(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、気化ヒータと加熱ヒータを内蔵し、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たバーナヘッドと、燃焼用空気を供給する送風機と、前記気化器の背面に設けた受熱部と、前記気化器の温度を検知する気化器温度検知器と、前記気化器温度検知器の出力に基づき気化ヒータと加熱ヒータへの通電モードを切り替える切替手段と、前記気化ヒータと加熱ヒータへの通電を制御する制御部とを備えた液体燃料燃焼装置。
【請求項２】
気化器の予熱開始時は、気化ヒータと加熱ヒータを直列に通電する通電モードに切り替え、気化器温度検知器が設定温度近傍を検知した時は、気化ヒータのみに通電する通電モードに切り替える切替手段を備えた請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項３】
燃焼時は、気化器温度検知器が第１設定温度以下を検知した時に、気化ヒータと加熱ヒータを直列に通電する通電モードに切り替え、第１設定温度を検知した時に、加熱ヒータのみに通電する通電モードに切り替える切替手段と、気化器温度検知器が第１設定温度より高温の第２設定温度以上を検知した時に、加熱ヒータへの通電を停止する制御部を備えた請求項１または２記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項４】
燃焼待機時は、気化器温度検知器が設定温度以下を検知した時に、加熱ヒータのみに通電する通電モードに切り替える切替手段と、気化器温度検知器が設定温度以上を検知した時に、加熱ヒータへの通電を停止する制御部を備えた請求項１、２または３記載の液体燃料燃焼装置。
【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５と図６を参照しながら説明する。図５と図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背面側に備えられたバーナ部６と、燃焼用空気を供給する送風機７とからなる。気化器４は、片側に曲部を、他側に直線部を有するＵ字状構成にしてＵ字状の一方を図６に示す如く気化器４の垂直気化面８上方に突出した上側壁９に、他方を気化器４下部の流出口３を形成する下側壁１０に配置した加熱ヒータ１１と、気化器４背面に設けた受熱部１２とを有している。
【０００４】
上記構成において、加熱ヒータ１１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と対向した垂直気化面８にポンプ１より供給された液体燃料と送風機７より供給された燃焼用用空気を供給すると、垂直気化面８で気化された気化ガスは燃焼用空気の送風力もあって、加熱ヒータ１１を備えた上下側壁９、１０にそれぞれ案内されながら下方の流出口３を介して混合室５へ送られ、均一に混合された後、バーナ部６で火炎を形成し燃焼する。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１１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、気化器に内蔵されたヒータは片側に曲部を、他側に直線部を有するＵ字状構成にしているので、ヒータの曲部と直線部とで電力密度が異なり、ヒータの直線部近傍の気化器を気化可能温度まで昇温させるとヒータの曲部近傍の気化器を余分に昇温することになり、気化器を均一に加熱できないためヒータの消費電力が低減できないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、気化器の予熱時間を短縮してヒータの消費電力を低減することを第１の目的とする。
【０００７】
また第２の目的は、気化器を気化可能温度まで昇温させる予熱時間を短縮させることである。
【０００８】
また第３の目的は、燃焼時の気化ヒータの消費電力を低減するとともに気化器の温度を常に一定にして良好な気化状態を得ることである。
【０００９】
また第４の目的は、燃焼待機時のヒータの消費電力を低減することである。
【００１０】
【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、気化ヒータと加熱ヒータを内蔵し、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たバーナヘッドと、燃焼用空気を供給する送風機と、前記気化器の背面に設けた受熱部と、前記気化器の温度を検知する気化器温度検知器と、前記気化器温度検知器からの出力に基づき気化ヒータと加熱ヒータへの通電モードを切り替える切替手段と、前記気化ヒータと加熱ヒータへの通電を制御する制御部とを備えたものである。
【００１１】
また、第２の目的を達成するために、気化器の予熱開始時は、気化ヒータと加熱ヒータを直列に通電する通電モードに切り替え、気化器温度検知器が設定温度近傍を検知した時は、気化ヒータのみに通電する通電モードに切り替える切替手段を備えたものである。
【００１２】
また、第３の目的を達成するために、燃焼時は、気化器温度検知器が第１設定温度以下を検知した時に、気化ヒータと加熱ヒータを直列に通電する通電モードに切り替え、第１設定温度を検知した時に、加熱ヒータのみに通電する通電モードに切り替える切替手段と、気化器温度検知器が第１設定温度より高温の第２設定温度以上を検知した時に、加熱ヒータへの通電を停止する制御部を備えたものである。
【００１３】
また、第４の目的を達成するために、燃焼待機時は、気化器温度検知器が設定温度以下を検知した時に、加熱ヒータのみに通電する通電モードに切り替える切替手段と、気化器温度検知器が設定温度以上を検知した時は、加熱ヒータへの通電を停止する制御部を備えたものである。
【００１４】
