(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器と燃料タンクと開閉弁と点火装置とを備え、前記燃焼器は燃料ガスと空気を混合する直筒状通路とした混合部を備え、前記混合部に平行して、側面の開口部が燃焼室と連通する筒状の着火部を設け、前記混合部と着火部の境界には触媒ネットで構成した炎口を配置した触媒燃焼装置。
【請求項２】
燃焼器は吸気シャッタを備えた吸気口を有し、燃焼室近傍に設けた温度検知手段の信号によって前記吸気シャッタを動作させるようにした請求項１に記載した触媒燃焼装置。
【請求項３】
燃焼器は、炎口の面積を調整する炎口面積可変手段を有し、前記炎口面積可変手段を炎口近傍に設けている温度検知手段の信号によって動作させる請求項１または２に記載した触媒燃焼装置。
【請求項４】
燃焼用触媒は、燃焼室の内壁との間に隙間を有して燃焼室に取り付けた請求項１から３のいずれか１項に記載した触媒燃焼装置。
【請求項５】
燃焼用触媒は、燃焼用触媒の厚さを調整する厚み可変手段を有する請求項１から４のいずれか１項に記載した触媒燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体燃料または液体燃料を燃焼させる触媒燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の触媒燃焼装置は、例えば図９に示すような構成になっている。図において、１はブタンやプロパン等の液化石油ガスを蓄えるガスタンクで、ガスタンク１内の燃料ガスはガス流路２を経てガスノズル３から噴出される。ガスノズル３から噴出したガスは、ガス流の噴出効果により吸気口４から空気を吸引し、混合部５で空気と混合され燃焼室６に供給される。燃焼室６の内部には触媒体７を配置しており、混合ガスが触媒体７の内部通路７’を通過するときに触媒作用により燃焼して、燃焼熱を発生するようになっている。燃焼室６の混合ガスの入口と反対側には点火装置８を設けており、始動時には点火装置８の先端のプラグ９からスパークを飛ばすことによって、混合ガスに点火する。こうして触媒体７の下流に形成された火炎によって、触媒体７は加熱される。触媒体７の温度が上昇して活性温度に達すると、触媒体７の表面で触媒燃焼が始まって、火炎に混合ガスが供給されなくなり火炎は消滅する。この状態で、燃焼室６に供給される混合ガスは触媒体７全体で触媒燃焼を行ない、燃焼ガスは排気口１０から排出される。
【０００３】
このような触媒燃焼装置はポータブルの小型熱源として、携帯用のアイロンや暖房器などに応用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成の触媒燃焼装置は、小型化ができないという課題を有している。
【０００５】
すなわち、従来の触媒体７はセラミックまたは金属からなる円筒状ハニカムに触媒を担持したものが一般的で、燃焼量によってこの直径寸法がほぼ決まるものであり、バーナー全体の高さを現在よりも小さくできないものである。また触媒体７を無理に小さくすると、燃焼特性が低下して、所定の発熱量が得られないものである。
【０００６】
また、従来の触媒燃焼装置では混合部５と触媒体７とが直結されて直線状に配置されているため、バーナー全体の長さがどうしても長くならざるを得ないものである。混合部５を折り曲げて長さを抑える構成にすることも考えられるが、この場合には混合ガスの流速分布が不均一になって、触媒体７での燃焼が均一には行われなくなるものである。
【０００７】
また、触媒体７を薄く板状に形成すると、着火のための火炎を触媒体７の下流側に発生させた時に、混合ガスの流速が速く、火炎が触媒体７と離れて発生するため、触媒燃焼に移行するのが遅くなるか、触媒燃焼に移行しなくなるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、混合部と着火部の境界には触媒ネットで構成した炎口を設け、触媒ネットでも触媒燃焼ができるようにして、小型化した触媒燃焼装置としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、混合部と着火部の境界には触媒ネットで構成した炎口を設け、触媒ネットでも触媒燃焼ができるようにして、小型化、薄型化した触媒燃焼装置としている。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、燃焼室近傍に設けた温度検知手段が検知する温度情報によって吸気口に設けている吸気シャッタを動作させるようにして、燃焼用触媒が触媒燃焼可能温度に達した時点で吸気口からの空気取り入れ量を多くして、確実に触媒燃焼に移行できる触媒燃焼装置としている。
