(57)【要約】      （修正有）【課題】戻り弁の開故障に起因する、温度センサが誤動作することもなく、しかも、接続部の樹脂製部品寸法減少による漏れの無くすことができる液体燃料燃焼装置を提供する。【解決手段】燃焼中、戻り弁２６の「開故障」により気化器１５から漏れた高温の燃料は復路配管２３を通ってタンク部１２に向かって流れるが、復路配管２３をタンク部１２から送られた温度の低い燃料が通る往路配管２１と取り付け具６１によって略密着させていることにより、熱交換により、復路配管２３の温度が下がり、気化器１５より漏れた燃料自体の温度も下がる。これにより燃料循環接続部４７の樹脂製部品に流入する燃料温度が下がるため、樹脂部分の「痩せ」現象を防止でき、接続部４７からの燃料漏れが発生しにくくなる。その結果、液体燃料燃焼装置としての安全性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を保持するためのタンク部と、内部に送りこまれた前記液体燃料を加熱して気化させるための気化器と、前記タンク部から前記気化器に向けて液体燃料を送るための往路配管と、前記気化器から前記タンク部に液体燃料を戻すための復路配管と、前記タンク部に前記往路配管及び前記復路配管を接続するための接続部とを有し、前記復路配管の冷却のため前記往路配管と前記復路配管を密着させる取り付け具を備えたことを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項２】
前記取り付け具と前記気化器との間に前記復路配管の温度を検知する温度センサを設置したたことを特徴とする請求項１に記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項３】
前記温度センサは前記取り付け具の前記気化器側に取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項４】
前記温度センサが作動する所定温度は、室温センサが検出した温度によって変化することを特徴とする請求項２又は３に記載の液体燃料燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油ファンヒータなどの液体燃料燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体燃料燃焼装置の一つとして、石油ファンヒータが一般家庭などに広く用いられている。図６には、従来の一般的な石油ファンヒータの外観が示されている。図６を参照して、石油ファンヒータの概略について説明する。このような石油ファンヒータにおいては、燃焼部や、液体供給装置としての燃料タンクは、筐体１に収納されている。
【０００３】
筐体１は、前面をカバーする前板６と、側面及び背面をカバーする側裏板７と、上面をカバーする上板８とから構成された箱型部材であって、通常、置台５に載置されている。前板６の下部には、室内に温風を吹出す吹出口２が形成されている。前板６の上部には、運転状態を切換えるスイッチ類が収まった操作部３が配置されている。上板８には液体供給装置の取出し口が設けられ、その取出し口には本体蓋４が開閉自在に配置されている。
【０００４】
このような石油ファンヒータにおいて、補給作業を簡単に行なうことができるタイプのものとして、図７に示すような石油ファンヒータが既に実用化されている。図７は、図６に示す石油ファンヒータを、筐体１からタンクを取り出した状態で示す斜視図である。
【０００５】
図７に示す石油ファンヒータにおいては、タンク部１２の下側ではなく上側から燃料を取り出すこととしているため、石油ファンヒータの筐体１内部の燃料循環の構造としては、図８に模式的に示す構造のものが提案されている。石油ファンヒータの筐体１の内部には、灯油などの燃料を貯めておくためのタンク部１２以外に、燃料を送る駆動源となる電磁ポンプ１４や、燃料を加熱して気化するための気化器１５や、燃料を気化してできたガスを空気と混合して燃焼させるための燃焼部１６等が収容されている。燃料循環接続部４７と電磁ポンプ１４との間は、往路配管２１によって接続されており、電磁ポンプ１４と気化器１５との間は往路配管２２によって接続されている。気化器１５から燃焼部１６へは、ノズル３１が突出しており、ノズル３１は開閉可能となっている。気化器１５には、燃料をタンク部１２に戻すための復路配管２３が接続されている。なお、往路配管２１，２２及び復路配管２３は、ともに金属製とされている。
