JP3858508B2 - 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、気体燃料または液体燃料を燃焼させる触媒燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の触媒燃焼装置は、例えば図４に示すような構成になっている。１はブタンやプロパン等の液化石油ガスを蓄えるガスタンクで、ガスタンク１内の燃料ガスはガス流路２を経てノズル３から噴出される。ノズル３から噴出したガスは、ガス流の噴出効果により吸気口４から空気を吸引し、混合部５で空気と混合して混合ガスとして燃焼室６に供給される。燃焼室６の内部には触媒体７を備えており、混合ガスが触媒体７を通過するときに触媒作用によって燃焼し、燃焼熱を発生する。
【０００３】
燃焼室６の混合ガス入口６ａと反対側の面６ｂには、点火装置８を設けている。始動時には点火装置８の先端のプラグ９から飛ばした高圧電気スパークによって、前記混合ガスに点火する。この点火によって触媒体７の下流には、火炎が形成され、この火炎によって触媒体７が自身も加熱される。こうして触媒体７の温度が次第に上昇して活性温度に達すると、触媒体７の表面で触媒燃焼が開始される。いわゆる触媒燃焼が開始されると、触媒体出口の火炎は消滅する。この状態で燃焼室６に供給される混合ガスは、触媒体７の全体で反応し触媒燃焼され、燃焼排ガスは排気口１０から排出される。
【０００４】
このような触媒燃焼装置はポータブルの小型熱源として、携帯用アイロンや衣服内暖房器、温熱治療器などに応用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の触媒燃焼装置は、携帯性が十分ではないという課題を有している。すなわち、従来の触媒体７はセラミックまたは金属からなる円筒状ハニカムに触媒を担持したものが一般的で、燃焼量によってこの外径寸法がほぼ決まるため、バーナー全体の高さはこれより小さくできない。また、触媒体７を無理に小さくすると燃焼特性が低下し所定の発熱量が得られないものである。
【０００６】
そこで本発明者らは、平面積が側面積より大きい平板状とした触媒体を配置し、この触媒体に混合ガスが側面方向に流れるガス通路を設けるようにして、バーナーの高さを低くする薄型の触媒燃焼方式をすでに開発している。
【０００７】
しかしながら、高さの低い薄型バーナーを製造しようとすると工法面での問題があった。すなわち、従来のように、混合部や燃焼室などをアルミダイキャスト等で一体に構成した母部品にノズルや触媒体などを取付ける構造では、混合部と燃焼室を一体成型した母部品を薄型化しようとしても成型肉厚等の関係から限界があり、精度確保も困難であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃焼室の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力により燃料ガスの噴出量を制御する制御部とを備え、前記燃焼室は、前記混合部と、前記ノズルと、前記触媒体と、前記ノズルからの噴出方向と略平行な面で分割された複数の部品とを有し、前記温度検知手段を前記燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したことにより、バーナーの高さを低くでき、小型化・薄型化した触媒燃焼装置としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、燃料ガスを噴出させるノズルと、前記ノズルから噴出される燃料ガスと空気とを混合して混合ガスにする混合部と、内部に触媒体を有し混合ガスを燃焼する燃焼室と、前記燃焼室の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力により燃料ガスの噴出量を制御する制御部とを備え、前記燃焼室は、前記混合部と、前記ノズルと、前記触媒体と、前記ノズルからの噴出方向と略平行な面で分割された複数の部品とを有し、前記温度検知手段を前記燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したことにより、バーナー高さの低い小型・薄型化した媒燃焼装置としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、混合部とノズルとを一体にした部品体を、燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したことにより、混合部とノズルを小型化した触媒燃焼装置としている。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の実施例１について説明する。図１は本実施例の触媒燃焼装置の構成を示す断面図である。１１は、ブタンやプロパン等の液化石油ガスを蓄えるガスタンクである。ガスタンク１１内の燃料ガスは、ガス流路１２を経てノズル１３の噴出口１３ａから噴出される。ガスタンク１１とノズル１３との間には、ガス流量を調節する制御バルブ１４を設けている。噴出口１３ａから噴出した燃料ガスは、ガス流の噴出効果によって、吸気口１５から空気を吸引して混合部１６で空気と混合される。混合部１６の出口には、略筒状のガス通路１７を連通させている。筒状のガス通路１７の側面は、これと隣接して配置した着火部１８を介して、触媒体１９を有する燃焼室２０と連通している。
