JP2000266409A - コードレス熱送風器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 外部に炎が噴出することなく、オリフィスが
短時間で目詰まりするなどの問題がないコ−ドレス型の
熱送風器を提供する。 【解決手段】 ＬＰＧを注入する注入弁１４と、ＬＰＧ
の開閉と調節機構を兼用する火口弁１５を有するＬＰＧ
タンク１３、点火に利用する点火用圧電素子、燃焼に必
要な空気と大量の熱風の送風を兼用する送風機３、炎燃
焼室１１と燃焼触媒５を配置した触媒燃焼室７から構成
し、また燃焼室へ空気を導く燃焼空気口８を各適当数設
けた２重層円盤を有し、送風量が変化しても燃焼に必要
な空気量を一定に確保できるようにした構成であり、ま
た燃焼室の熱を検出するバイメタルスイッチ９の作動に
よりＯＮ／ＯＦＦする送風機によって、燃焼点を炎から
燃焼触媒へと自動的に移行させるようにした構成であ
り、そして電池６とＬＰＧタンク、及び送風機と超耐熱
ステンレスを担体とする燃焼触媒を一つの筐体に納め一
体化にした構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱源に液化石油ガ
ス（以下ＬＰＧと省略）を用い、これを燃焼触媒によっ
て燃焼させ、一次電池あるいは二次電池（以下単に電池
と称する）の電力を利用して送風力を得て成る携帯型の
コ−ドレス熱送風器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、整髪用のヘヤ−ドライヤ−、熱収
縮チュ−ブの収縮作業や乾燥、接着、溶解、ハンダ付け
等に使用されるヒ−トガンは熱風を利用する器具、工具
であるが、熱源に数百ワット以上の電熱を使用するた
め、大きな電力を必要とし、コ−ドレス化は出来なかっ
た。しかしこれらの器具は、使用状況や作業性から見れ
ば、コ−ドの無い方が作業や取り扱い勝手が良い。ま
た、電源の得られない屋外で使用することは出来なかっ
た。そこでＬＰＧを炎で燃焼させ、送風機の空気と混合
させるタイプの携帯用ヘヤ−ドライヤ−が一時市販され
たが、操作を誤ると出口から炎が吹きだし危険であっ
た。

【０００３】また、セラミック担体から成る燃焼触媒を
利用したヒ−トガンやホットエア−ガンも公知である
が、落下によるショックでセラミック担体の破損や重量
の増加、さらに温度を上昇させようとして過剰のＬＰＧ
燃焼をこれらの燃焼触媒で燃焼させると外部に炎が噴出
するなどの事故が多く起きて実用化されなかった。また
従来の燃焼触媒を用いたコ−ドレスのヒ−トガンやホッ
トエア−ガンは高圧のＬＰＧをオリフィス100ミリミク
ロン以下の口径から気化させたＬＰＧを噴出させ、エゼ
クタ−効果による減圧を利用して燃焼に必要な空気を吸
引する構造であったためにオリフィスが短時間で目詰ま
りする事故も多く、フイルタ−などを配置してもフィル
タ−の寿命に依存する結果となり、問題が発生してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し実用化させるため、長期の試験と研究を行っ
て各問題点を解決することができたもので、その課題は
外部に炎が噴出することなく、オリフィスが短時間で目
詰まりするなどの問題がないコ−ドレス型の熱送風器を
提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の方法手
段によって前記問題点を解決し、製品化することが出来
た。燃料としてのＬＰＧ気化ガス供給はオリフィスを使
用しないで目詰まりを起こさない大きな口径（内径１ｍ
ｍ以上であれば目詰まりしない）で空気との予混合室４
へ供給させるようにした。送風機３から送られる空気の
一部とＬＰＧを多段の金網１内部で、出来るだけ均一に
混合させるための予混合室４を配置し、燃焼触媒５が局
部過熱してメルトダウンすることを防止できるようにし
た。

【０００６】送風機３からの空気量が電池６の放電寿命
によって低下しても、燃焼に必要な空気量は必ず触媒燃
焼室７へ入るように計算された口径の燃焼空気口８があ
り、電池が新しい時に過剰の空気が入っても燃焼には影
響無いよう、薄いアルミ板に６個の穴を隙間をとって２
段に配置させた新規構造により問題を解決した。一般的
に燃焼触媒はコ−ヂェライト系のセラミックスを担体と
して使用、表面にガンマ−アルミナをコ−ティングして
から白金やパラジウムなどの貴金属触媒を担持させる、
この方法で作られた触媒はセラミックスの壁が１ｍｍ位
となり、ハニカム状に成型しても燃焼ガスが通過するた
めの空隙は１ｍｍ角位となり、小型の燃焼機器では空間
が不足し、気体通過の圧損が大きく、小型で高密度の燃
焼を起こさせるには無理があるので、超耐熱ステンレス
として肉厚0.5ｍｍのR20-5SR（川崎製鉄株式会社）を使
用して作った燃焼触媒はセラミックスと比較して空間が
約２倍となり、燃焼能力も２倍以上となり、本発明のコ
−ドレス熱送風器の実現を可能にした。

