(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性液体燃料を内在し、その上方が開口する貯溜タンクと、この開口の上部位置に連接され、上方向に通気性を有するとともに、前記開口から供給される揮発燃料と空気との混合気体を酸化反応にて低温燃焼させる酸化触媒を備える発熱ユニットと、から成る発熱装置において、前記混合気体が前記発熱ユニットに供給される混合気通路中に、該混合気の流れを撹乱する乱流生成部材が配置された混合室を設け、前記乱流生成部材は同一メッシュの２枚の金網を、一方の金網が前記発熱ユニット側に、他方の金網が発熱ユニットから離れた遠方側に所定間隔離すと共に、室温時に両金網の網目がほぼ同一方向に重なるようにして配置したことを特徴とする発熱装置。
【請求項２】
前記混合室が、断熱部材と、該断熱部材の上下各面に配置した前記金網とで囲まれた部屋により構成されている請求項１に記載の発熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は飲食物または飲食物等を内在する容器等を加熱、保温することのできる発熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、アウトドア指向の高まりに伴い、屋外において容易にしかも安全に取り扱うことの出来る小型の発熱装置が望まれている。
【０００３】
これら屋外、特には山等における場所や地震災害に被災した場所等では、裸火により火災等が発生する恐れがあり、引火等の恐れのない安全性の高い発熱装置が所望されており、これらの装置としては、揮発性燃料と空気を酸化触媒に接触させ、火炎を発生させずに低温燃焼させて発熱を得る発熱装置が製品化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら酸化触媒を用いて揮発燃料を低温燃焼させて発熱を得る場合においては、通常の燃焼に比較して酸化反応に要する時間が比較的長く、前記酸化触媒に供給される混合気のムラにより、揮発燃料濃度の高い混合気部分が存在する場合には、これら高濃度の揮発燃料の全てを該混合気が酸化触媒を通過する間に完全に酸化することができずに、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度が高くなってしまうという問題があった。
【０００５】
よって、本発明は上記した問題点に着目してなされたもので、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を安定して低く保つことのできる発熱装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した問題を解決するために、本発明の発熱装置は、揮発性液体燃料を内在し、その上方が開口する貯溜タンクと、この開口の上部位置に連接され、上方向に通気性を有するとともに、前記開口から供給される揮発燃料と空気との混合気体を酸化反応にて低温燃焼させる酸化触媒を備える発熱ユニットと、から成る発熱装置において、前記混合気体が前記発熱ユニットに供給される混合気通路中に、該混合気の流れを撹乱する乱流生成部材が配置された混合室を設け、前記乱流生成部材は同一メッシュの２枚の金網を、一方の金網が前記発熱ユニット側に、他方の金網が発熱ユニットから離れた遠方側に所定間隔離すと共に、室温時に両金網の網目がほぼ同一方向に重なるようにして配置したことを特徴としている。
この特徴によれば、発熱ユニットに供給される前記混合気体が、該混合気体の通路に設けられた混合室の乱流生成部材により、その流れが撹乱されて適宜に混ぜ合わされることで、混合気体の揮発燃料濃度が均質化され、高い揮発燃料濃度の混合気が発熱ユニットに供給されることが防止されるようになるため、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を安定して低く保つことができるようになる。そして乱流生成部材を２枚の金網で構成することで、発熱ユニットから貯溜タンク開口への輻射熱が金網によりさえぎられるようになり、輻射熱による貯溜タンクの温度上昇が緩和され、貯溜タンクの温度上昇に伴うタンク内圧上昇により、揮発燃料の揮発量が増加して高濃度の混合気が発熱ユニットに供給されて、一酸化炭素濃度が上昇することを防止できる。更に発熱により発熱ユニットの温度が上昇すると該発熱ユニット近傍に配設された金網と発熱ユニットの遠方に配設された金網との温度に大きな差を生じることから、該発熱ユニット近傍の金網が熱膨張し、一方の金網開口上に他方の金網の網線が配置するようになり、前記発熱ユニットに供給される混合気の供給抵抗が増大して混合気の供給量が低下して、発熱ユニットにおける過度の発熱が自動的に防止され、これら発熱ユニットの過度の温度上昇に伴う触媒活性の低下による一酸化炭素濃度の増大も防止できるようになる。
