JPH02501404A - 触媒形スペースヒータ - Google Patents

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】 触媒形スペースヒータ 挟亜公団 本発明は、広くは触媒形スペースヒータ（触媒形空間暖房装置）に関し、より詳 しくは、閉鎖された居住空間内で使用できる触媒形スペースヒータに関する。

！量挾ム 触媒床形スペースヒータは良く知られており、ブタン、天然ガス（メタン）又は プロパンのような可燃性ガス、或いはガソリン又はメチルアルコールのごとき可 燃性ガスを形成する他の液体のようなガス形成液体炭化水素（ｇａｓ−ｆｏｒｍ ｉｎｇ　１ｉｑｕｉｄ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ）を燃料として使用している。

かような触媒形スペースヒータは、閉鎖居住空間内で使用するのに、コンパクト で、便利で魅力的なヒータである。

しかしながら、この触媒形スペースヒータにも３つの主要な課題が残されている 。これらの触媒形スペースヒータを非換気形ヒータとして使用する場合、現存す る殆どの建造物、設備及び使用コードには適合しないであろう。また、換気形ヒ ータであっても、米国特許第３．９６３．４１４号に開示されているような従来 の設計による触媒形スペースヒータの場合は、全ての燃焼ガスを収集し、過大な 熱損失を伴うことなく居住空間から排出することについての信頼性が要求される 認定試験をバスすることはできないであろう。

この認定試験に適合させるべく高速排気ブロワモータの使用を試みたが、居住空 間から加熱空気が過剰に排気さ゛れること及びバーナ表面から燃焼ガスが早期に 排出されることから、従来の設計による触媒形スペースヒータの加熱及び燃料効 率は非常に低いものである。また、高速ブロワモータの使用により、ノイズレベ ルは許容し難い程大きいものである。上記従来の設計では、何らかの理由により 、僅かではあるが排気ダクト中の流れが制限されるため、ヒータの燃焼ガス収集 領域から居住空間内に燃焼ガスが流出する。このことは、排気ガスの出口におけ る風条件（ｗｉｎｄ　ｃｏｎｄｉ−ｔｉｏｎ）が不利なこと又は排気筒が部分的 に閉塞されることにより生じ、また、これらの原因により排気流が妨げられたり 減少される。

従って、ヒータの効率を大幅に低下させることなく、ヒータの実質的に全ての燃 焼ガスを収集して居住空間から排出させることが可能な、閉鎖居住空間の暖房用 触媒形スペースヒータに対し強い要望があることが理解されよう。また、このヒ ータは、過大なノイズを発生することがない充分な低速度で排気ブロワモータを 作動させ、比較的低流量の排気状態で作動すべきである。また、ヒータの流出点 （ｓｐｉｌｌａｇｅ　ｐｏｉｎｔ）が、充分に低流量の排気状態のときに生じ、 排気ガス出口での通常の風条件による悪影響及び排気筒が部分的に閉塞されて排 気流量が妨げられたり減少されることによる悪影響を受けないようにすることが 重要である。同様に、ヒータは低排気流量で作動できるものであって、通常の作 動状態においては排気流量は、流出を防止するには充分な流量であるが、慣用の 流量検出安全制御装置（該装置は、充分な排気流量が検出されない場合に触媒床 に燃料が流入することを停止して、燃料の流れを頻繁に煩わしく遮断する装置で ある）を作動させる程の大流量にする必要はない。本発明はこれらの必要性を満 たすと同時に他の関連する利点を提供するものである。

史匪ｑ皿丞 本発明は、閉鎖された居住空間を暖房するための触媒形スペースヒータに関し、 居住空間に対して開放的に露出するように配置可能な上方に延在する前面を備え た触媒床を有している。触媒床は、上下の限界部及び左右の限界部により形成（ 画成）されている。触媒床の露出面（前面）は、燃焼が供給されてヒータが作動 されるとき、触媒床の前面に沿って上方に流れる、実質的に無煙ガスの燃焼生成 物からなる一部の層流と一部の乱流とを発生させるようになっている。層流は触 媒床に隣接して、乱流は層流の前方にあって、各々の流れは、触媒床の左右の限 界部の間に拡がって流れるようになっている。

負圧の排気流を充分に創出できる圧力源が設けられている。センサ制御装置によ り排気流が検出され、検出された排気流が、ガスの流出を防止するのに必要な排 気流又はそれ以上に選択された所定のレベル以下であるときには、触媒床への燃 料の流れを停止させるように構成されている。