【００１１】
請求項３に記載した発明は、燃焼器に設けている炎口面積可変手段を炎口近傍に設けている温度検知手段の信号によって動作させて、触媒燃焼可能温度に達すると炎口の開口面積を小さくして瞬時に触媒燃焼に移行できる触媒燃焼装置としている。
【００１２】
請求項４に記載した発明は、燃焼用触媒を、燃焼室の内壁との間に隙間を有して燃焼室に取り付けるようにして、燃焼用触媒から発生する熱の燃焼器への伝熱量を少なくして、外壁の温度は、装置を小型化しても低温に抑制できるものであり、使い勝手の良い触媒燃焼装置としている。
【００１３】
請求項５に記載した発明は、燃焼用触媒に、厚さを調整する厚み可変手段を備えて、燃焼器への伝熱量を調整するようにして、温度制御範囲の広い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の実施例について説明する。図１は本実施例の構成を示す断面図である。燃焼器１１は、燃料タンク１２から供給されるブタンやプロパン等の液化石油ガスの燃焼ガスを燃焼している。燃焼器１１は、燃料ガスと空気を混合する直筒状通路とした混合部１８と、筒状の着火部１９と、着火部１９内に火花を発生させる点火プラグ２０と、燃焼室２１と、燃焼室２１内に収容している燃焼用触媒２２と、燃焼ガスを排出する排気口２３と、混合部１８と着火部１９の境界に設けている炎口２５とを備えている。
【００１５】
炎口２５は、本実施例では金属製のネットに白金を主成分にする触媒を担持した触媒ネット２５ａによって構成している。
【００１６】
燃料タンク１２と燃焼器１１との間のガス供給路には、開閉弁１３と、ガスノズル１６と、燃料の噴出エネルギで空気を吸引する空気吸引エゼクタ１７とを設けている。
【００１７】
また１４は点火装置であり、前記点火プラグ２０に火花を発生させる。
【００１８】
以下、本実施例の動作について説明する。使用者が開閉弁１３を開いて、点火装置１４を押すと燃焼器１１は触媒燃焼を起こして、発熱する。すなわち、ガスノズル１６から噴出した燃料ガスは空気吸引エゼクタ１７を通過するときに周囲の空気を吸引して可燃性ガスとなる。この可燃性ガスは、混合部１８で均一に混合されて、着火部１９に発生している火花によって着火される。こうして炎口２５には火炎が形成される。本実施例では、炎口２５として触媒ネット２５ａを使用している。触媒ネット２５ａは、金属製のネットによって構成しているため、開口面積は従来の炎口に比べて非常に小さいものである。このため、触媒ネット２５ａを通過する可燃性ガスの流速は、非常に速くなるものである。このため形成される火炎は、炎口２５から離れた位置となって、燃焼用触媒２２に近い位置となるものである。従って本実施例によれば、燃焼用触媒２２は加熱され易く、数秒で触媒燃焼可能温度である２００℃以上に到達する。またこのとき、触媒ネット２５ａは熱容量が小さいので、火炎が離れて形成されても瞬時に昇温するものである。つまり、ほぼ同時に、触媒ネット２５ａでも触媒燃焼が開始されるものである。従って、炎口２５に形成された火炎は自然に消滅して、燃焼用触媒２２でも触媒燃焼が開始される。
【００１９】
このとき本実施例では、混合部１８を直筒状通路としているため、燃焼器１１の厚さを薄くできるものである。
【００２０】
また、炎口２５として触媒ネット２５ａを使用しているため、開口面積を小さくでき、通過する可燃性ガスの流速を上げることができて、火炎を燃焼用触媒２２に近い位置に形成できるものである。このため、小型化しても触媒燃焼が確実に実行できる燃焼性能の高い触媒燃焼装置を実現できるものである。
【００２１】
