JP2001004109A - 触媒燃焼器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の構成の触媒燃焼器は、触媒燃焼への移
行を目で確認して、触媒燃焼に移行できなかったときに
は速やかにバルブを閉じなければならないという課題を
有している。 【解決手段】 安全装置を構成する熱電対２１を、熱電
対支持部材２５によって燃焼室１４に支持し、熱電対２
１と熱電対支持部材２５間を断熱材２６によって断熱し
て、この熱電対２１の熱起電力によって電磁弁１８を開
閉するようにして、安全な触媒燃焼器としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化石油ガスを燃
料として触媒燃焼によって暖房等の熱量を得る触媒焼器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来、触媒燃焼を応用してい
る暖房器の構成を示す断面図である。ケース体１の底部
に構成している燃料部９には、ガスボンベ３を装着して
いる。ガスボンベ３には、配管４と配管４に接続してい
るバルブ５と、バルブ５に接続している配管６を接続し
ている。ガスボンベ３から、配管６を経由して供給した
液化石油ガスは、途中で空気を巻き込んで可燃ガスとな
って、燃焼部７に供給される。燃焼部７には、通気性を
有する酸化用触媒８と、点火ヒータ１０を配置してい
る。また、燃焼部７の上部には水を収容している容器２
を設けている。

【０００３】以上の構成で、点火ヒータ１０を動作させ
ると、燃焼部７に供給されている可燃性ガスが着火し
て、酸化用触媒８上で触媒燃焼が開始されるものであ
る。この触媒燃焼によって発生する熱は容器２内の水に
伝導されて、容器２内の水は加熱される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成の触媒
燃焼器は、触媒燃焼への移行を目で確認して、触媒燃焼
に移行できなかったときには速やかにバルブを閉じなけ
ればならないという課題を有している。

【０００５】すなわち、触媒燃焼に移行しなかった状態
で、液化石油ガスの供給を継続すると、ガス臭がして周
囲が不快になったり、場合によっては危険な状態になる
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、安全装置を構
成する熱電対を、熱電対支持部材によって燃焼室に支持
し、熱電対と熱電対支持部材間を断熱材によって断熱し
て、この熱電対の熱起電力によって電磁弁を開閉するよ
うにして、安全な触媒燃焼器としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、安全
装置を構成する熱電対を、熱電対支持部材によって燃焼
室に支持し、熱電対と熱電対支持部材間を断熱材によっ
て断熱して、この熱電対の熱起電力によって電磁弁を開
閉するようにして、安全な触媒燃焼器としている。

【０００８】請求項２に記載した発明は、熱電対のリー
ド線を絶縁チューブによって覆って、他の構成物とリー
ド線とが接触して、発生する熱起電力が低下することが
なく、確実に電磁弁を動作させることができる触媒燃焼
器としている。

【０００９】請求項３に記載した発明は、熱電対は触媒
に接触させた構成として、触媒の温度変化を正確に把握
でき、確実に電磁弁を動作させることができる触媒燃焼
器としている。

【００１０】請求項４に記載した発明は、通気性を有し
ている触媒としているため、燃焼室の温度は着火時には
下方部が触媒燃焼時には上方が高くなって、熱電対は着
火時と触媒燃焼移行時に触媒の高温部の発熱で動作で
き、確実に電磁弁を動作させることができる触媒燃焼器
としている。

【００１１】請求項５に記載した発明は、熱電対は冷接
点を燃焼室の外部に配置するようにして、熱電対の温接
点と冷接点との温度差を常に大きくでき、確実に電磁弁
を動作させることができる触媒燃焼器としている。

【００１２】請求項６に記載した発明は、熱電対は冷接
点の周囲を断熱材で覆う構成として、熱電対の温接点と
冷接点との温度差を常に大きくでき、確実に電磁弁を動
作させることができる触媒燃焼器としている。

【００１３】請求項７に記載した発明は、熱電対は測温
部を触媒の側面から中心方向に挿入するようにして、測
温部が全周から触媒の発熱を受けて、確実に電磁弁を動
作させることができる触媒燃焼器としている。

【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は本実施例の触媒燃焼器の全体構成
を示す断面図である。本実施例の触媒燃焼器は、燃焼部
１１と、燃焼部１１に燃料である液化石油ガス（以下燃
料ガスと称する）を供給する液化石油ガス供給部と、安
全装置によって構成している。

