JPH11132411A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器の温度上昇が早く、短い時間で使用者に
暖房感を与えることを実現した触媒燃焼装置を提供する
ことを目的としている。 【解決手段】 計時部５１により始動後の経過時間を計
時し、始動より所定時間経過するまでは制御部５３の温
調の設定温度を高めにすることで温度上昇の早い触媒燃
焼装置としているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力・ガスの供給
が困難な高地・洋上・寒冷地で利用できる、携帯用の触
媒燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】携帯用の暖房器としては、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。

【０００３】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、
現状のバッテリーは、重さ当たりのエネルギ密度が低
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。

【０００４】そこで、バッテリーなどよりはるかに高い
エネルギ密度を持つ石油系燃料を燃焼させ、水等の液体
を加熱して、適温となった液体を機器本体中に循環させ
て全体を暖める触媒燃焼装置が開発されている。また、
ブタンガスと燃焼用触媒を用いて触媒燃焼によって全体
を暖める触媒燃焼装置が開発されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の触媒燃焼を利用した触媒燃焼装置は、始動後、機器
が暖まるまでの時間がかかり、使用者が暖房感を感じる
まではしばらくかかるという課題を有している。また、
着火後、燃焼部が触媒燃焼に移行する前段階として炎燃
焼をしている場合には温度検知部の耐熱温度を越えない
ように一時、燃料ガスの供給を停止させる必要があると
いう課題を有している。

【０００６】また、このような触媒燃焼装置は電源に電
池が多く用いられ、一般的に着火時に電力を消費するの
で電池の消費電力が問題となるという課題を有してい
た。また、違う種類の電池を使用された場合、電池の特
性と電池電圧の低下報知の設定とが合わず、電圧低下の
報知の設定電圧から機器を停止するまでの電圧に達する
までの時間が短くなり低下の報知を行ってすぐに機器が
停止してしまうという課題を有していた。また、電池の
容量の末期には急激に電圧が低下する傾向があるので使
用者が電池の容量が少なくなっていることに気がつかな
いうちに機器が停止してしまうという課題を有してい
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために本発明は、始動後一定時間、高い温度で燃焼
させることで機器の立ち上がりが早く、短い時間で使用
者に暖房感を与えることが可能な触媒燃焼装置としてい
る。

【０００８】また、機器始動時に保護温度比較部により
燃焼部が炎燃焼をして燃焼部温度が保護温度を超えたこ
とを検知した際に温度検知部の耐熱を越えないように一
時、燃料ガスの供給を停止させ温度検知部を保護できる
信頼性の高い触媒燃焼装置としている。

【０００９】さらに、電池種別判断部により使用されて
いる電池の種別を推定し電池の種類に応じ、電圧低下の
報知の電池電圧を変更し正確な電圧低下報知を行う触媒
燃焼装置としている。

【００１０】また、電池電圧の低下時に機器の動作状態
を表示する表示部の表示周期を長くすることで表示部の
単位時間当たりの消費電力を低減し電池寿命の長期化を
図った触媒燃焼装置としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載した発明
は、計時部により始動後の一定時間を計時して、機器の
始動後一定時間は制御部により燃料調節部を制御して通
常より高めの温度で燃焼部を温調することで機器の熱的
な立ち上がり時間を短くした触媒燃焼装置とし、機器の
立ち上がりが早く、短い時間で使用者に暖房感を与える
ことができる。

【００１２】本発明の請求項２に記載した発明は、請求
項1記載の発明に加え、状態設定手段により機器の始動
時を識別し、保護温度比較手段により着火後、燃焼部温
度が設定記憶部に記憶されている温度検知部の保護温度
を越えるような炎燃焼をしている場合に一時、燃料ガス
の供給を停止させ温度検知部を保護して、信頼性の高い
触媒燃焼装置としている。

