(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼用触媒を有し燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させる燃焼部と、前記燃焼部の温度を検知する温度検知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を制御する燃料調節部と、前記燃焼部に供給される燃料ガスに着火する着火部と、触媒燃焼への移行を判定する移行判定手段と、前記移行判定手段の出力と前記温度検知部からの出力により前記燃料調節部と前記着火部を制御する制御手段とを備え、前記移行判定手段は、前記温度検知部からの入力により前記燃料調節部と前記着火部を制御する移行判定制御部と、前記温度検知部からの入力により前記燃焼部の温度が所定の温度に到達したことで触媒燃焼への移行を判定する移行判定部とを有し、前記移行判定制御部は、前記温度検知部の出力より燃焼部の温度が所定温度に到達したことを検知して前記燃料調節部により燃料ガスの供給を遮断し、所定温度分低下後に再度燃料ガスを供給したとき、前記燃焼部が所定の温度に上昇すると前記移行判定部により触媒燃焼へ移行したと判定し、前記移行判定制御部による前記燃料調節部の制御から、前記制御手段による制御に切り替えるようにした触媒燃焼装置。
【請求項２】
制御手段は、温度設定値を記憶している設定記憶部と、温度検知部と前記設定記憶部の出力から所定温度より燃焼部の温度が高温か否かを判断する温度判断部と、燃料調節部を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記温度判断部の出力により、燃焼部の温度が所定温度より高温の場合に前記燃料調節部を制御して燃料ガスの供給を停止するようにした請求項１記載の触媒燃焼装置。
【請求項３】
制御手段は、温度設定値を記憶している設定記憶部と、温度検知部と前記設定記憶部の出力から所定温度より燃焼部の温度が高温か否かを判断する温度判断部と、前記燃料調節部と着火部とを制御する待機制御部および制御部とを有し、前記待機制御部は、前記温度判断部の出力により前記燃焼部の温度が設定温度以上の場合に前記燃料調節部と前記着火部を非駆動とした請求項１記載の触媒燃焼装置。
【請求項４】
機器の動作状態を表示する表示部を設け、待機制御部は、温度判断部の出力により燃焼部の温度が所定温度より高温の場合に前記表示部によりその旨を報知するようにした請求項３記載の触媒燃焼装置。
【請求項５】
機器の動作時間を計時する計時部を設け、待機制御部は、燃焼部の温度が所定の温度より高温の場合に所定時間が経過すると機器の動作を停止するようにした請求項３記載の触媒燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力・ガスの供給が困難な高地・洋上・寒冷地で利用できる、携帯用の触媒燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯用の暖房器としては、石油系燃料をエネルギ源とした懐炉などが広く普及している。しかし懐炉では、局部を暖房するだけで人体の広い範囲を暖房することはできない。
【０００３】
また、バッテリーを備え電気抵抗体を内部に分布させた暖房服やマット等が考えられているが、現状のバッテリーは、重さ当たりのエネルギ密度が低く、十分な時間、十分な熱を暖房服やマットに供給できないものである。また十分な時間、十分な熱を供給しようとするとバッテリーが大型で著しく重いものとなり携帯に適さなくなってしまう。
【０００４】
そこで、バッテリーなどよりはるかに高いエネルギ密度を持つ石油系燃料を燃焼させ、水等の液体を加熱して、適温となった液体を機器本体中に循環させて全体を暖める触媒燃焼装置が開発されている。また、ブタンガスと燃焼用触媒を用いて触媒燃焼によって全体を暖める触媒燃焼装置が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の触媒燃焼を利用した触媒燃焼装置は、始動時に燃料ガスへの着火が行われた後、燃焼用触媒による触媒燃焼が行われているか否かが不明であり、もし着火もしくは燃料ガスの炎燃焼から触媒燃焼への移行に失敗していても使用者にはわからずそのまま燃料ガスを放出してしまうという課題を有している。
【０００６】
また、何らかの原因で燃焼部の温度が異常に高く、機器を損傷する可能性がある等の場合にはすみやかに機器を停止しする必要があるという課題を有している。
【０００７】
