WO2007046468A1

WO2007046468A1 - 小型気化装置を用いた燃焼装置

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Publication number: WO2007046468A1
Application number: PCT/JP2006/320855
Authority: WO
Inventors: Kenji Okayasu
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Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2008-04-19
Also published as: JP4964779B2; JPWO2007046468A1; CN101292117A

Abstract

　液化ガスを燃料として用いる燃焼装置において、液化ガスボンベがどのように傾いても安定的にガス状液化ガスを燃焼装置に供給することができる小型気化装置及びこれを用いた燃焼装置を提供する。燃焼装置は、液化ガスボンベ（１）と燃焼部を有する燃焼機器（Ｂ）との間に配設された供給パイプ（２）を含み、該供給パイプには、前記燃焼機器の燃焼部からの熱の伝達により液化ガスボンベの温度よりも高くなるようにして液化ガスを気化するための気化器（Ｅ）及び気化したガスの圧力を調整するための、気化器の下流の圧力調整器（Ｐ）が配置され、且つ気化器への過剰な液化ガスの流入を防止するための逆止弁（Ｖ）が前記気化器の上流に設けられている。

Description

明細書

小型気化装置を用いた燃焼装置

技術分野

[0001] 本発明は、液ィ匕ガスを燃料とする燃焼機器に用いられる小型の気化装置を用いた燃焼装置に関する。

背景技術

[0002] 液ィ匕ガスは、常温で蒸気圧があまり高くなくかつ重さ当りの発熱量が多いため、可搬式暖房器、可搬式火炎トーチ等の小型の燃焼機器の燃料として利用されている。このような燃焼機器で液ィ匕ガスを燃焼させるときには、燃焼機器のノズルカゝら気化したガスとして噴出させ、空気を一定の割合で混合して混合気が作られ、ノズルに連なる燃焼部で燃焼が行われる。したがって、このような混合気が燃焼部に供給されないと燃焼を維持することはできな、。

[0003] 一方、燃焼機器が可搬式であるため、燃焼機器が様々な向き乃至角度の姿勢で燃焼が行われ、液ィ匕ガスボンベもそれに応じて傾けられかり、倒立したりする。すると液化ガスが液体のままノズルに到達してノズル力噴出してしまうことが起こることがある。こうなると、吸引される空気とガスの混合比が大幅に狂ってしまい混合気が濃くなり過ぎて不完全燃焼が起こり、したがって正常な燃焼を維持することができない。

[0004] このような問題を解決するものとして、液ィ匕ガスボンベ内に多孔質材料を充填して液ィ匕ガスをそれに吸着させておくことが知られている。それによれば、液ィ匕ガスは、多孔質材料の毛細管作用でボンべ力流出するから、ボンベの姿勢に関係なく液ィ匕ガスが液状のまま流出することはない。

[0005] し力しながら、多孔質材料の充填により、ボンベに充填されるべき液ィ匕ガスの量は、その分だけ少なくなり、またボンベの製造コストが高くなる等の欠点があった。そこでこれらの点を改善すベぐ下記特許文献に示す気化装置が既に知られている。

[0006] ガスボンベを傾け又は逆さにして長時間使用するときに起こる液状ガスのままでの燃焼機器のノズルへの到達を防止する対策が引用文献 1及び 2に開示されている。引用文献 1に開示された装置は、液ィ匕ガスボンベと燃焼機器との間に気化室を設け、気化室から燃焼機器のノズルに至るガス供給パイプの一部を燃焼部の前に臨ませ、その部分を火炎で直接焙つて、ガス供給パイプ中の液状ガスを加熱によって気化させるようになつている。特許文献 2に開示された装置は、ガス供給パイプが液ィ匕ガスボンべカゝら直接燃焼機器のノズルに至るようにし、その一部を、特許文献 1の場合と同様に燃焼部の前に臨ませて、その部分を火炎で直接焙つて、ガス供給パイプ中の液状ガスを加熱によって気化させるものである。いずれの場合にも、燃焼機器のノズルカ気化したガスのみを常時噴出させる点で優れて、るが、カロ熱のためのガス供給パイプを設けるなど構造が複雑になる欠点があった。

[0007] 特許文献 1 :実公平 5— 47936号公報

特許文献 2：実公平 6— 16267号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 本発明の目的は、上述のような液ィ匕ガスの加熱に必要なガス供給パイプを設けることなぐガス燃焼機器乃至液ィ匕ガスボンベがどのような角度で使用されても、燃焼機器のノズルへ気化したガスを安定した圧力で供給し続けることができる小型の気化装置を用いた燃焼装置を提供しょうとするものである。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の上記の目的は、液ィ匕ガスボンベと燃焼部を有する燃焼機器との間に配設された供給パイプと、前記供給パイプに配置された、前記燃焼機器の燃焼部からの熱の伝達により液ィ匕ガスボンベの温度よりも高くなるようにして液ィ匕ガスを気化するための気化器、及び気化したガスの圧力を調整するための、気化器の下流の圧力調整器と、前記気化器の上流で、前記供給パイプに設けられた、気化器への過剰な液ィ匕ガスの流入を防止するための逆止弁と、を有する燃焼装置を提供することによって達成される。