本発明の触媒形スペースヒータは更に、触媒床の上方に配置されておりかつ下壁 及び土壁を備えた収集チャンバを有している。

土壁及び下壁は、触媒床の左右の限界部の間で実質的に横方向に延在している。

下壁は、全体として触媒床の前面の後方に配置されていて前縁部に終端している 後壁部分を備えている。

土壁も後壁部分を有しており、該後壁部分は、全体として触媒床の前面の後方で かつ下壁の後壁部分から上方に間隔を隔てて配置されていて、上下の後壁部分の 間には内部収集空間が形成されている。圧力源がこの収集空間に連結されていて 、収集空間からの排気流を創出するようになっている。

更に下壁はバッフル壁部分を備えている。このバッフル壁部分は、触媒床の左右 の限界部の間で実質的に横方向に延在しておりかつ下壁の前壁部分から後方に突 出している。また、バッフル壁部分の上縁部は、土壁の後壁部分の下に間隔を隔 てて配置されている。バッフル壁部分は、収集空間とバッフル壁部分の前方にあ る入口空間との間に圧力降下を創出して、バッフル壁部分の長さ方向に沿う実質 的に均一な吸引力を発生させるようになっている。

土壁は更に前壁部分を備えており、該前壁部分は触媒床の前面を超えて前方に突 出し、下方に湾曲して、土壁の前縁部に終端している。この前壁部分及びバッフ ル壁部分は、これらの間に入口空間を形成している。土壁の前縁部は全体として 触媒床の前面より上方で、該前面の前方の乱流を充分に超える間隔を隔てて配置 されていて、居住空間に連通ずる入口空間への開口部を形成している。この開口 部は、触媒床の左右の限界部の間で実質的に横方向に延在している。この開口部 は前方向に充分太き（形成されていて、層流及び乱流がそれらの自然の浮揚力に より上昇するときにこれらの層流及び乱流を捕捉し、圧力源の作用により居住空 間からエアカーテンの流れ（このエアカーテンの流れは、乱流の前方でかつ触媒 床の左右の限界部の間で実質的に横方向に延在している）を吸引するようになっ ている。このエアカーテンの流れは、土壁の前壁部分の前方で上方に流れる乱流 が居住空間内に逃散すすなわち流出することを阻止する。

圧力源は充分な排気流を創出してエアカーテンの流れを形成し、これにより乱流 の逃散を阻止し、また、通常の作動時には所定レベル以上の排気流を発生させて センサ制御装置により燃料の流れが停止されないようにする。しかしながら、排 気流は、ガス状の燃焼生成物が実質的に完全燃焼される前に吸引されてしまうこ とによるヒータの燃料効率の大幅低下を招く程に大きくすべきではない。

本発明の好ましい実施例においては、バッフル壁部分は下壁の前壁部分から後方 に傾斜する角度をなして突出していて、内部空間が上方に向かって膨張している 入口空間を形成しており、この入口空間内に層流及び乱流が流入するときに、こ れらの層流及び乱流が直ちにかつ徐々に膨張できるようになっている。これによ り、両流れが入口空間内に流入するときに、エアカーテンの流れを変位させてし まうことを回避することができる。バッフルは、触媒床の前面に対して３０〜６ ０°の範囲内の角度で傾斜することが好ましい。

本発明の別の実施例においては、触媒床の上方の限界部は、層流及び乱流が入口 空間の開口部に流入する前にこれらの層流及び乱流を実質的に完全燃焼させるに 充分な距離だけ、収集チャンバの下壁の下方に配置されている。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面に関連して述べる以下の詳細な説明によ り明らかになるであろう。

ｘ皿２固率μ五男 第１図は、本発明を具現化した触媒形スペースヒータの斜視図である。

第２図は、第１図の２−２線に沿う拡大断面図であり、点線で囲むブロック内に は関連の試験装置が示されている。

第３図は、第１図のヒータに使用されている収集チャンバをヒータから取り外し た状態を示す拡大斜視図であり、この収集チャンバに試験用の１対の熱電対が取 り付けられているところを示すものである。

第４図は、効率を向上させるべく触媒床の前面の上方の限界部の上方に所定間隔 を隔てて配置されたチャンバを使用している本発明のヒータの別の実施例の一部 を拡大かつ断面して示す斜視図である。

第５図は、第１図のヒータのチャンバ及び触媒床の一部を拡大かつ断面して示す 側面図である。

第６図は、第５図に示すチャンバ及び触媒床の一部を拡大かつ断面した側面図で あり、第３図に示すような試験用の熱電対が取り付けられているところ及び居住 空間内に乱流が流出するところを概略的に示すものである。

