(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を供給する燃料供給手段と、供給された液体燃料を噴出するノズルと、ヒータを内蔵し前記ノズルから噴出された液体燃料を気化する気化器と、前記気化器の温度を検知する温度検知器と、前記気化器の下流側に連接された混合室と、混合室の下流側に設けられ炎口部と２次空気口部を交互に配列したバーナヘッドと、前記バーナヘッドの炎口部の上部に設けた点火手段と、燃焼用空気を供給する送風機と、前記温度検知器により前記ヒータの運転を制御する制御部とを備え、前記バーナヘッドはセラミックスで構成した燃焼装置。
【請求項２】
セラミックスの表面を撥水性の材料でコーティングした請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
バーナヘッドを覆うバーナヘッドケースは導電性の金属材料で構成し、このバーナヘッドケースの一部を点火手段に対向した前記バーナヘッドの炎口部に臨ませたアース部とした請求項１または２記載の燃焼装置。
【請求項４】
バーナヘッドの炎口部はセラミックス、２次空気口部は金属材料で構成し、この炎口部と２次空気口部を保持金具で一体構成にした請求項１、２または３記載の燃焼装置。
【請求項５】
保持金具は導電性の金属材料で構成し、この保持金具の一部は点火手段に対向した前記バーナヘッドの炎口部に臨ませたアース部とした請求項４記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は給湯機や暖房機等の熱源に使用される液体燃料燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、給湯機や暖房機に搭載される石油燃焼機器の燃焼装置は、低騒音化、機器の小型化、燃焼量調節幅の拡大等の要求から液体燃料を気化させて燃焼させる気化方式が用いられている。
【０００３】
この種の液体燃料燃焼装置は、特開平９−８９２２１号公報に示すようなものがある。以下、その構成について図６を参照しながら説明する。図６に示すように、液体燃料を供給するポンプ１と、ポンプ１に接続され液体燃料を噴出するノズル２と、ノズル２から噴出された液体燃料を気化し、底部に流出口３を有した気化器４と、気化器４下部で流出口３と連通した混合室５と、混合室５上部で気化器４背面側に備えられ、炎口部と２次空気口から構成されたバーナ部８と、燃焼用空気を供給する送風機９とからなり、気化器４は、加熱ヒータ１０と液体燃料を気化する気化面１１と気化器４背面に設けた受熱部１２とから構成されている。
【０００４】
従って、加熱ヒータ１０に通電し気化器４を設定された気化可能温度まで昇温させた後、ノズル２と対向した気化面１１にポンプ１より供給された液体燃料と送風機９より供給された燃焼用用空気を供給すると、気化面１１で気化された気化ガスは燃焼用空気の送風力もあって、流出口３を介して混合室５へ送られ、混合室５で均一に混合された後、炎口部で火炎を形成し、２次空気口からの燃焼用空気で火炎を保炎させて安定燃焼する。燃焼すると、その燃焼熱を受熱部１２で受熱し、気化器４の温度に応じて加熱ヒータ１０を運転または停止して気化器４の温度を維持させて、燃焼を持続するようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の液体燃料燃焼装置では、燃焼火炎が形成される炎口部はステンレスのような鉄鋼材料のパンチング板や積層板等で多孔状に構成されているため、燃焼量が小さい場合や逆風がかかった場合には混合気の噴出速度に比べ燃焼速度が早いので燃焼火炎が炎口部に密着して炎口部の温度が鉄鋼材料の耐熱温度近傍まで上昇することになり、炎口部が赤熱して酸化減量や変形を生じ、劣化して亀裂を生じたり、混合室５内へ逆火するという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、第１の目的は、燃焼火炎が炎口部に密着しても炎口部が赤熱して酸化減量や変形を生じ、劣化して亀裂を生じたりすることを防止することにある。
【０００７】
