(57)【要約】【課題】再燃焼に際しての着火性、燃焼安定性を向上させた気化式燃焼装置を提供する。【解決手段】気化部８で気化された燃料ガスを燃焼部７で燃焼させる気化式燃焼装置１において、気化部８は、電磁誘導加熱手段７７によって発熱する誘導発熱部１０と、燃焼部７の熱で昇温する自己発熱部１１を有し、空気供給を行う送風機１３を備えて構成され、電磁誘導加熱手段７７で誘導発熱部１０を加熱しつつ送風機１３を低回転数で駆動し、自己発熱部１１および燃焼部７を予熱する一次予熱モードを有し、燃焼の停止から所定時間は、その都度、一次予熱モードの制御を行いつつ再燃焼を待機する。【選択図】  図１
2005024143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、当該気化部で気化された燃料ガスを燃焼部で燃焼させる気化式燃焼装置において、前記気化部は、独立した熱源を有し当該熱源から熱を受けて昇温する予備発熱部と、当該予備発熱部の下流側に位置し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、前記気化部および燃焼部の上流側に設けられて下流側へ空気供給を行う送風機を備えて構成され、前記熱源によって予備発熱部を加熱しつつ送風機を所定の低回転数で駆動し、前記自己発熱部および燃焼部へ昇温された空気を供給して予熱する一次予熱モードを有し、燃焼停止から所定時間が経過する間は、その都度、前記一次予熱モードの制御を行いつつ再燃焼を待機することを特徴とする気化式燃焼装置。
【請求項２】
前記予備発熱部を一次予熱モードにおける加熱温度よりも低い加熱温度で加熱しつつ前記送風機を所定の低回転数で駆動して、前記自己発熱部および燃焼部を一次予熱モードにおける予熱温度よりも低い温度で予熱する二次予熱モードを備え、前記一次予熱モードが終了した後は、引き続いて前記二次予熱モードの制御を行いつつ再燃焼を待機することを特徴とする請求項１に記載の気化式燃焼装置。
【請求項３】
液体燃料を加熱して気化させる気化部を有し、当該気化部で気化された燃料ガスを燃焼部で燃焼させ気化式燃焼装置において、前記気化部は、電磁誘導加熱手段によって発熱する誘導発熱部と、当該誘導発熱部の下流側に位置し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、前記気化部および燃焼部の上流側に設けられて下流側へ空気供給を行う送風機を備えて構成され、前記電磁誘導加熱手段によって誘導発熱部を加熱しつつ送風機を所定の低回転数で駆動し、前記自己発熱部および燃焼部へ昇温された空気を供給して予熱する一次予熱モードを有し、燃焼停止から所定時間が経過する間は、その都度、前記一次予熱モードの制御を行いつつ再燃焼を待機することを特徴とする気化式燃焼装置。
【請求項４】
前記誘導発熱部を一次予熱モードにおける加熱温度よりも低い加熱温度で加熱しつつ前記送風機を所定の低回転数で駆動して、前記自己発熱部および燃焼部を一次予熱モードにおける予熱温度よりも低い温度で予熱する二次予熱モードを備え、前記一次予熱モードが終了した後は、引き続いて前記二次予熱モードの制御を行いつつ再燃焼を待機することを特徴とする請求項３に記載の気化式燃焼装置。
【請求項５】
前記誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段を備え、前記一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、前記誘導発熱部温度検知手段の検知温度を参照しつつ、誘導発熱部が各予熱モードに応じた所定の加熱温度となるように電磁誘導加熱手段を通電制御することを特徴とする請求項３または４に記載の気化式燃焼装置。
【請求項６】
前記自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段を備え、前記一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、前記自己発熱部温度検知手段の検知温度を参照しつつ、自己発熱部が各予熱モードに応じた所定の予熱温度で予熱されるように前記電磁誘導加熱手段を通電制御することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置。
【請求項７】
前記燃焼部の温度を検知する燃焼部温度検知手段を備え、前記一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、前記燃焼部温度検知手段の検知温度を参照しつつ、燃焼部が各予熱モードに応じた所定の予熱温度で予熱されるように前記電磁誘導加熱手段を通電制御することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置。
【請求項８】
前記誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段および前記自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段を備え、前記一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、自己発熱部温度検知手段または誘導発熱部温度検知手段のいずれかの検知温度が前記各予熱モードに応じて定められた所定温度より低下したときに、前記電磁誘導加熱手段を通電制御して誘導発熱部を加熱しつつ前記送風機を所定の低回転数で駆動することを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置。
【請求項９】
時間を計時する計時手段を備え、前記一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、前記計時手段の計時に基づいて定期的に前記電磁誘導加熱手段を通電制御して誘導発熱部を加熱しつつ前記送風機を所定の低回転数で駆動することを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置。
【請求項１０】
前記送風機の下流側に、燃焼量に応じて気化部へ供給する一次空気量と燃焼部へ供給する二次空気量とを調節する空気量調節部を備え、前記一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、燃焼制御中に比べて二次空気量に対する一次空気量の割合を増加させるように前記空気量調節部を制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置を内蔵した給湯装置であって、前記気化式燃焼装置で発生した熱によって湯水を加熱し、加熱された湯水を直接または他の湯水と混合して出湯させることを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体燃料を用いた気化式燃焼装置に係り、更に詳しくは、再燃焼時における着火性、燃焼安定性を向上させたものに関する。また同時に提案される本発明は、その気化式燃焼装置を内蔵した給湯装置に関する。
【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】
図１６は、従来技術の燃焼装置で採用される気化部の例を示す断面図である。
この例では、気化部５００は燃焼部５０１の中央部に設けられる。気化部５００は、有底円筒形の気化室５０２の内部に回転部材５０４を回転自在に収容した構成である。気化室５０２の底部には電気ヒータ５０３が内蔵され、気化室５０２の内壁は昇温可能である。回転部材５０４は円板の周囲を切り起こして撹拌羽根を形成した部材であり、回転軸５０５に固定され、図示しないモータによって高速で回転されるものである。また回転部材５０４の上部には、燃料パイプ５０６が固定されている。
【０００４】
そして、電気ヒータ５０３に通電して気化室５０２を加熱し、図示しないモータによって回転部材５０４をを回転させ、さらに一次空気導入筒５０７から気化室５０２の内部に空気を供給しつつ、燃料パイプ５０６から回転部材５０４へ灯油を噴射する。すると、回転部材５０４へ噴射された灯油は遠心力によって気化室５０２の内壁に向かって飛散し、加熱された気化室５０２の内壁から熱を受けて気化し、気化した燃料は、一次空気導入筒５０７から気化室５０２内に供給される空気と混合される。そしてこの混合ガスは上部の開口５０８から燃焼部５０１に送られて燃焼に供される。則ち、この種の給湯器等では、液体燃料を飛散させつつ熱エネルギーを与えて気化させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１６に示した気化部５００を備えた従来の燃焼装置では、電気ヒータ５０３によって気化室５０２が液体燃料の気化可能な温度に昇温するまでに時間を要するものであった。このため、気化室５０２が昇温するまでは燃料ガスが生成されず、それまでは燃焼が開始されないために、加熱されない湯水が無駄に排出されるだけであり、使い勝手が悪いものであった。
