JPS6238602B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は触媒触燃熱を熱源とする一般家庭用の
触媒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 従来より、水素、メタンもしくはプロパン、ブ
タン等の常温で気体である燃料を、Pt、Pd等の
貴金属をグラスフアイバー、発泡金属、セラミツ
ク成型体等から成る担体に担持させた触媒上で燃
焼させるとともに、これを熱源とする触媒燃焼装
置は、良く知られており、一般家庭用機器として
は、LPG、都市ガスを燃料とする輻射型暖房用ス
トーブ及びLPGを燃料とする半田ゴテ、ヘヤーカ
ーラまたベンジンを燃料とする暖房用カイロ等に
応用されている。

しかしながら、これらの公知技術は、ガス圧調
整器とノズルとの組み合わせにより燃料ガス量を
調整し、燃焼量及び加熱温度を調整する構成であ
る。しかし、これらの構成では、加熱室や目的と
する加熱体の温度に応じて燃焼量を調整できない
問題点がある。

また、触媒燃焼バーナを有する加熱室内に、バ
イメタルや液体膨張式の感熱応動素子を配置し、
加熱室の温度に応じて燃焼ガス量を調整する構成
のヘヤーカーラが知られている。しかし、この構
成のヘヤーカーラでは、カールパイプ内に触媒燃
焼バーナと感熱応動素子を並行に配置するため、
カールパイプを細くできないという問題点があ
る。

さらには触媒を用いない炎燃焼バーナを利用し
たガスオーブン、ガスグリル、ガス暖房給湯機等
の燃焼機器も、前述のヘヤーカーラと同様に、燃
焼室もしくは目的とする加熱体部にバイメタルや
液体膨張式の感熱応動素子を配置し、温度を感知
し燃焼ガス量を調整する構成となつている。この
構成では、燃焼排ガスの通路である燃焼室内に感
熱応動素子があるため、感熱応動素子が腐食する
問題がある。さらには、感熱応動素子表面に、調
理物やその他の物質が付着し、設定温度が変化す
るという問題がある。

さらにまた、ガスが供給されるパイプ状の燃焼
器内に杆体を設け、燃焼器と杆体との膨張率の差
によりガス供給を加減するものも知られている。
この構成では燃焼器と杆体が熱応動素子を構成す
るため、構成が単純化されるが、ガス供給口の位
置を燃焼器の中心位置よりズレた個所に設置しな
ければならず、その結果、燃焼装置全体としては
大型化せざるを得ないものであつた。

発明の目的 本発明はこのような従来の問題を解消し、温度
設定が確実で、かつ装置のコンパクト化がはかれ
る触媒燃焼装置を提供することを目的とするもの
である。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明の触媒燃焼装
置は、触媒に気化燃料ガスもしくは混合ガスを供
給するための第１のパイプ状部材と、この第１の
パイプ状部材内に、この第１のパイプ状部材と一
端が固定されて配置され、かつガス吹出口を有す
る第２のパイプ状部材とにより熱応動素子を構成
し、この熱応動素子によりガス流量調整を行うと
ともに、前記第２のパイプ状部材を気化燃料ガス
もしくは混合ガスの通路として、触媒さらには加
熱体の温度を調整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
について説明する。第１図において、１はプロパ
ン、ブタン等の燃料を貯蔵するための燃料貯蔵室
である。２は焼結金属、焼結セラミツク等からな
る気化装置であり、燃料貯蔵室１内の液化燃料が
通過するときの急激な圧力低下により液化燃料を
気化する。３は灯心部材で、この灯心部材３は、
プロパン、ブタン等の液化燃料を前記気化装置２
に導くとともに、触媒燃焼装置の姿勢とは無関係
に安定した燃料供給を行うためのものであり、多
孔性もしくは繊維状の材料でできている。前記気
化装置２で気化された燃料は、ガス流量調整バル
ブ固定弁座４のガス通路を通り、さらにガス流量
調整バルブ摺動部材５のガス通路を通り、ノズル
６より噴出する。７はガス流量調整バルブ摺動部
材５に固定された制御弁である。

