【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用の給湯機や暖房機に搭載し、液体燃料の気化を促進させた気化式の燃焼装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来のこの種の燃焼装置における気化器部分の構成としては、例えば、図８に示すようなものが知られている。 図において、１はアルミダイキャストからなる箱型の気化器、２は気化器１に鋳込まれた加熱用ヒータ、３は気化器１に燃料を供給する燃料噴射ノズル、４は気化器１の底部に設けられた仕切壁、５は混合ガスの流出口、６は燃料噴射ノズル３に対して垂直に形成する垂直気化面、７は燃料が吹き付けられる平坦面、
８は平坦面７の周囲に設けるビード、９は複数個のビード８で形成する蛇行路である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の構成では、燃料噴射ノズル３から供給される燃料とともに空気も供給されるので、燃焼量が増加するほど、
空気の流速に押されて、燃料は、気化器２の平坦面７から外側に向かって、横方向に走らされて気化を行うので、ビード８で燃料が集合して、巨大粒子として落下したり、垂直気化面６で気化しきれない流れを発生させて、気化不良を起こしたり、不均一な混合ガスにより、
黄火が立炎するという課題を有していた。 【０００４】本発明は、前記従来の課題を解決するもので、定格燃焼（最大燃焼）から最小燃焼の領域において、気化面での液体燃料と空気の動きに合わせて液体燃料の落下を防止して、気化を促進した燃焼装置を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明の燃焼装置は、液体燃料を気化する気化器は、その内部の気化面の一部を傾斜させた傾斜面と、この傾斜面に設ける複数個の突起部とを有し、この突起部を気化用空気調節器により可変される複数段階の領域のそれぞれが使用する気化面範囲の下方にそれぞれに配置したものである。 【０００６】これにより、燃焼量を最大燃焼量から最小燃焼量に可変した時に、それぞれが使用する気化面範囲が変化しても、傾斜面に設けたそれぞれの気化面範囲に対応した突起部により、傾斜面に沿って移動する液体燃料を受け止めることで気化を促進し、搬送通路への液体燃料の落下を防止している。 【０００７】 【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、液体燃料を気化する気化器と、この気化器の下流側に連通する搬送通路と、前記搬送通路の下流側に設置され火炎を形成する炎口と、前記気化器の一部に連通された送風管と、この送風管と連絡した送風通路と、この送風通路に設けられ、前記送風管内の送風抵抗を可変する気化用空気調節器とを備え、前記気化器は、その内部の気化面の一部を傾斜させた傾斜面と、この傾斜面に設ける複数個の突起部とを有し、この突起部を前記気化用空気調節器により可変される複数段階の領域のそれぞれが使用する気化面範囲の下方にそれぞれに配置することにより、燃焼量を最大燃焼量から最小燃焼量に可変した時に、それぞれが使用する気化面範囲が変化しても、傾斜面に設けたそれぞれの気化面範囲に対応した突起部により、傾斜面に沿って移動する液体燃料を受け止めることで気化を促進し、搬送通路への液体燃料の落下を防止して、気化面での気化不良や不均一な濃度の気化ガスによる黄火立炎の発生や搬送通路の液体燃料の滞留による、気化器の予熱待機中の白煙発生を防止できる。 【０００８】請求項２に記載の発明は、突起部は、気化器の傾斜面に間隙を介して平行に複数個配置することにより、気化面に液体燃料とともに供給される空気の通路を確保して、突起部の端部から落下しそうな液体燃料の液滴を空気で押し上げ、液体燃料の落下を防止することができる。 【０００９】請求項３に記載の発明は、突起部は、その端部を下方に設ける突起部の一部に重複して配置することにより、空気の押す力により突起部の端部に移動した気化しきれない液体燃料が傾斜面を伝わって気化面の下方に落下するのを下方に設ける突起部で順次受け止めるので、液体燃料の落下を防止することができる。 