JP3820755B2 - 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６に示す構成となっていた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図に示すように、触媒１は熱伝導性の良好な材料で形成したケース２の内面に固定している。ケース２に設けた排気孔３と触媒１との間のケース２の内面にセラミックなどの電気絶縁体４を設け、この電気絶縁体４には着火時に火花を飛ばして触媒１に着火する放電電極５を設けて触媒燃焼部６を構成している。
【０００４】
感温フェライト７は、磁気的特性が温度によって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８に固定している。磁石９は、外殻８の内面に所定の隙間１０を介して感温フェライト７に対向して設け、感温フェライト７を吸引するもので、感温フェライト７と反対側の面に弁部材１１を固定している。ばね１２は磁石９を感温フェライト７より離反する方向に付勢している。
【０００５】
弁体１３は、弁部材１１に対向して弁ポート１４を設けて弁１５を形成するとともに、弁ポート１４と反対側の位置に気化燃料ガスを触媒１に向けて噴出するノズル１６を設けている。
【０００６】
感温フェライト７、外殻８、磁石９、弁部材１１、ばね１２、弁体１３等で触媒燃焼部６の燃焼温度を制御する温度制御部１７を構成し、外殻８をケース２の一端の内面に圧入固定している。１８は燃料ガス供給口である。また、触媒１とノズル１６との間には空気を取り入れる孔１９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１８より燃料ガスを供給すると、燃料ガスは感温フェライト７の中央部を通り、感温フェライト７と磁石９の隙間から、磁石９と外殻８との隙間１０を通過して、弁ポート１４に至りノズル１６より吹き出す。この時、燃料ガスの流速により孔１９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１に供給される。
【０００８】
そして、放電電極５より火花を飛ばすことにより、触媒１の放電電極５側に火炎を生じる。生じた火炎により触媒１は加熱され、やがて触媒燃焼を開始する。触媒１が触媒燃焼を開始することにより、火炎には排気ガスしか来なくなり、自然に消滅する。触媒燃焼によりケース２が加熱され、その熱は外殻８も加熱する。
【０００９】
外殻８が加熱されることによって、外殻８に固定された感温フェライト７を加熱し、感温フェライト７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９は感温フェライト７に吸着できなくなり、ばね１２により感温フェライト７から離され、弁部材１１が弁体１３側へ移動して弁ポート１４を塞ぐ。これにより、燃料ガスは触媒１に供給されなくなり、温度が低下する。
【００１０】
感温フェライト７の温度が低下すると、磁石９は再び感温フェライト７を吸着し、弁ポート１４を開き燃料ガスを供給する。この燃料ガスが供給されたとき、触媒１の温度が触媒燃焼を継続する温度より低くなければ、燃料ガスが供給されると再び触媒燃焼を開始する。この作用を繰り返すことで、ケース２の温度を一定に保つことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成では、温度制御部１７は感温フェライトのキューリ点で決定される温度で弁１５をオン、オフして、燃焼部の温度を一定に保つが、温度検知信号を外に取り出して、この温度検知信号で着火部を構成する放電電極５からの火花発生を制御することができなかった。
【００１２】
したがって、着火部の動作はスタート時にガスに着火後、一旦触媒燃焼が中断して温度が下がった場合、着火が行われないため一定温度の制御ができなかった。また、触媒燃焼が中断しないようにするため、燃焼部の温度は触媒燃焼が可能な温度以上に設定しなければならなかった。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、燃焼部の温度が設定した温度よりも低いとき、燃焼が継続しているいないにかかわらず、燃料調節部および着火部を動作させ、再着火して触媒を再度加熱し、触媒燃焼する温度より低い温度でも温度制御できるようにすることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、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、この燃料調節部からの燃料ガスに着火部により着火し、燃焼部の温度を温度検知部により検知する。この温度検知部の出力信号と燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度設定部の出力信号を制御部に入力し、制御部はこの入力信号に基づいて燃料調節部と着火部を制御するよう構成する。制御部は、燃焼部の温度が温度設定部で設定した温度より低いときは燃料調節部をオンするとともに着火部をオンするよう構成したものである。
【００１５】