【００１５】燃焼部１１は、触媒１３を設けている燃焼
室１１と、液化石油ガス供給部からガス管路１９から供
給される燃料ガスを吐出するガス吐出口２０と、供給さ
れた燃料ガスを着火する点火プラグ１５と、消炎用の消
炎ネット４２と、安全装置である熱電対２１を備えてい
る。

【００１６】液化石油ガス供給部は、液化石油ガスを内
蔵している燃料タンク１６と、燃料タンク１６と前記燃
焼部１１との間を接続している配管系統内に設けている
タンク開閉弁１７と、電磁弁１８と、点火装置３０とを
有している。

【００１７】また前記各部を収容している筐体３５の表
面には、タンク開閉弁１７を手動で操作するつまみ２８
と、点火ボタン２９とを備えている操作部１２を設けて
いる。

【００１８】前記熱電対２１は、図２に示しているよう
な構成となっている。図２は、熱電対２１の構成を示す
断面図である。熱電対２１は測温部２２を有しており、
測温部２２を構成する温接点２３は、燃焼部１１の触媒
１３に接して設けている。また、同じく冷接点２４は筐
体３５または筐体３５の外部に設けている。本実施例で
は、熱電対２１は筐体３５に、断熱材２６を介して、熱
電対支持部材２５によって固定、支持している。前記熱
電対支持部材２５、断熱材２６は、前記熱電対２１と共
に安全装置を構成している。

【００１９】また、前記電磁弁１８は、図３に示してい
る構成となっている。図３は、電磁弁１８の構成を示す
断面図である。電磁弁１８は、通気孔４７を介してタン
ク側燃料室５２と燃焼室側燃料室５３とが連通してい
る。タンク側燃料室５２には、熱電対２１の熱起電力に
よって動作するコイル５４と、磁性体５５を有している
弁閉鎖バネ５０と、弁４６と、軸４０を設けている。タ
ンク側燃料室５３には、点火ボタン位置制御バネ４９と
軸４１とを設けている。なお、２７は燃焼用触媒１３の
上部を覆う伝熱板で、熱伝導特性に優れたアルミ或いは
耐熱ガラス等を使用している。

【００２０】以下、本実施例の動作について説明する。
使用者が、ツマミ２８を操作して開閉弁１７を開くと、
燃料タンク１６から燃料ガスが気化して電磁弁１８のタ
ンク側燃料室５３に導かれる。このとき、電磁弁１８
は、弁閉鎖バネ４５の付勢力により弁４６は通気孔４７
を閉じている。このため燃焼室側燃料室５２には前記燃
料ガスは流れ込むことができない。つまり、燃焼部１１
を構成する燃焼室１４には燃料ガスが供給されないもの
である。使用者が、点火ボタン２９を押すと、軸４８に
設けているバネ５６と、点火ボタン位置制御バネ４９
と、弁閉鎖バネ５０の付勢力に打ち勝って、弁４６がコ
イル５４側に移動する。このため、通気孔４７が開い
て、燃焼室側燃料室４８に燃料ガスが気化した状態で流
入する。

【００２１】このとき、同時に操作片３７が点火装置３
０の点火機構４１を押している。点火機構４１が押され
ると、点火プラグ１５が燃焼室１４内で火花を発生させ
る。この火花によって、燃焼室１４に供給されている燃
料ガスが着火されて、燃焼用触媒１３の上部に炎が形成
される。この炎によって、燃焼室１４内に支持されてい
る熱電対２１は、測温部２２が温度上昇する。このた
め、熱電対２１は、この温度上昇に相当する熱起電力を
発生する。この熱起電力は、電磁弁１８を構成している
コイル５４に伝達されている。

【００２２】このため、コイル５４は磁界を発生し、磁
性体５５を備えている弁４６は、コイル５４に吸引され
る。つまり、燃焼室１４内に供給されている燃料ガスが
燃焼していると、電磁バルブ１８の通気孔４７が解放さ
れた状態を維持するものである。すなわち、使用者が点
火ボタン２９に力を加えることを停止しても、燃料ガス
は燃焼室１４に供給され続けるものである。逆に、燃焼
室１４に燃料ガスの供給が不十分である等の理由によっ
て、燃焼室１４内に炎が形成されないときは、前記熱電
対２１による熱起電力の発生はないもの、または非常に
小さいものである。このため、使用者が点火ボタン２９
に力を加えることを停止すると、電磁弁１８には弁閉鎖
バネ５０の付勢力が作用するものである。つまり、弁閉
鎖バネ５０の付勢力によって弁４６が移動して通気孔３
１を閉じるものである。このため、燃焼室１４には燃料
ガスが供給されなくなるものである。

