JP3814601B2 - 多孔性物質からなる触媒燃焼バーナー（ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｂｕｒｎｅｒ）および該触媒燃焼バーナーが取り付けられた触媒燃焼フラスコ（ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｆｌａｓｋ） - Google Patents

Description

本発明は、多孔性物質からなる触媒燃焼バーナーおよび該触媒燃焼バーナーが取り付けられた触媒燃焼フラスコに関するものであり、特にモールドの除去が容易にされるようになっているとともに機能的な特性が向上された触媒燃焼バーナーおよび該触媒燃焼バーナーが取り付けられた触媒燃焼フラスコに関するものである。

本発明は多孔性物質からなる触媒燃焼バーナーに関するものであり、該触媒燃焼バーナーは、上記多孔性物質の細孔に浸入する燃焼性組成物を触媒燃焼バーナーに搬送する燃焼器具用芯と連携するように適合されている。上記触媒燃焼バーナーは周縁領域を含んでいる。該周縁領域は、触媒を担持するとともに、気化領域を形成する、触媒を含まない中央領域を取り囲んでいる。上記周縁領域と中央領域とは触媒燃焼バーナーの上部に配置されている。従来、このタイプの触媒燃焼装置は、略円筒形の外周面を有している。

しかし、そのような略円筒形の外周面を有する触媒燃焼バーナーを製造することは比較的困難である。

実際に、上記従来の触媒燃焼バーナーは、特にその外周に沿って弱い領域を含むため、多くが、モールド除去の工程で廃棄されなければならない。

たとえ１°または２°程度の上方に開くわずかなテーパーが付いていたとしても、従来、触媒燃焼バーナーの外周面でモールド除去の間に起こる上述したすべての問題は十分に解決されていない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の触媒燃焼バーナーの上述した不都合を矯正し、モールドの除去が容易にされるようになっているとともに機能的な特性が向上された上述したタイプの触媒燃焼バーナーを提供することにある。

本発明にかかる触媒燃焼バーナー（１３、２３）は、上記課題を解決するために、多孔性物質からなり、上記多孔性物質の細孔に浸入する燃焼性組成物（２）を触媒燃焼バーナー（１３、２３）に搬送する燃焼器具用芯（５）と連携するように設計され、上記触媒燃焼バーナー（１３、２３）は周縁領域（１６、２６）を含み、上記周縁領域（１６、２６）は、触媒（７）を担持するとともに、気化領域を形成する触媒を含まない中央領域（１８、２８）を取り囲み、上記周縁領域（１６、２６）と中央領域（１８、２８）とは、触媒燃焼バーナー（１３、２３）の上部（１３ｂ、２３ｂ）に配置され、外周に沿って、内側および下側に向かうとともに、触媒燃焼バーナー（１３、２３）の上部と下部との間の直径を増大させる、少なくとも１つの第１の段面（１４ａ、２４）が設けられている外周面（１３ａ、２３ａ）を有している触媒燃焼バーナーにおいて、上記触媒燃焼バーナー（１３、２３）の、空気と接触する上記外周面（１３ａ、２３ａ）は、上方に開くテーパーが付いており、上記第１の段面（１４ａ、２４）は、触媒（７）を担持している周縁領域（１６、２６）を、触媒燃焼バーナー（１３、２３）の触媒を含まない下部（１３ｃ、２３ｃ）から分離していることを特徴としている。

また、テーパーが付いている上記外周面（３ａ、１３ａ、２３ａ）の円錐の頂点における角度の半分の角度（Ａ）は、１０°〜４０°であることが好ましく、１５°〜２５°であることがより好ましく、１８°〜２３°であることがさらに好ましい。

さらに、本発明にかかる触媒燃焼バーナーは、上記触媒燃焼バーナー（１３）の上面（１３ｅ）から下向きに延びているとともに、周縁領域（１６）を中央領域（１８）から分離する略軸方向の環状溝（１９）を含んでいてもよい。

