JP2004347205A - Combustion device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体燃料を用いた燃焼装置に係り、更に詳しくは、液体燃料を気化させる気化部の温度異常を的確に検知して安全性、燃焼性を向上させたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
給湯器や暖房機等には、ランニングコスト低減のために、安価な灯油等の液体燃料を使用する燃焼装置が多用されている。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し、気化された燃料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
【０００３】
ところで、従来技術の燃焼装置では、液体燃料を気化させるために気化部に電気ヒータを用いた構造を採用していた。則ち、電気ヒータによって気化部を加熱しつつ、気化部内部に飛散させた液体燃料を熱によって気化させる構造を採用していた。しかし、気化部を液体燃料の気化温度まで昇温させるのに時間を要し、給湯運転の開始時など気化部の温度が低いときは、給湯栓を開いてから湯が出るまでに時間がかかり、使い勝手が悪かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、電気ヒータを用いる構成に代えて、電磁誘導加熱方式を採用して気化部の加熱を行う燃焼装置を試作した。電磁誘導加熱方式を採用した燃焼装置では、燃焼運転の開始時など気化部が冷えている場合でも、電磁誘導によって短時間に効率良く気化部を昇温させることができる。従って、給湯運転に際して、湯が出るまでの待ち時間を大幅に短縮することができ、使い勝手を向上させることが可能である。
【０００５】
ところが、電磁誘導加熱方式を採用した燃焼装置では、電磁誘導加熱のために１ＫＷ前後の大きな電力を消費する。このため、屋内配線などの電圧降下に伴う弊害が生じ易かった。則ち、燃焼装置の電磁誘導加熱で消費される大電力のために屋内配線に大電流が流れて電圧降下を生じ易く、特に、屋内配線が老朽化している場合は、燃焼装置に供給される電源電圧が著しく低下して、電磁誘導加熱によって気化部を充分昇温できないような不具合が生じ易かった。また、燃焼装置の運転に伴って他の電気機器へ供給される電源電圧も低下し、当該電気機器の動作上の弊害を誘発し易く、改善が望まれていた。
【０００６】
また、このような電源電圧の低下の問題とは異なり、電磁誘導加熱方式では、通常、誘導コイルに高周波電圧を通電して磁界を発生し、発生した磁界を加熱しようとする発熱部に鎖交させて発熱させる。この電磁誘導加熱方式は、発熱部を短時間に効率良く加熱可能ではあるが、反面、電源電圧の異常上昇や加熱制御の異常が生じると、発熱部が短時間のうちに液体燃料の発火温度や発熱部の溶融温度に達する危険性がある。
【０００７】
そこで、電磁誘導加熱方式を用いた燃焼装置では、通常、発熱部近傍に温度センサーを設け、当該温度センサーの検知温度を制御手段（マイコン）などによって監視する構成が採られており、発熱部が目的の温度よりも高い異常温度に上昇したときは、制御手段によって電磁誘導加熱を遮断する安全対策が採られている。
【０００８】
ところが、制御手段によって制御を受ける電磁誘導加熱部に故障が生じると、制御手段の制御にも拘わらず発熱部の異常温度上昇を防止することができず、安全対策の効果を奏することができなかった。また、雑音や静電気などによってマイコンが希に暴走を生じるとことがある。マイコンが暴走すると正常な制御を継続することができず、前記した安全対策が施されているにも拘わらず発熱部が異常発熱して破損するような不具合が生じ、安全性の面から改善が望まれていた。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、燃焼装置の気化部の温度異常を的確に検知して、安全性を向上させた燃焼装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために提案される請求項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を有し、当該気化部で液体燃料を気化し燃焼部に供給して燃焼させる燃焼装置において、気化部は、電磁誘導加熱手段によって発熱する誘導発熱部を有すると共に、当該誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段と、誘導発熱部の温度制御を含む各部の制御を行う制御手段を備え、制御手段は、予め定められた昇温制御に基づいて電磁誘導加熱手段によって誘導発熱部を昇温しつつ、誘導発熱部温度検知手段の検知温度を参照して誘導発熱部の昇温状況を監視し、当該誘導発熱部の昇温状況が昇温制御に応じた昇温状況と異なるときは、異常の発生と判別して必要な異常対応処理を行う構成とされている。
【００１１】
本発明は、所定の昇温制御に従って誘導発熱部を昇温させる場合は、昇温制御に応じた昇温状況（温度勾配）が得られることに基づいて異常判別を行うものである。ここで、誘導発熱部の昇温状況の監視の結果、昇温制御に応じた昇温状況に比べて昇温勾配が高い場合は、電磁誘導加熱手段の故障による異常発熱や、燃焼装置に供給される電源電圧の異常上昇に伴う異常発熱などの不具合が生じている虞がある。また、誘導発熱部の昇温状況の監視の結果、昇温制御に応じた昇温状況に比べて昇温勾配が低い場合は、燃焼装置に供給される電源電圧の低下に伴う発熱不良などの不具合が生じている虞がある。
【００１２】
本発明によれば、前記したような異常の発生を判別して異常対応処理を行うので、異常発熱が継続することにより誘導発熱部や気化部が異常高温に至る不具合を未然に回避することができる。また、発熱不良が継続することにより、液体燃料の気化が不充分となって不完全燃焼が生じるような不具合を未然に回避することが可能である。
【００１３】
本発明において、昇温状況を監視するには種々の方法を採ることができる。
例えば、誘導発熱部の昇温中に、誘導発熱部が所定温度からそれよりも高い別の所定温度に至るまでに要する時間を計測することによって監視を行う構成を採ることができる。また、例えば、誘導発熱部の昇温開始時点から所定時間が経過する間における誘導発熱部の昇温値を計測することによって監視を行う構成を採ることも可能である。
【００１４】
また、本発明において、誘導発熱部の昇温状況の監視は、昇温勾配が正常値に比べて高い場合だけ行っても良く、逆に、昇温勾配が正常値に比べて低い場合だけ行っても良い。しかし、昇温勾配が正常値に比べて高い場合および低い場合のいずれの場合も監視することにより、安全性、信頼性を一層向上させることが可能である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、当該気化部で液体燃料を気化し燃焼部に供給して燃焼させる燃焼装置において、気化部は、電磁誘導加熱手段によって発熱する誘導発熱部を有すると共に、当該誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段と、時間を計測する計時手段と、誘導発熱部の温度制御を含む各部の制御を行う制御手段を備え、制御手段は、誘導発熱部温度検知手段の検知温度および計時手段の計測値を参照しつつ、予め定められた昇温制御に基づいて電磁誘導加熱手段によって誘導発熱部を昇温し、当該誘導発熱部が予め定められた第１の温度から当該温度よりも高い第２の温度に至る時間が、昇温制御に応じて定められる所定時間範囲から外れるときは、異常の発生と判別して必要な異常対応処理を行う構成とされている。
【００１６】
本発明は、前記請求項１に記載の発明で示した昇温状況を監視する構成のうち、誘導発熱部が所定温度からそれよりも高い別の所定温度に至るまでに要する時間を計測することによって昇温状況を監視する構成を採用したものである。
【００１７】
誘導発熱部が第１の温度から第２の温度に至る時間が所定時間範囲の最小値よりも短いときは、誘導発熱部の温度上昇勾配が高すぎるために異常高温に至る虞がある。このため、制御手段は、電磁誘導加熱手段の故障や、電源電圧の異常上昇などが生じている虞があると見なして異常対応処理を行う。これにより、誘導発熱部が異常高温に至る前に必要な異常対応処理を行うことができ、機器の損傷を未然に防止しつつ安全性を向上させることができる。
【００１８】
また、誘導発熱部が第１の温度から第２の温度に至る時間が所定時間範囲の最大値よりも長いときは、誘導発熱部の温度上昇勾配が低すぎるため、液体燃料を充分に気化可能な温度に至らない虞がある。このため、制御手段は、電磁誘導加熱手段の故障や、電源電圧の異常低下などが生じている虞があると見なして異常対応処理を行う。これにより、誘導発熱部が充分に昇温せず、液体燃料の気化が不充分となって不完全燃焼が生じるような不具合を未然に防止することができる。また、燃焼装置の電力消費に伴う屋内配線の電圧降下の発生の虞が示唆されるので、燃焼装置の設置時において屋内配線の劣化の対策を講じることができ、他の電気機器への弊害も防止可能である。
【００１９】
本発明において、誘導発熱部の温度上昇勾配が高すぎる場合、または、誘導発熱部の温度上昇勾配が低すぎる場合のいずれか一方の状態が生じた場合にだけ異常対応処理を行う構成としても良い。しかし、いずれの状態が生じた場合にも異常対応処理を行う構成とすることにより、燃焼装置の安全性、信頼性を一層向上させることが可能である。
【００２０】
本発明において、第１の温度は、誘導発熱部の昇温開始時点の温度や、それよりも高い温度に設定することが可能である。また、第２の温度は、第１の温度よりも高い温度であれば適宜の温度に設定することができ、昇温制御による目的温度に設定しても良い。第１の温度および第２の温度は、前記条件を満たす範囲において適宜に定めることができるが、通常の燃焼制御の際に誘導発熱部が加熱される温度の範囲内において、第１の温度と第２の温度の差をできる限り大きく設定するのが望ましい。第１の温度と第２の温度差が少な過ぎると、周囲温度の影響による誤差が生じ易い。
【００２１】
また、本発明において、誘導発熱部が第１の温度から第２の温度に至る時間が所定時間範囲から外れたときの異常対応処理としては、例えば、強制的に燃焼制御を停止したり、更に、警報音や音声によって異常報知を行う構成を採ることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の燃焼装置において、気化部近傍には、当該気化部の温度に応じて作動する温度動作スイッチが設けられ、気化部が温度動作スイッチの作動温度を超えるときは、温度動作スイッチの作動によって電磁誘導加熱手段による誘導発熱部の加熱を遮断する異常対応処理を行う構成とされている。
【００２３】
ここで、誘導発熱部を加熱する電磁誘導加熱手段に故障が生じると、制御手段から電磁誘導加熱手段に正常な制御信号を送出しているにも拘わらず、誘導発熱部が異常温度上昇を来す虞が生じる。また、制御手段をマイコンで構成する場合、万一、制御手段が暴走すると、電磁誘導加熱手段が正常に動作している場合であっても、制御手段から電磁誘導加熱手段に伝送される制御信号に異常を来して、誘導発熱部が異常に温度上昇する虞が生じる。
【００２４】
本発明によれば、電磁誘導加熱手段に故障が生じたり、制御手段が暴走して電磁誘導加熱手段の制御が不能な状態となっても、誘導発熱部の温度が上昇して温度動作スイッチの作動温度を超えると、温度動作スイッチが作動して電磁誘導加熱手段による誘導発熱部の加熱が強制的に遮断される。これにより、誘導発熱部が異常高温になることを未然に防止することができ、燃焼装置の安全性が向上する。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の燃焼装置において、温度動作スイッチの作動温度は、気化部を構成する構造体の溶融温度領域の低温側に近接する所定値に設定される構成である。
【００２６】
本発明によれば、気化部の温度が構造体の溶融温度に至るまでに電磁誘導加熱手段による誘導発熱部の加熱が強制的に遮断される。これにより、電磁誘導加熱手段の故障や、制御手段の暴走などの不具合が生じても気化部が溶融するような不具合を未然に防止することができ、燃焼装置の安全性、耐久性が向上する。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の燃焼装置において、気化部に空気供給を行う送風ファンを備えると共に、温度動作スイッチの作動温度は、液体燃料の発火温度領域と気化温度領域との間の発火温度領域側に近接する所定値に設定され、温度動作スイッチの作動時には、送風ファンの駆動を停止する異常対応処理を行う構成とされている。
【００２８】
ここで、気化部の温度が液体燃料の発火温度領域近傍に至ると、気化した液体燃料が燃焼部に供給される前に気化部において発火する虞が生じる。従って、気化部がこの温度状態に至ると、冷却を目的として気化部に空気供給を行うことは爆発的な燃焼を誘発し易く、かえって危険である。
【００２９】
本発明によれば、気化部が液体燃料の発火温度に至るまでに電磁誘導加熱手段による誘導発熱部の加熱が遮断されると共に、送風ファンの駆動が停止される。則ち、気化部が液体燃料の発火温度を超える温度まで上昇することがなく、しかも、爆発的な燃焼の要因となる空気供給が強制的に停止される。これにより、電磁誘導加熱手段の故障や、制御手段の暴走などの不具合が生じても、気化部における発火を未然に防止することができ、燃焼装置の安全性が向上する。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の燃焼装置において、気化部に空気供給を行う送風ファンを備えると共に、温度動作スイッチの作動温度は、液体燃料の発火温度領域と気化温度領域との間の気化温度領域側に近接する所定値に設定され、当該温度動作スイッチの作動時には、送風ファンの回転数を増加させる異常対応処理を行う構成とされている。
【００３１】
本発明によれば、気化部が液体燃料の気化温度よりも高い所定値以上に上昇すると、電磁誘導加熱手段による誘導発熱部の加熱が遮断されると共に、送風ファンの回転数が増加される。これにより、気化部の加熱が遮断され、しかも、空気供給の増加によって気化部が冷却される。これにより、電磁誘導加熱手段の故障や、制御手段の暴走などの不具合が生じても気化部の異常温度上昇を未然に防止することができ、燃焼装置の安全性が向上する。
【００３２】
請求項７に記載の発明は、請求項３乃至６のいずれか１項に記載の燃焼装置において、温度動作スイッチは、温度上昇によって作動した後に、温度の低下に伴って作動前の状態に復帰する自動復帰型である構成とされている。
【００３３】
温度動作スイッチとしては、例えば、所定温度で溶断する温度ヒューズなどを用いることができるが、温度ヒューズは作動する毎に取り換えなければならず、メンテナンスが面倒である。
本発明によれば、温度動作スイッチは温度の低下に伴って作動前の状態に復帰するので、作動毎に取り換える必要がない。温度動作スイッチとしては、例えば、バイメタルを用いて接点を開閉するスイッチを採用することができる。
【００３４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃焼装置において、誘導発熱部は鋳物製筒状部材で構成されると共に、電磁誘導加熱手段はコイル部材を備え、鋳物製筒状部材にはコイル部材の位置決め部材が設けられており、コイル部材は鋳物製筒状部材に位置する構成とされている。
