JP2572055B2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、着火時の炎燃焼から触媒燃焼への移行を自
動的に行なうことにより、着火操作を容易にした触媒燃
焼装置に関する。

（従来技術） プロパン、ブタン等液化石油ガス等の燃料を触媒の表
面で燃焼させ熱源とすることは従来より知られている。
これは触媒燃焼と呼ばれ、この燃焼を開始するには、燃
料が触媒表面で酸化反応しうる温度以上に上昇させるこ
とが必要であり、その手段として、燃料ガスに着火し、
炎燃焼を行なわせて触媒を加熱した後、炎を消して触媒
燃焼へ移行させる方式がよく用いられる。

この炎燃焼から触媒燃焼へ移行させる手法として、ガ
スと空気の混合部において炎燃焼時の空気吸込口と触媒
燃焼へ移行する際の空気吸込口の開閉面積を変化させ、
燃焼バランスを失わせて炎を消すようにしたものが、例
えば特開昭59−15713号公報に開示されている。

上記公報に示された装置によれば、第15図、第16図に
示すように液化ガスタンク51の上部にバルブ装置52およ
びノズル部材53を設け、前記ノズル部材53の側面に空気
孔54と過剰空気孔55を設け、過剰空気孔５には開閉部材
56を設け、点火時には操作子57をスライドすることによ
って、開閉部材56が過剰空気孔55を閉じ、液化ガスの一
次的燃焼によって炎を生じさせ燃焼部材58を加熱する。

この加熱状態を短時間保った後、操作子57を途中まで
戻すと開閉部材56が押し戻され、過剰空気孔55を開き、
これにより燃焼バランスを失わせて炎を消すという手法
が開示されている。

この手法では、ユーザーは操作子57を一度最大限摺動
させ、炎で数秒間加熱している間、操作子57を保持しな
ければならず、操作としては煩わしく手間がかかり、ま
た、加熱時間が短ければ触媒燃焼を開始するだけの温度
が得られない等の問題点があった。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、点火
時の炎燃焼から触媒燃焼へ移行するための炎の消火を自
動的に行なわせ、着火の失敗をなくした触媒燃焼装置を
提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、燃料ガスを収容するガスタンクと、前記ガ
スタンクからのガスの出口に位置するノズルと、ガスと
空気を混合させる混合部と、その混合気体に点火する着
火部と、混合気体を触媒燃焼させる燃焼部を備え、混合
部には空気取入孔を設けるとともに、前記空気取入孔の
開口面積を温度により可変する手段を設け、前記可変手
段により着火後の炎燃焼から触媒燃焼へ移行せしめるよ
うにした触媒燃焼装置にある。

（実施例） 第１図〜第４図により本発明の第１実施例を説明す
る。

触媒燃焼装置本体１のハウジングは耐熱性の成形品に
より構成され、本体１の内部には、燃焼ガスを収容する
ガスタンク２と、このタンク２からのガスの出口に位置
するノズル３と、ガスと空気を混合させる混合部４と、
混合気体を燃焼させる燃焼部５が設けられている。

ガスタンク２は、プロパン、ブタンなどの液化石油ガ
スを貯蔵する容器で、本体１に固定して、あるいは着脱
自在に設けられている。ノズル３は、ガスタンク２内の
ガスが気化装置（図示せず）により気化されて出たもの
を混合部４へ適正な速度で噴射させるととに、ガスタン
ク２から出没自在にあることでガスの流れのON−OFF弁
の役目を果たしている。

混合部４はガスをその時の必要な濃度にするよう空気
を取り込む部分で、空気孔６が設けられたガス導管７と
混合調整部材８とバネ９からなり、混合調整部材８の燃
焼部５側の端には感熱部材10の一端が接している。この
感熱部材10は燃焼熱を受け易いように燃焼部５の燃焼室
12の内部に位置し、その他端はガス導管７の先端部近傍
に取付けられている。この感熱部材10は、後述するごと
く、燃焼を着火後の炎燃焼から触媒燃焼へ移行させるた
め、空気取入孔の開口面積を温度に応じて可変する手段
をなすもので、バイメタル、形状記憶合金等で構成され
ている。

混合調整部材８はガス導管７の外周面に嵌合された筒
壁体状のもので、図の横方向にスライド可能で、調整空
気孔11を備え、スライドすることでガス導管７の空気孔
６と重複する面積が変わり、空気の取入孔の面積が変化
することによってガスのインジェクター効果による空気
の取入量が変化する。

