JP3016660B2 - 発熱装置 - Google Patents
発熱装置Info
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- JP3016660B2 JP3016660B2 JP4196749A JP19674992A JP3016660B2 JP 3016660 B2 JP3016660 B2 JP 3016660B2 JP 4196749 A JP4196749 A JP 4196749A JP 19674992 A JP19674992 A JP 19674992A JP 3016660 B2 JP3016660 B2 JP 3016660B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体燃料または液体燃
料を燃焼し、その燃焼熱を熱源とする発熱装置に関する
ものである。
料を燃焼し、その燃焼熱を熱源とする発熱装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】気体燃料または液体燃料を燃焼し、その
燃焼熱を熱源とする発熱装置は、たとえばアイロン、ス
チーマ、調理器、コーヒーメーカ等に用いられている。
燃焼熱を熱源とする発熱装置は、たとえばアイロン、ス
チーマ、調理器、コーヒーメーカ等に用いられている。
【０００３】従来の発熱装置を図３を用いて説明する。
図３は従来の発熱装置の断面図である。図３において１
はプロパン、ブタン等の液化ガスボンベである。ボンベ
１とノズル２の間にバルブ３が設けてあり、ボンベ１か
ら供給される燃料ガスの流量をコントロールできる。ノ
ズル２より噴出した燃料ガスは、ガス流の誘引作用によ
り回りの空気を吸引し、混合室４で均一に混合し、燃焼
室５に供給される。燃焼室５は金属製の筺体で構成され
る発熱部６の内部に設けられている。燃焼室５の内壁面
には触媒層７が設けられている。発火源としては、たと
えば乾電池（図示せず）を用い、細い白金線製点火ヒー
タ８が加熱され、さらに近接する触媒層７が高温化す
る。触媒層７が活性温度まで加熱されたときに、バルブ
３が開き、ノズル２より燃料ガスが混合部４に供給され
る。燃料ガスの噴出力に誘引して吸引された空気と燃料
ガスが混合部４で混合し、混合ガスを燃焼室５に供給す
る。
図３は従来の発熱装置の断面図である。図３において１
はプロパン、ブタン等の液化ガスボンベである。ボンベ
１とノズル２の間にバルブ３が設けてあり、ボンベ１か
ら供給される燃料ガスの流量をコントロールできる。ノ
ズル２より噴出した燃料ガスは、ガス流の誘引作用によ
り回りの空気を吸引し、混合室４で均一に混合し、燃焼
室５に供給される。燃焼室５は金属製の筺体で構成され
る発熱部６の内部に設けられている。燃焼室５の内壁面
には触媒層７が設けられている。発火源としては、たと
えば乾電池（図示せず）を用い、細い白金線製点火ヒー
タ８が加熱され、さらに近接する触媒層７が高温化す
る。触媒層７が活性温度まで加熱されたときに、バルブ
３が開き、ノズル２より燃料ガスが混合部４に供給され
る。燃料ガスの噴出力に誘引して吸引された空気と燃料
ガスが混合部４で混合し、混合ガスを燃焼室５に供給す
る。
【０００４】燃焼室５では活性温度まで昇温された触媒
層７表面に、燃料と空気の混合気が供給されると、触媒
層７表面で混合気が燃焼し、発熱反応を始める。反応面
は次第に高温になり、燃焼室５全体に反応が広がり、燃
焼室５全体で触媒燃焼を行うようになり、燃焼ガスを排
気口９から排出する。
層７表面に、燃料と空気の混合気が供給されると、触媒
層７表面で混合気が燃焼し、発熱反応を始める。反応面
は次第に高温になり、燃焼室５全体に反応が広がり、燃
焼室５全体で触媒燃焼を行うようになり、燃焼ガスを排
気口９から排出する。
【０００５】発熱部６には温度検出部10が設けられてい
る。温度検出部10は、発熱部６の温度をモニタし、その
信号をバルブに送り、バルブの開度を調節することによ
り、燃焼量を調節する働きを有している。このため、発
熱部６の表面温度は一定に保たれ、被加熱物を最適な温
度で加熱することができる。
る。温度検出部10は、発熱部６の温度をモニタし、その
信号をバルブに送り、バルブの開度を調節することによ
り、燃焼量を調節する働きを有している。このため、発
熱部６の表面温度は一定に保たれ、被加熱物を最適な温
度で加熱することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の発熱装置
は、発熱部の温度を検出し、バルブの開度を調節するな
どの方法により、燃焼室における燃焼量を調整してい
る。このような燃焼量の調整方法を使用した場合、一度
燃料の供給を停止し、再び燃料ガスが供給されると、燃
焼室内の比較的高温部分の触媒層表面から触媒燃焼が開
始し、発熱反応を始める。反応面は次第に高温になり、
燃焼反応が広がり、燃焼室全体で触媒燃焼を行うように
なる。
は、発熱部の温度を検出し、バルブの開度を調節するな
どの方法により、燃焼室における燃焼量を調整してい
る。このような燃焼量の調整方法を使用した場合、一度
