(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、この開口部上部位置に連接され、上方向に通気性を有するとともに、前記揮発性燃料と空気の混合気体を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、前記貯溜タンク開口部の周囲には、揮発性液体燃料を貯溜可能に該開口部を囲む第１の堰部が設けられ、前記貯溜タンク内部には、下端部が揮発性液体燃料に浸漬されるとともに、その上端部が前記開口部をほぼ閉塞する位置まで上方に延設されてなる繊維質部材またはスポンジ部材が配置され、且つ貯溜タンク内部と外部を連通する連通孔を前記第１の堰部内側の貯溜タンク開口部の周囲に形成したことを特徴とする発熱装置。
【請求項２】
前記連通孔を、前記貯溜タンク開口部を挟んでほぼ対角位置に形成してなる請求項１に記載の発熱装置。
【請求項３】
前記貯溜タンク開口部周囲の貯溜タンク内側に、該開口部を囲む第２の堰部を設け、前記連通孔を該第２の堰部を貫通して形成するとともに、前記貯溜タンク上部領域の該第２の堰部外側に形成される領域と貯溜タンク外部とを連通し、該第２の堰部の外側領域に存在する揮発性液体燃料を前記第１の堰部内部に供給可能とする供給孔を設けた請求項１または２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】
しかしながら、このような従来の低温燃焼による発熱装置においては、これら酸化触媒における酸化反応が十分になされて良好な発熱状態が得られるまでに所定の時間が必要となることから、これらら十分な発熱が得られるまでの立ち上がり時間を速くするために前記発熱体に供給される揮発燃料の量を多くすると、発熱により発熱体の温度が上昇した際に、発熱体の酸化能力が上昇することから、発熱体が過度に発熱するようになばかりか一酸化炭素の発生量が増加するようになり、逆にこれら過度の発熱や一酸化炭素の発生量を低減するために、十分な発熱がなさている状態に合致させて前記発熱体に供給される揮発燃料の量を少なくすると、前記発熱体の立ち上がりが著しく遅くなり、十分な発熱を得るために長い時間を要してしまい、発熱装置の利便性が損なわれてしまうとういう問題があった。
【０００５】
このため、これら十分な発熱が得られるまでの立ち上がり時間を短縮するとともに、前記過度の発熱や一酸化炭素の発生量を低減する目的で、本発明者らは、先に前記酸化触媒に供給される揮発性液体燃料を貯溜タンクの上部開口部の周囲に該開口を囲む堰部を設け、使用開始時において該堰部内を揮発性液体燃料を注入して満たし、通常時よりも多くの燃料が揮発するようにして前記酸化触媒に供給し、短時間にて十分な発熱が得られ、かつ通常発熱時における過度の発熱や一酸化炭素の発生量増加を生じることのない発熱装置を特願平１０−１４６５４３号において提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これら前記提案における発熱装置においては、従来に比較して立ち上がり時間を短縮できるものの、前記堰部内に満たされた燃料が消費され、貯溜タンク内部の燃料への移行がなされる際に、酸化触媒への揮発燃料の供給が一時的に低下して発熱が落ち込んでしまい、安定した燃焼への移行がスムーズになされない場合があった。
【０００７】
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、前記使用開始時における立ち上げの際に、短時間にて立ち上げが可能であるばかりか安定した燃焼への移行がスムーズになされる発熱装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【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、この開口部上部位置に連接され、上方向に通気性を有するとともに、前記揮発性燃料と空気の混合気体を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、前記貯溜タンク開口部の周囲には、揮発性液体燃料を貯溜可能に該開口部を囲む第１の堰部が設けられ、前記貯溜タンク内部には、下端部が揮発性液体燃料に浸漬されるとともに、その上端部が前記開口部をほぼ閉塞する位置まで上方に延設されてなる繊維質部材またはスポンジ部材が配置され、且つ貯溜タンク内部と外部を連通する連通孔を前記第１の堰部内側の貯溜タンク開口部の周囲に形成したことを特徴としている。
この特徴によれば、使用開始時において前記第１の堰部内部に注入して満たされた揮発性液体燃料と、前記開口部をほぼ閉塞するように設けられた繊維質部材またはスポンジ部材との間に介在する空気の層が、前記開口部周囲に連通孔が設けられることにより、前記層状の空気が開口部または連通孔より良好に抜けるようになり、前記貯溜タンク内部の揮発性燃料と堰部内部に満たされた揮発性液体燃料とが通じるようになり、貯溜タンク内部の揮発性燃料が消費された後の貯溜タンク内部の揮発性燃料の揮発が良好になされて、発熱が落ち込むことがなく、安定した燃焼への移行がスムーズになされるようになる。
【０００９】
本発明の発熱装置は、前記連通孔を、前記貯溜タンク開口部を挟んでほぼ対角位置に形成してなることが好ましい。
このようにすれば、これら発熱装置は水平に配置されるとは限らないことから、前記連通孔を前記開口部を挟んでほぼ対角位置に配置することで、これら発熱装置の配置状態が水平でなくても、いずれか一方の連通孔より良好に空気が抜けるようになる。
【００１０】