第７図は、第１図に示す本発明のヒータの流出点の試験データを示すグラフであ る。

明を　施するための最良の形態 図示のように、本発明は、全体を番号１０で示す触媒形スペースヒータ（触媒形 空間暖房装置）として具現化されている。第２図に最も良く示すように、このス ペースヒータ１０は外部ケーシング１２を有しており、該外部ケーシング１２に より、慣用の開放バーナ触媒床１４及び該触媒床１４の上方に配置された収集チ ャンバ１６が包囲されている。触媒床１４は、点火ワイヤの層１８と、該層１８ の前方に配置されたガス拡散層２０と、最前方に配置されていて、ヒータ１０が 熱源として使用される居住空間に開放露出して配置される直立前面２４を備えた 触媒バーナエレメント２２とを有している。ヒータ１０はガス燃焼形ヒータとし て構成することができ、バーナエレメント２２は、触媒として作用するプラチナ 類金属の非常に薄いコーティングを施した高温耐火材料又は他の耐熱不活性鉱物 質材料で作られた床（ベッド）で構成することができる。可燃性ガスは、ガス供 給チューブ２６を通して触媒床１４の後側に供給され、ガスの供給は、ソレノイ ドガス供給弁２８により断続される。

触媒は、触媒床１４に供給されるガスが、ガスの炎燃焼に要する温度よりも低い 温度で触媒床１４の輻射前面２４で燃焼することを可能にする。燃焼ガスの熱は 、ケーシング１２の保護グリル３０を通して輻射される。本発明とは異なり、非 換気形ヒータの場合には、全ての燃焼ガスがグリルを通って居住空間内に流出す る。米国特許第４．５１３．６４４号に開示されているような従来の設計による 換気形触媒ヒータでは、ガス封鎖装置が使用されているけれども、これらのガス 封鎖装置によっては全ての燃焼ガスが収集される訳ではなく、居住空間内への燃 焼ガスの逃散を全く許容しない厳格な認定試験条件を満たすことはできない。

図示の触媒床１４自体は慣用的な設計によるものである。本発明の特徴は収集チ ャンバ１６にあり、触媒床１４に対するチャンバ１６の配置及び関連の特徴につ いて以下に説明する。更に、本発明の触媒形スペースヒータｌＯはダクト３４を 介してチャンバ１６に連結された強制排気ブロワ３２を有している。このブロワ ３２はチャンバ１６及び触媒床１４に連結されていて、以下に詳細に説明するよ うに、本発明の改善された触媒形スペースヒータ１０を構成している。

触媒形スペースヒータの作動の理解のために、触媒形スペースヒータの一般的な 始動シーケンスについて説明する。点火ワイヤ１８、排気ブロワ３２及びガス弁 回路が付勢されると、区画室３５内に収容されたタイマ（図示せず）を備えた安 全制御装置が付勢される。ガス弁回路は差圧スイッチ３６を備えている。該差圧 スイッチ３６は、換気装置の作動保証（ブルーフ）をする機能を有し、ワイヤ（ 電線）３８を介してガス供給弁２８に直列に接続されている。差圧スイッチ３６ は排気ダクト４４内に配置された高圧及び低圧のパイロットチューブ圧力タップ ４２に連結されていて、それぞれ、排気ダクト４４内の衝撃圧及び静圧を検出す るようになっている。排気ダクト４４は排気ブロワ３２に連結されていて、排気 ガスを居住空間の外の大気中に排出する。圧力タップ４２によりダクト４４内の 充分な空気移動が検出され、燃焼生成物の完全な換気が行われていることが実証 された場合には、差圧スイッチ３６により、ガス供給弁２８を含む回路が閉じら れ、これにより、該ガス供給弁２８が開放され、燃焼を開始させるべく触媒床１ ４にガス燃料が供給される。

一旦燃焼が開始されると、触媒床１４により、燃料の燃焼による副生成物として の燃焼ガスが生成される。本発明の触媒形スペースヒータｌＯによれば、現存す る殆どのビル、建造物及び使用コード及び設計上の認定条件に従って、全ての燃 焼ガスが収集され居住空間の外部に排出される。燃焼プロセスを通じて、触媒床 １４の前面２４においてガス燃料が燃焼すると、燃焼ガスがその浮揚力により、 触媒床１４の前面２４に沿って上方に流れる。燃焼ガスは、その一部として、触 媒床の表面に直ぐ隣接したところを流れる層流４６と、他の一部として、層流４ ６の前方（保護グリル３０及び居住空間に向かって層流４６の外側）に向かって 触媒床１４の表面から離れたところを流れる乱流４８とからなる。