【０００６】
気化器１５と復路配管２３との接続箇所は、戻り弁２６によって開閉可能である。気化器１５近傍のより詳細な構造が図１０に示されている。ノズル３１及び戻り弁２６は、共通するニードル３２を気化器１５の内部で電磁制御により前後に移動させることによって開閉する構造となっている。気化器１５の前端はノズル３１となっており、通電しない状態ではニードル３２の先端が挿入された状態でノズル３１は閉まっているが、ニードル３２が後退したとき（図１０における右側に移動したとき）にはニードル３２の先端が離れることでノズル３１は開く。同時に、ニードル３２の後側のやや太くなった部分に嵌められたＯリング２６ａが気化器１５の後側の出口を塞ぐことにより、戻り弁２６は閉じる。逆に、ニードル３２が前進したとき（図１０における左側に移動したとき）には、ニードル３２の先端が挿入されることでノズル３１は閉じ、戻り弁２６は開く。即ち、ノズル３１及び戻り弁２６の開閉状態は互いに連動しており、ノズル３１を開けたときには戻り弁２６が閉じ、ノズル３１は閉じたときには戻り弁２６は開くようになっている。
【０００７】
タンク部１２に接続される燃焼循環接続部４７には、燃料をタンク部１２から取り出すための管と、余った燃料をタンク部１２に戻すための管とが設けられている。なお、図７、図８に示すように、燃焼循環接続部４７は、タンク部１２に取り付けられたタンク側接続部４８と、石油ファンヒータ本体側に取り付けられた本体側接続部４９とから成る。これらは、主に樹脂で成形された部品によって構成されている。タンク側接続部４８は、タンク部１２から取り出すための第１コネクタ４８ａと、余った燃料をタンク部１２に戻すための第２コネクタ４８ｂとを含む。タンク側接続部４８と本体側接続部４９とを互いに接続することで、タンク部１２と石油ファンヒータ本体との間で燃料循環が達成される。本体側接続部４９は、逆Ｕ字形の通路を形成するダブル通路部９６を備えている。ダブル通路部９６の上部には、ダブル通路部９６の内部空間を外気に対して開閉するための空気弁２５が設けられている。空気弁２５は、電磁制御で内部の弁体を動かせて開閉を行うタイプのものであり、非通電時には閉まっており、通電時には開くようになっている。
【０００８】
［通常運転の開始］
この石油ファンヒータにおいて、通常運転を開始した場合の動作手順の一例を、図８を参照して説明する。通常運転を開始すると、電磁ポンプ１４が作動する。なお、この時点では、ノズル３１は閉じており、戻り弁２６は開いており、空気弁２５は開いている。作動を始めた電磁ポンプ１４は、燃料を往路配管２１を通じて引き込もうとする。この後、空気弁２５が閉じられる。その結果、ダブル通路部９６は気密性が保たれることとなり、電磁ポンプ１４は、タンク部１２から往路配管２１を通じて燃料を連続的に取り出すことができる。電磁ポンプ１４の作動により、燃料は往路配管２１，２２を通って気化器１５に送られる。気化器１５において、燃料は、ヒータ（図示省略）によって燃料の蒸発温度以上の温度θ１に加熱され、気化する。ノズル３１が閉じているので、気化器１５内は高圧になるが、戻り弁２６が開いているので余分な圧力は戻り弁２６を通じて復路配管２３に逃げることができる。それ以前の通常運転等によって復路配管２３内に燃料が残っている場合、その燃料はタンク部１２に押し戻される。
【０００９】
一定期間だけ気化器１５を加熱し、点火に十分な量の燃料を気化した後に、ノズル３１が開けられる。これと同時に、戻り弁２６は閉じられる。気化した燃料（以下、「気化燃料」という。）は、ノズル３１から燃焼部１６に送られ、燃焼部１６に設けられた点火ヒータ（図示省略）によって点火され、燃焼を開始する。この液体燃料燃焼装置は、外部の空気を吸い込み、送り出すための送風ファン（図示省略）を備えている。送付ファンによって外部から取り込まれた空気が燃焼部１６で発生した熱を受け取って温かい空気となり、吹き出し口  ２（図３参照）から外部に送り出されることで、石油ファンヒータによる暖房が行われる。以下、電磁ポンプ１４によって気化器１５内に燃料が供給され、燃料は気化器１５内で温度θ１に加熱されることで気化され、気化燃料がノズル３１を通って燃焼部１６に供給されることによって、燃焼が継続される。
【００１０】
［通常運転の停止］