燃料の供給を停止し、再び燃料ガスが供給されると、燃
焼室内の比較的高温部分の触媒層表面から触媒燃焼が開
始し、発熱反応を始める。反応面は次第に高温になり、
燃焼反応が広がり、燃焼室全体で触媒燃焼を行うように
なる。
【０００７】このために、燃焼室全体で安定して燃焼を
行うためには、如何に安定して迅速に、燃焼室内の触媒
層の温度を活性温度まで上昇するかが重要になってく
る。しかしながら前記従来の発熱装置は、燃焼室のどの
部分が高温になるかは、限定することが難しく、燃焼の
立上りを安定に行うことが難しく、燃焼量を制御する際
に、応答性が悪いという問題があった。
行うためには、如何に安定して迅速に、燃焼室内の触媒
層の温度を活性温度まで上昇するかが重要になってく
る。しかしながら前記従来の発熱装置は、燃焼室のどの
部分が高温になるかは、限定することが難しく、燃焼の
立上りを安定に行うことが難しく、燃焼量を制御する際
に、応答性が悪いという問題があった。
【０００８】本発明は前記従来技術の問題を解決するた
め、燃焼反応の応答性の優れた発熱装置を提供すること
を目的とするものである。
め、燃焼反応の応答性の優れた発熱装置を提供すること
を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の発熱装置の第１発明は、燃料ガスと空気の
混合部と、前記混合部の下流に設けた触媒を担持したセ
ラミック被覆層を備えた燃焼室と、前記混合気の流れ方
向に実質的に垂直に位置する排気口を少なくとも備えた
燃焼発熱装置であって、前記混合気入口に対向する燃焼
室内壁面に密着した触媒層の触媒金属の担持量を、他の
燃焼室内壁面に密着した触媒層の触媒金属の担持量より
増加したことを特徴とする。
め、本発明の発熱装置の第１発明は、燃料ガスと空気の
混合部と、前記混合部の下流に設けた触媒を担持したセ
ラミック被覆層を備えた燃焼室と、前記混合気の流れ方
向に実質的に垂直に位置する排気口を少なくとも備えた
燃焼発熱装置であって、前記混合気入口に対向する燃焼
室内壁面に密着した触媒層の触媒金属の担持量を、他の
燃焼室内壁面に密着した触媒層の触媒金属の担持量より
増加したことを特徴とする。
【００１０】本発明の発熱装置の第２発明は、燃料ガス
と空気の混合部と、前記混合部の下流に設けた触媒を担
持したセラミック被覆層を備えた燃焼室と、前記混合気
の流れ方向に実質的に垂直に位置する排気口を少なくと
も備えた燃焼発熱装置であって、前記混合気入口に対向
する燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミック被覆層
を、他の燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミック被
覆層より厚くしたことを特徴とする。
と空気の混合部と、前記混合部の下流に設けた触媒を担
持したセラミック被覆層を備えた燃焼室と、前記混合気
の流れ方向に実質的に垂直に位置する排気口を少なくと
も備えた燃焼発熱装置であって、前記混合気入口に対向
する燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミック被覆層
を、他の燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミック被
覆層より厚くしたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】前記した本発明の第１発明の構成によれば、混
合気入口に対向する燃焼室内壁面に密着した触媒層の触
媒金属の担持量を、他の燃焼室内壁面に密着した触媒層
の触媒金属の担持量より増加したことにより、この増加
した触媒層を燃焼点とし、燃焼反応の応答性の優れた発
熱装置とすることができる。すなわち、触媒層に担持さ
れた触媒金属の量が多いほど触媒の活性が高くなり、特
に触媒活性は触媒層の温度が低いほど差が現れやすいこ
と、および触媒金属の担持量の影響は立上り時間に顕著
に現れやすいことを利用し、燃焼室内の触媒層が均一な
温度に維持されていても、混合気入口に対向した内壁面
に密着した触媒層がいち早く触媒燃焼を開始する。高温
になった混合気入口に対向した内壁面に密着した触媒層
から熱伝導や輻射により、燃焼室内の他の場所の触媒層
を迅速に加熱する。このように燃焼制御により、燃料ガ
スの供給が再開されても、絶えず触媒燃焼を開始する位
置が一定になるために、安定した燃焼の立上りを行うこ
とができる。さらに、いち早く触媒燃焼を開始する箇所
が、燃焼室内の最下流である混合気入口に対向した燃焼
室内壁面に密着した触媒層であるために、この触媒層か
らの輻射熱が燃焼室内の他の触媒層に均等に供給され、
迅速に燃焼の立上りを行うことができ、応答性に優れた
燃焼量制御を行うことができる。
合気入口に対向する燃焼室内壁面に密着した触媒層の触
媒金属の担持量を、他の燃焼室内壁面に密着した触媒層
の触媒金属の担持量より増加したことにより、この増加
した触媒層を燃焼点とし、燃焼反応の応答性の優れた発
熱装置とすることができる。すなわち、触媒層に担持さ
れた触媒金属の量が多いほど触媒の活性が高くなり、特