燃焼ガスは、成る程度は室の空気と混合する。

本発明の触媒形スペースヒータｌＯの好ましい実施例においては、触媒床１４の 直立前面２４は、上下の限界部２４ａ、２４ｂと、左右の限界部（第４図に右方 の限界部２４ｃが示しである）とを有している。前述のように、ガス燃料を流し てヒータ１０を作動している間、触媒床１４の露出面（前面）２４は燃焼ガスの 流れ（その一部は層流４６と、該層流４６の前方の乱流４８とからなる）を発生 し、層流４６及び乱流４８は両方共、触媒床１４に沿って上方に流れる実質的に 無煙のガス状燃焼生成物である。

これらの層流４６及び乱流４８の各々は、触媒床１４の左右の限界部の間で横方 向に延在している。

本発明によれば、収集チャンバ１６は触媒床１４の上方に配置されており、下壁 ５０と上壁５２とを有している。これらの下壁５０及び上壁５２は、触媒床１４ の左右の限界部の間で実質的に横方向に延在している。下壁５０は後壁部分５４ を存しており、該後壁部分５４は、触媒床１４の前面２４の後方の位置から延び ていて、前面２４の上方に配置された前縁部５６に終端している。

また、上壁５２は、触媒床１４の前面２４の後方の位置から前方に向かって、前 面２４の後方の位置まで延在している後壁部分５８を有している。上下の後壁部 分５８．５４は互いに間隔を隔てて配置されていて、両者の間には内部収集空間 ６０が形成されている。下方の後壁部分５４には円形のフランジ６２が形成され ており、該フランジ６２は下壁５０に排気開口部６４を形成している。フランジ ６２には排気ダクト３４が連結されており、収集空間６０からの排気流路を形成 している。前述のように、排気ダクト３４には強制排気ブロワ３２が連結されて おり、排気ダクト３４．４４を通って矢印６６の方向に流れる排気ガスの流れを 促進している。

下壁５０は更に、左右の限界部の間で横方向に延在しておりかつ下方の前縁部５ ６から上方に突出しているバッフル壁部分６８を備えている。バッフル壁部分６ ８は上縁部７０に終端しており、該上縁部７０は、収集空間６０とバッフル壁部 分６８の前方の入口空間７４との間で収集チャンバ１６内の領域７２に圧力降下 を生じさせるに充分な距離だけ、上方の後壁部分５８の下に間隔を隔てて配置さ れている。領域７２に生じる圧力降下により、バッフル壁部分６８の長さ方向に 沿う実質的に均一な吸引力を生じさせることができる。バッフル壁の長さ方向に 沿って均一に圧力降下を生じさせることにより、排気ダクト（排気開口部）６４ が入口開口部の中央部分からのみ吸引することが防止される（排気開口部６４が 収集チャンバ１６の左右の端部の間の中央に配置されているため、もしもバッフ ル壁の長さ方向に沿って均一に圧力降下を生じさせない場合には、排気開口部６ ４により、入口開口部の中央部分からのみ吸引されてしまう）。

本発明の好ましい実施例においては、バッフル壁部分６８は、触媒床１４の前面 ２４に対して後方に傾斜した３０〜６０°の範囲の角度（好ましい角度は、図示 の実施例のように４５°である）で、下方の前壁部（前縁部）５６から後方に突 出している。バッフル壁部分６８はその長さ方向に沿って均一な角度及び高さを 有しており、バッフル壁の上縁部７０が、バッフル壁部分６８の全長に沿って上 方の後壁部分５８から実質的に等距離にあるようにする。更に、バッフル壁部分 ６８は、その上縁部７０が触媒床１４の前面２４の後方で排気出口（排気開口部 ）６４の前方に配置されるような傾斜角度及び高さを有することが好ましい。

傾斜したバッフル壁部分６８により、上方に向かって拡がった内部空間をもつ入 口空間７４が形成され、前記内部空間内に層流４６及び乱流４８が流入すると、 両流れ４６．４８が直ちにかつ徐々に膨張できるようになっている。かような急 速膨張を可能にすることにより、層流４６及び乱流４８が入口空間７４内に流入 して該入口空間７４内の固有の流れ抵抗に遭遇するとき、両流れ４６．４８がエ アカーテンの流れ７６（後述のように、該流れ７６は入口空間７４内に吸引され て乱流４８の逃散を防止する）を変位しないようにする。