【０００７】また外部に炎が出ないようにする方法手段
としては、ＬＰＧの燃焼開始には圧電素子から発生する
高圧電気のスパ−ク（電気火花）による点火が簡単で安
価なため都合良いが、電気火花による点火は必ず炎が発
生するため、安全性と蓄熱効果、熱交換し易くするめに
は燃焼触媒による無炎にしなくてはならない。それで点
火の時には炎燃焼室１１に炎１２が発生しても良いが、
早めに炎を消して無炎で燃焼する燃焼触媒に切り替える
必要がある、最初の点火で燃焼触媒が１８０℃以上に加
熱されてれば自動的に触媒による燃焼は始まってるので
一度炎を消すために短時間ＬＰＧの供給を止めるか、送
風機からの送風を遮断すれば炎１２は消える。

【０００８】炎を手動操作で消すことは出来るが、本発
明ではバイメタル９を利用して炎１２が発生した部分の
温度上昇を検出、給電は遮断、送風機の電源を一時止め
て炎を消す方法を開発、送風が１０秒以内なら一時遮断
されても燃焼触媒５の温度が１８０℃以下にならないこ
とを発見、また、空気が一時遮断され、酸欠でも燃料ガ
スさえ供給されてれば燃焼触媒は熱風排気口１０から拡
散されてくる空気で部分燃焼することもわかった。この
方法によって炎１２は自動的に消され、燃焼は燃焼触媒
５のみに移行し、燃焼点は触媒燃焼室７内となり、炎燃
焼室１１の温度は急激に低下するためバイメタルは通電
され、再び送風機は作動する。このようにして炎が外部
に噴出することがない。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に使用されるＬＰＧとはブ
タンガスを主成分とする液化ガスで、携帯ガスコンロや
ガスライタ−、ガスハンダコテ、ガスト−チ等に使用さ
れる燃料である。

【００１０】本発明の実施例を図面を基に説明する。図
１は、本発明の一実施例の構成を示したもので、図
（ａ）は全体構成の縦断面図、図（ｂ）はｘーｙ方向の
横断面図、図（ｃ）はステンレス円筒ケース２の側面図
を示している。プラスチックケースでなるハンドル部２
２の底面に設けたＬＰＧを注入する注入弁１４と、ＬＰ
Ｇの開閉と調節機構を兼ねた火口弁１５を有するＬＰＧ
タンク１３、点火に利用される点火用圧電素子１８、ス
テンレス円筒ケース２内に設けた燃焼に必要とされる空
気と大量の熱風を送ることを兼ねた送風機３、燃焼室を
炎燃焼室１１と燃焼触媒５を配置した触媒燃焼室７より
構成している。

【００１１】先ず、ガス放出ツマミ１７を引き上げて右
にスライドして固定すると、火口弁１５が開き、気化し
たＬＰＧがノズル３５から出てＬＰＧ放出ノズル２５か
ら放出される。放出されるＬＰＧのガス量は、ガスコン
トロ−ルツマミ１６をスライドすることによって可変す
ることが出来る。火口弁１５とＬＰＧ注入弁１４はガス
ライタ−に使用されている公知のものを利用しており、
その機構や構造は省略する。火口弁１５のノズル３５が
上昇してＬＰＧが放出されるとき、ガス放出弁と連動す
る送風モ−タ−２３の給電スイッチ２１と接点３４が接
触して、電池６からの電力で送風機３が作動し送風を開
始する。ここで送風機３は送風モーター２３の回転軸に
軸支された送風用ファン２４よりなっている。次に、点
火用トリガ−ツマミ２０を引くことによって、点火用圧
電素子１８が高圧電気を発生し、絶縁碍子３３を経由し
て点火用スパ−クプラグ３２ヘ供給され、点火火花が発
生して空気と均一に混合されたＬＰＧが多孔燃焼板３０
上で炎になって燃焼する。