これにより、燃焼部の温度が設定した温度よりも低いとき、燃焼が継続しているいないにかかわらず、燃料調節部および着火部を動作させることで、再着火して触媒を再度加熱することができ、触媒燃焼する温度より低い温度でも温度制御することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、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制御する燃料調節部と、この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着火部と、前記燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度設定部と、前記温度検知部の出力信号と前記温度設定部の出力信号を入力し前記燃料調節部と前記着火部を制御する制御部と、前記燃料調節部と前記着火部と前記制御部と前記温度検知部に電源を供給する電源部とを備え、前記制御部は、前記燃焼部の温度が前記温度設定部で設定した温度よりも低いときは前記燃料調節部をオンするとともに前記着火部をオンするよう構成したものであり、燃焼部の温度が設定した温度よりも低いとき、燃焼が継続しているいないにかかわらず、燃料調節部および着火部を動作させることで、再着火して触媒を再度加熱することができ、触媒燃焼する温度より低い温度でも温度制御することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、制御部は、燃焼部の温度が設定した温度より低いとき、燃料調節部をオンするとともに着火部を一定時間オンするよう構成したものであり、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、制御部は、燃焼部の温度が上昇することを検知するまで、着火部を所定の間隔で繰り返し動作させるよう構成したものであり、着火部を繰り返し動作させることで確実に着火動作をさせることができるとともに、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、制御部は、着火部の動作回数をカウントするカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、着火部および燃料調節部をオフにするよう構成したものであり、着火部が所定回数動作することは、着火部または燃料調節部に異常があって着火せず温度か上昇しないものと判断し、着火部および燃料調節部をオフにすることで、燃料ガスの供給を停止して安全性を向上するとともに、着火部をオフにし電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、制御部は、着火部の動作回数をカウントする第２のカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、燃料調節部を一旦オフし再度オンするよう構成したものであり、着火部が所定回数動作することは、着火部または燃料調節部に異常があって着火せず温度か上昇しないものと判断し、燃料調節部を一旦オフし再度オンすることで、燃料調節部のひっかかり等で正常にオン・オフができないのを修正して正常な状態に戻すことができる。
【００２１】
【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。
【００２２】
（実施例１）
図１は本実施例の主要な構成を示すブロック図、図２は触媒燃焼により発生する熱を利用し、衣類等に装着可能に構成した触媒燃焼装置の斜視図である。
【００２３】
図１および図２に示すように、燃焼部２１は、燃焼用触媒（図示せず）を用い、燃料タンク２２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。燃料調節部２３は電磁弁等で構成し、燃料タンク２２からの燃料ガスを燃焼部２１へ供給したり、遮断するものである。着火部２４は高電圧放電により火花を発生させ、燃料ガスに着火させるものである。
【００２４】
着火部２４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。発生した火炎は燃焼用触媒を加熱し、その後は触媒燃焼に移行する。触媒燃焼に移行すると、着火部２４に流入するガスは排気ガスとなり、火炎は消える。温度検知部２５は、燃焼部２１の温度を検知し、その検知出力を制御部２６へ入力する。温度設定部２７は、燃焼部２１の温度を所定の温度に設定するものである。
【００２５】
制御部２６は温度検知部２５の出力と、温度設定部２７の出力を比較し、その比較出力を燃料調節部２３に出力し、燃料調節部２３をオン、オフし燃焼部２１への燃料ガスの供給を制御し、燃焼部２１を設定した温度で温度制御する。電源部２８は電池等を用い、制御部２６、着火部２４、燃料調節部２３、温度検知部２５、温度設定部２７に電源を供給している。
【００２６】
加熱シート２９は、熱伝導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って構成し、燃焼部２１を固着し、燃焼部２１により加熱される。
【００２７】
ここで、制御部２６は、燃焼部２１の温度が温度設定部２７で設定した温度よりも低いとき、燃料調節部２３をオンするとともに、着火部２４を一定時間オンするよう構成している。
【００２８】
上記構成において図３を参照しながら動作を説明する。燃焼部２１の温度をＴ１で温度制御する場合、時刻ｔ１で電源投入すると、電磁弁等で構成する燃料調節部２３をオンし、燃料ガスを燃焼部２１へ送る。また、制御部２６は燃料調節部２３をオンし、時間ｔ２経過した後、着火部２４をオンして火花放電を発生させ燃料ガスに着火する。この着火部２４の動作は一定時間ｔ３の間継続し、燃料ガスへの着火を確実にして停止する。