【００３５】
ここで、電磁誘導加熱は、導電体で成る誘導発熱部に磁力線が鎖交したときに、誘導発熱部の内部に磁力線によって渦電流が生じ、当該渦電流によるジュール熱によって誘導発熱部が発熱する原理を利用したものである。
【００３６】
本発明によれば、コイル部材が鋳物製筒状部材の位置決め部材によって位置決めされるので、コイル部材を鋳物製筒状部材に容易に巻装することができ、コイル部材がずれることもない。位置決め部材は、鋳物製筒状部材の全周壁に渡って螺旋状に設けても良く、周壁に部分的に設けても良い。
【００３７】
また、本発明によれば、磁力線を発生するコイル部材が、誘導発熱部である鋳物製筒状部材に設けられるので、コイル部材で生じた磁力線を鋳物製筒状部材に効率良く鎖交させることができ、加熱効率が向上する。また、被加熱部材が鋳物で製されるので、耐熱性が高く変形が少ない。
本発明において、コイル部材と鋳物製筒状部材との間に断熱材を装着するのが良い。これにより、コイル部材が被加熱部材の熱を受けて昇温することを効果的に防止することが可能であり、コイル部材の耐久性が向上する。
【００３８】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の燃焼装置において、気化部は、主として燃焼部の熱を受けて昇温する自己発熱部を有し、当該自己発熱部によっても液体燃料が加熱される構成とされている。
【００３９】
自己発熱部は、主として燃焼部の熱を受けて昇温するので、燃焼運転を開始した直後は、自己発熱部は昇温されていない。従って、燃焼運転の開始初期は、専ら誘導発熱部の加熱によって液体燃料が気化されて燃焼し、燃焼時間が経過すると自己発熱部が燃焼部の熱によって昇温して、自己発熱部による液体燃料の気化が可能となる。ところが、燃焼運転を短時間だけ止めて再び開始するような場合は、自己発熱部は昇温された状態を維持しているので、誘導発熱部を昇温することなく直ちに着火させて燃焼を開始することができる。これにより、使い勝手が向上すると共に、誘導発熱部の加熱に伴うランニングコストを低減可能である。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の燃焼装置１は、液体燃料（本実施形態では灯油を使用）を燃焼させて火炎を発生させるものであり、実施形態の説明に際しては、気化部周辺の構造を模式的に説明すると共に、本発明に係る制御の詳細を説明する。尚、燃焼装置１の詳細な構造については、後述する実施例で説明する。
【００４１】
図１は、本実施形態の燃焼装置１の気化部を中心とした要部構成を示す説明図である。図２は、図１に示す燃焼装置１の制御系の構成を示すブロック図である。本実施形態の燃焼装置１は、図２の様に、燃焼制御を統括する制御手段（マイコン）２００とリモートコントローラ２１０を備え、リモートコントローラ２１０の設定に応じて燃焼運転を行う装置である。
【００４２】
燃焼装置１に採用される気化部８は、図１の様に、燃焼部７の中央に位置する。気化部８は、誘導コイル７７によって加熱される誘導発熱部１０と、主として燃焼部７の熱を受けて昇温する自己発熱部１１を備えている。また、誘導発熱部１０の内部には第１回転部材２３が回転自在に配され、自己発熱部１１の内部には第２回転部材２５が回転自在に配されている。
【００４３】
誘導発熱部１０は上下方向に中心軸を有する中空円筒形であり、高さ方向の略中央から上部は一定内径の円筒形であり、高さ方向の略中央から下部は、下方へ向かうに連れて先細りになる円錐形状を有する。高さ方向の略中央から上部の外周壁には、誘導コイル７７が巻装されている。また、誘導発熱部１０の上部には、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と、誘導発熱部１０の温度に応じて接点を開閉する温度動作スイッチ９９が設けられている。
【００４４】
誘導発熱部１０の外側には、当該誘導発熱部１０よりもひとまわり大きい空気導入筒７１が誘導発熱部１０を包むように配置されている。空気導入筒７１は、上下方向に中心軸を有する中空円筒形であり、高さ方向の上部側は一定内径の円筒形であり、高さ方向の下部側は下方へ向かうに連れて先細りになる円錐形状を有する。
【００４５】
空気導入筒７１と誘導発熱部１０は中心軸を一致させて配され、各々の上部側の開口面の高さは略一致しており、下部側の開口面は、誘導発熱部１０の下部側の開口面よりも空気導入筒７１の下部側の開口面が低く位置する。
空気導入筒７１と誘導発熱部１０を同心軸上に配することにより、誘導発熱部１０と空気導入筒７１との間には環状の空間部１３１が形成される。
【００４６】
一方、自己発熱部１１は有底円筒形であり、その内径は、誘導発熱部１０の最大外径よりも大きく、空気導入筒７１の最大外径よりも小さい。また、誘導発熱部１０の内径は、空気導入筒７１の下端の最小外径よりも大きい。自己発熱部１１は、空気導入筒７１および誘導発熱部１０と中心軸を一致させ、上部開口面を空気導入筒７１の下部開口面に略一致させて固定されている。これにより、誘導発熱部１０の内部および空間部１３１は自己発熱部１１の内部に連通し、自己発熱部１１の上部側と空気導入筒７１の下部側との間は外部に開放され、当該開放部分を介して燃焼部７へ連通する燃料ガス流路５１が形成されている。
自己発熱部１１の上部には、温度を検知する温度センサー（自己発熱部温度検知手段）１１５が設けられている。
【００４７】
気化部８の内部には、上下方向に回転軸２１が配されている。回転軸２１は、空気導入筒７１、誘導発熱部１０および自己発熱部１１の中心軸上に位置し、空気導入筒７１および誘導発熱部１０を貫通して自己発熱部１１の底面近傍に至る。回転軸２１には、第１回転部材２３および第２回転部材２５が固定されている。第１回転部材２３は誘導発熱部１０の最大内径よりも小さく、誘導発熱部１０の上下方向中央部に固定されている。また、第２回転部材２５は自己発熱部１１の内径よりも小さく、自己発熱部１１の上下方向中央部に固定されている。
則ち、回転軸２１を回転すると、第１回転部材２３が誘導発熱部１０の内部で回転すると共に、第２回転部材２５が自己発熱部１１の内部で同時に回転する構造である。
【００４８】
気化部８の上部には、燃料パイプ１１６が開口端を第１回転部材２３の上面に対向するようにして固定されている。第１回転部材２３および第２回転部材２５は、燃料パイプ１１６から噴射される液体燃料を回転に伴う遠心力によって微粒状に飛散させつつ撹拌する機能を有する。また、気化部８の上流側には、気化部８へ空気供給を行うためのファン１３がモータ１８の回転軸に固定されて配されている。
【００４９】
このような構成の気化部８では、誘導コイル７７に高周波電流を通電すると、発生する磁界が導電体である誘導発熱部１０に渦電流を生じて発熱する。従って、燃料パイプ１１６から第１回転部材２３に噴射された液体燃料は、誘導発熱部１０の内壁に向けて飛散し、加熱された内壁に衝突して気化される。ここで、モータ１８を駆動してファン１３により気化部８の上流側から空気供給を行うと、誘導発熱部１０の内部を流動する空気は一次空気として気化された液体燃料と混合撹拌され、混合された燃料ガスは下流側の自己発熱部１１へ流入する。同時に、空間部１３１を流動する空気も一次空気として自己発熱部１１へ流入する。自己発熱部１１に流入した燃料ガスおよび空気は、第２回転部材２５で更に混合され、燃料ガス流路５１へ向けて流出し、燃焼部７に至って燃焼に供する。
【００５０】
また、燃焼部７において火炎が発生すると、火炎に煽られて自己発熱部１１が昇温する。自己発熱部１１が液体燃料の気化温度を超えると、誘導コイル７７の通電を停止しても、液体燃料を気化可能となる。則ち、自己発熱部１１が気化温度以上に上昇し、誘導コイル７７の通電を停止すると、燃料パイプ１１６から噴射された液体燃料は第１回転部材２３で飛散され、誘導発熱部１０の内壁を伝って第２回転部材２５の上部に垂下する。そして、第２回転部材２５の遠心力を受けて自己発熱部１１の内壁に向けて飛散し、加熱された内壁に衝突して気化される。そして、誘導発熱部１０の内部および空間部１３１を介して自己発熱部１１に流入する一次空気と混合撹拌され、周部から燃料ガス流路５１へ向けて流出し、燃焼部７に至って燃焼に供する。
【００５１】
次に、燃焼装置１の制御系の構成を説明する。燃焼装置１は、図２の様に、燃焼制御や異常対応処理を統括して行う制御手段２００を中心に構成される。制御手段２００はマイコンで構成され、プログラム処理によって制御信号を生成して必要な制御を行う。
詳細に説明すると、気化部８に設けられた温度センサー１００と温度センサー１１５は制御手段２００に接続されている。また、制御手段２００は、誘導コイル７７への高周波電力の通電制御を行う誘導コイル通電制御部１９９に接続されると共に、モータ１８の通電制御を行うモータ通電制御部２０２に接続されている。また、制御手段２００には、時間を計時する計時手段２０７が接続されている。
【００５２】
計時手段２０７は、制御手段２００によって起動、停止あるいはリセット可能な上限タイマーと下限タイマーを有している。上限タイマーは、誘導発熱部１０の加熱開始から初期加熱温度まで上昇するのに要する時間の上限値を規定するタイマーである。また、下限タイマーは、誘導発熱部１０の加熱開始から初期加熱温度まで上昇するのに要する時間の下限値を規定するタイマーである。
【００５３】
また、屋外から供給される交流電源（ＡＣ１００Ｖ）を降圧した交流電圧、あるいは、整流した直流電圧を生成する電源回路部２０１を有し、電源回路部２０１で生成された電源は、燃焼装置１の各部に供給される。
【００５４】
本実施形態の燃焼装置１では、図２の様に、温度動作スイッチ９９によって誘導コイル７７への通電が開閉制御される構成を採用している。則ち、誘導コイル７７の一端は直接誘導コイル通電制御部１９９に接続され、誘導コイル７７の他端は温度動作スイッチ９９を介して誘導コイル通電制御部１９９に接続されている。また、誘導コイル通電制御部１９９と電源回路部２０１との間には通電遮断リレー２０３が介在され、当該通電遮断リレー２０３は制御手段２００によって開閉制御される構成とされている。
【００５５】
ここで、温度動作スイッチ９９は、誘導発熱部１０が所定の作動温度未満のときは接点が閉成し、誘導発熱部１０が作動温度以上になると接点が開成するバイメタルを利用した自動復帰型のスイッチである。
従って、作動温度未満のときは温度動作スイッチ９９の接点が閉成して、誘導コイル通電制御部１９９と誘導コイル７７は接続され、誘導コイル７７の通電制御が許容される。逆に、作動温度以上になると温度動作スイッチ９９の接点が開成して、誘導コイル通電制御部１９９と誘導コイル７７の接続が遮断され、誘導コイル７７の通電制御が禁止される構成とされている。
【００５６】
次に、本実施形態の燃焼装置１において実施される制御を説明する。図３は、図１，図２で示す燃焼装置１で実施される制御例を示すフローチャートである。図４は、図３の制御における誘導発熱部および自己発熱部の温度変化を、燃焼指令信号の有無と対応させて示した説明図である。図５は、図３の制御において実施される異常判別の制御における誘導発熱部の温度変化を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対応させて示した説明図である。図６〜図８は、各々、図１，図２で示す燃焼装置１で実施される異常対応制御における誘導発熱部および自己発熱部の温度変化を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対応させて示した説明図である。
【００５７】
尚、以下の説明において、燃焼フラグとは、火炎が発生して燃焼中であることを示すフラグ、初期フラグとは、誘導発熱部１０の初期加熱処理（後述）の実行中を示すフラグ、昇温フラグとは、誘導発熱部１０が初期加熱処理が完了したことを示すフラグである。また、以下の説明において、誘導発熱部１０の加熱が開始される時点の温度を第１の温度とし、後述する初期加熱温度Ｔ１を第２の温度とする。
【００５８】
リモートコントローラ２１０の運転スイッチ２１１をオンにした状態で、燃焼指令信号が到来すると、燃焼フラグ、初期フラグおよび昇温フラグはいずれもオフであるので、制御手段２００はステップ３０５へ進む。そして、制御手段２００は、温度センサー１００の検知温度を参照して誘導発熱部１０の温度が気化温度Ｔ２（本実施形態では灯油の気化温度である略２５０℃に設定）以上か否かを判別する。更に、制御手段２００は、温度センサー１１５の検知温度を参照して自己発熱部１１の温度が気化温度Ｔ２以上か否かを判別する（以上、図３ステップ３００〜３０６参照）。
【００５９】
判別の結果、誘導発熱部１０または自己発熱部１１の少なくともいずれか一方の温度が気化温度Ｔ２以上の場合は、ステップ３１６以降の処理に進んで燃焼制御が開始される（以上、図３ステップ３０５，３０６，３１６参照）。
【００６０】
一方、判別の結果、誘導発熱部１０または自己発熱部１１のいずれの温度も気化温度Ｔ２未満の場合、制御手段２００は、初期フラグをオンにし、上限タイマーおよび下限タイマーをスタートさせると共に、誘導コイル７７へ通電を開始する（以上、図３ステップ３０５〜３０９、図４参照）。そして、ステップ３０９〜３１１，３００〜３０３の制御を繰り返しつつ、誘導発熱部１０の温度が初期加熱温度Ｔ１（本実施形態では３００℃に設定）まで上昇するのを待機する。
【００６１】
ここで、誘導発熱部１０の温度上昇待機中に燃焼指令信号の到来が停止すると、燃焼フラグがオフ、初期フラグがオンであるので、ステップ３２７へ進んで、制御手段２００は誘導コイル７７の通電を停止し、初期フラグをオフにして次の燃焼指令信号の到来を監視する（以上、図３ステップ３００，３０１，３２２，３２６〜３２８参照）。則ち、誘導発熱部１０を初期加熱温度Ｔ１まで昇温する途中で燃焼指令信号の到来が停止すると、初期加熱処理は一旦中止される。
【００６２】
一方、誘導コイル７７への通電が継続されて、誘導発熱部１０が初期加熱温度（第２の温度）Ｔ１まで温度上昇待機中に、上限タイマーがタイムアップすると、制御手段２００は、誘導発熱部１０の温度上昇速度が低下していると判別して異常報知を行い、燃焼制御を強制的に停止する（以上、図３ステップ３１０〜３１２、図５参照）。則ち、この状態では、上限タイマーがタイムアップする時間が経過しているにも拘わらず、誘導発熱部１０が第２の温度である初期加熱温度Ｔ１に至らないため、誘導コイル通電制御部１９９に何らかの異常が発生しているか、または、電源電圧の異常低下が発生しているものと見なして異常報知を行う。
【００６３】
一方、上限タイマーがタイムアップするまでに誘導発熱部１０が初期加熱温度（第２の温度）Ｔ１まで温度上昇すると、制御手段２００は、下限タイマーの計時状態を参照する。そして、下限タイマーが既にタイムアップしておれば、ステップ３１３から３１６へ進んで、初期フラグをオフ、昇温フラグをオンにすると共に、上限タイマーおよび下限タイマーをリセットして、着火処理に移行する。この際、制御手段２００は、誘導発熱部１０が液体燃料の気化温度となるように誘導コイル７７を通電制御する（以上、図３ステップ３１０，３１３、３１６，３１７、図４、図５参照）。則ち、この状態では、誘導発熱部１０の加熱開始時点（第１の温度）から初期加熱温度（第２の温度）Ｔ１に至るまでに要する時間が、下限タイマーがタイムアップする時間よりも長く、上限タイマーがタイムアップするまでの時間よりも短く、適正であるので、誘導コイル通電制御部１９９が正常に作動しているものと判別して着火処理に移行する。
