JPH11270842A

JPH11270842A - 触媒燃焼装置

Info

Publication number: JPH11270842A
Application number: JP10073836A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ito; 眞一伊藤; Kenjiro Tomita; 謙治郎富田; Tadashi Ando; 正安藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】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おいて、燃焼部の温
度を所定の温度に精度よく制御するとともに、電源エネ
ルギーの消耗のない着火部を構成し、長時間使用可能な
触媒燃焼装置を得る。【解決手段】燃焼用触媒２３を有する燃焼部３で燃料
ガスと空気を酸化反応させて熱を発生させ、この燃焼部
３の温度を温度検知部４により検知し、温度検知部４の
出力信号を制御部１０に入力し、制御部１０により燃焼
部３への燃料ガスの供給を制御する燃料調節部７を制御
する。燃料調節部７からの燃料ガスに着火する着火部５
を手動操作部により圧電素子に衝撃力を加えてアーク放
電を発生させるよう構成したものである。

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９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９に示すように、触媒３８は熱伝導性の
良好な材料で形成したケース３９の内面に固定してい
る。ケース３９に設けた排気孔４０と触媒３８との間の
ケース３９の内面にセラミックなどの電気絶縁体４１を
設け、この電気絶縁体４１には着火時に火花を飛ばして
触媒３８に着火する放電電極４２を設けて触媒燃焼部４
３を構成している。

【０００４】感温フェライト４４は、磁気的特性が急激
に変化するキューリ点を持ち、リング状に形成して外殻
４５に固定している。磁石４６は、外殻４５の内面に所
定の隙間４７を介して感温フェライト４４に対向して設
け、感温フェライト４４を吸引するもので、感温フェラ
イト４４と反対側の面に弁部材４８を固定している。ば
ね４９は磁石４６を感温フェライト４４より離反する方
向に付勢している。

【０００５】弁体５０は、弁部材４８に対向して弁ポー
ト５１を設けて弁５２を形成するとともに、弁ポート５
１と反対側の位置に気化燃料ガスを触媒３８に向けて噴
出するノズル５３を設けている。

【０００６】感温フェライト４４、外殻４５、磁石４
６、弁部材４８、ばね４９、弁体５０等で燃焼部４３の
燃焼温度を制御する温度制御部５４を構成し、外殻４５
をケース３９の一端の内面に圧入固定している。５５は
燃料ガス供給口である。また、触媒３８とノズル５３と
の間には空気を取り入れる孔５６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５５より燃料ガスを供給すると、燃料ガスは
感温フェライト４４の中央部を通り、感温フェライト４
４と磁石４６の隙間から、磁石４６と外殻４５との隙間
４７を通過して、弁ポート５１に至りノズル５３より吹
き出す。この時、燃料ガスの流速により孔５６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３８
に供給される。

【０００８】そして、放電電極４２より火花を飛ばすこ
とにより、触媒３８の放電電極４２側に火炎を生じる。
生じた火炎により触媒３８は加熱され、やがて触媒反応
を開始する。触媒３８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来なくなり、自然に消滅す
る。触媒反応によりケース３９が加熱され、その熱は外
殻４５も加熱する。

【０００９】外殻４５が加熱されることによって、外殻
４５に固定された感温フェライト４４を加熱し、感温フ
ェライト４４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４６は感温フェライト４４に吸着できな
くなり、ばね４９により感温フェライト４４から離さ
れ、弁部材４８が弁体５０側へ移動して弁ポート５１を
塞ぐ。

【００１０】これにより燃料ガスは触媒３８に供給され
なくなり、温度が低下する。感温フェライト４４の温度
が低下すると、磁石４６は再び感温フェライト４４を吸
着し弁ポート５１を開き燃料ガスを供給する。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
くり返すことで、ケース３９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】しかしながら、このよ
うな従来の構成では、温度検知をする感温フェライト４
４は燃料ガスを制御するアクチエータも兼ねており、感
温フェライト４４をガスの流路の途中に配置しなければ
ならないといった配置場所の制限があった。また、この
感温フェライト４４はばね４９を引かねばならないた
め、力が必要であり、ある程度の大きさが要求され熱容
量が大きくなっていた。したがって、温度の検知場所が
限られ、所定の温度に制御したい位置との相関を取る必
要があったり、また温度検知の応答性が悪い等の問題が
あった。

