JP2000028136A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

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
する触媒燃焼装置において、燃焼部の温度が設定した温
度よりも低いときは燃料調節部および着火部を動作さ
せ、触媒燃焼する温度より低い温度でも温度制御できる
ようにする。 【解決手段】 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２１への燃料ガスの供給を燃料調節部２
３により制御し、この燃料調節部２３からの燃料ガスに
着火部２４により着火し、燃焼部２１の温度を温度検知
部２５により検知する。この温度検知部２５の出力信号
と燃焼部２１の温度を所定の温度に設定する温度設定部
２７の出力信号を制御部２６に入力し、制御部２６は、
燃焼部２１の温度が温度設定部２７で設定した温度より
低いときは、燃料調節部２３をオンするとともに着火部
２４をオンするよう構成する。

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６に示
す構成となっていた。以下、その構成について説明す
る。

【０００３】図に示すように、触媒１は熱伝導性の良好
な材料で形成したケース２の内面に固定している。ケー
ス２に設けた排気孔３と触媒１との間のケース２の内面
にセラミックなどの電気絶縁体４を設け、この電気絶縁
体４には着火時に火花を飛ばして触媒１に着火する放電
電極５を設けて触媒燃焼部６を構成している。

【０００４】感温フェライト７は、磁気的特性が温度に
よって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８に固定している。磁石９は、外殻８の内面
に所定の隙間１０を介して感温フェライト７に対向して
設け、感温フェライト７を吸引するもので、感温フェラ
イト７と反対側の面に弁部材１１を固定している。ばね
１２は磁石９を感温フェライト７より離反する方向に付
勢している。

【０００５】弁体１３は、弁部材１１に対向して弁ポー
ト１４を設けて弁１５を形成するとともに、弁ポート１
４と反対側の位置に気化燃料ガスを触媒１に向けて噴出
するノズル１６を設けている。

【０００６】感温フェライト７、外殻８、磁石９、弁部
材１１、ばね１２、弁体１３等で触媒燃焼部６の燃焼温
度を制御する温度制御部１７を構成し、外殻８をケース
２の一端の内面に圧入固定している。１８は燃料ガス供
給口である。また、触媒１とノズル１６との間には空気
を取り入れる孔１９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１８より燃料ガスを供給すると、燃料ガスは
感温フェライト７の中央部を通り、感温フェライト７と
磁石９の隙間から、磁石９と外殻８との隙間１０を通過
して、弁ポート１４に至りノズル１６より吹き出す。こ
の時、燃料ガスの流速により孔１９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１に供給され
る。

【０００８】そして、放電電極５より火花を飛ばすこと
により、触媒１の放電電極５側に火炎を生じる。生じた
火炎により触媒１は加熱され、やがて触媒燃焼を開始す
る。触媒１が触媒燃焼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。触媒燃焼に
よりケース２が加熱され、その熱は外殻８も加熱する。

【０００９】外殻８が加熱されることによって、外殻８
に固定された感温フェライト７を加熱し、感温フェライ
ト７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９は感温フェライト７に吸着できなくなり、ば
ね１２により感温フェライト７から離され、弁部材１１
が弁体１３側へ移動して弁ポート１４を塞ぐ。これによ
り、燃料ガスは触媒１に供給されなくなり、温度が低下
する。

【００１０】感温フェライト７の温度が低下すると、磁
石９は再び感温フェライト７を吸着し、弁ポート１４を
開き燃料ガスを供給する。この燃料ガスが供給されたと
き、触媒１の温度が触媒燃焼を継続する温度より低くな
ければ、燃料ガスが供給されると再び触媒燃焼を開始す
る。この作用を繰り返すことで、ケース２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】このような従来の構成
では、温度制御部１７は感温フェライトのキューリ点で
決定される温度で弁１５をオン、オフして、燃焼部の温
度を一定に保つが、温度検知信号を外に取り出して、こ
の温度検知信号で着火部を構成する放電電極５からの火
花発生を制御することができなかった。

【００１２】したがって、着火部の動作はスタート時に
ガスに着火後、一旦触媒燃焼が中断して温度が下がった
場合、着火が行われないため一定温度の制御ができなか
った。また、触媒燃焼が中断しないようにするため、燃
焼部の温度は触媒燃焼が可能な温度以上に設定しなけれ
ばならなかった。

