CN101065612A - 气体催化燃烧元件和气体驱动的加热装置 - Google Patents

Abstract

喷胶枪(1)包括主体构件(3)，其中形成有用于接收胶棒的胶容纳和熔化室(4)，并且还形成有燃烧室(10)以便容纳气体催化燃烧元件(14)。温度响应阀(25)控制通向燃烧室(10)的燃料气体供应以便将主体构件(3)的温度保持在大约140℃。由螺钉(27)提供的热质(26)被夹紧在气体催化燃烧元件(14)的接片状部分(30)上，并且在通向燃烧室(10)的燃料气体中断期间将接片状部分(30)的温度保持在高于气体催化燃烧元件(14)的点火温度，因此当温度响应阀(25)恢复燃料气体供应时，接片状部分(30)立即开始由催化反应将燃料气体转变成热，从而迅速地将气体催化燃烧元件(14)的温度升高至其点火温度。

Description

气体催化燃烧元件和气体驱动的加热装置

技术领域

本发明涉及一种用于气体驱动的加热装置中的气体催化燃烧元件，以及气体驱动的加热装置。本发明还涉及用于操作气体催化燃烧元件以便在燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的一部分的温度保持在气体催化燃烧元件的点火温度或以上的方法。

背景技术

通过与气体催化燃烧元件的催化反应将燃料气体转变成热的气体驱动的加热装置众所周知。通常，此类气体驱动的加热装置用作烙铁、喷胶枪、卷发夹钳、干发器及要求装置具有便携性的其它装置，但是本发明所属领域的普通技术人员众所周知，通过催化反应将燃料气体转变成热的装置不必是便携式。通常，设置成烙铁或喷胶枪形式的此类气体驱动的加热装置包括由导热材料构成的主体构件，燃烧室形成在该主体构件内，并且气体催化燃烧元件定位在燃烧室中。燃料气体/空气混合物被送到燃烧室，在其中与气体催化燃烧元件反应并且在气体催化燃烧元件中通过催化反应转变成热。主体构件通过来自气体催化燃烧元件的热的辐射、对流和传导加热，并且用作热质，该热质可保持在较窄的温度范围内，尽管气体催化燃烧元件的温度波动较大，该波动是由于通向催化燃烧元件的燃料气体/空气混合物的供应的周期性中断所致，该周期性中断用于保持主体构件的温度基本上恒定。

当希望将主体构件的温度控制在较窄的温度范围内时，温度响应阀通常定位在主体构件上或与其导热接合，并且燃料气体或燃料气体/空气混合物穿过温度响应阀以便控制其通向燃烧室的流量。如果主体构件要在接近或低于气体催化燃烧元件的点火温度的温度范围内操作，则通向燃烧室的燃料气体的供应通常定期中断以便将主体构件的温度保持在要求的温度范围内。由于气体催化燃烧元件的热质较低，所以在燃料气体中断期间，气体催化燃烧元件的温度比较迅速地下降，并且如果主体构件被保持的温度范围接近气体催化燃烧元件的点火温度，则在燃料气体中断期间，气体催化燃烧元件的温度可下降至低于其点火温度。

另外，如果主体构件被保持的温度范围低于或显著低于催化燃烧元件的点火温度，则由于气体催化燃烧元件通常与主体构件接触，所以在中断通向气体催化燃烧元件的燃料气体时，气体催化燃烧元件的温度迅速下降至低于其点火温度。因此，当温度响应阀恢复通向燃烧室的燃料气体时，低于其点火温度的气体催化燃烧元件不能重新点燃，因此不能将燃料气体/空气混合物转变成热。在此情况下，燃料气体/空气混合物只是穿过燃烧室并且从其排放而没有被转变成热。因此，必须例如通过火花点火器、压电点火器或其它此类手动点火器手动地点燃燃料气体/空气混合物以便在火焰中燃烧，从而将气体催化燃烧元件的温度升高至其点火温度。这不令人满意。

设置成气体驱动的卷发夹钳和干发器之类形式的气体驱动的加热装置也通过气体驱动的催化燃烧元件来将燃料气体转换成热而被驱动，并且通常包括细长的筒体，气体催化燃烧元件定位在该筒体内。在此情况下，气体催化燃烧元件通常并不与筒体直接导热接合。在卷发夹钳中，气体催化燃烧元件定位在筒体内，与筒体壁相隔，并且热从气体催化燃烧元件辐射至筒体壁。在干发器的情况下，气体催化燃烧元件定位在筒体内的空气管道中并且与管道的壁相隔。热通过辐射和对流被传递至吹过管道的空气流。视情况而定，温度响应阀在卷发夹钳的情况下对筒体的温度做出响应，在干发器的情况下对空气流做出响应，并且控制通向气体催化燃烧元件的燃料气体的供应，以便又控制筒体或从筒体输送的空气流的温度。

通常，通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应被温度响应阀定期中断，以便将筒体或空气流的温度保持在要求的温度。由于气体催化燃烧元件的较低热质，在通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应被中断时，气体催化燃烧元件的温度开始比较迅速地下降。因此，除非在较短时间内恢复通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应，否则气体催化燃烧元件的温度将会下降至低于其点火温度，因此当恢复燃料气体供应时不能点燃，并且燃料气体/空气混合物穿过催化燃烧元件未点燃并且没有转变成热。这也不是所希望的。