【０００６】
そこで、本願出願人は、電磁誘導加熱方式を用いて気化部を短時間に昇温させる給湯装置を試作した。しかし、電磁誘導加熱方式を用いた給湯装置にあっても、前記した従来の給湯装置に比べて気化部の昇温時間を短縮することはできるものの、依然として再出湯時などに不満を残すものであった。
【０００７】
則ち、電磁誘導加熱方式を用いた給湯装置では、気化部を短時間に温度上昇させるべく、電磁誘導によって加熱される部位に熱容量を低減した構造が採用される。このため、温度上昇を短時間に行える反面、電磁誘導加熱を停止したときは急速に温度低下を来し、再出湯時において再度電磁誘導加熱による温度上昇を待機しなければならなかった。
【０００８】
このため再燃焼時に際して着火までに時間を要し、この間加熱されないまま冷水が排出されるため使い勝手が悪かった。また、再燃焼時に際して、電磁誘導加熱によって一旦気化された燃料ガスが燃焼部に至る途中で冷却されて再液化する不具合が生じ易く、特に、このような気化式の燃焼装置の場合には、一旦気化させた後に燃焼させる炎孔までの流路があり、当該流路を通過中に再液化される問題がある。また、２段式の気化室を持つような構成では、１段目で気化させた後、気化された燃料が２段目で冷却されることもあり、このような場合には再液化し易くなる問題がある。このため、白煙や煤の発生の要因となり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、再燃焼に際しての着火性、燃焼安定性を向上させることにより、使い勝手の向上を図った気化式燃焼装置を提供することを目的としている。また、同時に提案される本発明は、この気化式燃焼装置を内蔵した給湯装置を提供することを目的とする。
【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、当該気化部で気化された燃料ガスを燃焼部で燃焼させる気化式燃焼装置において、気化部は、独立した熱源を有し当該熱源から熱を受けて昇温する予備発熱部と、当該予備発熱部の下流側に位置し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、気化部および燃焼部の上流側に設けられて下流側へ空気供給を行う送風機を備えて構成され、熱源によって予備発熱部を加熱しつつ送風機を所定の低回転数で駆動し、自己発熱部および燃焼部へ昇温された空気を供給して予熱する一次予熱モードを有し、燃焼停止から所定時間が経過する間は、その都度、一次予熱モードの制御を行いつつ再燃焼を待機する構成とされている。
【００１１】
燃焼装置では、一般に、一度燃焼が行われると、その後の所定時間内に再燃焼が行われることが多い。ところが、燃焼が停止すると燃焼部による自己発熱部の加熱が停止され、燃焼停止時間が経過するに連れて自己発熱部および燃焼部の温度が次第に低下する。このため、再燃焼が開始されると、予備発熱部で加熱され気化した燃料ガスは、温度低下を来した自己発熱部や燃焼部に供給されると再液化され易く、着火に際して白煙や煤が発生する虞が生じる。
【００１２】
本発明によれば、燃焼が停止されてから所定時間が経過する間は、その都度、一次予熱モードによる制御が行われる。一次予熱モードによる制御中は、送風機から気化部へ供給される空気は、予備発熱部で加熱されつつ下流の自己発熱部へ向けて流動し、自己発熱部および燃焼部が各々所定の温度に予熱される。則ち、一次予熱モードによる制御中は、液体燃料の供給は行われず、予備発熱部で加熱された空気だけが自己発熱部から燃焼部へ向けて流動して予熱される。
【００１３】
従って、一次予熱モードによる制御中に再燃焼が開始されても、自己発熱部および燃焼部が予熱されているので、予備発熱部で気化された燃料ガスが自己発熱部や燃焼部へ流動しても、気化された燃料ガスが冷却されて再液化することがない。これにより、充分に気化した燃料ガスを燃焼部に供給して着火することができ、白煙や煤の発生が未然に防止され、着火性を向上させることができる。
【００１４】
また、一次予熱モードによる制御中は、予備発熱部が加熱されると共に、自己発熱部および燃焼部も予熱される。従って、一次予熱モードによる制御中に再燃焼が開始されると、予備発熱部を短時間に着火温度まで上昇させることができ、しかも、着火後において、自己発熱部および燃焼部も短時間に昇温させることができる。これにより、再燃焼の開始から短時間に着火が行われ、安定した燃焼制御に移ることが可能となる。
【００１５】
また、一次予熱モードによる制御中は、前記したように、下流側へ流動する昇温された空気によって自己発熱部および燃焼部が予熱される。従って、気化式燃焼装置を内蔵した給湯装置などでは、予熱によって燃焼部の下流側に位置する熱交換器も昇温する。これにより、再出湯時における湯温の低下（アンダーシュート）を抑制する効果を奏する。
【００１６】
燃焼が停止されてから一次予熱モードによる制御を行う時間は、燃焼装置の使用環境や使用状況に応じて適宜に設定可能である。例えば、当該時間を３分〜５分程度に設定することにより、予備発熱部を加熱するための熱源のエネルギー消費量や送風機の駆動電力を抑えつつ着火性や使い勝手を向上させることが可能となる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の気化式燃焼装置において、予備発熱部を一次予熱モードにおける加熱温度よりも低い加熱温度で加熱しつつ送風機を所定の低回転数で駆動して、自己発熱部および燃焼部を一次予熱モードにおける予熱温度よりも低い温度で予熱する二次予熱モードを備え、一次予熱モードが終了した後は、引き続いて二次予熱モードの制御を行いつつ再燃焼を待機する構成とされている。
【００１８】
本発明によれば、一次予熱モードによる制御が終了した後も、引き続く二次予熱モードの制御によって自己発熱部および燃焼部は一次予熱モードにおける予熱温度よりも低い温度で予熱される。これにより、再燃焼時における着火性や使い勝手を維持しつつ予備発熱部を加熱するための熱源の加熱エネルギーや送風機の通電電力を一層抑えることが可能となる。
【００１９】
本発明において、二次予熱モードによる制御は、再燃焼が開始されるまで継続する構成としても良く、または、二次予熱モードによる制御が開始されてから所定時間が経過した後に制御を終了する構成としても良い。
【００２０】
再燃焼が開始されるまで二次予熱モードによる制御を継続する構成とすれば、前記したように、予熱に要するエネルギーを削減しつつ再燃焼に際しての着火性や使い勝手を向上させることができる。
また、所定時間が経過した後に二次予熱モードによる制御を終了する構成とすれば、燃焼装置の使用環境に則して着火性や使い勝手を維持しつつ、一層エネルギーを削減することが可能となる。
【００２１】
ここで、請求項１，２に記載の発明において、一次予熱モードおよび二次予熱モードにおいて、予備発熱部の加熱制御を行う種々の構成を採ることができる。例えば、予備発熱部を所定温度に加熱しつつ送風機の駆動によって自己発熱部および燃焼部を予熱する構成を採ることができる。
また、自己発熱部または燃焼部のいずれかを所定の予熱温度に維持するように予備発熱部を加熱制御しつつ送風機の駆動を行うことが可能である。
【００２２】
請求項３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、当該気化部で気化された燃料ガスを燃焼部で燃焼させ気化式燃焼装置において、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と、当該誘導発熱部の下流側に位置し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、気化部および燃焼部の上流側に設けられて下流側へ空気供給を行う送風機を備えて構成され、電磁誘導加熱手段によって誘導発熱部を加熱しつつ送風機を所定の低回転数で駆動し、自己発熱部および燃焼部へ昇温された空気を供給して予熱する一次予熱モードを有し、燃焼停止から所定時間が経過する間は、その都度、一次予熱モードの制御を行いつつ再燃焼を待機する構成とされている。
【００２３】
本発明は、請求項１に記載の発明における予備発熱部に代えて、電磁誘導加熱手段によって発熱する誘導発熱部を備えた構成の気化式燃焼装置によって一次予熱モードによる制御を行うものである。