また、本発明にかかる触媒燃焼バーナーは、下部（１３ｃ、２３ｃ）に、下端が開いている略軸方向の空洞（１５、２５）を含み、該空洞（１５）は、燃焼器具用芯（５）の上端（５ａ）が、全体にまたは高さの一部まで嵌っているとともに、少なくとも部分的に触媒燃焼バーナー（１３、２３）の上部（１３ｂ、２３ｂ）で壁（１７、２７）によって閉じられていてもよい。さらに、上記空洞（２５）の上端部（２５ａ）は、少なくとも１つの開口チャネル（２９）を通して大気と連通していてもよい。上記開口チャネル（２９）は、触媒燃焼バーナー（２３）の上部（２３ｂ）に形成されていることが好ましい。

また、本発明にかかる触媒燃焼フラスコは、上記燃焼性組成物（２）を収容し、首（４）に上記燃焼性組成物（２）に浸っている燃焼器具用芯（５）と連携するように設計されている触媒燃焼バーナー（３、１３、２３）が取り付けられるようになっている触媒燃焼フラスコであって、本発明にかかる触媒燃焼バーナー（３、１３、２３）が取り付けられていることを特徴としている。

本発明の第一の局面において、この触媒燃焼バーナーは上方に開くテーパーが付いている外周面を有している。この外周面には、明らかに、上述したわずかなテーパーが付いているものよりもずっと強いテーパーが付いている。

したがって、このようなテーパーが付いている構造により、触媒燃焼バーナーの外周面を損傷することなく、モールドから触媒燃焼バーナーを除去することが容易となる。

さらに、本発明にかかる触媒燃焼バーナーと従来の円筒形の構造を有する触媒燃焼バーナーを操作した比較テストにおいて、テーパーが付いている構造の触媒燃焼バーナーが取り付けられた触媒燃焼フラスコを用いた場合には、臭気消失（odour destruction）に関してよりよい測定結果が得られた。

本発明にかかるテーパーが付いている触媒燃焼バーナーは、同等の触媒燃焼バーナーの高さと略円筒形の外周面を有する従来の触媒燃焼バーナーよりも、その特有の構造に起因して、より大きい外周交換面（peripheral exchange surface）を有するということが理解される。

略円筒形の外周面を有する触媒燃焼バーナーにおいては、触媒燃焼バーナーの外周面のすぐ近傍で循環している空気は、上記外周面と接触して昇温し、上記触媒燃焼バーナーの上記外周面に沿って垂直に上昇する。したがって、結果として、この高温の空気と触媒燃焼バーナーの外周面との接触は、たとえこのタイプの上記触媒燃焼バーナーが１度または２度程度のわずかなテーパーが付けられ、わずかに上方に開いている場合でも極めてわずかである。したがって、触媒燃焼バーナーの外周面と空気との間の熱交換および化学物質の交換（chemical exchange）は制限される。

これに反して、触媒燃焼バーナーの高さは同じであるが、テーパーが付いている外周面を有する触媒燃焼バーナーの場合は、上記触媒燃焼バーナーのすぐ近傍で垂直に循環している高温の空気は、上記触媒燃焼バーナーのテーパーが付いている外周面とより強く接触している。これにより、熱と化学物質の交換が容易となり、したがって、蒸気および他の成分の触媒分解（catalytic destruction）は上記高温の空気により進められ、周囲の空気を浄化することを可能とする。

さらに、本発明にかかる触媒燃焼バーナーが用いられたときは、熱の交換がより大きいため、より強く熱された触媒燃焼バーナーに近い空気はより速く上昇し、それゆえ、より動的な対流を発生させる。したがって、触媒燃焼バーナーのテーパーが付いている外周面に隣接した周囲で、空気と、燃焼性組成物の気化により生成したガスとに対してよりよい気流の対流が観察される。

触媒燃焼バーナーのテーパーが付いている外周面の円錐の頂点における角度の半角は、１０°〜４０°であることが好ましく、１５°〜２５°であることがより好ましく、１８°〜２３°であることがさらに好ましい。

また、本発明にかかる触媒燃焼バーナーの一つの好適な変形では、該触媒燃焼バーナーのテーパーが付けられた外周面は、外周に沿って、内側および下側に向かい、触媒燃焼バーナーの下部と上部の間の直径を大きくする、少なくとも１つの段面を有している。