因此，需要一种气体驱动的加热装置，其容许控制装置或者装置的一个方面的温度，从而解决此类已知气体驱动的加热装置的问题。还需要一种类似地解决了这些问题的气体催化燃烧元件，并且需要用于操作气体催化燃烧元件以便在通向气体催化燃烧元件的燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的一部分的温度保持在气体催化燃烧元件的点火温度或以上的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种气体驱动的加热装置、一种气体催化燃烧元件，以及用于操作气体催化燃烧元件以便在燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的温度保持在气体催化燃烧元件的点火温度或以上的方法，其解决了现有技术的装置和方法的问题。

根据本发明，提供了一种用于将燃料气体转变成热的气体催化燃烧元件，这种气体催化燃烧元件具有与其相关联的热质，热质的尺寸设定成适于存储足够的热来在通向气体催化燃烧元件的燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的邻近热质的一部分保持在其点火温度或以上，从而当恢复向气体催化燃烧元件供应燃料气体时，气体催化燃烧元件的邻近热质的所述部分开始通过催化作用将燃料气体转变成热，以便将气体催化燃烧元件的其余部分的温度升高至其点火温度。

在本发明的一个实施例中，热质与气体催化燃烧元件处于热传递关系，使得在气体催化燃烧元件将燃料气体转变成热期间，将热从气体催化燃烧元件传递至热质，并且在燃料气体中断期间，将热从热质传递至气体催化燃烧元件。

优选地，热质定位在气体催化燃烧元件内。

在本发明的另一个实施例中，热质与气体催化燃烧元件导热接合。

在本发明的一个实施例中，气体催化燃烧元件为细长的气体催化燃烧元件，并且热质定位在气体催化燃烧元件的两端中间。

在本发明的另一个实施例中，一孔形成于气体催化燃烧元件中。

有利地，热质相对于气体催化燃烧元件定位成便于燃料气体在热质和气体催化燃烧元件之间通过。

在本发明的一个实施例中，热质邻近温度被保持在点火温度或以上的部分夹紧在气体催化燃烧元件上。

在本发明的另一个实施例中，气体催化燃烧元件的热质夹紧到其上的部分由气体催化燃烧元件的接片状部分形成。优选地，气体催化燃烧元件的接片状部分延伸到形成在气体催化燃烧元件中的孔中，并且有利地，气体催化燃烧元件的接片状部分横向地延伸入形成于气体催化燃烧元件中的孔中。

在本发明的一个实施例中，热质包括螺钉，螺钉具有头部和从其延伸的带螺纹的杆，一螺母设置在杆上以便将气体催化燃烧元件的所述部分夹紧在头部和螺母之间。

优选地，热质定位在气体催化燃烧元件的孔内。

替代地，热质包括插塞构件。

在本发明的一个实施例中，插塞构件的横截面使得其绕插塞构件周边在相间隔的位置处接合气体催化燃烧元件。

在本发明的另一个实施例中，插塞构件在相间隔位置处与气体催化燃烧元件导热接合，并且与气体催化燃烧元件配合以便在插塞构件接合气体催化燃烧元件的相间隔的位置之间的位置处，适于使燃料气体在插塞构件和气体催化燃烧元件之间通过。

有利地，插塞构件的横截面不同于其内设置着热质的形成于气体催化燃烧元件中的孔的横截面。

在本发明的一个实施例中，插塞构件为圆形横截面。

在本发明的一个替代实施例中，其特征在于插塞构件为多边形横截面。

在本发明的一个实施例中，气体催化燃烧元件为多边形横截面。

在本发明的另一个实施例中，气体催化燃烧元件为正方形横截面。

在本发明的又一个实施例中，气体催化燃烧元件为矩形横截面。

在本发明的再一个实施例中，气体催化燃烧元件为圆形横截面。

优选地，热质为导热材料。有利地，热质为金属，并且在本发明的一个实施例中，热质为钢。

在本发明的另一个实施例中，气体催化燃烧元件为具有沿轴向穿过其中延伸的细长孔的管状构造。

在本发明的一个实施例中，根据前述任一项权利要求所述的气体催化燃烧元件的特征在于气体催化燃烧元件包括衬底和涂敷在衬底上的催化材料。

在本发明的一个实施例中，衬底包括金属网状材料。

在本发明的另一个实施例中，衬底包括纤维状材料。

在本发明的又一个实施例中，衬底包括陶瓷材料。

在本发明的一个实施例中，催化材料包括贵金属。

在本发明的一个替代实施例中，热质由衬底的一部分形成。

本发明还提供了一种包括根据本发明的气体催化燃烧元件的气体驱动的加热装置。

本发明还提供了一种气体驱动的加热装置，包括用于将燃料气体转变成热的气体催化燃烧元件和与气体催化燃烧元件相关联的热质，热质的尺寸设定成适于存储足够的热来在通向气体催化燃烧元件的燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的邻近热质的一部分保持在其点火温度或以上，从而当恢复通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应时，气体催化燃烧元件的邻近热质的所述部分开始通过催化作用将燃料气体转变成热，以便将气体催化燃烧元件的其余部分的温度升高至其点火温度。

在本发明的一个实施例中，热质与气体催化燃烧元件处于热传递关系，使得在气体催化燃烧元件将燃料气体转变成热期间，将热从气体催化燃烧元件传递至热质，并且在燃料气体中断期间，将热从热质传递至气体催化燃烧元件。

在本发明的一个实施例中，气体催化燃烧元件定位在形成在主体构件内的燃烧室中。

在本发明的另一个实施例中，热质定位在气体催化燃烧元件中以便使得热质并不与主体构件成直接热传递关系。

在本发明的另一个实施例中，热质定位在气体催化燃烧元件中以便使得热质基本上与主体构件保持热隔离。

优选地，气体催化燃烧元件定位在燃烧室中以便于燃料气体在气体催化燃烧元件和主体构件之间通过。

在本发明的一个实施例中，燃烧室由延伸入主体构件中的细长孔形成，形成燃烧室的孔的横截面不同于气体催化燃烧元件的横截面以便使气体催化燃烧元件和主体构件之间的接触最小化。优选地，形成燃烧室的孔为圆形横截面。