本発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、再燃焼時における白煙や煤の発生を未然に防止しつつ着火性を向上させることができ、しかも、再燃焼の開始から短時間に着火が行われ、安定した燃焼制御に移ることが可能となる。
また、本発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、再燃焼時における湯温の低下を抑制する効果を奏する。
【００２４】
特に、本発明によれば、電磁誘導加熱手段によって誘導発熱部を短時間に昇温することができ、再燃焼に際して着火までの時間が一層短縮され、安定した燃焼制御に移行することが可能となる。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の気化式燃焼装置において、誘導発熱部を一次予熱モードにおける加熱温度よりも低い加熱温度で加熱しつつ送風機を所定の低回転数で駆動して、自己発熱部および燃焼部を一次予熱モードにおける予熱温度よりも低い温度で予熱する二次予熱モードを備え、一次予熱モードが終了した後は、引き続いて前記二次予熱モードの制御を行いつつ再燃焼を待機する構成とされている。
【００２６】
本発明は、請求項２に記載の発明における予備発熱部に代えて、電磁誘導加熱手段によって発熱する誘導発熱部を備えた構成の気化式燃焼装置によって二次予熱モードによる制御を行うものである。
本発明によれば、請求項２に記載の発明と同様に、一次予熱モードが終了した後も、引き続く二次予熱モードによって誘導発熱部を加熱するための通電電力および送風機の通電電力を一層抑えつつ、しかも、再燃焼時における着火性や使い勝手を向上させることが可能となる。
【００２７】
また、本発明において、二次予熱モードによる制御は、再燃焼が開始されるまで継続する構成としても良く、または、二次予熱モードによる制御が開始されてから所定時間が経過した後に制御を終了する構成としても良い。
【００２８】
ここで、一次予熱モードおよび二次予熱モードにおいて、電磁誘導加熱手段によって誘導発熱部の温度制御を行う種々の構成を採ることができる。請求項５から９に記載の発明は、これらの構成を示したものである。
【００２９】
則ち、請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の気化式燃焼装置において、誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段を備え、一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、誘導発熱部温度検知手段の検知温度を参照しつつ、誘導発熱部が各予熱モードに応じた所定の加熱温度となるように電磁誘導加熱手段を通電制御する構成とされている。
【００３０】
ここで、一次予熱モードあるいは二次予熱モードにおいて、再燃焼時における自己発熱部あるいは燃焼部に要求される予熱温度を予め定め、当該予熱温度を得るための各モードにおける誘導発熱部の加熱温度を予め求めることができる。
従って、本発明によれば、各モードにおいて誘導発熱部を予め定められた加熱温度に維持しつつ制御することにより、自己発熱部あるいは燃焼部を必要な予熱温度に維持することが可能となる。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置において、自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段を備え、一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、自己発熱部温度検知手段の検知温度を参照しつつ、自己発熱部が各予熱モードに応じた所定の予熱温度で予熱されるように電磁誘導加熱手段を通電制御する構成とされている。
【００３２】
本発明によれば、再燃焼時において自己発熱部に要求される予熱温度を予め求めておけば、自己発熱部を当該予熱温度に維持するように電磁誘導加熱手段を通電制御して誘導発熱部を加熱することができる。これにより、外気温などに起因する自己発熱部の予熱温度の変動を抑えつつ、安定した予熱を行うことが可能となる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、請求項３乃至６のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置において、燃焼部の温度を検知する燃焼部温度検知手段を備え、一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、燃焼部温度検知手段の検知温度を参照しつつ、燃焼部が各予熱モードに応じた所定の予熱温度で予熱されるように電磁誘導加熱手段を通電制御する構成とされている。
【００３４】
本発明においても、再燃焼時において燃焼部に要求される予熱温度を予め求めておけば、自己発熱部を当該予熱温度に維持するように電磁誘導加熱手段を通電制御して誘導発熱部を加熱することができる。これにより、外気温の変動などに伴う燃焼部の予熱温度の変動を抑えつつ、安定した予熱が可能となる。
【００３５】
請求項８に記載の発明は、請求項３乃至７のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置において、誘導発熱部の温度を検知する誘導発熱部温度検知手段および自己発熱部の温度を検知する自己発熱部温度検知手段を備え、一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、自己発熱部温度検知手段または誘導発熱部温度検知手段のいずれかの検知温度が各予熱モードに応じて定められた所定温度より低下したときに、電磁誘導加熱手段を通電制御して誘導発熱部を加熱しつつ送風機を所定の低回転数で駆動する構成とされている。
【００３６】
ここで、請求項５〜７に記載の発明は、誘導発熱部または自己発熱部または燃焼部のいずれかが所定の予熱温度で予熱されるように電磁誘導加熱手段の通電制御を行うものであった。
これに対して、本発明は、自己発熱部または誘導発熱部のいずれかが所定温度よりも低下したときに予熱を行うものである。則ち、自己発熱部または誘導発熱部のいずれかが、一次予熱モードまたは二次予熱モードに応じて定められた所定温度より低下したときに、電磁誘導加熱手段および送風機を通電制御して予熱するものである。
【００３７】
本発明において、電磁誘導加熱手段および送風機を通電を停止する構成として種々の構成を採ることができる。例えば、自己発熱部または誘導発熱部のいずれかが、各モードに応じて定められた前記所定温度よりも高い別の所定温度を超えたときに通電を停止する構成を採ることができる。また、通電を開始してから所定時間が経過した後に通電を停止する構成を採ることも可能である。
本発明によれば、制御を簡略化しつつ効果的に再燃焼待機中の予熱を行うことが可能となる。
【００３８】
請求項９に記載の発明は、請求項３乃至８のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置において、時間を計時する計時手段を備え、一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、計時手段の計時に基づいて定期的に電磁誘導加熱手段を通電制御して誘導発熱部を加熱しつつ送風機を所定の低回転数で駆動する構成とされている。
【００３９】
本発明によれば、電磁誘導加熱手段および送風機を定期的に通電して再燃焼待機中の予熱を行うことができ、制御を極めて簡略化することができる。
本発明において、電磁誘導加熱手段および送風機への通電電力と、通電を行う間隔と、燃焼装置の使用環境に応じて適宜に設定することが可能である。
尚、前記請求項５〜９の制御構成は、単独で採用することもでき、組み合わせて採用することも可能である。
【００４０】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置において、送風機の下流側に、燃焼量に応じて気化部へ供給する一次空気量と燃焼部へ供給する二次空気量とを調節する空気量調節部を備え、一次または二次の少なくともいずれかの予熱モードにおいて、燃焼制御中に比べて二次空気量に対する一次空気量の割合を増加させるように空気量調節部を制御する構成とされている。
【００４１】