また、機器の停止直後の燃焼器温度が高い場合に、機器を始動させると制御部が燃焼部を所定の温度に制御しようとするのでこのような燃焼器温度が高い場合、燃料ガスを十分に供給せず触媒燃焼がうまく行われない場合や、または触媒燃焼への移行を行っている過程で燃焼器温度が高くなりすぎるという課題を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の触媒燃焼装置は、触媒燃焼への移行を判定する移行判定手段は、温度検知部からの入力により燃料調節部と着火部を制御する移行判定制御部と、前記温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の温度に到達したことで触媒燃焼への移行を判定する移行判定部とを有し、前記移行判定制御部は、前記温度検知部の出力より燃焼部の温度が所定温度に到達したことを検知して燃料ガスの供給を遮断し、所定温度分低下後に再度燃料ガスを供給したとき、前記燃焼部が所定の温度に上昇すると前記移行判定部により触媒燃焼へ移行したと判定し、前記燃料調節部は、前記移行判定制御部による制御から前記制御手段による制御に切り替えられるようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、燃焼用触媒を有し燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させる燃焼部と、前記燃焼部の温度を検知する温度検知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を制御する燃料調節部と、前記燃焼部に供給される燃料ガスに着火する着火部と、触媒燃焼への移行を判定する移行判定手段と、前記移行判定手段の出力と前記温度検知部からの出力により前記燃料調節部と前記着火部を制御する制御手段とを備え、前記移行判定手段は、前記温度検知部からの入力により前記燃料調節部と前記着火部を制御する移行判定制御部と、前記温度検知部からの入力により前記燃焼部の温度が所定の温度に到達したことで触媒燃焼への移行を判定する移行判定部とを有し、前記移行判定制御部は、前記温度検知部の出力より燃焼部の温度が所定温度に到達したことを検知して燃料ガスの供給を遮断し、所定温度分低下後に再度燃料ガスを供給したとき、前記燃焼部が所定の温度に上昇すると前記移行判定部により触媒燃焼へ移行したと判定し、前記燃料調節部は、前記移行判定制御部による制御から前記制御手段による制御に切り替えられるようにしたことにより、確実な移行判定を行え信頼性の高い触媒燃焼装置としている。
【００１０】
本発明の請求項２記載の発明は、制御手段は、温度設定値を記憶している設定記憶部と、温度検知部と前記設定記憶部の出力から所定温度より燃焼部の温度が高温か否かを判断する温度判断部と、燃料調節部を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記温度判断部の出力により、燃焼部の温度が所定温度より高温の場合に前記燃料調節部を制御して燃料ガスの供給を停止するようにしたことにより、機器の損傷を未然に防ぐ安全性、信頼性の高い触媒燃焼装置としている。
【００１１】
本発明の請求項３記載の発明は、制御手段は、温度設定値を記憶している設定記憶部と、温度検知部と前記設定記憶部の出力から所定温度より燃焼部の温度が高温か否かを判断する温度判断部と、前記燃料調節部と着火部とを制御する待機制御部および制御部とを有し、前記待機制御部は、前記温度判断部の出力により前記燃焼部の温度が設定温度以上の場合に前記燃料調節部と前記着火部を非駆動としたものであり、機器の停止直後の燃焼器温度が高い場合には機器を始動させないことで燃焼器温度が高くなりすぎることを防ぐ信頼性の高い触媒燃焼装置としている。
【００１２】
本発明の請求項４記載の発明は、機器の動作状態を表示する表示部を設け、待機制御部は、温度判断部の出力により燃焼部の温度が所定温度より高温の場合に前記表示部によりその旨を報知するようにしたものであり、燃焼器温度が高くなりすぎることを防ぐと共に使用者にとって使用性のよい触媒燃焼装置としている。
【００１３】
本発明の請求項５記載の発明は、機器の動作時間を計時する計時部を設け、待機制御部は、燃焼部の温度が所定の温度より高温の場合に所定時間が経過すると機器の動作を停止するようにしたものであり、温度検知部の故障により燃焼器温度が高い場合の機器の始動待ちのままになってしまうことを防ぐ触媒燃焼装置としている。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について図１、図２、図３を用いて説明する。図１および図３は本実施例のブロック図であり、図２は主要な構成を示す説明図である。１１は加熱シートで、熱伝導の良い金属箔や金属メッシュ、熱伝導繊維等の熱伝導性材料によって構成している。熱伝導繊維としては、例えば熱拡散性の良いアルミメッキを施したガラス糸を編んだ構成のもの、炭素繊維等を編み込んだもの、天然繊維または合成繊維等の糸の周囲に可とう性合成樹脂バインダーに分散した金属粒子層を形成して構成したもの、金属繊維で構成したもの、あるいは金属繊維と非金属繊維とを織り合わしたもの等を使用している。