【００２９】
この燃料ガスへの着火により、火炎が発生すると、発生した火炎は燃焼用触媒および燃焼部２１を加熱し、燃焼は触媒燃焼に移行する。触媒燃焼が開始すると、火炎部には排気ガスが供給され火炎は自然に消える。触媒燃焼により、燃焼部２１の温度が設定した温度Ｔ１に到達すると、制御部２６は設定温度ｔ１到達時刻ｔ４で燃料調節部をオフし、燃焼部２１への燃料ガスの供給を停止する。
【００３０】
燃焼部２１の温度は燃料調節部２３のオフによりオーバシュートで少し温度上昇してから下降し始める。燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１まで下降したとき、時刻ｔ５で制御部２６は再度燃料調節部２３をオンし、燃料調節部２３をオンし時間ｔ２経過した後、着火部２４をオンし、この着火部２４の動作を一定時間ｔ３の間継続して再度着火動作を行う。
【００３１】
このとき、燃焼部２１の設定温度Ｔ１が高く、触媒燃焼が可能な温度で、燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１をよぎった点で燃料調節部２３をオンして燃料ガスを燃焼部２１に供給するだけで燃焼が継続でき、着火部２４の動作が不要である場合もあるが、本発明はこのときも着火部２４を動作させる。
【００３２】
こうすることで、燃焼部２１の触媒燃焼可能温度のばらつき等を考慮する必要もなく、簡単な構成でより確実な動作を得ることができる。さらに、設定温度Ｔ１をより低く設定して、触媒燃焼が可能な温度を下回っても再度着火して温度上昇させ、この動作を繰り返して燃焼部２１の温度を一定に保つことができる。
【００３３】
また、燃料調節部２３がオンした後、一定時間ｔ２経過後に着火部２４をオンするのは、着火部２４に燃料ガスが供給されてから火花放電を発生させて着火を確実にするためである。また、温度設定部２７を図２では別ケースに実装し、温度設定を外から自由に変えられるように構成しているが、同一ケースに実装し単に基準電圧を設けて、これと比較するようにしてもよい。
【００３４】
（実施例２）
図１における制御部２６は、燃焼部２１の温度上昇（単位時間当たりの温度の変化）を検知するまで、着火部２４を所定間隔で繰り返し動作させるよう構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００３５】
上記構成において図４を参照しながら動作を説明する。燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１を下回ると、制御部２６は燃料調節部２３をオンさせ燃料ガスを燃焼部２１に供給する。燃料調節部２３をオンし、時間ｔ２経過した後、着火部２４を時間ｔ３の間オンさせ着火動作を行う。
【００３６】
この着火動作にもかかわらず燃料ガスに着火しなかった場合、燃焼部２１の温度は下がり続けるが、着火部２４が動作し所定時間ｔ６経過した後、再度着火部２４を動作させる。これでも着火しなければ、所定時間ｔ６経過した後、再々度着火部２４を動作させる。燃焼部２１の温度が上昇することを検知するまで、この着火動作を繰り返す。
【００３７】
図４では、３回目の着火動作で着火し、燃焼部２１の温度は上昇に転じている。制御部２６はこの温度上昇を検知し、着火部２４の動作を停止する。燃焼部２１は温度上昇を続け、設定温度Ｔ１まで達した時刻ｔ４で燃料調節部２３をオフし、燃料ガスの供給を停止して燃焼を停止させ、燃焼部２１の温度は下降に転ずる。
【００３８】
このようにして、着火部２４を繰り返し動作させることで確実に着火動作をさせることができるとともに、燃焼部２１の温度を設定温度Ｔ１で温度制御することができる。
【００３９】
（実施例３）
図１における制御部２６は、着火部２４の動作回数をカウントするカウント部（図示せず）を有し、着火部２４の動作を所定回数をカウントすると、燃料調節部２３および着火部２４の動作を停止するよう構成している。他の構成は上記実施例１または２と同じである。
【００４０】
上記構成において図４を参照しながら動作を説明する。制御部２６は燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１を下回った時刻ｔ１で燃料調節部２３をオンにし、燃料ガスを燃焼部２１に供給する。燃料調節部２３をオンし、時間ｔ２経過した後、着火部２４を動作させ、燃焼部２１の温度が上昇に転ずるまでこの動作をくり返す。
【００４１】
カウント部は、この着火動作をカウントし、累積回数が所定回数（本実施例ではＮ回）着火動作を行っても、燃焼部２１の温度上昇を検知しないとき、何等かの異常が発生したものとして、時刻ｔ７で燃料調節部２３をオフし、着火部２４の動作もオフする。
【００４２】
このようにして、燃料ガスがいたずらに漏れていくのを防止できて、安全性を向上することができるとともに、電源部２８を構成する電池等の消耗も防止することができる。
【００４３】
（実施例４）
図１における制御部２６は、着火部２４の動作回数をカウントする第２のカウント部（図示せず）を有し、着火部２４の動作を所定回数をカウントすると、燃料調節部２３を一旦オフし、再度オンさせるよう構成している。他の構成は上記実施例１または２と同じである。