に触媒活性は触媒層の温度が低いほど差が現れやすいこ
と、および触媒金属の担持量の影響は立上り時間に顕著
に現れやすいことを利用し、燃焼室内の触媒層が均一な
温度に維持されていても、混合気入口に対向した内壁面
に密着した触媒層がいち早く触媒燃焼を開始する。高温
になった混合気入口に対向した内壁面に密着した触媒層
から熱伝導や輻射により、燃焼室内の他の場所の触媒層
を迅速に加熱する。このように燃焼制御により、燃料ガ
スの供給が再開されても、絶えず触媒燃焼を開始する位
置が一定になるために、安定した燃焼の立上りを行うこ
とができる。さらに、いち早く触媒燃焼を開始する箇所
が、燃焼室内の最下流である混合気入口に対向した燃焼
室内壁面に密着した触媒層であるために、この触媒層か
らの輻射熱が燃焼室内の他の触媒層に均等に供給され、
迅速に燃焼の立上りを行うことができ、応答性に優れた
燃焼量制御を行うことができる。
【００１２】次に本発明の第２発明の構成によれば、混
合気入口に対向する燃焼室内壁面に密着した触媒層のセ
ラミック被覆層を、他の燃焼室内壁面に密着した触媒層
のセラミック被覆層より厚くしたことにより、触媒燃焼
を開始する位置を一定にさせ燃焼反応の応答性の優れた
発熱装置とすることができる。すなわち、燃焼室に供給
された予混合気は燃焼室内を流れ、燃焼室の混合気入口
に対向した内壁面に衝突するや否や、他の触媒層よりも
早く触媒燃焼を開始する。高温になった混合気入口に対
向した内壁面に密着した触媒層から熱伝導や輻射によ
り、燃焼室内の他の場所の触媒層を迅速に加熱する。こ
のように燃焼制御により、燃料ガスの供給が再開されて
も、絶えず触媒燃焼を開始する位置が一定になるため
に、安定した燃焼の立上りを行うことができる。さら
に、いち早く触媒燃焼を開始する箇所が、燃焼室内の最
下流である混合気入口に対向した燃焼室内壁面に密着し
た触媒層であるために、この触媒層からの輻射熱が燃焼
室内の他の触媒層に均等に供給され、迅速に燃焼の立上
りを行うことができ、応答性に優れた燃焼量制御を行う
ことができる。
合気入口に対向する燃焼室内壁面に密着した触媒層のセ
ラミック被覆層を、他の燃焼室内壁面に密着した触媒層
のセラミック被覆層より厚くしたことにより、触媒燃焼
を開始する位置を一定にさせ燃焼反応の応答性の優れた
発熱装置とすることができる。すなわち、燃焼室に供給
された予混合気は燃焼室内を流れ、燃焼室の混合気入口
に対向した内壁面に衝突するや否や、他の触媒層よりも
早く触媒燃焼を開始する。高温になった混合気入口に対
向した内壁面に密着した触媒層から熱伝導や輻射によ
り、燃焼室内の他の場所の触媒層を迅速に加熱する。こ
のように燃焼制御により、燃料ガスの供給が再開されて
も、絶えず触媒燃焼を開始する位置が一定になるため
に、安定した燃焼の立上りを行うことができる。さら
に、いち早く触媒燃焼を開始する箇所が、燃焼室内の最
下流である混合気入口に対向した燃焼室内壁面に密着し
た触媒層であるために、この触媒層からの輻射熱が燃焼
室内の他の触媒層に均等に供給され、迅速に燃焼の立上
りを行うことができ、応答性に優れた燃焼量制御を行う
ことができる。
【００１３】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。本発明の第１発明は、ノズルより噴出した燃
料ガスは、ガス流の誘引作用により回りの空気を吸引
し、混合室で均一に混合し、燃焼室に供給される。燃焼
室に供給された混合ガスは燃焼室内を流れ、高温に維持
された触媒層に接触して、触媒燃焼を行う。燃焼ガスは
混合気の流れ方向に垂直に位置した排気口から大気へ排
出される。このような発熱装置において、発熱部の温度
検出部からの信号により、発熱部の温度が設定温度より
上昇することを検出すると、燃料ガスの供給を停止し、
発熱部の温度が設定温度以下になることを温度検出部の
信号から検出すると、再び燃料ガスの供給を開始する。
再び供給された燃料ガスは混合部で空気と混合し、予混
合気となり、燃焼室へ流入する。燃焼室に供給された予
混合気は燃焼室内を流れ、燃焼室の混合気入口に対向し
た内壁面に衝突する。ここで混合気入口に対向した内壁
面には、他の内壁面に比べて、触媒金属の担持量が多い
触媒層が密着されている。
説明する。本発明の第１発明は、ノズルより噴出した燃
料ガスは、ガス流の誘引作用により回りの空気を吸引
し、混合室で均一に混合し、燃焼室に供給される。燃焼
室に供給された混合ガスは燃焼室内を流れ、高温に維持
された触媒層に接触して、触媒燃焼を行う。燃焼ガスは
混合気の流れ方向に垂直に位置した排気口から大気へ排
出される。このような発熱装置において、発熱部の温度
検出部からの信号により、発熱部の温度が設定温度より
上昇することを検出すると、燃料ガスの供給を停止し、
発熱部の温度が設定温度以下になることを温度検出部の
信号から検出すると、再び燃料ガスの供給を開始する。
再び供給された燃料ガスは混合部で空気と混合し、予混
合気となり、燃焼室へ流入する。燃焼室に供給された予
混合気は燃焼室内を流れ、燃焼室の混合気入口に対向し
た内壁面に衝突する。ここで混合気入口に対向した内壁
面には、他の内壁面に比べて、触媒金属の担持量が多い
