JPS62125210A

JPS62125210A - 接触反応を用いた発熱装置

Info

Publication number: JPS62125210A
Application number: JP60266356A
Authority: JP
Inventors: Masuhiro Takeyama; 竹山　益洋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1985-11-27
Publication date: 1987-06-06

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】産業上の利用分野この発明は、非常の際の暖房調理用熱源等として使用す
るのに適した発熱器具用に開発された、接触反応を用い
た発熱装置に関する。

従来技術地震・台風等の激甚災害の際に使用可能な調理用発熱器
具として、プロパンやブタン等の可燃性ガスを充填した
ボンベと、これに接続されたガスバーナとからなる携帯
用ガスコンロが一部で市販されている。特に、ボンベを
ガスコンロのフレーム本体の内部に組み込み、且つ、そ
れを交換可能にしたものは、携帯にも便利であり、非常
の際のみならず、レジャー用の屋外における調理用熱源
としても充分に使用できるものである。

しかしながら、このものは、ガスを燃焼させるガスバー
ナとして、一般の家庭用都市ガス用バーナと本質的に変
わらない形式、すなわち、筒体の外表面に設けた小孔か
らガスを噴出させてこれに点火し、燃焼用空気は、筒体
の基部の空気孔から取り入れるようにしたものを使用す
るから、ガスの燃焼炎は、前記小孔の出口位置から空中
に向かって発生し、したがって、屋外で使用するに当っ
て風がおると、極めて容易に燃焼炎が吹き消されてしま
い、使用することができないという重大な欠点が必る。

殊に、バーナ上の燃焼炎が一度に全部吹き消されてしま
うと、もはや噴出するガスに再着火することができない
から、いわゆるガスもれ事故と同様の二次災害を引き起
すおそれもあるものであった。ざらに、燃焼炎が外部に
露出しているので、雨中で使用することも困難であり、
非常用熱源として採用するには問題点の多いものであっ
た。

発明の目的そこでこの発明の目的は、かかる従来技術の実情に鑑み
、燃焼用空気と混合した燃焼ガスを、白金触媒を担持せ
しめた触媒体の中で接触反応させて発熱させることによ
って、強風雨下でも安全に使用できるので、非常用熱源
としても最適の発熱器具用の、新規の、接触反応を用い
た発熱装置を提供することにある。

発明の構成かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、ノズル
から上方へガスを噴出させるとともに、その上から反応
筒をかぶせ、反応筒の外筒の下部に設けた空気取入口か
ら導入される空気と混合したガスを、内筒に設けたガス
導出孔を通じて、反応筒の上面に形成した触媒体載置部
に装着し、且つ、ハニカム構造体を担体とする白金触媒
からなる触媒体に導くことによって、該触媒体を一旦予
熱すれば、ガスと空気との混合体は、触媒体の内部にお
いて、触媒の存在下における接触反応によって発熱する
ので、強風雨下であっても、何ら、安定な反応の持続に
影響を受けず、併せて、触媒体を囲繞する目皿を設けて
、反応筒の過大な温度上昇を防止したことをその要旨と
する。

実施例以下、図面を以って実施例を説明する。

発熱装置は、ノズル１５と、反応筒２０と、触媒体３２
とを主要部材としてなり、全体を基台１０に搭載して発
熱器具を構成することができる（第１図）。

基台１０は、本体１１とｉ１２とを固着してなり（第２
図）、その内部に、ガス容器１３と開閉弁１４とを収容
するとともに、蓋１２の上面中央にノズル１５を突設し
である。ガス容器１３は、蓋１２の上面に斜めに突設し
たガス注入口１３ａを介して注入されるブタン・プロパ
ン等の有機ガス体からなる可燃性ガスを充填保存する密
閉容器であって（第３図）、配管１３ｂを以って、開閉
弁１４の入口ポートに接続されている（第２図）。

開閉弁１４は、弁棒１４ａが、ばね１４ｂに抗して、第
２図中左に移動することによって、弁体１４Ｃが弁座１
４ｄと離れ、配管１３ｂとノズル１５との連通が完成さ
れる一方、弁棒１４ａが右に移動することによって、そ
の連通が断たれる如く作動する直動弁であり、前記弁棒
１４ａの操作は、軸１４ｅを中心に揺動自在の扇形片１
４ｆを介して、ｉ１２の上面に突出した操作ボタン１４
ｑの押し操作によって行なわれる。すなわち、図示しな
いノツチング機構によって、操作ボタン１４Ｃ１の最初
の押し操作で第２図の二点鎖線の位置に揺動して開閉弁
１４を開いた扇形片１４ｆは、その後の押し操作がなさ
れるまでその位置を保持した上、二度目の押し操作によ
って、同図中実線の位置に復帰して開閉弁１４を閉じる
。