【００４４】
上記構成において図５を参照しながら動作を説明する。制御部２６は燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１を下回った時刻ｔ１で燃料調節部２３をオンする。燃料調節部２３をオンし時間ｔ２経過した後、着火部２４を時間ｔ３の間オンさせ着火動作を行う。このとき、燃焼部２１の温度上昇が検知できないと、一定時間ｔ６経過した後再度着火部２４を動作させる。
【００４５】
これでも燃焼部２１の温度上昇が検知できないとき、燃料調節部２３を時刻ｔ８（着火部２４を所定回数動作させた時刻）で一旦オフし、時刻ｔ９で再度オンさせる。これは燃料調節部２３を構成する電磁弁等がごみなどの障害物で引っかかったとき、燃料調節部２３を一旦オフし再度オン動作させることにより、障害物を取り除き動作を正常に戻すことができる。この燃料調節部２３の再度オン後、着火部２４を動作させ再着火する。
【００４６】
このようにして、燃料調節部２３を一旦オフし再度オンすることで、燃料調節部２３のひっかかり等で正常にオン，オフができないのを修正して正常な状態に戻すことができる。
【００４７】
なお、この実施例では、着火動作２回目終了後、燃料調節部２３の再オン動作を行ったが、この回数は実セットによって最適の回数に設定できるのは当然である。
【００４８】
【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制御する燃料調節部と、この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着火部と、前記燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度設定部と、前記温度検知部の出力信号と前記温度設定部の出力信号を入力し前記燃料調節部と前記着火部を制御する制御部と、前記燃料調節部と前記着火部と前記制御部と前記温度検知部に電源を供給する電源部とを備え、前記制御部は、前記燃焼部の温度が前記温度設定部で設定した温度よりも低いときは前記燃料調節部をオンするとともに前記着火部をオンするよう構成したから、燃焼部の触媒燃焼が中断したり、或いは設定温度を触媒燃焼する温度よりも低く設定したときでも安定に温度制御することができる。
【００４９】
また、請求項２に記載の発明によれば、制御部は、燃焼部の温度が設定した温度より低いとき、燃料調節部をオンするとともに着火部を一定時間オンするよう構成したから、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００５０】
また、請求項３に記載の発明によれば、制御部は、燃焼部の温度が上昇することを検知するまで、着火部を所定の間隔で繰り返し動作させるよう構成したから、着火部を繰り返し動作させることで確実に着火動作をさせることができるとともに、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００５１】
また、請求項４に記載の発明によれば、制御部は、着火部の動作回数をカウントするカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、着火部および燃料調節部をオフにするよう構成したから、無駄な燃料ガスの漏れを少なくできて安全性を向上できるとともに、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００５２】
また、請求項５に記載の発明によれば、制御部は、着火部の動作回数をカウントする第２のカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、燃料調節部を一旦オフし再度オンするよう構成したから、燃料調節部のひっかかり等で正常にオン・オフができないときに、一連の動作をさせてオン・オフの状態を変えることにより正常な状態に戻すことができる。
【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】同触媒燃焼装置の動作タイミングチャート
【図４】本発明の第２および第３の実施例の触媒燃焼装置の動作タイミングチャート
【図５】本発明の第４の実施例の触媒燃焼装置の動作タイミングチャート
【図６】従来の触媒燃焼装置の断面図
【符号の説明】
２１ 燃焼部
２３ 燃料調節部
２４ 着火部
２５ 温度検知部
２６ 制御部
２７ 温度設定部
２８ 電源部
【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６に示す構成となっていた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図に示すように、触媒１は熱伝導性の良好な材料で形成したケース２の内面に固定している。ケース２に設けた排気孔３と触媒１との間のケース２の内面にセラミックなどの電気絶縁体４を設け、この電気絶縁体４には着火時に火花を飛ばして触媒１に着火する放電電極５を設けて触媒燃焼部６を構成している。
【０００４】
感温フェライト７は、磁気的特性が温度によって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８に固定している。磁石９は、外殻８の内面に所定の隙間１０を介して感温フェライト７に対向して設け、感温フェライト７を吸引するもので、感温フェライト７と反対側の面に弁部材１１を固定している。ばね１２は磁石９を感温フェライト７より離反する方向に付勢している。