【００１０】請求項４に記載の発明は、突起部は、下方に設ける突起部ほど気化器内に先端を突出することにより、傾斜面に空気が衝突して反転して、突起部上の液体燃料が傾斜面と逆方向に押し出され落下する時に、下方に設ける突起部で順次受け止めるので、液体燃料の落下を防止することができる。 【００１１】請求項５に記載の発明は、突起部を、下方に設ける突起部ほど気化器の側部に向かって長く設けることにより、燃焼量が増加するほど、空気の流速に押されて、液体燃料が気化器の側部に向かい、横方向に走らされて気化を行う時に、気化器の側部の気化しきれない液体燃料を突起部で受け止めるので、液体燃料の落下を防止することができる。 【００１２】請求項６に記載の発明は、気化器の側部に沿って垂直方向に伸展する縦ガイドを設けることにより、燃焼量が増加するほど、空気の流速に押されて、液体燃料が気化器の側部に向かい、横方向に走らされて気化を行う時に、気化器側部に向かう液体燃料と空気の方向を変えて、縦ガイドが突起部側に戻すことで、液体燃料を受け止めて、液体燃料の落下を防止することができる【００１３】 【実施例】以下、本発明の実施例についてを図面を参照しながら説明する。 【００１４】（実施例１）図１〜図４は本発明の実施例１における燃焼装置の断面図を示すものである。 【００１５】図において、１０は液体燃料である灯油を燃料タンク（図示せず）から燃焼装置に汲み上げる燃料ポンプ、１１は燃料ポンプ１０から送油管１２を介して液体燃料が供給される燃料供給ノズル、１３は燃料供給ノズル１１前方に設けられた気化器で、アルミ、ジュラルミン等のアルミ合金、黄銅、銅、鋼、鋳鉄等の熱伝導の良い、耐熱材料で筒状に形成されている。 気化器１３
の側面には、送風管１４の端部が臨むように、一部を開口された気化器蓋１５が設けられており、この気化器蓋１５は、アルミ、黄銅、銅、鋳鉄等の熱伝導の良い材料で造られている。 燃料供給ノズル１１は、送風管１４内に気化器１３に向けて挿入されている。 気化器１３の下部には、気化器蓋１５とで構成される混合気噴出口１６
が設けられている。 気化器１３の燃料供給ノズル１１の対向する内壁と気化器１３側部の内壁が気化面１７を構成している。 特に燃料供給ノズル１１の対向する内壁に下方ほど燃料供給ノズル１１側に近づくような傾斜面１
８を設けている。 この傾斜面１８には、送風管１４の端部の下方に気化器蓋１５に向かって臨ませる平板状の中央突起部１９と、混合気噴出口１６に気化器蓋１５に向かって臨ませる平板状の出口突起部２０を設けている。
中央突起部１９と出口突起部２０は、送風管１４からの空気が気化器１３内で左右に旋回しながら分岐されて、
混合気噴出口１６から排出される通路を、左右に確保するように形成している。 中央突起部１９の上方の傾斜面１８には、上から小燃焼用の突起部２１、中燃焼用の突起部２２、大燃焼用の突起部２３がそれぞれ間隙を介して順次設けられている。 突起部２１〜２３は、下にある突起部２３ほど、気化器１３の側部に近づけて設けられている。 突起部２１〜２３は、空気の流れに合わせて、
左右対称の一対のユニットとして設けられている。 【００１６】２４は混合気噴出口１６下方に設けられ、
鉄、ステンレス、セラミック、ガラス等の熱伝導の低い（アルミ、アルミダイカスト、銅に比較して）耐熱材料で碗状に形成された搬送通路である。 搬送通路２４の下流には、鋼、鉄、チタン、ジュラルミン、セラミック等の耐熱材料で造られた多孔状の炎口２５が設けられている。 【００１７】２６は燃焼部全体を覆うバーナケースで、
その内側の空間は、気化器１３、搬送通路２４、炎口２
５の周囲を囲むように設けられた空気通路２７となっている。 ２８は炎口２５に隣接するように設ける筒状の２
次空気通路で、炎口２５の下流側に向かって臨む複数個の２次空気噴出口２９を設けている。 炎口２５と２次空気通路２８は、下流側に向かって同一平面になるように構成される。 ２次空気通路２１の端部は、空気通路２７