在本发明的一个实施例中，主体构件为导热材料，并且气体催化燃烧元件定位在燃烧室中以便于从气体催化燃烧元件向主体构件的热传递。

有利地，气体催化燃烧元件定位在燃烧室中以便于通过辐射热传递从气体催化燃烧元件向主体构件的热传递。

有利地，燃烧室限定了纵向延伸的中心轴线，并且气体催化燃烧元件限定了与燃烧室的中心轴线重合的纵向延伸的中心轴线。

在本发明的一个实施例中，装置为喷胶枪，并且细长管状的胶容纳腔室形成在主体构件中以便容纳一根热熔胶，以熔化其中的胶棒。

在本发明的另一个实施例中，装置为烙铁，并且主体构件终止于烙铁尖头。

另外，本发明提供了一种用于操作气体催化燃烧元件以便在通向气体催化燃烧元件的燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的一部分的温度保持在气体催化燃烧元件的点火温度或以上的方法，这种方法包括设置与气体催化燃烧元件相关联的热质，热质的尺寸设定成适于存储足够的热来在燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的邻近热质的部分保持在其点火温度或以上，从而当恢复通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应时，气体催化燃烧元件的邻近热质的所述部分开始通过催化作用将燃料气体转变成热，以便将气体催化燃烧元件的其余部分的温度升高至其点火温度。

本发明有许多优点。由于气体催化燃烧元件的一部分的温度在通向气体催化燃烧元件的燃料气体中断期间保持在气体催化燃烧元件的点火温度或以上，所以在恢复燃料气体供应时，气体催化燃烧元件可迅速地达到其点火温度，而不需要火焰燃烧或其它方法将气体催化燃烧元件的温度升高至其点火温度。因此，根据本发明的气体催化燃烧元件特别适用于以下装置，其中这种装置的一部分的温度要被控制在较低温度特别是较窄的温度范围内，并且温度的控制需要通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应被定期中断。根据本发明的气体催化燃烧元件特别适用于气体驱动的加热装置，其中气体驱动的加热装置的温度要被保持在等于或低于气体催化燃烧元件的点火温度的温度，实际上要被保持在显著低于气体催化燃烧元件的点火温度的温度。因此，根据本发明的气体催化燃烧元件和气体驱动的加热装置特别适用于喷胶枪或用作喷胶枪，其中胶的融化温度通常约为140℃或更低。在此情况下，设置着胶熔化室的主体构件必须被保持在大约或稍高于胶融化温度的温度。通常，此类温度远低于气体催化燃烧元件的点火温度。因此，由于在燃料气体中断期间气体催化燃烧元件的一部分保持在气体催化燃烧元件的点火温度或以上，所以在恢复通向气体催化燃烧元件的燃料气体时，气体催化燃烧元件自动开始通过催化作用将燃料气体转变成热而不需要手动重新点燃燃料气体。

附图说明

通过对本发明的一些优选实施例的以下描述，将会更清楚地理解本发明，这些优选实施例只是参考附图举例给出，附图中：

图1为根据本发明的一种气体驱动喷胶枪的一部分的透视图，

图2为的图1的气体驱动喷胶枪的所述部分的剖面透视图，

图3为图1的喷胶枪的一部分沿线图1的III-III的横向剖视侧视图，

图4为图1的喷胶枪的图3的所述部分沿图3的线IV-IV的横向剖视端视图，

图5为在图1的气体驱动喷胶枪操作期间由其产生的温度示意图，

图6类似于图3，为根据本发明的另一实施例的喷胶枪的一部分的视图，并且

图7类似于图4，为图6的喷胶枪的横向剖视端视图。

具体实施方式

首先参看图1至4，示出了一种根据本发明的气体驱动加热设备的一部分，其在这种情况下为便携式手持喷胶枪，总体上由参考数字1标明。喷胶枪1基本上类似于PCT公布的申请说明书No.WO 02/48591中所述，其公开内容在此引入作为参考。然而，将只会详细描述喷胶枪1的与本发明有关的那些部件。简而言之，喷胶枪1包括导热材料，在本发明的本实施例中为压铸锌构成的主体构件3。一细长的胶容纳和熔化室4由具有圆形横截面的细长锥形孔5形成，该细长锥形孔5穿过主体构件3以便容纳热熔胶棒以在其中熔化。孔5从上游端6延伸至下游端7，胶棒插入上游端6中，熔化的胶通过下游端7挤出。细长燃烧室10由平行于孔5延伸至主体构件3中的具有圆形横截面的细长平行孔11形成，并且燃烧室10限定了纵向延伸的主中心轴线12。

用于通过催化反应将燃料气体/空气混合物转变成热的根据本发明的细长管状气体催化燃烧元件14定位在燃烧室10中，请看图3和4。气体催化燃烧元件14具有正方形横截面，具有沿轴向穿过其中延伸的也为正方形横截面的纵向延伸孔15，该气体催化燃烧元件14限定了与由燃烧室10限定的主中心轴线12重合的中心轴线。燃料气体从连接至喷胶枪1的储存器(未示出)供应至定位在燃烧室10上游端17处的文丘里混合器16，在该处燃料气体与空气混合。燃料气体/空气混合物通过喷嘴(未示出)从文丘里混合器16在燃烧室10的上游端17处供应到燃烧室10，并且又沿着气体催化燃烧元件14的内、外表面经过，在该处通过催化反应转变成热。定位在燃烧室10下游端20的排气口19从燃烧室10排出燃烧过的燃料气体。