【００１５】
４１は燃料ユニットでガスカートリッジ、ガス開閉弁、燃料調節部８らで構成される。また、４２は加熱ユニットで燃焼部３、着火部４、温度検知部１らで構成される。さらに４３はコントローラユニットで着火判定手段２、制御手段５らで構成されている。
【００１６】
着火部４は、着火回路と着火電極とで構成され、電池を使用して着火回路内の昇圧回路によって１０ｋＶから１５ｋＶ程度の高圧を発生し、着火電極によって火花を発生して燃焼室３３を流れる混合ガスを燃焼させる。この混合ガスが着火部４によって着火されると、燃焼用触媒３２が燃焼する。また、燃焼部３内には温度検知部１が内設され燃焼部３内の温度を検知している。
【００１７】
また移行判定手段６は温度検知部１からの入力により燃料調節部８と着火部４を制御し、温度検知部１の出力より燃焼部温度が所定の温度に到達後、燃料調節部８を制御して燃料ガスを遮断して、所定の温度分温度低下があった場合に再度燃料ガスを供給する移行判定制御部６１と、移行判定制御部６１が燃料調節部８を制御している間、前記温度検知部１からの入力により燃焼部温度が所定の温度に到達した場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部６２とから構成されている。また燃料調節部８は、実際には電気的に弁の開閉が可能な電磁弁を使用している。
【００１８】
また、制御手段５からは電線により接続された表示部７を設けている。使用者がスタートスイッチ９を閉操作するとこのスタートスイッチ９に連動したガス開閉弁が開くと共にスタートスイッチ９に連動した電源スイッチが閉じられ、これにより各部に乾電池からの電力が供給される。そして、制御手段５では電源が供給されると、燃料調節部８を開くと同時に着火部４を動作させて着火操作を行う。
【００１９】
燃料調節部８が制御手段５より開かれると、ガスカートリッジに貯蔵されている燃料ガスがガス開閉弁、燃料調節部８を通じ燃焼部３に供給される。そして、前述のように着火部４による火花によって混合ガスに着火され燃焼が開始される。
【００２０】
以下本実施例の動作について説明する。使用者がスタートスイッチ９を操作してガス開閉弁１２を開くと、制御手段５は燃料調節部８を開き、燃料ガスがガスカートリッジ１０から燃焼部３に供給される。また、制御手段５が着火回路４２に高電圧を発生させているため、着火電極４１は火花を発生して、混合ガスは点火される。
【００２１】
混合ガスが点火されると、燃焼室３３内部の温度が上がり燃焼触媒３２の温度も上昇し、最終的には燃焼触媒３２が燃焼を開始する。そして移行判定制御部６１は温度検知部１の出力より燃焼部温度が所定の温度に到達すると、燃料調節部８を制御して燃料ガスを遮断する。燃料ガスが遮断されると燃焼部３の温度は低下し始め、所定の温度分温度低下があった場合に移行判定制御部６１は燃料調節部８を制御して再度燃料ガスを供給する。燃料ガスが炎燃焼を行っていた場合、一旦、燃料ガスを遮断することで燃焼が消滅するが、炎燃焼でなく触媒燃焼が行われていた場合、この様に燃料ガスが供給されると触媒燃焼が継続され燃焼器３の温度も再度上昇してくる。そして、移行判定部６２が温度検知部１からの燃焼部温度入力を監視し、燃焼部３の温度が所定温度に到達した場合に触媒燃焼へ移行したことを移行判定部６２が検知する。
【００２２】
以上のように本実施例は、燃焼部３の温度が所定の温度まで上昇し燃料ガスを遮断後、所定の温度まで低下して再度燃料ガスが供給され所定の温度まで温度が上昇したことで触媒燃焼への移行判定を行うことで簡単で確実な触媒燃焼移行判定が出来る触媒燃焼装置としている。
【００２３】
（実施例２）
続いて本発明の第２の実施例について説明する。本実施例では図４に示しているように、燃焼部３の外殻部分に設置された温度センサーにより燃焼部外殻の温度を検知する燃焼部温度検知部２と、燃焼部３への燃料ガスの供給を制御する燃料調節部８と、燃焼部３に供給される燃料ガスに着火する着火部４と、燃焼部外殻の過熱防止のための温度設定値を記憶している設定記憶部５１と前記燃焼部温度検知部２と設定記憶部５１の出力より所定温度より燃焼部温度が高温か否かを判断する温度判断部５２と温度判断部５２の出力により、燃焼部温度が所定温度より高温の場合に前記燃料調節部を制御して燃料ガスを停止する制御部５３とから構成される制御手段５とを有している。
【００２４】
以上の構成によって本実施例は使用者がスタートスイッチ９を操作すると燃料ガスが供給され制御手段５により着火部４が制御され着火が行われ燃焼が開始される。温度判断部５２は燃焼部温度検知部２により検知される燃焼部３外殻の温度を監視し、設定記憶部５１に予め記憶されている燃焼部外殻温度の過熱防止設定温度設定値と比較する。予め設定された温度に到達すればその旨を制御部５３へ出力し制御部５３は燃料調節部８を制御して燃料ガスを遮断する。