本発明の発熱装置は、前記貯溜タンク開口部周囲の貯溜タンク内側に、該開口部を囲む第２の堰部を設け、前記連通孔を該第２の堰部を貫通して形成するとともに、前記貯溜タンク上部領域の該第２の堰部外側に形成される領域と貯溜タンク外部とを連通し、該第２の堰部の外側領域に存在する揮発性液体燃料を前記第１の堰部内部に供給可能とする供給孔を設けることが好ましい。
このようにすれば、前記揮発性液体燃料の揮発により前記第２の堰部の外側領域の圧力が上昇して前記供給孔より第１の堰部内部に揮発性液体燃料が供給されるようになるため、前記第２の堰部の高さや形状を調節することにより、前記第一の堰部内部に揮発性液体燃料が供給されて酸化触媒に多くの揮発性液体燃料が供給される時間を適宜に調節することが可能となる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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、本実施例の貯溜タンクの断面Ａ−Ａにおける断面図であり、図５は、前記貯溜タンクの上面板を示す裏面図であり、図６（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拡大斜視図であり、図６（ｂ）は、本実施例の発熱装置に用いた発熱ユニットの構成を示す拡大断面模式図である。
【００１３】
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。
【００１４】
本実施例の前記上部ユニット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。
【００１５】
本実施例に用いた前記発熱ユニット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、前記貯溜タンク１２が収容された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断熱部材１９を介して固定ボルト２０にて固定されている。
【００１６】
また、本実施例においては、図３に示すように、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、後述する下部ユニットの側部パネル８に設けられた外気導入口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、混合気とされて該筒状体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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、前記発熱ユニット２２は、図６（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。
【００１９】
また、本実施例における前記下部ユニット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。
【００２０】
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。
【００２１】
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４４にて固定されるタンク上面板４０とから構成されている。
【００２２】
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を通じて揮発するようになっている。
【００２３】
また、本実施例では前記開口部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。
【００２４】
また、本実施例では図２、３、４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おり、該内板４１によって貯溜タンク内部の第２の堰部が形成されるようになっている。
【００２５】
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内部に繋がる供給孔３７が前記タンク上面板４０を貫通して形成されている。
【００２６】
前記内板４１は、図５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４５や前記供給孔３７をタンク内部に露出させるとともに、該内板４１の外周部に形成される空隙と該供給孔３７を連通させるための切り込み部４６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（連通孔）３５が形成されている。
【００２７】
以下、本実施例の発熱装置１の使用開始時における前記貯溜タンクにおける動作について説明すると、これら燃焼開始時においては、前記上部ユニット４と下部ユニット５の連係を解除して分離し、前記貯溜タンク１２内部に揮発燃料であるメチルアルコール１４を、前記給油口より満量に給油するとともに、前記堰部１７内部にもメチルアルコール１４を注入して滞留させる。
【００２８】
次いで、前記上下部ユニット５上に上部ユニット４を配置して連係させ、立ち上げを開始する。
【００２９】
この際、前記堰部内部１５は、通常時においてメチルアルコール１４が揮発して前記発熱ユニット２２に供給される前記開口１６よりも大きな面積を有することから、通常時よりも多くのメチルアルコール１４が揮発、供給されるようになり、立ち上がり時間が短縮されるようになる。
【００３０】