【００１２】
触媒体１９は、例えば図２の側面図に示すように断面がハニカム状になっており、ステンレスなどからなる金属の薄板を波板状に折り曲げて構成した担体に白金族金属またはニッケル、コバルト、鉄、マンガンまたはクロム等の金属酸化物を触媒として担持している。空気と混合された燃料ガスはガス通路１７、着火部１８を通って、触媒体１９の内部を通過している間に触媒作用によって触媒燃焼する。
【００１３】
また、着火部１８の上部には点火装置２１を設けている。始動時にはこの点火装置２１を作動させて、先端のプラグ２１ａからスパーク（高圧電気火花）を飛ばすものである。このスパークによって、着火部１８内に火炎が形成され、この火炎によって触媒体１９は加熱される。２２は点火装置２１に電源を供給する高圧線である。触媒体１９の温度が上昇して、触媒の活性温度に達すると、触媒体１９の表面で触媒反応を行なって発熱し、反応後の燃焼排ガスは排気口２３から排出される。２４は燃焼室２０の温度を検知する温度検知手段で、サーミスタや熱電対等からなり、制御部２５と接続している。制御部２５は温度検知手段２４の出力に応じて制御バルブ１４を駆動して燃料ガスの噴出量を制御し燃焼室２０の温度調節を行なうようになっている。
【００１４】
上記システムにおいて、本実施例の部品構成について述べる。図１、図２、図３に示すように燃焼室２０、着火部１８、ガス通路１７等は混合ガスの流れる方向と平行な面で分割した下ベース２６と上ベース２７の２部品で構成される。２８は吸気口１５と混合部１６とノズル１３とを一体にしたノズルユニットで、鋳造部品にノズル１３を挿入してなるが、すべて切削加工で一体に構成することも可能である。本実施例では、図２、図３に示すように上記ノズルユニット２８と触媒体１９と点火装置２１と温度検知手段２４とを下ベース２６と上ベース２７の２部品の間の所定位置に挟み、固定ネジ２９を下ベース２６に設けたネジ穴３０に締付けて固定している。
【００１５】
このように、精密な加工精度が必要なノズル１３や混合部１６を、燃焼室２０や着火部１８等と分割可能な別部品にすることにより、下ベース２６、上ベース２７は単純形状になるため加工が容易になり肉厚も最小に抑えられるから、小型化、薄型化が可能になる。そして、精密な加工精度が必要なノズルユニット２８自体も加工しやすくなり、上述したようにすべて切削加工で一体に構成すればさらに小型化できるものである。
【００１６】
また、燃焼室２０をノズルの噴出方向と略平行な面で下ベース２６と上ベース２７とに分割しているので、燃焼室２０部分の加工形状が非常に単純になり、加工が容易になり肉厚も最小に抑えられるから薄型化が可能になる。
【００１７】
さらに、燃焼室２０部分が上下に２分されているから、組み立て時の触媒体１９の収納が容易になる。同時に、ノズルユニット２８、点火装置２１、温度検知手段２４の組み立ても同様に容易に行なえる。特に、温度検知手段２４は燃焼室２０の温度を熱伝導によって検知する必要があるから、検知を確実にするために良熱伝導体からなる別部品で押えて固定するのが通常であるが、本構成のように下ベース２６と上ベース２７とによって挟んで固定することにより、取付け構造が簡素化でき、より信頼性の高い温度検知が可能になる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、燃料ガスを噴出させるノズルと、前記ノズルから噴出される燃料ガスと空気とを混合して混合ガスにする混合部と、内部に触媒体を有し混合ガスを燃焼する燃焼室と、前記燃焼室の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力により燃料ガスの噴出量を制御する制御部とを備え、前記燃焼室は、前記混合部と、前記ノズルと、前記触媒体と、前記ノズルからの噴出方向と略平行な面で分割された複数の部品とを有し、前記温度検知手段を前記燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したから、バーナー高さの低い小型・薄型化した媒燃焼装置を実現することができるとともに、温度検知手段の保持と燃焼室の接合を確実にすることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、混合部とノズルとを一体にした部品体を、燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したから、混合部とノズルを小型化した触媒燃焼装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の触媒燃焼装置の構成を示す断面図
