JP3700352B2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化燃料ガスを触媒燃焼させて、その熱を利用する携帯に便利な触媒燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の触媒燃焼装置は図１０に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図に示すように、触媒２５は熱伝導性の良好な材料で形成したケース２６の内面に固定している。ケース２６に設けた排気孔２７と触媒２５との間のケース２６の内面にセラミックなどの電気絶縁体２８を設け、この電気絶縁体２８には着火時に火花を飛ばして触媒２５に着火する放電電極２９を設けて触媒燃焼部３０を構成している。
【０００４】
感温フェライト３１は、磁気的特性が急激に変化するキューリ点を持ち、リング状に形成して外殻３２に固定している。磁石３３は、外殻３２の内面に所定の隙間３４を介して感温フェライト３１に対向して設け、感温フェライト３１を吸引するもので、感温フェライト３１と反対側の面に弁部材３５を固定している。ばね３６は磁石３３を感温フェライト３１より離反する方向に付勢している。
【０００５】
弁体３７は、弁部材３５に対向して弁ポート３８を設けて弁３９を形成するとともに、弁ポート３８と反対側の位置に気化燃料ガスを触媒２５に向けて噴出するノズル４０を設けている。
【０００６】
感温フェライト３１、外殻３２、磁石３３、弁部材３５、ばね３６、弁体３７等で触媒燃焼部３０の燃焼温度を制御する温度制御部４１を構成し、外殻３２をケース２６の一端の内面に圧入固定している。４２は燃料ガス供給口である。また、触媒２５とノズル４０との間には空気を取り入れる孔４３を設けている。
【０００７】
上記構成において動作を説明すると、燃料ガス供給口４２より燃料ガスを供給すると、燃料ガスは感温フェライト３１の中央部を通り、感温フェライト３１と磁石３３の隙間から、磁石３３と外殻３２との隙間３４を通過して、弁ポート３８に至りノズル４０より吹き出す。この時、燃料ガスの流速により孔４３から空気が引きこまれて燃料ガスと空気の混合気となり触媒２５に供給される。
【０００８】
そして、放電電極２９より火花を飛ばすことにより、触媒２５の放電電極２９側に火炎を生じる。生じた火炎により触媒２５は加熱され、やがて触媒反応を開始する。このように触媒燃焼に移行すると、火炎は排気ガスにより自然に消滅し、その後は触媒反応によりケース２６が加熱され、その熱は外殻３２も加熱する。
【０００９】
外殻３２が加熱されることによって、外殻３２に固定された感温フェライト３１を加熱し、感温フェライト３１の温度が組成によって決まるキューリ点に達すると、磁石３３は感温フェライト３１に吸着できなくなり、ばね３６により感温フェライト３１から離され、弁部材３５が弁体３７側へ移動して弁ポート３８を塞ぐ。
【００１０】
これにより燃料ガスは触媒２５に供給されなくなり、温度が低下する。感温フェライト３１の温度が低下すると、磁石３３は再び感温フェライト３１を吸着し弁ポート３８を開き燃料ガスを供給する。燃料ガスが供給されると、再び触媒反応を開始する。この作用を繰り返すことで、ケース２６の温度を一定に保つことができる。
【００１１】
また、このような携帯用の暖房機として、石油系燃料をエネルギー源とした懐炉などが広く普及している。しかし懐炉では、局部を暖房するだけで人体の広い範囲を暖房することはできない。
【００１２】
また、バッテリーを備え電気抵抗体を内部に分布させた暖房服やマット等が考えられているが、現状のバッテリーでは、重さ当たりのエネルギー密度が低く、十分な時間、十分な熱を暖房服やマットに供給できないものである。また十分な時間、十分な熱を供給しようとすると、バッテリーが大型で著しく重いものとなり携帯に適さなくなってしまう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成では、温度制御レベルは、始動時に燃料ガスへの着火が確実に行われたか否かが不明であり、もし周囲の気温や気圧の関係で着火に失敗しても使用者にはわからず、そのまま燃料ガスを放出してしまうという問題を有している。
【００１４】
また、一旦着火した場合でも、空気の混合量や何らかの原因で触媒燃焼に移行できなかった場合も同様に燃料ガスを無駄に放出してしまう。
【００１５】
さらに、着火部の操作は、使用者に任されているもので、着火不良や触媒燃焼移行不良の場合、使用者が着火不良を認識し、再度着火動作を行なう必要があり、これらの動作不良に気がつかなければ正常な動作を行なうことができず、不便なものであった。
【００１６】
そして、このような携帯用の触媒燃焼装置の電源には電池等の小型バッテリーが便利であり、機器の使用可能時間を長くするために機器の無駄な消費電力を抑える必要があるという課題も有していた。
【００１７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、着火や触媒燃焼への移行ができなかった場合に、これを検出して燃料ガスを無駄に放出してしまうのを防止することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、燃焼部への燃料ガスの供給を燃料調節部により制御し、この燃料調節部の開状態継続時間を第１の計時部で計時し、燃焼部で燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させ、燃焼部の温度を温度検知部により検知して制御部に入力し、燃料調節部と燃料調節部からの燃料ガスに着火する着火部を制御するよう構成し、第１の計時部は、触媒燃焼への移行による温度検知部の温度上昇により燃料調節部を閉じるたびにリセットされるとともに、制御部は、第１の計時部が所定時間以上計時した場合に燃料調節部を閉じるように構成したものである。