上壁５２は、上方の後壁部分５８から触媒床１４の前面２４を越えて前方に突出 した前壁部分７８を有しており、該前壁部分７８は、下方に湾曲しておりかつ前 面２４の上方で該前面２４から前方に間隔を隔てた位置にある上壁の前縁部８０ において終端している。上方の前壁部分７８とバッフル壁部分６８との間には前 述の入口空間７４と、該入口空間７４及び居住空間の空気供給源に連通している 下向きの入口空間開口部８２とが形成されている。開口部８２は、触媒床１４の 前面２４の左右の限界部の間で横方向に延在している。

上方の前壁部分７８は、触媒床１４の前面２４の充分前方に突出して乱流４８の 位置を越えて前方に延在し、前方向に充分大きなサイズの入口開口部８２を形成 し、層流４６及び乱流４８がそれらの浮揚力により上昇するときに、これらの両 流れ４６．４８を捕捉しかつ排気ブロワ３２により創出された排気流の作用によ り両流れ及び居住空間からの前述のエアカーテンの流れ７６を入口空間７４内に 吸引するように設計されている。エアカーテンの流れ７６は、入口から収集チャ ンバ１６内に流入する乱流４８の逃散又は流出を阻止するバリヤを形成している （このエアカーテンの流れ７６が無ければ、乱流４８は上壁５２の前縁部８０の 前方を通過してしまうであろう）。

本発明の収集チャンバ１６を設けることにより、排気ブロワ３２をかなりの低速 度で運転して騒音（ノイズ）を最小限にすることができ、かつ燃焼ガスが燃焼プ ロセスを完了する前に、最少量の燃焼ガスよりも多量の燃焼ガスが排気流により 吸引されることにより、触媒形スペースヒータｌＯの燃焼効率を低下させてしま うことを避けることができる。もちろん、燃焼プロセスを完了する前に燃焼ガス が吸引されるようなことがあれば、燃料は完全には熱に変換されず、その一部が 浪費されることになり、従ってヒータの燃料効率の低下をもたらすことになる。

また、本発明によれば、層流及び乱流が居住空間内に流出する状態になる迄に、 排気流についての排気ダクトの差圧を非常に小さくすることができることが判明 している。すなわち、層流４６又は乱流４８が上壁５２の前縁部８０の前方を通 って居住空間内に流出する迄に、ヒータ１０の外部排気出口でのかなり悪い風条 件又はヒータ１０に使用されている排気筒のかなり重大な閉塞状態（かような状 態により、排気ダクト３４．４４の差圧は小さくなる）を許容することができる 。

このことは更に、排気ガスの流出を防止しかつヒータｌＯを運転するのに要する 圧力を超える高い圧力を排気ダクト４４内に生じさせる非常に高い速度で排気ブ ロワ３２を運転する必要がないという利点を有している。上記のように、圧力タ ップ４２により不充分な差圧が検出された場合には、ガス弁２８が遮断され、触 媒床１４への燃料の供給が停止され、これにより、めんどうな燃料ロックアウト 状態が引き起こされる。本発明によれば、排気ガス（層流及び乱流）の流出が生 じる排気圧は充分に低く、煩わしい燃料のロックアウトは極めて異常な状態の場 合にのみ生じる。

この点は、高圧流出点を有しており従って高い排気圧を維持する必要がある従来 技術による触媒形スペースヒータとは異なっている。この結果、従来のヒータで は、好ましい頻度より頻繁に煩わしい燃料のロックアウトが引き起こされる。こ れは、風条件が僅かに悪かったり排気筒の一部が閉塞された状態になった場合に 圧力降下をもたらし、これにより安全機構が作動して燃料の流れを停止させ、燃 焼ガスの流出を防止するためであるが、本発明によればこれと同様な事態は生じ ない。燃焼ガスの流出を引き起こす原因は、悪い風条件や排気筒の部分閉塞に限 られるものではなく、これらが極めて典型的な２つの問題状況を招くときに生じ るものである。