【００１２】また、温度制御レベルは、感温フェライト
４４の材料で決定される１点のみであり、使用に際して
温度が高すぎた場合、あるいは低すぎた場合、温度を下
げたり、あるいは高く設定したりということができず、
温度設定の自由度がなく、使いにくいものであった。

【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、燃焼部の温度を所定の温度に精度よく制御するとと
もに、温度を使用者の希望の温度に自由に制御できるよ
うにし、さらに、電源エネルギーの消耗のない着火部を
構成し、長時間使用可能な触媒燃焼装置を得ることを目
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、燃焼用触媒を有する燃焼部で燃料ガスと空
気を酸化反応させて熱を発生させ、この燃焼部の温度を
温度検知部により検知し、温度検知部の出力信号を制御
部に入力し、制御部により燃焼部への燃料ガスの供給を
制御する燃料調節部を制御するよう構成し、燃料調節部
からの燃料ガスに着火する着火部を手動操作部により圧
電素子に衝撃力を加えてアーク放電を発生させるよう構
成したものである。

【００１５】これにより、温度検知部を燃焼部のどの位
置に配置してもよく、また温度検知部の熱容量を小さく
構成することもできるので、燃焼部の温度を所定の温度
に精度よく制御することができるとともに、温度を使用
者の希望の温度に自由に制御することができ、さらに、
着火部は手動操作部により圧電素子に衝撃力を加えてア
ーク放電を発生させるよう構成しているので、電源エネ
ルギーの消耗のない着火部を構成でき、長時間使用可能
な触媒燃焼装置を得ることができる。

【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、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、前記温度検知部の出力信号を入力し前
記燃料調節部を制御する制御部と、前記燃料調節部から
の燃料ガスに着火する着火部とを備え、前記着火部は手
動操作部により圧電素子に衝撃力を加えてアーク放電を
発生させるよう構成したものであり、温度検知部を燃焼
部のどの位置に配置してもよく、また温度検知部の熱容
量を小さく構成することもできるので、燃焼部の温度を
所定の温度に精度よく制御することができるとともに、
温度を使用者の希望の温度に自由に制御することがで
き、さらに、着火部は手動操作部により圧電素子に衝撃
力を加えてアーク放電を発生させるよう構成しているの
で、このアーク放電で燃料ガスと空気の混合ガスに着火
することができ、このときに発生する炎で燃焼用触媒を
加熱し、触媒燃焼に移行することができ、しかも、電源
エネルギーの消耗のない着火部を構成でき、長時間使用
可能な触媒燃焼装置を得ることができる。

【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、圧電素子に衝撃力を加える衝撃力
発生部を備え、この衝撃力発生部を制御部で制御するよ
う構成し、燃焼部の温度によって前記圧電素子に加える
衝撃力の強さまたは圧電素子に加える衝撃回数を可変す
るよう構成したものであり、燃焼部の温度が低く着火し
にくいときには、圧電素子に加える衝撃力を大きく、ま
たは衝撃力を加える回数を多くし、また一旦温度が上昇
した後、使用を停止した後に再使用するなどの燃焼部の
温度が高いときに着火する場合には、圧電素子に加える
衝撃力を小さくまたは衝撃力を加える回数を少なくし、
着火を確実にするとともに、着火時に発生する雑音又は
電波ノイズを少な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１に
記載の発明において、着火部は、衝撃力を加えてアーク
放電を発生させる圧電素子に代えて、ヒータで構成した
ものであり、着火するときヒータに電流を流して、熱で
燃料ガスに着火することができ、電波ノイズの発生もな
く、手に衝撃感もなく、衝撃音の発生もないようにする
ことができる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、上記請求項３に
記載の発明において、ヒータを制御するヒータ駆動部を
備え、このヒータ駆動部を制御部で制御するよう構成
し、燃焼部の温度によって前記ヒータに加える電力を可
変するように構成したものであり、燃焼部の温度が低く
着火しにくいときには、ヒータに加える電力を大きくし
てヒータから発生する熱量を大きくし、燃焼部の温度が
高いときには、ヒータに加える電力を小さくしヒータに
無駄な電力を消費させることなく確実に着火することが
できる。

