JPH10300073A - 触媒燃焼加熱器の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液化燃料ガスを触媒燃焼させ、その熱を利用
して加熱する負荷部および燃焼部の温度を制御する触媒
燃焼加熱機器の温度制御装置において、温度を２段階に
設定し、制御できるようにする。 【解決手段】 触媒燃焼部４の温度により燃料ガスの供
給を制御するガス流量制御手段１７と、このガス流量制
御手段１７の動作を制御する制御手段１８とからなり、
制御手段１８は、ガス流量制御手段１７の燃料ガスの供
給を停止する温度より高い温度になるまで、ガス流量制
御手段１７の動作を拘束するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、その熱を利用して加熱する負荷部および燃焼
部の温度を制御する触媒燃焼加熱機器の温度制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の触媒燃焼加熱機器の温度
制御装置は、図３および図４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３に示すように、温度制御ノズル１は、
片側からガスが供給され、先端に小さな孔を穿孔したノ
ズル部２を有し、このノズル部２から燃料ガスを高速で
吹き出すようにしている。燃料ガスはインジェクター部
３で周囲の空気を巻き込み混合気となって触媒燃焼部４
に供給され、点火ヒータ５に電流が流れて赤熱すると、
燃料ガスに点火され、触媒６を加熱する。触媒６の温度
が上がると触媒燃焼が開始する。触媒燃焼部４の熱で温
度制御ノズル１が加熱される。

【０００４】温度制御ノズル１は、図４に示すように構
成しており、感温フェライト７は、磁気的特性が急激に
変化するキュリー点（例えば１５０℃）をもち、リング
状に形成してケース８に固定している。磁石９は、ケー
ス８の内面に所定の隙間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と反対側の面にガイド部材１０を固定し、
このガイド部材１０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燃焼部４に向けて噴
出するノズル部２を設けている。感温フェライト７、ケ
ース８、磁石９、ガイド部材１０、弁部材１１、ばね１
２、弁体１３などで触媒燃焼部４の燃焼温度を制御する
温度制御装置を構成している。なお、１５は燃料ガス供
給口である。

【０００６】上記構成において動作を説明すると、燃料
ガス供給口１５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とケース８との隙間を通過し
て、弁ポート１４に至りノズル部２より吹き出す。この
とき、燃料ガスはインジェクター部３で周囲の空気を巻
き込み混合気となって触媒燃焼部４に供給される。点火
ヒータ５に電流が流れて赤熱すると、ガスに点火され、
触媒６を加熱する。触媒６の温度が上がると触媒燃焼が
開始する。触媒燃焼によりケース８が加熱される。

【０００７】ケース８が加熱されることによって、ケー
ス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の温度が組成により決まるキュリー点を越える
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
り燃料ガスは触媒燃焼部４に供給されなくなり、温度が
低下する。

【０００８】感温フェライト７は非常にヒステリシスが
小さく、数度以下の温度変化で元の状態に復帰する。感
温フェライト７が復帰すると磁石９は再び感温フェライ
ト７を吸着し弁ポート１４を開く。この間はわずかの時
間のため、触媒６の温度は充分に高く、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、触媒燃焼部４の温度を一定に保つことができ
る。

【０００９】

【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、制御する温度は１組の感温フェライ
ト７と磁石９の組み合わせで決まり、温度制御は１点で
しかできないものであった。しかし、機器によっては温
度の設定を２段階にする必要があるものが少なくない。
例えばジャーポットでは、保温モードでは９０℃前後の
温度で制御するが、湯の用途によっては沸騰させる必要
がある。又、炊飯器では、最初は１００℃で沸騰させ、
ご飯が炊き上がると保温モードに入れて７０℃前後で温
度制御する必要がある。

【００１０】したがって、２段階の温度設定が必要な機
器の要求仕様を満足できないという問題を有していた。

【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、温度設定を２段階に設定できるようにし、２段階の
温度設定が必要な機器の要求仕様を満足できるようにす
ることを目的としている。

【００１２】

【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、触媒燃焼部の温度により燃料ガスの供給
を制御するガス流量制御手段と、このガス流量制御手段
の動作を制御する制御手段とからなり、前記制御手段
は、前記ガス流量制御手段の燃料ガスの供給を停止する
温度より高い温度になるまで、前記ガス流量制御手段の
動作を拘束するようにしたものである。