【図２】 同触媒燃焼装置の側面から見た分解図
【図３】 同触媒燃焼装置の上面から見た外観図
【図４】 従来の触媒燃焼装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
１１ 燃料ガス
１３ ノズル
１６ 混合部
１９ 触媒体
２０ 燃焼室
２４ 温度検知手段
２６ 下ベース
２７ 上ベース
２８ ノズルユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体燃料または液体燃料を燃焼させる触媒燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の触媒燃焼装置は、例えば図４に示すような構成になっている。１はブタンやプロパン等の液化石油ガスを蓄えるガスタンクで、ガスタンク１内の燃料ガスはガス流路２を経てノズル３から噴出される。ノズル３から噴出したガスは、ガス流の噴出効果により吸気口４から空気を吸引し、混合部５で空気と混合して混合ガスとして燃焼室６に供給される。燃焼室６の内部には触媒体７を備えており、混合ガスが触媒体７を通過するときに触媒作用によって燃焼し、燃焼熱を発生する。
【０００３】
燃焼室６の混合ガス入口６ａと反対側の面６ｂには、点火装置８を設けている。始動時には点火装置８の先端のプラグ９から飛ばした高圧電気スパークによって、前記混合ガスに点火する。この点火によって触媒体７の下流には、火炎が形成され、この火炎によって触媒体７が自身も加熱される。こうして触媒体７の温度が次第に上昇して活性温度に達すると、触媒体７の表面で触媒燃焼が開始される。いわゆる触媒燃焼が開始されると、触媒体出口の火炎は消滅する。この状態で燃焼室６に供給される混合ガスは、触媒体７の全体で反応し触媒燃焼され、燃焼排ガスは排気口１０から排出される。
【０００４】
このような触媒燃焼装置はポータブルの小型熱源として、携帯用アイロンや衣服内暖房器、温熱治療器などに応用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の触媒燃焼装置は、携帯性が十分ではないという課題を有している。すなわち、従来の触媒体７はセラミックまたは金属からなる円筒状ハニカムに触媒を担持したものが一般的で、燃焼量によってこの外径寸法がほぼ決まるため、バーナー全体の高さはこれより小さくできない。また、触媒体７を無理に小さくすると燃焼特性が低下し所定の発熱量が得られないものである。
【０００６】
そこで本発明者らは、平面積が側面積より大きい平板状とした触媒体を配置し、この触媒体に混合ガスが側面方向に流れるガス通路を設けるようにして、バーナーの高さを低くする薄型の触媒燃焼方式をすでに開発している。
【０００７】
しかしながら、高さの低い薄型バーナーを製造しようとすると工法面での問題があった。すなわち、従来のように、混合部や燃焼室などをアルミダイキャスト等で一体に構成した母部品にノズルや触媒体などを取付ける構造では、混合部と燃焼室を一体成型した母部品を薄型化しようとしても成型肉厚等の関係から限界があり、精度確保も困難であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃焼室の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力により燃料ガスの噴出量を制御する制御部とを備え、前記燃焼室は、前記混合部と、前記ノズルと、前記触媒体と、前記ノズルからの噴出方向と略平行な面で分割された複数の部品とを有し、前記温度検知手段を前記燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したことにより、バーナーの高さを低くでき、小型化・薄型化した触媒燃焼装置としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、燃料ガスを噴出させるノズルと、前記ノズルから噴出される燃料ガスと空気とを混合して混合ガスにする混合部と、内部に触媒体を有し混合ガスを燃焼する燃焼室と、前記燃焼室の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力により燃料ガスの噴出量を制御する制御部とを備え、前記燃焼室は、前記混合部と、前記ノズルと、前記触媒体と、前記ノズルからの噴出方向と略平行な面で分割された複数の部品とを有し、前記温度検知手段を前記燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したことにより、バーナー高さの低い小型・薄型化した媒燃焼装置としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、混合部とノズルとを一体にした部品体を、燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したことにより、混合部とノズルを小型化した触媒燃焼装置としている。