【０００５】
弁体１３は、弁部材１１に対向して弁ポート１４を設けて弁１５を形成するとともに、弁ポート１４と反対側の位置に気化燃料ガスを触媒１に向けて噴出するノズル１６を設けている。
【０００６】
感温フェライト７、外殻８、磁石９、弁部材１１、ばね１２、弁体１３等で触媒燃焼部６の燃焼温度を制御する温度制御部１７を構成し、外殻８をケース２の一端の内面に圧入固定している。１８は燃料ガス供給口である。また、触媒１とノズル１６との間には空気を取り入れる孔１９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１８より燃料ガスを供給すると、燃料ガスは感温フェライト７の中央部を通り、感温フェライト７と磁石９の隙間から、磁石９と外殻８との隙間１０を通過して、弁ポート１４に至りノズル１６より吹き出す。この時、燃料ガスの流速により孔１９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１に供給される。
【０００８】
そして、放電電極５より火花を飛ばすことにより、触媒１の放電電極５側に火炎を生じる。生じた火炎により触媒１は加熱され、やがて触媒燃焼を開始する。触媒１が触媒燃焼を開始することにより、火炎には排気ガスしか来なくなり、自然に消滅する。触媒燃焼によりケース２が加熱され、その熱は外殻８も加熱する。
【０００９】
外殻８が加熱されることによって、外殻８に固定された感温フェライト７を加熱し、感温フェライト７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９は感温フェライト７に吸着できなくなり、ばね１２により感温フェライト７から離され、弁部材１１が弁体１３側へ移動して弁ポート１４を塞ぐ。これにより、燃料ガスは触媒１に供給されなくなり、温度が低下する。
【００１０】
感温フェライト７の温度が低下すると、磁石９は再び感温フェライト７を吸着し、弁ポート１４を開き燃料ガスを供給する。この燃料ガスが供給されたとき、触媒１の温度が触媒燃焼を継続する温度より低くなければ、燃料ガスが供給されると再び触媒燃焼を開始する。この作用を繰り返すことで、ケース２の温度を一定に保つことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成では、温度制御部１７は感温フェライトのキューリ点で決定される温度で弁１５をオン、オフして、燃焼部の温度を一定に保つが、温度検知信号を外に取り出して、この温度検知信号で着火部を構成する放電電極５からの火花発生を制御することができなかった。
【００１２】
したがって、着火部の動作はスタート時にガスに着火後、一旦触媒燃焼が中断して温度が下がった場合、着火が行われないため一定温度の制御ができなかった。また、触媒燃焼が中断しないようにするため、燃焼部の温度は触媒燃焼が可能な温度以上に設定しなければならなかった。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、燃焼部の温度が設定した温度よりも低いとき、燃焼が継続しているいないにかかわらず、燃料調節部および着火部を動作させ、再着火して触媒を再度加熱し、触媒燃焼する温度より低い温度でも温度制御できるようにすることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、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、この燃料調節部からの燃料ガスに着火部により着火し、燃焼部の温度を温度検知部により検知する。この温度検知部の出力信号と燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度設定部の出力信号を制御部に入力し、制御部はこの入力信号に基づいて燃料調節部と着火部を制御するよう構成する。制御部は、燃焼部の温度が温度設定部で設定した温度より低いときは燃料調節部をオンするとともに着火部をオンするよう構成したものである。
【００１５】
これにより、燃焼部の温度が設定した温度よりも低いとき、燃焼が継続しているいないにかかわらず、燃料調節部および着火部を動作させることで、再着火して触媒を再度加熱することができ、触媒燃焼する温度より低い温度でも温度制御することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、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制御する燃料調節部と、この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着火部と、前記燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度設定部と、前記温度検知部の出力信号と前記温度設定部の出力信号を入力し前記燃料調節部と前記着火部を制御する制御部と、前記燃料調節部と前記着火部と前記制御部と前記温度検知部に電源を供給する電源部とを備え、前記制御部は、前記燃焼部の温度が前記温度設定部で設定した温度よりも低いときは前記燃料調節部をオンするとともに前記着火部をオンするよう構成したものであり、燃焼部の温度が設定した温度よりも低いとき、燃焼が継続しているいないにかかわらず、燃料調節部および着火部を動作させることで、再着火して触媒を再度加熱することができ、触媒燃焼する温度より低い温度でも温度制御することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、制御部は、燃焼部の温度が設定した温度より低いとき、燃料調節部をオンするとともに着火部を一定時間オンするよう構成したものであり、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、制御部は、燃焼部の温度が上昇することを検知するまで、着火部を所定の間隔で繰り返し動作させるよう構成したものであり、着火部を繰り返し動作させることで確実に着火動作をさせることができるとともに、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、制御部は、着火部の動作回数をカウントするカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、着火部および燃料調節部をオフにするよう構成したものであり、着火部が所定回数動作することは、着火部または燃料調節部に異常があって着火せず温度か上昇しないものと判断し、着火部および燃料調節部をオフにすることで、燃料ガスの供給を停止して安全性を向上するとともに、着火部をオフにし電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、制御部は、着火部の動作回数をカウントする第２のカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、燃料調節部を一旦オフし再度オンするよう構成したものであり、着火部が所定回数動作することは、着火部または燃料調節部に異常があって着火せず温度か上昇しないものと判断し、燃料調節部を一旦オフし再度オンすることで、燃料調節部のひっかかり等で正常にオン・オフができないのを修正して正常な状態に戻すことができる。
【００２１】
【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。
【００２２】
（実施例１）
図１は本実施例の主要な構成を示すブロック図、図２は触媒燃焼により発生する熱を利用し、衣類等に装着可能に構成した触媒燃焼装置の斜視図である。
【００２３】
図１および図２に示すように、燃焼部２１は、燃焼用触媒（図示せず）を用い、燃料タンク２２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。燃料調節部２３は電磁弁等で構成し、燃料タンク２２からの燃料ガスを燃焼部２１へ供給したり、遮断するものである。着火部２４は高電圧放電により火花を発生させ、燃料ガスに着火させるものである。
【００２４】
着火部２４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。発生した火炎は燃焼用触媒を加熱し、その後は触媒燃焼に移行する。触媒燃焼に移行すると、着火部２４に流入するガスは排気ガスとなり、火炎は消える。温度検知部２５は、燃焼部２１の温度を検知し、その検知出力を制御部２６へ入力する。温度設定部２７は、燃焼部２１の温度を所定の温度に設定するものである。
【００２５】
制御部２６は温度検知部２５の出力と、温度設定部２７の出力を比較し、その比較出力を燃料調節部２３に出力し、燃料調節部２３をオン、オフし燃焼部２１への燃料ガスの供給を制御し、燃焼部２１を設定した温度で温度制御する。電源部２８は電池等を用い、制御部２６、着火部２４、燃料調節部２３、温度検知部２５、温度設定部２７に電源を供給している。
【００２６】
加熱シート２９は、熱伝導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って構成し、燃焼部２１を固着し、燃焼部２１により加熱される。
【００２７】
ここで、制御部２６は、燃焼部２１の温度が温度設定部２７で設定した温度よりも低いとき、燃料調節部２３をオンするとともに、着火部２４を一定時間オンするよう構成している。
【００２８】
上記構成において図３を参照しながら動作を説明する。燃焼部２１の温度をＴ１で温度制御する場合、時刻ｔ１で電源投入すると、電磁弁等で構成する燃料調節部２３をオンし、燃料ガスを燃焼部２１へ送る。また、制御部２６は燃料調節部２３をオンし、時間ｔ２経過した後、着火部２４をオンして火花放電を発生させ燃料ガスに着火する。この着火部２４の動作は一定時間ｔ３の間継続し、燃料ガスへの着火を確実にして停止する。
【００２９】
この燃料ガスへの着火により、火炎が発生すると、発生した火炎は燃焼用触媒および燃焼部２１を加熱し、燃焼は触媒燃焼に移行する。触媒燃焼が開始すると、火炎部には排気ガスが供給され火炎は自然に消える。触媒燃焼により、燃焼部２１の温度が設定した温度Ｔ１に到達すると、制御部２６は設定温度ｔ１到達時刻ｔ４で燃料調節部をオフし、燃焼部２１への燃料ガスの供給を停止する。
【００３０】
燃焼部２１の温度は燃料調節部２３のオフによりオーバシュートで少し温度上昇してから下降し始める。燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１まで下降したとき、時刻ｔ５で制御部２６は再度燃料調節部２３をオンし、燃料調節部２３をオンし時間ｔ２経過した後、着火部２４をオンし、この着火部２４の動作を一定時間ｔ３の間継続して再度着火動作を行う。