燃焼部５は触媒13と触媒カバー14とネット状の触媒保
持具15と燃焼時の熱から本体１を保護する囲い枠16から
構成されている。また、本体１の側部にはスライドスイ
ッチ17が設けられ、スイッチレバー18と連動し、スライ
ドスイッチ17がスライド操作されると、スイッチレバー
18を介してノズル３がガスタンク２から出没され、弁の
開閉がなされる。ここに、第１図は弁を閉じた状態、第
２図は弁を開いた状態を示す。さらに、燃焼部５内には
ガス導管７の先端のガス噴射口22に近接して混合気体に
点火する着火部としての電極19,20が設けられ、この電
極19,20は圧電装置21に接続されていて、スライドスイ
ッチ17がスライド操作されると、圧電装置21が作動して
電極19,20間に火花が飛ぶようになっている。また、前
記触媒13は、ハニカムや発泡体のような多孔質性のセラ
ミックを材料とし、白金、パラジウム等を担持したもの
で構成されている。

次に上記構成の動作を説明する。第１図は動作してい
ない状態、第２図は点火時の炎燃焼状態、第３図は通常
動作時の触媒燃焼状態をそれぞれ示す。第１図の状態か
らスライドスイッチ17を矢印方向へスライドさせると、
スイッチレバー18がノズル３を押し上げ、ガスが流れ始
めるとともに、圧電装置21の頭を押すことによって圧電
装置21内で圧電素子を打撃し、圧電気を発生して、＋電
極19と−電極20との間に火花放電を発生する。

ノズル３の出口で絞られ充分な速度をもったガスがガ
ス導管７内に導かれ、ガス導管７の空気孔６と混合調整
部材８の調整空気孔11の重なりによりできた孔ａ（第４
図の斜線部）より、炎燃焼に適する空気量を取り入れ
（ブタンガスの場合、燃焼範囲1.8〜8.5％ガス濃度）、
ガス導管７の噴射口22より混合気となって噴射される。
ここで火花により点火され炎となる（第２図の状態）。

炎により触媒13が加熱され触媒燃焼開始に充分な温度
になると、燃焼室12の温度も上がり、感熱部材10に伝え
られる。感熱部材10はバイメタル、形状記憶合金等で構
成されているので、温度上昇に伴って伸びる。触媒燃焼
が開始できる温度になると、感熱部材10の伸びる力がバ
ネ９に勝り混合調整部材８を左へスライドさせる。する
と、空気孔６と調整空気孔11の重複によってできる空気
取入孔の開口面積が広がり、より多くの空気を取り込み
燃焼バランスが失われて炎が吹き消される（第３図の状
態）。

以後は触媒燃焼を継続している間、燃焼室12内の熱に
より、感熱部材10は伸びた状態に維持され、触媒燃焼に
適するガス濃度で維持される。

なお、ガスをストップし、触媒13が冷却された後は感
熱部材10とバネ９の作用により第１図の状態に戻され
る。

以上のような構成にすれば、使用者はスイッチ17をス
ライドさせるだけで、自動的に点火から触媒燃焼に移行
し安全で確実な動作を得ることができる。なお、このよ
うにして得られた燃焼熱は直接金属パイプ等に輻射して
使用してもよいし、後方から送風し空気を暖めて温風器
として使用してもよい。

第５図，第６図により本発明の第２実施例を説明す
る。第５図は点火していない状態、第６図は通常の触媒
燃焼状態をそれぞれ示す。

この実施例では、ガス導管７に２個の空気孔6a,6bを
設け、前記実施例の混合調整部材８を用いることなく、
壁状体の感熱部材23を、ガス導管７の外周に接する状態
にて、感熱部材23の一端部がガス導管７の先端部に固定
され、他端部が一方の空気孔6bの上に位置するように配
設している。そして、点火していない状態では、感熱部
材23が一方の空気孔6bを閉じ、感熱部材23がこの状態に
おいて、ガスがノズル３から噴射されると、開いている
他方の空気孔6aからのみ空気が引き込まれ、炎燃焼に適
する混合比率となる。

炎が点火され、触媒13の温度が上昇すると、感熱部材
23が熱を受けて変形して曲がり、ガス導管７の塞がれて
いた方の空気孔6bを開状態にする。これにより、両方の
空気孔6a,6bから空気を引き込むので燃焼バランスがく
ずれ炎が消させる。その後、触媒燃焼状態に移行する。

第７図〜第９図により本発明の第３実施例を説明す
る。第７図は点火していない状態、第８図は通常の触媒
燃焼状態、第９図（ａ）（ｂ）はガス導管７と感熱部材
24の断面であって、（ａ）は点火していない状態、
（ｂ）は通常の燃焼状態をそれぞれ示す。