【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、気化器温度検知器により複数個の気化ヒータと加熱ヒータへの通電モードを切り替える切替手段と、複数個の気化ヒータと加熱ヒータへの通電を制御する制御部とを備えているので、最適な気化ヒータと加熱ヒータの通電モードが得られ、ヒータの消費電力が低減でき、気化器の予熱時間が短縮できることになる。
【００１５】
また、請求項２記載のように、気化器の予熱開始時は、気化ヒータと加熱ヒータを直列に通電する通電モードに切り替え、気化器温度検知器が設定温度近傍を検知した時は、気化ヒータのみに通電する通電モードに切り替える切替手段を備えているので、気化器を気化可能温度まで昇温させる予熱時間を短縮することができる。
【００１６】
さらに請求項３記載のように、燃焼時は、気化器温度検知器が第１設定温度以下を検知した時に、気化ヒータと加熱ヒータを直列に通電する通電モードに切り替え、第１設定温度を検知した時に、加熱ヒータのみに通電する通電モードに切り替える切替手段と、気化器温度検知器が第１設定温度より高温の第２設定温度以上を検知した時に、加熱ヒータへの通電を停止する制御部を備えているので、燃焼時の気化ヒータの消費電力を低減するとともに気化器の温度を常に一定にして良好な気化状態を得ることできる。
【００１７】
さらに請求項４記載のように、燃焼待機時は、気化器温度検知器が設定温度以下を検知した時に、加熱ヒータのみに通電する通電モードに切り替える切替手段と、気化器温度検知器が設定温度以上を検知した時に、加熱ヒータへの通電を停止する制御部をを備えているので、燃焼待機時のヒータの消費電力を低減することができる。
【００１８】
【実施例】
（実施例１）
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、１３は液体燃料を噴出するノズル、１４はノズル１３に液体燃料を供給するポンプ、１５はノズル１３から噴出された液体燃料を内部に有した気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７と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１５内部にはノズル１３に対向して気化部１８と通路状の気化室１９を設けている。上記気化、加熱両ヒータ１６、１７は夫々別々の直線状ヒータで構成し、気化部１８の上下部に埋設してある。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１５内に供給する気化用空気入口である。気化器１５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１５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パンチング板や積層板等で構成した多孔状の炎口、２５は２次空気口である。炎口２４と２次空気口２５は、交互に配列されてバーナヘッド２６を形成し、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。２７はバーナヘッド２６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気化器温度検知器、２９は気化器温度検知器２８の信号を受けて気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７への通電モードを切り替える切替手段、３０は気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７への通電を制御する制御部である。
【００１９】
上記構成において、運転信号が制御部３０に送られると気化ヒータ１６や加熱ヒータ１７への通電を行い気化器１５が加熱される。気化器１５が所定の温度に達すると気化器温度検知器２８により検知し、その信号が制御部３０に伝えられ気化ヒータ１６や加熱ヒータ１７への通電を停止し、予熱を完了する。  以後、制御部３０により気化ヒータ１６や加熱ヒータ１７の通電をオンオフしながら気化器１５の温度を一定に保ち、待機中となる。
【００２０】
待機中の状態で、給湯機の場合給湯回路の蛇口を開くと、燃焼信号が制御部３０に送られ、制御部３０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１３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炎口２４に送られる。炎口２４から噴出された可燃混合気は、点火手段（図示なし）により点火し、火炎を形成するとともに２次空気口２５から供給された２次空気により安定火炎を形成する。この火炎の燃焼熱を受熱部２６で受熱して気化ヒータ１６や加熱ヒータ１７の通電を抑制して燃焼を持続する。
【００２１】
ここで本発明の第１の実施例は、切替手段２９により気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７を直列に接続して通電したり、並列に接続して通電したり、気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７を単独に通電することができるようにしてある。したがって、気化器１６全体を均一に加熱するように通電モードが設定できるので、余分に気化器１５を加熱することがなくなり、気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７の消費電力が低減でき、気化器１５の予熱時間が短縮できるという効果がある。
【００２２】
また、気化器１６全体を均一に加熱することになるので、気化部１８として使用可能な面積が拡大でき、気化器１５をコンパクトに構成できるという効果がある。
【００２３】
また、気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７が局部的に加熱することなく均一に温度上昇し、気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７の信頼性を向上するという効果がある。