【００１３】本発明の請求項３に記載した発明は、電池
種別判断部より電圧検知部により検知される着火部等の
負荷を駆動した際の電池電圧と駆動前の電圧とを比較
し、電池電圧の低下度合いにより使用している電池の種
類を認識し、制御部において認識された電池の種類に応
じて電源の電圧低下の報知を行う電池電圧の設定値を更
新することで電圧報知以降の使用可能時間を確保し、電
池の種類に対応した電圧低下報知を行う触媒燃焼装置と
している。

【００１４】本発明の請求項４に記載した発明は、請求
項3記載の発明に加え、電池電圧があらかじめ設定され
た電圧未満になると制御部において表示部で動作状態を
表示する表示周期を長くして表示部の単位時間当たりの
消費電力を低減し電池寿命の長期化を図った触媒燃焼装
置としている。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）図１は本実施例の主要な構成を示す説明
図、また図２はこのブロック図である。

【００１６】まず、図1に示す１１は加熱シートで、熱
伝導の良い金属箔や金属メッシュ、熱伝導繊維等の熱伝
導性材料によって構成している。熱伝導繊維としては、
例えば熱拡散性の良いアルミメッキを施したガラス糸を
編んだ構成のもの、炭素繊維等を編み込んだもの、天然
繊維または合成繊維等の糸の周囲に可とう性合成樹脂バ
インダーに分散した金属粒子層を形成して構成したも
の、金属繊維で構成したもの、あるいは金属繊維と非金
属繊維とを織り合わしたもの等を使用している。

【００１７】次に図１に示す４１は燃料ユニットでガス
カートリッジ、ガス開閉弁、燃料調節部８らで構成され
る。また、４２は加熱ユニットで燃焼部３、着火部４、
温度検知部１らで構成される。さらに４３はコントロー
ラユニットで着火判定手段２、制御手段５らで構成され
ている。着火部４は、着火回路と着火電極とで構成さ
れ、電池を使用して着火回路内の昇圧回路によって１０
ｋＶから１５ｋＶ程度の高圧を発生し、着火電極によっ
て火花を発生して燃焼室３３を流れる混合ガスを燃焼さ
せる。この混合ガスが着火部４によって着火されると、
燃焼用触媒３２が燃焼する。また着火判定手段２は燃料
ガスが着火したことを判定する温度設定値を記憶してい
る設定記憶部２１と、前記温度検知部１の出力より燃焼
部温度が設定記憶部２１に記憶されている所定の温度以
上か否かを判定する判定部２２とから構成されている。

【００１８】また燃料調節部８は、実際には電気的に弁
の開閉が可能な電磁弁を使用している。

【００１９】また、燃焼部３内には温度検知部１が内設
され燃焼部３内の温度を検知する。また、制御手段５か
らは電線により接続された表示・操作部７を設けてい
る。

【００２０】さらに、使用者がスタートスイッチ９を閉
操作すると、このスタートスイッチ９に連動したガス開
閉弁が開くと共に、スタートスイッチ９に連動した電源
スイッチが閉じられ、これにより各部に乾電池からの電
力が供給される。そして、制御手段５では電源が供給さ
れると、燃料調節部８を開くと同時に着火部４を動作さ
せて着火操作を行う。

【００２１】以下、本実施例の動作について説明する。
使用者がスタートスイッチ９を閉操作すると、制御手段
５が燃料調節部８を開き、燃料ガスを供給し、燃焼室３
へ混合ガスが供給される。そして、燃焼室３内では制御
手段５が着火回路を駆動して高電圧を発生させているた
め、着火電極は火花を発生して、混合ガスは点火され
る。

【００２２】混合ガスが点火されると、燃焼触媒３２が
燃焼を開始する。制御部５は温度検知部１により検知さ
れる燃焼部３内部の温度を監視し、予め設定された温度
に到達すれば燃料調節部８を閉じて燃料ガスの供給を停
止し、設定温度未満になれば燃料調節部８をＯＮし燃料
ガスを供給し燃焼させる。

