JP2000199608A - 発熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼ガス中の一酸化炭素濃度を安定して低く
保つようにする。 【解決手段】 揮発性液体燃料１４を内在し、その上方
が開口１６する貯溜タンク１２と、この開口１６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
記開口１６から供給される揮発燃料１４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３８を備え
る発熱ユニット２２と、から成る発熱装置１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４４、
４５が配置された混合室４９を設ける。

Description

【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
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。

【０００７】本発明の発熱装置は、前記乱流生成部材が
所定線数の金網であることが好ましい。このようにすれ
ば、金網が発熱ユニットと揮発燃料を貯溜する貯溜タン
ク開口との間に介在するようになるため、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
とを防止できるようになるばかりか、金網を用いること
で簡便な構造とともに安価にて前記一酸化炭素濃度の上
昇を抑えることができる。

【０００８】本発明の発熱装置は、同一線数の２枚の金
網を、一方を発熱ユニットの近傍に他方を発熱ユニット
の遠方に所定間隔にて互いの網目方向がほぼ同一となる
ように配置することにより、前記乱流生成部材が形成さ
れていることが好ましい。このようにすれば、金網を２
枚とすることでより高い混合効果を得られるばかりか、
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、前記
発熱ユニットと貯溜タンク開口との間に設けられた断熱
部材により形成されて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４
０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１
６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２
２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質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
に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。

【００３７】（ｂ）請求項２項の発明によれば、金網が
発熱ユニットと揮発燃料を貯溜する貯溜タンク開口との
間に介在するようになるため、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
きるようになるばかりか、金網を用いることで簡便な構
造とともに安価にて前記一酸化炭素濃度の上昇を抑える
ことができる。

【００３８】（ｃ）請求項３項の発明によれば、金網を
２枚とすることでより高い混合効果を得られるばかり
か、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】（ｄ）請求項４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

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２４Ｃ 5/02 Ｆ２４Ｃ 5/02 Ｇ 5/20 5/20 Ｂ (72)発明者 笹原 新太郎 石川県金沢市増泉５丁目10番48号 株式会 社石野製作所内 (72)発明者 竹島 寿 石川県金沢市増泉５丁目10番48号 株式会 社石野製作所内 Ｆターム(参考） 3K052 AA06 AB08 AB10 AB12 EA01 EB05 4G069 AA03 BA18 BC75B CD01 DA06 EA18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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たことを特徴とす
   る発熱装置。
2. 【請求項２】 前記乱流生成部材が所定線数の金網であ
   る請求項１に記載の発熱装置。
3. 【請求項３】 同一線数の２枚の金網を、一方を発熱ユ
   ニットの近傍に他方を発熱ユニットの遠方に所定間隔に
   て互いの網目方向がほぼ同一となるように配置すること
   により、前記乱流生成部材が形成されている請求項２に
   記載の発熱装置。
4. 【請求項４】 前記混合室が、前記発熱ユニットと貯溜
   タンク開口との間に設けられた断熱部材により形成され
   ている請求項１〜３のいずれかに記載の発熱装置。