に連通される。 【００１８】３０は炎口２５や空気通路２８との間に設けられた側壁で、その内側に燃焼室３１が形成される。
３２は気化器１３の背面に燃焼室３１に張り出すように形成されたフィン状の受熱部である。 受熱部３２は、炎口２５の上方に張り出すような位置に構成されている。 【００１９】３３は空気通路２７の天板部３４に、炎口２５の上方を覆うように載置された熱交換器である。 熱交換器３３は、熱伝導の良い耐熱性の銅やアルミ材料を用いて筒状に構成され、複数本の温水管途中に多数の板状のフィンを設けている。 【００２０】３５は燃焼用空気を供給する送風機で、羽根車には高圧を出せるターボファンやラジアルファン等を用い、それをモータで回転させるように構成され、空気通路２７の側部の一部に連通された送風通路３６に連結されている。 この送風通路３６の内部に、前記送風管１４が設けられている。 この送風管１４には、気化器蓋１５に挿入される手前の位置に、送風通路３６と連通する複数個の連通口３７が設けられている。 【００２１】３８は送風通路３６内に設けられた気化用空気調節器で、開閉によって送風管１４の送風抵抗を変化させる閉止ダンパ３９と、上部ダンパ４０と、これらの閉止ダンパ３９と上部ダンパ４０を回転駆動する駆動装置４１とで構成されている。 閉止ダンパ３９と上部ダンパ４０は、２枚の板の板面を軸として同軸上に回転させる構成で設けられており、上下方向の開閉でも左右方向の開でも良い。 閉止ダンパ３９は、送風管１４の入り口に接触する側に設けられ、一部に複数個の透孔４２を設けている。 上部ダンパ４０は、閉止ダンパ３９の外側に重なり合う位置に設けられ、最小燃焼量を含む領域のモードの時は閉止ダンパ３９に略接触し、透孔４２を略閉塞し、燃焼量が中間領域のモード時は閉止ダンパ３９
との間に角度を設けて、透孔４２を開口させるように構成されている。 燃焼量が最大になる領域を含むモード時は、閉止ダンパ３９と上部ダンパ４０がともに開放され、送風管１４の入り口が最大に拡大される。 駆動装置４１はステッピングモータやソレノイドやモータと歯車、カム等を用いて、閉止ダンパ３９と上部ダンパ４０
がそれぞれの動作を行うように組み合わせて構成され、
駆動装置４１の駆動部分が閉止ダンパ３９と上部ダンパ４０に連結されている。 【００２２】４３は気化器１３の加熱手段で、気化器１
３に鋳込まれたニクロム線、カンタル線等の電気式の発熱体で構成される。 ４４は気化器１４の温度を検知するための気化器温度検知部で、サーミスタ、熱電対等で構成される。 ４５は気化器温度検知部４４の信号から加熱手段４３をオン、オフさせて、気化器１３を所定の温度に維持する制御部である。 制御部４５は、運転スイッチの指示や負荷の大きさにより燃料ポンプ１０と送風機３
５を適正な状態にコントロールするように設けられる。 【００２３】４６は炎口２５上に形成される火炎、４７
は空気の流れ、４８は可燃の気化ガスの流れ、４９は気化面１７上の液体燃料の使用する気化面範囲である。 【００２４】以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作、作用を説明する。 【００２５】まず、電源（図示せず）を投入すると、加熱手段４３に通電され、気化器１３が加熱される。 気化器１３が所定の温度に達すると気化器温度検知部４４により検知を行い、制御部４５の指示により加熱手段３６
をオン、オフさせて気化器１３の予熱温度を一定に維持しながら予熱を行う。 【００２６】運転を開始する時は、制御部４５の指示により送風機３５が作動し、燃焼用空気が供給される。 送風通路３６に供給された空気４７は気化用空気調節器３