上記のタイプの構造により、さらに、高温の空気と触媒燃焼バーナーとの間の交換面の面積が増大し、上昇する高温の空気と触媒燃焼バーナーの少なくともいくらかの外周面との間の接触が強められる。したがって、熱と化学物質の交換も増強される。

本発明の第２の局面は、液体の燃焼性組成物を収容でき、該燃焼性組成物に浸っている燃焼器具用芯と連携するように設計されている触媒燃焼バーナーを触媒燃焼フラスコの首のところに取り付けられるように適合されている触媒燃焼フラスコに関する。本発明では、上記触媒燃焼フラスコは、第一の局面に基づく触媒燃焼バーナーが取り付けられている。

本発明の他の特別な特徴および効果は、以下の詳細な説明により明らかにされる。

本発明を図に基づいて説明すれば、以下の通りであるが、図はこれに限定されるものではなく、一例を挙げるものである。なお、図１〜図５に共通する部材は、同一の符号により特定される。

図１は燃焼性組成物２を収容し、本発明に適合するように上端に触媒燃焼バーナー３を取り付けるように適合された触媒燃焼フラスコ１を示している。上記触媒燃焼フラスコ１はどのような形状を有していてもよく、触媒燃焼バーナー３を取り付けることができる首４を有している。

触媒燃焼バーナー３は、その使用時に、触媒を担持する領域において達する少なくとも４００℃の温度に耐えるような適当な多孔性物質からなっている。特に、該多孔性物質は、セラミックスであることが好ましく、例えば、カオリン、コージェライト等を挙げることができる。

触媒燃焼バーナー３は、上記組成物２の中に浸っている燃焼器具用芯５と連携するように適合されている。この燃焼器具用芯５は、燃焼性組成物２を触媒燃焼バーナー３にもたらし、該燃焼性組成物２は上記多孔性物質の細孔に浸入する。

上記燃焼性組成物２は、施行されている規制に従うとともに、触媒燃焼および気化に適合する適当な燃焼性液体であればよい。特に、上記燃焼性組成物２はアルコールであることが好ましく、イソプロピルアルコールであることがより好ましい。さらに、上記燃焼性組成物２は香料（perfumed material)および／または活性剤（active material）を含んでいてもよい。

上記燃焼器具用芯５は、従来公知のものでよく、特に限定されるものではない。例えば糸芯（cotton wick）を好適に用いることができる。また、上記燃焼器具用芯５は、鉱物性の物質からなるものであってもよく、例えば、鉱物繊維、鉱物性の多孔性物質等を挙げることができる。

上記触媒燃焼バーナー３は、底部近傍に支持体（図示せず）が、触媒燃焼フラスコ１の首４に直接または土台（図示せず）の中央部の穴（hole)に導入されるように備えられていてもよい。ここで土台は、触媒燃焼フラスコ１の首４のところで固定されるように適合されている。上記触媒燃焼フラスコ１に取り付けられたこのような触媒燃焼バーナー３に固定するために適した支持体および土台は、特に、国際出願ＷＯ９９／６３２６７に記載されている。

図２に示すように、触媒燃焼バーナー３は、中空でない構造および上方に開くテーパーが付いている外周面３ａを有する。上記触媒燃焼バーナー３は、その上部３ｂの近傍に、例えば、環状の形状をした周縁領域６を含んでいる。該周縁領域６は、触媒７を担持し、気化領域を形成する触媒を含まない中央領域８を取り囲んでいる。

上記触媒７としては、例えば、元素周期表におけるＶＩＩＩ族に属する金属を挙げることができる。

上記触媒燃焼バーナー３のテーパーが付いている外周面３ａの円錐の頂点における半角Ａは、１０〜４０°であることが好ましく、１５°〜２５°であることがより好ましく、１８°〜２３°であることがさらに好ましい。

図２に示す触媒燃焼バーナー３は、例えば、図３に示される触媒燃焼システム１０のような触媒燃焼システムを形成できるように、スリーブ９と組合せてもよい。上記スリーブ９は、触媒燃焼バーナー３の下部３ｃの延長に配置される。