【００１２】送風機３から送られてくる空気の大部分は
アルミ製ヒ−トシンク３１を経由して熱風排気口１０へ
抜けるが、一部の空気はＬＰＧ放出ノズル２５の周囲に
設けられた燃焼空気口８から均一に入る。この燃焼空気
口８は二枚の薄いステンレス板でなる２重層円盤８Ａ、
８Ｂに口径１．２ｍｍの穴が均等に６個あけてあり、２
重層円盤８Ａ、８Ｂの間隔は１ｍｍにして穴の部分を重
ねると、電池の電圧変化で送風機からの空気量が変化し
ても燃焼に必要な空気量の変化はわずかで燃焼に差し支
えることは無い結果が得られる。

【００１３】その原理を図２を参照にして説明すると、
乾電池を使用してモ−タ−で送風機を運転させた場合、
乾電池の放電が進むにつれて電圧が降下するため、モ−
タ−の回転数が低下、送風機の送風量も除じょに低下す
るため、乾電池が新しい状態で燃焼に必要な空気量を設
定すると、経過時間と共に燃焼に必要な空気が不足する
ため、設計時には乾電池の終止電圧近くでの送風量で燃
焼が維持するよう設定してあるが、今度、乾電池が新し
いと空気が多すぎて点火が出来なくなるため、これを解
決するための本発明の方法として、図２に示す構成でも
って、燃焼に必要な空気量を一定に確保することができ
る。

【００１４】図（ｂ）（ｃ）は図（ａ）の部分拡大図を
示したもので、図（ｄ）はその表面図を示している。ま
ず図（ｂ）は風量が多い場合の状態を示したもので、こ
の状態では２重層円盤２Ａ、２Ｂ間の空気の内圧が上昇
し、乱流が起こるなどして圧損が発生して風量が低下す
る。次に図（ｃ）は風量が少ない場合の状態を示してお
り、この状態では２重層円盤２Ａ、２Ｂ間の空気の内圧
は上昇せず、乱流も少ないので、風量は低下しない。

【００１５】炎燃焼室１１の手前には空気とＬＰＧを均
一に混合するための予混合室４が設けられ、一次混合用
金網（ステンレスの２０メッシュ）２６、二次金網２７
（ステンレスの４０メッシュ）三次金網２８（２０メッ
シュ）を経由して予混合された混合ガスは、拡散室２９
から多孔燃焼板３０を介して噴出し、炎１２となって燃
焼する。多孔燃焼板３０はステンレスパンチング板にφ
１の多穴を設けたものや、線径φ０.５の４０メッシュ
耐熱ステンレス金網で実施できる。拡散室２９の外部に
は常時閉のバイメタルスイッチ９が設置されており、炎
燃焼が始まり温度が上昇するとバイメタルスイッチ９は
開となり、送風機３は通電を断たれて停止する。

【００１６】送風機３が停止して送風が数秒間止まる
と、燃焼に必要な空気が遮断されるので炎は消えるが、
このときすでに燃焼触媒５の温度は１８０℃以上となっ
ているため、すなわち触媒による燃焼が可能である温度
に到達しており、なおかつ触媒燃焼は空気が一時的に遮
断されても周囲や熱風排気口１０から侵入して来る空気
で短時間なら燃焼は維持され、燃焼が完全に停止するこ
とは無い。炎の消火によって炎燃焼室１１の温度は急激
に低下し、バイメタルスイッチ９は閉じるため、送風機
３は再び作動するが、その後炎の燃焼は起こらない。以
後、燃焼は炎を発生しない無炎の触媒燃焼のみで行わ
れ、燃焼触媒５から発生する高温の排気ガスと空気が送
風機３から送られ、アルミ製ヒ−トシンク３１によって
熱交換された多量の空気は熱風排気口１０で混合され、
ＬＰＧガス量や送風量のコントロールによって目的温度
の熱風を得ることが出来る。

【００１７】一般的に燃焼触媒５は高温で使用されるた
め担体となる素材は多孔コ−ヂェライト系、多孔アルミ
ナなどのセラミックスが使用されるがセラミックスは落
下などの衝撃で破壊されやすい。またガスなどの通過孔
をハニカム状に成型する場合、肉厚を薄くするには限界
があり、肉厚を１ｍｍ以下にすることは困難であるのみ
ならず、肉厚を１ｍｍ以下にすればますます機械的強度
が低下する。そして空隙を多くとれないため、気流の圧
損が大きく、燃焼能力が減少し、熱伝導率が悪い。本発
明では超耐熱ステンレスと言われる川崎製鉄株式会社製
のＲ２０−５ＳＲを用い、板厚０．０５ｍｍを担体とし
て表面を酸化した後、ガンマ−アルミナをコ−トしてか
ら白金系の触媒をコ−トしたものを波板状に成型加工
し、燃焼触媒５として使用した。