通常運転を停止した場合は、電磁ポンプ１４が停止し、空気弁２５が開けられることによって、気化器１５への新たな供給は停止される。一方、その後もノズル３１は所定時間開いており、燃焼部１６での燃焼は所定時間だけ継続される。この燃焼により、気化器１５内に残っていた気化燃料の多くは消費される。その後、ノズル３１が閉められることによって戻り弁２６が開けられる。気化器１５内は高温高圧であるので、戻り弁２６を開ければ、燃焼されずに気化器１５内に残っていたごく一部の気化燃料は気化器１５内の圧力に押され、復路配管２３に入り込む。
【００１１】
復路配管２３に入り込んだ気化燃料は、そのまま留まる場合もあるが、次回の通常運転開始時には、タンク部１２に向けて押し戻される。
以下「開故障」とは、弁を閉めようとしたときに十分に密閉されずに通路の一部又は全部が開いたままになる故障を言うものとする。
【００１２】
［戻り弁の開故障］
上述のように、通常運転においては、住路配管２２から気化器１５内に燃料の供給が行なわれる。住路配管２２からの燃料供給は、運転開始当初を除けば、戻り弁２６が閉じた状態であることが前提である。その理由は、通常運転中には、気化器１５内は高温高圧となるため、もし戻り弁２６を閉じておかなければ、気化器１５内の圧力によって高温の燃料が復路配管２３に押し出されてしまうことにある。
【００１３】
しかしながら、戻り弁２６が故障する可能性がないとはいえない。もし万一、戻り弁２６が開故障して、通常運転中も開いている状態になった場合、気化器１５内の圧力によって押し出された高温の燃料が復路配管２３を通って燃料循環接続部４７からタンク部１２に至る。燃料循環接続部４７の主要部は樹脂からなるので、高温の燃料ガスが燃料循環接続部４７付近まで流れてきた場合、燃料循環接続部４７の樹脂部分が溶けて変形するそれがある。
【００１４】
接続部に温度センサを取り付けた液体燃料燃焼装置が特許文献１に開示されている。図９は、かかる液体燃料燃焼装置の一例を示す図である。この液体燃料燃焼装置は、液体燃料を保持するためのタンク部１２と、内部に送り込まれた上記液体燃料を加熱して気化させるための気化器１５と、タンク部１２から気化器１５に向けて液体燃料を送るための往路配管２１と、気化器１５からタンク部１２に液体燃料を戻すための復路配管２３と、タンク部１２に往路配管２１及び復路配管２３を接続するための樹脂製部品を含む接続部４７と、復路配管２３の温度を検出できるように配置された温度センサ１６０とを備えている。温度センサ１６０近傍の具体例構成例が、図１１の斜視図に示されている。この構成を採用することにより、もし何らかの故障によって、気化器１５で熱せられた高温の燃料が復路配管２３に漏れた場合、復路配管２３の温度が上がるため、温度センサ１６０で検出することができる。
【００１５】
しかしながら、この液体燃料燃焼装置には以下のような問題が含まれる。即ち、気化器１５で熱された高温の燃料が復路配管２３に漏れ出した場合には、復路配管２３の温度が上がるので、温度センサ１６０でこの温度上昇を検出することができるのであるが、往路配管２２及び復路配管２３を接続するための樹脂製部品を含む接続部４７へは、高温のままの燃料が流入する。これを防ぐためには、温度センサ１６０が安全装置として検出作動する作動温度を低く設定することが考えられるが、作動温度の設定を厳密にすると誤作動して、通常の燃焼中でも警報の報知や運転停止が頻繁に発生し、使い勝手が悪くなる。例えば、空気取り入れ口にホコリ等が付着することに起因して風量が減少すると、器具内温度が上昇し、温度センサ取り付け部１６１の温度も上がり、戻り弁２６の「開故障」でもないのに温度センサ１６０が検出作動する可能性がある。
【００１６】
温度センサ１６０の誤動作を防ぐために作動温度を高めに設定すれば、接続部４７の樹脂製部品が変形するまでに至らなくとも、戻り弁２６が「開故障」の状態で長時間使用されることで高温の燃料の流入により樹脂製部品が軟化し、軟化した樹脂製部品が燃料の流れによって「痩せる」という現象が発生し、樹脂製部品の寸法が減少する。これにより、接続部４７に隙間が生じ、気化器１５の戻り弁２６から漏れた燃料がこの隙間部分を通じて漏れ出すことがある。こうした燃料漏れは、安全性に問題があるばかりでなく、燃焼中に不快な臭いがする原因ともなる。
【特許文献１】特開２００３−２１３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記の実情を考慮すれば、戻り弁の開故障に起因するこのような事故を防ぐための対策を講じる必要がある。そこで、油温の低い燃料が流れる往路配管に着目して、往路配管を利用して復路配管の冷却を図ることを本発明の課題とする。