【００１９】
これにより、着火や触媒燃焼への移行が確実に行われていない場合には、制御部により燃料調節部を閉じることで、無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、燃焼用触媒を有し燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させる燃焼部と、この燃焼部の温度を検知する温度検知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を調節する燃料調節部と、この燃料調節部の開状態継続時間を計時する第１の計時部と、前記燃料調節部から出力され前記燃焼部に供給される燃料ガスに着火する着火部と、前記温度検知部からの入力により前記燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記第１の計時部は、触媒燃焼への移行による前記温度検知部の温度上昇により前記燃料調節部を閉じるたびにリセットされるとともに、前記制御部は、前記第１の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成したものであり、燃料調節部を介して燃料ガスを流し続けているにも関わらず、温度検知部の温度が上昇しないため燃料調節部を制御することなく燃料ガスを所定時間以上流し続けている場合は、着火や触媒燃焼への移行が確実に行われていない場合であり、この場合には、制御部により燃料調節部を閉じることで、無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成したものであり、火炎燃焼から触媒燃焼への移行が確実に行われなかった場合は、第２の計時部が所定の時間を計時している間に、温度検知部の温度が所定の温度まで上昇しないので、触媒燃焼移行不良と判断し、制御部により燃料調節部を閉じるので、触媒燃焼移行不良の場合にも無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の発明において、温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に再度着火部を動作させるように構成したものであり、火炎燃焼から触媒燃焼への移行が確実に行われなかった場合は、第２の計時部が所定の時間を計時している間に、温度検知部の温度が所定の温度まで上昇しないので触媒移行不良と判断し、制御部が自動的に再着火動作を行うので、確実な着火と触媒燃焼を行うことができるとともに、使い勝手を向上させることができる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項１に記載の発明において、機器本体に電源を供給してからの動作時間を計時する第３の計時部と、温度検知部からの入力により燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第３の計時部が所定時間以上計時した場合に機器の動作を停止するように構成したものであり、燃料ガスがなくなったり、万一電源を切り忘れた場合など、機器の無駄な消費電力を抑え、小型バッテリーでも長時間使用可能にできるとともに、機器を小型化することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（実施例１）
図１および図２に示すように、加熱ユニット１は、燃料ユニット２より送られてくる燃料ガスと空気の混合ガスを酸化反応させて熱を発生させる燃焼部３と、この燃焼部３の温度を検知する温度検知部４と、燃料ユニット２からの燃料ガスに着火する着火部５とで構成している。燃料ユニット２は、燃料ガスを貯える燃料タンク６と、燃焼部３への燃料ガスの供給を制御する燃料調節部７と、電源スイッチ８とで構成している。
【００２６】
燃焼部３は、燃料ユニット２より送られてくる燃料ガスと空気の混合ガスを酸化反応させて熱を発生させる。着火部５は高電圧放電あるいはヒータ等を用いて構成し、燃料調節部７からの燃料ガスに着火する。燃料調節部７は電磁弁等で構成し、燃料タンク６からの燃料ガスを燃焼部３へ供給したり、あるいは遮断する。
【００２７】
電源ユニット９は、温度検知部４の出力信号を入力し、燃料調節部７と着火部５を制御する制御部１０と、燃料調節部７の開状態継続時間をカウントする第１の計時部１１と、電源部１２とで構成している。電源部１２は、電池などを用い、制御部１０、第１の計時部１１、着火部５、燃料調節部７などを動作させる。
【００２８】
加熱シート１３は、加熱ユニット１に取り付け、加熱ユニット１によって加熱されて被加熱物を加熱するもので、熱伝導性のよい金属箔や金属メッシュ、熱伝導繊維などの熱伝導性材料により構成している。加熱ユニット１には、空気を取り入れる吸気パイプ１４と排気ガスを放出する排気パイプ１５とを連結し、吸排気部１６を通して吸排気するように構成している。
【００２９】
上記構成において図３を参照しながら動作を説明すると、電源スイッチ８をオンすると、燃料調節部７を構成する電磁弁が開いて、燃料タンク６からの燃料ガスを燃焼部３へ供給する。これと同時に、制御部１０は着火部５を制御して所定時間動作させ、着火部５で発生した高電圧は放電電極１７でアーク放電し、燃料ガスに着火する。着火部５は燃料ガスに着火させて火炎が発生すると、動作は不要となる。発生した火炎は触媒１８を加熱し、触媒燃焼に移行する。触媒燃焼に移行すると、着火部５に流入するガスは排気ガスとなり、火炎は消える。