ここで、気化部に供給される一次空気は誘導発熱部によって加熱されて下流側の自己発熱部へ流動する。しかし、二次空気は加熱されないまま燃焼部へ直接供給される。従って、一次予熱モードあるいは二次予熱モードによる制御中に二次空気が供給されると、二次空気によって燃焼部が冷却されて予熱温度が低下する。このため、再燃焼に際して誘導発熱部で気化され自己発熱部を経て燃焼部に供給される燃料ガスが再液化され易い。
【００４２】
しかし、本発明によれば、一次予熱モードあるいは二次予熱モードによる制御中は、燃焼制御中に比べて二次空気量に対する一次空気量の割合を増加させる。
従って、気化部へ供給される一次空気を誘導発熱部で加熱しつつ自己発熱部および燃焼部を予熱すると共に、二次空気量の減少によって燃焼部の冷却が防止される。これにより、燃料ガスの再液化を効果的に防止することが可能となる。
【００４３】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の気化式燃焼装置を内蔵した給湯装置であって、当該気化式燃焼装置で発生した熱によって湯水を加熱し、加熱された湯水を直接または他の湯水と混合して出湯させることを特徴とする給湯装置である。
【００４４】
本発明によれば、再出湯の待機中に燃焼装置の気化部を効果的に予熱することができ、再出湯に際して直ちに着火し安定した燃焼を開始することができる。
また、前記したように、予熱によって燃焼部の下流側に位置する熱交換器も昇温し、再出湯時における湯温の低下（アンダーシュート）を抑制する効果を奏する。これにより、給湯の使い勝手を向上させつつランニングコストを低減することが可能となる。
【００４５】
【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。
図１は、本発明の実施形態に係る気化式燃焼装置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の気化式燃焼装置１を内蔵した給湯装置２の流路系統図である。
【００４６】
まず、本実施形態の気化式燃焼装置１の気化部８周辺の構造を説明する。本実施形態の気化式燃焼装置１は下方へ向けて火炎を噴射する下方燃焼型（所謂逆燃焼型）の燃焼装置である。
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（電磁誘導加熱手段）７７によって加熱される誘導発熱部（予備発熱部）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。
【００４７】
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の内径を有し、高さ方向の略中央から下部は、下方へ向かうに連れて先窄みになるように径が低下した形状を有する。高さ方向の略中央から上部の外周壁には、誘導コイル７７が巻回されている。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が設けられている。また、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の内径を有し、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有する。
【００４８】
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が形成されている。
【００４９】
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。また、燃焼部７の端部には、温度を検知する温度センサー（燃焼部温度検知手段）５９が設けられている。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
本実施形態の燃焼装置１の気化部８周辺は、上記構成を有するものであり、誘導コイル７７への通電制御、燃料パイプ１１６による燃料供給制御、および、燃焼部７への着火制御を制御回路部２００で集中して行う。
【００５３】
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、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。
【００５４】
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が高温になると、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、誘導コイル７７の通電を停止すると、誘導発熱部１０の温度が低下するので、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。以降は、誘導発熱部１０で気化される場合と同様に、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。
【００５５】
給湯装置２は、図２の様に、本実施形態の下方燃焼型の気化式燃焼装置１を内蔵した構成である。給湯装置２は、燃焼装置１を含む各部の制御を統括する制御回路部２００を有し、燃焼装置１の燃焼によって得られる熱を、給水栓（不図示）から供給される水に熱交換して加熱する装置である。制御回路部２００には、リモートコントローラ２０１が接続されており、給湯装置２の設置場所から離れた屋内などで運転操作が可能な構成とされている。
【００５６】
順に説明すると、図２の様に、燃焼装置１は、前記したように、下方へ向けて火炎を噴射する下方燃焼型（所謂逆燃焼型）の燃焼装置であり、当該燃焼装置１の下流側には熱交換器１３５が配され、更に下流側は排気筒１３４に繋がっている。則ち、燃焼装置１は熱交換器１３５が内蔵された缶体１３６の上部に配され、下部の熱交換器１３５へ向けて火炎を発生させる。
【００５７】
給湯装置２は、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によって構成される。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、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。
【００５８】
流入側流路１４３の途中には、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水の温度を検知するものである。
【００５９】
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カランなどの給湯栓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、流量調整弁１５５と、出湯温度センサー１５６とが設けられている。流量調整弁１５５は、流出側流路１４５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で加熱されて排出される高温の湯水の温度を検知するものである。
【００６０】
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。
【００６１】
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の下流側の端部は、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。
【００６２】
このような構成の給湯装置２では、リモートコントローラ２０１で設定された温度に応じた湯水が給湯栓１５２へ供給される。則ち、給湯栓１５２を開栓すると、流入側流路１４３から流入する水は熱交換器１３５で加熱されて流出側流路１４５へ向けて流動する。流量センサー１５０（最小作動水量検知手段）で燃焼開始流量を検知すると制御回路部２００は燃焼装置１へ燃焼指令信号を伝送して燃焼を開始する。
【００６３】
燃焼が開始すると、制御回路部２００は、給水温度センサー１５１および温度センサー１５３の検知温度を参照しつつ、出湯温度センサー１５６の検知温度がリモートコントローラ２０１の設定温度となるように、流量調整弁１５５およびバイパス流量調整弁１５９の制御を行う。則ち、出湯温度センサー１５６の検知温度がリモートコントローラ２０１の設定温度よりも低いときは、バイパス流量調整弁１５９の開度を減少させて、流出側流路１４５へバイパスする水量を低減したり、流量調整弁１５５の開度を減少させて熱交換器１３５を流動する湯水の量を低減する制御を行う。また、出湯温度センサー１５６の検知温度がリモートコントローラ２０１の設定温度よりも高いときは、バイパス流量調整弁１５９の開度を増加させて、流出側流路１４５へバイパスする水量を増大したり、流量調整弁１５５の開度を増加させて熱交換器１３５を流動する湯水の量を増加させる自動制御を行う。これにより、給湯栓１５２からリモートコントローラ２０１で設定された温度の湯水が給湯される。
