JPS618515A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はプロパン・ブタン等の常温で気体である液化燃
料（以下ＬＰＧと称す）を熱源とした主として携帯用の
一般家庭用燃焼装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、主として携帯して使用し熱源を必要とする機器に
おいて、エネルギー源として電気、ガス、石油、ベンジ
ン、固形燃料等を用いるものがあるが次の様な問題点が
あった。

電気をエネルギー源として使用するものは、家庭の屋内
や電源の有る所でしか使用できず、しかも電源コードが
必要であり不便であった。またコードレスにする為、電
池を熱源として使用するには消費電力が大きい為、電池
の重量が大きくなったり、電気容量が不足するという問
題点があった。

ガスをエネルギー源として使用するものは、都市ガスや
家庭用ＬＰＧボンベよりホースで器具に燃料ガスを供給
する必要があり、ホースがある為に取り扱いが不便であ
った。

石油をエネルギー源として使用する石油ストーブや石油
コンロは着火時や消火時に、炭化水素による特有の悪臭
があシ問題であった。

またベンジンやアルコール系の固形燃料をエネルギー源
として使用するものは、燃焼熱量の制御が困難であった
。

また、ＬＰＧをエネルギー源として使用するものにも、
ＬＰＧの小型燃料ボンベやタンクを有し、ホースを無く
した携帯用機器として登山用コンロや家庭用簡易コンロ
がある。これらの燃料である’　ＬＰＧの主成分は、ノ
ルマルブタン、インフリン、プロパンであり、これらの
沸点はそれぞれ、■、６で、−１１゜７で、−４２，１
℃であり、市販ＬＰＧの組成として、プロパンの含有率
は０〜５０％と低く、機器を低温雰囲気で使用する場合
は燃料の気化量が不足し、所定の燃料ガス量を供給する
ことができず、昇温に時間が大となったり、燃焼が継続
できないという問題点があった。

これは燃料ガスの所定供給量が大きい機器においても同
様の現象が生じる。例えばノルマルブタンの気化潜熱は
９０ｃａｌ／ｇ　　と大きく、ＬＰＧ燃料の気化により
、ＬＰＧは気化潜熱を奪われ、外部より供給される熱量
より気化で失われる熱量が大きくなると、ＬＰＧＯ液温
は低下し、蒸気圧も下がるため、ＬＰＣ−の気化量が不
足し、所定の燃料ガス量を供給できず、昇温時間が大と
なったり、加熱が不足したり、燃焼が継続できないとい
う問題点があった。

またバーナを用い炎燃焼により加熱する登山用コンロや
家庭用簡易コンロでは、正確な温度制御が困難であり、
風による炎の吹き消え等の問題点があった。

そこで本発明者らは、気化燃料ガスと空気を燃焼させる
ためのバーナと気化燃料ガスを貯蔵したタンクと、この
タンクから気化した燃料ガスのバーナへの供給ガス量を
調整するガス流量調整器を備え、前記燃料タンクの底部
よシパーナの燃焼部まで先端を閉じた気化パイプを導き
、燃焼熱で気化パイプを加熱することにより、気化潜熱
で奪われた熱量を供給する構成とした燃焼装置を発明し
た。

この気化パイプは、低温雰囲気や、ＬＩＩ、の気化量が
多く、気化潜熱が奪われ、ＬＰＧの温度が低下し、気化
が不足することを防ぎ、燃焼熱によシ気化パイプに、熱
量を供給するものである。

しかし、気化潜熱と供給熱量のバランスをとることは非
常に困難であシ、低温雰囲気での気化が十分になるよう
供給熱量が大となると、タンクとＬＰＧ液体の温度が上
昇し、タンクに異常匁熱や圧力がかかり危険である。ま
た、タン、りの温度が補給する燃料ボンベの温度より高
くなるので、燃料の再充填ができ々いという問題点があ
った。