【００２０】

【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。

【００２１】（実施例１）図１および図２に示すよう
に、加熱ユニット１は、燃料ユニット２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
させる燃焼部３と、この燃焼部３の温度を検知する温度
検知部４と、燃料ユニット２からの燃料ガスに着火する
着火部５とで構成している。燃料ユニット２は、燃料ガ
スを貯える燃料タンク６と、燃焼部３への燃料ガスの供
給を制御する燃料調節部７と、電源スイッチ８とで構成
している。

【００２２】燃焼部３は、燃料ユニット２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。着火部５は手動操作により圧電素子に衝撃力
を加えて高電圧を発生させてアーク放電を発生させるよ
う構成し、燃料調節部７からの燃料ガスに着火する。燃
料調節部７は電磁弁などで構成し、燃料タンク６からの
燃料ガスを燃焼部３へ供給したり、あるいは遮断する。

【００２３】電源ユニット９は、温度検知部４の出力信
号を入力し、燃料調節部７を制御する制御部１０と、電
源部１１とで構成している。電源部１１は、電池などを
用い、燃料調節部７、制御部１０などを動作させる。操
作部１２は、燃焼部３の温度を設定するとともに、燃料
調節部７から燃焼部３へのガスの供給を止めて燃焼を停
止させる。

【００２４】加熱ユニット１には、空気を取り入れる吸
気パイプ１３と排気ガスを放出する排気パイプ１４とを
連結し、吸排気部１５を通して吸排気するように構成し
ている。加熱シート１６は、加熱ユニット１に取り付
け、加熱ユニット１によって加熱されて被加熱物を加熱
するもので、熱伝導性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り構成している。

【００２５】着火部５は、図３に示すように、ばね１７
で圧電素子１８の方向に付勢したハンマー１９と、この
ハンマー１９を矢印方向に移動させる手動操作部２０と
で構成し、手動操作部２０に所定の力で倒れるように切
片２１を取付けている。手動操作部２０を矢印方向に移
動させ、ばね１７のばね力により切片２１に所定の力が
加わり、切片２１が倒れるとハンマー１９はばね１７の
力によって圧電素子１８を叩いて衝撃力を加え、このと
き発生する高電圧を放電電極２２間で放電させ、燃料ガ
スを着火させるように構成している。

【００２６】上記構成において動作を説明すると、電源
スイッチ８をオンすると、燃料調節部７を構成する電磁
弁が開いて、燃料タンク６からの燃料ガスを燃焼部３へ
供給する。これと同時に、着火部５の手動操作部２０を
操作して圧電素子１８に衝撃力を加えて高電圧を発生さ
せ、この高電圧を放電電極２２でアーク放電し、燃料ガ
スに着火する。

【００２７】着火部５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２３を加熱し、触媒燃焼に移行する。触媒燃焼に移行
すると、着火部５により発生した火炎部に流入するガス
は排気ガスとなり、火炎は消える。

【００２８】温度検知部４で燃焼部３の温度を検知し、
その検知出力を制御部１０へ入力する。制御部１０は温
度検知部４の出力と、予め設定した基準レベルとを比較
し、その比較出力を燃料調節部７に出力し、燃焼部３を
所定の温度で温度制御を行い、加熱シート１６を介して
被加熱物を加熱する。

【００２９】このように本実施例によれば、温度検知部
４を制御部１０と分離して、独立して設けるため、温度
検知部４を加熱ユニット１のどこに取り付けてもよく、
また温度検知部４をサーミスタあるいは熱電対等の熱容
量の小さな温度検知感度の高いもので構成でき、精度よ
く所定の温度を得ることができる。