【００３１】
このとき、燃焼部２１の設定温度Ｔ１が高く、触媒燃焼が可能な温度で、燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１をよぎった点で燃料調節部２３をオンして燃料ガスを燃焼部２１に供給するだけで燃焼が継続でき、着火部２４の動作が不要である場合もあるが、本発明はこのときも着火部２４を動作させる。
【００３２】
こうすることで、燃焼部２１の触媒燃焼可能温度のばらつき等を考慮する必要もなく、簡単な構成でより確実な動作を得ることができる。さらに、設定温度Ｔ１をより低く設定して、触媒燃焼が可能な温度を下回っても再度着火して温度上昇させ、この動作を繰り返して燃焼部２１の温度を一定に保つことができる。
【００３３】
また、燃料調節部２３がオンした後、一定時間ｔ２経過後に着火部２４をオンするのは、着火部２４に燃料ガスが供給されてから火花放電を発生させて着火を確実にするためである。また、温度設定部２７を図２では別ケースに実装し、温度設定を外から自由に変えられるように構成しているが、同一ケースに実装し単に基準電圧を設けて、これと比較するようにしてもよい。
【００３４】
（実施例２）
図１における制御部２６は、燃焼部２１の温度上昇（単位時間当たりの温度の変化）を検知するまで、着火部２４を所定間隔で繰り返し動作させるよう構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００３５】
上記構成において図４を参照しながら動作を説明する。燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１を下回ると、制御部２６は燃料調節部２３をオンさせ燃料ガスを燃焼部２１に供給する。燃料調節部２３をオンし、時間ｔ２経過した後、着火部２４を時間ｔ３の間オンさせ着火動作を行う。
【００３６】
この着火動作にもかかわらず燃料ガスに着火しなかった場合、燃焼部２１の温度は下がり続けるが、着火部２４が動作し所定時間ｔ６経過した後、再度着火部２４を動作させる。これでも着火しなければ、所定時間ｔ６経過した後、再々度着火部２４を動作させる。燃焼部２１の温度が上昇することを検知するまで、この着火動作を繰り返す。
【００３７】
図４では、３回目の着火動作で着火し、燃焼部２１の温度は上昇に転じている。制御部２６はこの温度上昇を検知し、着火部２４の動作を停止する。燃焼部２１は温度上昇を続け、設定温度Ｔ１まで達した時刻ｔ４で燃料調節部２３をオフし、燃料ガスの供給を停止して燃焼を停止させ、燃焼部２１の温度は下降に転ずる。
【００３８】
このようにして、着火部２４を繰り返し動作させることで確実に着火動作をさせることができるとともに、燃焼部２１の温度を設定温度Ｔ１で温度制御することができる。
【００３９】
（実施例３）
図１における制御部２６は、着火部２４の動作回数をカウントするカウント部（図示せず）を有し、着火部２４の動作を所定回数をカウントすると、燃料調節部２３および着火部２４の動作を停止するよう構成している。他の構成は上記実施例１または２と同じである。
【００４０】
上記構成において図４を参照しながら動作を説明する。制御部２６は燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１を下回った時刻ｔ１で燃料調節部２３をオンにし、燃料ガスを燃焼部２１に供給する。燃料調節部２３をオンし、時間ｔ２経過した後、着火部２４を動作させ、燃焼部２１の温度が上昇に転ずるまでこの動作をくり返す。
【００４１】
カウント部は、この着火動作をカウントし、累積回数が所定回数（本実施例ではＮ回）着火動作を行っても、燃焼部２１の温度上昇を検知しないとき、何等かの異常が発生したものとして、時刻ｔ７で燃料調節部２３をオフし、着火部２４の動作もオフする。
【００４２】
このようにして、燃料ガスがいたずらに漏れていくのを防止できて、安全性を向上することができるとともに、電源部２８を構成する電池等の消耗も防止することができる。
【００４３】
（実施例４）
図１における制御部２６は、着火部２４の動作回数をカウントする第２のカウント部（図示せず）を有し、着火部２４の動作を所定回数をカウントすると、燃料調節部２３を一旦オフし、再度オンさせるよう構成している。他の構成は上記実施例１または２と同じである。
【００４４】
上記構成において図５を参照しながら動作を説明する。制御部２６は燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１を下回った時刻ｔ１で燃料調節部２３をオンする。燃料調節部２３をオンし時間ｔ２経過した後、着火部２４を時間ｔ３の間オンさせ着火動作を行う。このとき、燃焼部２１の温度上昇が検知できないと、一定時間ｔ６経過した後再度着火部２４を動作させる。
【００４５】
これでも燃焼部２１の温度上昇が検知できないとき、燃料調節部２３を時刻ｔ８（着火部２４を所定回数動作させた時刻）で一旦オフし、時刻ｔ９で再度オンさせる。これは燃料調節部２３を構成する電磁弁等がごみなどの障害物で引っかかったとき、燃料調節部２３を一旦オフし再度オン動作させることにより、障害物を取り除き動作を正常に戻すことができる。この燃料調節部２３の再度オン後、着火部２４を動作させ再着火する。