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の実施例１について説明する。図１は本実施例の触媒燃焼装置の構成を示す断面図である。１１は、ブタンやプロパン等の液化石油ガスを蓄えるガスタンクである。ガスタンク１１内の燃料ガスは、ガス流路１２を経てノズル１３の噴出口１３ａから噴出される。ガスタンク１１とノズル１３との間には、ガス流量を調節する制御バルブ１４を設けている。噴出口１３ａから噴出した燃料ガスは、ガス流の噴出効果によって、吸気口１５から空気を吸引して混合部１６で空気と混合される。混合部１６の出口には、略筒状のガス通路１７を連通させている。筒状のガス通路１７の側面は、これと隣接して配置した着火部１８を介して、触媒体１９を有する燃焼室２０と連通している。
【００１２】
触媒体１９は、例えば図２の側面図に示すように断面がハニカム状になっており、ステンレスなどからなる金属の薄板を波板状に折り曲げて構成した担体に白金族金属またはニッケル、コバルト、鉄、マンガンまたはクロム等の金属酸化物を触媒として担持している。空気と混合された燃料ガスはガス通路１７、着火部１８を通って、触媒体１９の内部を通過している間に触媒作用によって触媒燃焼する。
【００１３】
また、着火部１８の上部には点火装置２１を設けている。始動時にはこの点火装置２１を作動させて、先端のプラグ２１ａからスパーク（高圧電気火花）を飛ばすものである。このスパークによって、着火部１８内に火炎が形成され、この火炎によって触媒体１９は加熱される。２２は点火装置２１に電源を供給する高圧線である。触媒体１９の温度が上昇して、触媒の活性温度に達すると、触媒体１９の表面で触媒反応を行なって発熱し、反応後の燃焼排ガスは排気口２３から排出される。２４は燃焼室２０の温度を検知する温度検知手段で、サーミスタや熱電対等からなり、制御部２５と接続している。制御部２５は温度検知手段２４の出力に応じて制御バルブ１４を駆動して燃料ガスの噴出量を制御し燃焼室２０の温度調節を行なうようになっている。
【００１４】
上記システムにおいて、本実施例の部品構成について述べる。図１、図２、図３に示すように燃焼室２０、着火部１８、ガス通路１７等は混合ガスの流れる方向と平行な面で分割した下ベース２６と上ベース２７の２部品で構成される。２８は吸気口１５と混合部１６とノズル１３とを一体にしたノズルユニットで、鋳造部品にノズル１３を挿入してなるが、すべて切削加工で一体に構成することも可能である。本実施例では、図２、図３に示すように上記ノズルユニット２８と触媒体１９と点火装置２１と温度検知手段２４とを下ベース２６と上ベース２７の２部品の間の所定位置に挟み、固定ネジ２９を下ベース２６に設けたネジ穴３０に締付けて固定している。
【００１５】
このように、精密な加工精度が必要なノズル１３や混合部１６を、燃焼室２０や着火部１８等と分割可能な別部品にすることにより、下ベース２６、上ベース２７は単純形状になるため加工が容易になり肉厚も最小に抑えられるから、小型化、薄型化が可能になる。そして、精密な加工精度が必要なノズルユニット２８自体も加工しやすくなり、上述したようにすべて切削加工で一体に構成すればさらに小型化できるものである。
【００１６】
また、燃焼室２０をノズルの噴出方向と略平行な面で下ベース２６と上ベース２７とに分割しているので、燃焼室２０部分の加工形状が非常に単純になり、加工が容易になり肉厚も最小に抑えられるから薄型化が可能になる。
【００１７】
さらに、燃焼室２０部分が上下に２分されているから、組み立て時の触媒体１９の収納が容易になる。同時に、ノズルユニット２８、点火装置２１、温度検知手段２４の組み立ても同様に容易に行なえる。