前記ノズル６より噴出された気化燃料ガスは、
インジエクター８のエジエクター効果により燃焼
に必要かつ十分な空気を吸引し、第１のパイプ状
部材１１に供給する前段で、第２のパイプ状部材
９中で空気と気化燃料ガスは十分混合され、スリ
ツトまたは孔よりなるガス吹出口１０を通り、第
１のパイプ状部材１１に設けられたガス供給口１
２からその周囲に位置する触媒１３に供給され、
ここで酸化反応される。なお、上記説明では触媒
１３に混合ガスを供給するようにしたが、混合ガ
スでなく気化燃料ガスを直接触媒１３に供給する
ようにしてもよいものである。１４は触媒１３で
の燃焼を開始するための着火ヒータである。

そして、前記した第２のパイプ状部材９は、図
からあきらかなように第１のパイプ状部材１１内
に同心的に位置しているものであり、一端は固定
部材１５により第１のパイプ状部材１１に固定し
ており、他端はインジエクター８が中心に位置す
るようにして装置本体の基台部分に固定してい
る。

なお、第１のパイプ状部材１１の固定部材１５
と反対側は遊端となつている。ここで第１のガス
供給管１１の熱膨張率は、第２のパイプ状部材９
の熱膨張率よりも小さい材料から成つており、こ
れら第１および第２のパイプ状部材１１，９によ
り熱応動素子が構成されている。前記第１のパイ
プ状部材１１の遊端は制御レバー１６と接続され
ており、この制御レバー１６は支点軸１７を中心
として、第１のパイプ状部材１１の動作に応じて
動作し、制御レバー１６に接続されたガス流量調
整バルブ摺動部材５を動かし、制御弁７とガス流
量調整バルブ固定弁座４との隙間を変化させ、気
化燃料ガス流量を制御するものである。またガス
流量調整バルブ摺動部材５はスプリング１８によ
り、制御レバー１６側に付勢されている。図から
あきらかなとおり、ノズル６、インジエクター８
および第２のパイプ状部材９は同一軸線上に配置
されているものであり、第２のパイプ状部材９は
気化燃料ガスもしくはそれと空気との混合ガスの
通路となつているものである。

上記構成において動作を説明する。着火ヒータ
１４により触媒１３は燃焼開始温度まで上昇して
いるため、第２のパイプ状部材９からガス供給口
１２を通つて供給された混合ガスは、触媒１３上
で燃焼を開始する。触媒１３が燃焼を開始する
と、第１および第２のパイプ状部材１１，９の温
度が上昇する。この場合、第２のパイプ状部材９
の熱膨張率が第１のパイプ状部材１１より大きい
ため、温度が上昇するに従い、第１のパイプ状部
材１１に接続された制御レバー１６及びガス流量
調整バルブ摺動部材５はスプリング１８により押
し上げられ、制御弁７とガス流量調整バルブ固定
弁座４との隙間を減少させて気化燃料ガス流量を
減少させるため、燃焼量は減少する。従つて、触
媒１３の温度は一定温度にコントロールされる。
通常第１のパイプ状部材１１は、熱膨張率の小さ
いFe、Ni合金であるインバーメタル、セラミツ
ク、ガラス等が適切であり、また第２のパイプ状
部材９は熱膨張率の大きいアルミニウム、ステン
レス、真ちゆう等の金属が適切である。

第２図は本発明の他の実施例を示したものであ
り、第２のパイプ状部材９を、第１のパイプ状部
材１１の熱膨張率よりも小さい材料で構成してい
る点で第１図の実施例のものと異なる。この場
合、ガス流量調整バルブ固定弁座４およびガス流
量調整バルブ摺動部材５の関連構成が第１図の実
施例と異なつてくる。そしてこの実施例の場合、
触媒１３の燃焼が開始され温度が上昇すると、第
１のパイプ状部材１１は制御レバー１６を押し下
げるとともに、ガス流量調整バルブ摺動部材５を
押し下げ、制御弁７とガス流量調整バルブ固定弁
座４との間隙を減少させて気化燃料ガス流量を調
整することにより、触媒１３の温度を一定温度に
コントロールするものである。この実施例では、
膨張率の大きな第１のパイプ部材１１が第２のパ
イプ状部材９よりも発熱部である触媒１３に近接
しているため高温となり、膨張率の小さい第２の
パイプ状部材９はパイプ状部材１１の内側でしか
も供給された混合ガスにより冷却されるため、第
１のパイプ状部材１１に比して温度は低くなる。
従つつて熱応動素子としての変位量は第１図の実
施例のものよりもより大きくなり、ガス流量調
整、すなわち温度コントロールが確実で、組立て
時の調整も容易になるという効果がある。