【００１８】同じ口径で燃焼触媒５を製造した場合、セ
ラミックス製では肉厚のため燃焼触媒５の燃焼反応空間
面積に限界があるが、超耐熱ステンレスの担体で作られ
た燃焼触媒５は肉厚が薄くセラミックス担体と比較して
約３倍の燃焼反応面積が得られる。また、超耐熱ステン
レスを利用した燃焼触媒５は金属製であるため、セラミ
ックスと比較して熱伝導が良く、アルミ製ヒ−トシンク
３１に熱を伝えるのに最適である。そして高密度でＬＰ
Ｇを燃焼させることを可能とし、小型化で高出力熱量の
確保、安全な無炎燃焼を可能にしている。またさらに衝
撃で破壊することも無いなどの利点も兼ねそなえてい
る。

【００１９】従ってコ−ドレス送風器は携帯を目的とす
るものであり、小型軽量、耐衝撃性が要求されるため、
セラミックスを利用するよりも、超耐熱ステンレス系を
担体とする燃焼触媒が最適であるという結論を本発明者
は得た。本発明は、ＬＰＧ燃料の量と送風機の送風量を
加減すれば熱風が１００℃位のヘヤ−ドライヤ−から数
百度（例えば３００〜５００℃）の産業用ヒ−トガンま
で応用することが可能である。尚、本発明を実施するに
おいて、実施例で示した筐体の形はガン形状のみに限ら
ず、他の形の筐体で実施しても勿論よい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、前述したような構成により、
送風量が変化しても燃焼に必要な空気量を一定に確保で
きるため、安定した温度の熱風を噴出できる。また燃焼
室の熱を検出するバイメタルスイッチの作動によって、
自動的に燃焼触媒に切り替えられるようになっているた
め、従来のように炎が外部に噴出する恐れがない。また
一つの筐体に納めたコードレス型であるため、携帯して
持ち運べ、電源のない場所でも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の一実施例の全体構成の縦断面図 （ｂ）ｘーｙ方向の横断面図 （ｃ）ステンレス円筒ケース２の側面図

【図２】（ａ）本発明の一部縦断面図 （ｂ）図（ａ）の一部拡大縦断面図 （ｃ）図（ａ）の一部拡大縦断面図 （ｄ）図（ｂ）（ｃ）の側面図

【符号の説明】

１ 金網 ２ ステンレス円筒ケース ３ 送風機 ４ 予混合室 ５ 燃焼触媒 ６ 電池 ７ 触媒燃焼室 ８ 燃焼空気口 ８Ａ ２重層円盤 ８Ｂ ２重層円盤 ９ バイメタルスイッチ １０ 熱風排気口 １１ 炎燃焼室 １２ 炎 １３ ＬＰＧタンク １４ 注入弁 １５ 火口弁 １６ ガスコントロールツマミ １７ ガス放出ツマミ １８ 点火用圧電素子 １９ ガスコントロール ２０ 点火用トリガーツマミ ２１ 給電スイッチ ２２ ハンドル部 ２３ 送風モータ ２４ 送風用ファン ２５ ＬＰＧ放出ノズル ２６ 一次混合用金網 ２７ 二次金網 ２８ 三次金網 ２９ 拡散室 ３０ 多孔燃焼板 ３１ アルミ製ヒートシンク ３２ 点火用スパークプラグ ３３ 絶縁硝子 ３４ 接点 ３５ ノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＰＧを注入する注入弁（１４）と、Ｌ
   ＰＧの開閉と調節機構を兼用する火口弁（１５）を有す
   るＬＰＧタンク（１３）、点火に利用する点火用圧電素
   子（１８）、燃焼に必要な空気と大量の熱風の送風を兼
   用する送風機（３）、炎燃焼室（１１）と燃焼触媒
   （５）を配置した触媒燃焼室（７）から構成するコード
   レス熱送風器。
2. 【請求項２】 燃焼室へ空気を導く燃焼空気口（８）
   （８）・・・（８）を各適当数設けた２重層円盤（８
   Ａ）（８Ｂ）を有し、送風量が変化しても燃焼に必要な
   空気量を一定に確保できるようにした請求項１項記載の
   コードレス熱送風器。
3. 【請求項３】 燃焼室の熱を検出するバイメタルスイッ
   チ（９）の作動によりＯＮ／ＯＦＦする送風機（３）に
   よって、燃焼点を炎から燃焼触媒へと自動的に移行させ
   るようにした請求項１又は２項記載のコードレス熱送風
   器。
4. 【請求項４】 電池（６）とＬＰＧタンク（１３）、及
   び送風機（３）と超耐熱ステンレスを担体とする燃焼触
   媒（５）を一つの筐体に納め一体構成にした請求項１、
   ２又は３項記載のコードレス熱送風器。