触媒層が密着されている。
【００１４】また、第２の発明は混合気入口に対向した
燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミック被覆層を、
他の燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミック被覆層
より厚くするようにしている。触媒金属が担持されるセ
ラミック被覆層は活性アルミナや、ペーパー状やフェル
ト状のセラミックスに活性アルミナを塗布したものなど
で、セラミック被覆層が厚いほど断熱効果が高くなるも
のである。発熱部の温度検出部からの信号により、発熱
部の温度が設定温度より上昇することを検出すると、燃
料ガスの供給を停止し、発熱部の温度が設定温度以下に
なることを温度検出部の信号から検出すると、再び燃料
ガスの供給を開始する。再び供給された燃料ガスは混合
部で空気と混合し、予混合気となり、燃焼室へ流入す
る。予混合気が再び燃焼室内に流入するときに、混合気
入口に対向した燃焼室内壁面に密着した触媒層は、他の
燃焼室内の触媒層よりもセラミック被覆層が厚いため
に、触媒燃焼が停止している間の触媒層の温度低下が他
の触媒層より小さい。
燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミック被覆層を、
他の燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミック被覆層
より厚くするようにしている。触媒金属が担持されるセ
ラミック被覆層は活性アルミナや、ペーパー状やフェル
ト状のセラミックスに活性アルミナを塗布したものなど
で、セラミック被覆層が厚いほど断熱効果が高くなるも
のである。発熱部の温度検出部からの信号により、発熱
部の温度が設定温度より上昇することを検出すると、燃
料ガスの供給を停止し、発熱部の温度が設定温度以下に
なることを温度検出部の信号から検出すると、再び燃料
ガスの供給を開始する。再び供給された燃料ガスは混合
部で空気と混合し、予混合気となり、燃焼室へ流入す
る。予混合気が再び燃焼室内に流入するときに、混合気
入口に対向した燃焼室内壁面に密着した触媒層は、他の
燃焼室内の触媒層よりもセラミック被覆層が厚いため
に、触媒燃焼が停止している間の触媒層の温度低下が他
の触媒層より小さい。
【００１５】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は第１の発明の一実施例の断面図である。
図１において１１はプロパン、ブタン等の液化ガスボン
ベである。ボンベ１１とノズル１２の間にバルブ１３が
設けてあり、ボンベ１１から供給される燃料ガスの流量
をコントロールできるようにしてある。ノズル１２より
噴出した燃料ガスは、ガス流の随伴気流作用により回り
の空気を吸引し、混合室１４で均一に混合し、燃焼室１
５に供給される。燃焼室１５は金属製の筺体で構成され
る発熱部１６の内部に設けられている。燃焼室１５の内
壁面には触媒を担持したセラミック被覆層１７が設けら
れている。
明する。図１は第１の発明の一実施例の断面図である。
図１において１１はプロパン、ブタン等の液化ガスボン
ベである。ボンベ１１とノズル１２の間にバルブ１３が
設けてあり、ボンベ１１から供給される燃料ガスの流量
をコントロールできるようにしてある。ノズル１２より
噴出した燃料ガスは、ガス流の随伴気流作用により回り
の空気を吸引し、混合室１４で均一に混合し、燃焼室１
５に供給される。燃焼室１５は金属製の筺体で構成され
る発熱部１６の内部に設けられている。燃焼室１５の内
壁面には触媒を担持したセラミック被覆層１７が設けら
れている。
【００１６】以上のように構成された燃焼装置の作用・
機能を以下に説明する。バルブ１３を開き、ノズル１２
より燃料ガスが混合部１４に供給される。燃料ガスの噴
出力に随伴して吸引された空気と燃料ガスが混合部１４
で混合し、混合ガスを燃焼室１５に供給する。燃焼室入
口１５ａから供給された混合ガスは燃焼室１５内を流
れ、燃焼室入口１５ａに対向した燃焼室内壁面１５ｂに
衝突し、排気口１８から排出される。この時、燃焼室内
を流れる混合ガスが衝突した燃焼室内壁面１５ｂ近傍で
は、混合ガス流速が非常に遅い、流れが淀んだ領域が発
生する。プラグ１９の先端がこの淀み領域に位置するよ
うに、点火器２０を燃焼室内壁面１５ｂ近傍に設けてあ
る。ここで点火器２０は高圧トランス２１から高電圧を
供給すると、プラグ１９先端でスパークを発生するもの
である。また、高圧トランスの代わりに圧電素子を用い
てもよい。
機能を以下に説明する。バルブ１３を開き、ノズル１２
より燃料ガスが混合部１４に供給される。燃料ガスの噴
出力に随伴して吸引された空気と燃料ガスが混合部１４
で混合し、混合ガスを燃焼室１５に供給する。燃焼室入
口１５ａから供給された混合ガスは燃焼室１５内を流
れ、燃焼室入口１５ａに対向した燃焼室内壁面１５ｂに
衝突し、排気口１８から排出される。この時、燃焼室内
を流れる混合ガスが衝突した燃焼室内壁面１５ｂ近傍で
は、混合ガス流速が非常に遅い、流れが淀んだ領域が発