[0010] 本発明によれば、気化器と逆止弁は単一ユニットのもの力もなるのが望ましいが、それぞれ別体のものであってもよい。気化器は、燃焼機器の燃焼部から熱が伝達されるように燃焼部に熱的に接触して設けられた気化器本体を有し、該気化器本体は、その熱により液ィ匕ガスを気化させるための気化室を構成し、且つ入口部及び内部に配置された出口部を有するハウジングを含み、前記逆止弁は、ハウジングの入口部に設けられた oリング力なる弁座と、弁座に着座したり離れたりして入口部を開閉するためのボール弁と、該ボール弁を弁座に向かって付勢するためのコイルスプリングと、力なる。

[0011] (作用）

本発明によれば、液ィ匕ガスボンベの液状ガスが供給パイプ内を通って逆止弁を経て気化器に供給されるが、この気化器には燃焼機器の燃焼部の熱が伝達され、定常状態にお、て液ィ匕ガスボンベより温度が常に高くなつているので、気化器の気化室に滞留された液状ガスは気化される。この状態になると液ィ匕ガスの蒸気圧も気化器内の方が高くなり、逆止弁の働きで弁が閉じ、気化器力液ィ匕ガスボンベへの逆流はなくなる。そして気化器が第二のボンベの役割を果たし、燃焼部にノズルを経て気化したガスを供給しつづけるが、気化器内の液ィ匕ガスが全て気化すると内部の蒸気圧が、液化ガスボンベ内の蒸気圧以下に下がると、逆止弁が開いて液状の液ィ匕ガスが気ィ匕器の内部に供給され、再び気化が行われる。これを繰り返すことにより、液状の液化ガスを気化させて燃焼機器に供給できる。さらに圧力調整器は、気化器内で気化されたガスの圧力が脈動するのを防ぐことができ、安定的にガスを燃焼させることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明による燃焼装置の原理を示す図 1を参照して説明する。図中、 1は液化ガスボンベ、 1Aはその吐出口、 2はボンベから燃焼機器 Bに至る供給パイプ、 Eは、ボンベの下流で供給パイプに設けられ、図 3に示す逆止弁 Vを内蔵した気化器であって、燃焼機器の熱 Hが伝達されるように燃焼機器 Bに熱的に接して配置される。 Pは、気化器 Eと燃焼機器 Bの間で供給パイプに設けられた圧力調整器である。逆止弁 Vは、気化器に内蔵されな！、別個のものであってもよ!/、。

[0013] 図 3は、本発明の燃焼装置に使用される気化器 Eの詳細を示す図であって、気化器 Eは、ボンベの下流で供給パイプ 2に結合され、内部に気化室 6Aを構成するハウジンダカなる気ィ匕器本体 6を含む。逆止弁 Vは、ハウジングの内部に配置されていて、ハウジングの気化室の入口部 2Bに配置且つ固着された、 Oリング 7からなる弁座と、ボール弁 8と、該ボール弁 8を常に Oリングに押付けるためのコイルスプリング 9と、力もなる。供給パイプの燃焼機器側の端部分 2Cがハウジングの気化室 6Aの中へ延びていて出口部を構成している。この構成により、液状の液ィ匕ガスが直接端部分 2C 力流出しないよう気化室に一時的に滞留させることができる。

[0014] この例の場合、逆止弁 Vが気ィ匕器 Eに組み込まれて単一ユニットとなっているため、全体をコンパクトィ匕して取扱性を高めているが、逆止弁 Vと気化器 Eをそれぞれ別体に構成しても同様の機能を果たすことができる。

[0015] また気化器 Eは、上記の実施形態におけると同様に、液状の液化ガスを内部に滞留させるために、供給パイプ 2の一部をコイル状にあるいは蛇腹上に形成しこものでちょい。

