JP2000356308A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

触媒燃焼装置

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JP2000356308A JP11164881A JP16488199A JP2000356308A JP 2000356308 A JP2000356308 A JP 2000356308A JP 11164881 A JP11164881 A JP 11164881A JP 16488199 A JP16488199 A JP 16488199A JP 2000356308 A JP2000356308 A JP 2000356308A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 混合部18と着火部19の境界に触媒ネ
ット25aで構成した炎口25を設け、触媒ネット25
a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。

Description

【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2
1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2
7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2
9aには、炎口25と同じ数、同じ大きさの可変穴29
cを設けている。また温度検知手段30は、ケース30
a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2
9c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2
5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
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) F23L 1/00 F23L 1/00 B F23N 3/04 F23N 3/04 5/00 5/00 T (72)発明者 中島 信市 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 北野 智章 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3K003 EA01 FA01 FB03 FB04 FC01 GA03 GA04 HA03 JA01 KA04 KA07 KB02 KB03 LA01 LA05 MA01 NA01 3K017 BA03 BA10 BB07 BB09 BC03 BD01 BE04 3K023 BA05 BA13 BA15 3K065 TA11 TA12 TA15 TB08 TB11 TC05 TD05 TE01 TK04 TN01 4G069 AA03 BA17 BB02A BB02B BC75A BC75B CD01 EA12 EE08 EE10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003524140A (ja) * 2000-02-24 2003-08-12 スウェップ インターナショナル アクティエボラーグ 流体の触媒処理装置
CN106642646A (zh) * 2015-10-29 2017-05-10 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 燃气热水器及其控制方法

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