【００６４】
次に、本実施形態の給湯装置２において実施される制御の詳細を順次説明する。図３は、図１の給湯装置２で実施される制御を示すフローチャートである。図４は、図３に示す一次予熱モードの制御の詳細を示すフローチャートである。図５は、図３に示す二次予熱モードの制御の詳細を示すフローチャートである。図６〜図８は、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応させて示す説明図である。
【００６５】
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にオンとなるフラグである。初期加熱フラグとは、誘導発熱部１０による初期加熱処理の実行中にオンとなるフラグであり、昇温フラグとは、初期加熱処理が完了したときにオンとなるフラグである。また、一次予熱フラグとは、一次予熱モードが設定されている期間だけオンとなるフラグである。
【００６６】
図１〜図８を参照して、本実施形態の給湯装置２の制御を以下に説明する。
リモートコントローラ２０１（図１参照）の運転スイッチ２０２をオンにした状態で、給湯栓１５２を開栓すると、流量センサー１５０で最小作動水量（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ｑｕａｎｔｉｔｙ：以下ＭＯＱと記載）が検知され、制御回路部２００から燃焼装置１へ燃焼指令信号が伝送される（以上、図３ステップ３００，３０１参照）。
【００６７】
この状態では、着火されていないので燃焼フラグはオフであり、初期加熱フラグおよび昇温フラグもオフである。従って、制御回路部２００はステップ３０６へ進んで、温度センサー１００の検知温度を参照して誘導発熱部１０の温度が沸点（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、制御回路部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（２５０℃）以上か否かを判別する（以上、図３ステップ３０２〜３０７参照）。尚、ステップ３０２の処理は、後述する一次予熱モードを終了する処理であり、現段階では関連を持たない処理である。
【００６８】
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３１１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３０２〜３０７，３１１参照）。
【００６９】
一方、判別の結果、誘導発熱部１０および自己発熱部１１のいずれの温度も気化温度Ｔ２未満の場合、制御回路部２００は、初期加熱フラグをオンにし、誘導コイル７７へ通電を開始する（以上、図３ステップ３０６〜３０９、図６参照）。そして、ステップ３００〜３０４，３０９，３１０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。則ち、この状態では、給湯栓１５２が開栓されているが、気化部８が気化可能な状態ではなく、燃焼が行われていない。
【００７０】
ここで、誘導発熱部１０の温度上昇の待機中に給湯栓１５２が閉栓されると、ＭＯＱの検知が停止する。この状態では、燃焼フラグがオフ、初期加熱フラグがオンであるので、ステップ３２１へ進んで制御回路部２００は、誘導コイル７７の通電を停止し、初期加熱フラグをオフにして次のＭＯＱの検知を監視する（以上、図３ステップ３００，３０１，３１８，３２１〜３２３参照）。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ＭＯＱが停止すると、初期加熱処理は一旦中止される。
尚、本実施形態では、誘導発熱部１０が初期加熱温度Ｔ１まで昇温する途中でＭＯＱが停止すると、誘導コイル７７の通電を停止させているが、通電の停止に代えて、インバータ出力を極力低減させる構成としても良い。
【００７１】
一方、給湯栓１５２の開栓状態が継続し、誘導発熱部１０の温度が初期加熱温度Ｔ１まで上昇すると、ステップ３１０から３１１へ進んで、初期加熱フラグをオフすると共に昇温フラグをオンにし、着火処理に移行する。この際、制御回路部２００は、誘導発熱部１０の温度が気化温度Ｔ２となるように誘導コイル７７を通電制御する（図６参照）。着火処理は、所定のプリパージを行った後に行われ、着火が完了すると燃焼フラグがオンされる。着火が完了すると、以降は、燃焼制御が行われ、給湯栓１５２から加熱された湯水が給湯される。燃焼制御中は、制御回路部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が予め定めた通電停止温度Ｔ４（本実施形態では２１０℃に設定）以上になると誘導コイル７７の通電を停止し、逆に、自己発熱部１１が通電停止温度Ｔ４未満では誘導コイル７７への通電を再開する制御を行っている（以上、図３ステップ３１１〜３１７、図６参照）。
【００７２】
着火が行われて燃焼制御が開始すると、制御回路部２００は、ステップ３００〜３０３，３１４〜３１７の制御を繰り返しつつ給湯運転を継続する。この後、給湯栓１５２が閉栓され、ＭＯＱの検知が停止すると、制御回路部２００は、ポストパージなどの必要な燃焼停止処理を行い、燃焼フラグをオフにすると共に一次予熱フラグをオンにする（以上、図３ステップ３００，３０１，３１８〜３２０、図６参照）。
一次予熱フラグがオンになると、制御回路部２００は、ステップ３２４に進んで一次予熱モードによる制御を開始する（以上、図３ステップ３００，３０１，３１８，３２１，３２４，３２５、図６参照）。
【００７３】
一次予熱モードに入ると、制御回路部２００は、図４の様に、一次予熱モードタイマーをスタートする。このタイマーは、一次予熱モードによる制御時間を規定するもので、一次予熱フラグがオンされてから所定時間ｔ（本実施形態では５分に設定）が経過したときにタイムアップする機能を有する（以上、図４ステップ３３０，３３１、図６参照）。
【００７４】
制御回路部２００は、タイマーのスタートに続いて、温度センサー（自己発熱部温度検知手段）１１５の検知温度を参照し、自己発熱部１１が通電開始温度Ｔ５（本実施形態では２００℃に設定）以下であるか否かを判別する。判別の結果自己発熱部１１が通電開始温度Ｔ５を超えるときは、誘導コイル７７への通電を停止したまま、ファン（送風機）１３を低回転で駆動する。本実施形態では、ファンの回転数を略５００ｒｐｍとしている（以上、図４ステップ３３３，３３８，３３６、図６参照）。この状態は、出湯の停止に伴う燃焼停止により、自己発熱部１１の温度が低下しつつある状態である。
【００７５】
出湯停止から時間が経過し、自己発熱部１１の温度が低下して通電開始温度Ｔ５以下になると、ステップ３３３からステップ３３４に進む。そして、制御回路部２００は、自己発熱部１１が一次予熱温度Ｔ７（本実施形態では１００℃に設定）以上に維持されるように、誘導発熱部１０の加熱温度の制御を行う。
本実施形態では、誘導発熱部１０を一次加熱温度Ｔ３（２３０℃に設定）に加熱した状態で、自己発熱部１１が一次予熱温度Ｔ７を維持可能であることを予め求めている。従って、自己発熱部１１が一次予熱温度Ｔ７以上のときは誘導発熱部１０が一次加熱温度Ｔ３を維持する制御を行う。また、外気温の低下などによって自己発熱部１１が一次予熱温度Ｔ７未満になると、誘導発熱部１０を一次加熱温度Ｔ３＋α（本実施形態ではα＝２０℃に設定）を維持する制御を行う。
制御回路部２００は、このように自己発熱部１１を一次予熱温度Ｔ７に維持しつつファン１３を５００ｒｐｍの低回転で駆動する（以上、図４ステップ３３３〜３３７、図６参照）。
【００７６】
一次予熱モードの制御が継続されると、誘導発熱部１０の加熱とファン１３の低回転駆動により、昇温された一次空気が自己発熱部１１へ向けて供給され、自己発熱部１１および下流側の燃焼部７が予熱される。一次予熱モードの制御により、自己発熱部１１は一次予熱温度Ｔ７（略１００℃）に予熱され、燃焼部７もそれより低い温度に予熱される（図６参照）。
制御回路部２００は、図３のステップ３００，３０１，３１８，３２１，３２４，３２５を循環しつつ、図４のステップ３３０〜３３８の処理を行うことにより、一次予熱モードによる予熱制御を継続しつつ再出湯を待機する。
【００７７】