高速かつ高圧の排気ブロワは必要でないので、本発明の排気ブロワ３２のサイズ は、乱流４８の逃散を阻止するエアカーテンの流れ７６を生じさせ、かつ排気ガ スの流出を生じさせるレベル（すなわち、圧力タップ４２により燃料の流れが停 止されるレベル）よりは大きい所定の低レベルに選択された排気流を生じさせる ことができるサイズに定められる。しかしながら、排気ブロワ３２は、ガス状燃 焼生成物が完全燃焼される前にこれらのガス状燃焼生成物を吸引する結果を生じ させ、これによりヒータ１０の燃料効率を大幅に低下させる原因となる大きな排 気流を生じさせる種穴型のものを使用する必要はない。また排気ブロワ３２は、 加熱された室内の空気を、エアカーテンの流れ７６の形成に必要とされる以上に 居住空間から吸引できるものとする必要はない。

第４図に示す本発明の別の特徴によれば、下壁５０と触媒床１４との間にスペー サバー８４が配置されていて、入口開口部８２の下の距離が第１図の実施例にお けるよりも大きくなるように、触媒床１４の前面２４の上方の限界部２４ａの位 置が位置決めされている。このように構成することにより、触媒床１４を入口開 口部８２から充分に離して配置できるので、層流及び乱流が入口空間７４に流入 する前に、これらの流れのガス状燃焼生成物の完全燃焼が行われることを更に確 実化することができる。このため、より効率良く燃焼させることができ、従って 、触媒床１４の上方領域において生成されたガス状燃焼生成物が入口空間７４に 吸い込まれて排出されるようにした場合よりも多量の熱を発生させることができ る。このことは、米国特許第４．５１３．６４４号に開示された従来の触媒形ス ペースヒータのように、触媒床の前面の上方の限界部の直ぐ上に収集チャンバが 配置されたものにおいて特に問題となっていることである。触媒床の表面に非常 に近接して収集チャンバが配置されていると、燃焼プロセスが完了する前に、触 媒床の前面の上方領域からガス燃料が吸い込まれてしまう結果を招く。

設計上の認定基準を満たすべく、本発明の触媒形スペースヒータ１０により燃焼 ガスの完全収集を行うのに使用する手段について以下に説明する。特に第３図及 び第６図に示すように、収集チャンバ１６の上壁５２の前壁部分７８の外部には 、空気温度検出熱電対８８と金属温度検出熱電対９０とが配置されている。同様 な対をなす熱電対（図示せず）が、第３図に取付は孔９２で示す位置において、 前壁部分７８の長さ方向に沿って互いに間隔を隔てて配置されている。空気温度 検出熱電対８８はドラフトシールド９４内に配置されていて、空気が横方向に流 れることによる温度の読取り誤差を最小限にするようになっている。第６図に最 も良く示すように、ドラフトシールド９４は、取付は孔９６の１つに螺着される 取付けねじ９２により、前壁部分７８に取り付けられている。これらの複数の熱 電対８８．９０は、熱いガス状燃焼生成物が居住空間内に流出し易い箇所におい て、チャンバ１６の部分に沿って適当な間隔を隔てて配置されている。金属温度 検出熱電対９０は上壁５２の前壁部分７８に接触して配置されていて、前壁部分 ７８を構成する金属の温度を測定し、空気温度検出熱電対８８は上壁５２の前縁 部８０の直ぐ外側上方の空気温度を測定できるように配置されている。

試験を行うため、排気ガス流出安全制御装置（すなわち、差圧スイッチ３６）を 作動不能にし、触媒形スペースヒータ１０が非常に低い排気ダクト圧力でも運転 し続けることができるようにする。次いで、ヒータ１０の温度が安定するまで、 ヒータ１０をその設計上の最大ガス燃料流量で充分な時間運転する。試験の目的 のため、排気ダクト４４が弁９８（第２図において、試験装置を示す点線枠内に 示されている）に連結される。この弁９８は、排気ダクト４４を選択的かつ徐々 に閉塞して、排気筒が閉塞された状況を模擬化（シミュレート）するのに使用さ れる。