一方、供給熱量が気化潜熱９より小さい時は、低温雰囲
気での気化が不足する。

発明の目的 本発明は、このような従来の問題点を解消し、低温雰囲
気条件においても、また燃料ガスの所定供給量が大きい
機器においても、ＬＰＧの気化潜熱を奪われ、ＬＰＧの
液温低下による蒸気圧の低下及び気化量の不足を防ぎ安
定した燃焼を維持することが可能でかつ携帯に便利な一
般家庭用の燃焼機器を提供することを目的とするもので
ある。

発明の構成 上記の目的を達成するために、本発明の燃焼装置は、気
化燃料ガスと空気を燃焼させるだめのバーナと気化燃料
ガスを貯蔵したタンクと、このタンクから気化した焼料
ガスをバーナへ供給するガス量を調整するガス流量調整
器を備え、前記燃料タンクの底よりバーナの燃焼部まで
先端を閉じた気化パイプを導き、このパイプの入口に燃
料の液体温度が所定温度より大になると閉じ、所定温度
より小になると開く液温調整バルブを設け、燃料の液温
に応じて、気化に必要ガ熱量を供給するようにしたもの
である。

実施例の説明 以下、添付図面にもとづいて本発明の一実施例である簡
易コンロについて説明する。

第１図において、１はＬＰＧ燃料の注入口であり、ここ
から注入されたＬＰＧは燃料タンク２内に貯蔵される。

燃料タンクの材質は、樹脂としてポリカーボネート、透
明ナイロン、ポリサルホン等の透明で中のＬＰＧ残量が
明確に表示できるものや、金属として、ム７１’　＋　
２”　＋黄銅、鉄、ステンレス等が用いられる。３は燃
料タンク２の底部に接続された気化パイプであり、燃焼
炎４の熱量により気化パイプ３を加熱し、ＬＰＧの気化
潜熱により奪われる熱量を補給しようとするものであり
、材質としては、Ｃｕ、Ａｎ、Ｚｎ、黄銅、鉄、ステン
レス等の金属パイプが用いられる。気化ノくイブ３のタ
ンク側は、気化パイプ入口６となっており、その入口近
傍には、熱により変位する熱応動素子６に固着されだ液
温調整パルプ７が設けられている。

タンク内のＬＰＧの温度が例えば５　’Ｃ以下の場合は
第１図に示した様に熱応動素子６と液温調整パルプ７は
、気化パイプ入口６との間のすき間を開く状態で、ＬＰ
Ｇは３の気化パイプ内に自由に入ることができる。熱応
動素子６としては、二種の熱膨張率の異なる金属を張り
合わせたバイメタルや、可逆性を有するＣｕ、Ｚｎ　、
Ａｌ系合金また。Ｔｉ。

Ｎｉ系合金等で作られる形状記憶合金が用いられる。熱
応動素子６は５℃以上になると変位して液温調整パルプ
７により気化パイプ人口６を閉じる。

この時気化パイプ３内には、気化したＬＰＧの気体が残
る。この時燃焼炎４で気化パイプ３を加熱してもタンク
２　にはほとんど熱量は供給されず、タンク２に必要以
上の熱量が供給されタンク２の温度が上昇し続けるのを
防ぐ。

次に燃料タンク２より気化“したＬＰＧはガス供給管８
を通り、ガス流量調整器９に導かれる。このガス流調整
器９を開けるとＬＰ（、がノズル１０より噴出され、イ
ンジェクター１１内を通過する時燃焼に必要かつ十分な
空気を吸引し混合され、さらにバーナ部より吹き出され
る。ここに着火するとバーナが炎燃焼を始める。

ＬＰＧのガス組成がノルマルブタン１００％の時、ノル
マルブタンの沸点は−０，５″Ｃであり、気化潜熱とし
て９００喧／ｆの熱量が奪われることによりタンク２と
ＬＰＧの温度が下がり、−０，５℃以下になるとノルマ
ルブタンは気化しなくなり燃焼を継続することができな
い。