【０００９】
本発明の発熱装置は、前記混合室が、断熱部材と、該断熱部材の上下各面に配置した前記金網とで囲まれた部屋により構成されているいることが好ましい。
このようにすれば、前記発熱ユニットから貯溜タンクへ伝達される熱を低減でき、貯溜タンクの温度上昇を緩和することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本実施例の発熱装置の一部破断面を示す外観側面図であり、図２は本実施例の発熱装置を構成する上部ユニットおよび下部ユニットを示す上面図であり、図３は、本実施例の発熱装置を示す分解斜視図であり、図４は、本実施例の発熱装置の断面Ａ−Ａにおける発熱ユニット部分の詳細断面図であり、図５は、本実施例で用いた金網の配置状況を示す図であり、図６は、本実施例の発熱装置の発熱ユニット部分の組立図であり、図７（ａ）は、本実施例の発熱装置に用いた発熱ユニットの形状を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、本実施例の発熱装置に用いた発熱ユニットの構造を示す断面模式図である。
【００１２】
まず、本実施例の発熱装置１は、図１に示されるような外観をしており、主に発熱ユニット２２を燃焼室２３内部に内在する上部ユニット４と、揮発燃料であるメチルアルコール１４を貯溜する貯溜タンクとしての燃料タンク１２を、その内部に有し、底板６の下部に放熱フィン７を有する下部ユニット５とから構成され、本実施例では、前記燃焼室２３内部に五徳２７が配置され、その上部には内部に水３３を貯留して水蒸気を発生する水蒸気ユニット２が載置され、この水蒸気ユニット２上の蒸篭３に高温の水蒸気が供給されるようになっており、前記上部ユニット４と下部ユニット５は、図２および図３に示されるように分離可能とされている。
【００１３】
前記下部ユニット５の構成は、円筒状の側部パネル８が、アルミニウム製の円盤状とされた前記底板６にネジ９により固定されており、この底板６の下部には前記したように放熱用の放熱フィン７が設けられているとともに、前記側部パネル８の側面の所定位置には、複数の外気導入口１０が設けられていて、下部ユニット５内部に外気が流入可能とされている。
【００１４】
また、前記底板６上面の所定位置には、燃料タンク１２の外周と当接するようにガイドピン１１が設けられており、このガイドピン１１によって前記下部ユニット５内部のほぼ中央所定位置に、燃料タンク１２が配置されるようになっており、本実施例の燃料タンク１２は、前記底板６の外径よりも小さな径とされ、その高さも、前記下部ユニット５と上部ユニット４とで形成される下部ユニット５内部の空間高さよりも低いものとされており、該空間内に前記燃料タンク１２が収容され、該燃料タンク１２の外周部および上部位置に適宜空間が形成されるようになっている。
【００１５】
本実施例の前記燃料タンク１２はアルミニウム製とされており、図４に示すように、主に有底円筒状とされたタンクケース４３と、該タンクケース４３の上部を塞ぐように配置され、ボルトにて固定されるタンク上面板４０とから構成されている。
【００１６】
これらタンクケース４３とタンク上面板４０とで形成される貯溜タンク１２内部には揮発燃料である高純度のメチルアルコール１４が貯溜されるとともに、前記タンク上面のほぼ中央位置には開口１６が形成され、該開口の直下位置には石綿１３が前記メチルアルコール１４に浸漬されるとともに、前記開口１６をほぼ閉塞するように配置されており、前記メチルアルコール１４が石綿１３の毛細管現象により吸い上げられて、この石綿１３の上面より前記開口１６を通じて揮発するようになっている。
【００１７】
また、本実施例では前記開口１６の内側全面には金網４２を張着して、前記石綿１３が開口１６より突出しないようにしており、図中の３９は貯溜タンク１２内部にメチルアルコール１４を給油するための給油口を密閉する密閉キャップである。
【００１８】