[0016] 先ず、始動に当たって、ガスボンベの弁を開くと、気体状の液ィ匕ガスは、ガスボンベ力供給パイプを通って逆止弁 Vに達し、気体状の液化ガスの圧力により逆止弁を開き、気化器 E、圧力調整器 Pを経て燃焼機器のノズルに至り、燃焼部で点火器 (図示せず）により着火する。暫くすると燃焼部がその火炎により自身加熱されるため、その熱が気化器に伝達されることになる。もしこの時何らかの理由で、ガスボンベが傾けられると、液ィ匕ガスボンベ力供給パイプ 2を通って気化器 Eの気化室 6Aに供給された液状液ィ匕ガスは、気化器 Eの気化室 6Aがある程度の内部容積を有して、るため、一時ここに滞留する。すると加熱部から伝えられた熱 Hにより液状液化ガスが気化する。なお気化に要する温度としては、使用する条件にもよる力ガスボンベより 1 0°C〜数十 °C程度、通常 20〜30°C程度高ければよぐこの程度の温度差であれば着火して短時間で到達するため、液ィ匕ガスボンベ 1がどのような向きにあるかを意識する必要はない。ただし特に低温時の始動では、液ィ匕ガスボンベ 1の吐出口 1Aを一時的に上向きとなるようにする必要がある。また上向きにできない場合は、気化器 Eの稼動中常に高温になるようにしておくことが好ま、。

[0017] 気化器 Eの気化室 6A内で液化ガスが気化し始めると、液化ガスの蒸気圧は気化器 E側が高くなるため、逆止弁 Vが閉じて気化器 E力液ィ匕ガスボンベ 1への逆流が防止される。このとき気化器 Eは、あたカゝも第二のガスボンベの役割を果たし、燃焼機器へガスを供給し続けることとなるが、気化器 Eの気化室 6A内の液状液ィ匕ガスが全て気化すると、内部の蒸気圧は下降し、液化ガスボンベ 1の蒸気圧以下になると、逆止弁 Vが再び開き、液状液ィ匕ガスが気化器 Eに流入すると、内部の蒸気圧は急上昇史、逆止弁は閉じる。これを繰り返すことにより、液状液化ガスを強制気化させることができる。このままの状態では、気化したガスの圧力に脈動が生じ、ガスノズル 3へのガスの圧力が変動し、それによりガス吐出量が変動する。気化器 Eと燃焼機器置の間に配設された圧力調整器 Pはこのような圧力変動をなだらかにすることができる。即ち、調圧された一定の圧力のガスを燃焼器側 (二次側）に供給することができ、二次側の圧力は、圧力調整器 Pのッマミ P'により任意に変えることで、ガスノズル 3からのガス噴出量を変えることもできる。

[0018] 図 2は、本発明による燃焼装置をトーチ型パーナに適用した実施形態を示す。バーナは、液ィ匕ガスボンベに装着さるようになった燃焼機器であるパーナ本体 Dを有する。供給パイプ 2がボンベとパーナとの間に延びていて、該供給パイプ 2に気化器 Eと圧力調整器 Pが配置されてヽる。気化器 Eはパーナ本体 Dからの熱が直接伝達されるようにパーナ本体に接して取り付けられ、圧力調整器 Pはパーナ本体 D力の熱があまり伝達されな、ように間隔を隔ててそれに取り付けられて、る。パーナ本体 Dは、供給パイプ 2に連なり、燃焼部即ちパーナ部分 11に至るガス通路 10と、該ガス通路に設けられたガスノズル 3と、を有している。ガスノズル 3からガスが噴出すると、バーナ本体に大気と連通して設けられた吸気孔 4から空気を吸引して混合気を作り、着火するとパーナ部分 11で火炎 5を形成する。図中 Gは、通路 10中を気化したガスの進む方向を示している。

[0019] 気化器 Eは、気化器本体 6が 50°C〜60°C程度に加熱される本体の箇所に設置するのがよぐこの程度の温度で LPGの気化は十分に行われ、かつ内部のゴム製の O リング 7を傷めるようなこともない。

[0020] パーナ本体乃至液ィ匕ガスボンベ 1が傾けられたとき、液状液化ガスは供給パイプ 2 を通り、気化器 Eの入口まで達している。そして上述したように気化器 E内の圧力が下力 Sり液ィ匕ガスボンベ 1の圧力との差圧が、ボール弁 8を押し開く力より僅かに上回ると、液状液ィヒガスが気化室 6Aに供給される。気化器 Eは既に加熱されていて液状液化ガスはすぐに気化され、液ィ匕ガスボンベ 1の内圧より高くなるため、ボール弁 8は閉じられ液状液ィ匕ガスの流入は止められる。

[0021] なおこの例はビアンパーナと称されるトーチ式ガスパーナの例であるが、パーナ 11 力もは円錐形の火炎 5とその裾に袖火 12を備え、どのような傾きでも円錐形の火炎 5 を維持することができる。このような燃焼装置に本発明の気化器 Eを搭載することで、燃焼装置を液ィ匕ガスボンベ 1の傾きや角度を気にせずに自由に使用できる。