【００２３】燃焼室１４に炎が形成されて、触媒１３の
温度が２００℃程度以上に達すると、触媒１３は触媒燃
焼を開始する。２００℃は、触媒１３が触媒燃焼を開始
する温度である。触媒燃焼が開始されると、炎は消え
る。このときの燃焼室１４の温度変化は、図４に示して
いるとおりである。図４は、本実施例の燃焼室１４の温
度変化を示す特性図である。すなわち、燃焼室１４の温
度は、炎が形成された時にピークを示し、触媒燃焼に移
行し始めると一旦温度は低下し、触媒燃焼の進行によっ
て温度は再び上昇して、熱収支が安定した時点で飽和す
るものである。熱電対２１が発生する熱起電力は、図２
に示している測温部２２の検知する温度に比例する。ま
た、電磁弁１８を構成するコイル５４が発生する磁界の
大きさも、前記熱起電力に比例するものである。つまり
熱電対２１が発生する熱起電力は、燃焼室１４に炎が形
成されて、触媒１３が触媒燃焼を開始した時点で最小と
なるものである。

【００２４】この最小の熱起電力で、確実にコイル５４
が磁性体５５を有している弁４６を吸引するために、本
実施例では、図２に示しているように、断熱材２６を使
用して熱電対２１と熱電対支持部材２３との熱的な接触
を断っているものである。つまり、熱容量の大きい筐体
３５に熱電対２１が発生する熱起電力を奪われないよう
にしているものである。断熱材２６には、特に材質的な
制限はないが、本実施例ではスチロール樹脂を使用して
いる。このため、本実施例によれば、燃焼室１４内で点
火が行われなかったとき、または、一旦点火された燃料
ガスが消火したとき、或いは、何かの原因によって燃焼
室１４内の温度が低くなったときには、熱電対２１によ
って電磁弁１８を作動して、ガスタンク１６から燃料ガ
スの供給を停止するものである。すなわち、安全な触媒
燃焼器を実現するものである。

【００２５】以上のように本実施例によれば、燃焼室１
４と、燃焼室１４に配設した触媒１３と、燃焼室１４に
ガスを供給するガス管路１９と、ガス管路１９を開く電
磁弁１８と、前記電磁弁１８を開閉する安全装置とを備
え、前記安全装置は熱電対２１と熱電対２１を燃焼室１
４に支持する熱電対支持部材２５と、熱電対２１と熱電
対支持部材２５間を断熱する断熱材２６とによって構成
して、熱電対２１の熱起電力によって電磁弁１８を開閉
し、安全な触媒燃焼器を実現するものである。

【００２６】（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５は本実施例の構成を示す断面図
である。本実施例では、熱電対２１が有しているリード
線６０に、絶縁チューブ６１を設けている。絶縁チュー
ブ６１の材質については特に制限はないが、本実施例で
は耐熱ビニル樹脂を使用している。

【００２７】熱電対２１のリード線６０を絶縁チュ−ブ
６１によって絶縁しているため、本実施例では、熱電対
２１から電磁弁１８に至る配線経路で他の構成物と接触
することはないものである。つまり本実施例では、熱電
対２１のリード線６０が配線経路の途中で別の構成物に
接触することによって、熱電対２１が発生する熱起電力
が低下することを防止できるものである。すなわち、確
実に電磁弁１８を動作させることができる触媒燃焼器を
実現するものである。

【００２８】（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６は本実施例の構成を示す断面図
である。本実施例では、熱電対２１は熱電対支持部材２
５によって、測温部２２が燃焼室内の触媒１３に接触す
るように支持固定されているものである。

【００２９】このため、本実施例によれば測温部２２が
触媒１３の温度変化を直接受けることができるものであ
る。つまり、測温部２２が触媒１３と離れているとき
は、測温部２２が検知する温度は、触媒１３の温度変化
に対してある程度の時間遅れを有して追従し、また検知
する最小温度は触媒１３の温度よりも低くなる傾向を有
しているものである。この点本実施例によれば、測温部
２２が触媒１３と接触しており、触媒１３の温度変化を
直接受ける構成となっているため、正確な動作が期待で
き、確実に電磁弁１８を動作させることができる触媒燃
焼器を実現するものである。