生する。プラグ１９の先端がこの淀み領域に位置するよ
うに、点火器２０を燃焼室内壁面１５ｂ近傍に設けてあ
る。ここで点火器２０は高圧トランス２１から高電圧を
供給すると、プラグ１９先端でスパークを発生するもの
である。また、高圧トランスの代わりに圧電素子を用い
てもよい。
【００１７】点火器２０がスパークを発生するプラグ１
９の先端は流れが淀んでいるために、非常に着火性がよ
く、混合ガスがプラグ１９の先端に到達するやいなや、
スパークにより混合ガスは着火する。この火炎により触
媒を担持したセラミック被覆層１７が加熱され、触媒が
活性温度に達し、触媒燃焼を開始する。ここでセラミッ
ク被覆層１７に担持される触媒は、白金族金属およびニ
ッケル、コバルト、鉄、マンガン、クロムなどの金属酸
化物が用いられるが、特に好ましいものは白金、パラジ
ウム、ロジウムなどの白金族金属である。
９の先端は流れが淀んでいるために、非常に着火性がよ
く、混合ガスがプラグ１９の先端に到達するやいなや、
スパークにより混合ガスは着火する。この火炎により触
媒を担持したセラミック被覆層１７が加熱され、触媒が
活性温度に達し、触媒燃焼を開始する。ここでセラミッ
ク被覆層１７に担持される触媒は、白金族金属およびニ
ッケル、コバルト、鉄、マンガン、クロムなどの金属酸
化物が用いられるが、特に好ましいものは白金、パラジ
ウム、ロジウムなどの白金族金属である。
【００１８】発熱部１６には温度検出部２２が設けられ
ている。温度検出部２２は、発熱部１６の温度をモニタ
し、その信号をバルブ１３に送り、バルブ１３の開度を
調節することにより、燃焼量を調節する働きを有してい
る。このため、発熱部１６の表面温度は一定に保たれ、
被加熱物を最適な温度で加熱することができる。
ている。温度検出部２２は、発熱部１６の温度をモニタ
し、その信号をバルブ１３に送り、バルブ１３の開度を
調節することにより、燃焼量を調節する働きを有してい
る。このため、発熱部１６の表面温度は一定に保たれ、
被加熱物を最適な温度で加熱することができる。
【００１９】発熱部１６の温度検出部２２からの信号に
より、発熱部１６の温度が設定温度より上昇することを
検出すると、バルブ１３を閉じ、燃料ガスの供給を停止
する。発熱部１６の温度が設定温度以下になることを温
度検出部２２の信号から検出すると、バルブ１３を開
け、再び燃料ガスの供給を開始する。再び供給された燃
料ガスは混合部１４で空気と混合し、予混合気となり、
燃焼室１５へ流入する。燃焼室１５に供給された予混合
気は燃焼室１５内を流れ、燃焼室１５の混合気入口１５
ａに対向した内壁面１５ｂに衝突する。ここで混合気入
口１５ａに対向した内壁面１５ｂには、他の内壁面に比
べて、触媒金属の担持量が多い触媒層１７ｂが密着され
ている。ここで触媒層１７ｂに担持された触媒金属の量
は他の触媒層に比べて５割以上増やすと効果がある。た
だし、白金やパラジウムなどの白金族金属は非常に高価
であるために、コストを考慮すると、触媒層１７ｂに担
持される触媒金属は、他の触媒層に比べて５割から３倍
の範囲で担持量を増加することが好ましい。
より、発熱部１６の温度が設定温度より上昇することを
検出すると、バルブ１３を閉じ、燃料ガスの供給を停止
する。発熱部１６の温度が設定温度以下になることを温
度検出部２２の信号から検出すると、バルブ１３を開
け、再び燃料ガスの供給を開始する。再び供給された燃
料ガスは混合部１４で空気と混合し、予混合気となり、
燃焼室１５へ流入する。燃焼室１５に供給された予混合
気は燃焼室１５内を流れ、燃焼室１５の混合気入口１５
ａに対向した内壁面１５ｂに衝突する。ここで混合気入
口１５ａに対向した内壁面１５ｂには、他の内壁面に比
べて、触媒金属の担持量が多い触媒層１７ｂが密着され
ている。ここで触媒層１７ｂに担持された触媒金属の量
は他の触媒層に比べて５割以上増やすと効果がある。た
だし、白金やパラジウムなどの白金族金属は非常に高価
であるために、コストを考慮すると、触媒層１７ｂに担
持される触媒金属は、他の触媒層に比べて５割から３倍
の範囲で担持量を増加することが好ましい。
【００２０】一般に、触媒層に担持された触媒金属の量
が多いほど触媒の活性が高くなることが知られている。
特に触媒活性は触媒層の温度が低いほど差が現れやす
い。したがって、触媒金属の担持量の影響は立上り時間
に顕著に現れる。このために燃焼室１５内のセラミック
被覆層（触媒層）１７が均一な温度に維持されていて
も、混合気入口１５ａに対向した内壁面１５ｂに密着し
た触媒層１７ｂがいち早く触媒燃焼を開始する。高温に
なった混合気入口１５ａに対向した内壁面１５ｂに密着
した触媒層１７ｂから熱伝導や輻射により、燃焼室１５
内の他の場所の触媒層１７を迅速に加熱する。このよう
に燃焼制御により、燃料ガスの供給が再開されても、絶
えず触媒燃焼を開始する位置が一定になるために、安定
した燃焼の立上りを行うことができる。
が多いほど触媒の活性が高くなることが知られている。
特に触媒活性は触媒層の温度が低いほど差が現れやす
い。したがって、触媒金属の担持量の影響は立上り時間
に顕著に現れる。このために燃焼室１５内のセラミック