【００２４】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例を図２を参照しながら説明する。図２において、気化器１５の予熱開始時切替手段２９は気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７とを直列に接続するようになっている。そして気化器温度検知器２８が設定温度近傍を検知すると、切替手段２９は、気化ヒータ１６のみの通電とし、設定温度に達すると気化ヒータ１６の通電を停止する。
【００２５】
本発明の第２の実施例によれば、気化器１５の予熱開始時は、気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７とが直列に接続されるので、気化器１５を気化可能温度まで昇温させる予熱時間を短縮することができるという効果がある。
【００２６】
また、設定温度近傍まで昇温すると、気化ヒータ１６のみの通電とし、気化器の昇温速度が低下して設定温度をオーバーシュートすることなく設定温度で気化ヒータ１６への通電を停止することになり、余分に気化器１５を加熱することがなくなる。よって気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７の消費電力が低減できるという効果がある。
【００２７】
（実施例３）
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の特性図から明らかなように燃焼時、切替手段２９は気化器温度検知器２８が第１設定温度以下を検知した時は、気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７とを直列に通電する通電モードに切り替え、第１設定温度を検知した時は、加熱ヒータ１７のみに通電する通電モードに切り替え、気化器温度検知器２８が第１設定温度より高温の第２設定温度以上を検知した時は、加熱ヒータ１７への通電を停止するように構成してある。
【００２８】
本発明の第３の実施例によれば、燃焼時、気化器温度検知器２８が気化可能温度である第１設定温度以下を検知した時は、気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７を直列に通電し、気化器１５の温度を急速に上昇させるので気化不良による燃焼不良を防止できるという効果がある。
【００２９】
また、気化器温度検知器２８が第１設定温度を検知すると加熱ヒータ１７のみの通電による加熱と受熱部２７による受熱で気化器１５の温度を維持するので、燃焼時の気化ヒータ１６の消費電力が不要となり、加熱ヒータ１７のみの通電で消費電力を低減するとともに、気化部１８は受熱部２７からの加熱と気化器１５の下部は加熱ヒータ１７からの加熱により気化器１５全体の温度が均一で一定になるので良好な気化状態を得ることできるという効果がある。
【００３０】
また、受熱部２７による受熱と加熱ヒータ１７による加熱で気化器温度検知器２８が、第１設定温度より高温の第２設定温度以上を検知すると加熱ヒータ１７への通電も停止するので、燃焼時の気化ヒータ１６と加熱ヒータ１７の消費電力が不要となるという効果がある。
【００３１】
（実施例４）
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も特性図を示し、燃焼待機時に、切替手段２９は気化器温度検知器２８が第２設定温度以下を検知した時は、加熱ヒータ１７のみに通電する通電モードに切り替え、気化器温度検知器２８が第２設定温度以上を検知した時は、制御部３０から加熱ヒータ１７への通電を停止する信号が送られる。
【００３２】
本発明の第４の実施例によれば、燃焼待機時は、切替手段２９は気化器温度検知器２８が第２設定温度以下を検知した時は、加熱ヒータ１７のみに通電する通電モードに切り替え、気化器温度検知器２８が第２設定温度以上を検知した時は、制御部３０から加熱ヒータ１７への通電を停止する信号が送られるので、燃焼待機時のヒータの消費電力を低減することができる。
【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、気化ヒータと加熱ヒータの消費電力が低減でき、気化器の予熱時間が短縮できる。また、気化器のコンパクト化が図れる。さらに、ヒータの信頼性を向上することができる。
【００３４】
また請求項２記載の発明によれば、加えて気化器の予熱開始時の消費電力が低減できる。
【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、気化不良による燃焼不良を防止できる。また、良好な気化状態を得ることできる。加えて燃焼時のヒータの消費電力が低減できる。
【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、燃焼待機時のヒータの消費電力が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における液体燃料燃焼装置の要部断面図
【図２】同液体燃料燃焼装置の要部拡大図
【図３】本発明の実施例２における液体燃料燃焼装置の特性図
【図４】本発明の実施例３における液体燃料燃焼装置の特性図
【図５】従来の液体燃料燃焼装置の要部断面図
【図６】同要部拡大図
【符号の説明】
１３  ポンプ（液体燃料供給装置）
１４  ノズル
１５  気化器
１６  気化ヒータ
１７  加熱ヒータ
１８  気化部
２０  送風機
２３  混合室
２４  炎口
２５  ２次空気口
２６  バーナヘッド
２７  受熱部
２８  気化器温度検知器
２９  切替手段
３０  制御部
【図１】
0003642193.tif 000002
【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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