【００６４】
着火処理は、所定のプリパージを行った後に行われる。着火が完了すると、制御手段２００は燃焼フラグをオンにし、燃焼制御を開始する。燃焼制御中は、制御手段２００は、自己発熱部１１の温度を監視しつつ誘導コイル７７の通電制御を行う。本実施形態では、自己発熱部１１の温度が気化温度（略２５０℃）を超えると、以降は、誘導コイル７７の通電を停止し、ランニングコストの低減を図っている（以上、図３ステップ３１８〜３２１、図４参照）。
【００６５】
着火が行われて燃焼制御が開始すると、制御手段２００は、ステップ３２０，３２１，３００〜３０２の制御を繰り返して燃焼運転を継続する。この後、燃焼指令信号の到来が停止すると、ポストパージなどの必要な燃焼停止処理を行うと共に、燃焼フラグをオフにし、誘導コイル７７の通電電力を低減して誘導発熱部１０を待機温度Ｔ３（本実施形態では略１００℃に設定）に維持する（以上、図３ステップ３００，３０１，３２２〜３２５、図４参照）。
【００６６】
誘導発熱部１０が待機温度Ｔ３に加熱されている状態で再度燃焼指令信号が到来すると、既に昇温フラグがオンであるので、誘導発熱部１０を初期加熱温度Ｔ１まで昇温する処理は行わず、ステップ３０４からステップ３１７へ進み、誘導コイル７７へ通電制御して誘導発熱部１０を待機温度Ｔ３から気化温度Ｔ２まで昇温させ、その後着火処理を経て燃焼制御に移行する（以上、図３ステップ３０１〜３０４，３１７〜３２１、図４参照）。
【００６７】
一方、前記ステップ３１０において、誘導発熱部１０が初期加熱温度（第２の温度）Ｔ１まで温度上昇したときに、下限タイマーがタイムアップしていないときは、制御手段２００は、誘導発熱部１０の温度上昇速度が異常と判別して異常報知を行い、強制的に燃焼制御を停止する（以上、図３ステップ３１０，３１３，３１５、図５参照）。則ち、この状態では、下限タイマーがタイムアップする時間が経過していないにも拘わらず、誘導発熱部１０が急速に初期加熱温度（第２の温度）Ｔ１に至っているため、誘導コイル通電制御部１９９に何らかの異常が発生しているか、または、電源電圧の異常上昇が発生しているものと見なして異常報知を行う。
【００６８】
リモートコントローラ２１０の運転スイッチ２１１をオフにすると、制御手段２００は、各フラグをオフにすると共に、必要な運転停止処理を行う。この後、運転スイッチ２１１のオン操作の監視を継続する。
尚、図３のステップ３２５において、誘導発熱部１０を待機温度Ｔ３に維持する制御を所定時間だけ行わせ、以降は、誘導コイル７７の通電を遮断する構成としても良く、通電電力が削減されランニングコストの低減を図ることが可能となる。
【００６９】
このように、本実施形態の燃焼装置１によれば、燃焼運転に際して、誘導発熱部１０を気化温度Ｔ２よりも高い初期加熱温度Ｔ１まで一旦昇温させるので、気化部８の内部全体を均一に昇温させることができ、液体燃料を安定して気化させることが可能である。また、誘導発熱部１０の温度上昇に要する時間を上限タイマーおよび下限タイマーによって監視することにより、誘導発熱部１０の温度上昇が異常に速い場合や異常に遅い場合は、誘導コイル通電制御部１９９の異常と判別して異常報知を行うと共に燃焼制御を停止する。これにより、誘導発熱部１０の異常発熱や発熱不足の不具合を的確に報知することが可能となり、安定した燃焼を行わせることが可能となる。
【００７０】
ここで、異常報知によって誘導発熱部１０の温度上昇速度が速いことが判明した場合は、前記したように、誘導コイル通電制御部１９９の故障や電源電圧の異常上昇が生じていることが要因と考えられ、誘導発熱部１０が異常高温に晒される不具合を未然に防止することができる。また、異常報知によって誘導発熱部１０の温度上昇速度が遅いことが判明した場合は、電磁誘導加熱手段１９８の電力消費に伴う屋内配線の電圧降下が要因として考えられる。この場合も、直ちに対策を講じることにより、誘導発熱部１０の昇温が不充分な状態が継続することを未然に防止することができ、安定した燃焼を維持することが可能となる。
【００７１】
本実施形態の燃焼装置１は、燃焼運転の開始に際して、前記図３に示した基本制御を行うが、更に、以下に述べる様に気化部８の温度上昇を監視する制御を行う。則ち、前記図３に示した制御は、制御手段２００によって、誘導発熱部１０の温度を検知しつつ異常対応処理を行うものであったが、以下に述べる制御は、誘導発熱部１０に設けた温度動作スイッチ９９によって異常対応処理を行うものである。
尚、以下に述べる制御は、燃焼装置１の制御中において実施されるものであるが、説明の便宜上、誘導発熱部１０が待機温度Ｔ３に維持されている状態において燃焼指令信号が到来し、着火、燃焼制御が開始される場合を例に挙げて説明する。
【００７２】
本実施形態の燃焼装置１（図２参照）では、温度動作スイッチ９９の作動温度を、誘導発熱部１０の溶融温度Ｔ４の低温側に隣接する温度領域の所定値である監視温度Ｔ５に設定している（図６参照）。
本実施形態の燃焼装置１では、図２，図６の様に、燃焼指令信号が到来すると、制御手段２００は、誘導コイル通電制御部１９９に制御信号を送出して、誘導発熱部１０を待機温度Ｔ３から気化温度Ｔ２まで昇温させる。そして、誘導発熱部１０が気化温度Ｔ２まで昇温すると、制御手段２００は、着火処理を経て燃焼制御を開始する。
【００７３】
着火されて燃焼制御が開始した後に、仮に、誘導コイル通電制御部１９９に故障が生じると、誘導コイル７７への通電電力が異常となって誘導発熱部１０の温度が急激に上昇するような不具合が生じる。ところが、誘導コイル通電制御部１９９に異常が生じると、制御手段２００は、温度センサー１００の検知信号に基づいて誘導コイル７７への通電を遮断するべく誘導コイル通電制御部１９９へ正常に制御信号を送出しても、誘導コイル通電制御部１９９の異常によって誘導発熱部１０の温度上昇を抑制することができない（図２参照）。
【００７４】
しかし、誘導発熱部１０の温度が監視温度Ｔ５を超えると、温度動作スイッチ９９が作動して接点が開成し、誘導コイル通電制御部１９９から誘導コイル７７への通電が強制的に遮断される。従って、誘導コイル７７による誘導発熱部１０の加熱が遮断され、誘導発熱部１０の温度は溶融温度Ｔ４に至ることなく低下する。
【００７５】
一方、制御手段２００は、温度動作スイッチ９９の作動を接点間の電圧によって監視しており、温度動作スイッチ９９の作動を一旦検知すると、燃焼制御を停止して異常報知を行う。同時に、制御手段２００は、通電遮断リレー２０３の駆動コイル２０４へ制御信号を送出して切換接点２０５を常開接点側へ移動させ、誘導コイル通電制御部１９９への電源供給を遮断する。これにより、誘導発熱部１０の温度が低下し、温度動作スイッチ９９の接点が再び閉成しても、通電遮断リレー２０３によって誘導コイル通電制御部１９９への電源供給が遮断されたままとなり、誘導発熱部１０が再度異常発熱することが防止される。
【００７６】
また、本実施形態の燃焼装置１では、前記した誘導コイル通電制御部１９９の故障の他にも、制御手段２００に万一暴走が生じた場合の異常対応も可能である。本実施形態の燃焼装置１では、制御手段２００にウォッチドックタイマなどの暴走監視手段２１２を設け、当該暴走監視手段２１２によって制御手段２００自体のプログラム処理の暴走を検知して、制御手段２００自体をリセットする構成を採用している。
【００７７】
制御手段２００の暴走に起因して誘導発熱部１０が異常発熱を生じると、誘導発熱部１０が監視温度Ｔ５を超えた時点で、温度動作スイッチ９９によって誘導コイル７７への通電が強制的に遮断され、誘導発熱部１０の温度上昇が阻止される。また、暴走監視手段によって制御手段２００がリセットされて、燃焼制御の停止状態に戻る。これにより、誘導発熱部１０が異常高温に至ることが阻止されると共に、制御手段２００の暴走状態が解除され、燃焼指令信号に応じて再度燃焼制御を開始することが可能となる。
【００７８】
このように、本実施例の燃焼装置１によれば、誘導コイル通電制御部１９９の異常や制御手段２００の暴走が万一生じた場合でも、温度動作スイッチ９９によって気化部８が溶融温度Ｔ４に至ることを未然に防止することができ、装置の安全性を著しく向上させることが可能となる。
【００７９】
次に、前記図６に示した制御の変形実施形態を図７を参照して説明する。尚、前記図３に示した制御は同様に実施されるので、説明を省略する。また、前記実施形態と同一構成部分については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図７に示す制御は、前記図２に示した構成と同一の構成によって実施されるが、温度動作スイッチ９９の作動温度が異なる。則ち、前記図６に示した制御では、温度動作スイッチ９９の作動温度を、気化部８の溶融温度Ｔ４よりも低い監視温度Ｔ５に設定した。しかし、図７に示す変形実施形態では、温度動作スイッチ９９の作動温度を、液体燃料の発火温度Ｔ６と気化温度Ｔ２との間の気化温度Ｔ２の領域側に近接した監視温度Ｔ７に設定される。
【００８０】
図７に示す制御では、燃焼制御が開始された後に、仮に、誘導コイル通電制御部１９９に故障が生じると、誘導コイル７７への通電電力が異常となって誘導発熱部１０の温度が急激に上昇する不具合が生じる。誘導コイル通電制御部１９９の異常によって、誘導発熱部１０の温度が監視温度Ｔ７を超えると、温度動作スイッチ９９が作動して接点が開成する（図２参照）。
【００８１】
温度動作スイッチ９９が作動すると、誘導コイル通電制御部１９９から誘導コイル７７への通電が強制的に遮断され、誘導発熱部１０の昇温が停止して、誘導発熱部１０の温度は発火温度Ｔ６に至ることなく低下する。
【００８２】
一方、制御手段２００は、温度動作スイッチ９９の作動を端子電圧によって監視しており、温度動作スイッチ９９の作動を一旦検知すると、燃焼制御を停止して、異常報知を行うと共に、制御手段２００は、通電遮断リレー２０３の駆動コイル２０４へ制御信号を送出して切換接点２０５を常開接点側へ移動させ、誘導コイル通電制御部１９９への電源供給を遮断する。これにより、誘導発熱部１０の温度が低下し、温度動作スイッチ９９の接点が再び閉成しても、通電遮断リレー２０３によって誘導コイル通電制御部１９９への電源供給が遮断されたままであるので、誘導発熱部１０が再度異常発熱することが防止される。
【００８３】
また、制御手段２００は、温度動作スイッチ９９の作動を検知すると、モータ通電制御部２０２へ制御信号を送出して、モータ１８の回転数を燃焼制御中の回転数よりも増加させる。これにより、気化部８への空気供給を増加させて誘導発熱部１０を含む気化部８を冷却する。そして、温度センサー１００の検知温度が待機温度Ｔ３まで低下すると、制御手段２００は、モータ通電制御部２０２へ制御信号を送出してモータ１８の駆動を停止させる。
【００８４】
このように、本実施形態の燃焼装置１によれば、誘導コイル通電制御部１９９の故障に起因して誘導発熱部１０が液体燃料の気化温度よりも高い監視温度Ｔ７を超えると、誘導発熱部１０の加熱を遮断すると共に、空気供給を増加させて冷却を行う。これにより、気化部８が異常温度に上昇することを防止することができ、装置の安全性が向上する。
【００８５】
また、本実施形態の燃焼装置１では、前記した誘導コイル通電制御部１９９の故障の他にも、制御手段２００に万一暴走が生じた場合の異常対応も可能である。則ち、制御手段２００の暴走に起因して誘導発熱部１０が異常発熱を生じると、誘導発熱部１０が監視温度Ｔ７を超えた時点で、温度動作スイッチ９９によって誘導コイル７７への通電が強制的に遮断され、誘導発熱部１０の温度上昇が阻止される。この場合は、制御手段２００によるモータ通電制御部２０２の制御を正常に行うことができず、空気供給の増加による冷却は期待できない。しかし、暴走監視手段によって制御手段２００がリセットされて、燃焼制御の停止状態に戻る。これにより、誘導発熱部１０が異常高温に至ることが阻止されると共に、制御手段２００の暴走状態が解除され、燃焼指令信号に応じて再度燃焼制御を開始することが可能となる。
【００８６】
次に、前記図６、図７に示した制御の変形実施形態を図８、図９を参照して説明する。尚、前記図３に示した制御は同様に実施されるので、説明を省略する。また、前記実施形態と同一構成部分については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図９に示す制御は、図８に示した構成によって実施される。図８に示す構成は、温度動作スイッチ９９’の構成と、当該温度動作スイッチ９９’の作動によって誘導コイル７７およびモータ１８の双方の通電を遮断する点が、前記図２に示した構成と異なる。
【００８７】
本実施形態に採用する温度動作スイッチ９９’では、作動温度が、液体燃料の発火温度Ｔ６と気化温度Ｔ２との間の発火温度Ｔ６の領域側に近接した監視温度Ｔ８に設定される。また、温度動作スイッチ９９’は、周囲温度が監視温度Ｔ８未満の状態で接点が開成され、周囲温度が監視温度Ｔ８以上になると接点を閉成する。
【００８８】
また、２系統の切換接点２２２，２２３を有した通電遮断リレー２２０を備えている。誘導コイル７７の一端は、直接誘導コイル通電制御部１９９に接続されると共に、誘導コイル７７の他端は、切換接点２２２の常閉接点を介して誘導コイル通電制御部１９９に接続されている。また、モータ１８の一端は、直接モータ通電制御部２０２に接続され、モータ１８の他端は、切換接点２２３の常閉接点を介してモータ通電制御部２０２に接続されている。また、通電遮断リレー２２０の駆動コイル２２１は、温度動作スイッチ９９’を介して電源回路部２０１へ接続されている。
【００８９】
本実施形態の燃焼装置１’では、温度動作スイッチ９９’が作動していない状態では、通電遮断リレー２２０が駆動されない。従って、誘導コイル通電制御部１９９と誘導コイル７７は、切換接点２２２を介して接続され、モータ通電制御部２０２とモータ１８は、切換接点２２３を介して接続されて、通常の燃焼制御が行われる。しかし、温度動作スイッチ９９’が作動して接点が閉成すると、通電遮断リレー２２０の駆動コイル２２１に通電されて切換接点２２２，２２３が各々常開接点側へ切り換わる。これにより、誘導コイル通電制御部１９９と誘導コイル７７との接続が遮断されると共に、モータ通電制御部２０２とモータ１８との接続が遮断される構成とされている。
【００９０】
この燃焼装置１’では、図９の様に、燃焼制御が開始された後に、仮に、誘導コイル通電制御部１９９に故障が生じると、誘導コイル７７への通電電力が異常となって誘導発熱部１０の温度が急激に上昇する不具合が生じる。そして、誘導発熱部１０の温度が監視温度Ｔ８を超えると、温度動作スイッチ９９’が作動して接点が閉成する（図８参照）。
【００９１】
温度動作スイッチ９９’が作動すると、通電遮断リレー２２０が駆動されて誘導コイル通電制御部１９９と誘導コイル７７との接続が強制的に遮断され、誘導コイル７７による誘導発熱部１０の加熱が停止する。同時に、モータ通電制御部２０２とモータ１８との接続が強制的に遮断されて、気化部８への空気供給が停止する。これにより、誘導発熱部１０は発火温度Ｔ６に至ることなく低下する。則ち、本実施形態では、誘導発熱部１０が発火温度に近接した監視温度Ｔ８に至った時点で加熱を停止するため、冷却を目的として直ちに空気供給を行うと、かえって爆発的な燃焼を誘発する虞がある。このため、誘導発熱部１０の温度が低下するまでは空気供給を強制的に停止させている。
【００９２】