そこで燃焼炎４で気化パイプ３内のＬＰＧを加熱し、Ｌ
ＰＧに熱量を供給しタンク２の温度を＝〇、５′Ｃ以上
に保つ。更にタンク２の温度が６″Ｃ以上に上昇すると
熱応動素子６が熱により変位し、パルプγで気化パイプ
人口５を閉じ、熱量がタンク２内にフィードバックされ
るのを防ぐ。

以上の様に、低温雰囲気では液温調整パルプ７が開き気
化に必要な熱量をタンク２に供給し、常温では液温調整
パルプ７が閉じ、熱量をタンク２に供給しないので、低
温雰囲気でも安定な燃焼が継続でき、異常々タンク２温
度の上昇もなく安全で、燃料の再充填も可能である。

次に本発明の他の実施例である低温雰囲気で使用される
スキー用のワックス塗布器について、第２図、第３図お
よび第４図に示す。

１２はＬＰＧ燃料の注入口であり、ここから注入された
ＬＰＧは、燃料タンク１３に貯蔵される。

タンク１３の底部は気化パイプ人口１４から気化パイプ
１５に続いており、タンク１３内のＬＰＧが５℃以下の
時は、バイメタル１６とパルプ１７が第２図に示す様に
気化パイプ人口１４を開けておりＬＰＧが気化パイプ１
６に流入する。従って、触媒１８による燃焼熱で気化パ
イプ１５を加熱し、熱量がタンク１３に供給されるか、
ＬＰＧが５℃以上になるとバイメタル１６が変位し、パ
ルプ１４で気化パイプ人口１４を閉じる。この時気化パ
イプ１５内は、触媒１８による燃焼熱でＬＰ（ｌｒの気
体が封入された状態になり、液体によるタンク１３への
熱の供給が無く、気化パイプ１６をステンレス等の熱伝
導率の低い材料で構成すると熱伝導による熱の供給も無
くなるので燃料タンク１３はほぼ雰囲気温度に保たれる
。

次に気化したＬＰＧはガス供給管１９およびガス開閉弁
２０を通り、ガス圧調整器２１に導かれる。タンク内の
ＬＰＧの一次圧はガス組成、温度の変化により１〜８　
ｋｇ／ｃｉ　と大きく変化するが、このガス圧調整器２
１により○−２に９／ｃｙｌという一定の二次圧に常に
保たれ安定な燃焼が継続できる。

２２はガスの開閉弁を操作する開閉つまみである。

ガス圧調整器Ｆより０．２ｋｑ／ｃｔＡに保たれたＬＰ
（ｒガスは、ガス流量調整パルプ２３を通り噴出ノズル
２４より噴出され、インジェクター２５により燃焼に必
要かつ十分な空気が吸引される。これらの燃料ガスと空
気は混合管２６で十分混合され、ガス拡散板２７で均一
化され触媒１８に供給される。

乾電池２８と、着火ヒータ２９および接点３゜の間は配
線コードで接続してあり、接点３ｏを開閉つまみ２２に
接続したレバー３１で押すと、接点がつながり着火ヒー
タ２９が赤熱される。そして着火ヒータ２９によし触媒
１８が加熱され、気化燃料ガスと空気を酸化反応させる
、いわゆる触媒燃焼が始まる。

燃焼後の廃ガスは燃焼室３２を通り排気口３３より機器
の外へ排出される。

次にワックスの塗布方法と温度調整機構について説明す
る。

触媒燃焼が始まると、触媒１８の温度は６５０〜７５０
　’Ｃに加熱され、この熱量は輻射や対流、伝導等によ
り、ベース３４、ワックス溶解槽３６に伝わり、これら
の温度が８０〜１５０’Ｃに上昇すると、ワックス３６
が溶解し液状になる。ワックスを塗布する作業は、ワッ
クス開閉つまみ３７を押し、開閉棒３８を引き上げ、ワ
ックス流出孔３９より外部へワックスを流出させ、ベー
ス３４をスキー板に摺動させて行う。