【００２５】
以上のように本実施例は、燃焼部外殻温度が過熱防止の為に設定された温度設定値以上に温度上昇した場合に燃料ガスの供給を停止し機器を止めることで使用に不都合な温度上昇や機器の損傷を未然に防ぐ安全性、信頼性の高い触媒燃焼装置としている。
【００２６】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例について説明する。本実施例では、図５に示しているように、機器の始動の許可判定を制御手段５により行う際に参照する燃焼部外殻温度の温度設定値を記憶している設定記憶部５１と、燃焼部温度検知部２と設定記憶部５１の出力より燃焼部温度が所定温度以上か否かを判断する温度判断部５２と、前記温度判断部５２の出力により燃焼部温度が所定温度以上の場合に、前記燃料調節部と着火部４とを制御する待機制御部５４と、温度判断部５２の出力により燃焼部温度が所定温度未満の場合に前記燃料調節部８と着火部４とを制御する制御部５３とから構成される制御手段５を有している。（待機制御部５４と制御部５３が同時に燃料調節部８と着火部４を制御することはない）。
【００２７】
以上の構成とすることによって、使用者がスタートスイッチ９を操作するとスタートスイッチ９に連動した電源スイッチが閉じられ各部に電力が供給され、制御手段５が動作を開始する。制御手段５は、まず最初に燃焼部温度検知手段２から燃焼部外殻の温度を温度判断部５２に入力する。温度判断部５２では入力された燃焼部外殻温度と設定記憶部５１に記憶されている温度設定値とを比較し、燃焼部外殻温度が所定温度以上か否かを判断する。
【００２８】
燃焼部外殻温度が所定温度以上の場合には待機制御部５４にその旨を出力する。待機制御部５４では温度判断部５２からの出力信号により燃料調節部８と着火部４と非駆動（制御手段５が動作開始時は燃料調節部８、着火部４とも非駆動）のままに保持する。
【００２９】
そして、温度判断部５２は燃焼部温度検知手段２からの入力及び所定温度との比較を継続する。燃焼部外殻温度が所定温度未満の場合、温度判断部５２は制御部５３にその旨を出力する。制御部５３では温度判断部５２からの出力信号により以降、待機制御部５４に変わり燃料調節部８を開き、着火部４を駆動して燃料ガスへ着火動作を行う。以降、制御部５３が燃料調節部８と着火部４を制御する。
【００３０】
以上のように本実施例は、機器の停止直後の燃焼器温度が高い場合に機器を始動させないことで燃焼器温度が高くなりすぎることを防ぐ信頼性の高い触媒燃焼装置としている。
【００３１】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施例について説明する。本実施例では、図６に示しているように、機器の動作状態を表示する表示部７を有し、待機制御部５４は温度判断部５２の出力により燃焼部温度が所定温度以上の場合に表示部７によりその旨を報知するように構成している。
【００３２】
以上の構成とすることによって、実施例３で説明したように始動後、燃焼部外殻温度が設定記憶部５１に記憶されている所定温度以上の場合には待機制御部５４により燃料調節部８と着火部４と非駆動（制御手段５が動作開始時は燃料調節部８、着火部４とも非駆動）のままに保持する。
【００３３】
そして、表示部７により運転状態の表示を行う。また、温度判断部５２は燃焼部温度検知手段２からの入力及び所定温度との比較を継続する。そして燃焼部外殻温度が所定温度未満の場合、温度判断部５２は制御部５３にその旨を出力する。
【００３４】
制御部５３では温度判断部５２からの出力信号により以降、待機制御部５４に変わり燃料調節部８を開き、着火部４を駆動して燃料ガスへ着火動作を行う。以降、制御部５３が燃料調節部８と着火部４を制御する。
【００３５】
以上のように本実施例によれば、機器の停止直後の燃焼器温度が高い場合に機器を始動させないことで燃焼器温度が高くなりすぎることを防ぐと共に燃焼部温度が高温の間、使用者には運転表示を行い報知することで使用性のよい触媒燃焼装置としている。
【００３６】
（実施例５）
次に本発明の第５の実施例について説明する。本実施例では、図７に示しているように機器の動作時間を計時する計時部１５を有し、待機制御部５４は計時部１５が計時する時間により燃焼部外殻温度が所定の温度以上の場合に所定時間が経過すると機器の動作を停止するよう構成している。
【００３７】
以上の構成の本実施例の動作について説明する。実施例３で説明したように始動後、燃焼部外殻温度が設定記憶部５１に記憶されている所定温度以上の場合には待機制御部５４により燃料調節部８と着火部４と非駆動（制御手段５が動作開始時は燃料調節部８、着火部４とも非駆動）のままに保持する。そして計時部１５では始動後の経過時間を計時している。待機制御部５４は計時部１５が計時する時間を入力し燃焼部外殻温度が所定の温度以上の状態で所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過した場合に機器の動作を停止する。