また第２の目的は、混合気がバーナヘッドに含浸して着火性が悪化したり、消火時に臭気や白煙が発生することを防止することにある。
【０００８】
また第３の目的は、着火性を向上させることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は第１の目的を達成するために、液体燃料を供給する燃料供給手段と、供給された液体燃料を噴出するノズルと、ヒータを内蔵し前記ノズルから噴出された液体燃料を気化する気化器と、前記気化器の温度を検知する温度検知器と、前記気化器の下流側に連接された混合室と、混合室の下流側に設けられ炎口部と２次空気口部を交互に配列したバーナヘッドと、前記バーナヘッドの炎口部の上部に設けた点火手段と、燃焼用空気を供給する送風機と、前記温度検知器により前記ヒータの運転を制御する制御部とを備え、前記バーナヘッドはセラミックスで構成してある。
【００１０】
また第２の目的を達成するために、セラミックスの表面を撥水性の材料でコーティングしてある。
【００１１】
また第３の目的を達成するために、バーナヘッドを覆うバーナヘッドケースは導電性の金属材料で構成し、このバーナヘッドケースの一部は点火手段に対向した前記バーナヘッドの炎口部に臨ませたアース部としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項記載の構成により実施できるものであり、請求項１記載のように、炎口部と２次空気口から構成されるバーナヘッドをセラミックスで構成しているので、燃焼火炎が炎口部に密着しても炎口が赤熱して劣化することがなく混合室への逆火が防止できることになる。
【００１３】
また、請求項２記載のように、セラミックスの表面を撥水性の材料でコーティングしているので、混合気がバーナヘッドに含浸してて着火性が悪化したり、消火時に臭気や白煙が発生することが防止できる。
【００１４】
また請求項３記載のように、バーナヘッドケ−スは導電性の金属材料で構成し、このバーナヘッドケースの一部を点火器に対向したバーナヘッドの炎口部に臨ませたアース部としているので、点火電極とアース部間の火花放電によりスムースな着火ができることになる。
【００１５】
また請求項４記載のように、バーナヘッドの炎口部をセラミックスで構成しているので、燃焼火炎が炎口部に密着しても炎口が赤熱して劣化することがなく混合室への逆火が防止できることになる。
【００１６】
また請求項５記載のように、保持金具は導電性の金属材料で構成し、この保持金具の一部は点火器に対向したバーナヘッドの炎口部に臨ませたアース部としているので、点火電極とアース部間の火花放電によりスムースな着火ができることになる。
【００１７】
【実施例】
以下本発明の第１の実施例を図１を参照しながら説明する。図１において、１４は液体燃料を供給するポンプ、１５は供給された液体燃料を噴出するノズル、１６はノズル１５から噴出された液体燃料を内部に有したヒータ１７で加熱気化するアルミダイカストや鉄鋳物や銅鋳物やこれらの合金鋳物等の熱伝導の良い材料で作られた気化器で、気化器１６内部にはノズル１５に対向して気化部１８と通路状の気化室１９を設けている。２０は燃焼用空気を供給する送風機、２１は燃焼用空気を気化器１６内に供給する気化用空気入口である。気化器１６の下部には混合気噴出口２２を設け、混合気噴出口２２に連通して気化器１６の下流側に混合室２３を設けている。混合室２３は、アルミニウムや銅やこれらの合金やアルミダイカストや鉄鋳物や銅鋳物やこれらの合金鋳物等の熱伝導の良い材料で作られている。２４は混合室２３で形成された混合気を燃焼するバーナヘッドで、混合室２３の下流側に設けられ、気化器１５に連接されている。バーナヘッド２４は図２に示すように、多孔状の炎口部２５と２次空気口部２６が交互に配列された一体構成で、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、ムライト、ジルコニアやコージェライト等の成分からなる耐熱性の良い熱伝導性の低いセラミックスで作られている。２７はバーナヘッド２４の上方で気化部１８の背面側に設けた受熱部、２８は気化器１５の温度を検知する熱電対やサーミスタ等で構成した温度検知器、２９は温度検知器２８の信号を受けてヒータ１７の運転やポンプ１４、送風機２０を制御する制御部である。３０はバーナヘッド２４の炎口部２５の上部に設けた点火手段で、点火トランスによる２本電極間の高電圧の火花放電や点火ヒータ等で点火させるものである。