上記スリーブ９も、多孔性物質からなることが好ましい。特に、セラミックスであることが好ましく、例えば、カオリン、コージェライト等を挙げることができる。

上記スリーブ９は、燃焼器具用芯５を密接させるように設計されている略軸方向の空洞１１を含んでいる。これにより、燃焼性組成物２がスリーブ９の上部９ａの細孔から触媒燃焼バーナー３の下部３ｃの細孔に移動することができる。

触媒燃焼バーナー３の下部３ｃとスリーブ９の上部９ａとの間の接続は、燃焼性組成物２のスリーブ９から触媒燃焼バーナー３への移動が保証されるようなものであればよい。かかる接続としては、機械的な嵌め込みおよび／または多孔質接続（porous bonding）を用いた組み立てを挙げることができる。

また、触媒燃焼システム１０は、触媒燃焼バーナー３とスリーブ９とを含む単一の部品として形成されたものであってもよい。

図４は、本発明の第２の実施形態にかかる触媒燃焼バーナー１３の半分の図を２つ示している。

上記触媒燃焼バーナー１３は上方に開く、テーパーが付いている外周面１３ａを有している。

それぞれの半分の図は、これらの外周面１３ａは、外周に設けられた少なくとも１つの第１の段面１４ａ、１４ｂを有することを示している。該段面は、上記触媒燃焼バーナー１３の内側および下側に向かっている。上記第１の段面１４ａ、１４ｂを有することにより、触媒燃焼バーナー１３の下部１３ｃと上部１３ｂとの間の直径が増大するという効果がある。

左側の半分の図では、第１の段面１４ａは、触媒燃焼バーナー１３の略中央部に形成されている。右側の半分の図では、第１の段面１４ｂは、触媒燃焼バーナー１３の下部１３ｃに形成されている。

もちろん、第１の段面が形成されている高さは、図４の２つの半分の図に示されているような、２種類の高さに限られるものではなく、これらと異なる高さであってもよい。

左側の半分の図に示されるように、触媒の担持場所は、第１の段面１４ａの位置と略同じ位置までとなっている。したがって、触媒燃焼バーナー１３の外周面１３ａでは、該段面１４ａが、触媒７を担持している周縁領域１６を、触媒燃焼バーナー１３の触媒を含んでいない下部１３ｃと分離している。

これに対して、右側の半分の図では、第１の段面１４ｂは、触媒燃焼バーナー１３の外周面１３ａにおいて、触媒７の局在する領域としない領域との境界とは一致していない。第１の段面１４ｂは、触媒燃焼バーナー１３の触媒が存在しない部分に位置している。

触媒燃焼バーナー１３は、少なくともその下部３ｃに、略軸方向に下側に開いている空洞１５を有している。該空洞１５には、触媒燃焼バーナー１３に燃焼性組成物２を搬送する燃焼器具用芯５の上端５ａが、全体にわたってまたはその高さの一部まで嵌っている。

図４では、燃焼器具用芯５の上端５ａは、触媒燃焼バーナー１３の空洞１５の容積を部分的にのみ占めている。しかし、該上端５ａは、図５に示されている触媒燃焼バーナー２３のように、空洞１５の全容積を占めていてもよい。

図４では、触媒燃焼バーナー１３の下端３ｄのところで開いている空洞１５は、軸方向に、触媒燃焼バーナー１３の軸方向の寸法の大きな部分にわたって延びている。

上記空洞１５は、触媒燃焼バーナー１３の上部１３ｂで、壁（wall)１７によって閉じられている。

図４に示すように、触媒燃焼バーナー１３は、略軸方向の環状溝１９を有している。該環状溝１９は、触媒燃焼バーナー１３の上面１３ｅから下向きに形成され、触媒７を担持している略環状の周縁領域１６を、触媒燃焼バーナー１３の上部１３ｂの中央領域１８から分離している。環状溝１９が形成されたこのような触媒燃焼バーナー１３の上部１３ｂのこの特別な構造は、特に欧州特許ＥＰ０２７７８７５Ｂ１に記載されている。