燃料气体通过温度响应阀25供向文丘里混合器16，该温度响应阀25与主体构件3导热接合，并且温度响应阀25控制着通向文丘里混合器16以及又通向燃烧室10的燃料气体供应，以便控制主体构件3的温度。温度响应阀25类似于在PCT公布的说明书No.WO 02/48591中所述的温度响应阀，并且其公开内容在此引入作为参考。在本发明的这个实施例中，温度响应阀25设置成控制通向文丘里混合器16的燃料气体的流量，以便又将主体构件3的温度保持在140℃温度下，范围为大约+5℃和-20℃，其通常显著低于气体催化燃烧元件的通常为200℃至400℃的点火温度。在本发明的这个实施例中，气体催化燃烧元件14的点火温度大约为275℃。为了将主体构件3保持在140℃的要求温度下，通过温度响应阀25定期暂时中断通向文丘里混合器16以及又通向燃烧室10的燃料气体供应。

在本发明的这个实施例中通过螺钉27提供的热质26定位在气体催化燃烧元件14的孔15中，在其端部28和29中间。热质26与气体催化燃烧元件14的一部分即接片状部分30导热接合，以便在气体催化燃烧元件14将燃料气体/空气混合物转变成热时将热从气体催化燃烧元件14传输至热质26，并且在通向燃烧室10的燃料气体中断期间将热从热质26传输至气体催化燃烧元件14。形成热质26的螺钉27包括头部31、从头部31延伸的螺纹杆32和接合于螺纹杆32上的螺母33。接片状部分30夹紧在头部31和螺母33之间，使得螺钉27与接片状部分30导热接合。

在本发明的这个实施例中，接片状部分30由一段类似于气体催化燃烧元件14的气体催化燃烧材料34形成，并且具有与气体催化燃烧元件14类似的点火温度。该段长度的气体催化燃烧材料34在35处弯成曲柄状以便形成横向地延伸入气体催化燃烧元件14的孔15中的接片状部分30，以及沿着气体催化燃烧元件14延伸并与气体催化燃烧元件14导热接合的支腿36。包括螺钉27的头31和杆32以及螺母33的热质26的尺寸使得其热容量达到在气体催化燃烧元件14将燃料气体转变成热期间存储足够的热的程度，使得在热正在从热质26传输至气体催化燃烧元件14时燃料气体中断期间，接片状部分30的温度保持在气体催化燃烧元件14的大约为275℃的点火温度或以上，因此当温度响应阀25恢复燃料气体时，接片状部分30开始通过催化反应将燃烧室10中的燃料气体/空气混合物转变成热，这又迅速地升高支腿36的温度，并且又将气体催化燃烧元件14升高至点火温度，由此燃料气体/空气混合物被气体催化燃烧元件14转变成热。

气体催化燃烧元件14包括衬底，该衬底在本发明的这个实施例中包括钢和铝的合金的金属网载体，其涂有适当的催化材料，该催化材料在这种情况下包括贵金属，即铂。接片状部分30和从接片状部分30延伸的支腿36为类似的金属网状材料并且涂有类似的催化材料。

如上所述，气体催化燃烧元件14为正方形横截面并且限定了四个纵向延伸的外周角边缘38，该外周角边缘38接合主体构件3的形成燃烧室10的内表面39，因此，气体催化燃烧元件14只沿着由角边缘38限定的四个线接触而接合主体构件3。由于气体催化燃烧元件14只沿着由角边缘38限定的四个线接触接合主体构件3，所以在燃料气体中断期间，正保持在大约140℃温度的主体构件3与点火温度大约为275℃的气体催化燃烧元件之间的传导换热因此最小化。另外，热质26并不与主体构件3直接导热接合，并且由于气体催化燃烧元件14与主体构件3之间的传导损失的热很少，所以在燃料气体中断期间从热质26到主体构件3损失的热很少。因此，符合将接片状部分30的温度保持在275℃的点火温度或以上的热质26的尺寸最小化。

另外，通过将气体催化燃烧元件14的横截面和燃烧室10的横截面设置成不同，在这种情况下，分别设置成正方形和圆形，气体催化燃烧元件14和限定燃烧室10的主体构件3的内表面39之间的燃料气体/空气混合物的通过变得更为方便，因此进一步提高了气体催化燃烧元件14的热转化效率。热质26和接片状部分30的尺寸适于使燃料气体/空气混合物在气体催化燃烧元件14和热质26之间经由气体催化燃烧元件14的孔15通过。

在使用时，在胶棒定位在胶容纳和熔化室4中并且被推入胶容纳和熔化室4中的情况下，燃料气体通过温度响应阀25从储存器(未示出)供应至文丘里混合器16，在该处与空气混合，并且燃料气体/空气混合物通过喷嘴(未示出)从文丘里混合器16输送入燃烧室10中。最初，利用火焰燃烧点燃燃料气体/空气混合物，从而升高气体催化燃烧元件14的温度至其点火温度。通常，起初容许燃料气体/空气混合物通过排气口19并利用火焰燃烧点燃，使得火焰的根部定位在气体催化燃烧元件14的邻近排气口19的一部分上。当火焰的根部将气体催化燃烧元件14的所述邻近部分的温度升高至其点火温度时，气体催化燃烧元件14的邻近排气口19的部分开始通过催化反应将燃料气体转变成热，这迅速地将气体催化燃烧元件14的其余部分的温度升高至其点火温度。一旦气体催化燃烧元件14已经升高至其点火温度，火焰就缺乏燃料气体并熄灭。