【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、燃焼部の温度が設定した温度よりも低いとき、燃焼
が継続しているいないにかかわらず、燃料調節部および
着火部を動作させ、再着火して触媒を再度加熱し、触媒
燃焼する温度より低い温度でも温度制御できるようにす
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、燃料ガスと空気を酸化反応させて熱を発生
させる燃焼部への燃料ガスの供給を燃料調節部により制
御し、この燃料調節部からの燃料ガスに着火部により着
火し、燃焼部の温度を温度検知部により検知する。この
温度検知部の出力信号と燃焼部の温度を所定の温度に設
定する温度設定部の出力信号を制御部に入力し、制御部
はこの入力信号に基づいて燃料調節部と着火部を制御す
るよう構成する。制御部は、燃焼部の温度が温度設定部
で設定した温度より低いときは燃料調節部をオンすると
ともに着火部をオンするよう構成したものである。

【００１５】これにより、燃焼部の温度が設定した温度
よりも低いとき、燃焼が継続しているいないにかかわら
ず、燃料調節部および着火部を動作させることで、再着
火して触媒を再度加熱することができ、触媒燃焼する温
度より低い温度でも温度制御することができる。

【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、
この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着火部と、前
記燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度設定部と、
前記温度検知部の出力信号と前記温度設定部の出力信号
を入力し前記燃料調節部と前記着火部を制御する制御部
と、前記燃料調節部と前記着火部と前記制御部と前記温
度検知部に電源を供給する電源部とを備え、前記制御部
は、前記燃焼部の温度が前記温度設定部で設定した温度
よりも低いときは前記燃料調節部をオンするとともに前
記着火部をオンするよう構成したものであり、燃焼部の
温度が設定した温度よりも低いとき、燃焼が継続してい
るいないにかかわらず、燃料調節部および着火部を動作
させることで、再着火して触媒を再度加熱することがで
き、触媒燃焼する温度より低い温度でも温度制御するこ
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、制御部は、燃焼部の温度が設定し
た温度より低いとき、燃料調節部をオンするとともに着
火部を一定時間オンするよう構成したものであり、電源
部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすることが
できる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、上記請求項２に
記載の発明において、制御部は、燃焼部の温度が上昇す
ることを検知するまで、着火部を所定の間隔で繰り返し
動作させるよう構成したものであり、着火部を繰り返し
動作させることで確実に着火動作をさせることができる
とともに、電源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を
長くすることができる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、上記請求項２に
記載の発明において、制御部は、着火部の動作回数をカ
ウントするカウント部を有し、着火部が所定回数動作す
ると、着火部および燃料調節部をオフにするよう構成し
たものであり、着火部が所定回数動作することは、着火
部または燃料調節部に異常があって着火せず温度か上昇
しないものと判断し、着火部および燃料調節部をオフに
することで、燃料ガスの供給を停止して安全性を向上す
るとともに、着火部をオフにし電源部の消費電力を抑え
て機器の使用時間を長くすることができる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、上記請求項２に
記載の発明において、制御部は、着火部の動作回数をカ
ウントする第２のカウント部を有し、着火部が所定回数
動作すると、燃料調節部を一旦オフし再度オンするよう
構成したものであり、着火部が所定回数動作すること
は、着火部または燃料調節部に異常があって着火せず温
度か上昇しないものと判断し、燃料調節部を一旦オフし
再度オンすることで、燃料調節部のひっかかり等で正常
にオン・オフができないのを修正して正常な状態に戻す
ことができる。

【００２１】

【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。

【００２２】（実施例１）図１は本実施例の主要な構成
を示すブロック図、図２は触媒燃焼により発生する熱を
利用し、衣類等に装着可能に構成した触媒燃焼装置の斜
視図である。

【００２３】図１および図２に示すように、燃焼部２１
は、燃焼用触媒（図示せず）を用い、燃料タンク２２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。燃料調節部２３は電磁弁等で構成
し、燃料タンク２２からの燃料ガスを燃焼部２１へ供給
したり、遮断するものである。着火部２４は高電圧放電
により火花を発生させ、燃料ガスに着火させるものであ
る。

【００２４】着火部２４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
媒を加熱し、その後は触媒燃焼に移行する。触媒燃焼に
移行すると、着火部２４に流入するガスは排気ガスとな
り、火炎は消える。温度検知部２５は、燃焼部２１の温
度を検知し、その検知出力を制御部２６へ入力する。温
度設定部２７は、燃焼部２１の温度を所定の温度に設定
するものである。

【００２５】制御部２６は温度検知部２５の出力と、温
度設定部２７の出力を比較し、その比較出力を燃料調節
部２３に出力し、燃料調節部２３をオン、オフし燃焼部
２１への燃料ガスの供給を制御し、燃焼部２１を設定し
た温度で温度制御する。電源部２８は電池等を用い、制
御部２６、着火部２４、燃料調節部２３、温度検知部２
５、温度設定部２７に電源を供給している。

【００２６】加熱シート２９は、熱伝導のよい金属箔や
金属メッシュ、熱伝導繊維などの熱伝導性材料によって
構成し、燃焼部２１を固着し、燃焼部２１により加熱さ
れる。

【００２７】ここで、制御部２６は、燃焼部２１の温度
が温度設定部２７で設定した温度よりも低いとき、燃料
調節部２３をオンするとともに、着火部２４を一定時間
オンするよう構成している。

【００２８】上記構成において図３を参照しながら動作
を説明する。燃焼部２１の温度をＴ１で温度制御する場
合、時刻ｔ１で電源投入すると、電磁弁等で構成する燃
料調節部２３をオンし、燃料ガスを燃焼部２１へ送る。
また、制御部２６は燃料調節部２３をオンし、時間ｔ２
経過した後、着火部２４をオンして火花放電を発生させ
燃料ガスに着火する。この着火部２４の動作は一定時間
ｔ３の間継続し、燃料ガスへの着火を確実にして停止す
る。

【００２９】この燃料ガスへの着火により、火炎が発生
すると、発生した火炎は燃焼用触媒および燃焼部２１を
加熱し、燃焼は触媒燃焼に移行する。触媒燃焼が開始す
ると、火炎部には排気ガスが供給され火炎は自然に消え
る。触媒燃焼により、燃焼部２１の温度が設定した温度
Ｔ１に到達すると、制御部２６は設定温度ｔ１到達時刻
ｔ４で燃料調節部をオフし、燃焼部２１への燃料ガスの
供給を停止する。

【００３０】燃焼部２１の温度は燃料調節部２３のオフ
によりオーバシュートで少し温度上昇してから下降し始
める。燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１まで下降したと
き、時刻ｔ５で制御部２６は再度燃料調節部２３をオン
し、燃料調節部２３をオンし時間ｔ２経過した後、着火
部２４をオンし、この着火部２４の動作を一定時間ｔ３
の間継続して再度着火動作を行う。

【００３１】このとき、燃焼部２１の設定温度Ｔ１が高
く、触媒燃焼が可能な温度で、燃焼部２１の温度が設定
温度Ｔ１をよぎった点で燃料調節部２３をオンして燃料
ガスを燃焼部２１に供給するだけで燃焼が継続でき、着
火部２４の動作が不要である場合もあるが、本発明はこ
のときも着火部２４を動作させる。

【００３２】こうすることで、燃焼部２１の触媒燃焼可
能温度のばらつき等を考慮する必要もなく、簡単な構成
でより確実な動作を得ることができる。さらに、設定温
度Ｔ１をより低く設定して、触媒燃焼が可能な温度を下
回っても再度着火して温度上昇させ、この動作を繰り返
して燃焼部２１の温度を一定に保つことができる。

【００３３】また、燃料調節部２３がオンした後、一定
時間ｔ２経過後に着火部２４をオンするのは、着火部２
４に燃料ガスが供給されてから火花放電を発生させて着
火を確実にするためである。また、温度設定部２７を図
２では別ケースに実装し、温度設定を外から自由に変え
られるように構成しているが、同一ケースに実装し単に
基準電圧を設けて、これと比較するようにしてもよい。

【００３４】（実施例２）図１における制御部２６は、
燃焼部２１の温度上昇（単位時間当たりの温度の変化）
を検知するまで、着火部２４を所定間隔で繰り返し動作
させるよう構成している。他の構成は上記実施例１と同
じである。

【００３５】上記構成において図４を参照しながら動作
を説明する。燃焼部２１の温度が設定温度Ｔ１を下回る
と、制御部２６は燃料調節部２３をオンさせ燃料ガスを
燃焼部２１に供給する。燃料調節部２３をオンし、時間
ｔ２経過した後、着火部２４を時間ｔ３の間オンさせ着
火動作を行う。

【００３６】この着火動作にもかかわらず燃料ガスに着
火しなかった場合、燃焼部２１の温度は下がり続ける
が、着火部２４が動作し所定時間ｔ６経過した後、再度
着火部２４を動作させる。これでも着火しなければ、所
定時間ｔ６経過した後、再々度着火部２４を動作させ
る。燃焼部２１の温度が上昇することを検知するまで、
この着火動作を繰り返す。

【００３７】図４では、３回目の着火動作で着火し、燃
焼部２１の温度は上昇に転じている。制御部２６はこの
温度上昇を検知し、着火部２４の動作を停止する。燃焼
部２１は温度上昇を続け、設定温度Ｔ１まで達した時刻
ｔ４で燃料調節部２３をオフし、燃料ガスの供給を停止
して燃焼を停止させ、燃焼部２１の温度は下降に転ず
る。

【００３８】このようにして、着火部２４を繰り返し動
作させることで確実に着火動作をさせることができると
ともに、燃焼部２１の温度を設定温度Ｔ１で温度制御す
ることができる。

【００３９】（実施例３）図１における制御部２６は、
着火部２４の動作回数をカウントするカウント部（図示
せず）を有し、着火部２４の動作を所定回数をカウント
すると、燃料調節部２３および着火部２４の動作を停止
するよう構成している。他の構成は上記実施例１または
２と同じである。

【００４０】上記構成において図４を参照しながら動作
を説明する。制御部２６は燃焼部２１の温度が設定温度
Ｔ１を下回った時刻ｔ１で燃料調節部２３をオンにし、
燃料ガスを燃焼部２１に供給する。燃料調節部２３をオ
ンし、時間ｔ２経過した後、着火部２４を動作させ、燃
焼部２１の温度が上昇に転ずるまでこの動作をくり返
す。

【００４１】カウント部は、この着火動作をカウント
し、累積回数が所定回数（本実施例ではＮ回）着火動作
を行っても、燃焼部２１の温度上昇を検知しないとき、
何等かの異常が発生したものとして、時刻ｔ７で燃料調
節部２３をオフし、着火部２４の動作もオフする。

【００４２】このようにして、燃料ガスがいたずらに漏
れていくのを防止できて、安全性を向上することができ
るとともに、電源部２８を構成する電池等の消耗も防止
することができる。

【００４３】（実施例４）図１における制御部２６は、
着火部２４の動作回数をカウントする第２のカウント部
（図示せず）を有し、着火部２４の動作を所定回数をカ
ウントすると、燃料調節部２３を一旦オフし、再度オン
させるよう構成している。他の構成は上記実施例１また
は２と同じである。

【００４４】上記構成において図５を参照しながら動作
を説明する。制御部２６は燃焼部２１の温度が設定温度
Ｔ１を下回った時刻ｔ１で燃料調節部２３をオンする。
燃料調節部２３をオンし時間ｔ２経過した後、着火部２
４を時間ｔ３の間オンさせ着火動作を行う。このとき、
燃焼部２１の温度上昇が検知できないと、一定時間ｔ６
経過した後再度着火部２４を動作させる。

【００４５】これでも燃焼部２１の温度上昇が検知でき
ないとき、燃料調節部２３を時刻ｔ８（着火部２４を所
定回数動作させた時刻）で一旦オフし、時刻ｔ９で再度
オンさせる。これは燃料調節部２３を構成する電磁弁等
がごみなどの障害物で引っかかったとき、燃料調節部２
３を一旦オフし再度オン動作させることにより、障害物
を取り除き動作を正常に戻すことができる。この燃料調
節部２３の再度オン後、着火部２４を動作させ再着火す
る。

【００４６】このようにして、燃料調節部２３を一旦オ
フし再度オンすることで、燃料調節部２３のひっかかり
等で正常にオン，オフができないのを修正して正常な状
態に戻すことができる。

【００４７】なお、この実施例では、着火動作２回目終
了後、燃料調節部２３の再オン動作を行ったが、この回
数は実セットによって最適の回数に設定できるのは当然
である。