また、第２図の試験装置の一部を構成する差圧ゲージ１００が圧力タップ４２に 連結され、排気ダクト４４内で検出される差圧を測定する。ヒータ１０が安定温 度に到達すると、次の試験手順、すなわち、試験弁９８を徐々に閉鎖して排気筒 が徐々に閉塞される状況を模擬化し、熱電対８８．９０の各温度読取り値を同時 に記録する。これらの読取り値は、差圧ゲージ１００により検出された、排気ダ クト４４内の差圧（水柱の高さで測定される）の関数として、第７図のグラフ上 にプロットされる。この差圧は、排気流を示すものである。「金属」の温度曲線 が急激な割合で上昇していることを示す排気ダクト圧力は、前流出点（ｐｒｅ− ｓｐｉｌｌａｇｅｐｏｉｎｔ）を示すものであり、この前流出点においては、上 壁５２の前壁部分７８に隣接する入口空間７４内のガスの流速が遅い結果、前壁 部分７８の迅速な加熱が行われる。この時点では、「空気」の温度曲線は、排気 ダクト圧力の減少につれて上昇するが、温度が急激に変化することはない。これ は、ガス流が未だ入口空間７４内に完全に保たれているからである。排気ダクト ４４内の排気ダクト流を更に減少させるべく試験弁９８を閉鎖すると、金属温度 曲線上に前流出点が表れた圧力又は該圧力の直後において、空気温度曲線には急 激な割合で温度上昇する点が遂に表れるようになる。空気温度曲線のこの点は、 第７図に示すように排気ガスの流出点を構成する。この流出点において、熱いガ スが上壁５２の前壁部分７８の前方で収集チャンバ１６の回りに流出し、第６図 に流出流１０２として図示するように、空気温度検出熱電対８８に接触する。

このようにして、流出点が確実に決定される。この流出点の試験を行って、流出 が生じる排気ダクトの差圧を測定すると同時に、換気安全制御装置（すなわち、 差圧スイッチ３６）を作動可能にした状態での試験を繰り返して行い、排気ダク ト圧力が低下する場合に、流出点に到達する前にガス弁２８が機能してガス供給 チューブ２６を通しての燃料の供給をロックアウトすることを保証できるように する必要がある。この試験は本発明の触媒形スペースヒータ１０について成功裏 に行われ、非常に低い排気ダクト圧力に到達するまで流出が生じないという点で 、極めて低い流出点が得られることが証明された。このため、上記のように低速 かつ低圧の排気ブロワ３２の使用が可能になり、かつ燃焼プロセスを完了してい ないガスの吸引を最小限にすることにより、ヒータ１０の燃焼効率を最大にする ことができる。

スペーサ８４は前方に向いている分離面８５を有している。該分離面８５は、触 媒床１４の前面２４と同じ平面内にありかつ入口開口部８２を触媒床１４の前面 ２４の上方の限界部２４ａから６手′（約１５ｃｍ）だけ分離させる高さを有し ている。また、スペーサ８４は、点火センサの保証に使用する温度検出スイッチ を取り付ける潜在的有効面を形成している。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明の精神及び範囲を逸脱することなくし て種々の改変を行うことができる。