（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。図２は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、燃焼器１１は吸気シャッタ２７を備えた吸気口２６を有している。また、燃焼室２１の近傍に温度検知手段２８を設けている。吸気シャッタ２７は、Ｌ字形のシャッタ２７ａと空気取り入れ穴２７ｂと引張りばね２７ｃによって構成している。前記空気取り入れ穴２７ｂの大きさは、炎口２５に確実に火炎が形成される空気量が取り込める大きさの設定としている。また、温度検知手段２８は、ケース２８ａとバイメタル２８ｂと操作棒２８ｃによって構成している。温度検知手段２８の動作温度は、触媒燃焼可能温度より高めの約２５０℃に設定しているものである。
【００２２】
以下本実施例の動作について説明する。燃焼用触媒２２の温度が触媒燃焼可能温度以上の２５０℃になると、図３に示しているように温度検知手段２８が動作する。すなわち、バイメタル２８ｂが反転して、操作棒２８ｃがＬ字形のシャッタ２７ａを押して、吸気シャッタ２７を開くものである。吸気シャッタ２７が開かれると、吸気口２６の開口面積が増加して多量の空気が吸気口２６が吸気される。このため、炎口２５で形成されていた火炎が消滅し、燃焼用触媒２２は容易に触媒燃焼に移行することができるものである。
【００２３】
つまり本実施例によれば、触媒燃焼への移行が確実にでき、また供給される空気量が増加するため、触媒燃焼での燃焼特性も向上するものである。
【００２４】
（実施例３）
続いて本発明の第３の実施例について説明する。図４は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、燃焼器１１は炎口２５の面積を調整する炎口面積可変手段２９を有している。また、前記炎口面積可変手段２９を炎口２５の近傍に設けている温度検知手段３０の信号によって動作させている。炎口面積可変手段２９は、Ｌ字形としている可変板２９ａと引張りばね２９ｂによって構成している。前記可変板２９ａには、炎口２５と同じ数、同じ大きさの可変穴２９ｃを設けている。また温度検知手段３０は、ケース３０ａとバイメタル３０ｂと動作棒３０ｃによって構成している。ケース３０ａには、感熱棒３０ｄを固定しており、炎口２５に形成された火炎の熱を受けやすくしている。前記可変板２９ａは、火炎が無い場合は、可変穴２９ｃと炎口２５の位置が一致するように取り付けられている。
【００２５】
以下本実施例の動作について説明する。炎口２５に火炎が形成されると、燃焼用触媒２２は、触媒燃焼可能温度に上昇する。同時に、温度検知手段３０を構成している感熱棒３０ｄは前記火炎によって昇温し、この熱量をバイメタル３０ｂに伝達する。この熱量を受けてバイメタル３０ｂが図５に示しているように反転すると、動作棒３０ｃも移動する。動作棒３０ｃが移動すると、動作棒３０ｃに当接している可変板２９ａも移動する。可変板２９ａが移動すると、可変穴２９ｃの位置も移動して、可変穴２９ｃと炎口２５の位置がずれるものである。つまり、炎口２５の開口面積が小さくなるものである。炎口２５の開口面積が小さくなると、炎口２５に形成されている火炎は消滅する。従って、燃焼用触媒２２は容易に触媒燃焼に移行できるものである。また火炎が消炎すると、感熱棒３０ｄの温度が下がって、バイメタル３０ｂが再び反転し、可変板２９ａは引張りばね２９ｂの復元力によって元の位置に戻る。
【００２６】
以上のように本実施例によれば、燃焼用触媒２２が瞬時に触媒燃焼を開始できるものである。
【００２７】
（実施例４）
続いて本発明の第４の実施例について説明する。図６は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、燃焼用触媒２２は、燃焼室２１の内壁との間に隙間３２を有して取り付けているものである。すなわち、燃焼室２１の内壁２１ａに設けているコの字型としたスぺーサ３１の間に取り付けているものである。
【００２８】
以上の構成とすることによって、燃焼用触媒２２が発生する熱量は燃焼室２１内に保温されているものである。つまり、隙間３２に存在する気体層によって保温されて、触媒燃焼熱が内壁２１ａに伝わりにくくなるものである。このため、燃焼室２１の外壁の温度は、装置を小型化しても低温に抑制できるものであり、使い勝手の良い触媒燃焼装置を実現できるものである。
【００２９】
（実施例５）