被覆層（触媒層）１７が均一な温度に維持されていて
も、混合気入口１５ａに対向した内壁面１５ｂに密着し
た触媒層１７ｂがいち早く触媒燃焼を開始する。高温に
なった混合気入口１５ａに対向した内壁面１５ｂに密着
した触媒層１７ｂから熱伝導や輻射により、燃焼室１５
内の他の場所の触媒層１７を迅速に加熱する。このよう
に燃焼制御により、燃料ガスの供給が再開されても、絶
えず触媒燃焼を開始する位置が一定になるために、安定
した燃焼の立上りを行うことができる。
【００２１】さらに、いち早く触媒燃焼を開始する箇所
が、燃焼室１５内の最下流である混合気入口１５ａに対
向した燃焼室内壁面１５ｂに密着した触媒層１７ｂであ
るために、この触媒層１７ｂからの輻射熱が燃焼室内の
他の触媒層１７に均等に供給され、迅速に燃焼の立上り
を行うことができ、応答性に優れた燃焼量制御を行うこ
とができる。
が、燃焼室１５内の最下流である混合気入口１５ａに対
向した燃焼室内壁面１５ｂに密着した触媒層１７ｂであ
るために、この触媒層１７ｂからの輻射熱が燃焼室内の
他の触媒層１７に均等に供給され、迅速に燃焼の立上り
を行うことができ、応答性に優れた燃焼量制御を行うこ
とができる。
【００２２】次に図２を用いて第２の発明の発熱装置に
ついて説明する。図２は第２の発明の一実施例の断面図
である。図２において、混合気入口１５ａに対向した燃
焼室内壁面１５ｂに密着したセラミック被覆層（触媒
層）１７ｂを、他の燃焼室内壁面に密着したセラミック
被覆層（触媒層）１７より厚くするようにしている。触
媒金属が担持されるセラミック被覆層は活性アルミナ
や、ペーパー状やフェルト状のセラミックスに活性アル
ミナを塗布したものなどで、セラミック被覆層が厚いほ
ど断熱効果が高くなるものである。セラミック被覆層１
７の厚さが厚すぎるとセラミック被覆層１７での燃焼熱
が発熱部１６へ供給されにくくなる。また、セラミック
被覆層１７の厚さが薄すぎるとセラミック被覆層１７に
おける燃焼熱が発熱部１６へ熱伝導しやすくなり、触媒
燃焼の際の燃焼温度の低下を引き起こし、燃焼不良が起
こりやすくなる。そこで、セラミック被覆層１７の厚さ
としては０．３ｍｍから２．０ｍｍが好ましい。したが
ってセラミック被覆層（触媒層）１７ｂの厚さは、他の
セラミック被覆層より断熱効果を高めるために、１．０
ｍｍから３．０ｍｍが好ましい。セラミック被覆層（触
媒層）１７ｂの厚さを３．０ｍｍ以上にすると発熱部１
６への熱の供給がほとんど行われず、触媒の燃焼温度が
高温になる恐れがある。発熱部１６の温度検出部２２か
らの信号により、発熱部１６の温度が設定温度より上昇
することを検出すると、バルブ１３を閉じ、燃料ガスの
供給を停止する。発熱部１６の温度が設定温度以下にな
ることを温度検出部２２の信号から検出すると、バルブ
１３を開け、再び燃料ガスの供給を開始する。再び供給
された燃料ガスは混合部１４で空気と混合し、予混合気
となり、燃焼室１５へ流入する。予混合気が再び燃焼室
１５内に流入するときに、混合気入口１５ａに対向した
燃焼室内壁面１５ｂに密着した触媒層１７ｂは、他の燃
焼室内の触媒層１７よりもセラミック被覆層が厚いため
に、触媒燃焼が停止している間の触媒層の温度低下が他
の触媒層より小さい。
ついて説明する。図２は第２の発明の一実施例の断面図
である。図２において、混合気入口１５ａに対向した燃
焼室内壁面１５ｂに密着したセラミック被覆層（触媒
層）１７ｂを、他の燃焼室内壁面に密着したセラミック
被覆層（触媒層）１７より厚くするようにしている。触
媒金属が担持されるセラミック被覆層は活性アルミナ
や、ペーパー状やフェルト状のセラミックスに活性アル
ミナを塗布したものなどで、セラミック被覆層が厚いほ
ど断熱効果が高くなるものである。セラミック被覆層１
７の厚さが厚すぎるとセラミック被覆層１７での燃焼熱
が発熱部１６へ供給されにくくなる。また、セラミック
被覆層１７の厚さが薄すぎるとセラミック被覆層１７に
おける燃焼熱が発熱部１６へ熱伝導しやすくなり、触媒
燃焼の際の燃焼温度の低下を引き起こし、燃焼不良が起
こりやすくなる。そこで、セラミック被覆層１７の厚さ
としては０．３ｍｍから２．０ｍｍが好ましい。したが
ってセラミック被覆層（触媒層）１７ｂの厚さは、他の
セラミック被覆層より断熱効果を高めるために、１．０
ｍｍから３．０ｍｍが好ましい。セラミック被覆層（触
媒層）１７ｂの厚さを３．０ｍｍ以上にすると発熱部１
６への熱の供給がほとんど行われず、触媒の燃焼温度が
高温になる恐れがある。発熱部１６の温度検出部２２か
らの信号により、発熱部１６の温度が設定温度より上昇
することを検出すると、バルブ１３を閉じ、燃料ガスの
供給を停止する。発熱部１６の温度が設定温度以下にな
ることを温度検出部２２の信号から検出すると、バルブ
１３を開け、再び燃料ガスの供給を開始する。再び供給
された燃料ガスは混合部１４で空気と混合し、予混合気
となり、燃焼室１５へ流入する。予混合気が再び燃焼室
１５内に流入するときに、混合気入口１５ａに対向した
燃焼室内壁面１５ｂに密着した触媒層１７ｂは、他の燃
焼室内の触媒層１７よりもセラミック被覆層が厚いため
に、触媒燃焼が停止している間の触媒層の温度低下が他