８の閉止ダンパ３９と上部ダンパ４０で空気量を調節した後、送風管１４内に供給される１次空気と２次空気通路２８内に供給される２次空気とに分けられる。 これと同時に燃料ポンプ１０が作動し、液体燃料が燃料供給ノズル１１から気化器１３に噴霧される。 液体燃料は高温の気化面１７で気化され、傾斜面１８に設けられた小燃焼用の突起部２１〜大燃焼用の突起部２３に受け留められて、落下を防止され、送風管１４を介して供給される空気４７と混合されながら、混合気噴出口１６を通り搬送通路２４に搬送され、均一な可燃の気化ガス４８となって炎口２５に送られる。 【００２７】また、あらかじめ火花放電を行っていた点火電極（図示なし）により炎口２５から噴出する可燃の気化ガス４８に着火し、火炎４６が形成され燃焼を開始する。 【００２８】以後、火炎４６の熱を気化器１３の受熱部３２で受けて、気化器１３は加熱される。 炎口２５上に形成された火炎４６は、炎検知部（フレームロッド：図示なし）によりその状態を監視され、安定燃焼を持続させる。 また燃焼で生じた高温の燃焼ガスは、熱交換器３
３で熱交換され排出される。 【００２９】図３において、燃焼量が最大のＡ点では、
気化用空気調節器３８の閉止ダンパ３９と上部ダンパ４
０を最大に開け、送風管１４の通路抵抗を最小にし、送風機３５の回転数を最高にする。 この時は、特に閉止ダンパ３９の角度が最大となり、上部ダンパ４０は閉止ダンパ３９に接触しているか角度を設定されて更に大きく開けられているかのどちらでも良い。 次に燃焼量を小さくする時は燃料ポンプ１０の出力を低下させると同時に送風機３５の回転数を減少させると、Ｂ点の状態となる（これが最大燃焼量を含む領域である）。 【００３０】また、燃焼量が最小になるＦ点では、閉止ダンパ３９を送風管１４に接触させ、上部ダンパ４０をその外側から覆うように接触させ、送風管１４を略閉塞し通路抵抗を最大にする。 これにより、気化器１３には少量の空気が送風管１４の連通口３７から導入され、燃焼反応を緩慢にするので、燃焼量が減少しても炎口２５
に火炎が密着することが無く形成できるので、炎口２５
の温度が上昇し赤熱状態になることが無く、通路２４への逆火や炎口２５の熱変形を防止でき、燃焼量を小さく絞れることにより、燃焼量調節幅を大きくとるようにしている（これが最小燃焼量を含む領域である）。 【００３１】しかし、１次空気比を低下させると赤熱は減少するが、火炎４８は黄炎になりやすく、すすが発生しやすい状態となる。 つまりＦ点から同一１次空気比のＥ点までの燃焼量の可変範囲は少なく、前記のＢ点の燃焼量まで到達させることはできない。 そこで赤熱の範囲を迂回するために１次空気比を燃焼量が最小になるＦ点よりも少し上げた中間の燃焼量のＤ点を設け、このＤ点では、閉止ダンパ３９を送風管１４に接触させ送風管１
４を略閉塞し、上部ダンパ４０をその外側から覆うように角度を持たせて開口し、閉止ダンパ３９の透孔４２を開口し送風管１４の送風抵抗を最大燃焼量を含む領域と最小燃焼量を含む領域の中間の領域設定し、そのまま同一の１次空気比でＣ点をＢ点まで到達させる（これが中間の領域である）。 これにより、気化器１３には適量の空気が導入され、燃焼反応を促進させて安定な燃焼を行うようにしている。 【００３２】図４において、（ａ）は最大燃焼量を含む領域時の気化面１７の使用する気化面範囲４９、（ｂ）
は中間領域時の気化面１７の使用する気化面範囲４９、
（ｃ）は最小燃焼量を含む領域時の気化面１７の使用する気化面範囲４９を示している。 最大燃焼量を含む領域の時は、空気４７が多いので、液体燃料が空気４７に押されて気化面範囲４９が気化器１３の側部まで拡がり、
突起部２１〜突起部２３の全体を使用して液体燃料の落下を防止している。 中間領域の時は、気化用空気調節器３８により空気４７の流れ方向と量も減少するので、主に突起部２１、２２を使用して液体燃料の落下を防止している。 最小燃焼量を含む領域の時は、空気４７の量もさらに減少し、液体燃料も傾斜面１８を下方に流れ、主に突起部２１を使用して液体燃料の落下を防止している。 【００３３】以上のように、本実施例においては、液体燃料を気化する気化器１３と、この気化器の下流側に連通する搬送通路２４と、前記搬送通路２４の下流側に設置され火炎４６を形成する炎口２５と、前記気化器１３
の一部に連通された送風管１４と、この送風管１４と連絡した送風通路３６と、この送風通路３６に設けられ、
