燃焼に寄与する空気の温度を５分間に渡って確認する。
すなわちステップ３によって送風機１５を駆動し、燃焼装置３５の外部から空気を取り込む。引き続きステップ４において、バーナケース１２内に配置された空気温度センサ２１により取り込まれた空気の温度が測定される。ステップ４において、空気の温度が０℃より高い場合は制御フローがステップ４ａへと進行し、送風機１５をＯＮした後の温度が５分を越えているか否かを確認する。送風機１５をＯＮした後の温度が５分未満であれば、空気温度センサ２１の反応時間の関係や、燃焼装置の保有熱の関係で、外気温度が正確に測定されていない可能性がある。そのためステップ４に戻り、温度検知を再開する。こうして５分間の間、供給される空気の温度を検知し続ける。
送風機１５をＯＮした後の温度が５分を越えても検知される外気温度が０℃より高い場合は、ステップ４ａからステップ４ｂに移行して送風機を停止し、さらにステップ１に戻る。
【００５０】
一方、ステップ４において、取り込まれる空気の温度が０℃以下であることが判明すると、ステップ５に移行し、送風機１５を停止する。そしてステップ６においてバーナケース１２の底板に設けられた加熱手段３２に通電し、バーナケース１２を昇温する。
加熱手段３２の通電が開始するとステップ７においてバーナケース１２内の温度を温度センサ２１により検知する。ステップ７において温度センサ２１の検知温度が２５℃に満たない時は、引き続き加熱手段３２によりバーナケース１２を加熱する。一方、ステップ７において当該温度センサ２１の検知温度が２５℃以上となったことが判明すると、制御回路部２２は制御フローをステップ８へと進め、バーナ加熱手段３２への通電を停止する。
【００５１】
ステップ８においてバーナ加熱手段３１が駆動停止した後、制御フローはステップ９へと進行し、温度センサ２１によりバーナケース１２内の温度を測定し、２０°Ｃ以下であるか否かを確認する。ここで、加熱直後においては、当然にバーナケース１２内の温度は、２０°Ｃを越えており、ステップ１０に移行し、運転スイッチがＯＦＦであることを確認する。もし運転スイッチがＯＦＦでないならば、ステップ１１に移行して点火作業を開始するが、運転スイッチがＯＦＦであるならば、ステップ９に戻る。
【００５２】
こうしてステップ９，１０を繰り返し、バーナケース１２内の温度が２０°Ｃを越えた状態を維持していることを監視する。
そして時間の経過に伴ってバーナケース１２内の温度が次第に低下し、２０°Ｃ以下となると、再度ステップ６に戻り、バーナケース１２を加熱する。
こうして運転スイッチがＯＮとなるまでの間、バーナケース１２内の温度を２０°Ｃ以上に維持する。
そのため本実施形態の燃焼装置では、運転スイッチがＯＮとなると、直ちに点火作業に移行することができる。
【００５３】
燃焼装置３５においては上記したフローを繰り返すことで燃焼室２および燃焼室内に供給される空気の温度が燃料が燃焼可能な温度を維持するように制御を行う。よって、燃焼装置３５は低温雰囲気下で使用する場合でも、バーナ部２０およびバーナ部２０内に供給される空気が所定の温度以上であるため、燃料の点火不良が生じない。
【００５４】
以上説明した実施形態では、加熱手段２３，３０，３１，３２を作動させる温度として０°Ｃを採用した。しかしながら当該温度は、設置場所や燃料によって決められるものであり、任意に変更されるべきものである。また同様に第２実施形態における送風を開始するか否かの温度（ステップ２ ２０°Ｃ）や、バーナケース１２の維持温度（２０°Ｃ〜２５°Ｃ）についても設計に応じて変更されるべきものである。
【００５５】
以上説明した実施形態では、空気温度センサ２１は、いずれもバーナケース１２に設けたが、図１の様に給気ダクト１７の内部に空気温度センサ４０を設けてもよい。給気ダクト１７に空気温度センサ４０を設けると、より鋭敏に外気の温度を検知することができるが、前記した図３、図４、図８に示す制御の様に、加熱後の空気温度を測定することはできない。そのため図３、図４、図８に示す制御方法を採用する場合は、バーナケース１２に設けた空気温度センサ２１と給気ダクト１７内の空気温度センサ４０を併用することとなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明した様に、請求項１，２に記載の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を検知し、この検知温度に基づき作動する加熱手段を備える。そのため本発明の燃焼装置では、燃焼部に供給される空気が所定の温度以上となり、燃料の点火不良が防止できる効果がある。
【００５７】
また請求項３に記載の燃焼装置では、空気温度センサが送風手段により送風される空気通路に設けられているので、給気温度が正確に測定される。そして本発明の燃焼装置では、空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動するので、動作が確実であり、燃料の点火不良が防止できる効果がある。
【００５８】
請求項４に記載の燃焼装置においては、空気温度センサによって燃焼に供される空気の温度を測定し、検知温度に基づいて加熱手段を作動させることにより、燃焼手段又はその近傍を加熱する。よって燃焼部の近傍は所定の温度雰囲気となり、燃料の点火不良が防止できる。
【００５９】
請求項５に記載の燃焼装置は、燃焼手段に対する点火に先立ち、空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動するものであり、燃料の点火がスムーズに行える効果がある。
【００６０】