一方、制御手段２００は、温度動作スイッチ９９’の作動を端子電圧によって監視しており、温度動作スイッチ９９の作動を一旦検知すると、燃焼制御を停止して、異常報知を行う。この後、誘導発熱部１０の温度が低下し、温度動作スイッチ９９’の接点が再び開成しても、制御手段２００は、モータ１８の駆動を直ぐには開始しない。そして、誘導発熱部１０が気化温度Ｔ２まで低下すると、制御手段２００は、モータ通電制御部２０２に制御信号を送出してモータ１８を駆動し、ファンの空気供給によって気化部８の冷却を行う。この後、温度センサー１００の検知温度が待機温度Ｔ３まで低下すると、制御手段２００は、モータ通電制御部２０２へ制御信号を送出してモータ１８の駆動を停止させる。
【００９３】
このように、本実施形態の燃焼装置１’によれば、誘導コイル通電制御部１９９の故障に起因して誘導発熱部１０が液体燃料の発火温度に近接した監視温度Ｔ８を超えると、誘導発熱部１０の加熱を遮断すると共に、空気供給を遮断させる。これにより、気化部８が異常温度に上昇することを防止しつつ爆発的な燃焼を防止することが可能となる。
【００９４】
また、本実施形態の燃焼装置１’においても、前記した誘導コイル通電制御部１９９の故障の他にも、制御手段２００に万一暴走が生じた場合の異常対応も可能である。則ち、制御手段２００の暴走に起因して誘導発熱部１０が異常発熱を生じると、誘導発熱部１０が監視温度Ｔ８を超えた時点で、通電遮断リレー２２０によって誘導発熱部１０の温度上昇が遮断されると共に、ファンによる空気供給も遮断される。一方、暴走監視手段によって制御手段２００がリセットされて、燃焼制御の停止状態に戻る。これにより、誘導発熱部１０が異常高温に至ることが阻止されると共に、制御手段２００の暴走状態が解除され、燃焼指令信号に応じて再度燃焼制御を開始することが可能となる。
【００９５】
【実施例】
次に、本発明の燃焼装置の具体的実施例について説明する。なお以下の説明において上下の関係は、燃焼装置を給湯器等に設置した状態を基準とする。
図１０は、本発明の実施例の燃焼装置の断面図である。図１１は、本発明の実施例の燃焼装置の全体的な部品構成を表す分解斜視図である。
【００９６】
図１０において、１は、本発明の実施例の燃焼装置を示す。本実施例の燃焼装置１は、図１８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、後記する様に誘導発熱部１０と自己発熱部１１を持つ。そして誘導発熱部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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
空気量調整部６は、図１１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。
【０１００】
空気量調整部６は、箱体１６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。
【０１０１】
燃焼部７は、図１０，図１２に示すように分流部材４１と炎孔ベース４３及び炎孔部材４５によって作られている。そしてこれらの構成部品が燃焼部ハウジング１４（図１０）内に収納されたものである。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。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。則ち、炎孔ベース４３は、図１０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１０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。
【０１０４】
炎孔部材４５は、図１２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。
【０１０５】
燃焼部７は、炎孔ベース４３、分流部材４１および炎孔部材４５を上記した状態に組み合わせた状態で燃焼部ハウジング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。
【０１０６】
次に気化部８について説明する。図１２は、本実施形態の燃焼装置の気化部周辺の分解斜視図である。図１３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１４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１５は、気化部の誘導熱源部の一部断面斜視図である。図１６は、気化部の誘導熱源部の別の実施形態を示す断面図である。図１７は、図１０の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。
【０１０７】
本実施例の燃焼装置１で採用する気化部８は、二種類の熱源を持つ。則ち、本実施例で採用する気化部８は、図１０〜図１２の様に誘導熱源部９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９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。
【０１０８】
則ち、気化部８は、図１２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１０）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発熱部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。
【０１０９】
順次説明すると、燃料通過筒７５は、誘導発熱部１０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１０）７５は、両端が開口するものではあるが、図１２〜図１４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。則ち、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１４ａ）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。
【０１１０】
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１４の様に燃料通過筒７５の軸線Ｘ−Ｘ（図１４）に対して傾斜方向に開口している。
則ち、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。則ち、燃料通過筒７５の内面は、予備発熱周壁６４として機能するものであり、本実施例では、予備発熱周壁６４たる燃料通過筒７５の内面の下部に樋状の溝８７が形成された構造である。
そして開口８５の最も下部に位置する部位の溝８７には開口８８が形成されている。開口８８は、具体的には小孔であり、気化しなかった燃料を集めて下部の自己発熱部１１側に滴下するために設けられている。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
コイル部材７７は、図１５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１５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
【０１１４】
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。
【０１１５】
誘導熱源部９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１５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１５では、作図の関係上、ドーナツ状断熱材７３を略している）。
【０１１６】
誘導発熱部１０には、発熱部材である燃料通過筒７５の温度に応じて接点を開閉する温度動作スイッチ９９が設けられている。
また誘導発熱部１０には、発熱部材たる燃料通過筒７５の温度を検知する温度センサー（誘導発熱部温度検知手段）１００が設けられている。温度センサー１００は、具体的にはサーミスタであり、平板状の温度検知部１０１を持つ。
本実施例では、図１５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。
【０１１７】
則ち、本実施例では、断熱材としての機能を備えたボビン９０によって温度センサー（誘導発熱部温度検知手段）１００が保持されている。そしてさらに温度検知部１０１は、断熱材としての機能を備えたボビン９０から反力を受けて燃料通過筒７５の外側表面に押し当てられている。また温度検知部１０１の表面にはシリコン等の熱伝導性に優れたぺーストを塗布しておくことが望ましい。
【０１１８】
ここで、前記した誘導熱源部９は、コイル線９１をボビン９０の筒体部９２に適宜に巻装する構成であったが、コイル線９１を位置決めしつつ巻装する構成を採ることも可能である。
図１６（ａ）は、コイル線９１を位置決めしつつ巻回すようにした誘導熱源部１０６の構造を模式的に示す説明図、同図（ｂ）は、その誘導熱源部１０６の断面図である。
【０１１９】
誘導熱源部１０６は、誘導発熱部１０７を形成する鋳物製筒状部材で成る燃料通過筒１０８と、コイル部材１１３で構成される。また、コイル部材１１３は、断熱材１１０とコイル線９１で構成される。
【０１２０】
燃料通過筒１０８は、前記燃料通過筒７５と概ね同一の形状を有するが、鋳物で製されている点と上部側の形状が異なる。則ち、直径が略一定の上部側の上端および下端には全周に渡ってフランジ部１１１，１１２が設けられている。則ち、燃料通過筒１０８がコイル部材１１３を装着するボビンの機能を兼ね備えている。このフランジ部１１１，１１２の間には、上部側の周面に沿って螺旋状に等間隔に位置決め部材１０９が設けられている。そして、隣接する位置決め部材１０９同士の間、および、位置決め部材１０９とフランジ部１１１，１１２の間に、コイル部材１１３を装着する断面が凹状のコイル装着溝１１４を形成している。
【０１２１】
断熱材１１０は、断面がコ字状の細長い部材で、上下方向の幅は燃料通過筒１０８のコイル装着溝１１４の上下方向の幅と略同一である。断熱材１１０は、前記したボビン９０と同一の素材で形成される。
【０１２２】
誘導熱源部１０６は、図１６（ｂ）の様に、コイル部材１１３を燃料通過筒１０８のコイル装着溝１０９に嵌入させつつ螺旋状に装着して組み立てられる。則ち、断熱材１１０を、コ字状の断面の開口部分が外方となるようにして燃料通過筒１０８のコイル装着溝１１４に沿って挿入しつつ螺旋状に装着する。次いで、断熱材１１０の開口部分に沿ってコイル線９１を嵌入させつつ螺旋状に装着することにより、誘導熱源部１０６が組み立てられる。
【０１２３】
この様な構成の誘導熱源部１０６によれば、燃料通過筒１０８の位置決め部材１０９によってコイル部材１１３の上下方向へのずれが抑止されるので、振動や衝撃によってコイル線９１が上下方向へずれることがない。また、コイル線９１が燃料通過筒１０８のコイル装着溝１１４に嵌入した状態に位置するので、コイル線９１へ通電される高周波電流によって生じる磁力線を効率良く燃料通過筒１０８に鎖交させることができ、加熱効率を向上させることが可能である。また、燃料通過筒１０８を導電性の低い鋳物で製しているので、加熱効率が一層向上すると共に、熱による変形に対しても優れる。しかも、燃料通過筒１０８で生じる熱を断熱材１１０によって効果的に遮断して、コイル線９１に熱が伝達されることを防止することが可能である。
【０１２４】
自己発熱部１１は、図１０，図１１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。則ち、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。
【０１２５】
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１０，図１１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及び底面部６７が加熱され、昇温する。
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１０）。
【０１２６】
第一回転部材２３は、燃料通過筒７５の内部で液体燃料を効率良く気化させるために、燃料パイプ１１６から噴射された液体燃料（本実施例では灯油を使用）を微粒子状にし、燃料通過筒（誘導発熱部１０）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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
図１２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１２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。則ち、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発熱部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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
気化部８は、前記した様に誘導発熱部１０と自己発熱部１１を持つ。そして誘導発熱部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。則ち、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発熱部１０が配されており、空気導入筒７１の中心軸と、誘導発熱部１０の中心軸は一致する。
【０１３１】
空気導入筒７１と誘導発熱部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。また誘導発熱部１０を構成する燃料通過筒（誘導発熱部１０）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は誘導発熱部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は誘導発熱部１０を構成する燃料通過筒（誘導発熱部１０）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。
【０１３２】
また燃料通過筒７５（誘導発熱部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１１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は誘導発熱部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。
【０１３３】
また誘導発熱部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。則ち、開口８８は、第二回転部材２５の中心近傍の上部にある。
【０１３４】
次に、本実施例の燃焼装置１の各部の組み立て構造について説明する。