本実施例では、ガス導管７の周囲に巻状の壁体でなる
感熱部材24を設けてており、点火していない状態では、
第７図，第９図（ａ）に示すように感熱部材24がガス導
管７に巻きつき、非常に狭い隙間からの空気取り込みに
なり、点火後は、第８図，第９図（ｂ）に示すように感
熱部材24の巻径が大きくなり、空気孔６より充分空気が
取り込まれる。

第10図，第11図により本発明の第４実施例を説明す
る。第10図は点火していない状態、第11図は通常の燃焼
状態を示す。

本実施例では点火していない状態で壁体状の感熱部材
25a,25bがガス導管７の空気孔６を約半分閉じ、通常燃
焼時は燃焼熱により感熱部材25a,25bが外側へ曲がり空
気孔６を完全に開くようになっている。

第12図〜第14図により本発明の第５実施例を説明す
る。第12図は点火していない状態、第13図は通常の燃焼
状態、第14図はガス導管７と調整管26の組立状態をそれ
ぞれ示す。

本実施例は、ガス導管７の先端部に調整管26を嵌め込
み、この調整管26と触媒カバー14との間に感熱部材28を
設けたものである。

そして、点火していない状態では、調整管26はバネ27
の作用により最も左端に寄り、空気取り込みは空気孔６
からのみ可能である。

燃焼を開始すると、感熱部材28が伸び調整管26がスラ
イドし、空気孔６の他に新たに空気取り入れ用の隙間29
（第２の開口部）を生じる。これにより、空気取入孔の
面積が増加し、充分空気を取り込むことができ、これに
より、炎が自動的に消火し触媒燃焼に移行する。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、空気取入孔の開口面積
を温度により可変する手段を設けて、これにより着火後
の炎燃焼から触媒燃焼へ移行せしめるようにしたもので
あるので、使用者はスイッチを一度操作するだけで、燃
焼を着火から触媒燃焼へ自動的に移行させることがで
き、操作性が向上し、また燃焼部の温度によって炎を消
すようにしているため、触媒燃焼するまで温度が上昇し
ていないのに炎を消してしまうことがなく、着火ミスを
発生することがなくなるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の触媒燃焼装置の第１実施例における着
火していない状態の断面図、第２図は着火状態の断面
図、第３図は通常の触媒燃焼状態の断面図、第４図は空
気取入孔部分の拡大図、第５図は第２実施例における点
火していない状態の断面図、第６図は通常の触媒燃焼状
態の断面図、第７図は第３実施例における点火していな
い状態の断面図、第８図は通常の触媒燃焼状態の断面
図、第９図（ａ）（ｂ）はそれぞれ第７図のＡ−Ａ′線
および第８図のＢ−Ｂ′線による断面図、第10図は第４
実施例における点火していない状態の断面図、第11図は
通常の触媒燃焼状態の断面図、第12図は第５実施例にお
ける点火していない状態の断面図、第13図は通常の触媒
燃焼状態の断面図、第14図は空気取入孔部分の分解斜視
図、第15図は従来の触媒燃焼装置の断面図、第16図は同
従来装置の部分拡大断面図である。 １……本体、２……ガスタンク、３……ノズル、４……
混合部、５……燃焼部、6,6a,6b……空気孔（空気取入
孔）、７……ガス導管、８……混合調整部材（壁体）、
10,23,24,25a,25b,28……感熱部材（可変手段）、11…
…調整空気孔、13……触媒、19,20……電極（着火
部）、26……調整管（壁体）、29……隙間（第２の開口
部）。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料ガスを収容するガスタンクと、前記ガ
   スタンクからのガスの出口に位置するノズルと、ガスと
   空気を混合させる混合部と、その混合気体に点火する着
   火部と、混合気体を触媒燃焼させる燃焼部を備え、混合
   部には空気取入孔を設けるとともに、前記空気取入孔の
   開口面積を温度により可変する手段を設け、前記可変手
   段により着火後の炎燃焼から触媒燃焼へ移行せしめるこ
   とを特徴とした触媒燃焼装置。
2. 【請求項２】可変手段が感熱素子により構成されたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼装
   置。
3. 【請求項３】感熱素子が触媒燃焼の熱を受け易い位置に
   設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の触媒燃焼装置。
4. 【請求項４】空気取入孔が開閉することにより面積を可
   変する第２の開口部を備えたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の触媒燃焼装置。
5. 【請求項５】混合部を形成する壁体が移動して空気取入
   孔の開口面積を可変することを特徴とした特許請求の範
   囲第１項記載の触媒燃焼装置。
6. 【請求項６】可変手段がバイメタルにより構成されたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼装
   置。
7. 【請求項７】可変手段が形状記憶合金により構成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼
   装置。