替代地，可在燃烧室10中提供通常为压电点火器的点火系统以用于利用火焰燃烧点燃燃料气体/空气混合物，从而又将气体催化燃烧元件14的温度升高至其点火温度，并且在气体催化燃烧元件14被升高至其点火温度时，火焰熄灭。此类压电点火器的操作为本发明所属领域的普通技术人员众所周知，并且这种在燃烧室中布置压电点火器以用于利用火焰燃烧点燃燃料气体/空气混合物以将定位在燃烧室中的气体催化燃烧元件的温度升高至其点火温度的方案在PCT公布的专利申请说明书No.WO 97/38265中进行了描述，并且其公开内容在此引入作为参考。

在气体催化燃烧元件14被升高至其点火温度时，催化燃烧元件14继续通过催化反应将燃料气体/空气混合物转变成热。主体构件的温度升高，并且在到达140℃时，通过定期中断通向燃烧室10的燃料气体，借助于温度响应阀25将温度维持在140℃大约+5℃至-20℃的温度范围内。在气体催化燃烧元件14正在被供以燃料气体/空气混合物时，燃料气体/空气混合物通过催化反应转变成热，并且气体催化燃烧元件14的温度被升高至远远超过其点火温度，从而将热质26的温度升高至远远超过点火温度。在燃料气体中断期间，从热质26向接片状部分30传递的热将接片状部分30的温度保持在气体催化燃烧元件14的点火温度或以上。因此，当温度响应阀25恢复供应燃料气体时，接片状部分30立即开始将燃料气体/空气混合物转变成热，从而将气体催化燃烧元件14的温度迅速升高至其点火温度，这又开始将燃料气体/空气混合物转变成热，因此喷胶枪1的操作继续。

现在特别地参看图5，示出了波形，这些波形示出了从喷胶枪启动开始后主体构件3、接片状部分30和气体催化燃烧元件14的远离接片状部分30的一部分的温度相对于时间的曲线图。在这种情况下，喷胶枪与参考图1至4所述的喷胶枪1相同，除了尽管气体催化燃烧元件的构造和形状与参考图1至4所述的喷胶枪1的气体催化燃烧元件14相同，但气体催化燃烧元件的点火温度更高，在这种情况下大约为380℃以外。选择点火温度为380℃的气体催化燃烧元件的目的是显示，即使在气体催化燃烧元件的点火温度为240°，高于喷胶枪的主体构件3要保持于的温度的极端条件下操作，根据本发明的喷胶枪和根据本发明的气体催化燃烧元件仍然根据本发明行使功能。温度以℃为单位绘制在Y轴上，而时间以秒为单位绘制在X轴上。波形A代表相对于时间绘制的主体构件的温度。波形B代表相对于时间绘制的气体催化燃烧元件14的远离接片状部分30的部分的温度。波形C代表相对于时间绘制的邻近热质26的接片状部分30的温度。温度传感器(未示出)定位成邻近主体构件3的下游端7，由波形A表示、代表主体构件3的温度的温度由该温度传感器获得。由于主体构件3的下游端7离燃烧室10比离温度响应阀25更远，所以在从启动开始的初始周期期间，邻近下游端7的主体构件3的温度滞后于邻近温度响应阀25的主体构件3的温度。因此，尽管在从启动开始的第一个200秒期间，波形A、B和C将会显示温度响应阀25在主体构件3的温度到达其140℃的操作温度之前中断向气体催化燃烧元件14的燃料气体供应。事实上情况并非这样，因为比主体构件3的下游端7更靠近燃烧室10的温度响应阀25的温度将会比主体构件3的下游端7更迅速地到达140℃的操作温度。用于监控气体催化燃烧元件的总体温度的温度传感器(未示出)朝向催化燃烧元件14的下游端29固定至气体催化燃烧元件14，由波形B表示的温度从该温度传感器获得。因此，波形B比较准确地表示了气体催化燃烧元件14的总体温度。从其获得由波形C表示的温度的温度传感器(未示出)夹紧在热质26的头部31和接片30之间。

起初，气体催化燃烧元件14的温度通过如上所述的适当点火装置升高至其大约为380℃的点火温度。一旦气体催化燃烧元件14的温度升高至其点火温度，其开始催化地将燃料气体/空气混合物转变成热，并且气体催化燃烧元件14的温度迅速升高至约为650℃的温度，其保持于该温度，直到温度响应阀25第一次中断燃料气体。从波形C可以看到，热质26阻止接片状部分30的温度升高，然而，由于接片状部分30定位在气体催化燃烧元件14内，所以接片状部分的温度最初升高至超过700℃的温度。

在大约125秒以后，邻近温度响应阀25的主体构件3的温度到达主体构件14的操作温度的上限145℃，并且温度响应阀25中断通向燃烧室10的燃料气体供应。气体催化燃烧元件14的温度立即开始比较迅速地下降至其点火温度，然后更缓慢地到达其点火温度以下。然而，由于热从热质26传导入接片状部分30，所以接片状部分30的温度比气体催化燃烧元件14的总体温度的下降显著程度更慢。从图5中可以看出，在从启动开始165秒时，当温度响应阀25恢复燃料气体供应时，接片状部分30的温度大约为500℃，远远超过其点火温度。因此，在恢复燃料气体时，接片状部分30开始将送到燃烧室10的燃料气体/空气混合物转变成热。接片状部分30的热转变作用迅速地将气体催化燃烧元件14的温度升高至其点火温度，这样然后也开始将燃料气体/空气混合物转变成热，并且气体催化燃烧元件14的温度升高稍稍超过600℃。在从启动开始175秒时，温度响应阀25再次中断燃料气体供应，并且在从启动开始195秒时恢复。然而，在温度响应阀25中断燃料气体供应的从175秒至195秒期间，接片状部分30的温度并未降到430℃之下，其远远超过气体催化燃烧元件14的380℃的点火温度。