本実施例の燃焼装置１は、送風機３、駆動機械部５、空気量調整部６及び気化部８が中心軸を一致させて順次積み重ねられたものであり、駆動機械部５の天板１７に送風機３が直接的にネジ止めされている。則ち、本実施例では、送風機３の回転中心と空気量調整部６の軸挿通孔２８，３５と気化部８の中心軸が同一軸線上に直線的に並べられている。なお気化部８自体の構成部品についても同一軸線状に並べて配されているので、前記した送風機３の回転中心と空気量調整部６の軸挿通孔２８，３５と気化部８の中心軸に対して気化部８の二つの回転部材２３，２５の回転中心軸も一致する。
【０１３５】
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。則ち、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。
【０１３６】
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発熱部１０があり、誘導発熱部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、誘導発熱部１０の周辺部を流れる空気に分流される。
【０１３７】
則ち、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の内面と誘導発熱部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。
【０１３８】
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及び誘導発熱部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、誘導発熱部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。則ち、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は誘導発熱部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。
【０１３９】
またモータ１８の後端側の回転軸２０は、ファン１３にも接続されているから、本実施例では、単一のモータ１８によって気化部８の二つの回転部材２３，２５とファン１３の三者が駆動される。
なお軸挿通孔２８，３５は、移動側板状部材２６の回転中心でもあるから、移動側板状部材２６が回転する際に移動することはない。そのため軸挿通孔２８，３５にモータ１８の回転軸２１があっても、移動側板状部材２６の回転の妨げとならない。
【０１４０】
本実施例の燃焼装置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１８は、図１０の燃焼装置を採用した給湯器の配管系統図である。本実施例の燃焼装置１は、図１８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。
【０１４１】
給湯装置２は、図１８に示すように、本実施例の燃焼装置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。
【０１４２】
流入側流路１４３の中途には、流量センサー１５０（最小作動水量検知手段）と入水温度センサー１５１（入水温度検知手段）とが設けられている。流量センサー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、当該流量センサー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、入水温度センサー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。
【０１４３】
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、温度センサー１５３と、攪拌部１５４と、水量調整弁１５５（出湯量制限手段）と、出湯温度センサー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、温度センサー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。
【０１４４】
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、出湯温度センサー１５６が設けられている。出湯温度センサー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。
【０１４５】
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、バイパス流量調整弁１５９が設けられている。バイパス流量調整弁１５９は、攪拌部１５４に流れ込む水量を調整するものである。
【０１４６】
次に本実施例の燃焼装置１の機能について説明する。
本実施例の燃焼装置１では、モータ１８を起動してファン１３と第一回転部材２３及び第二回転部材２５を回転させる。
ファン１３の回転により、図１０の矢印の様に送風機３のハウジング１２の中央部に設けられた開口１５から空気が吸い込まれ、空気は駆動機械部５に入る。そして空気は、駆動機械部５から上部の空気量調整部６を経て気化部８及び燃焼部７に流れるが、本実施例では空気量調整部６によって流量調整される。則ち、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。
【０１４７】
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。則ち、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。
【０１４８】
また送風の残部は、図１７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。
【０１４９】
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、誘導発熱部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。
また誘導発熱部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発熱部１０の燃料通過筒７５を発熱させる。
【０１５０】
則ち、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。
【０１５１】
なお本実施例では、高周波誘導加熱によって燃料通過筒７５を加熱する際に、コイル線９１が昇温しない様に工夫がなされている。
則ち、本実施例の様に燃焼装置１の内部に誘導加熱用のコイル線９１を設けると、内部の熱によってコイル線９１が加熱され、断線等のおそれが生じる。そこで本実施例では、コイル線９１が過度に加熱されない様に工夫がなされている。
則ち、本実施例では、コイル線９１は、ボビン９０に巻かれているが、ボビン９０は、樹脂で作られており、導電性がないので発熱しない。またボビン９０は断熱性と耐熱性を具備した不飽和ポリエステルを素材としている。そのためボビン９０が断熱材として機能し、燃料通過筒７５の熱をコイル線９１に伝えない。
【０１５２】
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。
さらに本実施例では、後記する様に誘導発熱部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。
【０１５３】
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。なお本実施例で採用した第一回転部材２３は、上下方向へ延びる回転軸と一体的に回転する板体の外縁から放射状に撹拌羽根を延出させて形成され、当該撹拌羽根は、板体の外縁に沿って全周に渡って複数設けられると共に、板体に対して所定角度だけ傾斜させた構成とされている。
【０１５４】
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。
【０１５５】
そして飛散した灯油は、第一回転部材２３の周囲に配された燃料通過筒７５の内面に接触し、熱を受けて気化する。このとき、燃料通過筒７５に接触した液体燃料はほぼ完全に気化され、気化されずに液体燃料が残留することはない。
また前記した様に空気導入筒７１に捕捉された空気の一部が燃料通過筒７５の内部を通過するので、燃料通過筒７５の内面から熱を受けて気化した燃料は、燃料通過筒７５を通過する空気と混合される。
【０１５６】
ここで本実施例では、第一回転部材２３に撹拌羽根が設けられているから、第一回転部材２３の内面に設けられた撹拌羽根によって燃料通過筒７５内の空気が攪拌され、燃料ガスと空気との混合が促進される。
また本実施例では、燃料通過筒７５が筒状であるから、飛散された燃料及び気化した燃料は、筒状の部分を通過する間、加熱され続ける。則ち、本実施例では、誘導発熱部分が筒状であるから、燃料が当該筒状の部分を通過する際に加熱昇温される。そのため本実施例の燃焼装置は、燃料と発熱体との接触距離及び接触時間が長く、燃料の気化が確実であるばかりでなく、気化した燃料ガスの温度が高い。
【０１５７】
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の内面と誘導発熱部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。
また本実施例では、自己発熱部１１内にも回転部材が設けられている。則ち、本実施例では、二段に回転部材が設けられ、その一つたる第二回転部材２５は、自己発熱部１１の中で回転する。
そのため自己発熱部１１内に入った燃料ガスと空気との混合ガスは、再度第二回転部材２５によって攪拌混合される。
【０１５８】
特に本実施例では、燃料通過筒７５の先端側が絞られており、前記した第一回転部材２３によって混合攪拌された燃料ガスは、狭い燃料通過筒７５の先端を通過する際に互いに激しく衝突し、混合が進む。そして当該燃料ガスは、狭い部分から第二回転部材に対して吹き込まれ、再度第二回転部材２５によってかき混ぜられる。また燃料ガスは、自己発熱部１１内において、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１０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。則ち、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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
そして混合ガスは、炎孔ベース４３の下部に設けられた炎孔（小孔６１）から放出される。
前記した様に、本実施例の燃焼装置１では、気化部８で液体燃料が気化されて炎孔ベース４３を流れ、炎孔（小孔６１）から放出されるが、気化部８を出る際における燃料ガスの温度が高いので、炎孔（小孔６１）に至るまでの間で再液化することはない。
【０１６１】
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。
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。
【０１６２】
ここで本実施例の燃焼装置１では、気化部８が、燃焼部７の中央に直接的に露出しているので、燃焼が開始されると、自己発熱部１１が火炎によって加熱される。そのため自己発熱部１１内の温度が上昇し、燃料の気化がさらに促進される。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、
誘導発熱部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。
【０１６３】
則ち、誘導加熱を停止すると、燃料通過筒７５の温度が低下し、誘導発熱部１０での気化は殆ど行われなくなり、実質的に自己発熱部１１のみで燃料は気化される。
誘導発熱部１０で気化されない液体燃料は、燃料通過筒７５の内面を伝い、重力によって下方に至る。ここで本実施例では、燃料通過筒７５の下端部に樋状の溝８７が形成されている。そのため燃料通過筒７５の内面を伝い落ちた燃料は、下部の溝８７に集められる。さらに本実施例では、下部側の開口８５が傾斜しているから、端部の溝８７にも傾斜があり、集められた燃料は、溝８７内を流れてさらに下方に集まる。そして本実施例では、溝８７の最下部に開口８８が設けられているから、溝８７を流れた燃料は、最終的に溝８７の最下部に形成された開口８８から滴下する。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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の底面部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。
【０１６６】
【発明の効果】
請求項１，２に記載の発明によれば、誘導発熱部の温度上昇速度によって電磁誘導加熱手段や電源供給の異常を的確に判別することが可能となり、安全性、信頼性を向上させた燃焼装置を提供できる。
請求項３〜７に記載の発明によれば、電磁誘導加熱手段や制御手段に異常が生じた場合でも、気化部の異常温度上昇を確実に回避することができ、安全性、信頼性を向上させた燃焼装置を提供できる。
請求項８に記載の発明によれば、誘導発熱部の耐熱性、耐久性が向上すると共に、製造性を向上させた燃焼装置を提供できる。
請求項９に記載の発明によれば、誘導発熱部によらず自己発熱部によって液体燃料を気化させることが可能となり、ランニングコストを低減した燃焼装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る燃焼装置の気化部周辺の構造を示す説明図である。
【図２】図１の燃焼装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】図１および図２で示す燃焼装置で実施される制御のフローチャートである。
【図４】図３に示す制御における気化部の温度を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対比させて示す説明図である。
【図５】図３に示す制御における気化部の昇温状態を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対比させて示す説明図である。
【図６】図１および図２で示す燃焼装置で実施される別の制御における気化部の温度を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対比させて示す説明図である。
【図７】図６に示す制御の変形例の制御における気化部の温度を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対比させて示す説明図である。
【図８】図２に示す燃焼装置の制御系の変形例を示すブロック図である。
【図９】図１および図８で示す燃焼装置で実施される制御における気化部の温度を、各部の動作状態を示すタイムチャートと対比させて示す説明図である。
【図１０】本発明に係る燃焼装置の具体的な実施例を示す断面図である。
【図１１】図１０に示す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１２】図１０に示す燃焼装置の気化部周辺の分解斜視図である。