【００３０】
そして、温度検知部４で燃焼部３の温度を検知し、その検知出力を制御部１０へ入力する。制御部１０は燃焼部３が所定の温度になるように、温度検知部４からの信号を監視しながら燃料調節部７を開動／閉動させ、加熱シート１３を介して被加熱物を加熱する。
【００３１】
また、第１の計時部１１は燃料調節部７が開いている状態の時に計時を行い、燃料調節部７が閉じるたびにリセットする。そして、第１の計時部１１が所定時間以上計時した場合、すなわち燃料調節部７が所定時間以上開いている状態が継続している場合は、制御部１０により燃料調節部７を閉じる。
【００３２】
このように本実施例によれば、正しく着火ができていれば温度検知部４の温度が上昇するので、制御部１０が燃料調節部７を閉じ、閉じられた状態が続くと温度検知部４の温度が低下してきて再度燃料調節部７を開く。この動作が繰り返される限りは第１の計時部１１は常にリセットされ、第１の計時部１１が所定時間以上計時することはない。
【００３３】
しかし、周囲の気温や気圧等の影響等の原因で正常に着火しなかった場合は、温度検知部４の温度が上昇しないので、制御部１０は燃料調節部７をいつまでも開いた状態にして燃料ガスを送り続けようとする。しかし、第１の計時部１１が所定時間以上を計時するので、燃料調節部７を閉じて無駄な燃料ガスが放出するのを防止することができる。
【００３４】
なお、第１の計時部が計時する所定時間を、正常な使用で起こりうる燃料調節部７の開状態継続時間の長さよりも長く設定する必要があるのは言うまでもない。
【００３５】
（実施例２）
図４に示すように、制御部１９は、温度検知部４からの入力により燃料調節部７と着火部を制御する。移行判定部２０は、温度検知部４からの入力により燃焼部３の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する。第２の計時部２１は、ここのの移行判定部２０が制御中の動作時間を計時するものである。制御部１９は、第２の計時部２１が所定時間以上計時した場合に、燃料調節部７を閉じるように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００３６】
上記構成において図５を参照しながら動作を説明すると、電源スイッチ８をオンすると、燃料調節部７が開いて、燃料ガスを燃焼部３へ供給する。これと同時に、制御部１９は着火部５を制御して所定時間動作させ、燃料ガスに着火する。発生した火炎が触媒１８を加熱し、触媒燃焼に移行する。触媒燃焼に移行すると、着火部５に流入するガスは排気ガスとなり、火炎は消える。
【００３７】
このとき、温度検知部４の温度変化は、着火と同時に常温から火炎により温度が急激に上昇し、火炎が消えるとともに温度が低下していき、さらに触媒燃焼に移行したことにより緩やかに上昇する。この温度変化を移行判定部２０に入力して触媒燃焼への移行を判定するとともに、移行判定部２０が触媒燃焼への移行と判定するまでの時間を第２の計時部２１により計時する。そして、第２の検知部２１が所定時間以上を計時した場合は、制御部１９により燃料調節部７を閉じる。
【００３８】
このように本実施例によれば、機器の動作環境や故障が原因で着火した火炎が触媒に移行しなかった場合においても、移行判定部２０により触媒燃焼への移行をいつまでも検知できず、第２の計時部２１が所定時間以上を計時したとき、制御部１９により燃料調節部７を閉じるので、無駄な燃料ガスが放出してしまうのを防止することができる。
【００３９】
（実施例３）
図６に示すように、制御部２２は、通常は温度検知部４の出力信号を入力し燃料調節部７と着火部５を制御し、第２の計時部２１が所定時間以上を計時した場合は、再度着火動作を行うように構成している。他の構成は上記実施例２と同じである。
【００４０】
上記構成において図７を参照しながら動作を説明すると、着火から触媒燃焼移行までの温度変化を温度検知部４からの信号により移行判定部２０が検知し、その時間を第２の計時部２１が計時する。そして、この第２の計時部２１が所定時間以上を計時した場合は、制御部２２は、第２の計時部２１をリセットして再度着火動作から開始する。
【００４１】
このように本実施例によれば、機器の動作環境や故障が原因で着火した火炎が触媒に移行しなかった場合においても、移行判定部２０により触媒燃焼への移行をいつまでも判定できず、第２の計時部２１が所定時間以上を計時すると、制御部２２は、再度着火動作からスタートするので、確実な着火と触媒燃焼を行うことができるとともに使い勝手を向上することができる。
【００４２】
なお、第２の計時部２１により計時する所定時間は、正常な使用で起こりうる触媒燃焼への移行までの時間よりも長い時間に設定する必要があるのは言うまでもない。
【００４３】
（実施例４）
図８に示すように、第３の計時部２３は、機器本体に電源を供給してからの動作時間を計時する。制御部２４は、通常は温度検知部４の出力信号を入力して燃料調節部７と着火部５を制御し、第３の計時部２３が所定時間以上を計時した場合は、機器の動作を停止させるように構成している。他の構成は上記実施例３と同じである。
【００４４】
上記構成において図９を参照しながら動作を説明すると、電源スイッチ８をオンすると、第３の計時部２３が計時を開始するとともに、燃料調節部７が開いて燃料ガスを燃焼し、制御部２４は着火部５を制御して着火を行い、さらに着火した火炎により触媒１８を加熱し、触媒燃焼に移行する。