ＦＩＧ。２ １Ｆ、　ｌ○ 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．閉鎖された居住空間を暖房するための触媒形スペースヒータにおいて、 居住空間に対して開放的に露出するように配置できかつ上下の限界部及び左右の 限界部により形成された上方に延在する前面を備えた触媒床を有しており、該触 媒床の露出した前記前面は、燃料を流して前記ヒータを作動する間、前記前面に 沿って上方に流れる実質的に無煙のガス状燃焼生成物からなる一部層流及び一部 乱流を発生させ、各流れは前記触媒床の左右の限界部の間に延在しており、前記 層流は前記触媒床の前面に隣接しており、前記乱流は前記層流の前方に位置して おり、排気ダクト内の流れを検出し、この検出した流れが、ヒータの安全運転を 行うには不充分な流れであることを示す所定レベル以下のときには前記触媒床に 燃料を流すことを停止する制御装置と、 前記排気ダクト内に負圧の排気流を充分に創出できる圧力源と、 前記触媒床の上方に配置されておりかつ下壁及び上壁を備えている収集チャンバ とを更に有しており、前記下壁及び上壁の各々が前記左右の限界部の間で実質的 に横方向に延在しており、前記下壁が前記触媒床の前面より全体的に後方にある 後壁部分を備えておりかつ前縁部に終端しており、前記上壁が前記触媒床の前面 より全体的に後方にある後壁部分を備えていて、該後壁部分が前記下壁の後壁部 分から上方に間隔を隔てて配置されていて上下の後壁部分の間に内部収集空間を 形成しており、前記圧力源は前記内部空間に連結されていて前記収集空間からの 前記排気流を創出し、前記下壁が更にバッフル壁部分を備えており、該バッフル 壁部分が前記触媒床の左右の限界部の間で実質的に横方向に延在しておりかつ前 記前縁部から上方に突出しており、前記バッフル壁部分の上縁部は前記上壁の後 壁部分から下方に間隔を隔てた位置に終端していて、前記収集空間と前記バッフ ル壁部分の前方の入口空間との間に圧力降下を創出して前記バッフル壁部分の長 さ方向に沿う実質的に均一な吸引力を生じさせ、前記上壁は更に前壁部分を備え ており、該前壁部分は前記触媒床の前面よりも前方に突出して下向きに湾曲して いて上壁の前縁部に終端しており、前記上壁の前壁部分と前記バッフル壁部分と の間には前記入口空間が形成されており、前記上壁の前縁部は前記触媒床の前面 より全体的に上方にかつ前記乱流を超えて前記触媒床の前面から充分に前方に間 隔を隔てて延在するように配置されていて、居住空間に連結しておりかつ前記触 媒床の左右の限界部の間で実質的に横方向に延在している、前記入口空間への開 口部を形成しており、該開口部は前方向に充分に大きく、前記層流及び乱流がそ れらの固有の浮揚力により上昇するときにこれらの層流及び乱流を捕捉しかつ前 記圧力源の作用により、前記乱流の前方に配置された居住空間からエアカーテン の流れを吸引し、前記開口部は前記触媒床の前記左右の限界部の間で実質的に横 方向に延在していて、前記乱流の上方への流れが前記上壁の前縁部の前方に逃散 することを阻止し、前記圧力源が充分な排気流を創出して前記乱流の逃散を防止 する前記エアカーテンの流れを形成し、かつ通常の運転時においては前記排気流 が前記所定レベルより上にあるようにして前記検出制御装置により前記燃料の流 れが停止されないようにするが、前記ガス状燃焼生成物が実質的に完全燃焼され る前に前記ガス状生成物を吸引することによってヒータの燃料効率が低下する程 及び前記エアカーテンの流れを形成するのに必要とされる以上に居住空間から空 気を吸引することにより加熱効率が低下される程には前記排気流を大きくしない ことを特徴とする触媒形スペースヒータ。
2. ２．前記バッフル壁部分は、前記入口空間を上方に膨張する内部空間として形成 できる後方に傾斜した角度で、前記下壁の前縁部から後方に突出しており、前記 上方に膨張する内部空間内においては、前記層流及び乱流が前記入口空間内に流 入するときに、直ちにかつ徐々に膨張することを可能にして、前記層流及び乱流 が前記入口空間内に流入するときに流れ抵抗を受けることがないようにし、前記 エアカーテンの流れを前記入口空間から変位させないようにすることを特徴とす る請求の範囲第１項に記載の触媒形スペースヒータ。
3. ３．前記バッフル壁部分が、前記触媒床の前面に対して３０〜６０°の範囲内の 角度で傾斜していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の触媒形スペース ヒータ。
4. ４．前記バッフル壁部分の上縁部は、バッフル壁部分の実質的に全長に沿って、 前記上壁の後壁部分から実質的に等距離にあることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の触媒形スペースヒータ。
5. ５．前記下壁の後壁部分には前記圧力源が連結される出口が更に設けられており 、前記バッフル壁部分の上縁部が、前記触媒床の前面より後方でかつ前記出口よ り前方の位置に終端していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の触媒形 スペースヒータ。
6. ６．前記触媒床の前面の前記上方の限界部は、前記層流及び乱流が前記入口空間 の開口部に流入する前に、これらの層流及び乱流を実質的に完全燃焼させること ができる充分な距離だけ、前記収集チャンバの下壁より下方に配置されているこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の触媒形スペースヒータ。
7. ７．前記触媒床と前記収集チャンバの下壁との間に配置されたスペーサを更に有 しており、該スペーサが、前記触媒床の前面とほぼ同一平面内にある全体として 直立する前方の中実面を備えていることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の 触媒形スペースヒータ。
8. ８．前記バッフル壁部分の最前方部分が、前記入口開口部の後方の限界を形成し ておりかつ前記スペーサの前面の実質的に直ぐ上に配置されていることを特徴と する請求の範囲第７項に記載の触媒形スペースヒータ。
9. ９．前記収集チャンバの出口を更に有しており、該出口が、前記収集チャンバの 左右の側壁の間の中央に配置されていて前記出口に関して前記収集チャンバの全 体的に左右対称な部分を形成しており、前記収集チャンバの左右対称な部分が実 質的に均一な高さを有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の触媒 形スペースヒータ。
10. １０．前記収集空間が前記バッフル壁部分の長さ方向に沿う充分な容積を有して いて、ヒータの最低の作動吸引力で、前記バッフル壁部分に沿って均一に前記ガ スを収集できることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の触媒形スペースヒー タ。