【００１３】これにより、制御手段によりガス流量制御
手段の動作を拘束するときの温度と、拘束しないときの
温度との２段階の温度設定をすることができ、２段階の
温度設定が必要な機器の要求仕様を満足することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、触媒燃焼部の温度により燃料ガスの供給を制御する
ガス流量制御手段と、このガス流量制御手段の動作を制
御する制御手段とからなり、前記制御手段は、前記ガス
流量制御手段の燃料ガスの供給を停止する温度より高い
温度になるまで、前記ガス流量制御手段の動作を拘束す
るようにしたものであり、ガス流量制御手段により燃料
ガスの供給を制御する温度と、制御手段によりガス流量
制御手段の動作の拘束を解除する温度との２段階の温度
設定をすることができ、２段階の温度設定が必要な機器
の要求仕様を満足することができる。

【００１５】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、ガス流量制御手段は、磁気的特性
が急激に変化する第１のキュリー点を持つ第１の感温磁
性体と、前記第１の感温磁性体に対向して設け前記第１
の感温磁性体を引き付ける第１の磁石と、触媒燃焼部へ
の燃料ガスの供給を制御する弁とを備え、前記触媒燃焼
部の燃焼熱により前記第１の感温磁性体の温度が第１の
キュリー点を越えたとき、前記弁により燃料ガスの供給
を停止し、前記触媒燃焼部の温度を制御するようにした
ものであり、触媒燃焼部の燃焼熱により第１の感温磁性
体の温度が第１のキュリー点を越えると第１の磁石は吸
着力を失い、燃料ガスの流れを制御する弁を閉塞して燃
料ガスの供給を停止し、第１の感温磁性体の温度が第１
のキュリー点より下がると、再び第１の磁石の吸着力に
より弁を開いて触媒燃焼部に燃料ガスを供給する。この
ような作用は、第１の感温磁性体の組成だけで決まり、
常に一定の温度で起こるため、ガス流量制御手段により
触媒燃焼部の温度をほぼ一定の温度に制御することがで
きる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御手段は、第１のキュリー点よ
り高い第２のキュリー点を持つ第２の感温磁性体と、前
記第２の感温磁性体に対向して設け前記第２の感温磁性
体を引き付ける第２の磁石とを備え、前記第２の感温磁
性体の温度が第２のキュリー点を越えるまで、前記第２
の磁石により第１の磁石の動作を拘束するようにしたも
のであり、第２の感温磁性体の温度が第１のキュリー点
より高い第２のキュリー点を越えるまでは、第１の磁石
と第２の磁石との間の吸着力により、第１の磁石の動作
を拘束することができて、ガス流量制御手段は、第１の
キュリー点を越えても燃料ガスの供給を続けることがで
き、触媒燃焼部の温度が第２のキュリー点を越えるまで
加熱することができる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、上記請求項３に
記載の発明において、制御手段は、第２の感温磁性体の
温度が第２のキュリー点を越えると、第２の磁石により
第１の磁石の動作を拘束しないようにしたものであり、
第２の感温磁性体の温度が第２のキュリー点を越える
と、第２の磁石は第１の磁石の動作を拘束しないため、
第２の感温磁性体の温度が第２のキュリー点を越えた後
は、ガス流量制御手段は、第１のキュリー点を越えると
弁により燃料ガスの供給を停止し、触媒燃焼部の温度を
第１のキュリー点で決まるほぼ一定の温度に制御するこ
とができる。

【００１８】請求項５に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、第２の磁石に外部より操作できる
軸部を設け、前記第２の磁石を第２の感温磁性体に手動
で吸着し、前記第２の磁石により第１の磁石の動作を拘
束するようにしたものであり、外部からの操作で第２の
磁石を第２の感温磁性体に吸着することにより、第１の
磁石と第２の磁石との間の距離が短くなり、第１の磁石
と第２の磁石との間の吸着力が発生し、第１の磁石の動
作を拘束することができ、外部からの操作で必要な時に
高い方の温度設定をすることができる。

【００１９】請求項６に記載の発明は、上記請求項３〜
５に記載の発明において、第１の磁石と第２の磁石の吸
着力より強いばねで第２の磁石を付勢したものであり、
第２の感温磁性体の温度が第２のキュリー点を越える
と、第２の磁石は第２の感温磁性体に吸着できなくな
り、ばねにより第２の感温磁性体から離され、第１の磁
石と第２の磁石の吸着力が殆どなくなって、第２の磁石
による第１の磁石の動作の拘束を解除することができ
る。

【００２０】

【実施例】本発明の一実施例について、図１および図２
を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のも
のは同一符号を付して説明を省略する。