【００１８】
この発明の目的は、戻り弁の開故障に起因する、このような温度センサが誤動作することもなく、しかも、接続部の樹脂製部品寸法減少による漏れの無くすことができる液体燃料燃焼装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決し目的を達成するため、本発明に基づく液体燃料燃焼装置は、液体燃料を保持するためのタンク部と、内部に送りこまれた前記液体燃料を加熱して気化させるための気化器と、前記タンク部から前記気化器に向けて液体燃料を送るための往路配管と、前記気化器から前記タンク部に液体燃料を戻すための復路配管と、前記タンク部に前記往路配管及び前記復路配管を接続するための接続部とを有し、前記復路配管の冷却のため前記往路配管と前記復路配管を密着させる取り付け具を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この構成を採用することにより、燃焼中、戻り弁の「開故障」により気化器から漏れた高温の燃料は復路配管を通ってタンク部に向かって流れるが、復路配管をタンク部から送られた温度の低い燃料が通る往路配管と密着させていることにより、熱交換により、復路配管の温度が下がり、よって気化器より漏れた燃料自体の温度も下がる。これにより接続部の樹脂製部品に流入する燃料温度が下がるため、樹脂部分の「痩せ」という現象を防止でき、接続部からの燃料漏れが発生しにくくなる。その結果、液体燃料燃焼装置としての安全性が向上する。
【００２１】
前記液体燃料燃焼装置において、温度センサを復路配管の取り付け具と気化器の間に配置することができる。これにより、気化器より漏れた燃料が温度センサにより高温のうちに（冷却される以前に）検知されるため、より確実に高温の燃料漏れを検出することができる。漏れた燃料は、温度センサ取り付け部を経過した後には取り付け具で冷却されるので、樹脂製部品を含む接続部では温度は低くなっており、前述したような樹脂製部品の「痩せ」に起因した接続部からの燃料漏れは防止される。
【００２２】
温度センサが配置された前記液体燃料燃焼装置において、好ましくは、前記温度センサは取り付け具の前記気化器側に取り付けることができる。これにより、前記温度センサを復路配管に取り付けるために別の取り付け具を用いる必要がなくなり、また、組み立ての工数も減少するため、コストの上昇を抑えることができる。
【００２３】
温度センサが所定温度以上の温度で作動する前記液体燃料燃焼装置において、前記温度センサにより報知、運転停止機能が作動する所定温度は、室温センサが検出した温度によって変化するように設定することができる。即ち、室温が低い場合の所定温度は室温が高い場合の所定温度よりも低く設定される。これにより報知、運転停止機能についての誤動作が減少する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に液体燃料燃焼装置によれば、もし戻り弁が開故障していた場合には、気化器で熱された高温の燃料によって復路配管の温度が上昇するので、温度センサで検出することができる。このとき、復路配管は往路配管との接触により効果的に冷却されるため、接続部では油温は大幅に低下し、タンク部との接続部の樹脂製部品の変形が回避されるのみならず、樹脂製部品の「痩せ」等も防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［実施の形態１］
図１、図３、図４を参照して、本発明による液体燃料燃焼装置の実施の形態１について説明する。図３は取り付け図による復路配管と往路配管との密着状態を示す正面図であり、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図である。この液体燃料燃焼装置においては、図９に示したものと基本的に同様であるが、復路配管２３は往路配管２１と一部において平行に配設されており、この両者を確実に接触させるため、複数個（この例では２個であるが、これに限らない）の取り付け具６１により燃料循環接続部４７の本体側接続部４９と気化器１５との間で取り付けられている。また、取り付け具６１と気化器１５の間の復路配管２３には温度センサ１６０がセンサ取り付け具６２によって取り付けられている。