【００３０】また、着火には電源の消耗がなく、長時間
使用可能な触媒燃焼装置を得ることができる。

【００３１】（実施例２）図４に示すように、衝撃力発
生部２４は、着火部５の圧電素子に衝撃力を加えるもの
で、手動操作部２５により着火操作を入力されるととも
に、制御部２６により制御され、燃焼部３の温度に応じ
た衝撃力を発生し、最適の放電エネルギーを得るように
構成している。

【００３２】すなわち、手動操作部２５により着火操作
を入力されたとき、燃焼部３の温度が低く、着火しにく
いときには圧電素子に加える衝撃力を大きく、または衝
撃力を加える回数を多くし、また一旦温度が上昇した
後、使用を停止し、短時間後に再使用するなどの燃焼部
３の温度が高いときに、手動操作部２５により着火操作
を入力して着火する場合には、圧電素子に加える衝撃力
を小さく、または衝撃力を加える回数を少なくし、着火
を確実にするとともに、着火時に発生する雑音または電
波ノイズを少なくしている。

【００３３】この衝撃力発生部２４は、図５に示すよう
に構成しており、ハンマー２７は、圧電素子２８に衝突
して圧電素子２８に衝撃力を加えるもので、通常圧電素
子２８と反対方向にばね２９で付勢されている。圧電素
子２８に衝撃力を加えて高電圧を発生させるとき、手動
操作部２５の操作により電磁石３０を構成するコイル３
１に電流を流し、この電磁石３０がハンマー２７を吸引
し、このときハンマー２７は圧電素子２８をたたいて衝
撃力を加え、高電圧を発生して放電電極３２間でアーク
放電させるように構成し、コイル３１に流れる電流を制
御部２６により制御するように構成している。他の構成
は上記実施例１と同じである。

【００３４】上記構成において動作を説明すると、手動
操作部２５により着火操作を入力して着火するとき、燃
焼部３の温度が低く着火エネルギーを多く必要とすると
きは、コイル３１に大きな電流ｉを流し、大きな力で圧
電素子２８をたたく。または、図６（ａ）に示すよう
に、コイル３１に流す電流ｉをパルス状に何回も流し、
多数回圧電素子２８をたたいて衝撃力を加え、放電電極
３２間でアーク放電を多数回発生させ確実に着火させ
る。

【００３５】逆に、燃焼部３の温度が高く、着火エネル
ギーが小さくてよいときには、コイル３１に流す電流ｉ
は少なく、または、図６（ｂ）に示すように、コイル３
１に流す電流ｉのパルスの回数を少なくし、電源の消耗
を抑えることができる。

【００３６】（実施例３）図７に示すように、着火部３
３は、ヒータ３４で構成し、手動操作部３５によりヒー
タ３４に通電して加熱するよう構成しており、このヒー
タ３４をヒータ駆動部３６で制御するようにしている。
ヒータ駆動部３６は制御部３７で制御するよう構成し、
燃焼部３の温度によってヒータ３４に加える電力を可変
するように構成している。他の構成は上記実施例１と同
じである。

【００３７】上記構成において動作を説明する。なお、
手動操作部３５を操作してヒータ３４を加熱して燃料ガ
スに着火し、触媒燃焼に移行する迄の動作は、上記実施
例１の動作と同じであるので説明を省略する。

【００３８】燃焼部３の温度が低いときには、ヒータ駆
動部３６はヒータ３４に大きな電流を流し、ヒータ３４
をより高い温度にし、確実に燃料ガスに着火する。燃焼
部３の温度が高いときには、ヒータ３４に流す電流を小
さくし、電源の消耗を小さくするなどの最適のヒータ駆
動を行う。

【００３９】また、ヒータ駆動部３６は、図８に示すよ
うに、電流値は一定で燃焼部３の温度によって、ヒータ
３４に流す電流のオン時間を制御して、燃焼部３の温度
が低いときには、図８（ａ）に示すように、オン時間ｔ
onを長くし、燃焼部３の温度が高いときには、図８
（ｂ）に示すように、オン時間ｔonを短くするように構
成してもよい。