図５は、本発明の第３の実施形態にかかる触媒燃焼バーナーを示している。上述した図と同様に、この第３の実施形態にかかる触媒燃焼バーナー２３も、上方に開くテーパーが付いている外周面２３ａを有している。

触媒燃焼バーナー２３の上部２３ｂは、環状の周縁領域２６と空洞２５とを含んでいる。該周縁領域２６は、触媒７を担持し、触媒を含まない中央領域２８を取り囲んでいる。

空洞２５の上端部２５ａは、少なくとも１つの開口チャネル２９をとおして大気と連通している。該開口チャネル２９は、例えば、触媒燃焼バーナー２３の上部２３ｂに形成されている。

図５においては、開口チャネル２９は、中央領域２８の中央に位置し、略軸方向に向いている。しかし、該開口チャネル２９の配置はこれに限られるものではなく、他の方法で配置されていてもよい。特に、特許文献ＷＯ９９／６３２６７において図８に示されているような配置でもよい。

開口チャネル２９は、触媒燃焼バーナー２３の空洞２５の断面より幅の狭い断面を有している。これにより、空洞２５は、少なくとも部分的には、触媒燃焼バーナー２３の上部３ｂで、中央領域２８に配置されている壁２７によって閉じられている。

外周面２３ａは、外周に沿って設けられた第１の段面２４と、外周に沿って設けられた第２の段面３０を含んでいる。

それぞれの段面２４、３０は、より大きい円周を有する触媒燃焼バーナー２３のそのすぐ上の部分を、より小さい円周を有する触媒燃焼バーナー２３のそのすぐ下の他の部分から分離している。

図５に示すように、上記第１の段面２４は、触媒燃焼バーナー２３の外周面２３ａにおいて、触媒７を担持している周縁領域２６を、触媒７を含まない触媒燃焼バーナー２３の下部２３ｃから分離している。

このような構造的な配置は、触媒燃焼バーナー２３において触媒７が担持される領域を正確に決定する方法を提供する。したがって、触媒７を第２の段面３０のところまで置くように計画することも可能である。

もちろん、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を超えない限り、多くの変更や改変がなされ得る。特に、上述した触媒燃焼バーナーの全ての異なる構造的な特徴は、制限なく組合わせることができる。

特に、図４および図５にそれぞれ示されている触媒燃焼バーナー１３および２３は、図３に示されているスリーブ９のようなスリーブが備えられていてもよい。

図２における環状溝１９のような環状溝は、環状の周縁領域６を中央領域８から分離するために、図２および図３に示されている触媒燃焼バーナー３にも備えられていてもよい。該環状溝１９は、環状の周縁領域図２６を中央領域２８から分離するために、図５に示す触媒燃焼バーナー２３にも、備えられていてもよい。

同様に、図４に示される触媒燃焼バーナー１３の空洞１５の上部は、図５に示される開口チャネル２９のような開口チャネルを通して大気に連通していてもよい。

触媒燃焼バーナー３、１３および２３のそれぞれの下部３ｃ、１３ｃおよび２３ｃは、触媒燃焼バーナー３、１３および２３を容易に設置することができ、これらを触媒燃焼フラスコ１の首４の上に支えるために適当な形状であれば、どのような形状のものであってもよく、また、このために支持体および／または土台を用いてもよいし用いなくてもよい。

このような触媒燃焼バーナー３、１３、２３を触媒燃焼フラスコ１に取り付けるために適する支持体または土台は、上述したように、特に国際出願ＷＯ９９／６３２６７に記載されている。

本発明の第一の実施形態にかかる触媒燃焼バーナーが取り付けられている触媒燃焼フラスコの概略を示す立面図である。 図１に示されている触媒燃焼バーナーの概略を示す軸方向断面図である。 スリーブを取り付けた図２に示す触媒燃焼バーナーを示す図である。 本発明の第２の実施形態にかかる触媒燃焼バーナーを示す図２に類似の図であり、第１の段面の２つの異なった位置を示す、２つの半分の図を含む。 本発明の第３の実施形態にかかる触媒燃焼バーナーを示す図２に類似の図である。