また、本実施例では図２、３に示されるように、前記開口１６を囲み、その内部に揮発燃料が滞留可能とされた所定高さのリング状の堰部１７を前記タンク上面板４０に設けるとともに、該上面板４０の下部には、前記開口１６が形成された内板４１が前記タンク上面板４０に、前記開口１６がタンク上面板４０のほぼ中央所定位置となるように溶接により固定されていて、燃焼開始時には、前記堰内部１５にメチルアルコール１４を注入して滞留させることにより、通常時においてメチルアルコール１４が揮発、供給される前記開口１６よりも大きな面積を有する前記堰内部１５より、通常時よりも多くのメチルアルコール１４が揮発、供給されるとともに、前記堰内部１５のメチルアルコール１４が揮発することにより、前記石綿１３上部に燃料タンク１２内のメチルアルコール１４が吸い上げられて、前記開口１６より揮発するようになって、発熱の立ち上がりが速くなるようになっている。
【００１９】
また、前記堰部１７の所定位置には、凹部３６が形成され、該凹部３６には、前記貯溜タンク１２内部に繋がる通気孔３７が前記タンク上面板４０を貫通して形成されている。
【００２０】
前記内板４１は、図２に示すような略円形状とされ、その所定位置には前記密閉キャップの逃げ部や前記通気孔３７をタンク内部に露出させるための切り込みが設けられているとともに、前記堰部１７内部に露出する開口１６の前記供給孔３７と開口１６を挟んでほぼ対角する外周部所定位置に、該内板４１を貫通して貯溜タンク内部に通ずる通気孔３５が形成されている。
【００２１】
これら通気孔３５、３７を設けることで、前記堰内部１５にメチルアルコール１４が滞留する際に、前記石綿１３上部に残留する空気の層が良好に排気されるようになり、前記堰内部１５よりの揮発に続けて前記開口１６よりの揮発が途切れることなく連続的に行われ、スム−ズな通常発熱状態への移行がなされるようになっている。
【００２２】
また、本実施例の上部ユニット４は、その外周に形成され、その上部位置に円形の排気口２６が設けられた排気通路２４と、前記発熱ユニット２２が配置された燃焼室２３とから主に成り、これら排気通路２４と燃焼室２３は、燃焼室側部パネルに設けられた通気窓２５により連通しており、発熱ユニット２２にて生じた燃料ガスが、この通気窓２５および前記排気通路２４を通じて発熱装置１の外部上方向に排出されるようになっている。
【００２３】
前記発熱ユニット２２は、図２および図３に示されるように、前記燃焼室２３のほぼ中央位置に配置され、その直下には上部ユニット４と前記下部ユニット５とで形成される前記貯溜タンク１２が収容される空間に連通する連通口２９が形成されており、発熱ユニット２２は前記燃焼室２３と下部ユニット５内部とを隔てる底部パネルに固定板３４および弾力性を有する石綿質の断熱部材１９を介して固定ボルト２０にて固定されている。
【００２４】
また、本実施例においては、図１および図３に示されるように、前記連通口２９を囲む円筒状の筒状体１８を連通口２９の下方側に設けており、前記外気導入口１０より燃料タンク１２の外周部に沿って流入する外気が、筒状体１８によって燃料タンク１２の開口１６側へ向かうようにされており、これによって外気の流れに連れて前記開口１６よりメチルアルコール１４が効率良く揮発するようになるとともに、揮発したメチルアルコール１４と外気とが適宜に混合された混合気として前記筒状体１８により連通口２９へ導かれ、発熱ユニット２２にその下方側より供給されるようになっている。
【００２５】
また、本実施例では、前記連通口２９から発熱ユニット２２に至る前記混合気の通路中に、図４、５、６に示すように、その上下面に配置された所定線数（本実施例では２５メッシュとした）の金網４４、４５と前記断熱部材１９により囲まれた混合室４９を形成しており、前記金網４４、４５は、図５（ａ）に示すように、通常温度（室温）時には、その網目方向がほぼ同一方向にて重なるように配置されて、前記発熱ユニット２２を構成する発熱体３８の下面と前記固定板３４との間に挟持されて固定され、ナット４８にて高さ調節されたキャップスクリュウ４７の上端部に前記発熱体３８の下面が当接することで、前記混合室４９の高さ距離（前記金網４４、４５の配置間隔）がほぼ一定となるようになっており、これら各部は図６に示すようにして組み立てられて前記底部パネルに前記連通口２９に連設するように構成される。
【００２６】
また、図中の２１は、発熱ユニット２２の外周部の欠け等を防ぐための取り外し可能とされた保護カバーであり、２８は、前記五徳２７上に載置される前記水蒸気ユニット２等のずれ防止を行う係合ピンである。
【００２７】
