(57)【要約】【課題】戻り式圧力噴霧ノズル用噴霧装置の噴霧量調整範囲を広くすることが可能な噴霧装置およびその燃料供給制御方法を提供する、【解決手段】戻り式圧力噴霧ノズルにおいて、戻り経路となっている経路を燃料供給経路にも切り替えることの出来るバイパス手段を設けた。これにより、同じ戻り式圧力噴霧ノズルを用いても従来の噴霧装置より多くの燃料を噴霧させることを可能とすることで噴霧量の調節範囲を広げることができる効果を奏する。【選択図】  図１
2004308936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
戻り式圧力噴霧ノズルにおいて、戻り経路となっている経路を燃料供給経路にも切り替えることの出来るバイパス手段を設けたことを特徴とする戻り式圧力噴霧ノズルを用いた噴霧装置。
【請求項２】
請求項１記載の噴霧装置において、戻り経路への燃料供給のための加圧ポンプを独立して設けたことを特徴とする噴霧装置。
【請求項３】
請求項１記載の噴霧装置において、戻り式圧力噴霧ノズルの燃料供給側経路と戻り経路のバイパス経路を設け、さらにバイパス経路内に流量調整手段および流量遮断手段を設けたことを特徴とする噴霧装置。
【請求項４】
戻り式圧力噴霧ノズルにおいて、戻り流量調節弁の全閉のタイミングと戻り経路から燃料供給を始めるタイミングをずらしたことを特徴とする燃料供給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用の給湯機、給湯機付風呂釜、暖房機等加熱装置に使用する噴霧量可変石油バーナー装置における燃料油の噴霧装置およびその燃料供給制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加熱用の噴霧量可変石油バーナー装置の噴霧装置に用いられる戻り式圧力噴霧ノズルにおける、噴霧量調節方法は以下の通りである。
圧力噴霧ノズルの一形態として、燃料供給経路から圧送された燃料を噴霧ノズル内に形成された旋回室に旋回力を与えながら流入させることにより、噴霧ノズルの噴出口から燃料を微粒化して燃焼機内に噴霧する構造の噴霧ノズルがある。
【０００３】
また、さらに上記ノズルのうちの一形態として、旋回室へ流入した燃料の一部を旋回室から戻り経路に戻すことによりオリフィス噴出口から噴霧する燃料の量を調節することのできる戻り式圧力噴霧ノズルがある。
係る戻り式圧力噴霧ノズルへ燃料タンクから加圧ポンプを経由して燃料を供給するための燃料供給経路と旋回室から燃料を戻す燃料戻り経路を有する噴霧装置における燃料噴霧量調整方法の一例を、図３および図４を参考に説明すると以下の通りである。
【０００４】
図３は従来の技術による噴霧装置の構成図、図４はその噴霧量Ｑ１と戻り式圧力噴霧ノズル５に供給される供給油量Ｑ３と戻り式圧力噴霧ノズル５から燃料供給経路６に戻される戻り油量Ｑ２の関係を示した操作線図である。
【０００５】
図３に示すように、燃料タンク２から吸入した燃料油を加圧し圧送するための加圧ポンプ１と、これにより高圧で燃料供給経路４を通って戻り式圧力噴霧ノズル５に圧送された燃料油の一部が噴出口より燃焼機内に噴霧されて燃焼し加熱のための熱源となり、残りは燃料戻り経路６を通して燃料吸入経路３に戻す構造となっており、戻り式圧力噴霧ノズル５からの燃料油戻り量Ｑ２を戻り流量調節弁７により調節する事により燃焼機内に噴霧する燃料油の量Ｑ１を調節する構造の噴霧量可変石油バーナー装置のための噴霧装置があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
戻り式圧力噴霧ノズル５を用いた従来の噴霧装置における噴霧量の調節範囲は、図４に示すように、噴霧量を少なくするためには戻り式圧力噴霧ノズル５からの戻り量を多くするために旋回室内の圧力を下げる必要があり、最小噴霧量が最大噴霧量の１／４から１／５程度を下回ると、微粒化に必要なノズル旋回室内の圧力が低下し、微粒化に必要な十分な圧力が確保できないため、噴霧量の調節範囲をこれ以上大きくできなかった。
【０００７】
また、  噴霧量可変石油バーナー装置では係る噴霧装置を用いた機器の加熱能力は噴霧ノズルからの燃料噴霧量に支配されるため、噴霧量の調整範囲が５：１であれば、加熱能力の調整範囲もまた５：１となる。
【０００８】
これにより実使用上で問題となるのは、例えば家庭用の給湯機にかかる噴霧装置を搭載した場合、厳冬時など低水温期にシャワーと洗面所などで同時使用した場合に機器への要求熱量が最大となり、逆に夏場など高水温期の台所での少量使用時などに要求熱量が最小となるが、両者に要求される加熱能力の比率は７：１程度となり従来の噴霧装置ではこの範囲をカバーできなかった。