【００２１】図に示すように、温度制御ノズル１６は、
触媒燃焼部４の温度により燃料ガスの供給を制御するガ
ス流量制御手段１７と、このガス流量制御手段１７の動
作を制御する制御手段１８とで構成している。

【００２２】ガス流量制御手段１７に設けた第１の感温
フェライト（第１の感温磁性体）１９は、磁気的特性が
急激に変化する第１のキュリー点（例えば９０℃）をも
ち、リング状に形成してケース２０に固定している。第
１の磁石２１は、ケース２０の内面に所定の隙間を介し
て第１の感温フェライト１９に対向して設け、第１の感
温フェライト１９を吸引するもので、第１の感温フェラ
イト１９と反対側の面にガイド部材１０を固定し、この
ガイド部材１０に弁部材１１を固定している。ばね１２
は第１の磁石２１を第１の感温フェライト１９より離反
する方向に付勢している。

【００２３】制御手段１８に設けた第２の感温フェライ
ト（第２の感温磁性体）２２は、磁気的特性が急激に変
化する第１のキュリー点（例えば１００℃）をもち、リ
ング状に形成してケース２０に固定している。第２の磁
石２３は、ケース２０の内面に所定の隙間を介して第２
の感温フェライト２２に対向して設け、第２の感温フェ
ライト２２を吸引するもので、第１の感温フェライト１
９と反対側に押し棒（軸部）２４を固定し、外部からの
操作で第２の磁石２３を第２の感温磁性体２２に手動で
吸着できるようにし、ばね２５で第２の磁石２３を第２
の感温フェライト２２より離反する方向に付勢してい
る。

【００２４】第１の磁石２１と第２の磁石２３は互いに
吸引するように極性を設定し、第２の感温フェライト２
２の温度が第２のキュリー点を越えるまで、第２の磁石
２３により第１の磁石２１の動作を拘束するようにして
いる。すなわち、第２の感温フェライト２２の温度が第
２のキュリー点を越えるまで、制御手段１８によりガス
流量制御手段１７の動作を拘束するようにしている。

【００２５】ばね２５は第１の磁石２１と第２の磁石２
３の吸着力より強いばね力を有しており、第２の感温磁
性体２２の温度が第２のキュリー点を越えると、第２の
磁石２３を第２の感温フェライト２２より離反する方向
に移動させ、第２の磁石２３により第１の磁石２１の動
作を拘束しないようにしている。他の構成は従来例と同
じである。

【００２６】上記構成において動作を説明すると、燃料
ガス供給口１５より燃料ガスを供給すると、燃料ガスは
第１の感温フェライト１９の中央部を通り、第１の感温
フェライト１９と第１の磁石２１の隙間から、第１の磁
石２１とケース２０との隙間を通過して、弁ポート１４
に至りノズル部２より吹き出す。このとき、燃料ガスは
インジェクター部３で周囲の空気を巻き込み混合気とな
って触媒燃焼部４に供給される。点火ヒータ５に電流が
流れて赤熱すると、燃料ガスに点火し火炎を生じさせ
る。

【００２７】触媒６の形状は火炎を作るのに適した形状
にしており、生じた火炎により触媒６は加熱され、やが
て触媒反応を開始する。触媒６が触媒反応を開始するこ
とにより火炎には排気ガスしかこなくなり、自然に消滅
する。触媒反応によりケース２０は加熱され、ケース２
０が加熱されることによって、ケース２０に固定された
第１の感温フェライト１９および第２の感温フェライト
２２を加熱する。

【００２８】第１の感温フェライト１９または第２の感
温フェライト２２の温度がそれぞれ組成により決まる第
１のキュリー点または第２のキュリー点を越えると、第
１の磁石２１または第２の磁石２３は第１の感温フェラ
イト１９または第２の感温フェライト２２に吸着できな
くなる。

【００２９】今、温度が９０℃になると、第１の感温フ
ェライト１９の第１のキュリー点になり、第１の磁石２
１は第１の感温フェライト１９に吸着しなくなる。この
ため、ばね１２により付勢された第１の磁石２１は第１
の感温フェライト１９より離れようとするが、第２の磁
石２３の吸着力の方が強く、第１の磁石２１はそのまま
の位置にあり、弁は開いたままである。

【００３０】この状態でガスは流れ続け、温度がさらに
上昇し１００℃に達すると、第２の感温フェライト２３
の第２のキュリー点に達する。このため、第２の磁石２
３はもはや第２の感温フェライト２２に吸着することが
できなくなる。このとき、第１の磁石２１と第２の磁石
２３は引き合っているが、第２の磁石２３を付勢してい
るばね２５は第１の磁石２１と第２の磁石２３の引き合
う力より強く設定されているため、第２の磁石２３は第
２の感温フェライト２２より引き離される。