特に、温度検知手段２４は燃焼室２０の温度を熱伝導によって検知する必要があるから、検知を確実にするために良熱伝導体からなる別部品で押えて固定するのが通常であるが、本構成のように下ベース２６と上ベース２７とによって挟んで固定することにより、取付け構造が簡素化でき、より信頼性の高い温度検知が可能になる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、燃料ガスを噴出させるノズルと、前記ノズルから噴出される燃料ガスと空気とを混合して混合ガスにする混合部と、内部に触媒体を有し混合ガスを燃焼する燃焼室と、前記燃焼室の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力により燃料ガスの噴出量を制御する制御部とを備え、前記燃焼室は、前記混合部と、前記ノズルと、前記触媒体と、前記ノズルからの噴出方向と略平行な面で分割された複数の部品とを有し、前記温度検知手段を前記燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したから、バーナー高さの低い小型・薄型化した媒燃焼装置を実現することができるとともに、温度検知手段の保持と燃焼室の接合を確実にすることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、混合部とノズルとを一体にした部品体を、燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定したから、混合部とノズルを小型化した触媒燃焼装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の触媒燃焼装置の構成を示す断面図
【図２】 同触媒燃焼装置の側面から見た分解図
【図３】 同触媒燃焼装置の上面から見た外観図
【図４】 従来の触媒燃焼装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
１１ 燃料ガス
１３ ノズル
１６ 混合部
１９ 触媒体
２０ 燃焼室
２４ 温度検知手段
２６ 下ベース
２７ 上ベース
２８ ノズルユニット
Claims (2)
- 燃料ガスを噴出させるノズルと、前記ノズルから噴出される燃料ガスと空気とを混合して混合ガスにする混合部と、内部に触媒体を有し混合ガスを燃焼する燃焼室と、前記燃焼室の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力により燃料ガスの噴出量を制御する制御部とを備え、前記燃焼室は、前記混合部と、前記ノズルと、前記触媒体と、前記ノズルからの噴出方向と略平行な面で分割された複数の部品とを有し、前記温度検知手段を前記燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定した触媒燃焼装置。
- 混合部とノズルとを一体にした部品体を、燃焼室を構成する複数の部品により挟んで固定した請求項１記載の触媒燃焼装置。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP08330999A JP3858508B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 触媒燃焼装置 |
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| EP99959870A EP1058055B1 (en) | 1998-12-18 | 1999-12-17 | Catalytic combustion device |
| US09/622,129 US6394789B1 (en) | 1998-12-18 | 1999-12-17 | Catalyst combustion device |
| CNB998029564A CN100368728C (zh) | 1998-12-18 | 1999-12-17 | 催化燃烧装置 |
| DE69941535T DE69941535D1 (de) | 1998-12-18 | 1999-12-17 | Katalytische verbrennungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08330999A JP3858508B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=13798829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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| CN108019740A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-11 | 徐州工程学院 | 一种生物质燃料锅炉装置及其工作方法 |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP08330999A patent/JP3858508B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000274615A (ja) | 2000-10-03 |
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