また、前記発熱ユニット２２は、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、連通する微細な空隙３２を有して比表面積が大きな発泡金属状とされ、ニッケル―クロム合金３０製の触媒担体３１の金属表面に、酸化触媒である白金層を設け、発熱ユニット２２の下方側より供給される混合気が上方側へ良好に通過できるように略ハニカム形状とされており、前記混合気が該発熱ユニット２２を通過するのに伴い、前記酸化触媒である白金層と接触して酸化されることにより低温燃焼し、該低温燃焼に伴う発熱によって発熱ユニット２２の温度が上昇する。
【００２８】
以上、本実施例のようにすることにより、前記乱流生成部材として２枚の金網４４、４５を、断熱部材１９の上面および下面に配置して混合室４９を形成することにより、発熱ユニット２２に供給される混合気が前記２枚の金網４４、４５にて良好に混ぜられて均質化することにより、燃焼ガス中の一酸化炭素の濃度を安定して低く保つことができるようになるばかりか、金網４４、４５を用いることで、発熱ユニット２２の輻射熱が連通口２９を通じて貯溜タンク１２を加熱することを緩和することもでき、更には前記所定間隔をおいて配置した２枚の金網４４、４５が、前記発熱ユニット２２が過度に発熱することにより、発熱ユニット２２に近い金網４５がより大きく熱膨張して、これら２枚の金網の膨張に差が生じることで、図５（ｂ）に示すように、一方の網目の開口部に他方の網線が存在するようになり、２枚の金網を通過するための通気抵抗が高まることにより、発熱ユニット２２への混合気の供給が低減して過度の発熱が自動的に抑えられるようにもなる。
【００２９】
以上、本実施例を図面に基づいて説明してきたが、本発明はこれら前記した実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加があっても、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００３０】
また、本実施例では、前記揮発性燃料としてメチルアルコールを使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜な揮発性を有する可燃性の燃料であれば問題なく使用できるが、燃料の毒性や入手性等から低級アルコールを用いることが好ましい。
【００３１】
また、本実施例のように、前記上部ユニット４と下部ユニット５とを分離可能とすることは、前記上部ユニット４を下部ユニットより取り外すことで、前記発熱ユニット２２への燃料供給を断ち、消化を容易に実施できるとともに前記堰内部１５への燃料注入を容易に実施できることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらを一体としても良い。
【００３２】
また、本実施例における酸化触媒としては、白金触媒をニッケル―クロム合金の発泡体金属担体に担持させたものを使用しているが、これら酸化触媒としては白金以外に、パラジウム等の貴金属触媒や、マンガン系やペロブスカイト型の触媒等が例示され、その担持構造も本実施例のようなハニカム構造の他に、粒状や繊維状としたものが例示されるが、本発明においては、混合気を効率良く燃焼するとともに、混合気と燃焼ガスが一定方向に移動しながら燃焼されることが好ましいことから、その担持構造は同一方向に連通する複数の筒部を有するハニカム構造とすることが好ましく、これら酸化触媒の種類や大きさ等は、必要とされる発熱量に基づく混合気の処理ガス量と、各酸化触媒における空間速度値とにより適宜選択すれば良い。
【００３３】
また、前記実施例では、繊維質部材として石綿１３を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら繊維質部材としては、使用する揮発燃料に侵されることがなく、揮発燃料を吸い上げ可能とするものであれば良く、これら繊維質部材としては、前記石綿の他に、例えばナイロン不職布等を用いても良い。
【００３４】
また、これら揮発燃料を吸い上げて揮発させるものとして、前記繊維質部材をスポンジ部材としても良く、これらスポンジ部材としては使用する揮発燃料に侵されることがなく、揮発燃料を適宜に吸い上げ可能とするものであれば良い。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は以下の効果を奏する。
【００３６】