【００３１】第２の磁石２３が引き離されることによ
り、第１の磁石２１もばね１２により動かされ、弁部材
１１が弁ポート１４を塞ぐ。このことにより、燃料ガス
は流れなくなり、温度が下がり始める。温度が１００℃
以下になると、第２の感温フェライト２２の温度は第２
のキュリー点以下となり、第２の磁石２３が吸着できる
ようになるが、このときの第２の磁石２３と第２の感温
フェライト２２の距離は充分離れており、ばね２５のば
ね力に抗して吸着することはない。

【００３２】さらに温度が下がり９０℃以下になると、
第１の感温フェライト１９が第１の磁石２１に吸着する
ようになる。この時、第１の磁石２１と第１の感温フェ
ライト１９との距離は充分近く、ばね１２のばね力に抗
して吸着する。その結果、再び燃料ガスの通路が開か
れ、触媒燃焼部４に燃料ガスが供給される。触媒６は再
び反応を開始し温度が上がりはじめる。温度が９０℃に
達すると、第１の磁石２１は第１の感温フェライト１９
に吸着できなくなる。

【００３３】今度は第２の磁石２３は離れた位置にあ
り、第１の磁石２１を吸着できない。そのため、第１の
磁石２１はばね１２により引き離され、弁部材１１が弁
ポート１４を塞ぎ、燃料ガスの供給が停止する。このよ
うに、最初は第２の感温フェライト２２の第２のキュリ
ー点（１００℃）に達した温度が、その次からは第１の
感温フェライト１９の第１のキュリー点（９０℃）で制
御されるようになる。

【００３４】外部からの操作により押し棒２４に力を加
え、第２の磁石２３を第２の感温フェライト２２に押し
付けると、第２の磁石２３と第２の感温フェライト２２
は吸着し、再び最初の状態になり、温度が第２の感温フ
ェライト２２の第２のキュリー点（１００℃）を越える
までガスは停止せず、一度第２の感温フェライト２２の
第２のキュリー点（１００℃）を越えると、その次から
は第１の感温フェライト１９の第１のキュリー点（９０
℃）で温度制御される。

【００３５】このように本実施例では、２種類の感温フ
ェライトを用いて、２段階の温度で加熱部を制御するこ
とができる。２段階の温度は感温フェライトの特性で設
定できるため、２段階の温度の制御が必要なジャーポッ
トや炊飯器等の用途に適したものである。

【００３６】

【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、触媒燃焼部の温度により燃料ガスの供給
を制御するガス流量制御手段と、このガス流量制御手段
の動作を制御する制御手段とからなり、前記制御手段
は、前記ガス流量制御手段の燃料ガスの供給を停止する
温度より高い温度になるまで、前記ガス流量制御手段の
動作を拘束するようにしたから、ガス流量制御手段によ
り燃料ガスの供給を制御する温度と、制御手段によりガ
ス流量制御手段の動作の拘束を解除する温度との２段階
の温度設定をすることができ、２段階の温度設定が必要
な機器の要求仕様を満足することができる。

【００３７】また、請求項２に記載の発明によれば、ガ
ス流量制御手段は、磁気的特性が急激に変化する第１の
キュリー点を持つ第１の感温磁性体と、前記第１の感温
磁性体に対向して設け前記第１の感温磁性体を引き付け
る第１の磁石と、触媒燃焼部への燃料ガスの供給を制御
する弁とを備え、前記触媒燃焼部の燃焼熱により前記第
１の感温磁性体の温度が第１のキュリー点を越えたと
き、前記弁により燃料ガスの供給を停止し、前記触媒燃
焼部の温度を制御するようにしたから、第１の感温磁性
体の第１のキュリー点により燃料ガスの供給を制御する
ことができ、第１の感温磁性体の組成だけで決まる温度
で、触媒燃焼部の温度をほぼ一定の温度に制御すること
ができる。

【００３８】また、請求項３に記載の発明によれば、制
御手段は、第１のキュリー点より高い第２のキュリー点
を持つ第２の感温磁性体と、前記第２の感温磁性体に対
向して設け前記第２の感温磁性体を引き付ける第２の磁
石とを備え、前記第２の感温磁性体の温度が第２のキュ
リー点を越えるまで、前記第２の磁石により第１の磁石
の動作を拘束するようにしたから、第２の感温磁性体の
第２のキュリー点を越えるまでは、第１の磁石と第２の
磁石との間の吸着力により、第１の磁石の動作を拘束す
ることができ、触媒燃焼部の温度が第２のキュリー点を
越えるまで加熱することができる。