【００２３】このとき本実施例では、始動後の経過時間
を計時部５１により計時して制御部５３はそれにより一
定時間（例えば１０分間）、燃料調節部８を制御する設
定温度を通常の設定温度より高く設定し高い温度で燃焼
部３を燃焼させる。これにより始動後一定時間は燃焼部
３の発熱量が多くなり加熱シート１１に伝達し、加熱シ
ート１１の温度の上昇が早くなる。

【００２４】以上のように本実施例は、始動後一定時間
高い温度で燃焼部３を燃焼させることで機器の温度上昇
が早くなり使用者に早く暖房感を与えることが出来る触
媒燃焼装置としている。

【００２５】（実施例２）続いて本発明の第２の実施例
について説明する。本実施例では図３に示しているよう
に、予め設定された温度検知部１の温度センサー１ａの
保護温度を記憶している設定記憶部５１とこの設定温度
と温度検知部１から出力される温度とを比較する保護温
度比較手段５２と、この保護温度比較手段５２と温度検
知部１からの出力により機器始動時に燃料調節部８をＯ
ＦＦし、一旦燃料ガスの供給を止める制御部５３として
いる。

【００２６】以上の構成によって本実施例は機器を始動
後、温度検知部１で検知する燃焼部温度がある所定の温
度を超えると制御部５３は燃料調節部８を制御して一
旦、燃料ガスの供給を停止する。

【００２７】ここで図４に本実施例の始動後の温度検知
部１の出力の様子を示す。図４の横軸は時間であり、縦
軸は温度検知部１の検知した燃焼部３の温度を示してい
る。機器を始動し着火部８を動作させ、高圧による火花
で燃焼室３３を流れる混合ガスに点火した直後は混合ガ
スは炎燃焼を行う。この炎燃焼を行っている期間が図中
の期間Ａであり、この期間で燃焼触媒３２が炎で暖めら
れ燃焼触媒３２自身の温度が上昇し次第に触媒が活性化
し触媒燃焼可能温度に到達すると触媒燃焼を開始する。

【００２８】触媒燃焼が始まると混合ガスが触媒により
消費されるので炎燃焼は消滅し、図中期間Ａの様に最初
に急激に温度が上昇しピークが出来て、以後期間Ｂの様
に温度が下降していく。これは、燃焼ガス通路の燃焼触
媒３３に対し下流側にある温度検知部１が下流で発生す
る炎燃焼であぶられ、触媒燃焼が始まると炎燃焼が消滅
するからである。

【００２９】この炎燃焼の期間（期間Ａ）では１０００
度程ある炎により温度検知部１があぶられ、温度センサ
ー１ａの耐熱温度を超える場合があるので、制御部５３
では温度検知部１で検知する燃焼部温度が温度センサー
を保護するためのある所定の保護温度を超えると（図４
点線で示した場合）制御部５３は燃料調節部８を制御し
て、燃料ガスの供給を停止する。そして、所定温度を下
回ると再度、燃料ガスを供給する。

【００３０】以上のように本実施例は、温度検知部１の
温度が温度センサー１ａを過熱から防ぐための設定温度
（保護温度）を越えた場合に燃料調節部８をＯＦＦし、
燃料ガスの供給を停止し温度センサー１ａの故障を防ぐ
信頼性の高い触媒燃焼装置としている。

【００３１】（実施例３）次に本発明の第３の実施例に
ついて説明する。本実施例では、図５に示しているよう
に、機器の動作状態を表示する表示部７と電源の電池電
圧を検知する電圧検知部５４と燃料調節部８等の負荷の
駆動時と非駆動時の電圧検知部の出力を比較し電圧低下
分を記憶して電池の種類を判定する電池種別判断部５５
と、電池種別判断部５５の出力より電源低下の報知を行
う電池の設定電圧を決定し、温度検知部１の情報を受け
て燃料調節部８と着火部４と表示部７を制御する制御部
５３とを設けている。

【００３２】以上の構成とすることによって、電池種別
判断部５５は制御部５３が着火部４を駆動する前と、駆
動中の電圧検知部５４で検知される電源電圧を入力し
て、着火部４駆動時の電圧低下分により、電源の電池の
種類を判断する。