第３図はさらにその他の実施例を示したもので
あり、第２のパイプ状部材９と流量調整バルブ摺
動部材５とが直接接続され、第１のパイプ状部材
１１の遊端側を固定したものである。この実施例
では熱膨張率は第１のパイプ状部材１１の方が、
第２のパイプ状部材９よりも大きい。従つて触媒
燃焼が開始され、温度が上昇すると、第２のパイ
プ状部材９に接続されたガス流量調整バルブ摺動
部材５は押し上げられ、制御弁７とガス流量調整
バルブ固定弁座４との間隙が小さくなり、そして
気化燃料ガスの供給が減少し、触媒１３部の温度
がコントロールされる。

またインジエクター８は、この実施例の場合、
図に示すように横穴式となつている。この場合、
第２のパイプ状部材９とガス流量調整バルブ摺動
部材５とは制御レバーを用いずに直接接続されて
いるので、動作が確実になるとともに、構造部品
点数が減少でき、コンパクトになるという効果が
ある。さらにこの実施例の固定部材１５はネジ式
になつていて、パイプ状部材９，１１の固定状態
を調節することができるようになつている。

第３図の場合はヘヤーカーラの例を示してお
り、２０は触媒１３の外側をカバーして設けた伝
熱パイプ、２１は伝熱パイプ２０の外側に設置さ
れた髪巻き部で、多数の髪巻き用の突起２２が設
けられている。この第３図の実施例に示すように
ヘヤーカーラに本発明装置を応用する事により、
パイプ状部材９，１１が同心状に配置されしかも
ノズル等のガス供給部が同一軸線上に配置できる
ため、伝熱パイプ２０を細くする事ができるとと
もにヘヤーカーラ全体の小型化をはかることがで
き、携帯用等に最適なものとなる。

発明の効果 上記実施例から明らかなように、本発明の触媒
燃焼装置は、触媒に気化ガスもしくは混合ガスを
供給する第１のパイプ状部材の内側に、第２のパ
イプ状部材をその一端を固定した状態で配置して
熱応動素子を構成し、さらに第２のパイプ状部材
を気化燃料ガス、もしくは混合ガスの通路として
いるため、従来のような燃焼量の調整や腐食問題
がないことはもちろんのこと、燃焼部分の大幅な
縮小化がはかれ、同時にノズル等のガス供給部を
パイプ部材と同一軸線上に配置することができ装
置全体を小型化することができるものである。ま
た、触媒もしくはその近傍の温度を検知して燃焼
量を調整するため、触媒が異常な高温になる事が
なく、触媒の寿命が長くなるという効果も有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における触媒燃焼装
置の主要部の断面図、第２図、第３図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示す主要部の断面図であ
る。 ４……ガス流量調整バルブ固定弁座、５……ガ
ス流量調整バルブ摺動部材、６……ノズル、７…
…制御弁、９……第２のパイプ状部材、１０……
ガス吹出口、１１……第１のパイプ状部材、１３
……触媒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気化燃料ガスと空気とを酸化反応させるため
   の触媒と、この触媒に気化燃料ガスと空気との混
   合ガスを供給するための第１のパイプ状部材と、
   この第１のパイプ状部材内に、この第１のパイプ
   状部材と一端が固定されて配置され、かつガス噴
   出口を有する第２のパイプ状部材とを備え、前記
   両パイプ状部材により熱応動素子を構成し、この
   熱応動素子を構成するパイプ状部材の熱膨張差に
   よりガス流量調整をおこなうとともに、前記第１
   のパイプ状部材の外側に、第１のパイプ状部材に
   対向して触媒を設け、前記第２のパイプ状部材及
   び第１のパイプ状部材を通して、触媒に気化燃料
   ガスもしくは空気との混合ガスを供給する触媒燃
   焼装置。 (1) 第１のパイプ状部材の熱膨張率を第２のパイ
   プ状部材の熱膨張率より小さく設定した特許請
   求の範囲第１項記載の触媒燃焼装置。 (2) 第２のパイプ状部材の熱膨張率を第１のパイ
   プ状部材の熱膨張率より小さく設定した特許請
   求の範囲第１項記載の触媒燃焼装置。