符号の説明

１ 触媒燃焼フラスコ
２ 燃焼性組成物
３ 触媒燃焼バーナー
３ａ 外周面
３ｂ 上部
３ｃ 下部
４ 首
５ 燃焼器具用芯
６ 周縁領域
７ 触媒
８ 中央領域
９ スリーブ
１１ 空洞
１４ａ 段面
１４ｂ 段面
１７ 壁
１９ 環状溝
２９ 開口チャネル

Claims (9)

1. 多孔性物質からなり、
   上記多孔性物質の細孔に浸入する燃焼性組成物（２）を触媒燃焼バーナー（１３、２３）に搬送する燃焼器具用芯（５）と連携するように設計され、
   上記触媒燃焼バーナー（１３、２３）は周縁領域（１６、２６）を含み、
   上記周縁領域（１６、２６）は、触媒（７）を担持するとともに、気化領域を形成する触媒を含まない中央領域（１８、２８）を取り囲み、
   上記周縁領域（１６、２６）と中央領域（１８、２８）とは、触媒燃焼バーナー（１３、２３）の上部（１３ｂ、２３ｂ）に配置され、
   外周に沿って、内側および下側に向かうとともに、触媒燃焼バーナー（１３、２３）の上部と下部との間の直径を増大させる、少なくとも１つの第１の段面（１４ａ、２４）が設けられている外周面（１３ａ、２３ａ）を有している触媒燃焼バーナーにおいて、
   上記触媒燃焼バーナー（１３、２３）の、空気と接触する上記外周面（１３ａ、２３ａ）は、上方に開くテーパーが付いており、
   上記第１の段面（１４ａ、２４）は、触媒（７）を担持している周縁領域（１６、２６）を、触媒燃焼バーナー（１３、２３）の触媒を含まない下部（１３ｃ、２３ｃ）から分離していることを特徴とする触媒燃焼バーナー（１３、２３）。
2. テーパーが付いている上記外周面（１３ａ、２３ａ）の円錐の頂点における角度の半角（Ａ）は、１０°〜４０°であることを特徴とする請求項１に記載の触媒燃焼バーナー。
3. テーパーが付いている上記外周面（１３ａ、２３ａ）の円錐の頂点における角度の半角（Ａ）は、１５°〜２５°であることを特徴とする請求項１に記載の触媒燃焼バーナー。
4. テーパーが付いている上記外周面（１３ａ、２３ａ）の円錐の頂点における角度の半角（Ａ）は、１８°〜２３°であることを特徴とする請求項１に記載の触媒燃焼バーナー。
5. さらに、上記触媒燃焼バーナー（１３）の上面（１３ｅ）から下向きに延びているとともに、周縁領域（１６）を中央領域（１８）から分離する略軸方向の環状溝（１９）を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の触媒燃焼バーナー（１３）。
6. 下部（１３ｃ、２３ｃ）に、下端が開いている略軸方向の空洞（１５、２５）を含み、
   該空洞（１５）は、燃焼器具用芯（５）の上端（５ａ）が、全体にまたは高さの一部まで嵌っているとともに、少なくとも部分的に触媒燃焼バーナー（１３、２３）の上部（１３ｂ、２３ｂ）で壁（１７、２７）によって閉じられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の触媒燃焼バーナー（１３、２３）。
7. 上記空洞（２５）の上端部（２５ａ）は、少なくとも１つの開口チャネル（２９）をとおして大気と連通していることを特徴とする請求項６に記載の触媒燃焼バーナー。
8. 上記開口チャネル（２９）は、触媒燃焼バーナー（２３）の上部（２３ｂ）に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の触媒燃焼バーナー。
9. 上記燃焼性組成物（２）を収容し、首（４）に、上記燃焼性組成物（２）に浸っている燃焼器具用芯（５）と連携するように設計されている触媒燃焼バーナー（１３、２３）が取り付けられるようになっている触媒燃焼フラスコであって、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の触媒燃焼バーナー（１３、２３）が取り付けられていることを特徴とする触媒燃焼フラスコ。