前記送風管１４内の送風抵抗を最大燃焼量を含む領域と、最小燃焼量を含む領域と、前記領域の中間の領域との複数段階の領域に可変するために構成された気化用空気調節器３８とを備え、前記気化器１３は、その内部の気化面１７の一部を傾斜させて設ける傾斜面１８と、この傾斜面１８に設ける複数個の突起部２１〜突起部２３
とを有したものである。 【００３４】そして、この突起部２１〜突起部２３を前記気化用空気調節器３８により可変される複数段階の領域のそれぞれが使用する気化面範囲４９の下方にそれぞれに配置することにより、燃焼量を最大燃焼量から最小燃焼量に可変した時に、それぞれが使用する気化面範囲４９が変化しても、傾斜面１８に設けたそれぞれの気化面範囲４９に対応した小燃焼用の突起部２１〜大燃焼用の突起部２３により、傾斜面１８に沿って移動する液体燃料を受け止めることで気化を促進し、搬送通路２４への液体燃料の落下を防止して、気化面１７での気化不良や不均一な濃度の気化ガスによる黄火立炎の発生や搬送通路２４の液体燃料の滞留による気化器１３の予熱待機中における白煙の発生を防止できる。 【００３５】また、本実施例では、気化用空気調節器３
８を送風通路３６の中に設け、最大燃焼量を含む領域と、最小燃焼量を含む領域と、それらの中間領域の時に送風管１４に導入する１次空気量をそれぞれ段階的に調節することにより、燃焼量調節範囲を大幅に拡大すると共に、この広い調節範囲において耐風性能を良好に保つことができる。 【００３６】また、本実施例の気化用空気調節器３８の閉止ダンパ３９と上部ダンパ４０を気化器１３の予熱待機中に閉止することにより、気化器１３と搬送通路２４
の温度低下を防止でき、消費電力の低減を行うことができる。 【００３７】（実施例２）本発明の実施例２における燃焼装置は、図２、図４に示しているとおり、気化器１７
における突起部２１、２２、２３が、気化器１３の傾斜面１８に間隙をおいて平行に複数個配置されていることを特徴とするものである。 【００３８】以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作、作用について説明する。 気化面１７
に液体燃料とともに供給される空気４７の通路を確保して、空気４７の平行流を形成して、突起部２１、２２、
２３の端部から落下しそうな液体燃料の液滴を空気で押し上げるようにしている。 【００３９】以上のように、本実施例においては、気化器１３に供給される空気４７を突起部２１、２２、２３
により分散して、一定方向の流れを形成するので、均一な気化ガス４８を形成しながら液体燃料の落下を防止することができる。 【００４０】（実施例３）本発明の実施例３における燃焼装置は、図２，図４に示しているとおり、気化器１７
における突起部２１を、その端部が下方の突起部２２の一部と、また突起部２２をその端部が下方の突起部２３
の一部とそれぞれ重複するようにして配置していることを特徴とするものである。 【００４１】以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作、作用について説明する。 空気４７の押す力により、気化器１３の側部に向かって突起部２
１、２２、２３の端部に移動した気化しきれない液体燃料が、傾斜面１８を伝わって気化面１７の下方に落下するのを下方に設ける突起部２２、２３で順次受け止めるようにしている。 【００４２】以上のように、本実施例においては、液体燃料を突起部２１、２２、２３を用いて順次、連続的に受け止めるので、気化面１７での液体燃料の滞留時間を増加させ、液体燃料の落下を確実に防止することができる。 【００４３】（実施例４）図５は本発明の実施例４における燃焼装置を示すもので、実施例１と異なるところは、突起部２１、２２、２３が、下方に設ける突起部２
２、２３ほど気化器１３内に先端５０を突出させて、平面部５１の面積を順次拡大させている点である。 【００４４】以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作、作用について説明する。 気化器１３
の傾斜面１８に空気４７が衝突して反転して、突起部２