（ａ）請求項１項の発明によれば、発熱ユニットに供給される前記混合気体が、該混合気体の通路に設けられた混合室の乱流生成部材により、その流れが撹乱されて適宜に混ぜ合わされることで、混合気体の揮発燃料濃度が均質化され、高い揮発燃料濃度の混合気が発熱ユニットに供給されることが防止されるようになるため、燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を安定して低く保つことができるようになる。そして乱流生成部材を２枚の金網で構成することで、発熱ユニットから貯溜タンク開口への輻射熱が金網によりさえぎられるようになり、輻射熱による貯溜タンクの温度上昇が緩和され、貯溜タンクの温度上昇に伴うタンク内圧上昇により、揮発燃料の揮発量が増加して高濃度の混合気が発熱ユニットに供給されて、一酸化炭素濃度が上昇することを防止できる。更に発熱により発熱ユニットの温度が上昇すると該発熱ユニット近傍に配設された金網と発熱ユニットの遠方に配設された金網との温度に大きな差を生じることから、該発熱ユニット近傍の金網が熱膨張し、一方の金網開口上に他方の金網の網線が配置するようになり、前記発熱ユニットに供給される混合気の供給抵抗が増大して混合気の供給量が低下して、発熱ユニットにおける過度の発熱が自動的に防止され、これら発熱ユニットの過度の温度上昇に伴う触媒活性の低下による一酸化炭素濃度の増大も防止できるようになる。
【００３９】
（ｂ）請求項２項の発明によれば、前記発熱ユニットから貯溜タンクへ伝達される熱を低減でき、貯溜タンクの温度上昇を緩和することができる。
【００４０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における発熱装置を示す一部破断側面図である。
【図２】本発明の実施例における発熱装置を構成する上部ユニットおよび下部ユニットを示す上面図である。
【図３】本発明の実施例における発熱装置を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施例の発熱装置発熱部の断面Ａ−Ａにおける断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例に用いた金網の配置状況を示す図である。
【図６】本発明の実施例における発熱装置上部ユニットの組立図である。
【図７】（ａ）本発明の実施例における発熱装置に用いた発熱体の形状を示す斜視図である。
（ｂ）本発明の実施例における発熱装置に用いた発熱体の構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１            発熱装置
２            水蒸気ユニット
３            蒸篭
４            上部ユニット
５            下部ユニット
６            底板
７            放熱フィン
８            側部パネル
９            ネジ
１０          外気導入口
１１          ガイドピン
１２          燃料タンク（貯溜タンク）
１３          石綿
１４          メチルアルコール（揮発燃料）
１５          堰内部
１６          開口
１７          堰部
１８          筒状体
１９          断熱材
２０          固定ボルト
２１          保護カバー
２２          発熱ユニット
２３          燃焼室
２４          排気通路
２５          通気窓
２６          排気口
２７          五徳
２８          係止ピン
２９          連通口
３０          ニッケル―クロム合金
３１          触媒担体
３２          空隙
３３          水
３４          固定板
３５          通気孔
３６          凹部
３７          通気孔
３８          発熱体
３９          密閉キャップ
４０          タンク上面板
４１          内板
４２          金網
４３          タンクケース
４４          金網
４５          金網
４７          キャップスクリュウ
４８          ナット
４９          混合室
【図１】
0004039649.tif 000002
【図２】
0004039649.tif 000003
【図３】
0004039649.tif 000004
【図４】
0004039649.tif 000005
【図５】
0004039649.tif 000006
【図６】
0004039649.tif 000007
【図７】
0004039649.tif 000008