【００３３】制御部５３が着火部４（消費電流約２００
ｍＡ）を駆動すると図６に示すようにアルカリ電池では
０．０５Ｖ、マンガン電池では約０．１Ｖ電圧が低下す
る。

【００３４】この電圧低下の違いにより電池種別判断部
５５が電池に種類を判別する。また、アルカリ電池とマ
ンガン電池の本実施例での電池寿命を図７に示す。図に
示すように電池の種類に関係なく電池電圧が２．１Ｖ
（本実施例では電池を直列にして使用）以下になると電
圧低下の報知を行うようにするとアルカリ電池では図中
ａで示す時間、マンガン電池ではｂで示す時間の様にマ
ンガン電池の方が電圧低下の報知を行ってから機器を停
止する（電圧２．０Ｖ時）までの時間が短くなってしま
う。そこで制御部５３は電池種別判断部５５が、着火時
の電圧低下により使用している電池がアルカリ電池かマ
ンガン電池かの判断情報を入力してアルカリ電池と判断
した場合は報知を行う電圧を２．１Ｖに、マンガン電池
と判断した場合は例えば２．２Ｖに変更する。

【００３５】これにより電圧低下の報知を行ってから機
器を停止する迄の時間を電池の種類に関係なく同程度の
時間に設定することが出来る。

【００３６】以上のように本実施例は、電池の種類に関
係なく電圧低下の報知以降の使用可能時間を確保するこ
とで、使用者が気づかないうちに機器が停止してしまう
ことを防ぎ、電池の種類に対応した電圧低下報知を行う
使用性のよい触媒燃焼装置としている。

【００３７】（実施例４）次に本発明の第４の実施例に
ついて説明する。本実施例では、図８に示しているよう
に、制御部５３は電圧検知部５１の出力により表示部７
の表示周期を変化させるよう構成している。

【００３８】以上の構成とすることによって、電圧検知
部５１により電源２の電池電圧が低下してきたことを検
知した場合（例えば２．１Ｖ以下になった場合）に、機
器の動作状態を表示している表示部７の表示周期を制御
部５３が変更する（例えば０．３秒ＯＮ、０．７秒ＯＦ
Ｆから０．１秒ＯＮ、１．９秒ＯＦＦへ変更する）。

【００３９】これにより単位時間あたりの表示部７の消
費電流を抑えられ電池寿命の長時間化が図れる。

【００４０】以上のように本実施例によれば、電池電圧
が所定の電圧以下に低下した場合、表示部７の表示周期
を消費電流の少ないように変更することで、電池寿命末
期の機器の使用時間の延長を実現できる触媒燃焼装置と
している。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１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、燃焼部内部の温度を検知す
る温度検知部と、燃焼部に供給される燃料ガスの供給を
制御する燃料調節部と、燃焼部に供給される燃料ガスに
着火する着火部と、前記温度検知部の情報を受けて燃料
調節部と着火部とを制御する制御手段とを有し、上記制
御手段は始動後の一定時間を計時する計時部と始動後一
定時間は通常より高めの温度に燃焼部を制御する制御部
とを有する構成として、機器の始動後一定時間は通常燃
料調節部を制御する設定温度より高い温度で動作するこ
とで機器の温度上昇が早くなり使用者に早く暖房感を与
えることが出来る触媒燃焼装置を実現するものである。

【００４２】本発明の請求項２記載の発明は、制御手段
は温度検知部の保護温度の設定値を記憶している設定記
憶部とこの設定温度と温度検知部の出力とを比較する保
護温度比較手段を有し、この保護温度比較手段と温度検
知部からの出力により機器始動時に燃料調節部をＯＦＦ
し、一旦燃料ガスの供給を止める制御部とを有する構成
として、燃焼部が炎燃焼をして燃焼部温度が保護温度を
超えたことを検知した際に温度検知部の耐熱を越えない
ように一時、燃料ガスの供給を停止させ温度検知部を保
護できる信頼性の高い触媒燃焼装置を実現するものであ
る。