【００４０】こうすることで、電波ノイズの発生もな
く、使用者に衝撃感を与えず、また衝撃音の発生もない
使いやすい着火部を得ることができる。

【００４１】

【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、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、前記温度検知部の出力信号
を入力し前記燃料調節部を制御する制御部と、前記燃料
調節部からの燃料ガスに着火する着火部とを備え、前記
着火部は手動操作部により圧電素子に衝撃力を加えてア
ーク放電を発生させるよう構成したから、燃焼部を希望
の温度で精度よく温度制御することができ、また電源エ
ネルギーの消耗のない着火部を構成でき、長時間使用可
能な触媒燃焼装置を得ることができる。

【００４２】また、請求項２に記載の発明によれば、圧
電素子に衝撃力を加える衝撃力発生部を備え、この衝撃
力発生部を制御部で制御するよう構成し、燃焼部の温度
によって前記圧電素子に加える衝撃力の強さまたは圧電
素子に加える衝撃回数を可変するよう構成したから、燃
焼部の温度にかかわらず確実に着火でき、着火時に発生
する雑音又は電波ノイズを少なくすることができる。

【００４３】また、請求項３に記載の発明によれば、着
火部は、衝撃力を加えてアーク放電を発生させる圧電素
子に代えて、ヒータで構成したから、着火するときヒー
タに電流を流し、熱で燃料ガスに着火することができ、
電波ノイズの発生もなく、手に衝撃感もなく、衝撃音の
発生もないようにすることができる。

【００４４】また、請求項４に記載の発明によれば、ヒ
ータを制御するヒータ駆動部を備え、このヒータ駆動部
を制御部で制御するよう構成し、燃焼部の温度によって
前記ヒータに加える電力を可変するように構成したか
ら、燃焼部の温度にかかわらず確実に着火でき、無駄な
電源エネルギーの損失をなくすることができる。

【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】同触媒燃焼装置の着火部の側面図

【図４】本発明の第２の実施例の触媒燃焼装置の要部ブ
ロック図

【図５】同触媒燃焼装置の衝撃力発生部と着火部の側面
図

【図６】（ａ）同触媒燃焼装置の燃焼部の温度が低い時
の衝撃力発生部の電流波形図（ｂ）同触媒燃焼装置の燃焼部の温度が高い時の衝撃力
発生部の電流波形図

【図７】本発明の第３の実施例の触媒燃焼装置の要部ブ
ロック図

【図８】（ａ）同触媒燃焼装置の燃焼部の温度が低い時
のヒータ駆動部からの出力電流波形図（ｂ）同触媒燃焼装置の燃焼部の温度が高い時のヒータ
駆動部からの出力電流波形図

【図９】従来の触媒燃焼装置の要部断面図

【符号の説明】

３燃焼部４温度検知部５着火部７燃料調節部１０制御部１８圧電素子２０手動操作部２３燃焼用触媒

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２３Ｑ 7/06 Ｆ２３Ｑ 7/06

Claims

【特許請求の範囲】

【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、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、前記温度検知部の出力信号
を入力し前記燃料調節部を制御する制御部と、前記燃料
調節部からの燃料ガスに着火する着火部とを備え、前記
着火部は手動操作部により圧電素子に衝撃力を加えてア
ーク放電を発生させるよう構成した触媒燃焼装置。
【請求項２】圧電素子に衝撃力を加える衝撃力発生部
を備え、この衝撃力発生部を制御部で制御するよう構成
し、燃焼部の温度によって前記圧電素子に加える衝撃力
の強さまたは圧電素子に加える衝撃回数を可変するよう
構成した請求項１記載の触媒燃焼装置。
【請求項３】着火部は、衝撃力を加えてアーク放電を
発生させる圧電素子に代えて、ヒータで構成した請求項
１記載の触媒燃焼装置。
【請求項４】ヒータを制御するヒータ駆動部を備え、
このヒータ駆動部を制御部で制御するよう構成し、燃焼
部の温度によって前記ヒータに加える電力を可変するよ
うに構成した請求項３記載の触媒燃焼装置。