一次予熱モードによる制御中に再出湯が行われずタイマーがタイムアップすると、制御回路部２００は、一次予熱フラグをオフにすると共に二次予熱フラグをオンにする（以上、図４ステップ３３０〜３３２，３３９，３４０、図６参照）。これにより、制御回路部２００は、一次予熱モードによる制御を終了し、引き続いて、図３のステップ３００，３０１，３１８，３２１，３２４，３２６，３２７を循環しつつ、二次予熱モードによる制御を開始する。
【００７８】
二次予熱モードによる制御が開始されると、制御回路部２００は、図５の様に、自己発熱部１１が二次予熱温度Ｔ８（本実施形態では７５℃に設定）以上となるように、誘導発熱部１０の加熱温度の制御を行う。
本実施形態では、誘導発熱部１０を二次加熱温度Ｔ６（１５０℃に設定）に加熱した状態で、自己発熱部１１が二次予熱温度Ｔ８を維持可能であることを予め求めている。従って、自己発熱部１１が二次予熱温度Ｔ８以上のときは誘導発熱部１０が二次加熱温度Ｔ６を維持する制御を行う。また、外気温の低下などによって自己発熱部１１が二次予熱温度Ｔ８未満になると、誘導発熱部１０を二次加熱温度Ｔ６＋β（本実施形態ではβ＝２０℃に設定）を維持する制御を行う。
制御回路部２００は、このように自己発熱部１１を二次予熱温度Ｔ８に維持しつつファン１３を略５００ｒｐｍの低回転で駆動する（以上、図５ステップ３５０〜３５３、図６参照）。
【００７９】
二次予熱モードによる制御が継続中は、前記一次予熱モードと同様に、誘導発熱部１０の加熱とファン１３の低回転駆動により、昇温された一次空気が自己発熱部１１へ向けて供給され、自己発熱部１１および下流側の燃焼部７が予熱される。そして、自己発熱部１１は一次予熱温度Ｔ７（略１００℃）よりも低い二次予熱温度Ｔ８（略７５℃）に予熱されつつ再出湯を待機する（図６参照）。
尚、本実施形態では、二次予熱モードによる制御を運転スイッチ２０２がオフされるまで継続して行う構成としているが、所定時間の経過後に二次予熱モードによる制御を終了させることも可能である。
【００８０】
一方、前記図３のステップ３００，３０１，３１８，３２１，３２４，３２５を循環しつつ、一次予熱モードによる予熱制御が継続されている途中で、給湯栓１５２が開栓されると、ステップ３０１でＭＯＱが検知され、制御回路部２００は、一次予熱フラグをオフし、一次予熱モードタイマーをリセットする。則ち、一次予熱モードによる制御中にＭＯＱが検知されると、一次予熱モードを強制的に終了する。
この状態では、燃焼フラグおよび初期加熱フラグは共にオフであり、昇温フラグはオンしているので、制御回路部２００はステップ３１２に進む。そして、誘導発熱部１０を一次加熱温度Ｔ３（略２３０℃）から気化温度Ｔ２（略２５０℃）に昇温制御し、着火処理および燃焼フラグをオンにする処理を経て燃焼制御を開始する（以上、図３ステップ３００〜３０５、３１２〜３１７、図７参照）。以降の燃焼制御は、前記説明と同様にして行われる。
【００８１】
このように、一次予熱モードによる制御の継続中に給湯栓１５２が開栓されると、誘導発熱部１０は一次加熱温度Ｔ３から気化温度Ｔ２に短時間に昇温加熱されて着火処理に移行する。また、この時点では、自己発熱部１１が一次予熱温度Ｔ７（略１００℃）に予熱され、燃焼部７も予熱されているので、誘導発熱部１０で気化された燃料ガスが、自己発熱部１１や燃焼部７で冷却されて再液化することが防止され、スムーズな着火の後に安定した燃焼制御に移行可能である。
【００８２】
一方、前記図３のステップ３００，３０１，３１８，３２１，３２４，３２６，３２７を循環しつつ、二次予熱モードによる制御が継続されている途中で、給湯栓１５２が開栓されると、ステップ３０１でＭＯＱが検知される。
この状態では、燃焼フラグおよび初期加熱フラグは共にオフであり、昇温フラグはオンしているので、制御回路部２００は、ステップ３０２で二次予熱フラグをオフした後にステップ３１２に進む。そして、誘導発熱部１０を二次加熱温度Ｔ６（略１５０℃）から気化温度Ｔ２（略２５０℃）に昇温制御し、着火処理を経て燃焼制御を開始する（以上、図３ステップ３００〜３０５、３１２〜３１７、図７参照）。以降の燃焼制御は、前記説明と同様にして行われる。
【００８３】
このように、二次予熱モードによる制御の継続中に給湯栓１５２が開栓されると、誘導発熱部１０は二次加熱温度Ｔ６から気化温度Ｔ２に短時間に昇温加熱されて着火処理に移行する。また、この時点では、自己発熱部１１が二次予熱温度Ｔ８（略７５℃）に予熱され、燃焼部７も予熱されている。従って、一次予熱モードの場合と同様に、誘導発熱部１０で気化された燃料ガスが、自己発熱部１１や燃焼部７で冷却されて再液化することが防止され、スムーズな着火の後に安定した燃焼制御に移行可能である。また、二次予熱モードでは、誘導発熱部１０の二次加熱温度Ｔ６（１５０℃）を一次加熱温度Ｔ３（２３０℃）よりも低く設定することにより、通電に伴うランニングコストの低減を図っている。
【００８４】
また、リモートコントローラ２０１の運転スイッチ２０２をオフにすると、制御回路部２００はステップ３２８へ進んで、全ての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２０２のオン操作の監視を継続する。
【００８５】
このように、本実施形態の給湯装置２によれば、出湯が停止されてから再出湯が行われやすい所定時間（５分）の間は、一次予熱モードによる制御によって自己発熱部１１および燃焼部７を予熱しつつ再出湯を待機する。これにより、再出湯に際してスムーズな着火を行うことができ、再液化による白煙や煤が生じることもない。また、熱交換器１３５も予熱されることにより、再出湯に伴う一時的な出湯水の温度低下幅が抑えられる。
また、一次予熱モードによる制御中に再出湯が行われない場合でも、引き続く二次予熱モードによる制御によって低温予熱が行われる。これにより、再出湯までの時間が増大してもスムーズな着火や安定燃焼が確保され、再出湯に伴う出湯水の温度低下幅も抑えられると共に、予熱のための通電電力を削減することが可能となる。
【００８６】
尚、前記実施形態で示した燃焼装置１では、一次予熱モードによる制御を燃焼の停止から５分間に規定する構成としたが、給湯装置２の使用状況に応じて適宜に設定可能である。また、二次予熱モードによる制御を時間を規定することなく継続する構成としたが、所定の時間経過後に二次予熱モードを終了させることも可能である。
【００８７】
また、前記実施形態で示した燃焼装置１では、一次および二次予熱モードにおいて、自己発熱部１１の温度が所定の予熱温度を維持するように誘導発熱部１０の加熱温度を制御する構成を採用したが、本発明はこのような制御に限定されるものではない。例えば、自己発熱部１１の予熱温度を参照せずに、誘導発熱部１０を所定の一定電力で通電制御する構成や、誘導発熱部温度検知手段１００によって誘導発熱部１０の温度を参照しつつ、誘導発熱部１０を所定の加熱温度に制御する構成を採ることもでき、制御を簡略化することが可能である。また、誘導発熱部１０または自己発熱部１１が予め定められた所定温度よりも低下したときに誘導発熱部１０を通電制御する構成や、所定時間毎に定期的に誘導発熱部１０を通電制御する構成を採ることも可能である。
【００８８】
更に、前記実施形態では、一次および二次予熱モードにおいて、自己発熱部温度検知手段１１５の検知温度を参照しつつ誘導発熱部１０の加熱温度を制御する構成を採用したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、燃焼部温度検知手段５９の検知温度を参照しつつ、燃焼部７が所定の予熱温度を維持するように誘導発熱部１０の加熱温度を制御することも可能である。
【００８９】
また、前記実施形態では、空気量調節部を設けない構成として説明した。しかし、後述する実施例で示すように、送風機（ファン）１３の下流側に、気化部８へ供給する一次空気量と燃焼部７へ供給する二次空気量とを調節する空気量調節部６を設けた構成を採用することもできる。
【００９０】
また、前記実施形態では、ＭＯＱの検知によって誘導発熱部１０を初期加熱温度Ｔ１まで昇温させる構成としたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、運転スイッチ２０２がオン操作された時点から誘導発熱部１０の初期加熱処理を開始させ、その後、ＭＯＱが検知されても（図６の最初作動水量検知手段の波線参照）、初期加熱処理を継続した後に着火処理に移行する構成とすることも可能である。また、運転スイッチ２０２とは別の初期加熱スイッチなどを設けても良い。
【００９１】
また、空気量調節部６を設けた構成において、一次予熱モードあるいは二次予熱モードによる制御中は、燃焼制御中に比べて二次空気量に対する一次空気量の割合を増加させる制御を行うことが可能である。この構成によれば、気化部８へ供給される一次空気を誘導発熱部１０で加熱しつつ自己発熱部１１および燃焼部７を予熱すると共に、二次空気量の減少によって燃焼部７の冷却が防止される。これにより、燃料ガスの再液化を効果的に防止することが可能となる。