【００１８】
上記構成において、制御部２９によりヒータ１７に通電すると気化器１６が加熱される。気化器１６が所定の温度に達すると温度検知器２８により検知し、その信号が制御部２９に伝えられヒータ１７の通電を停止し、予熱を完了する。
【００１９】
以後、制御部２９によりヒータ１７の通電をオンオフしながら気化器１６の温度を一定に保ち、待機中となる。待機中の状態で、給湯機の場合、給湯回路の蛇口を開くと、制御部２０が送風機２０を駆動して燃焼用空気が気化用空気入口２１から気化用空気として気化室１９に流入するとともに、ポンプ１４を駆動して液体燃料をノズル１５から気化部１８に噴出する。液体燃料は気化部１８で加熱気化され、気化用空気と混合して可燃混合気を形成する。この可燃混合気は、混合気噴出口２２から混合室２３に流入し、混合室２３で均一に混合されてバーナヘッド２４の炎口部２５に送られる。炎口部２５から噴出された可燃混合気は、点火手段３０により点火し、火炎を形成し、２次空気口部２６からの燃焼用空気で火炎を保炎させて安定燃焼する。この火炎の燃焼熱を受熱部２７で受熱してヒータ１７の通電を抑制して燃焼を持続する。
【００２０】
本発明の第１の実施例によれば、炎口部２５と２次空気口部２６から構成されるバーナヘッド２４をセラミックスで構成しているので、燃焼量が小さい場合や逆風がかかった場合に燃焼火炎が炎口部２５に密着して炎口部２５が赤熱しても耐熱性があるので劣化して亀裂を生じることがなく、また熱伝導性が低いので炎口部２５の火炎形成側と混合気流入側とに温度差が生じ混合室への逆火が防止できるという効果がある。
【００２１】
また、炎口部２５に密着した燃焼火炎を形成させることで、火炎の表面積を増大させることになるので、ＮＯｘが低減できるという効果がある。
【００２２】
次に本発明の第２の実施例を先の図２を参照しながら説明する。図２において、バーナヘッド２４は、セラミックスの表面を撥水性の材料でコーティングしてある。
【００２３】
本発明の第２の実施例によれば、セラミックスの表面を撥水性の材料でコーティングしてあるので、混合気がバーナヘッド２４に含浸して混合気量が減少して着火性が悪化したり、バーナヘッド２４に含浸した混合気が消火時に排出されて臭気や白煙が発生することが防止できるという効果がある。
【００２４】
次に本発明の第３の実施例を図３を参照しながら説明する。図３において、３１は、バーナヘッド２４を覆うバーナヘッドケースである。バーナヘッドケース３１は、導電性の金属材料で構成し、このバーナヘッドケース３１の一部は点火手段３０に対向したバーナヘッド２４の炎口部２５に臨ませたアース部３２を有している。点火手段３０は、点火トランスによる１本の点火電極とバーナヘッド２４の炎口部２５に臨ませたアース部３２間の火花放電で点火させるものである。
【００２５】
上記構成において、炎口部２５から噴出された可燃混合気は、点火手段３０である点火トランスによる１本の点火電極とバーナヘッド２４の炎口部２５に臨ませたアース部３２間の火花放電で点火し、燃焼する。
【００２６】
本発明の第３の実施例によれば、点火手段３０である点火トランスによる１本の点火電極と導電性の金属材料で構成されたアース部３２間の火花放電で点火するので、非導電性のセラミックスで構成された炎口部２５から噴出された可燃混合気への着火がスムースに行えるという効果がある。
【００２７】
次に本発明の第４の実施例を図４を参照しながら説明する。図４において、バーナヘッド２４の炎口部２５はセラミックスで構成し、２次空気口部２６は金属材料で構成し、この炎口部２５と２次空気口部２６を保持金具３３で一体構成にしてある。
【００２８】