また、前記のように、内板４１によりタンク内部に堰部を形成して該内板４１の外周部に揮発燃料が充填可能な空隙を形成させ、該空隙と前記供給孔３７とを前記切り欠き部４６にて繋げることで、前記堰部内部１５に滞留されたメチルアルコール１４が消費されても、メチルアルコール１４の揮発による貯溜タンク１２内部の圧力上昇に伴い、図５の二点鎖線にて示す前記空隙内のメチルアルコール１４が、前記圧力により前記供給孔３７より堰部内部１５に逐次供給されるようになり、該メチルアルコール１４の液面が内板４１の高さよりも低下すると、前記圧力が前記通気孔（連通孔）３５より抜けてメチルアルコール１４の堰部内部１５への供給が停止するようになるため、これら内板４１の大きさや厚みを変更することにより、前記堰部内部１５から通常時よりも多くのメチルアルコール１４が供給される時間を所望とする時間に適宜調節することが可能となる。
【００３１】
また、前記堰部内部１５にメチルアルコール１４が注入されることで、メチルアルコール１４の通常時における揮発面である前記石綿１３の上端面に残留する空気の層が、前記通気孔（連通孔）３５または供給孔３７より良好に抜けるようになり、該空気層が存在しないことで、堰部内部１５のメチルアルコール１４が消費されたのに続いて、前記石綿１３の上端面よりメチルアルコール１４の揮発が良好になされるようになり、図７に示すように、前記通気孔（連通孔）３５や供給孔３７を設けない従来の発熱装置に比較して、立ち上げ時における発熱の落ち込みを著しく改善することができた。
【００３２】
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。
【００３３】
また、本実施例では、前記のように供給孔３７が通気孔（連通孔）の役割もはたすようにされており、これら各孔をほぼ対角位置に配置して、発熱装置１が水平に配置されない場合でも、良好に前記空気層が抜けるようにな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、これら通気孔（連通孔）を１つとして形成したり、逆に多数として形成しても良い。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
また、前記実施例では、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。
【００３７】
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。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は以下の効果を奏する。
【００３９】
（ａ）請求項１項の発明によれば、使用開始時において前記第１の堰部内部に注入して満たされた揮発性液体燃料と、前記開口部をほぼ閉塞するように設けられた繊維質部材またはスポンジ部材との間に介在する空気の層が、前記開口部周囲に連通孔が設けられることにより、前記層状の空気が開口部または連通孔より良好に抜けるようになり、前記貯溜タンク内部の揮発性燃料と堰部内部に満たされた揮発性液体燃料とが通じるようになり、貯溜タンク内部の揮発性燃料が消費された後の貯溜タンク内部の揮発性燃料の揮発が良好になされて、発熱が落ち込むことがなく、安定した燃焼への移行がスムーズになされるようになる。
【００４０】
（ｂ）請求項２項の発明によれば、これら発熱装置は水平に配置されるとは限らないことから、前記連通孔を前記開口部を挟んでほぼ対角位置に配置することで、これら発熱装置の配置状態が水平でなくても、いずれか一方の連通孔より良好に空気が抜けるようになる。
【００４１】
（ｃ）請求項３項の発明によれば、前記揮発性液体燃料の揮発により前記第２の堰部の外側領域の圧力が上昇して前記供給孔より第１の堰部内部に揮発性液体燃料が供給されるようになるため、前記第２の堰部の高さや形状を調節することにより、前記第一の堰部内部に揮発性液体燃料が供給されて酸化触媒に多くの揮発性液体燃料が供給される時間を適宜に調節することが可能となる。
【００４２】
【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】本発明の実施例における貯溜タンクの断面Ａ−Ａにおける断面図である。
【図５】本発明の実施例における貯溜タンクの上面板を示す裏面図である。
【図６】（ａ）本発明の実施例における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る。
（ｂ）本発明の実施例における発熱装置に用いた発熱ユニットの構成を示す断面模式図である。
【図７】従来における発熱装置の本発明の発熱装置における立ち上がり状況を示すグラフである。
【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（第１の堰部）
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
３５          通気孔（連通孔）
３６          凹部
３７          供給孔（連通孔）
３９          密閉キャップ
４０          タンク上面板
４１          内板（第２の堰部）
４２          金網
４３          タンクケース
４４          ボルト
４５          逃げ部
４６          切り込み部
【図１】
0004117587.tif 000002
【図２】
0004117587.tif 000003
【図３】
0004117587.tif 000004
【図４】
0004117587.tif 000005
【図５】
0004117587.tif 000006
【図６】
0004117587.tif 000007
【図７】
0004117587.tif 000008