【００２６】
取り付け具による取り付けは、図３及び図４（ａ）に拡大して示すように、両配管２１，２３を包み込むように取り付け具６１を折り曲げて弾性戻りをしないように塑性変形をさせることで行われている。取り付け具６２の場合の取り付けにおいても、図３及び図４（ｂ）に拡大して示すように、取り付け具６１の場合と同様に、両配管２１，２３及び温度センサ１６０を一括して包み込むように折り曲げられて塑性変形をさせることで行われている。本例では、温度センサは、例えばサーミスタから成っている。本例では、温度センサ１６０は取り付け具６４の爪によって抱きこまれるように取り付けているが、ねじ止め等で取り付けても良い。この場合、取り付け具６１は熱伝導性に優れた金属製であることが望ましい。取り付け具６１を金属製にすることにより、復路配管は、往路配管との熱交換と取り付け具からの放熱とにより、一層効果的に温度を下げられる。
【００２７】
［実施の形態２］
図２を参照して、本発明による液体燃料燃焼装置の実施の形態２について説明する。この液体燃料燃焼装置においては、図１に示したものと基本的に同様であるが、取り付け具６４に温度センサ１６０が一体に取り付けられている。温度センサ１６０の取り付け具６４への取り付け位置は、取り付け具６４の気化器１５側であることが望ましい。また、温度センサ１６０は、取り付け具６４において復路配管２３側に取り付ける。このように、気化器１５側に温度センサ１６０を取り付けることにより、復路配管２３の冷却前の温度を検出することができるので、より確実に気化器１５の戻り弁２６の「開故障」による漏れを検出することができ、また、センサ取り付け具６２が不要となるため、作業性が向上するとともに、コストの上昇が抑えられる。
【００２８】
この液体燃料燃焼装置は、装置全体の動作を制御するための制御部（図示省略）を備えている。制御部内には、温度センサ１６０が所定温度以上のような異常な高温を検出したときには、運転を停止し、使用者に向けて異常が発生した旨を表示するように設定されている。器具の筐体１には、室温センサ（検出手段）としての室温サーミスタが配置（図示せず）されている。制御部は温度センサ１６０の検出値と室温サーミスタの検出値を比較して、その差が所定値以上の場合に、その旨の報知、或いは液体燃料燃焼装置の運転停止機能の一方又は双方を作動させる。これにより、異常発生時には、運転を停止できるので、樹脂製部品が溶ける、気化燃料が外部に排出される、といった事故発生を回避することができ、また、報知、運転停止機能の誤作動が減少する。
【００２９】
［作用・効果］
上記の液体燃料燃焼装置において、通常運転を行なった場合、もし戻り弁２６が開故障していた場合には、気化器１５で熱された高温の燃料が復路配管２３に押し出される。その場合、復路配管２３の温度が上がるので、温度センサ１６０によって気化器１５からの高温の燃料漏れを検出することができる。なお、復路配管２３は金属製であり、戻り弁２６から燃料循環接続部４７までの間の一部の区間では同じく金属製の往路配管２２と平行に配設されており、この両者を確実に接触させるため、取り付け具６１，６４により燃料循環接続部４７の本体側接続部４９と気化器１５の間で両配管は包み込むように取り付けられている。このような配置にすることにより、復路配管２３はタンク部１２に接続されている往路配管２１と略密着しているので、気化器１５の戻り弁２６の「開故障」に起因して気化器１５から高温の燃料が復路配管２３へと漏れるときに、高温燃料が流れる復路配管２３の温度は、温度の低い燃料が流れる往路配管２１との間の熱交換によって低下し、よって復路配管２３内の燃料自体の温度も下がる。これにより接続部４７の樹脂製部品に流入する燃料温度が下がるため、樹脂部品の「痩せ」という現象を防止でき、接続部４７からの燃料漏れが発生しにくくなるため、液体燃料燃焼装置の安全性が向上する。
【００３０】
こうして、温度センサ１６０が燃料の高温を検知した場合は、制御部がすぐに運転を停止させ、使用者に向けて異常が発生した旨を表示する。制御部が運転を停止させることで、気化器１５の加熱も電磁ポンプ１４による燃料の供給も停止されるので、復路配管２３を通じた燃料循環接続部４７に向けての高温の燃料の流れも止まる。制御部が運転を停止させる直前でも、気化器１５から漏れた燃料は取り付け具６１，６４を経過することにより、温度が十分に低下する。その結果、燃料循環接続部４７の樹脂製部品が痩せるような事態を回避することができる。