【００４５】
その後、制御部２４は燃焼部３が所定の温度になるように、温度検知部４からの信号を監視しながら燃料調節部７を開動／閉動させ、加熱シート１３を介して被加熱物を加熱する。そして、第３の計時部２３が所定時間以上を計時すると、機器の動作を停止させる。
【００４６】
このように本実施例によれば、燃料ガスがなくなったり万一電源を切り忘れた場合など、機器の無駄な消費電力を抑え、小型バッテリーでも長時間使用可能にできるとともに機器を小型化することができる。
【００４７】
また、この所定時間を使用者が任意に設定できるようにすれば、使い勝手を向上させることができる。
【００４８】
なお、上記各実施例では、各計時部や各制御部や各判断部を用いているが、これらをマイクロコンピュータ等を用いて１チップ化すればさらに機器を小型化でき、処理が簡単になるのはいうまでもない。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、燃焼用触媒を有し燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させる燃焼部と、この燃焼部の温度を検知する温度検知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を調節する燃料調節部と、この燃料調節部の開状態継続時間を計時する第１の計時部と、前記燃料調節部から出力され前記燃焼部に供給される燃料ガスに着火する着火部と、前記温度検知部からの入力により前記燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記第１の計時部は、触媒燃焼への移行による前記温度検知部の温度上昇により前記燃料調節部を閉じるたびにリセットされるとともに、前記制御部は、前記第１の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成したから、着火や触媒燃焼への移行が確実に行われていない場合には、制御部により燃料調節部を閉じることで、無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００５０】
また、請求項２に記載の発明によれば、温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成したから、火炎燃焼から触媒燃焼への移行が確実に行われなかった場合は、第２の計時部が所定の時間を計時している間に、温度検知部の温度が所定の温度まで上昇しないので、触媒燃焼移行不良と判断し、制御部により燃料調節部を閉じるので、触媒燃焼移行不良の場合にも無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００５１】
また、請求項３に記載の発明によれば、温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に再度着火部を動作させるように構成したから、火炎燃焼から触媒燃焼への移行が確実に行われなかった場合は、第２の計時部が所定の時間を計時している間に、温度検知部の温度が所定の温度まで上昇しないので触媒移行不良と判断し、制御部が自動的に再着火動作を行うので、確実な着火と触媒燃焼を行うことができるとともに、使い勝手を向上させることができる。
【００５２】
また、請求項４記載の発明によれば、機器本体に電源を供給してからの動作時間を計時する第３の計時部と、温度検知部からの入力により燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第３の計時部が所定時間以上計時した場合に機器の動作を停止するように構成したから、燃料ガスがなくなったり、万一電源を切り忘れた場合など、機器の無駄な消費電力を抑え、小型バッテリーでも長時間使用可能にできるとともに、機器を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例の触媒燃焼装置のブロック図
【図２】 同触媒燃焼装置の斜視図
【図３】 同触媒燃焼装置のフローチャート
【図４】 本発明の第２の実施例の触媒燃焼装置のブロック図
【図５】 同触媒燃焼装置のフローチャート
【図６】 本発明の第３の実施例の触媒燃焼装置のブロック図
【図７】 同触媒燃焼装置のフローチャート
【図８】 本発明の第４の実施例の触媒燃焼装置のブロック図
【図９】 同触媒燃焼装置のフローチャート
【図１０】 従来の触媒燃焼装置の断面図
【符号の説明】
３ 燃焼部
４ 温度検知部
５ 着火部
７ 燃料調節部
１０ 制御部
１１ 第１の計時部
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化燃料ガスを触媒燃焼させて、その熱を利用する携帯に便利な触媒燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の触媒燃焼装置は図１０に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図に示すように、触媒２５は熱伝導性の良好な材料で形成したケース２６の内面に固定している。ケース２６に設けた排気孔２７と触媒２５との間のケース２６の内面にセラミックなどの電気絶縁体２８を設け、この電気絶縁体２８には着火時に火花を飛ばして触媒２５に着火する放電電極２９を設けて触媒燃焼部３０を構成している。
【０００４】