次に本発明の第５の実施例について説明する。図７、図８は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、燃焼用触媒２２は厚み可変手段３３を有している。厚み可変手段３３は、断面形状が楕円形をした柱状の可変棒３３ａによって構成している。本実施例では、燃焼用触媒２２は、可変棒３３ａを挟んで配置している触媒Ａ２２ａと触媒Ｂ２２ｂの２枚によって構成している。可変棒３３ａの長径が横方向の時は、図７に示しているように燃焼用触媒２２の厚みは薄く、縦方向の時は、図８に示しているように厚くなる。このように、可変棒３３ａを回転させることにより、燃焼用触媒２２の厚みを自由に変化させることができるものである。
【００３０】
このため本実施例によれば、燃焼室２１の内壁２１ａと燃焼用触媒２２の間の隙間３２の大きさを調整することによって、燃焼用触媒２２から発生する熱量が燃焼器１１に伝熱される伝熱量を調節することができる。従って温度制御範囲の広い触媒燃焼装置を実現するものである。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、燃焼器と燃料タンクと開閉弁と点火装置とを備え、前記燃焼器は燃料ガスと空気を混合する直筒状通路とした混合部を備え、前記混合部に平行して、側面の開口部が燃焼室と連通する筒状の着火部を設け、前記混合部と着火部の境界には触媒ネットで構成した炎口を配置した構成として、小型化、薄型化した触媒燃焼装置を実現できるものである。
【００３２】
請求項２に記載した発明は、燃焼器は吸気シャッタを備えた吸気口を有し、燃焼室近傍に設けた温度検知手段の信号によって前記吸気シャッタを動作させる構成として、燃焼用触媒が触媒燃焼可能温度に達した時点で吸気口からの空気取り入れ量を多くして、確実に触媒燃焼に移行できる触媒燃焼装置を実現するものである。
【００３３】
請求項３に記載した発明は、燃焼器は、炎口の面積を調整する炎口面積可変手段を有し、前記炎口面積可変手段を炎口近傍に設けている温度検知手段の信号によって動作させる構成として、触媒燃焼可能温度に達すると炎口の開口面積を小さくして瞬時に触媒燃焼に移行できる触媒燃焼装置を実現できるものである。
【００３４】
請求項４に記載した発明は、燃焼用触媒は、燃焼室の内壁との間に隙間を有して燃焼室に取り付けた構成として、外壁の温度は、装置を小型化しても低温に抑制でき、使い勝手の良い触媒燃焼装置を実現するものである。
【００３５】
請求項５に記載した発明は、燃焼用触媒は、燃焼用触媒の厚さを調整する厚み可変手段を有する構成として、温度制御範囲の広い触媒燃焼装置を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である触媒燃焼装置の構成を示す断面図
【図２】本発明の第２の実施例である触媒燃焼装置の構成を示す断面図
【図３】同、吸気シャッタが動作した状態を説明する断面図
【図４】本発明の第３の実施例である触媒燃焼装置の燃焼器の構成を示す断面図
【図５】同、炎口面積可変手段が動作した状態を説明する断面図
【図６】本発明の第４の実施例である触媒燃焼装置の燃焼室の構成を示す断面図
【図７】本発明の第５の実施例である触媒燃焼装置の燃焼室の構成を示す断面図
【図８】同、厚み可変手段が動作した状態を説明する断面図
【図９】従来の触媒燃焼装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
１１  燃焼器
１２  燃料タンク
１３  開閉弁
１４  点火装置
１６  ガスノズル
１７  空気吸引エゼクタ
１８  混合部
１９  着火部
２０  点火プラグ
２１  燃焼室
２２  燃焼用触媒
２３  排気口
２４  開口部
２５  炎口
２５ａ  触媒ネット
２６  吸気口
２７  吸気シャッタ
２８  温度検知手段
２９  炎口面積可変手段
３０  温度検知手段
３２  隙間
３３  厚み可変手段
【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】
0003855537.tif 000008
【図８】
0003855537.tif 000009
【図９】
0003855537.tif 000010