到从启动开始200秒时，喷胶枪开始在稳态条件下操作，主体构件3包括其下游端7在内的温度在大约140℃的操作温度下操作。在稳态操作条件期间，气体催化燃烧元件的总体温度在200℃和稍稍超过600℃之间波动，同时接片状部分30的温度在大约400℃和500℃之间波动，并且决不会降到气体催化燃烧元件14和接片状部分30的380℃的点火温度之下。相应地，在燃料气体中断期间，接片状部分30的温度保持在其点火温度以上，并且随时可在恢复燃料气体时立即将燃料气体/空气混合物转变成热以便使气体催化燃烧元件14的其余部分到达点火温度。

接片状部分30的温度滞后于气体催化燃烧元件14的总体温度是由于热质26强加于接片状部分30上的滞后效应造成的。

现在参看图6和7，示出了根据本发明的另一实施例的喷胶枪的一部分40。喷胶枪40基本上类似于喷胶枪1，并且类似的部件通过相同的参考数字标示。喷胶枪40和喷胶枪1之间的主要区别是热质。在本发明的这个实施例中，热质由导热材料构成的实心圆形插塞构件42提供，在本发明的这个实施例中由铜构成，其定位在气体催化燃烧元件14的孔15内。气体催化燃烧元件14在这种情况下也是正方形横截面。插塞构件42的外围圆周表面43在表面43周围以圆周相隔的间距与气体催化燃烧元件14的部分45导热接触，以便在通向燃烧室10的燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件14的部分45的温度保持在其点火温度以上。在其他方面，喷胶枪40类似于喷胶枪1，并且其操作同样类似。

在本发明的喷胶枪的两个实施例，即喷胶枪1和喷胶枪40中，热质26和42分别定位在管状气体催化燃烧元件14的孔中，从而有助于燃料气体/空气混合物沿着气体催化燃烧元件14的内表面通过。另外，热质26和42定位在气体催化燃烧元件14的孔15中以便使得主体构件3与热质26和42之间的热传递最小，因此主体构件的温度将几乎不影响到热质26和42的温度。

尽管已经描述了与气体催化燃烧元件导热接触的热质的特定布置方式，但是对于本发明所属领域的普通技术人员显而易见的是，可以提供热质与气体催化燃烧元件导热接触的任何其它适当布置方式。实际上，还应当理解，除了热传导关系之外，热质可以与气体催化燃烧元件呈其它形式的热传递关系。例如，热质可以是设置成与气体催化燃烧元件处于辐射热传递关系。

另外，可以想象，热质可整体地形成在气体催化燃烧元件的衬底中，而不是提供分离的热质。例如，在某些情况下，可以想象，气体催化燃烧元件的衬底的一部分可形成热质。例如，可将衬底的一部分设置成比衬底的其余部分更厚，并且衬底的较厚部分将形成热质。

尽管根据本发明的气体催化燃烧元件已经描述为定位在燃烧室中，但是在某些情况下可以想象，气体驱动的装置可为并不带有燃烧室的类型，在这种情况下，催化燃烧元件将适当地设置并且热质将相对于气体催化燃烧元件设置成与其处于适当的热传递关系，以便在中断通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应期间，将气体催化燃烧元件的邻近热质的至少一部分保持在其点火温度或以上。

尽管加热装置已经描述为喷胶枪，但是对于本发明所属领域的普通技术人员显而易见的是，加热装置可为任何类型的气体驱动的加热装置，例如烙铁、卷发夹钳、干发器或实际上任何其它气体驱动的加热装置。还可以想象，加热装置可设置为用于从草本植物之类蒸发挥发性物质以便人们吸入此类蒸汽的加热装置。特别地，可以想象，加热装置可设置为用于加热烟草以便蒸发烟草中的挥发性物质以供吸入的加热装置。

尽管气体催化燃烧元件已经描述为具有正方形横截面，然而气体催化燃烧元件可具有任何适当的横截面，理想的是，气体催化燃烧元件的横截面应当不同于燃烧室，以便使气体催化燃烧元件与形成燃烧室的主体构件之间的接触最小化，特别是当要将主体构件保持在等于或低于，其中特别是低于气体催化燃烧元件的点火温度的温度时。另外，尽管气体催化燃烧元件已经描述为包括呈钢和铝的合金的网状材料形式的衬底，但是气体催化燃烧元件可设置成具有用于承载催化材料的任何其它适当形式的衬底，并且尽管催化材料已经描述为包括贵金属即铂，但是可使用任何其它适当的催化材料。可以想象，衬底可以设置成纤维状材料的形式或陶瓷材料形式，而不是设置为金属网载体。通常，如果气体催化燃烧元件为陶瓷材料，其将具有蜂窝状结构，并且热质将相对于气体催化燃烧元件定位在适当位置，并且通常在气体催化燃烧元件内定位在例如由陶瓷材料蜂窝状结构形成的孔之一中。还可以想象，通常，热质将定位在气体催化燃烧元件内。

尽管热质已经描述为由螺母和螺钉提供，但是热质还可由铆钉提供，其被铆在气体催化燃烧元件上，并且通常铆在其接片上。

Claims (91)