【図１３】図１０に示す燃焼装置の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１４】図１０に示す燃焼装置の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１５】図１０に示す燃焼装置の気化部の誘導熱源部の一部断面斜視図である。
【図１６】（ａ）は、図１０に示す燃焼装置の気化部の誘導熱源部の別の実施形態の構成を分解状態で示す模式図、（ｂ）は（ａ）の誘導熱源部の断面図である。
【図１７】図１０に示す燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。
【図１８】図１０に示す燃焼装置を用いて構成した給湯装置の流路系統図である。
【符号の説明】
１ 燃焼装置
７ 燃焼部
８ 気化部
１０ 誘導発熱部
１１ 自己発熱部
１３ 送風ファン
９９ 温度動作スイッチ
１００ 誘導発熱部温度検知手段（温度センサー）
１０８ 鋳物製筒状部材
１０９ 位置決め部材
１１３ コイル部材
１９８ 電磁誘導加熱手段
２００ 制御手段
２０７ 計時手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion apparatus using liquid fuel, and more particularly, to an apparatus that accurately detects abnormal temperature of a vaporizing section for vaporizing liquid fuel and improves safety and combustibility.
[0002]
[Prior art]
For water heaters, heaters, and the like, combustion devices that use inexpensive liquid fuel such as kerosene are frequently used to reduce running costs. Among them, when used for applications having a relatively small calorific value, a type in which a liquid fuel is vaporized by a vaporization unit and the vaporized fuel gas is sent to a combustion unit for combustion is often used.
[0003]
By the way, the conventional combustion apparatus employs a structure using an electric heater in a vaporization section in order to vaporize liquid fuel. That is, a structure is employed in which the liquid fuel scattered inside the vaporizing section is vaporized by heat while the vaporizing section is heated by the electric heater. However, it takes time to raise the temperature of the vaporization section to the vaporization temperature of the liquid fuel, and when the temperature of the vaporization section is low, such as at the start of hot water supply operation, it takes time from when the hot water tap is opened until hot water comes out. , It was not easy to use.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of this, the present applicant has prototyped a combustion device that heats the vaporization section by using an electromagnetic induction heating method instead of using the electric heater. In a combustion device employing an electromagnetic induction heating method, even when the vaporization unit is cold, such as at the start of a combustion operation, the temperature of the vaporization unit can be efficiently increased in a short time by electromagnetic induction. Therefore, in the hot water supply operation, the waiting time until the hot water flows can be greatly reduced, and the usability can be improved.
[0005]
However, a combustion device employing the electromagnetic induction heating method consumes a large power of about 1 kW for electromagnetic induction heating. For this reason, an adverse effect due to a voltage drop in an indoor wiring or the like is likely to occur. That is, a large current flows through the indoor wiring due to the large power consumed by the electromagnetic induction heating of the combustion apparatus, and a voltage drop is likely to occur. In particular, when the indoor wiring is deteriorated, the indoor wiring is supplied to the combustion apparatus. The power supply voltage was remarkably lowered, and a problem that the temperature of the vaporized portion could not be sufficiently raised by electromagnetic induction heating was apt to occur. In addition, the power supply voltage supplied to another electric device also decreases with the operation of the combustion device, and it is easy to cause adverse effects on the operation of the electric device.
[0006]
Also, unlike the problem of such a power supply voltage drop, in the electromagnetic induction heating method, a high frequency voltage is usually applied to the induction coil to generate a magnetic field, and the generated magnetic field is linked to the heat generating portion. To generate heat. This electromagnetic induction heating method can efficiently heat the heat-generating portion in a short time, but on the other hand, if the power supply voltage rises abnormally or the heating control abnormally occurs, the heat-generating portion heats the ignition temperature of the liquid fuel in a short time. And the risk of reaching the melting temperature of the heat generating part.
[0007]
Therefore, in a combustion apparatus using the electromagnetic induction heating method, a configuration is usually adopted in which a temperature sensor is provided in the vicinity of a heat generating portion and the detected temperature of the temperature sensor is monitored by a control means (microcomputer) or the like. When the temperature rises to an abnormal temperature higher than the target temperature, safety measures are taken to cut off the electromagnetic induction heating by the control means.
[0008]
However, if a failure occurs in the electromagnetic induction heating unit controlled by the control unit, the abnormal temperature rise of the heating unit cannot be prevented irrespective of the control of the control unit, and the effect of safety measures cannot be achieved. Was. Further, the microcomputer may rarely run away due to noise or static electricity. If the microcomputer runs out of control, normal control cannot be continued and, despite the safety measures described above, the heat-generating part may be abnormally heated and damaged, resulting in an improvement in safety. Was desired.
[0009]
The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a combustion device with improved safety by accurately detecting a temperature abnormality in a vaporization section of the combustion device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0011]
According to the present invention, when the temperature of the induction heating section is raised in accordance with the predetermined temperature rise control, the abnormality is determined based on the fact that the temperature rise state (temperature gradient) according to the temperature rise control is obtained. Here, as a result of monitoring the temperature rise state of the induction heating unit, if the temperature rise gradient is higher than the temperature rise state according to the temperature rise control, abnormal heating due to a failure of the electromagnetic induction heating means or supply to the combustion device There is a possibility that a problem such as abnormal heat generation due to the abnormal rise of the power supply voltage occurs. In addition, as a result of monitoring the temperature rise state of the induction heating unit, if the temperature rise gradient is lower than the temperature rise state according to the temperature rise control, heat generation failure such as a decrease in the power supply voltage supplied to the combustion device is caused. There may be a problem.