また請求項６，７に記載の燃焼装置は、貯湯式給湯器等の湯を蓄える貯湯部を有する構成であり、実用的な構成例を開示するものである。また特に請求項７に記載の燃焼装置は、貯湯部の温度を検知する湯温検知センサを備え、湯温検知センサが一定温度以下を検知したことを契機として送風手段を駆動し、空気通路に空気を導入して燃焼に供される空気の温度を測定し、状況に応じて加熱手段が作動させることとしたので、燃焼装置の保有熱が減少したときに供給空気等を加熱することができる。そのため本発明の燃焼装置は、加熱装置が作動する際のタイミングがよい。
【００６１】
また請求項８に記載の燃焼装置では、空気を効率良く加熱することができる位置に加熱手段が設けられており、全体の熱効率が高い。
【００６２】
請求項９に記載の燃焼装置では、加熱手段が燃料噴射手段を覆うケース部材の壁面に取り付けられている。そのため加熱手段によって燃料噴射手段の周囲が高温雰囲気となる。そのため燃料の点火不良が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【図２】本発明の実施形態の燃焼装置に用いられる温度センサを示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。
【図４】本発明の他の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。
【図５】本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【図６】本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【図７】本発明の他の実施形態の燃焼装置における、バーナ部及び送風部近傍の模式図の拡大図である。
【図８】本発明の他の実施形態の燃焼装置における制御回路部による制御フローを示すフローチャート図である。
【図９】噴霧式燃焼装置を採用した貯湯式給湯器を示す図であり、同（ａ）は当該貯湯式給湯器の前面パネルを取り外した状態の正面図であり、同（ｂ）は側面パネルを取り外した状態の側面図である。
【図１０】噴霧式燃焼装置の構成を示す模式図である。
【図１１】図１０の噴霧式燃焼装置のバーナ部及び送風部近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１，３５ 燃焼装置
２ 燃焼室
５ 本体部
６ 貯湯部
７ 円管
１２ バーナケース
１５ 送風機
１７ 給気ダクト
２０ バーナ部
２１ 空気温度センサ
２２ 制御回路部
２３，３０，３１，３２ 加熱手段
Claims (9)
- 燃焼手段と、燃焼に供される空気を供給する送風手段を備えた燃焼装置において、空気を加熱する加熱手段と、燃焼に供される空気の温度を検知する空気温度センサが設けられており、当該空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動し前記空気を加熱することを特徴とする燃焼装置。
- 液体燃料を噴射する燃料噴射手段を備えた燃焼手段と、燃焼に供される空気を供給する送風手段を備えた燃焼装置において、空気を加熱する加熱手段と、燃焼に供される空気の温度を検知する空気温度センサが設けられており、当該空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動し前記空気を加熱することを特徴とする燃焼装置。
- 空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にあり、当該空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動し、加熱された空気が供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置。
- 液体燃料を噴射する燃料噴射手段を備えた燃焼手段と、燃焼に供される空気を供給する送風手段を備えた燃焼装置において、燃焼手段又はその近傍を加熱する加熱手段と、燃焼に供される空気の温度を検知する空気温度センサを有し、当該空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にあり、当該空気温度センサが一定温度以下を検知した時に加熱手段が作動し、燃焼手段又はその近傍を加熱することを特徴とする燃焼装置。
- 燃焼手段に対する点火に先立ち、空気温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が作動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。
- 湯を蓄える貯湯部を有し、燃焼手段により生じた燃焼ガスによって貯湯部を加熱することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼装置。
- 湯を蓄える貯湯部を有し、燃焼手段により生じた燃焼ガスによって貯湯部を加熱し、空気温度センサは送風手段により送風される空気通路にあり、貯湯部の温度を検知する湯温検知センサを有し、湯温検知センサが一定温度以下を検知したときに送風手段を駆動して空気通路に空気を導入して燃焼に供される空気の温度を測定し、当該空気温度センサの検知温度に基づき前記加熱手段が作動す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。
- 送風手段は送風機を有し、加熱手段は送風機の上流側又は下流側の少なくともいずれかに設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の燃焼装置。
- 燃焼手段は液体燃料を噴射する燃料噴射手段と、燃料噴射手段を直接的に又は間接的に覆うケース部材を有し、加熱手段は前記ケース部材の壁面に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の燃焼装置。
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