[0022] 上記の例に示したトーチ式ガスパーナは、その使用目的から頻繁に点火、消火が繰返されることが多いので、消火してしばらくすると気化器は所定温度以下になることがありうる。このような状態になると、再点火してガスバーナーを使用する際には、気ィ匕器が所定温度に達するまでは、傾けた使用ができない不便が生じてしまう。この点を解消するためには、気化器本体 6に蓄熱体を密着させておくが好ましい。これにより消化時にも蓄熱体力熱が供給されために直ぐに温度は下がらず、再点火後直ぐに傾けて使用ができて便利である。この蓄熱体としては、熱容量の大きな銅などの金属、重さを軽くしたいときには物質の相変化時の潜熱を利用する例えばワックスや低融点プラスチックを材料とするものを用いることができる。

[0023] また、気化器は燃焼熱により所定温度に達しているときに液ィ匕ガスの気化機能を発揮するので、使用者が外部からこの温度を目視等で確認できるように、所定温度で色が変化したり、文字が浮き出る液晶を用いたシールを気化器本体 6に貼っておくと便利である。特にこのようなシールは、トーチ式ガスパーナなどでは有効であるが、その他の燃焼装置の場合にも適用することができる。

[0024] 図 4は本発明による燃焼装置を適用した別の実施形態である携帯式熱伝達装置を示している。

[0025] 携帯式熱伝達装置 Tは、内部に液ィ匕ガスボンベ 1を備え、さらにガスノズル、空気吸引ェゼクタ一及びガス'空気を混合させるための管をもつ混合気発生部 13と、その混合気を燃焼させる燃焼部 14と、この熱を液体 Wに伝えかつ柔軟な配管 16を通して外部熱負荷 Lに循環させるための液体循環機 15を備えており、小型 ·軽量であるために防寒服や膝掛け等に装着して使用するものである。

[0026] このような用途に供される装置は、必然的に様々な向きに傾いた状態で使用されるので、液ィ匕ガスボンベの液状液ィ匕ガスがそのままガスノズルに供給される危険性が高いといえる。これを防ぐためにこの実施例では、気化器 Eを燃焼機器の燃焼部 14 近傍に設置し、さらにこの気化器 Eと燃焼部 14との間に、圧力を調整するためのツマミ P'を有する圧力調整器 Pを設け、混合気発生部 13を経てガスノズルへ一定圧力のガス状液ィ匕ガスが供給されるようになっている。図中 17は断熱層で、燃焼部 14からの熱が直接 LPGボンべ 1に伝わらな!/、ようにするもので、このように常に液化ガスボンべ 1を気化器 Eより低温に保っておくことが好ましい。なおこの例に用いられる燃焼部 14は、火炎燃焼方式或!、は触媒燃焼方式のものが使用できる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の燃焼装置の原理を示す概略図である。

[図 2]本発明の燃焼装置の原理をトーチ型パーナに適用した実施形態を示す一部断面側面図である。

[図 3]本発明の燃焼装置に用いられる気化器の断面図である。

[図 4]本発明の燃焼装置を携帯式熱伝達装置に適用した実施形態の概略図である。符号の説明

V 逆止弁

E 気化器

B 燃焼機器

P 圧力調整器

1 液化ガスボンベ

2 供給パイプ

3 ノズル

D パーナ本体

11 パーナ部又は燃焼部

14 燃焼部

T 携帯式熱伝達装置

外部の熱負荷

べ fi 6

SS80ZC/900Zdf/X3d 8 89t9滅 OOZ OAV

Claims

請求の範囲

[1] 液化ガスボンベと燃焼部を有する燃焼機器との間に配設された供給パイプと、該供給パイプに配置された、前記燃焼機器の燃焼部力もの熱の伝達により液ィ匕ガスボンベの温度よりも高くなるようにして液ィ匕ガスを気化するための気化器、及び気化したガスの圧力を調整するための、気化器の下流の圧力調整器と、前記気化器の上流で、前記供給パイプに設けられた、気化器への過剰な液化ガスの流入を防止するための逆止弁と、を含む、燃焼装置。

[2] 前記逆止弁と前記気化器は単一ユニットのものからなる、請求項 1に記載の燃焼装置。

[3] 前記気化器と前記逆止弁はそれぞれ別体のものからなる、請求項 1に記載の燃焼装置。

[4] 前記気化器は、燃焼機器の燃焼部力熱が伝達されるように燃焼部に熱的に接触して設けられた気化器本体を有し、該気化器本体は、その熱により液ィ匕ガスを気化させるための気化室を構成し、且つ入口部及び内部に位置した出口部を有するハウジングを含み、前記逆止弁は、ハウジングの入口部に設けられた Oリング力なる弁座と、弁座に着座したり離れたりして入口部を開閉するためのボール弁と、該ボール弁を弁座に向力つて付勢するためのコイルスプリングと、力もなる、請求項 1又は 2に記載の燃焼装置。