温度調整機能は、バイメタル４ｏ、温度調整板４１、温
度調整棒４２、温度調整つまみ４３から構成されている
。バイメタル４０の温度が上昇するとバイメタル４０の
水平部が下方向に彎曲するようにカっており、Ｌ型の垂
直部はガス圧調整器２１の方向に変位し、設定温度に達
すると、ガス流量調整バルブ２３をガス圧調整器２１の
方向に押し、燃料ガスの流れを止めて、温度の上昇をお
さえる。

触媒１８やベース３４の温度が設定温度より低くなると
、バイメタル４ｏが元の方向に変位し、ガス流量調整バ
ルブ２３が開き、燃料ガスを流して設定温度を保つよう
温度制御される。

ベース面の設定温度を変える場合は、温度調整つまみ４
３を回転させると、これに連動した温度調整捧４２が上
下方向に移動し、温度調整板４１の変位を変える。バイ
メタル４ｏは温度調整板４１にスポット溶接されており
、これと同時に変位するので、温度調整板４１の変位を
変えるとバイメタル４０とガス流量調整バルブ２３との
間隔が変わり、設定温度を変えることがで、きる。

このように燃焼部を触媒燃焼とすることにより、ガス流
量の小さい燃焼に対しても、風による炎の吹き消えがな
くなり、またガス流量が変動しても安定な燃焼が継続で
きる。更に機器の温度調整が容易に行なえる。

発明の効果 上記実施例から明らか々ように、本発明の燃焼装置は、
燃料タンクの底部よりバーナの燃焼部まで先端を閉じた
気化パイプを導き、燃焼熱により気化パイプを加熱する
ことにより低温雰囲気で、気化潜熱によりＬＰＧの熱量
が奪われ気化量が不足することを防ぎ安定な燃焼が継続
できる。

また常温での使用時は、気化パイプの入り口を液温調整
バルブにより閉じ、ＬＰＧに熱量を供給しタンクの温度
が上昇するのを防ぐので安全で燃料の充填も簡単にでき
る。

さらに、燃焼部を触媒燃焼バーナにするとガス量が小さ
い時も風による炎の吹き消えがなくなると共に、ガス流
量が変動しても安定な燃焼が継続され、機器の温度調整
も容易であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である燃焼装置の主要部を示
すブロック図、第２図、第３図および第４図は本発明を
用いたスキー用のワックス塗布器の断面図である。 ２．１３・・・・・燃料タンク、３，１６・・・・・・
気化パイプ、５，１４・・・・・・気化パイプ入口、７
，１７・・・・・液温調整パルプ。２６・・・・混合管
、２７・・・・ガス拡散板、２８・・・・・・乾電池、
２９・・・・・着火ヒータ、３ｏ・・・・・・接点、３
１・・・・・レバー、３２・・・燃焼室、３３・・・・
排気口、３４・・・用ベーヌ、３５　・・・ワックス溶
解槽、３６・　・ワックス、３７・・・・ワックス開閉
つまみ、３８・・・・開閉棒、３９・用ワックス流出孔
、４ｏ・・・・・・バイメタル、４１・・・・・温度調
整板、４２・・・・・・温度調整棒、４３・・・・温度
調整つまみ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気化燃料ガスと空気を燃焼させるバーナと、気化
   燃料ガスを貯蔵したタンクと、このタンクから気化した
   燃料ガスを前記バーナへ供給するガス量を調整するガス
   流量調整器を備え、前記燃料タンクの底部よりバーナの
   燃焼部まで先端を閉じた気化パイプを導き、このパイプ
   の入口に燃料の液体温度が所定温度より大になると閉じ
   、所定温度より小になると開く液温調整バルブを設けた
   燃焼装置。
2. （２）バーナ部に気化燃料ガスと空気とを酸化反応させ
   る為の燃焼用触媒を設置した特許請求の範囲第１項記載
   の燃焼装置。