感温フェライト３１は、磁気的特性が急激に変化するキューリ点を持ち、リング状に形成して外殻３２に固定している。磁石３３は、外殻３２の内面に所定の隙間３４を介して感温フェライト３１に対向して設け、感温フェライト３１を吸引するもので、感温フェライト３１と反対側の面に弁部材３５を固定している。ばね３６は磁石３３を感温フェライト３１より離反する方向に付勢している。
【０００５】
弁体３７は、弁部材３５に対向して弁ポート３８を設けて弁３９を形成するとともに、弁ポート３８と反対側の位置に気化燃料ガスを触媒２５に向けて噴出するノズル４０を設けている。
【０００６】
感温フェライト３１、外殻３２、磁石３３、弁部材３５、ばね３６、弁体３７等で触媒燃焼部３０の燃焼温度を制御する温度制御部４１を構成し、外殻３２をケース２６の一端の内面に圧入固定している。４２は燃料ガス供給口である。また、触媒２５とノズル４０との間には空気を取り入れる孔４３を設けている。
【０００７】
上記構成において動作を説明すると、燃料ガス供給口４２より燃料ガスを供給すると、燃料ガスは感温フェライト３１の中央部を通り、感温フェライト３１と磁石３３の隙間から、磁石３３と外殻３２との隙間３４を通過して、弁ポート３８に至りノズル４０より吹き出す。この時、燃料ガスの流速により孔４３から空気が引きこまれて燃料ガスと空気の混合気となり触媒２５に供給される。
【０００８】
そして、放電電極２９より火花を飛ばすことにより、触媒２５の放電電極２９側に火炎を生じる。生じた火炎により触媒２５は加熱され、やがて触媒反応を開始する。このように触媒燃焼に移行すると、火炎は排気ガスにより自然に消滅し、その後は触媒反応によりケース２６が加熱され、その熱は外殻３２も加熱する。
【０００９】
外殻３２が加熱されることによって、外殻３２に固定された感温フェライト３１を加熱し、感温フェライト３１の温度が組成によって決まるキューリ点に達すると、磁石３３は感温フェライト３１に吸着できなくなり、ばね３６により感温フェライト３１から離され、弁部材３５が弁体３７側へ移動して弁ポート３８を塞ぐ。
【００１０】
これにより燃料ガスは触媒２５に供給されなくなり、温度が低下する。感温フェライト３１の温度が低下すると、磁石３３は再び感温フェライト３１を吸着し弁ポート３８を開き燃料ガスを供給する。燃料ガスが供給されると、再び触媒反応を開始する。この作用を繰り返すことで、ケース２６の温度を一定に保つことができる。
【００１１】
また、このような携帯用の暖房機として、石油系燃料をエネルギー源とした懐炉などが広く普及している。しかし懐炉では、局部を暖房するだけで人体の広い範囲を暖房することはできない。
【００１２】
また、バッテリーを備え電気抵抗体を内部に分布させた暖房服やマット等が考えられているが、現状のバッテリーでは、重さ当たりのエネルギー密度が低く、十分な時間、十分な熱を暖房服やマットに供給できないものである。また十分な時間、十分な熱を供給しようとすると、バッテリーが大型で著しく重いものとなり携帯に適さなくなってしまう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構成では、温度制御レベルは、始動時に燃料ガスへの着火が確実に行われたか否かが不明であり、もし周囲の気温や気圧の関係で着火に失敗しても使用者にはわからず、そのまま燃料ガスを放出してしまうという問題を有している。
【００１４】
また、一旦着火した場合でも、空気の混合量や何らかの原因で触媒燃焼に移行できなかった場合も同様に燃料ガスを無駄に放出してしまう。
【００１５】
さらに、着火部の操作は、使用者に任されているもので、着火不良や触媒燃焼移行不良の場合、使用者が着火不良を認識し、再度着火動作を行なう必要があり、これらの動作不良に気がつかなければ正常な動作を行なうことができず、不便なものであった。
【００１６】
そして、このような携帯用の触媒燃焼装置の電源には電池等の小型バッテリーが便利であり、機器の使用可能時間を長くするために機器の無駄な消費電力を抑える必要があるという課題も有していた。
【００１７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、着火や触媒燃焼への移行ができなかった場合に、これを検出して燃料ガスを無駄に放出してしまうのを防止することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、燃焼部への燃料ガスの供給を燃料調節部により制御し、この燃料調節部の開状態継続時間を第１の計時部で計時し、燃焼部で燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させ、燃焼部の温度を温度検知部により検知して制御部に入力し、燃料調節部と燃料調節部からの燃料ガスに着火する着火部を制御するよう構成し、第１の計時部は、触媒燃焼への移行による温度検知部の温度上昇により燃料調節部を閉じるたびにリセットされるとともに、制御部は、第１の計時部が所定時間以上計時した場合に燃料調節部を閉じるように構成したものである。
【００１９】