本発明の第４の実施例によれば、炎口部２５のみをセラミックスで構成しているので、燃焼量が小さい場合や逆風がかかった場合に燃焼火炎が炎口部２５に密着して炎口部２５が赤熱しても耐熱性があるので劣化して亀裂を生じることなくなるのはもちろん、熱伝導性が低いので炎口部２５の火炎形成側と混合気流入側とに温度差が生じ混合室への逆火が防止できるという効果がある。
【００２９】
また、炎口部２５に密着した燃焼火炎を形成させることで、火炎の表面積を増大させることになるので、ＮＯｘが低減できるという効果がある。
【００３０】
次に本発明の第５の実施例を図５を参照しながら説明する。図５において、３４は、導電性の金属材料で構成された保持金具３３の一部を点火手段３０に対向したバーナヘッド２４の炎口部２５に臨ませたアース部としたものである。点火手段３０は、点火トランスによる１本の点火電極とバーナヘッド２４の炎口部２５に臨ませたアース部３４間の火花放電で点火させるものである。
【００３１】
上記構成において、炎口部２５から噴出された可燃混合気は、点火手段３０である点火トランスによる１本の点火電極とバーナヘッド２４の炎口部２５に臨ませたアース部３４間の火花放電で点火し、燃焼する。
【００３２】
本発明の第５の実施例によれば、点火手段３０である点火トランスによる１本の点火電極と導電性の金属材料で構成されたアース部３４間の火花放電で点火するので、非導電性のセラミックスで構成された炎口部２５から噴出された可燃混合気への着火がスムースに行えるという効果がある。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、炎口部と２次空気口から構成されるバーナヘッドをセラミックスで構成しているので、燃焼火炎が炎口部に密着しても炎口が赤熱して劣化することがなく混合室への逆火が防止できる。
【００３４】
請求項２記載の発明によれば、加えてセラミックスの表面を撥水性の材料でコーティングしているので、混合気がバーナヘッドに含浸して着火性が悪化したり、消火時に臭気や白煙が発生することが防止できる。
【００３５】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１ないし２記載の効果に加えて、バーナヘッドケ−スは導電性の金属材料で構成し、このバーナヘッドケースの一部を点火器に対向したバーナヘッドの炎口部に臨ませたアース部としているので、点火電極とアース部間の火花放電によりスムースな着火ができる。
【００３６】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１、２ないし３記載の効果に加えて、バーナヘッドの炎口部をセラミックスで構成しているので、燃焼火炎が炎口部に密着しても炎口が赤熱して劣化することがなく混合室への逆火が防止できる。
【００３７】
また、請求項５記載の発明によれば、請求項１、２、３ないし４記載の効果に加えて、保持金具は導電性の金属材料で構成し、この保持金具の一部は点火器に対向したバーナヘッドの炎口部に臨ませたアース部としているので、点火電極とアース部間の火花放電によりスムースな着火ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における燃焼装置の概略構成図
【図２】本発明の実施例２における燃焼装置の要部拡大図
【図３】本発明の実施例３における燃焼装置の要部断面図
【図４】本発明の実施例４における燃焼装置の要部断面図
【図５】本発明の実施例５における燃焼装置の要部断面図
【図６】従来の焼装置の概略構成図
【符号の説明】
１４  ポンプ（燃料供給手段）
１５  ノズル
１６  気化器
１７  ヒータ
２０  送風機
２３  混合室
２４  バーナヘッド
２５  炎口部
２６  ２次空気口部
２７  受熱部
２８  温度検知器
２９  制御部
３０  点火手段
３１  バーナヘッドケース
３２  アース部
３３  保持金具
３４  アース部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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