【００４６】
このようにして、燃料調節部２３を一旦オフし再度オンすることで、燃料調節部２３のひっかかり等で正常にオン，オフができないのを修正して正常な状態に戻すことができる。
【００４７】
なお、この実施例では、着火動作２回目終了後、燃料調節部２３の再オン動作を行ったが、この回数は実セットによって最適の回数に設定できるのは当然である。
【００４８】
【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制御する燃料調節部と、この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着火部と、前記燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度設定部と、前記温度検知部の出力信号と前記温度設定部の出力信号を入力し前記燃料調節部と前記着火部を制御する制御部と、前記燃料調節部と前記着火部と前記制御部と前記温度検知部に電源を供給する電源部とを備え、前記制御部は、前記燃焼部の温度が前記温度設定部で設定した温度よりも低いときは前記燃料調節部をオンするとともに前記着火部をオンするよう構成したから、燃焼部の触媒燃焼が中断したり、或いは設定温度を触媒燃焼する温度よりも低く設定したときでも安定に温度制御することができる。
【００４９】
また、請求項２に記載の発明によれば、制御部は、燃焼部の温度が設定した温度より低いとき、燃料調節部をオンするとともに着火部を一定時間オンするよう構成したから、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００５０】
また、請求項３に記載の発明によれば、制御部は、燃焼部の温度が上昇することを検知するまで、着火部を所定の間隔で繰り返し動作させるよう構成したから、着火部を繰り返し動作させることで確実に着火動作をさせることができるとともに、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００５１】
また、請求項４に記載の発明によれば、制御部は、着火部の動作回数をカウントするカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、着火部および燃料調節部をオフにするよう構成したから、無駄な燃料ガスの漏れを少なくできて安全性を向上できるとともに、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることができる。
【００５２】
また、請求項５に記載の発明によれば、制御部は、着火部の動作回数をカウントする第２のカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、燃料調節部を一旦オフし再度オンするよう構成したから、燃料調節部のひっかかり等で正常にオン・オフができないときに、一連の動作をさせてオン・オフの状態を変えることにより正常な状態に戻すことができる。
【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】同触媒燃焼装置の動作タイミングチャート
【図４】本発明の第２および第３の実施例の触媒燃焼装置の動作タイミングチャート
【図５】本発明の第４の実施例の触媒燃焼装置の動作タイミングチャート
【図６】従来の触媒燃焼装置の断面図
【符号の説明】
２１ 燃焼部
２３ 燃料調節部
２４ 着火部
２５ 温度検知部
２６ 制御部
２７ 温度設定部
２８ 電源部
Claims (5)
- 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制御する燃料調節部と、この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着火部と、前記燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度設定部と、前記温度検知部の出力信号と前記温度設定部の出力信号を入力し前記燃料調節部と前記着火部を制御する制御部と、前記燃料調節部と前記着火部と前記制御部と前記温度検知部に電源を供給する電源部とを備え、前記制御部は、前記燃焼部の温度が前記温度設定部で設定した温度よりも低いときは前記燃料調節部をオンするとともに前記着火部をオンするよう構成した触媒燃焼装置。
- 制御部は、燃焼部の温度が設定した温度より低いとき、燃料調節部をオンするとともに着火部を一定時間オンするよう構成した請求項１記載の触媒燃焼装置。
- 制御部は、燃焼部の温度が上昇することを検知するまで、着火部を所定の間隔で繰り返し動作させるよう構成した請求項２記載の触媒燃焼装置。
- 制御部は、着火部の動作回数をカウントするカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、着火部および燃料調節部をオフにするよう構成した請求項２記載の触媒燃焼装置。
- 制御部は、着火部の動作回数をカウントする第２のカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、燃料調節部を一旦オフし再度オンするよう構成した請求項２記載の触媒燃焼装置。
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