ノズル１５は、頂部に直径０．１５＃程度のノズル孔を
有する略六角柱体であって、その基部は、蓋１２を挟ん
で開閉弁１４の出口ボートに螺着されている。また、Ｍ
１２の上面には、ノズル１５の周囲に同心円状に、規制
片１２ａ、１２ａ・・・が突設しである（第１図）。

反応筒２０は、下部に空気取入口２１ａ、２１計・・を
切り欠いたスカート状の段付き外筒２１の上面に、凹状
の触媒体載置部２２を形成するとともに、その内部に、
ガス導出孔２３ａを貫通せしめた内筒２３を設けてなる
（第２図）。外筒２１゜の内径は、前記規制片１２ａ、
１２ａ・・・の外周が作る円の直径より若干大きくなっ
ていて、反応筒２０をノズル１５に覆い被せるようにし
て蓋１２上に置くとき、外筒２１の下端内面と規制片１
２ａ、１２ａ・・・の外周とが嵌合して、反応筒２０の
位置決めがなされる。

内筒２３に設けたガス導出孔２３ａは、その上端が触媒
体載置部２２の中央に開口するとともに、その下端は、
内筒２３の下端部において円錐状に開拡され、前記の如
く、反応筒２０をノズル１５上に覆い被せたとき、ギャ
ップ２３ｂを以って、ノズル１５と対向する（第２図）
。触媒体載置部２２の中央には、そこに触媒体３２を装
着したときに、その下面にギャップ２３ｃを作るための
、円形の凹所２２ａが形成されている（第１図）。

ざらに、該凹所２２ａを囲んで、円状に、二次空気孔２
２ｂ、２２ｂ・・・が穿設されている。

反応筒２０の上面に設けた触媒体載置部２２には、リン
グ形の目皿３１と、円板形の触媒体３２とが、同心円状
に装着される。

目皿３１は、中央部に触媒体３２が嵌挿される孔３１ａ
を設けるとともに、周３１Ｃ上に、反応筒２０に設けた
前記二次空気孔２２ｂ、２２ｂ・・・と同一ピッチ円を
以って、それと同数の二次空気孔３１ｂ、３１ｂ・・・
が穿設されており、両二次空気孔２２ｂ、２２ｂ・・・
、３１ｂ、３１ｂ・・・は、組立状態においては、互い
に連続した透孔を形成するようにしである（第２図）。

触媒体３２は、全体として円板状をなし、その寸法は、
たとえば、外径２５ｍ、厚さ１０ｍであって、その厚さ
方向に、０．２５ｍ厚さの隔壁を１ｍｍピッチの格子状
に配列したハニカム構造体をなしており、さらに、この
ハニカム構造体を触媒担体として、その隔壁の全表面に
白金触媒を担持せしめたものである。ハニカム構造体と
しては、セラミックス（たとえば、商品名コージライト
として知られているもの）を使用し、触媒としては、各
社の白金触媒が使用できる。

反応筒２０の外筒２１の上部には、輪体３３ａの上面に
、ブラケット３３ｂ、３３ｂを介して、等角度に３個の
揺動片３３ｃ、３３ｃ・・・を枢着してなる五徳３３を
装着しておる（第２図、第５図）。また、基台１０のＭ
１２に着脱自在のカップ状のキャップ３４を設けて、基
台１０の上部全体を覆っている（第２図）。

さらに、基台１０の本体１１の底面には、一端部を軸３
５ａを以って回動自在に軸着した脚３５．３５・・・が
、等角度に３個配設しである（第２図、第４図）。

かかる発熱器具を使用するときは、ギャップ３４を取り
外した上、注入口１３ａを介して、ガス容器１３にガス
を注入して充填する。注入ガスは、たとえば、市販のラ
イタ用のブタンガスが使用できる。