【００３０】（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、触媒１３として、ハニカム構造
のものを使用しており通気性を有している。また、ガス
管路１９の先端のガス吐出口２０を触媒１３の上方に配
置し、点火プラグ１５を触媒１３の下方に配置してい
る。

【００３１】以上の構成で、ガス吐出口２０から燃料ガ
スを供給すると、触媒１３が通気性を有しているため、
燃料ガスは触媒１３の下方にも充満する。この状態で点
火プラグ１５から火花を発生させて、燃料ガスに点火す
ると、触媒１３の下部に炎が形成される。このときの燃
焼室１４の温度は、触媒１３の下方部が触媒１３の上方
ぶよりも高いものである。触媒１３の温度が２００℃程
度以上に達すると、炎は消えて、触媒１３の温度の高い
部位から順に触媒燃焼に移行する。つまり、触媒１３の
下方が触媒１３の上方より先に触媒燃焼に移行する。こ
の触媒燃焼の熱によって触媒１３の温度は再び上昇に転
じる。完全に触媒燃焼に移行した後は、ガス吐出口２０
に近い場所の方が反応が活発に起こるため、温度は触媒
１３の上方部の方が触媒１３の下方部に比べて高くな
る。

【００３２】熱電対２１の熱起電力は、熱電対２１の測
温部２２が検知する温度に比例するものであり、電磁弁
１８のコイル５４が発生する磁界の強さは、熱電対２１
の測温部２２が検知する温度に比例する。つまり、炎が
形成されてから後の、燃焼室１４内の触媒１３の雰囲気
が最低温度時に熱電対２１の熱起電力が最小になり、コ
イル５４が発生する磁界の強さも最小になる。

【００３３】本実施例では、触媒１３の下方に当接して
熱電対２１を配置しているため、少なくとも触媒燃焼に
完全に移行するまでの間は、触媒１３の温度の最高値を
示す場所の熱エネルギーを受けているものである。この
ため、熱電対２１が発生する熱起電力は、着火時にも、
触媒燃焼時にも共に安定しており、電磁弁１８を十分動
作させることができるものである。

【００３４】（実施例５）続いて本発明の第５の実施例
について説明する。図７は本実施例の構成を示す断面図
である。本実施例では、熱電対２１の温接点２３は触媒
１３の近傍に、また熱電対２１の冷接点２４は筐体３５
の外部に配置している。なお冷接点２４の配置位置を燃
焼室１４の外部としても、ほぼ同様の効果を有するもの
である。

【００３５】熱電対２１が発生する熱起電力は、温接点
２３が検知する温度と冷接点２４が検知する温度との温
度差に比例しているものである。前記しているように、
本実施例では、冷接点２４の配置位置を燃焼室１４の外
部、あるいは筐体３５の外部としているものである。こ
のため、冷接点２４の温度は、触媒燃焼による影響を受
けることが少なく安定しているものである。このため、
前記温度差は大きくなって、熱電対２１が発生する熱起
電力を常に大きくとることができるものである。従って
本実施例によれば、確実に電磁弁１８を動作させること
ができる触媒燃焼器を実現するものである。

【００３６】（実施例６）次に本発明の第６の実施例に
ついて説明する。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、熱電対２１の冷接点２４の周囲を
断熱材６５で覆っているものである。断熱材６５は本実
施例ではスチロール樹脂を使用しているが、特に材質に
ついての制限はないものである。

【００３７】冷接点２４の周囲に断熱材６５を設けてい
るため、冷接点２４は周囲温度の影響を受けることが少
ないものである。つまり、燃焼室１４で燃焼が行われて
周囲温度が上昇したり、あるいは気温が上昇したりして
も冷接点２４は比較的一定温度を保っているものであ
る。このため、実施例５と同様に、熱電対２１が発生す
る熱起電力を常に大きくとることができるものである。
従って本実施例によっても、確実に電磁弁１８を動作さ
せることができる触媒燃焼器を実現するものである。

【００３８】（実施例７）続いて本発明の第７の実施例
について説明する。図９は本実施例の構成を示す断面図
である。本実施例では、熱電対２１は測温部２２の温接
点２３を触媒１３の側面から中心方向に挿入するように
している。従って、熱電対２１の温接点２３は触媒１３
に囲まれる形になって、全周から触媒１３の熱を受ける
ものである。このため、熱電対２１は短時間で温度上昇
して、電磁弁１８を確実に動作させることができるもの
である。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に記載した発明は、燃焼室と、
燃焼室に配設した触媒と、燃焼室にガスを供給するガス
管路と、ガス管路を開く電磁弁と、前記電磁弁を開閉す
る安全装置とを備え、前記安全装置は熱電対と熱電対を
燃焼室に支持する熱電対支持部材と、熱電対と熱電対支
持部材間を断熱する断熱材とによって構成して、熱電対
の熱起電力によって電磁弁を開閉するようにして、安全
な触媒燃焼器を実現するものである。