の触媒層より小さい。
【００２３】このために、燃焼室１５に供給された予混
合気は燃焼室１５内を流れ、燃焼室１５の混合気入口１
５ａに対向した内壁面１５ｂに衝突するや否や、他の触
媒層１７よりも早く触媒燃焼を開始する。高温になった
混合気入口１５ａに対向した内壁面１５ｂに密着した触
媒層１７ｂから熱伝導や輻射により、燃焼室１５内の他
の場所の触媒層１７を迅速に加熱する。このように燃焼
制御により、燃料ガスの供給が再開されても、絶えず触
媒燃焼を開始する位置が一定になるために、安定した燃
焼の立上りを行うことができる。さらに、いち早く触媒
燃焼を開始する箇所が、燃焼室１５内の最下流である混
合気入口１５ａに対向した燃焼室内壁面１５ｂに密着し
た触媒層１７ｂであるために、この触媒層１７ｂからの
輻射熱が燃焼室１５内の他の触媒層１７に均等に供給さ
れ、迅速に燃焼の立上りを行うことができ、応答性に優
れた燃焼量制御を行うことができる。
合気は燃焼室１５内を流れ、燃焼室１５の混合気入口１
５ａに対向した内壁面１５ｂに衝突するや否や、他の触
媒層１７よりも早く触媒燃焼を開始する。高温になった
混合気入口１５ａに対向した内壁面１５ｂに密着した触
媒層１７ｂから熱伝導や輻射により、燃焼室１５内の他
の場所の触媒層１７を迅速に加熱する。このように燃焼
制御により、燃料ガスの供給が再開されても、絶えず触
媒燃焼を開始する位置が一定になるために、安定した燃
焼の立上りを行うことができる。さらに、いち早く触媒
燃焼を開始する箇所が、燃焼室１５内の最下流である混
合気入口１５ａに対向した燃焼室内壁面１５ｂに密着し
た触媒層１７ｂであるために、この触媒層１７ｂからの
輻射熱が燃焼室１５内の他の触媒層１７に均等に供給さ
れ、迅速に燃焼の立上りを行うことができ、応答性に優
れた燃焼量制御を行うことができる。
【００２４】以上説明した通り本発明の実施例によれ
ば、燃料ガスと空気の混合部と、混合部の下流に設けた
触媒金属を担持したセラミック被覆層から構成される触
媒層を内壁面に密着させた燃焼室と、燃焼室を内部に有
する筺体とから構成され、混合気の流れ方向に垂直に位
置する排気口を設け、混合気入口に対向した燃焼室内壁
面に密着した触媒層の触媒金属の担持量を、他の燃焼室
内壁面に密着した触媒層の触媒金属の担持量より増加す
る、あるいは、混合気入口に対向した燃焼室内壁面に密
着した触媒層のセラミック被覆層を、他の燃焼室内壁面
に密着した触媒層のセラミック被覆層より厚くすること
により、安定した燃焼の立上りを行うことができ、さら
に、迅速に燃焼の立上りを行うことができ、応答性に優
れた燃焼量制御を行うことができる。
ば、燃料ガスと空気の混合部と、混合部の下流に設けた
触媒金属を担持したセラミック被覆層から構成される触
媒層を内壁面に密着させた燃焼室と、燃焼室を内部に有
する筺体とから構成され、混合気の流れ方向に垂直に位
置する排気口を設け、混合気入口に対向した燃焼室内壁
面に密着した触媒層の触媒金属の担持量を、他の燃焼室
内壁面に密着した触媒層の触媒金属の担持量より増加す
る、あるいは、混合気入口に対向した燃焼室内壁面に密
着した触媒層のセラミック被覆層を、他の燃焼室内壁面
に密着した触媒層のセラミック被覆層より厚くすること
により、安定した燃焼の立上りを行うことができ、さら
に、迅速に燃焼の立上りを行うことができ、応答性に優
れた燃焼量制御を行うことができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の第１発明の
構成によれば、混合気入口に対向する燃焼室内壁面に密
着した触媒層の触媒金属の担持量を、他の燃焼室内壁面
に密着した触媒層の触媒金属の担持量より増加したこと
により、この増加した触媒層を燃焼点とし、燃焼反応の
応答性の優れた発熱装置とすることができる。
構成によれば、混合気入口に対向する燃焼室内壁面に密
着した触媒層の触媒金属の担持量を、他の燃焼室内壁面
に密着した触媒層の触媒金属の担持量より増加したこと
により、この増加した触媒層を燃焼点とし、燃焼反応の
応答性の優れた発熱装置とすることができる。
【００２６】次に本発明の第２発明によれば、混合気入
口に対向する燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミッ
ク被覆層を、他の燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラ
ミック被覆層より厚くしたことにより、触媒燃焼を開始
する位置を一定にさせ燃焼反応の応答性の優れた発熱装
置とすることができる。
口に対向する燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラミッ
ク被覆層を、他の燃焼室内壁面に密着した触媒層のセラ
ミック被覆層より厚くしたことにより、触媒燃焼を開始
する位置を一定にさせ燃焼反応の応答性の優れた発熱装
置とすることができる。
【図１】第１の発明の一実施例における発熱装置の断面
図である。
図である。
【図２】第２の発明の一実施例における発熱装置の断面
図である。
図である。
【図３】従来例における発熱装置の断面図である。