【０００９】
そのため、従来の噴霧装置を用いた噴霧量可変石油バーナー装置の最大出力が制限され必要な出湯量が得られなかったり、最小側で連続的に出力が調節できないためバーナー装置における燃焼が断続燃焼となってしまい、その結果として出湯温度が変動したり、断続燃焼に伴う臭いや騒音を発生する課題があった。
【００１０】
上述の通り、噴霧量の調節範囲が広いほど、機器の使い勝手が良いことは明白である。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、戻り式圧力噴霧ノズル用噴霧装置の噴霧量調整範囲を広くすることが可能な噴霧装置およびその燃料供給制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、戻り式圧力噴霧ノズルにおいて、戻り経路となっている経路を燃料供給経路にも切り替えることの出来るバイパス手段を設けたことを特徴とする。
これにより、同じ戻り式圧力噴霧ノズルを用いても従来の噴霧装置より多くの燃料を噴霧させることを可能とすることで噴霧量の調節範囲を広げることができる効果を奏する。
【００１３】
請求項２では、戻り経路への燃料供給のための加圧ポンプを戻り経路上に独立して設けたことにより、燃料供給経路と戻り経路への燃料供給が独立して行えるため、より安定した噴霧量制御を行えるようになる効果を奏する。
【００１４】
請求項３では戻り式圧力噴霧ノズルへの戻り経路へ燃料供給を行うためのバイパス経路内に流量遮断経路を設けることにより、戻り経路への燃料供給を行わない際にバイパス経路の遮断を確実に行なえる効果を奏する。
【００１５】
請求項４では、戻り流量調節弁の全閉のタイミングと戻り経路から燃料供給を始めるタイミングをずらす制御を行うことにより、前記の両タイミングが重なることにより、弁の開閉時に大きく流量が変動することを防止する効果を奏する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図１および図２を参照しながら本発明に係わる噴霧装置の第一例を具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例を示す図である。なお、従来技術と同じ構成要素については、同符号を用い、説明を行うことにする。
まず、構成を説明すると、１は加圧ポンプで、その燃料吸入側は燃料吸入経路３を介して燃料タンク２に接続され、燃料吐出側は燃料供給経路４を通して戻り式圧力噴霧ノズル５に接続されている。また、戻り式圧力噴霧ノズル５からは燃料戻り経路６から戻り流量調節弁７を介して燃料供給経路３へ燃料を戻す経路が設けられている。
【００１８】
さらに、燃料戻り経路６の流量調節弁７と戻り式圧力噴霧ノズル５との中途部からバイパス流量調節弁９を介して燃料供給経路４へ向かうバイパス経路８が設けられており、戻り流量調節弁７とバイパス流量調節弁９により要求熱量に対する噴霧量の調節が行われるように構成されている。
【００１９】
図２は本発明を利用した噴霧装置からの噴霧量Ｑ１、燃料供給経路４の流量Ｑ３、燃料戻り経路６の流量Ｑ２およびバイパス経路８の流量Ｑ４と戻り流量調節弁７、バイパス流量調節弁９の動作の関係を示す操作線図である。
なお、図２では便宜的に本発明による噴霧装置の最小噴霧量を「１」、最大噴霧量を「７」としている。
【００２０】
噴霧量が「１」すなわち最小の時は戻り流量調節弁７が全開となっており、バイパス流量調節弁９は全閉である。この状態では燃料供給経路４の流量Ｑ３に対しての燃料戻り経路６の流量Ｑ２の比率が最大、バイパス流量Ｑ４は「ゼロ」となっている。
【００２１】
続いて、噴霧量が「１」の状態から戻り流量調節弁を閉じていくことにより、燃料戻り経路６の流量Ｑ２が少なくなっていき、噴霧量Ｑ１が多くなっていく。戻り流量調節弁７が全閉となったところで、従来例での最大噴霧量である噴霧量「５」に達する。
【００２２】
本発明では、この段階からさらに、バイパス流量調節弁９を開けることにより、燃料戻り経路６からも戻り式圧力噴霧ノズル５に燃料供給を行いバイパス流量Ｑ４を燃料供給量Ｑ３に加えることにより、最大噴霧量「７」まで調節範囲を拡大するものである。
【００２３】
次に図５に沿って、本発明実施の形態の第二例を説明する。
第一実施例との相違点はバイパス流量Ｑ４を流すための加圧ポンプ１０が加圧ポンプ１と独立している点であり、第二例を利用した噴霧装置からの噴霧量Ｑ１、燃料供給経路４の流量Ｑ３、燃料戻り経路６の流量Ｑ２およびバイパス１１の流量Ｑ４と戻り流量調節弁７、バイパス流量調節弁９の動作の関係は第一例と同様図２で表されるが、ポンプ１０を独立してバイパス経路１１の上流側に設けたため、ポンプ１の能力に左右されず、第一例より安定した噴霧量制御が可能となる。
【００２４】
次に図６に沿って、本発明実施の形態の制御方法について説明する。
装置の構成は第一例の図１あるいは第二例の図５いずれでも同様であるが、戻り流量調節弁７とバイパス流量調節弁９の全閉、全開のタイミングを図２から変更した例である。
戻り流量調節弁やバイパス流量調節弁９を全閉にするときや、全閉から開け始めるときにはどうしても圧力の大きな変動を伴うため噴霧量制御が不安定になる。しかも、図２に示したような制御を行うと、戻り流量調節弁７とバイパス流量調節弁９の開閉が重なるタイミングがあるため、さらに、噴霧量制御が不安定になる可能性があった。
そこで、本実施例では、図６のように戻り流量調節弁７を全閉にする前に、バイパス流量調節弁９を開け始めるよう制御を行っている。
この事により、戻り流量調節弁７やバイパス流量調節弁９の開閉時の圧力変動が重なることがないため安定した噴霧量制御を行える効果がある。
【００２５】
次に図７に沿って、本発明実施の形態の第三例を説明する。
バイパス経路を確実に遮断するため、図７のように、加圧ポンプ１により加圧された燃料を燃料供給経路４から戻り経路６に供給するためのバイパス経路８上に流量調整手段であるバイパス流量調節弁９と直列に流量遮断手段である電磁弁１２を配設している。
この事により、バイパス流量調節弁９を使用しない時には確実にバイパス経路８を閉じることができ、バイパス流量調節弁９からの漏れが確実になくなるため、バイパス流量調節弁９を使用しない範囲の噴霧量制御をより安定して行える効果がある。
【００２６】
なお、本発明は戻り式圧力噴霧ノズルの戻り経路からも燃料供給を可能とする手段を設けたことを特徴とするものであり、上記の各流量を調節する方法を限定したものではない。したがって流量調節のために必ずしも流量調節弁を用いる必要はなく、例えば加圧ポンプによる圧力を制御することにより各流量を制御する構成でもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、戻り式圧力噴霧ノズルにおいて、戻り経路となっている経路を燃料供給経路にも切り替えることの出来るバイパス手段を設けたことを特徴とする。
これにより、同じ戻り式圧力噴霧ノズルを用いても従来の噴霧装置より多くの燃料を噴霧させることを可能とすることで噴霧量の調節範囲を広げることができる効果を奏する。
請求項２では、戻り経路への燃料供給のための加圧ポンプを戻り経路上に独立して設けたことにより、燃料供給経路と戻り経路への燃料供給が独立して行えるため、より安定した噴霧量制御を行えるようになる効果を奏する。
請求項３では戻り式圧力噴霧ノズルへの戻り経路へ燃料供給を行うためのバイパス経路内に流量遮断経路を設けることにより、戻り経路への燃料供給を行わない際にバイパス経路の遮断を確実に行なえる効果を奏する。
請求項４では、戻り流量調節弁の全閉のタイミングと戻り経路から燃料供給を始めるタイミングをずらす制御を行うことにより、前記の両タイミングが重なることにより、弁の開閉時に大きく流量が変動することを防止する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例を示す装置構成図である。
【図２】本発明の第一の実施例における各装置の動作と噴霧量の関係を示す操作線図である。
【図３】従来の実施例を示す装置構成図である。
【図４】従来の実施例における各装置の動作と噴霧量の関係を示す操作線図である。
【図５】本発明の第二の実施例を示す噴霧装置構成図である。
【図６】本発明の第二の実施例における各装置の動作と噴霧量の関係を示す操作線図である。
【図７】本発明の第三の実施例を示す噴霧装置構成図である。
【符号の説明】
１．加圧ポンプ
２．燃料タンク
３．燃料吸入経路
４．燃料供給経路
５．戻り式圧力噴霧ノズル
６．戻り経路
７．戻り流量調節弁
８．バイパス経路
９．バイパス流量調節弁
１０．加圧ポンプ
１１．バイパス経路
１２．電磁弁
【図１】
2004308936.tif 000003
【図２】
2004308936.tif 000004
【図３】
2004308936.tif 000005
【図４】
2004308936.tif 000006
【図５】
2004308936.tif 000007
【図６】
2004308936.tif 000008
【図７】
2004308936.tif 000009