これにより、着火や触媒燃焼への移行が確実に行われていない場合には、制御部により燃料調節部を閉じることで、無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、燃焼用触媒を有し燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させる燃焼部と、この燃焼部の温度を検知する温度検知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を調節する燃料調節部と、この燃料調節部の開状態継続時間を計時する第１の計時部と、前記燃料調節部から出力され前記燃焼部に供給される燃料ガスに着火する着火部と、前記温度検知部からの入力により前記燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記第１の計時部は、触媒燃焼への移行による前記温度検知部の温度上昇により前記燃料調節部を閉じるたびにリセットされるとともに、前記制御部は、前記第１の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成したものであり、燃料調節部を介して燃料ガスを流し続けているにも関わらず、温度検知部の温度が上昇しないため燃料調節部を制御することなく燃料ガスを所定時間以上流し続けている場合は、着火や触媒燃焼への移行が確実に行われていない場合であり、この場合には、制御部により燃料調節部を閉じることで、無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成したものであり、火炎燃焼から触媒燃焼への移行が確実に行われなかった場合は、第２の計時部が所定の時間を計時している間に、温度検知部の温度が所定の温度まで上昇しないので、触媒燃焼移行不良と判断し、制御部により燃料調節部を閉じるので、触媒燃焼移行不良の場合にも無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の発明において、温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に再度着火部を動作させるように構成したものであり、火炎燃焼から触媒燃焼への移行が確実に行われなかった場合は、第２の計時部が所定の時間を計時している間に、温度検知部の温度が所定の温度まで上昇しないので触媒移行不良と判断し、制御部が自動的に再着火動作を行うので、確実な着火と触媒燃焼を行うことができるとともに、使い勝手を向上させることができる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項１に記載の発明において、機器本体に電源を供給してからの動作時間を計時する第３の計時部と、温度検知部からの入力により燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第３の計時部が所定時間以上計時した場合に機器の動作を停止するように構成したものであり、燃料ガスがなくなったり、万一電源を切り忘れた場合など、機器の無駄な消費電力を抑え、小型バッテリーでも長時間使用可能にできるとともに、機器を小型化することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（実施例１）
図１および図２に示すように、加熱ユニット１は、燃料ユニット２より送られてくる燃料ガスと空気の混合ガスを酸化反応させて熱を発生させる燃焼部３と、この燃焼部３の温度を検知する温度検知部４と、燃料ユニット２からの燃料ガスに着火する着火部５とで構成している。燃料ユニット２は、燃料ガスを貯える燃料タンク６と、燃焼部３への燃料ガスの供給を制御する燃料調節部７と、電源スイッチ８とで構成している。
【００２６】
燃焼部３は、燃料ユニット２より送られてくる燃料ガスと空気の混合ガスを酸化反応させて熱を発生させる。着火部５は高電圧放電あるいはヒータ等を用いて構成し、燃料調節部７からの燃料ガスに着火する。燃料調節部７は電磁弁等で構成し、燃料タンク６からの燃料ガスを燃焼部３へ供給したり、あるいは遮断する。
【００２７】
電源ユニット９は、温度検知部４の出力信号を入力し、燃料調節部７と着火部５を制御する制御部１０と、燃料調節部７の開状態継続時間をカウントする第１の計時部１１と、電源部１２とで構成している。電源部１２は、電池などを用い、制御部１０、第１の計時部１１、着火部５、燃料調節部７などを動作させる。
【００２８】
加熱シート１３は、加熱ユニット１に取り付け、加熱ユニット１によって加熱されて被加熱物を加熱するもので、熱伝導性のよい金属箔や金属メッシュ、熱伝導繊維などの熱伝導性材料により構成している。加熱ユニット１には、空気を取り入れる吸気パイプ１４と排気ガスを放出する排気パイプ１５とを連結し、吸排気部１６を通して吸排気するように構成している。
【００２９】
上記構成において図３を参照しながら動作を説明すると、電源スイッチ８をオンすると、燃料調節部７を構成する電磁弁が開いて、燃料タンク６からの燃料ガスを燃焼部３へ供給する。これと同時に、制御部１０は着火部５を制御して所定時間動作させ、着火部５で発生した高電圧は放電電極１７でアーク放電し、燃料ガスに着火する。着火部５は燃料ガスに着火させて火炎が発生すると、動作は不要となる。発生した火炎は触媒１８を加熱し、触媒燃焼に移行する。触媒燃焼に移行すると、着火部５に流入するガスは排気ガスとなり、火炎は消える。
【００３０】
そして、温度検知部４で燃焼部３の温度を検知し、その検知出力を制御部１０へ入力する。制御部１０は燃焼部３が所定の温度になるように、温度検知部４からの信号を監視しながら燃料調節部７を開動／閉動させ、加熱シート１３を介して被加熱物を加熱する。
【００３１】
また、第１の計時部１１は燃料調節部７が開いている状態の時に計時を行い、燃料調節部７が閉じるたびにリセットする。そして、第１の計時部１１が所定時間以上計時した場合、すなわち燃料調節部７が所定時間以上開いている状態が継続している場合は、制御部１０により燃料調節部７を閉じる。
【００３２】