【００４０】請求項２に記載した発明は、熱電対は、リ
ード線を絶縁チューブによって覆った構成として、他の
構成物とリード線とが接触して、発生する熱起電力が低
下することがなく、確実に電磁弁を動作させることがで
きる触媒燃焼器を実現するものである。

【００４１】請求項３に記載した発明は、熱電対は触媒
に接触させた構成として、触媒の温度変化を正確に把握
でき、確実に電磁弁を動作させることができる触媒燃焼
器を実現するものである。

【００４２】請求項４に記載した発明は、触媒は通気性
を有している構成として、確実に電磁弁を動作させるこ
とができる触媒燃焼器を実現するものである。

【００４３】請求項５に記載した発明は、熱電対は冷接
点を燃焼室の外部に配置した構成として、熱電対の温接
点と冷接点との温度差を常に大きくでき、確実に電磁弁
を動作させることができる触媒燃焼器を実現するもので
ある。

【００４４】請求項６に記載した発明は、熱電対は冷接
点の周囲を断熱材で覆った構成として、熱電対の温接点
と冷接点との温度差を常に大きくでき、確実に電磁弁を
動作させることができる触媒燃焼器を実現するものであ
る。

【００４５】請求項７に記載した発明は、熱電対は測温
部を触媒の側面から中心方向に挿入する構成として、測
温部が全周から触媒の発熱を受けて、確実に電磁弁を動
作させることができる触媒燃焼器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器の構成
を示す断面図

【図２】同、熱電対の取り付け構造を説明する断面図

【図３】同、電磁弁の構成を示す断面図

【図４】同、燃焼室の温度の変化を示す特性図

【図５】本発明の第２の実施例である触媒燃焼器の熱電
対のリード線を示す説明図

【図６】本発明の第３の実施例である触媒燃焼器の熱電
対の位置を説明する断面図

【図７】本発明の第４の実施例である触媒燃焼器の燃焼
室の構成を示す断面図

【図８】本発明の第５の実施例である触媒燃焼器の熱電
対の冷接点の位置を説明する断面図

【図９】本発明の第６の実施例である触媒燃焼器の熱電
対の位置を説明する断面図

【図１０】従来例である触媒燃焼器の構成を示す断面図

【符号の説明】

１１ 燃焼部 １３ 触媒 １４ 燃焼室 １５ 点火プラグ １６ 燃料タンク １８ 電磁弁 １９ ガス管路 ２０ ガス吐出口 ２１ 熱電対 ２２ 測温部 ２３ 熱電対温接点 ２４ 熱電対冷接点 ２５ 熱電対支持部材 ２６ 断熱材 ６０ リード線 ６１ 絶縁チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 俊成 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 SA06 SB01 SB09 SC03 SC08 3K017 BA01 BB08 BC10 BE12 BF01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室と、燃焼室に配設した触媒と、燃
   焼室にガスを供給するガス管路と、ガス管路を開く電磁
   弁と、前記電磁弁を開閉する安全装置とを備え、前記安
   全装置は熱電対と熱電対を燃焼室に支持する熱電対支持
   部材と、熱電対と熱電対支持部材間を断熱する断熱材と
   によって構成した触媒燃焼器。
2. 【請求項２】 熱電対は、リード線を絶縁チューブによ
   って覆った請求項１に記載した触媒燃焼器。
3. 【請求項３】 熱電対は触媒に接触させた請求項１また
   は２に記載した触媒燃焼器。
4. 【請求項４】 触媒は通気性を有している請求項１から
   ３のいずれか１項に記載した触媒燃焼器。
5. 【請求項５】 熱電対は冷接点を燃焼室の外部に配置し
   た請求項１から４のいずれか１項に記載した触媒燃焼
   器。
6. 【請求項６】 熱電対は冷接点の周囲を断熱材で覆った
   請求項５に記載した触媒燃焼器。
7. 【請求項７】 熱電対は測温部を触媒の側面から中心方
   向に挿入する請求項１から６のいずれか１項に記載した
   触媒燃焼器。