【００４８】

【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、この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着
火部と、前記燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度
設定部と、前記温度検知部の出力信号と前記温度設定部
の出力信号を入力し前記燃料調節部と前記着火部を制御
する制御部と、前記燃料調節部と前記着火部と前記制御
部と前記温度検知部に電源を供給する電源部とを備え、
前記制御部は、前記燃焼部の温度が前記温度設定部で設
定した温度よりも低いときは前記燃料調節部をオンする
とともに前記着火部をオンするよう構成したから、燃焼
部の触媒燃焼が中断したり、或いは設定温度を触媒燃焼
する温度よりも低く設定したときでも安定に温度制御す
ることができる。

【００４９】また、請求項２に記載の発明によれば、制
御部は、燃焼部の温度が設定した温度より低いとき、燃
料調節部をオンするとともに着火部を一定時間オンする
よう構成したから、電源部の消費電力を抑えて機器の使
用時間を長くすることができる。

【００５０】また、請求項３に記載の発明によれば、制
御部は、燃焼部の温度が上昇することを検知するまで、
着火部を所定の間隔で繰り返し動作させるよう構成した
から、着火部を繰り返し動作させることで確実に着火動
作をさせることができるとともに、電源部の消費電力を
抑えて機器の使用時間を長くすることができる。

【００５１】また、請求項４に記載の発明によれば、制
御部は、着火部の動作回数をカウントするカウント部を
有し、着火部が所定回数動作すると、着火部および燃料
調節部をオフにするよう構成したから、無駄な燃料ガス
の漏れを少なくできて安全性を向上できるとともに、電
源部の消費電力を抑えて機器の使用時間を長くすること
ができる。

【００５２】また、請求項５に記載の発明によれば、制
御部は、着火部の動作回数をカウントする第２のカウン
ト部を有し、着火部が所定回数動作すると、燃料調節部
を一旦オフし再度オンするよう構成したから、燃料調節
部のひっかかり等で正常にオン・オフができないとき
に、一連の動作をさせてオン・オフの状態を変えること
により正常な状態に戻すことができる。

【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】同触媒燃焼装置の動作タイミングチャート

【図４】本発明の第２および第３の実施例の触媒燃焼装
置の動作タイミングチャート

【図５】本発明の第４の実施例の触媒燃焼装置の動作タ
イミングチャート

【図６】従来の触媒燃焼装置の断面図

【符号の説明】

２１ 燃焼部 ２３ 燃料調節部 ２４ 着火部 ２５ 温度検知部 ２６ 制御部 ２７ 温度設定部 ２８ 電源部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 正 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 吉田 清信 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 中井 厚仁 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 北野 智章 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K003 EA00 FA01 FB10 FC10 GA03 HA03 3K005 AB04 AC05 BA08 DA00 GA07 GA10 GA14 HA00 3K065 TA11 TC00 TD05 TF00 TN01 TN16

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、この燃料調節部からの燃料ガスに着火する着
   火部と、前記燃焼部の温度を所定の温度に設定する温度
   設定部と、前記温度検知部の出力信号と前記温度設定部
   の出力信号を入力し前記燃料調節部と前記着火部を制御
   する制御部と、前記燃料調節部と前記着火部と前記制御
   部と前記温度検知部に電源を供給する電源部とを備え、
   前記制御部は、前記燃焼部の温度が前記温度設定部で設
   定した温度よりも低いときは前記燃料調節部をオンする
   とともに前記着火部をオンするよう構成した触媒燃焼装
   置。
2. 【請求項２】 制御部は、燃焼部の温度が設定した温度
   より低いとき、燃料調節部をオンするとともに着火部を
   一定時間オンするよう構成した請求項１記載の触媒燃焼
   装置。
3. 【請求項３】 制御部は、燃焼部の温度が上昇すること
   を検知するまで、着火部を所定の間隔で繰り返し動作さ
   せるよう構成した請求項２記載の触媒燃焼装置。
4. 【請求項４】 制御部は、着火部の動作回数をカウント
   するカウント部を有し、着火部が所定回数動作すると、
   着火部および燃料調節部をオフにするよう構成した請求
   項２記載の触媒燃焼装置。
5. 【請求項５】 制御部は、着火部の動作回数をカウント
   する第２のカウント部を有し、着火部が所定回数動作す
   ると、燃料調節部を一旦オフし再度オンするよう構成し
   た請求項２記載の触媒燃焼装置。