【００９２】
【実施例】
次に、本発明に係る給湯装置２に内蔵される燃焼装置１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１を給湯装置２に設置した状態を基準とする。図９は、本実施例の燃焼装置の断面図である。図１０は、本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。
【００９３】
図９において、１は、本実施例の燃焼装置を示す。本実施例の燃焼装置１は、図１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、空気量調節部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、後述する様に誘導熱源部９と自己発熱部１１を持つ。そして誘導熱源部９は、前記した空気量調節部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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。そして後述する様に、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。
【００９６】
空気量調節部６は、図１０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。
【００９７】
空気量調節部６は、図９の様に、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。
【００９８】
燃焼部７は、図９，図１１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によって形成され、これらの構成部品が燃焼部ハウジング１４（図９）の内部に収納されたものである。
【００９９】
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、各々、中央部に大きな開口４６，５２，５８が設けられている。
【０１００】
分流部材４１は、平板状の部材であり、開口４６の周囲に多数の長孔状の開口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９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９に示すように温度センサー５９（炎孔ベース温度検知手段、燃焼部温度検知手段）が取付けられている。
【０１０１】
炎孔部材４５は、図１１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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
次に、気化部８について説明する。図１１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１２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１３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１４は、気化部の誘導熱源部の一部断面斜視図である。図１５は、図１の燃焼装置の燃焼部近傍を上から見た斜視図である。
【０１０４】
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９〜図１１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。
【０１０５】
則ち気化部８は、図１１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）７５、円筒状断熱材７６、コイル部材（誘導コイル）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熱源部９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。
【０１０６】
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、導電性を有し、且つ、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１１〜図１３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１３ａ）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。
【０１０７】
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１３の様に燃料通過筒７５の軸線Ｘ−Ｘ（図１３）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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
コイル部材７７は、図１４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１４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
【０１１１】
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力線を加熱しようとする燃料通過筒７５（誘導発熱部１０）に集中させるべく、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。
【０１１２】
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１４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１４では、作図の関係上、ドーナツ状断熱材７３を略している）。
【０１１３】
また誘導熱源部９には、発熱部材たる誘導発熱部１０を形成する燃料通過筒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１４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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
自己発熱部１１は、図９，図１０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。
【０１１６】
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９，図１０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。従って後述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９）。
【０１１７】
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）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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
図１１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１１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熱源部９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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
気化部８は、前記した様に誘導熱源部９と自己発熱部１１を持つ。そして誘導熱源部９は、前記した空気量調節部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熱源部９が配されており、空気導入筒７１の中心軸と、誘導熱源部９の中心軸は一致する。
【０１２２】
空気導入筒７１と誘導熱源部９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。