操作ボタン１４Ｑを押して開閉弁１４を開くと、ガス容
器１３中のガスが、ノズル１５のノズル孔から上方に噴
出し、これが、反応筒２０のガス導出孔２３ａと触媒体
３２のハニカム構造体を通して触媒体３２の上面に至る
。このとき、反応筒２０の外筒２１の下方に空気取入口
２１ａ、２１ａ・・・が形成されている一方、ノズル１
５とガス導出孔２３ａの下端との間にはギャップ２３ｂ
が存在するので、触媒体３２の上面に到達するガスは、
ノズル１５から噴出するガスの流れによって、空気取入
口２１ａとギャップ２３ｂとを経てガス導出孔２３ａに
吸引される空気と適当に混合された状態になっている。

また、触媒体３２の下方には、触媒体載置部２２の底面
に設けた凹所２２ａに基づくギャップ２３ｃが存在する
ので、ガス導出孔２３ａ内を下から上に通過した前記ガ
スと空気との混合気体は、触媒体３２を構成するハニカ
ム構造体のすべての格子に、はぼ、均等に分散されてい
る。

触媒体３２の上面にマツチ等の点火源を近付けて、触媒
体３２の上面で、ガスに着火すると、触媒体３２の上面
でガスが燃焼し、燃焼炎が生じる。

この燃焼炎によって触媒体３２が予熱され、その温度が
、約１５０℃以上に上昇すると、触媒体３２に担持され
ている白金触媒が、ガスと空気との混合ガスの接触反応
を著るしく加速するので、最初、触媒体３２の上面にお
いて燃焼反応を起していたガスと空気は、次第に、触媒
体３２の格子内における接触反応に移行し、最終的には
、触媒体３２の全体が赤熱されて、その上面に多量の熱
を放出するようになる。その状態では、ガスの可燃成分
のすべてが触媒体３２の内部で反応を完了するため、触
媒体３２の上面には燃焼炎が全く見られない。

ここで、触媒体３２の下方にあるギャップ２３Ｃの大き
ざには、その最適値が存在する。すなわち、触媒体３２
の担体として前記ディメンジョンからなるハニカム構造
体を使用するとき、ギャップ２３ｃの大きざは、触媒体
３２の厚さ１０ｍの約１７５の２ｍ前後にとるのが最も
適切であって、これが小さすぎるときは、空気量が不足
して触媒体３２の上面に燃焼炎が残り、大きすぎるとき
は、空気量が過剰となって触媒体３２の温度が低下する
ため、その全体の赤熱状態が得られない。

かかる発熱反応は、ガスと空気との混合体が、触媒体３
２の内部において、白金触媒の存在のもとに激しく接触
反応を呈しているものであるから、通常のガスバーナに
よる燃焼炎を伴なう燃焼反応とは全く異なり、発熱器具
全体を強風下においても、また、触媒体３２の上面に撒
水しても、反応が停止したり、不安定になったりするこ
とがない。

反応筒２０と目皿３１とに設けた二次空気孔２２ｂ、３
１ｂは、互いに連続していて、目皿３１の上面から反応
筒２０の外筒２１と内筒２３との間に新鮮な空気を送り
込むことができるから、空気取入口２１ａ、２１ａ・・
・から吸引される空気の不足量を補うとともに、外筒２
１を冷却し、それが接触している基台１０の過大な温度
上昇を防止している。

このようにして発熱させ、調理・暖房用等の熱源として
使用した後は、操作ボタン１４Ｃｌを押し操作して開閉
弁１４を閉じれば、ノズル１５からのガス６噴出が遮断
されるから、反応を停止せしめることができる。

五徳３３は、その揺動片３３ｃ、３３ｃ・・・を外方に
開いて伸展させれば（第２図の二点鎖線）、発熱源たる
触媒体３２の上方になべ・カップ等の容器を安定に載置
するのに役立つ一方、揺動片３３Ｃ，３３Ｇ・・・を同
図実線の如く折り畳めば、全体を小形にまとめられるの
で、キャップ３４の中にコンパクトに収納することがで
きる。

キャップ３４は、全体としてカップ形状となっているの
で、金属材料で製作すれば、前記五徳３３の上に載置し
て、そのまま、湯沸し容器として使用することができる
。

基台１０の底部に設けた脚３５．３５・・・も、それを
外方に開いて、使用時の安定性を向上せしめ得るととも
に、折り畳むことによって、小形化できるので、携帯に
便利である。

以上の説明において、目皿３１は、赤外線輻射効率の優
れた黒色セラミックス材料、たとえば、酸化金属セラミ
ックス等で成形することができる。

触媒体３２が赤熱して、目皿３１の温度が上昇したとき
、目皿３１からも多量の赤外線輻射による放熱を行なわ
しめることができるから、等価的に、触媒体３２の上面
のみならず、目皿３１の上面面積をも加算したものが上
方への放熱面積となって、加熱時の熱効率の向上に役立
つ。

触媒体３２と目皿３１と反応筒２０とは、それぞれ、単
独の部材とするのみでなく、耐熱接着剤によって、これ
ら三者を一体に固着したものであってもよい。部品点数
の減少によって取扱いが容易となるばかりでなく、全体
として機械的強度が向上するから、携帯時の破損のおそ
れを少なくし、耐久性を高めることができる。

また、ノズル１５と開閉弁１４との間に、ガス絞り弁機
構を介装することによって、ノズル１５から噴出するガ
ス量の調節ができるから、火力調節機能を付加すること
ができる。

前記した触媒体３２の形状およびディメンジョンは一実
施例であって、これを任意の板状に変形し、または、大
きくすることによって、発熱面積の大きな、いわゆる面
状発熱体を得ることができる一方、小さくすることによ
って、スポット加熱に適した発熱体を得ることもできる
。

発明の詳細な説明したように、この発明によれば、ノズルから上方
へガスを噴出せしめ、反応筒において空気と混合した上
、ハニカム構造体を担体とする白金触媒に接触させ、触
媒体内部において接触反応による発熱を持続せしめるこ
とによって、触媒体の上面に何ら燃焼炎が存在しない状
態で発熱させ得るので、強風雨下であっても発熱源とし
ての機能を喪失することがなく、さらに、触媒体の外周
を囲繞する目皿を設けて反応筒の過大な温度上昇を防止
したので、発熱器具を構成したときに全体を搭載する基
台部の過熱もなく、したがって、非常用熱源としての発
熱器具に用いるのに好適であるという、極めて優れた効
果がある。

加うるに、前記接触反応は、触媒体内部において行なわ
れて燃焼炎を伴なわないので、発熱面の傾斜に対しても
反応の安定性が損われるおそれがなく、したがって、ガ
スを燃料とするにも拘らず、触媒体の上面から輻射され
る輻射熱を利用する限り、使用の際の姿勢が変動すると
きでも充分使用可能であるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は実施例を示し、第１図は要部分解
斜視図、第２図は一部を破断して示す全体組立図、第３
図は第１図のＸ−Ｘ線矢視拡大断面図、第４図と第５図
は、それぞれ、第２図のＹ−Ｙ線とＺ−Ｚ線矢視拡大断
面図である。１５・・・ノズル２０・・・反応筒２１・・・外筒　　２１ａ・・・空気取入口２２・・・
触媒体載置部　　２２ｂ・・・二次空気孔２３・・・内
筒２３ａ・・・ガス導出孔　　２３Ｇ・・・ギャップ３１
・・・目１［１３１ｂ・・・二次空気孔３２・・・触媒
体

Claims

【特許請求の範囲】１）上方に向けてガスを噴出するノズルと、下部に空気
取入口を形成したスカート状外筒の上面に触媒体載置部
を設けるとともに、下端を円錐状に開拡したガス導出孔
を有する内筒を前記触媒体載置部の下方に垂設し、前記
ガス導出孔が前記ノズルの直上にある如く、該ノズルの
上方に覆い被せた反応筒と、前記触媒体載置部に装着さ
れ、上下方向の隔壁を有するハニカム構造体を担体とす
る白金触媒からなる触媒体と、該触媒体の外周を囲繞し
、且つ、上下方向に二次空気孔を穿設した目皿とからな
る、接触反応を用いた発熱装置。２）前記目皿は、赤外線輻射効率の優れた黒色セラミッ
クス材料からなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の接触反応を用いた発熱装置。３）前記反応筒と前記触媒体と前記目皿とは、一体に固
着してあることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の接触反応を用いた発熱装置。４）前記触媒体の下面と前記触媒体載置部の底面との間
に、前記触媒体の厚さの約１／５のギャップを設けてあ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項
のいずれか記載の接触反応を用いた発熱装置。