【００３８】
以上のように本実施例によれば、燃焼部温度検知部の故障により燃焼器温度が高いと判断して燃料ガスを供給せず着火も行わない機器の始動待ちの状態のままで所定の時間が経過すれば機器を停止することで、機器が始動待ちのまま動作をしないままになることを防ぐ触媒燃焼装置を実現しているものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１記載の発明は、燃焼用触媒を有し燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させる燃焼部と、前記燃焼部の温度を検知する温度検知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を制御する燃料調節部と、前記燃焼部に供給される燃料ガスに着火する着火部と、触媒燃焼への移行を判定する移行判定手段と、前記移行判定手段の出力と前記温度検知部からの出力により前記燃料調節部と前記着火部を制御する制御手段とを備え、前記移行判定手段は、前記温度検知部からの入力により前記燃料調節部と前記着火部を制御する移行判定制御部と、前記温度検知部からの入力により前記燃焼部の温度が所定の温度に到達したことで触媒燃焼への移行を判定する移行判定部とを有し、前記移行判定制御部は、前記温度検知部の出力より燃焼部の温度が所定温度に到達したことを検知して前記燃料調節部により燃料ガスの供給を遮断し、所定温度分低下後に再度燃料ガスを供給したとき、前記燃焼部が所定の温度に上昇すると前記移行判定部により触媒燃焼へ移行したと判定し、前記移行判定制御部による前記燃料調節部の制御から、前記制御手段による制御に切り替えるようにしたから、移行判定手段による触媒燃焼への移行判定により確実な燃焼を行う触媒燃焼装置を実現することができる。
【００４０】
本発明の請求項２記載の発明は、制御手段は、温度設定値を記憶している設定記憶部と、温度検知部と前記設定記憶部の出力から所定温度より燃焼部の温度が高温か否かを判断する温度判断部と、燃料調節部を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記温度判断部の出力により、燃焼部の温度が所定温度より高温の場合に前記燃料調節部を制御して燃料ガスの供給を停止するようにしたから、機器の損傷を未然に防ぐ触媒燃焼装置を実現することができる。
【００４１】
本発明の請求項３記載の発明は、制御手段は、温度設定値を記憶している設定記憶部と、温度検知部と前記設定記憶部の出力から所定温度より燃焼部の温度が高温か否かを判断する温度判断部と、前記燃料調節部と着火部とを制御する待機制御部および制御部とを有し、前記待機制御部は、前記温度判断部の出力により前記燃焼部の温度が設定温度以上の場合に前記燃料調節部と前記着火部を非駆動としたから、機器の停止直後の燃焼器温度が高い場合に燃焼器温度が高くなりすぎることを防止することができる。
【００４２】
本発明の請求項４記載の発明は、機器の動作状態を表示する表示部を設け、待機制御部は、温度判断部の出力により燃焼部の温度が所定温度より高温の場合に前記表示部によりその旨を報知するようにしたから、機器の停止直後の燃焼器温度が高い場合に機器を始動させないことで燃焼器温度が高くなりすぎることを防ぐと共に燃焼部温度が高温の間、使用者には運転表示を行い報知することで使用性をよくすることができる。
【００４３】
本発明の請求項５記載の発明は、機器の動作時間を計時する計時部を設け、待機制御部は、燃焼部の温度が所定の温度より高温の場合に所定時間が経過すると機器の動作を停止するようにしたから、機器が始動待ちのまま動作をしないままになることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例の構成を説明するブロック図
【図２】  本発明の構成を説明する構成図
【図３】  本発明の第１の実施例の構成を説明するブロック図
【図４】  本発明の第２の実施例の構成を説明するブロック図
【図５】  本発明の第３の実施例の構成を説明するブロック図
【図６】  本発明の第４の実施例の構成を説明するブロック図
【図７】  本発明の第５の実施例の構成を説明するブロック図
【符号の説明】
１  温度検知部
２  燃焼部温度検知手段
３  燃焼部
４  着火部
５  制御手段
６  移行判定手段
７  表示部
８  燃料調節部
１５  計時部
【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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