【００３１】
温度センサ１６０の取付け方としては、センサ取り付け具６２にての取付け、取り付け具６４への一体取り付け以外にも、復路配管２３の温度監視を行なえるような取付け方であれば、他の取付け方であってもよい。温度センサとしては、サーミスタ以外の種類のものであってもよい。
【００３２】
取り付け具６１の材質は金属の中でも熱伝導性の良い銅、アルミが好ましいが、価格の点を考慮して、亜鉛めっき鋼板、アルミめっき鋼板などを使用しても差し支えない。取り付け具６１の放熱手段としては、図５に示すような複数個のフィン６３を用いることができる。しかしながら、フィン６３等に限らず、放熱がよければ他の形状でもかまわない。
取り付け具６１にフィン６３等の放熱手段を備えることにより、復路配管２３は更に温度が低下し、接続部に流入する燃料の温度が更に低くなるため、樹脂製部品の痩せを更に少なくし、ひいては接続部からの燃料漏れも防止することができる。
【００３３】
以下に、気化器１５の戻り弁２６の「開故障」が発生した場合の本発明による温度センサ１６０の温度と接続部４７の油温、漏れ量の関係と従来技術実施例との比較を示す。
【表１】
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上表のように、本実施例のように取り付け具をつけることにより、接続部油温は６５℃から５０℃に下がる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による液体燃料燃焼装置の実施形態１における配管構成概念図である。
【図２】本発明による液体燃料燃焼装置の実施形態２における配置構成概念図である。
【図３】図２に示す実施形態２の取り付け具の正面図である。
【図４】図２に示す実施形態２の取り付け具と往路配管、復路配管、温度センサの関係を示す断面図である。
【図５】本発明による液体燃料燃焼装置の放熱手段付きの取り付け具の斜視図である。
【図６】従来の一般的な液体燃料燃焼装置の斜視図である。
【図７】従来技術による液体燃料燃焼装置のタンク部を着脱する様子の説明図である。
【図８】従来技術による液体燃料燃焼装置の配管構成の概念図である。
【図９】従来技術による液体燃料燃焼装置の温度センサを取り付けた配管構成の概念図である。
【図１０】従来技術による液体燃料燃焼装置の気化器近傍の断面図である。
【図１１】従来技術に基づく液体燃料燃焼装置の温度センサを接続部に取り付けた斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  筐体                              ２  吹出口
３  操作部                            ４  本体蓋
５  置き台                            ６  前板
７  側裏板                            ８  上板
１２  タンク部                        １４  電磁ポンプ
１５  気化器                          １６  燃焼部
２１，２２  往路配管                  ２３  復路配管
２４，４４  補給口                    ２５  空気弁
２６戻り弁                            ２６ａ  （戻り弁の）Ｏリング
３１  ノズル                          ３２  ニードル
４７  燃料循環接続部                  ４８  タンク側接続部
４８ａ  第１のコネクタ                ４８ｂ  第２のコネクタ
４９  本体側接続部
６１，６４  取り付け具                ６２  センサ取り付け具
６３  フィン
９６  ダブル通路部
１６０  温度センサ                    １６１  温度センサ取り付け部
【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】
2008145051.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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