1.一种用于将燃料气体转变成热的气体催化燃烧元件，这种气体催化燃烧元件具有与其相连的热质，热质的尺寸被设定成适于存储足够的热来在通向气体催化燃烧元件的燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的邻近热质的一部分保持在其点火温度或以上，从而当恢复通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应时，气体催化燃烧元件的邻近热质的所述部分开始通过催化作用将燃料气体转变成热，以用于将气体催化燃烧元件的其余部分的温度升高至其点火温度。

2.根据权利要求1所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质与气体催化燃烧元件处于热传递关系，使得在气体催化燃烧元件将燃料气体转变成热的期间，将热从气体催化燃烧元件传递至热质，并且在燃料气体中断期间，将热从热质传递至气体催化燃烧元件。

3.根据权利要求1或2所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质定位在气体催化燃烧元件内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质与气体催化燃烧元件导热接合。

5.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件为细长的气体催化燃烧元件，并且热质定位在气体催化燃烧元件的两端中间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，在气体催化燃烧元件中形成孔。

7.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质相对于气体催化燃烧元件定位成便于燃料气体在热质和气体催化燃烧元件之间通过。

8.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质邻近温度被保持在点火温度或以上的部分夹紧在气体催化燃烧元件上。

9.根据权利要求8所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件的热质夹紧到其上的部分由气体催化燃烧元件的接片状部分形成。

10.根据权利要求9所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件的接片状部分延伸到形成在气体催化燃烧元件中的所述孔中。

11.根据权利要求9或10所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件的接片状部分横向地延伸到气体催化燃烧元件的形成于其中的孔中。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质包括螺钉，该螺钉具有头部和从其延伸的带螺纹的杆，一螺母设置在杆上以便将气体催化燃烧元件的所述部分夹紧在头部和螺母之间。

13.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质定位在气体催化燃烧元件的孔内。

14.根据权利要求13所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质包括插塞构件。

15.根据权利要求14所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，插塞构件具有这样的横截面，即，其绕插塞构件的周边在相间隔的位置处接合气体催化燃烧元件。

16.根据权利要求15所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，插塞构件在相间隔的位置处与气体催化燃烧元件导热接合，并且与气体催化燃烧元件配合，以便在插塞构件接合气体催化燃烧元件的相间隔的位置之间的位置处，使燃料气体适于在插塞构件和气体催化燃烧元件之间通过。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，插塞构件的横截面不同于其内设置着热质的形成于气体催化燃烧元件中的孔的横截面。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，插塞构件为圆形横截面。

19.根据权利要求14至17中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，插塞构件为多边形横截面。

20.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件为多边形横截面。

21.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件为正方形横截面。

22.根据权利要求1至20中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件为矩形横截面。

23.根据权利要求1至19中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件为圆形横截面。

24.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质为导热材料。

25.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质为金属。

26.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质为钢。

27.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件为具有沿轴向穿过其中延伸的细长孔的管状构造。

28.根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件包括衬底和涂敷在衬底上的催化材料。

29.根据权利要求28所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，衬底包括金属网状材料。

30.根据权利要求28所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，衬底包括纤维状材料。

31.根据权利要求28所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，衬底包括陶瓷材料。

32.根据权利要求1所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，气体催化燃烧元件包括衬底和涂敷在衬底上的催化材料。

33.根据权利要求32所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，热质由衬底的一部分形成。

34.根据权利要求28至33中任一项所述的气体催化燃烧元件，其特征在于，催化材料包括贵金属。

35.一种气体驱动的加热装置，包括根据前述权利要求中任一项所述的气体催化燃烧元件。

36.一种气体驱动的加热装置，包括用于将燃料气体转变成热的气体催化燃烧元件和与气体催化燃烧元件相关联的热质，热质的尺寸设定成适于存储足够的热来在通向气体催化燃烧元件的燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的邻近热质的一部分保持在其点火温度或以上，从而当恢复通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应时，气体催化燃烧元件的邻近热质的所述部分开始通过催化作用将燃料气体转变成热，以便将气体催化燃烧元件的其余部分的温度升高至其点火温度。

37.根据权利要求36所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质与气体催化燃烧元件处于热传递关系，以便使得在气体催化燃烧元件将燃料气体转变成热的期间，将热从气体催化燃烧元件传递至热质，并且在燃料气体中断期间，将热从热质传递至气体催化燃烧元件。

38.根据权利要求36或37所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质定位在气体催化燃烧元件内。

39.根据权利要求36至38中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质与气体催化燃烧元件导热接合。

40.根据权利要求36至39中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件为细长的气体催化燃烧元件，并且热质定位在该气体催化燃烧元件的两端中间。

41.根据权利要求36至40中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，在气体催化燃烧元件中形成孔。

42.根据权利要求36至41中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质相对于气体催化燃烧元件定位成便于燃料气体在热质和气体催化燃烧元件之间通过。

43.根据权利要求36至42中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质邻近温度被保持在点火温度或以上的部分夹紧在气体催化燃烧元件上。

44.根据权利要求43所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件的热质夹紧到其上的部分由气体催化燃烧元件的接片状部分形成。

45.根据权利要求44所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件的接片状部分延伸到形成在气体催化燃烧元件中的孔中。

46.根据权利要求44或45所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件的接片状部分横向地延伸到形成于气体催化燃烧元件中的孔中。

47.根据权利要求43至46中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质包括螺钉，该螺钉具有头部和从其延伸的带螺纹的杆，一螺母设置在杆上以将气体催化燃烧元件的所述部分夹紧在头部和螺母之间。