このように本実施例によれば、正しく着火ができていれば温度検知部４の温度が上昇するので、制御部１０が燃料調節部７を閉じ、閉じられた状態が続くと温度検知部４の温度が低下してきて再度燃料調節部７を開く。この動作が繰り返される限りは第１の計時部１１は常にリセットされ、第１の計時部１１が所定時間以上計時することはない。
【００３３】
しかし、周囲の気温や気圧等の影響等の原因で正常に着火しなかった場合は、温度検知部４の温度が上昇しないので、制御部１０は燃料調節部７をいつまでも開いた状態にして燃料ガスを送り続けようとする。しかし、第１の計時部１１が所定時間以上を計時するので、燃料調節部７を閉じて無駄な燃料ガスが放出するのを防止することができる。
【００３４】
なお、第１の計時部が計時する所定時間を、正常な使用で起こりうる燃料調節部７の開状態継続時間の長さよりも長く設定する必要があるのは言うまでもない。
【００３５】
（実施例２）
図４に示すように、制御部１９は、温度検知部４からの入力により燃料調節部７と着火部を制御する。移行判定部２０は、温度検知部４からの入力により燃焼部３の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する。第２の計時部２１は、ここのの移行判定部２０が制御中の動作時間を計時するものである。制御部１９は、第２の計時部２１が所定時間以上計時した場合に、燃料調節部７を閉じるように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００３６】
上記構成において図５を参照しながら動作を説明すると、電源スイッチ８をオンすると、燃料調節部７が開いて、燃料ガスを燃焼部３へ供給する。これと同時に、制御部１９は着火部５を制御して所定時間動作させ、燃料ガスに着火する。発生した火炎が触媒１８を加熱し、触媒燃焼に移行する。触媒燃焼に移行すると、着火部５に流入するガスは排気ガスとなり、火炎は消える。
【００３７】
このとき、温度検知部４の温度変化は、着火と同時に常温から火炎により温度が急激に上昇し、火炎が消えるとともに温度が低下していき、さらに触媒燃焼に移行したことにより緩やかに上昇する。この温度変化を移行判定部２０に入力して触媒燃焼への移行を判定するとともに、移行判定部２０が触媒燃焼への移行と判定するまでの時間を第２の計時部２１により計時する。そして、第２の検知部２１が所定時間以上を計時した場合は、制御部１９により燃料調節部７を閉じる。
【００３８】
このように本実施例によれば、機器の動作環境や故障が原因で着火した火炎が触媒に移行しなかった場合においても、移行判定部２０により触媒燃焼への移行をいつまでも検知できず、第２の計時部２１が所定時間以上を計時したとき、制御部１９により燃料調節部７を閉じるので、無駄な燃料ガスが放出してしまうのを防止することができる。
【００３９】
（実施例３）
図６に示すように、制御部２２は、通常は温度検知部４の出力信号を入力し燃料調節部７と着火部５を制御し、第２の計時部２１が所定時間以上を計時した場合は、再度着火動作を行うように構成している。他の構成は上記実施例２と同じである。
【００４０】
上記構成において図７を参照しながら動作を説明すると、着火から触媒燃焼移行までの温度変化を温度検知部４からの信号により移行判定部２０が検知し、その時間を第２の計時部２１が計時する。そして、この第２の計時部２１が所定時間以上を計時した場合は、制御部２２は、第２の計時部２１をリセットして再度着火動作から開始する。
【００４１】
このように本実施例によれば、機器の動作環境や故障が原因で着火した火炎が触媒に移行しなかった場合においても、移行判定部２０により触媒燃焼への移行をいつまでも判定できず、第２の計時部２１が所定時間以上を計時すると、制御部２２は、再度着火動作からスタートするので、確実な着火と触媒燃焼を行うことができるとともに使い勝手を向上することができる。
【００４２】
なお、第２の計時部２１により計時する所定時間は、正常な使用で起こりうる触媒燃焼への移行までの時間よりも長い時間に設定する必要があるのは言うまでもない。
【００４３】
（実施例４）
図８に示すように、第３の計時部２３は、機器本体に電源を供給してからの動作時間を計時する。制御部２４は、通常は温度検知部４の出力信号を入力して燃料調節部７と着火部５を制御し、第３の計時部２３が所定時間以上を計時した場合は、機器の動作を停止させるように構成している。他の構成は上記実施例３と同じである。
【００４４】
上記構成において図９を参照しながら動作を説明すると、電源スイッチ８をオンすると、第３の計時部２３が計時を開始するとともに、燃料調節部７が開いて燃料ガスを燃焼し、制御部２４は着火部５を制御して着火を行い、さらに着火した火炎により触媒１８を加熱し、触媒燃焼に移行する。
【００４５】
その後、制御部２４は燃焼部３が所定の温度になるように、温度検知部４からの信号を監視しながら燃料調節部７を開動／閉動させ、加熱シート１３を介して被加熱物を加熱する。そして、第３の計時部２３が所定時間以上を計時すると、機器の動作を停止させる。
【００４６】
このように本実施例によれば、燃料ガスがなくなったり万一電源を切り忘れた場合など、機器の無駄な消費電力を抑え、小型バッテリーでも長時間使用可能にできるとともに機器を小型化することができる。
【００４７】
また、この所定時間を使用者が任意に設定できるようにすれば、使い勝手を向上させることができる。
【００４８】