１、２２上の液体燃料が傾斜面１８と逆方向に押し出され落下する時に、下方に設ける順次面積が拡大した平面部５１を有する突起部２２、２３で連続的に受け止める。 これにより、気化面１７での液体燃料の滞留時間を増加させ、液体燃料の落下を確実に防止することができる。 【００４５】（実施例５）図６は本発明の実施例５における燃焼装置を示すもので、実施例１と異なるところは、突起部２１、２２、２３が、下方に設ける突起部２
２、２３ほど気化器１３の側部に向かって長く設けている点である。 【００４６】以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作、作用について説明する。 燃焼量が増加するほど、気化面１７に沿う空気４７の流速に押されて、液体燃料が気化器１３の側部に向かい、横方向に走らされて気化を行うので、気化器１３の側部の気化しきれない液体燃料を傾斜面１８に設ける突起部２１、２
２、２３で順次受け止めるようにしている。 突起部２
１、２２、２３は下方ほど気化器１３側部に向かって長く形成して、順次、連続的に液体燃料を受け止めるので、気化面１７での液体燃料の滞留時間を増加させ、液体燃料の落下を確実に防止することができる。 【００４７】（実施例６）図７は本発明の実施例７における燃焼装置を示すもので、実施例１と異なるところは、突起部２１、２２、２３とは別に、気化器１３の側部に沿って垂直方向に伸展する縦ガイド５２を設けた点である。 【００４８】以上のように構成された燃焼装置について、以下その動作、作用について説明する。 燃焼量が増加するほど、気化面１７に沿う空気４７の流速に押されて、液体燃料が気化器１３の側部に向かい、横方向に走らされて気化を行うので、気化器１３の側部に向かう液体燃料と空気４７の方向を縦ガイド５２により変えて、
突起部２１、２２、２３側に戻すようにしている。 【００４９】以上のように、本実施例においては、気化器１３の側部に向かう液体燃料を縦ガイド５２により、
突起部２１、２２、２３側に押し戻して、傾斜面１８と突起部２１、２２、２３で気化を行わせるので、気化面１７での液体燃料の滞留時間を増加させ、液体燃料の落下を確実に防止し、液体燃料を気化させる場所も固定できるので、均一な気化ガス４８を形成できる。 【００５０】 【発明の効果】以上のように請求項１〜６に記載の発明によれば、燃焼量を最大燃焼量から最小燃焼量に可変した時に、それぞれが使用する気化面範囲が変化しても、
傾斜面に設けたそれぞれの気化面範囲に対応した突起部により、傾斜面に沿って移動する液体燃料を受け止めることで気化を促進し、搬送通路への液体燃料の落下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例１〜３における燃焼装置の断面図【図２】（ａ）同燃焼装置における気化器の断面図（ｂ）同気化器の内部構成を示す正面図【図３】同燃焼装置における燃焼量と送風量との関係を示す図【図４】（ａ）同燃焼装置における大燃焼量時の気化面範囲を示す気化器の正面図（ｂ）同中燃焼量時の気化面範囲を示す気化器の正面図（ｃ）同小燃焼量時の気化面範囲を示す気化器の正面図【図５】本発明の実施例４の燃焼装置における気化器の断面図【図６】本発明の実施例５の燃焼装置における気化器の内部構成を示す正面図【図７】本発明の実施例６の燃焼装置における気化器の内部構成を示す正面図【図８】（ａ）従来の燃焼装置における気化器の断面図（ｂ）同気化器の内部構成を示す正面図【符号の説明】 １３ 気化器１４ 送風管１７ 気化面１８ 傾斜面２１、２２、２３ 突起部２４ 搬送通路２５ 炎口３６ 送風通路３８ 気化用空気調節器４９ 気化面範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠田 誠一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Ｆターム(参考） 3K052 AA05 AA10 EB03 EB09 GA05 GA10 GC01 JA01