48.根据权利要求36至47中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质定位在气体催化燃烧元件的孔内。

49.根据权利要求48所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质包括插塞构件。

50.根据权利要求49所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，插塞构件具有这样的横截面，即，其绕插塞构件的周边在相间隔的位置处接合气体催化燃烧元件。

51.根据权利要求50所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，插塞构件在相间隔的位置处与气体催化燃烧元件导热接合，并且与气体催化燃烧元件配合，以便在插塞构件接合气体催化燃烧元件的相间隔的位置之间的位置处，适于使燃料气体在插塞构件和气体催化燃烧元件之间通过。

52.根据权利要求49至51中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，插塞构件的横截面不同于其内设置着热质的形成于气体催化燃烧元件中的孔的横截面。

53.根据权利要求49至52中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，插塞构件为圆形横截面。

54.根据权利要求49至52中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，插塞构件为多边形横截面。

55.根据权利要求36至54中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件为多边形横截面。

56.根据前述权利要求中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件为正方形横截面。

57.根据权利要求36至55中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件为矩形横截面。

58.根据权利要求36至54中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件为圆形横截面。

59.根据权利要求36至58中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质为导热材料。

60.根据权利要求36至59中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质为金属。

61.根据权利要求36至60中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质为钢。

62.根据权利要求36至61中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件为具有沿轴向穿过其中延伸的细长孔的管状构造。

63.根据权利要求36至62中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件包括衬底和涂敷在衬底上的催化材料。

64.根据权利要求63所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，衬底包括金属网状材料。

65.根据权利要求64所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，衬底包括纤维状材料。

66.根据权利要求65所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，衬底包括陶瓷材料。

67.根据权利要求36所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件包括衬底和涂敷在衬底上的催化材料。

68.根据权利要求67所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质由衬底的一部分形成。

69.根据权利要求63至68中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，催化材料包括贵金属。

70.根据权利要求36至69中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件定位在形成在主体构件内的燃烧室中。

71.根据权利要求70所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质定位在气体催化燃烧元件中，使得热质并不与主体构件成直接热传递关系。

72.根据权利要求70或71所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，热质定位在气体催化燃烧元件中，使得热质基本上与主体构件保持热隔离。

73.根据权利要求70至72中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件定位在燃烧室中以有助于燃料气体在气体催化燃烧元件和主体构件之间通过。

74.根据权利要求70至73中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，燃烧室由延伸入主体构件中的细长孔形成，形成燃烧室的孔的横截面不同于气体催化燃烧元件的横截面以使气体催化燃烧元件和主体构件之间的接触最小化。

75.根据权利要求70至74中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，形成燃烧室的孔为圆形横截面。

76.根据权利要求70至75中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，主体构件为导热材料，并且气体催化燃烧元件定位在燃烧室中以有助于从气体催化燃烧元件向主体构件的热传递。

77.根据权利要求70至76中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，气体催化燃烧元件定位在燃烧室中以有助于通过辐射热传递从气体催化燃烧元件向主体构件的热传递。

78.根据权利要求70至77中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，燃烧室限定了纵向延伸的中心轴线，并且气体催化燃烧元件限定了与燃烧室的中心轴线重合的纵向延伸的中心轴线。

79.根据权利要求70至78中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，所述装置为喷胶枪，并且细长管状的胶容纳腔室形成在主体构件中以容纳一根热熔胶，用于熔化其中的胶棒。

80.根据权利要求70至78中任一项所述的气体驱动的加热装置，其特征在于，所述装置为烙铁，并且主体构件终止于烙铁尖头。

81.一种用于操作气体催化燃烧元件以便在通向气体催化燃烧元件的燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的一部分的温度保持在气体催化燃烧元件的点火温度或以上的方法，这种方法包括设置与气体催化燃烧元件相关联的热质，热质的尺寸设置成适于存储足够的热来在燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的邻近热质的部分保持在其点火温度或以上，从而当恢复通向气体催化燃烧元件的燃料气体供应时，气体催化燃烧元件的邻近热质的所述部分开始通过催化作用将燃料气体转变成热，以便将气体催化燃烧元件的其余部分的温度升高至其点火温度。

82.根据权利要求81所述的方法，其特征在于，热质与气体催化燃烧元件处于热传递关系，使得在气体催化燃烧元件将燃料气体转变成热期间，将热从气体催化燃烧元件传递至热质，并且在燃料气体中断期间，将热从热质传递至气体催化燃烧元件。

83.根据权利要求81或82所述的方法，其特征在于，热质定位在气体催化燃烧元件内。

84.根据权利要求81至83中任一项所述的方法，其特征在于，热质与气体催化燃烧元件导热接合。

85.根据权利要求81至84中任一项所述的方法，其特征在于，气体催化燃烧元件为细长的气体催化燃烧元件，并且热质定位在气体催化燃烧元件的两端中间。

86.根据权利要求81至85中任一项所述的方法，其特征在于，在气体催化燃烧元件中形成孔。

87.根据权利要求86所述的方法，其特征在于，热质定位在形成在气体催化燃烧元件中的孔内。

88.根据权利要求81至87中任一项所述的方法，其特征在于，热质相对于气体催化燃烧元件定位成便于燃料气体在热质和气体催化燃烧元件之间通过。

89.根据权利要求81至87中任一项所述的方法，其特征在于，热质被夹紧在气体催化燃烧元件的一部分上。

90.根据权利要求81所述的方法，其特征在于，气体催化燃烧元件包括衬底和涂敷在衬底上的催化材料。

91.根据权利要求90所述的方法，其特征在于，热质由衬底的一部分形成。

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