なお、上記各実施例では、各計時部や各制御部や各判断部を用いているが、これらをマイクロコンピュータ等を用いて１チップ化すればさらに機器を小型化でき、処理が簡単になるのはいうまでもない。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、燃焼用触媒を有し燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させる燃焼部と、この燃焼部の温度を検知する温度検知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を調節する燃料調節部と、この燃料調節部の開状態継続時間を計時する第１の計時部と、前記燃料調節部から出力され前記燃焼部に供給される燃料ガスに着火する着火部と、前記温度検知部からの入力により前記燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記第１の計時部は、触媒燃焼への移行による前記温度検知部の温度上昇により前記燃料調節部を閉じるたびにリセットされるとともに、前記制御部は、前記第１の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成したから、着火や触媒燃焼への移行が確実に行われていない場合には、制御部により燃料調節部を閉じることで、無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００５０】
また、請求項２に記載の発明によれば、温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成したから、火炎燃焼から触媒燃焼への移行が確実に行われなかった場合は、第２の計時部が所定の時間を計時している間に、温度検知部の温度が所定の温度まで上昇しないので、触媒燃焼移行不良と判断し、制御部により燃料調節部を閉じるので、触媒燃焼移行不良の場合にも無駄な燃料ガスを放出するのを防止することができる。
【００５１】
また、請求項３に記載の発明によれば、温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に再度着火部を動作させるように構成したから、火炎燃焼から触媒燃焼への移行が確実に行われなかった場合は、第２の計時部が所定の時間を計時している間に、温度検知部の温度が所定の温度まで上昇しないので触媒移行不良と判断し、制御部が自動的に再着火動作を行うので、確実な着火と触媒燃焼を行うことができるとともに、使い勝手を向上させることができる。
【００５２】
また、請求項４記載の発明によれば、機器本体に電源を供給してからの動作時間を計時する第３の計時部と、温度検知部からの入力により燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第３の計時部が所定時間以上計時した場合に機器の動作を停止するように構成したから、燃料ガスがなくなったり、万一電源を切り忘れた場合など、機器の無駄な消費電力を抑え、小型バッテリーでも長時間使用可能にできるとともに、機器を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例の触媒燃焼装置のブロック図
【図２】 同触媒燃焼装置の斜視図
【図３】 同触媒燃焼装置のフローチャート
【図４】 本発明の第２の実施例の触媒燃焼装置のブロック図
【図５】 同触媒燃焼装置のフローチャート
【図６】 本発明の第３の実施例の触媒燃焼装置のブロック図
【図７】 同触媒燃焼装置のフローチャート
【図８】 本発明の第４の実施例の触媒燃焼装置のブロック図
【図９】 同触媒燃焼装置のフローチャート
【図１０】 従来の触媒燃焼装置の断面図
【符号の説明】
３ 燃焼部
４ 温度検知部
５ 着火部
７ 燃料調節部
１０ 制御部
１１ 第１の計時部
Claims (4)
- 燃焼用触媒を有し燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させる燃焼部と、この燃焼部の温度を検知する温度検知部と、前記燃焼部への燃料ガスの供給を調節する燃料調節部と、この燃料調節部の開状態継続時間を計時する第１の計時部と、前記燃料調節部から出力され前記燃焼部に供給される燃料ガスに着火する着火部と、前記温度検知部からの入力により前記燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記第１の計時部は、触媒燃焼への移行による前記温度検知部の温度上昇により前記燃料調節部を閉じるたびにリセットされるとともに、前記制御部は、前記第１の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成した触媒燃焼装置。
- 温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に前記燃料調節部を閉じるように構成した請求項１記載の触媒燃焼装置。
- 温度検知部からの入力により燃焼部の温度が所定の変化をした場合に触媒燃焼への移行を判定する移行判定部と、この移行判定部が制御中の動作時間を計時する第２の計時部とを備え、前記制御部は、前記第２の計時部が所定時間以上計時した場合に再度着火部を動作させるように構成した請求項１記載の触媒燃焼装置。
- 機器本体に電源を供給してからの動作時間を計時する第３の計時部と、温度検知部からの入力により燃料調節部と着火部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第３の計時部が所定時間以上計時した場合に機器の動作を停止するように構成した請求項１記載の触媒燃焼装置。
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