【００３９】また、請求項４に記載の発明によれば、制
御手段は、第２の感温磁性体の温度が第２のキュリー点
を越えると、第２の磁石により第１の磁石の動作を拘束
しないようにしたから、第２の感温磁性体の温度が第２
のキュリー点を越えた後は、第１の感温磁性体の第１の
キュリー点により燃料ガスの供給を制御することがで
き、第１の感温磁性体の組成だけで決まる温度で、触媒
燃焼部の温度をほぼ一定の温度に制御することができ
る。

【００４０】また、請求項５に記載の発明によれば、第
２の磁石に外部より操作できる軸部を設け、前記第２の
磁石を第２の感温磁性体に手動で吸着し、前記第２の磁
石により第１の磁石の動作を拘束するようにしたから、
外部からの操作で第２の磁石を第２の感温磁性体に吸着
することにより、第１の磁石と第２の磁石との間の吸着
力が発生し、第１の磁石の動作を拘束することができ、
外部からの操作で必要な時に高い方の温度設定をするこ
とができる。

【００４１】また、請求項６に記載の発明によれば、第
１の磁石と第２の磁石の吸着力より強いばねで第２の磁
石を付勢したから、第２の感温磁性体の温度が第２のキ
ュリー点を越えると、ばねにより第２の磁石を第２の感
温磁性体から離すことができ、第１の磁石と第２の磁石
の吸着力が殆どなくなって、第２の磁石による第１の磁
石の動作の拘束を解除することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の触媒燃焼加熱器の温度制御
装置を備えた触媒燃焼加熱器の断面図

【図２】同触媒燃焼加熱器の温度制御装置の断面図

【図３】従来の触媒燃焼加熱器の温度制御装置を備えた
触媒燃焼加熱器の断面図

【図４】同触媒燃焼加熱器の温度制御装置の断面図

【符号の説明】

４ 触媒燃焼部 １７ ガス流量制御手段 １８ 制御手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 触媒燃焼部の温度により燃料ガスの供給
   を制御するガス流量制御手段と、このガス流量制御手段
   の動作を制御する制御手段とからなり、前記制御手段
   は、前記ガス流量制御手段の燃料ガスの供給を停止する
   温度より高い温度になるまで、前記ガス流量制御手段の
   動作を拘束するようにした触媒燃焼加熱器の温度制御装
   置。
2. 【請求項２】 ガス流量制御手段は、磁気的特性が急激
   に変化する第１のキュリー点を持つ第１の感温磁性体
   と、前記第１の感温磁性体に対向して設け前記第１の感
   温磁性体を引き付ける第１の磁石と、触媒燃焼部への燃
   料ガスの供給を制御する弁とを備え、前記触媒燃焼部の
   燃焼熱により前記第１の感温磁性体の温度が第１のキュ
   リー点を越えたとき、前記弁により燃料ガスの供給を停
   止し、前記触媒燃焼部の温度を制御するようにした請求
   項１記載の触媒燃焼加熱器の温度制御装置。
3. 【請求項３】 制御手段は、第１のキュリー点より高い
   第２のキュリー点を持つ第２の感温磁性体と、前記第２
   の感温磁性体に対向して設け前記第２の感温磁性体を引
   き付ける第２の磁石とを備え、前記第２の感温磁性体の
   温度が第２のキュリー点を越えるまで、前記第２の磁石
   により第１の磁石の動作を拘束するようにした請求項１
   記載の触媒燃焼加熱器の温度制御装置。
4. 【請求項４】 制御手段は、第２の感温磁性体の温度が
   第２のキュリー点を越えると、第２の磁石により第１の
   磁石の動作を拘束しないようにした請求項３記載の触媒
   燃焼加熱器の温度制御装置。
5. 【請求項５】 第２の磁石に外部より操作できる軸部を
   設け、前記第２の磁石を第２の感温磁性体に手動で吸着
   し、前記第２の磁石により第１の磁石の動作を拘束する
   ようにした請求項１記載の触媒燃焼加熱器の温度制御装
   置。
6. 【請求項６】 第１の磁石と第２の磁石の吸着力より強
   いばねで第２の磁石を付勢した請求項３〜５のいずれか
   １項に記載の触媒燃焼加熱機器の温度制御装置。