[0012]
According to the present invention, since the occurrence of the above-described abnormality is determined and the abnormality handling process is performed, it is possible to avoid a problem that the induction heating unit and the vaporizing unit reach an abnormally high temperature by continuing the abnormal heating. it can. Further, it is possible to prevent a problem that the insufficient heat generation continues and the liquid fuel is insufficiently vaporized to cause incomplete combustion.
[0013]
In the present invention, various methods can be employed to monitor the temperature rise state.
For example, it is possible to adopt a configuration in which monitoring is performed by measuring the time required for the induction heating section to reach another predetermined temperature higher than the predetermined temperature while the induction heating section is being heated. Further, for example, it is also possible to adopt a configuration in which monitoring is performed by measuring a temperature rise value of the induction heating section during a predetermined time from the start of the temperature rise of the induction heating section.
[0014]
In the present invention, the monitoring of the temperature rise state of the induction heating section may be performed only when the temperature rise gradient is higher than the normal value, and conversely, only when the temperature rise gradient is lower than the normal value. May be. However, safety and reliability can be further improved by monitoring whether the temperature rise gradient is higher or lower than the normal value.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a combustion apparatus having a vaporizing section for heating and vaporizing a liquid fuel, wherein the vaporizing section vaporizes the liquid fuel and supplies the liquid fuel to a combustion section for combustion. It has an induction heating section that generates heat by the heating section, and controls each section including an induction heating section temperature detection section that detects the temperature of the induction heating section, a time measurement section that measures time, and a temperature control of the induction heating section. Control means, wherein the control means raises the temperature of the induction heating part by the electromagnetic induction heating means based on a predetermined temperature raising control while referring to the detected temperature of the induction heating part temperature detection means and the measurement value of the timekeeping means. If the time required for the induction heating section to reach the second temperature higher than the predetermined temperature from the predetermined first temperature is out of the predetermined time range determined in accordance with the temperature increase control, it is determined that an abnormality has occurred. Must be determined It is configured to perform such a anomaly correction.
[0016]
According to the present invention, in the configuration for monitoring a temperature rising state shown in the first aspect of the present invention, the time required for the induction heating unit to reach another predetermined temperature higher than the predetermined temperature is measured. In this case, a configuration for monitoring the temperature rising state is adopted.
[0017]
If the time required for the induction heating portion to reach the second temperature from the first temperature is shorter than the minimum value in the predetermined time range, the temperature rise gradient of the induction heating portion may be too high, resulting in an abnormally high temperature. For this reason, the control unit performs the abnormality handling process on the assumption that there is a possibility that the electromagnetic induction heating unit has a failure or the power supply voltage has abnormally increased. This makes it possible to perform a necessary abnormality handling process before the induction heating portion reaches an abnormally high temperature, thereby improving safety while preventing damage to the device.
[0018]
When the time required for the induction heating section to reach the second temperature from the first temperature is longer than the maximum value in the predetermined time range, the temperature rise gradient of the induction heating section is too low, so that the liquid fuel can be sufficiently vaporized. Temperature may not be reached. For this reason, the control unit performs the abnormality handling process on the assumption that there is a possibility that the electromagnetic induction heating unit has a failure or the power supply voltage is abnormally lowered. Accordingly, it is possible to prevent a problem in which the temperature of the induction heating portion does not sufficiently rise, vaporization of the liquid fuel becomes insufficient, and incomplete combustion occurs. Further, since it is suggested that a voltage drop in the indoor wiring may occur due to the power consumption of the combustion device, it is possible to take measures against deterioration of the indoor wiring at the time of installing the combustion device, and adverse effects on other electric devices may be caused. Preventable.
[0019]
In the present invention, the abnormality handling process may be performed only when the temperature rise gradient of the induction heating unit is too high or the temperature rise gradient of the induction heating unit is too low. . However, by adopting a configuration in which the abnormality handling process is performed in any case, the safety and reliability of the combustion device can be further improved.
[0020]
In the present invention, the first temperature can be set to the temperature at the start of the temperature rise of the induction heating section or to a higher temperature. Further, the second temperature can be set to an appropriate temperature as long as it is higher than the first temperature, and may be set to a target temperature by the temperature increase control. The first temperature and the second temperature can be appropriately determined within a range that satisfies the above condition. However, the first temperature and the second temperature are set within a range of a temperature at which the induction heating unit is heated during normal combustion control. It is desirable to set the second temperature difference as large as possible. If the difference between the first temperature and the second temperature is too small, an error due to the influence of the ambient temperature is likely to occur.
[0021]
Further, in the present invention, as the abnormality handling process when the time required for the induction heating section to reach the second temperature from the first temperature is out of the predetermined time range, for example, the combustion control is forcibly stopped, In addition, a configuration in which abnormality notification is performed by an alarm sound or voice can be adopted.
[0022]
According to a third aspect of the present invention, in the combustion device according to the first or second aspect, a temperature operation switch is provided near the vaporization section and operated according to a temperature of the vaporization section, and the vaporization section is provided with a temperature operation switch. When the operating temperature exceeds the operating temperature, an abnormality handling process for interrupting the heating of the induction heating unit by the electromagnetic induction heating means by operating the temperature operation switch is performed.
[0023]
Here, if a failure occurs in the electromagnetic induction heating means for heating the induction heating section, the induction heating section rises to an abnormal temperature despite the fact that the control means sends a normal control signal to the electromagnetic induction heating means. There is a fear that In the case where the control means is constituted by a microcomputer, if the control means runs out of control, the control signal transmitted from the control means to the electromagnetic induction heating means even if the electromagnetic induction heating means is operating normally. And the temperature of the induction heating section may be abnormally increased.
[0024]
According to the present invention, even if a failure occurs in the electromagnetic induction heating means or the control means runs out of control and the electromagnetic induction heating means cannot be controlled, the temperature of the induction heating unit rises and the temperature operation switch is turned off. When the temperature exceeds the operating temperature, the temperature operation switch is operated, and the heating of the induction heating section by the electromagnetic induction heating means is forcibly shut off. Thereby, it is possible to prevent the induction heating portion from becoming abnormally high temperature, and the safety of the combustion device is improved.
[0025]
According to a fourth aspect of the present invention, in the combustion device according to the third aspect, the operating temperature of the temperature operation switch is set to a predetermined value close to the low temperature side of the melting temperature range of the structure constituting the vaporizing section. Configuration.
[0026]
According to the present invention, the heating of the induction heating section by the electromagnetic induction heating means is forcibly cut off until the temperature of the vaporization section reaches the melting temperature of the structure. Thereby, even if a failure such as a failure of the electromagnetic induction heating means or a runaway of the control means occurs, a failure such as melting of the vaporized portion can be prevented beforehand, and the safety and durability of the combustion device are improved. .
[0027]
According to a fifth aspect of the present invention, in the combustion device according to the third aspect, a blower fan for supplying air to the vaporizing section is provided, and an operation temperature of the temperature operation switch is set in a range of an ignition temperature range and a vaporization temperature range of the liquid fuel. Is set to a predetermined value close to the ignition temperature region between the two, and when the temperature operation switch is operated, an abnormality handling process for stopping the driving of the blower fan is performed.
[0028]
Here, when the temperature of the vaporization section reaches the vicinity of the ignition temperature range of the liquid fuel, there is a possibility that the vaporized liquid fuel may ignite before being supplied to the combustion section. Therefore, when the vaporizing section reaches this temperature state, supplying air to the vaporizing section for cooling is likely to induce explosive combustion, which is rather dangerous.
[0029]
According to the present invention, the heating of the induction heating unit by the electromagnetic induction heating unit is stopped before the vaporization unit reaches the ignition temperature of the liquid fuel, and the driving of the blower fan is stopped. That is, the vaporization section does not rise to a temperature exceeding the ignition temperature of the liquid fuel, and the air supply which causes explosive combustion is forcibly stopped. Thus, even if a failure such as a failure of the electromagnetic induction heating means or a runaway of the control means occurs, it is possible to prevent ignition in the vaporization section and improve the safety of the combustion device.
[0030]
According to a sixth aspect of the present invention, in the combustion device according to the third aspect, a blower fan for supplying air to the vaporizing section is provided, and an operation temperature of the temperature operation switch is set in a range of an ignition temperature range and a vaporization temperature range of the liquid fuel. Is set to a predetermined value close to the vaporization temperature region between the two, and when the temperature operation switch is operated, abnormality handling processing for increasing the rotation speed of the blower fan is performed.
[0031]
According to the present invention, when the temperature of the vaporization section rises to a predetermined value higher than the vaporization temperature of the liquid fuel, the heating of the induction heating section by the electromagnetic induction heating means is cut off, and the rotation speed of the blower fan is increased. Thereby, the heating of the vaporizing section is shut off, and the vaporizing section is cooled by increasing the air supply. Thus, even if a malfunction such as a failure of the electromagnetic induction heating means or a runaway of the control means occurs, an abnormal rise in temperature of the vaporizing section can be prevented, and the safety of the combustion device is improved.
[0032]
According to a seventh aspect of the present invention, in the combustion device according to any one of the third to sixth aspects, the temperature operation switch is operated by a rise in temperature and then returns to a state before the operation with a decrease in temperature. It is configured to be an automatic return type.
[0033]
As the temperature operation switch, for example, a temperature fuse that blows at a predetermined temperature can be used, but the temperature fuse has to be replaced every time it is operated, and maintenance is troublesome.
According to the present invention, the temperature operation switch returns to the state before the operation in accordance with the decrease in the temperature, and therefore does not need to be replaced every time the operation is performed. As the temperature operation switch, for example, a switch that opens and closes a contact using a bimetal can be employed.
[0034]
According to an eighth aspect of the present invention, in the combustion device according to any one of the first to seventh aspects, the induction heating portion is formed of a cast tubular member, and the electromagnetic induction heating means includes a coil member. A positioning member for the coil member is provided on the casting tubular member, and the coil member is located on the casting tubular member.
[0035]
Here, in the electromagnetic induction heating, when magnetic lines of force interlink with an induction heating portion made of a conductor, an eddy current is generated by the magnetic lines of force inside the induction heating portion, and the induction heating portion generates heat by Joule heat due to the eddy current. It is based on the principle.
[0036]
According to the present invention, since the coil member is positioned by the positioning member of the casting tubular member, the coil member can be easily wound around the casting tubular member, and the coil member does not shift. The positioning member may be provided spirally over the entire peripheral wall of the cast tubular member, or may be provided partially on the peripheral wall.
[0037]
Further, according to the present invention, since the coil member that generates the magnetic force lines is provided on the cast tubular member that is the induction heating section, the magnetic force lines generated by the coil member are efficiently linked to the cast tubular member. And the heating efficiency is improved. In addition, since the member to be heated is made of a casting, heat resistance is high and deformation is small.
In the present invention, it is preferable to install a heat insulating material between the coil member and the cylindrical member made of casting. This makes it possible to effectively prevent the coil member from being heated by the heat of the member to be heated, thereby improving the durability of the coil member.
[0038]
According to a ninth aspect of the present invention, in the combustion apparatus according to any one of the first to eighth aspects, the vaporizing section has a self-heating section that mainly receives heat of the combustion section and raises the temperature. The liquid fuel is also heated by the heat generating portion.