【００４３】本発明の請求項３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、燃焼部内部の温度を検知する温度検知部
と、燃焼部に供給される燃料ガスの供給を制御する燃料
調節部と、燃焼部に供給される燃料ガスに着火する着火
部と、各部に電力を供給する電源と、機器の動作状態を
表示する表示部と、前記温度検知部の情報を受けて燃料
調節部と着火部とを制御する制御手段とを有し、上記制
御手段は電源の電池電圧を検知する電圧検知部と燃料調
節部等の負荷の駆動時と非駆動時の電圧検知部の出力と
を比較し電圧低下分を記憶する電池種別判断部と、電池
種別判断部の出力より電源の電圧低下を報知する電池電
圧の設定値を決定する制御部とを有する構成として、電
池の種類に関係なく電圧低下の報知以降の使用可能時間
を確保することで、使用者が気づかないうちに機器が停
止してしまうことを防ぎ、電池の種類に対応した電圧低
下報知を行う使用性のよい触媒燃焼装置を実現するもの
である。

【００４４】本発明の請求項４記載の発明は、電池電圧
検知部の出力により表示部の表示周期を変化させる制御
部を有する構成として、電池電圧が所定の電圧以下に低
下した場合、表示部７の表示周期を消費電流の少ないよ
うに変更することで、電池寿命末期の機器の使用時間を
延長した触媒燃焼装置を実現しているものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼装置の外観図

【図２】本発明の第１の実施例である触媒燃焼装置のブ
ロック図

【図３】本発明の第２の実施例である触媒燃焼装置のブ
ロック図

【図４】同温度検知部の検知する温度変化を説明する図

【図５】本発明の第３の実施例である触媒燃焼装置のブ
ロック図

【図６】同電源の電圧低下を説明する図

【図７】同電池寿命を説明する図

【図８】本発明の第４の実施例である触媒燃焼装置のブ
ロック図

【符号の説明】

１ 温度検知部 ２ 電源 ３ 燃焼部 ４ 着火部 ５ 制御部 ７ 表示部 ８ 燃料調節部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 俊成 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 粉川 勝蔵 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 日下 貴晶 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 道幸 陽子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、燃焼部内部の温度
   を検知する温度検知部と、燃焼部に供給される燃料ガス
   の供給を制御する燃料調節部と、燃焼部に供給される燃
   料ガスに着火する着火部と、前記温度検知部の情報を受
   けて燃料調節部と着火部とを制御する制御手段とを有
   し、上記制御手段は、始動後の一定時間を計時する計時
   部と、始動後一定時間は通常燃料調節部を制御する設定
   温度より高めの温度に燃焼部を制御する制御部とからな
   る触媒燃焼装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、温度検知部を保護する温度
   を設定温度として記憶している設定記憶部と、この設定
   温度と温度検知部の出力とを比較する保護温度比較手段
   と、この保護温度比較手段と温度検知部からの出力によ
   り燃焼部内部が前記設定温度より高い場合は機器始動時
   に燃料調節部をＯＦＦし、一旦燃料ガスの供給を止める
   制御部とからなる請求項１記載の触媒燃焼装置。
3. 【請求項３】 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、燃焼部内部の温度
   を検知する温度検知部と、燃焼部に供給される燃料ガス
   の供給を制御する燃料調節部と、燃焼部に供給される燃
   料ガスに着火する着火部と、各部に電力を供給する電源
   と、機器の動作状態を表示する表示部と、前記温度検知
   部の情報を受けて燃料調節部と着火部とを制御する制御
   手段とを有し、上記制御手段は、電源の電池電圧を検知
   する電圧検知部と燃料調節部等の負荷の駆動時と非駆動
   時の電圧検知部の出力とを比較し電圧低下分を記憶する
   電池種別判断部と、電池種別判断部の出力より電源の電
   圧低下を報知する電池電圧の設定値を決定する制御部と
   からなる触媒燃焼装置。
4. 【請求項４】 電池電圧検知部の出力により表示周期を
   変化する表示部を有する請求項３記載の触媒燃焼装置。