【０１２３】
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１０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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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、空気量調節部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節部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節部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。
【０１２６】
そして駆動機械部５の上部に空気量調節部６がネジ止めされている。また空気量調節部６の下部には、気化部８が位置する。則ち、空気量調節部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。
【０１２７】
空気導入筒７１の中心軸は、空気量調節部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。従って空気量調節部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、空気量調節部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（誘導発熱部１０）を流れる空気と、誘導熱源部９の周辺部を流れる空気に分流される。
【０１２８】
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。
【０１２９】
また駆動機械部５のモータ１８の回転軸２１は、空気量調節部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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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９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節部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節部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。
【０１３２】
空気量調節部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。則ち空気量調節部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。
また送風の残部は、図１５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。
【０１３３】
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たる燃料通過筒７５を発熱させる。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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、後述する様に誘導熱源部９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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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９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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
則ち誘導加熱を停止すると、誘導発熱部１０たる燃料通過筒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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
【発明の効果】
請求項１，３に記載の発明によれば、一次予熱モードの制御によって気化部や燃焼部を予熱しつつ再燃焼を待機するので、再燃焼に際して短時間に着火可能で、着火性、燃焼安定性も向上する。これにより、使い勝手を向上した気化式燃焼装置を提供できる。
請求項２，４に記載の発明によれば、一次予熱モードに引き続く二次予熱モードの制御によって気化部や燃焼部を低温で予熱しつつ再燃焼を待機する。これにより、使い勝手を向上しつつランニングコストの低減を図った気化式燃焼装置を提供できる。
請求項５〜９に記載の発明によれば、一次および二次予熱モードによる制御を容易に実施することが可能となる。
請求項１０に記載の発明によれば、一次および二次予熱モードにおける二次空気による燃焼部の冷却が防止されて予熱効果が向上し、着火に際しての燃料ガスの再液化を効果的に防止することができる。これにより、着火性を向上した気化式燃焼装置を提供可能である。
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜１０に記載の燃焼装置を内蔵することにより、着火性、燃焼性が向上し、しかも、ランニングコストを低減した給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る気化式燃焼装置の気化部周辺の構造を示す模式図である。
【図２】図１の燃焼装置を内蔵した給湯装置の流路系統図である。
【図３】図２の給湯装置で実施される制御を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す制御における一次予熱モードの制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】図３に示す制御における二次予熱モードの制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】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応させて示す説明図である。
【図７】図４に示す一次予熱モード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応させて示す説明図である。
【図８】図５に示す二次予熱モード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応させて示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係る気化式燃焼装置の具体的な実施例の断面図である。
【図１０】図９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１１】図９に示す燃焼装置の気化部周辺の分解斜視図である。
【図１２】図９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１３】図９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１４】図９に示す燃焼装置の気化部の誘導発熱部の一部断面斜視図である。
【図１５】図９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１６】従来技術の燃焼装置で採用される気化部の断面図である。
【符号の説明】
２      給湯装置
６      空気量調節部
７      燃焼部
８      気化部
１０    予備発熱部（誘導発熱部）
１１    自己発熱部
１３    送風機（ファン）
５９    燃焼部温度検知手段（温度センサー）
７７    電磁誘導加熱手段（誘導コイル）
１００  誘導発熱部温度検知手段（温度センサー）
１１５  自己発熱部温度検知手段（温度センサー）
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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