[0039]
Since the temperature of the self-heating portion mainly rises by receiving heat from the combustion portion, the temperature of the self-heating portion is not raised immediately after the start of the combustion operation. Therefore, in the early stage of the start of the combustion operation, the liquid fuel is vaporized and burned mainly by the heating of the induction heating section, and after the burning time elapses, the temperature of the self-heating section rises due to the heat of the combustion section, and the liquid fuel is heated by the self-heating section. Can be vaporized. However, when the combustion operation is stopped for a short time and then restarted, the self-heating section is maintained in a heated state, so that the induction heating section is immediately ignited without heating and combustion is started. can do. As a result, the usability is improved, and the running cost associated with the heating of the induction heating portion can be reduced.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The
[0041]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a main part of a
[0042]
The vaporizing
[0043]
The
[0044]
Outside the
[0045]
The
By arranging the
[0046]
On the other hand, the self-
Above the self-
[0047]
A rotating
That is, when the rotating
[0048]
A
[0049]
In the
[0050]
When a flame is generated in the combustion section 7, the self-
[0051]
Next, the configuration of the control system of the
More specifically, the
[0052]
The
[0053]
In addition, the
[0054]
In the
[0055]
Here, the
Therefore, when the temperature is lower than the operating temperature, the contact of the
[0056]
Next, control performed in the
[0057]
In the following description, a combustion flag is a flag indicating that a flame is generated and burning, an initial flag is a flag indicating that an initial heating process (described later) of the
[0058]
When a combustion command signal arrives with the
[0059]
If the result of the determination is that the temperature of at least one of the
[0060]
On the other hand, as a result of the determination, when the temperature of either the
[0061]
Here, if the arrival of the combustion command signal is stopped while the temperature of the
[0062]
On the other hand, when the current to the
[0063]
On the other hand, when the temperature of the
[0064]
The ignition process is performed after performing a predetermined prepurge. When the ignition is completed, the control means 200 turns on the combustion flag and starts the combustion control. During the combustion control, the
[0065]
When the ignition is performed and the combustion control is started, the control means 200 repeats the control of
[0066]
When the combustion command signal arrives again in a state where the
[0067]
On the other hand, in
[0068]
When the
In
[0069]
As described above, according to the
[0070]
Here, if it is found from the abnormality notification that the temperature rise rate of the
[0071]
The
The control described below is performed during the control of the
[0072]
In the
In the
[0073]
If the induction coil
[0074]
However, when the temperature of the
[0075]
On the other hand, the control means 200 monitors the operation of the
[0076]
Further, in the
[0077]
When the
[0078]
As described above, according to the
[0079]
Next, a modified embodiment of the control shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. Note that the control shown in FIG. 3 is performed in the same manner, and the description is omitted. In addition, the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
The control shown in FIG. 7 is performed by the same configuration as that shown in FIG. 2, but the operating temperature of the
[0080]
In the control shown in FIG. 7, if a failure occurs in the induction coil
[0081]
When the
[0082]
On the other hand, the control means 200 monitors the operation of the
[0083]
Further, when detecting the operation of the
[0084]
As described above, according to the
[0085]
Further, in the
[0086]
Next, a modified embodiment of the control shown in FIGS. 6 and 7 will be described with reference to FIGS. Note that the control shown in FIG. 3 is performed in the same manner, and the description is omitted. In addition, the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
The control shown in FIG. 9 is performed by the configuration shown in FIG. The configuration shown in FIG. 8 is different from the configuration shown in FIG. 2 in that the configuration of the
[0087]
In the temperature operation switch 99 'used in the present embodiment, the operation temperature is set to the monitoring temperature T8 close to the ignition temperature T6 between the ignition temperature T6 and the vaporization temperature T2 of the liquid fuel. The temperature operation switch 99 'is opened when the ambient temperature is lower than the monitored temperature T8, and is closed when the ambient temperature is higher than the monitored temperature T8.
[0088]
In addition, a power
[0089]
In the combustion device 1 'of the present embodiment, the
[0090]
In this
[0091]
When the temperature operation switch 99 'is operated, the energization cut-
[0092]
On the other hand, the control means 200 monitors the operation of the
[0093]
As described above, according to the
[0094]
Also, in the combustion apparatus 1 'of the present embodiment, in addition to the failure of the induction coil
[0095]
【Example】
Next, a specific embodiment of the combustion device of the present invention will be described. In the following description, the upper and lower relationships are based on a state where the combustion device is installed in a water heater or the like.
FIG. 10 is a sectional view of a combustion apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating an overall component configuration of the combustion apparatus according to the embodiment of the present invention.
[0096]
In FIG. 10,
The vaporizing
[0097]
Explaining sequentially from the upper side, the
[0098]
The
[0099]
As shown in FIG. 11, the air
[0100]
When the
The rotation of the
[0101]
The combustion part 7 is made up of a
[0102]
Each of the
[0103]
The
[0104]
The
[0105]
The combustion part 7 is arranged in the
[0106]
Next, the vaporizing
[0107]
The vaporizing
[0108]
That is, as shown in FIG. 12, the vaporizing
The above-described
[0109]
Explaining one by one, the
Although the fuel passage cylinder (the induction heating portion 10) 75 is open at both ends, it has a special shape as shown in FIGS. 12 to 14, and the shape is largely different between the upper side and the lower side. In other words, the
[0110]
On the other hand, the
That is, in the
Further, the
An
[0111]
The cylindrical
As described above, the cylindrical
[0112]
The donut-shaped
[0113]
The
[0114]
The
The
[0115]
The induction heat source section 9 is composed of the above-described four members, the
A donut-shaped
[0116]
The
Further, the
In this embodiment, as shown in FIG. 15, a through-
[0117]
That is, in the present embodiment, the temperature sensor (induction heating unit temperature detection means) 100 is held by the
[0118]
Here, the above-described induction heat source section 9 has a configuration in which the
FIG. 16A is an explanatory view schematically showing the structure of the induction
[0119]
The induction
[0120]
The
[0121]
The
[0122]
As shown in FIG. 16B, the induction
[0123]
According to the induction
[0124]
The self-heating
[0125]
The self-
Further, a temperature sensor (self-heating section temperature detecting means) 115 is embedded in the self-heating section 11 (FIG. 10).
[0126]
The first rotating
[0127]
On the other hand, the second rotating
[0128]
As shown in FIG. 12, the first
The first
The inner diameter of the
[0129]
An
On the other hand, the second
The first
[0130]
The vaporizing
As described above, the vaporizing
[0131]
The self-
The first rotating
[0132]
A
[0133]
As described above, the
[0134]
Next, the assembly structure of each part of the
In the
[0135]
An air
[0136]
The center axis of the
As described above, the
[0137]
That is, since the
In addition, since there is an
The air that has entered the
[0138]
The rotating
The rotating
[0139]
Further, since the rotating
Since the shaft insertion holes 28 and 35 are also the center of rotation of the movable
[0140]
The
[0141]
As shown in FIG. 18, the hot
[0142]
A flow sensor 150 (minimum operating water amount detection means) and an incoming water temperature sensor 151 (incoming water temperature detecting means) are provided in the middle of the inflow
[0143]
The outflow-
The
[0144]
The
[0145]
The inflow
[0146]
Next, the function of the
In the
By the rotation of the
[0147]
The air that has passed through the air
[0148]
Further, the remaining part of the blown air flows across the
[0149]
Then, as described above, a large amount of primary air is introduced into the
In addition, a high-frequency current flows from a high-frequency inverter (not shown) to the
[0150]
That is, when a high-frequency current is applied to the
Heat generated by high-frequency induction heating has high thermal efficiency and rises in temperature early. Therefore, the temperature of the
[0151]
In this embodiment, when heating the
That is, when the
That is, in the present embodiment, the
[0152]
A heat insulating material (cylindrical heat insulating material 76) which does not generate heat and has excellent heat insulating properties is interposed between the
The
Further, in this embodiment, since the primary air flows outside the
[0153]
As described above, the
The dropped kerosene receives a centrifugal force from the first rotating
[0154]
Therefore, the liquid fuel injected on the surface of the plate of the first rotating
Therefore, if the tip of the stirring blade is located in the rotation axis direction (up and down direction) with respect to the plate, the liquid fuel can be dispersed and scattered from a portion located above or below the plate. This makes it possible to efficiently add the thermal energy of the inner peripheral wall of the vaporizing section to the scattered liquid fuel to promote vaporization.
[0155]
The scattered kerosene comes into contact with the inner surface of the
Further, as described above, a part of the air captured by the
[0156]
Here, in the present embodiment, since the stirring blade is provided on the first rotating
Further, in this embodiment, since the
[0157]
The mixed gas thus generated passes through the
On the other hand, as described above, the remaining portion of the air captured by the
In this embodiment, a rotating member is also provided in the self-
Therefore, the mixed gas of the fuel gas and the air that has entered the self-
[0158]
In particular, in this embodiment, the front end side of the
The fuel gas generated in this way and further mixed with the primary air flows through the
[0159]
The air thus supplied from the
[0160]
Then, the mixed gas is released from the flame holes (small holes 61) provided at the lower portion of the
As described above, in the
[0161]
On the other hand, the air that has flowed downstream from other portions flows directly into the combustion section 7 without being mixed with fuel, and contributes to combustion as secondary air.
When the fuel gas is ignited by an ignition device (not shown), a downward flame is generated from the flame holes (small holes 61).
[0162]
Here, in the
The current supply to the
[0163]
That is, when the induction heating is stopped, the temperature of the
The liquid fuel that is not vaporized by the
[0164]
Here, the
[0165]
The scattered fuel collides with the inner
In addition, the air that flows inside and outside the
In addition, a part of the fuel falls down from the second rotating
The air in the self-
Thereafter, the flow of the fuel gas is as described above, and becomes a high temperature state and is discharged from the
[0166]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to accurately determine the abnormality of the electromagnetic induction heating means and the power supply based on the temperature rise rate of the induction heating section, and to improve the safety and reliability of the combustion. Equipment can be provided.
According to the third to seventh aspects of the present invention, even if an abnormality occurs in the electromagnetic induction heating means or the control means, it is possible to reliably avoid an abnormal temperature rise in the vaporizing section, thereby improving safety and reliability. It is possible to provide a burned combustion device.
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to provide a combustion apparatus in which the heat resistance and durability of the induction heating portion are improved and the productivity is improved.
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to vaporize the liquid fuel by the self-heating unit without using the induction heating unit, and it is possible to provide a combustion device with reduced running cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a structure around a vaporizing section of a combustion device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the combustion device of FIG.
FIG. 3 is a flowchart of control performed by the combustion device shown in FIGS. 1 and 2;
4 is an explanatory diagram showing a temperature of a vaporizing section in the control shown in FIG. 3 in comparison with a time chart showing an operation state of each section.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a temperature rising state of a vaporizing section in the control shown in FIG. 3 in comparison with a time chart showing an operating state of each section.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a temperature of a vaporizing unit in another control performed by the combustion device shown in FIGS. 1 and 2 in comparison with a time chart showing an operation state of each unit.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a temperature of a vaporizing unit in a control of a modified example of the control shown in FIG. 6 in comparison with a time chart showing an operation state of each unit.
FIG. 8 is a block diagram showing a modification of the control system of the combustion device shown in FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the temperature of the vaporizing section in the control performed by the combustion apparatus shown in FIGS. 1 and 8, in comparison with a time chart showing the operation state of each section.
FIG. 10 is a sectional view showing a specific embodiment of the combustion device according to the present invention.
FIG. 11 is an exploded perspective view showing an overall component configuration of the combustion device shown in FIG.
12 is an exploded perspective view of the vicinity of a vaporization section of the combustion device shown in FIG.
FIG. 13 is a perspective view of a fuel passage cylinder that forms an induction heating section of the vaporization section of the combustion device shown in FIG.
14 is a front view, a plan view, a right and left side view, and a bottom view of a fuel passage cylinder constituting an induction heating section of a vaporization section of the combustion apparatus shown in FIG.
FIG. 15 is a partial cross-sectional perspective view of an induction heat source part of a vaporization part of the combustion device shown in FIG.
16 (a) is a schematic diagram showing a configuration of another embodiment of the induction heat source section of the vaporization section of the combustion device shown in FIG. 10 in an exploded state, and FIG. 16 (b) is a cross section of the induction heat source section of FIG. FIG.
17 is a perspective view of the vicinity of a combustion section of the combustion device shown in FIG. 10 as viewed from above.
FIG. 18 is a flow path diagram of a hot water supply apparatus configured using the combustion apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Combustion device
7 Burning part
8 Vaporization unit
10 Induction heating section
11 Self-heating section
13 Blow fan
99 Temperature operation switch
100 Induction heating part temperature detection means (temperature sensor)
108 Cast cylindrical member
109 Positioning member
113 Coil member
198 Electromagnetic induction heating means
200 control means
207 Timekeeping means
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