【符号の説明】 １１ ガスボンベ １２ ノズル １４ 混合部 １５ 燃焼室 １６ 発熱部 １７，１７ｂ セラミック被覆層（触媒層） １８ 排気口 １９ プラグ ２０ 点火器 ２１ 高圧トランス ２２ 温度検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板谷 恭子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−169019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−291821（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−133510（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−37023（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−76736（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23D 14/18 F23C 3/00 F23C 11/00 306 F23D 11/40
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料ガスと空気の混合部と、前記混合部
の下流に設けた触媒を担持したセラミック被覆層を備え
た燃焼室と、前記混合気の流れ方向に実質的に垂直に位
置する排気口を少なくとも備えた燃焼発熱装置であっ
て、前記混合気入口に対向する燃焼室内壁面に密着した
触媒層の触媒金属の担持量を、他の燃焼室内壁面に密着
した触媒層の触媒金属の担持量より増加したことを特徴
とする発熱装置。 - 【請求項２】 燃料ガスと空気の混合部と、前記混合部
の下流に設けた触媒を担持したセラミック被覆層を備え
た燃焼室と、前記混合気の流れ方向に実質的に垂直に位
置する排気口を少なくとも備えた燃焼発熱装置であっ
て、前記混合気入口に対向する燃焼室内壁面に密着した
触媒層のセラミック被覆層を、他の燃焼室内壁面に密着
した触媒層のセラミック被覆層より厚くしたことを特徴
とする発熱装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4196749A JP3016660B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 発熱装置 |
| US08/062,608 US5403184A (en) | 1992-05-20 | 1993-05-18 | Exothermic apparatus |
| DE69312798T DE69312798T2 (de) | 1992-05-20 | 1993-05-19 | Exotherme Vorrichtung |
| EP93108145A EP0570933B1 (en) | 1992-05-20 | 1993-05-19 | Exothermic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4196749A JP3016660B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 発熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642719A JPH0642719A (ja) | 1994-02-18 |
| JP3016660B2 true JP3016660B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=16362973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4196749A Expired - Fee Related JP3016660B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-07-23 | 発熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3016660B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5614587B2 (ja) * | 2010-11-15 | 2014-10-29 | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 穀物乾燥装置 |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP4196749A patent/JP3016660B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0642719A (ja) | 1994-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |