JP2012207971A - Flame sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

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裕一 中島
Koji Seki
宏治 關
Takashi Furuichi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flame sensor capable of inhibiting a so-called pseudo-discharge, in which a discharge is easily induced in a pair of surface electrodes disposed on a discharge tube for detection of UV rays (UV tube), the discharge starting from an outer circumferential portion where an electric field is particularly intense, although irradiation with UV rays is finished.SOLUTION: The flame sensor uses a UV tube including a pair of surface electrodes (an anode electrode 21 and a cathode electrode 22). The flame sensor is configured in such a manner that the distance between the electrodes in the center portion of the surface electrodes is shorter than the distance between the electrodes on an outer circumferential portion of the surface electrodes, and thereby, electric fields are substantially uniform in the center portion and the outer circumferential portion between electrodes, which can inhibit a pseudo-discharge that is easily induced starting from an outer circumferential portion of the surface electrodes where an electric field is particularly intense.

Description

この発明は、火炎中に含まれる紫外線を検出する火炎センサに関するものである。   The present invention relates to a flame sensor that detects ultraviolet rays contained in a flame.

火炎センサの一種として、ユニット化した紫外線検出用放電管(UVチューブ)を用いて火炎中に含まれる紫外線を検出する火炎センサがある。このUVチューブは、紫外線を受けて放電を生起する一対の放電電極を円筒形のガラス管内に封止し、上記一対の放電電極それぞれのリード線をガラス管の一端部から導出したものである。
このような構造のUVチューブは、火がついていることを確実に検知するための安全確保の役割を担っており、例えばボイラ内の燃焼状態をモニタするための火炎センサとして用いられている(例えば、特許文献1参照)。
One type of flame sensor is a flame sensor that detects ultraviolet rays contained in a flame using a unitized ultraviolet ray detection discharge tube (UV tube). This UV tube is obtained by sealing a pair of discharge electrodes that generate discharge upon receiving ultraviolet rays in a cylindrical glass tube, and leading out the lead wires of the pair of discharge electrodes from one end of the glass tube.
The UV tube having such a structure plays a role of ensuring safety for reliably detecting that the fire is on, and is used, for example, as a flame sensor for monitoring a combustion state in a boiler (for example, , See Patent Document 1).

また、図1は、従来のUVチューブの構造を示す模式図である。ガラス管10の中に、網目状のアノード電極11と、カソード電極12とが、リード線13,14によってそれぞれ支持されており、ガラス管10にはガスが封入されている。このアノード電極11とカソード電極12とは、平行平面構造であり、両電極間は約0.5mmの距離を保って配置されている。そして、ガラス管10の端部(図1の上端部)及び側部から入射した紫外線が、アノード電極11の網目を抜けてカソード電極12に当たることにより、放電する(例えば、特許文献2参照)。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a conventional UV tube. In the glass tube 10, a mesh-like anode electrode 11 and a cathode electrode 12 are supported by lead wires 13 and 14, respectively, and a gas is sealed in the glass tube 10. The anode electrode 11 and the cathode electrode 12 have a parallel plane structure, and are arranged with a distance of about 0.5 mm between the electrodes. Then, ultraviolet rays incident from the end portion (upper end portion in FIG. 1) and the side portion of the glass tube 10 pass through the mesh of the anode electrode 11 and hit the cathode electrode 12 to discharge (for example, see Patent Document 2).

特開平5−12581号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-12581 特公昭44−1039号公報Japanese Patent Publication No. 44-1039

しかしながら、従来の火炎センサは、上記のように、UVチューブ内の一対の面電極(アノード電極とカソード電極)が平行に配置されているため、その面電極の中心部よりも外周部での電界の方が強くなってしまい、面電極の外周部が放電しやすい状態になっている。このため、実際には火が消えており、紫外線の照射が終わっているにもかかわらず、面電極の特に電界の強い外周部を起点に発生しやすい、いわゆる偽放電が発生してしまうという課題があった。この結果、火炎がないにもかかわらず火炎検出してしまい、非常に危険であった。   However, in the conventional flame sensor, as described above, since the pair of surface electrodes (anode electrode and cathode electrode) in the UV tube are arranged in parallel, the electric field in the outer peripheral portion rather than the center portion of the surface electrode is increased. Becomes stronger, and the outer peripheral portion of the surface electrode is in a state of being easily discharged. For this reason, the problem is that the fire is extinguished and so-called false discharge is likely to occur starting from the outer periphery of the surface electrode where the electric field is particularly strong even though the irradiation of ultraviolet rays has ended. was there. As a result, the flame was detected even though there was no flame, which was very dangerous.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、一対の面電極を備えたUVチューブを用いた火炎センサにおいて、偽放電を抑制できる火炎センサを提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and aims to provide a flame sensor that can suppress false discharge in a flame sensor using a UV tube having a pair of surface electrodes. Yes.

上記目的を達成するため、この発明は、一対の面電極を備えたUVチューブを用いた火炎センサにおいて、前記一対の面電極のうち少なくともいずれか一方が湾曲していることにより、前記面電極の中心部における両電極間の距離が前記面電極の外周部における両電極間の距離より短いことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a flame sensor using a UV tube having a pair of surface electrodes, wherein at least one of the pair of surface electrodes is curved. The distance between the electrodes at the center is shorter than the distance between the electrodes at the outer periphery of the surface electrode.

また、この発明は、前記一対の面電極を固定するリード線を少なくともそれぞれ2本ずつ備え、前記それぞれの面電極とリード線との接続部において、前記面電極が傾斜していることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that at least two lead wires for fixing the pair of surface electrodes are provided, and the surface electrodes are inclined at the connection portions between the surface electrodes and the lead wires. To do.

また、この発明は、一対の面電極を備えたUVチューブを用いた火炎センサの製造方法であって、前記一対の面電極のうち少なくともいずれか一方を湾曲させる工程が、前記湾曲させる面電極とリード線との接続部において、前記面電極を傾斜させることにより、前記面電極の中心部における両電極間の距離を、前記面電極の外周部における両電極間の距離より短くしたことを特徴とする。   The present invention is also a method of manufacturing a flame sensor using a UV tube having a pair of surface electrodes, wherein the step of bending at least one of the pair of surface electrodes includes the surface electrode to be curved In the connecting portion with the lead wire, the surface electrode is inclined so that the distance between the two electrodes at the center portion of the surface electrode is shorter than the distance between the two electrodes at the outer peripheral portion of the surface electrode. To do.

また、この発明は、前記一対の面電極を一体化させる絶縁体を備える火炎センサであることを特徴とする。   Moreover, this invention is a flame sensor provided with the insulator which integrates said pair of surface electrode.

この発明によれば、一対の面電極を備えたUVチューブを用いた火炎センサにおいて、面電極の中心部における両電極間の距離を面電極の外周部における両電極間の距離より短くしたので、一対の面電極間の中心部と外周部とにおける電界がほぼ均一になり、面電極の特に電界の強い外周部を起点に発生しやすい偽放電を抑制することができる。   According to the present invention, in the flame sensor using the UV tube provided with a pair of surface electrodes, the distance between both electrodes in the center portion of the surface electrode is shorter than the distance between both electrodes in the outer peripheral portion of the surface electrode. The electric field at the center part and the outer peripheral part between the pair of surface electrodes becomes substantially uniform, and the false discharge that is likely to occur from the outer peripheral part of the surface electrode where the electric field is particularly strong can be suppressed.

従来の紫外線検出用放電管(UVチューブ)の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the conventional discharge tube for ultraviolet detection (UV tube). この発明の実施の形態1における紫外線検出用放電管(UVチューブ)の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the discharge tube for ultraviolet rays (UV tube) in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1におけるカソード電極とコバール線との接続部を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the connection part of the cathode electrode and Kovar wire in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における湾曲したカソード電極を示す図である。It is a figure which shows the curved cathode electrode in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1におけるアノード電極とコバール線との接続部を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the connection part of the anode electrode and Kovar line in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における湾曲したアノード電極を示す図である。It is a figure which shows the curved anode electrode in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1におけるアノード電極とカソード電極との概略関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic relationship between the anode electrode and cathode electrode in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2におけるアノード電極とカソード電極を示す図である。It is a figure which shows the anode electrode and cathode electrode in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2におけるアノード電極とカソード電極との概略関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic relationship between the anode electrode and cathode electrode in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3における紫外線検出用放電管(UVチューブ)の製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the discharge tube for ultraviolet rays (UV tube) in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3におけるアノード電極とカソード電極との概略関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic relationship between the anode electrode and cathode electrode in Embodiment 3 of this invention.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1における火炎センサの紫外線検出用放電管(UVチューブ)は、図2に示す製造工程にしたがって作成される。ここで、UVチューブ内で使用されるアノード電極21とカソード電極22は、従来同様、いずれも面電極であり、アノード電極21のみ網目状の電極である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
The ultraviolet ray detection discharge tube (UV tube) of the flame sensor according to Embodiment 1 of the present invention is produced according to the manufacturing process shown in FIG. Here, the anode electrode 21 and the cathode electrode 22 used in the UV tube are both surface electrodes as in the conventional case, and only the anode electrode 21 is a mesh electrode.

まず初めに、図2(a)に示すように、排気管26、ボタンガラス27、各3本のコバール線23,24を同時に封着して、ボタンステム28を形成する。次に、図2(b)に示すように、カソード電極22用の3本のコバール線(リード線)24にカソード電極22を溶接する。その後、図2(c)に示すように、アノード電極21とカソード電極22との間に、両電極間の距離が一番短い場所においても所定の距離(ここでは、0.4mm)保たれるようにするために、スペーサ29を一時的に配置する。その状態で、図2(d)に示すように、アノード電極21を3本のコバール線(リード線)23に溶接し、前記スペーサ29を取り除く。最後に、図2(e)に示すように、空間を有するコップ形状のガラス20をかぶせてボタンステム28と溶接し、内部にガスを封入してから密閉する。なお、空間を有するコップ形状のガラス20は、その端部25(図2(e)の上端部)のみが紫外線透過ガラスで作られている。   First, as shown in FIG. 2A, the exhaust pipe 26, the button glass 27, and the three Kovar lines 23 and 24 are sealed simultaneously to form the button stem 28. Next, as shown in FIG. 2B, the cathode electrode 22 is welded to the three Kovar wires (lead wires) 24 for the cathode electrode 22. After that, as shown in FIG. 2C, a predetermined distance (0.4 mm in this case) is maintained between the anode electrode 21 and the cathode electrode 22 even in the place where the distance between both electrodes is the shortest. In order to achieve this, the spacer 29 is temporarily arranged. In this state, as shown in FIG. 2D, the anode electrode 21 is welded to three kovar wires (lead wires) 23, and the spacer 29 is removed. Finally, as shown in FIG. 2 (e), a cup-shaped glass 20 having a space is covered and welded to the button stem 28, and gas is sealed inside and sealed. Note that the cup-shaped glass 20 having a space is made of ultraviolet-transmitting glass only at the end 25 (the upper end in FIG. 2E).

ここで、図2(b)におけるカソード電極22を溶接する際の手順、及び、その結果カソード電極22が湾曲することについて説明する。なお、カソード電極22には、アノード電極21用の3本のコバール線23に接触しないよう、その3本のコバール線23に対応する箇所にそれぞれ切欠きが設けられている。   Here, the procedure for welding the cathode electrode 22 in FIG. 2B and the result that the cathode electrode 22 bends will be described. The cathode electrode 22 is provided with a cutout at a position corresponding to the three kovar lines 23 so as not to contact the three kovar lines 23 for the anode electrode 21.

図2(b)におけるカソード電極22を溶接する際には、まず初めに、カソード電極22用の3本のコバール線24にカソード電極22を配置する。その状態で、3本のコバール線24の1本についてのみ、レーザー照射によりカソード電極22と溶接する。これにより、溶接されたコバール線24が溶けて短くなり、カソード電極22は当該コバール線24との接続部において傾斜し、カソード電極22の当該コバール線24の付近のみが斜めに下方に撓む。
図3は、カソード電極22とコバール線24との接続部を示す拡大図である。このように、コバール線24に配置したカソード電極22の電極板上面からコバール線24の端面に向けてレーザーを照射して溶接を行う。このとき、コバール線24は約0.01〜0.03mm溶融して全長が縮み、カソード電極22はコバール線24との接続部において傾斜し、カソード電極22の当該コバール線24の付近のみが斜め下方に撓んだ状態になる。
When welding the cathode electrode 22 in FIG. 2B, first, the cathode electrode 22 is disposed on the three Kovar wires 24 for the cathode electrode 22. In this state, only one of the three Kovar wires 24 is welded to the cathode electrode 22 by laser irradiation. As a result, the welded Kovar wire 24 is melted and shortened, the cathode electrode 22 is inclined at the connection portion with the Kovar wire 24, and only the vicinity of the Kovar wire 24 of the cathode electrode 22 is bent obliquely downward.
FIG. 3 is an enlarged view showing a connection portion between the cathode electrode 22 and the Kovar wire 24. Thus, welding is performed by irradiating a laser from the upper surface of the electrode plate of the cathode electrode 22 disposed on the Kovar wire 24 toward the end surface of the Kovar wire 24. At this time, the Kovar wire 24 is melted by about 0.01 to 0.03 mm and the entire length is reduced, the cathode electrode 22 is inclined at the connection portion with the Kovar wire 24, and only the vicinity of the Kovar wire 24 of the cathode electrode 22 is oblique. It will be in the state bent down.

同様に、他のコバール線24のうちの1本についてのみ、レーザー照射によりカソード電極22と溶接する。これにより、カソード電極22はその2本目のコバール線24との接続部においても傾斜し、当該コバール線24の付近においても斜めに下方に撓む。最後に、残りのコバール線24についてもレーザー照射によりカソード電極22と溶接する。これにより、カソード電極22は最後のコバール線24との接続部においても傾斜し、最後のコバール線24の付近においても斜めに下方に撓む。この結果、カソード電極22は中央付近が上方に(凸状に)盛り上がり、それぞれのコバール線24付近及びコバール線24同士を結ぶ線分の間の部分(すなわち、カソード電極22の外周部)が下方に湾曲した形状になる。   Similarly, only one of the other Kovar wires 24 is welded to the cathode electrode 22 by laser irradiation. As a result, the cathode electrode 22 is also inclined at the connection portion with the second Kovar line 24 and bends obliquely downward in the vicinity of the Kovar line 24. Finally, the remaining Kovar wire 24 is also welded to the cathode electrode 22 by laser irradiation. As a result, the cathode electrode 22 also inclines at the connection portion with the last Kovar line 24 and bends obliquely downward in the vicinity of the last Kovar line 24. As a result, the vicinity of the center of the cathode electrode 22 swells upward (convexly), and the portions near the kovar lines 24 and between the line segments connecting the kovar lines 24 (that is, the outer periphery of the cathode electrode 22) are downward. It becomes a curved shape.

図4は、このようにして得られた、湾曲したカソード電極22を示す図である。なお、カソード電極22の湾曲量は、カソード電極22とコバール線24との溶接時の溶かし込み量により決定される。   FIG. 4 is a diagram showing the curved cathode electrode 22 obtained as described above. Note that the amount of bending of the cathode electrode 22 is determined by the amount of penetration during welding of the cathode electrode 22 and the Kovar wire 24.

次に、このようにして湾曲させたカソード電極22の上に、図2(c)に示すようにスペーサ29を一時的に配置してから、図2(d)におけるアノード電極21を溶接する際の手順、及び、その結果アノード電極21が湾曲することについて説明する。なお、網目状のアノード電極21には、3本のコバール線23を接続するための穴が、その3本のコバール線23に対応する箇所にそれぞれ設けられている。また、3本のコバール線23は、カソード電極22用の3本のコバール線24よりも長く作られており、アノード電極21をコバール線23と溶接した際に、アノード電極21とカソード電極22とが接触しないように設定されている。   Next, when the spacer 29 is temporarily disposed on the cathode electrode 22 thus curved as shown in FIG. 2C, the anode electrode 21 in FIG. 2D is welded. And the result that the anode electrode 21 is bent will be described. The mesh-like anode electrode 21 is provided with holes for connecting the three Kovar wires 23 at locations corresponding to the three Kovar wires 23, respectively. The three Kovar wires 23 are made longer than the three Kovar wires 24 for the cathode electrode 22, and when the anode electrode 21 is welded to the Kovar wire 23, the anode electrode 21, the cathode electrode 22, Is set not to touch.

図2(d)におけるアノード電極21を溶接する際には、まず初めに、アノード電極21の3つの穴の位置を3本のコバール線23の位置に合わせて、アノード電極21を配置する。この際、スペーサ29がなければ、アノード電極21の中央付近はカソード電極22の中央付近と接触してしまうが、スペーサ29を介しているので、アノード電極21はそのスペーサ29の厚さ分だけカソード電極22と距離を保って配置される。この状態で、前述のカソード電極22と同様に、3本のコバール線23について1本ずつ順にレーザー照射によりアノード電極21と溶接する。   When the anode electrode 21 in FIG. 2D is welded, first, the anode electrode 21 is arranged by aligning the positions of the three holes of the anode electrode 21 with the positions of the three Kovar wires 23. At this time, if the spacer 29 is not provided, the vicinity of the center of the anode electrode 21 comes into contact with the vicinity of the center of the cathode electrode 22. However, since the spacer 29 is interposed, the anode electrode 21 has a thickness corresponding to the thickness of the spacer 29. The electrode 22 is arranged at a distance. In this state, similarly to the cathode electrode 22 described above, the three Kovar wires 23 are welded to the anode electrode 21 by laser irradiation one by one in order.

図5は、アノード電極21とコバール線23との接続部を示す拡大図である。このように、アノード電極21に設けられているコバール線23との接続用の穴にコバール線23を通して、コバール線23の端面に上方から直接レーザーを照射することでコバール線23を溶融し、溶接を行う。この際、カソード電極22とアノード電極21との間に配置されたスペーサ29の厚みにより、両電極間の距離が決定する。このとき、コバール線23は約0.10〜0.15mm溶融して全長が縮み、アノード電極21はコバール線23との接続部において傾斜して谷折りに折り曲がったようになり、アノード電極21の当該コバール線23の付近のみが下方に撓んだ状態になる。この際、スペーサ29は、図2(c)に示すように、コバール線23同士を結ぶ線分の間の部分(両電極の外周部の、カソード電極22用のコバール線24に対応する部分)にも挟まれているため、その部分、すなわち、カソード電極22がコバール線24と溶接された付近と対向する部分については、アノード電極21は、図5に示すアノード電極21の右端部分よりもさらに外周部が上方に湾曲した状態になる。   FIG. 5 is an enlarged view showing a connection portion between the anode electrode 21 and the Kovar wire 23. In this way, the Kovar wire 23 is melted by passing the Kovar wire 23 through the hole for connection with the Kovar wire 23 provided in the anode electrode 21 and directly irradiating the end surface of the Kovar wire 23 with a laser from above. I do. At this time, the distance between the two electrodes is determined by the thickness of the spacer 29 disposed between the cathode electrode 22 and the anode electrode 21. At this time, the Kovar wire 23 is melted by about 0.10 to 0.15 mm and the entire length is reduced, and the anode electrode 21 is inclined at the connection portion with the Kovar wire 23 and bent into a valley fold. Only the vicinity of the Kovar line 23 is bent downward. At this time, as shown in FIG. 2C, the spacer 29 is a portion between the line segments connecting the kovar wires 23 (the portion corresponding to the kovar wire 24 for the cathode electrode 22 in the outer peripheral portion of both electrodes). 5, the anode electrode 21 is further further than the right end portion of the anode electrode 21 shown in FIG. 5 in that portion, that is, the portion facing the vicinity where the cathode electrode 22 is welded to the Kovar wire 24. The outer peripheral portion is curved upward.

図6は、このようにして得られた、湾曲したアノード電極21を示す図である。なお、カソード電極22の溶接時と同様に、アノード電極21の湾曲量は、アノード電極21とコバール線23との溶接時の溶かし込み量により決定される。   FIG. 6 is a diagram showing the curved anode electrode 21 obtained in this manner. Similar to the welding of the cathode electrode 22, the bending amount of the anode electrode 21 is determined by the amount of penetration when the anode electrode 21 and the Kovar wire 23 are welded.

図7は、この発明の実施の形態1におけるUVチューブ内のアノード電極21とカソード電極22との概略関係を示す模式図である。この図は、図1に示す従来のUVチューブの構造のうち、アノード電極11及びカソード電極12に対応する部分だけを示す図である。図1と比較するとわかるように、従来では、両電極は平行に配置されており、面電極の中心部と外周部とで両電極間の距離に差がないが、この発明の実施の形態1におけるアノード電極21及びカソード電極22は、面電極の中心部における両電極間の距離が、面電極の外周部における両電極間の距離より短くなるように、それぞれの電極が湾曲している。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic relationship between the anode electrode 21 and the cathode electrode 22 in the UV tube according to Embodiment 1 of the present invention. This figure is a figure which shows only the part corresponding to the anode electrode 11 and the cathode electrode 12 among the structures of the conventional UV tube shown in FIG. As can be seen from comparison with FIG. 1, in the past, both electrodes are arranged in parallel, and there is no difference in the distance between the electrodes at the center portion and the outer peripheral portion of the surface electrode. Each of the anode electrode 21 and the cathode electrode 22 is curved so that the distance between the two electrodes at the center of the surface electrode is shorter than the distance between the two electrodes at the outer peripheral portion of the surface electrode.

このようにして作成されたUVチューブを用いた火炎センサによれば、火炎の発生による紫外線が、空間を有するコップ形状のガラス20の端部25から入射し、アノード電極21の網目を抜けてカソード電極22に当たって放電することにより火炎を検出できるとともに、火が消えて紫外線が照射されなくなった場合には、アノード電極21とカソード電極22の特に電界の強い外周部を起点に発生しやすい偽放電を抑制できるため、確実に燃焼状態を検知することができる。   According to the flame sensor using the UV tube thus created, ultraviolet rays due to the occurrence of the flame are incident from the end portion 25 of the cup-shaped glass 20 having a space, pass through the mesh of the anode electrode 21, and the cathode. A flame can be detected by discharging against the electrode 22, and when the fire is extinguished and ultraviolet light is not irradiated, a false discharge that is likely to occur from the outer periphery of the anode electrode 21 and the cathode electrode 22, particularly where the electric field is strong, is generated. Since it can suppress, a combustion state can be detected reliably.

なお、この実施の形態1では、面電極の中心部における両電極間の距離は0.4mmとしたが、これはスペーサ29の厚みにより、適宜調節することができる。
また、それぞれの面電極と接続されるコバール線の本数は各3本としたが、少なくとも2本以上であって面電極を支持することが可能な本数であれば、適宜変更してもよい。
In the first embodiment, the distance between the two electrodes at the center of the surface electrode is 0.4 mm, but this can be adjusted as appropriate depending on the thickness of the spacer 29.
In addition, the number of Kovar wires connected to each surface electrode is three, but may be changed as appropriate as long as it is at least two and can support the surface electrode.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2における火炎センサの紫外線検出用放電管(UVチューブ)に使用されるアノード電極31とカソード電極32は、従来及び実施の形態1同様、いずれも面電極であり、アノード電極31のみ網目状の電極であるが、従来及び実施の形態1とは異なり、アノード電極31の中心とカソード電極32の中心に、それぞれ同じ径の孔33,34があけられている。
Embodiment 2. FIG.
The anode electrode 31 and the cathode electrode 32 used in the ultraviolet ray detection discharge tube (UV tube) of the flame sensor according to the second embodiment of the present invention are both surface electrodes as in the conventional and the first embodiment. Although only 31 is a mesh electrode, unlike the prior art and the first embodiment, holes 33 and 34 having the same diameter are formed at the center of the anode electrode 31 and the center of the cathode electrode 32, respectively.

そして、この実施の形態2におけるUVチューブは、実施の形態1と同様に、まず初めに、排気管26、ボタンガラス27、各3本のコバール線(リード線)23,24を同時に封着して、ボタンステム28を形成する。次に、カソード電極32用の3本のコバール線24にカソード電極32を溶接する。この際、実施の形態1におけるカソード電極22のように湾曲させることはなく、従来同様、カソード電極32は平面状態を保ったまま3本のコバール線24に接続される。その後、アノード電極31を3本のコバール線23に溶接する。この際にも、実施の形態1におけるアノード電極21のように湾曲させることはなく、従来同様、カソード電極31は平面状態を保ったまま3本のコバール線23に接続される。   In the second embodiment, the UV tube first seals the exhaust pipe 26, the button glass 27, and the three Kovar wires (lead wires) 23 and 24 at the same time as in the first embodiment. Thus, the button stem 28 is formed. Next, the cathode electrode 32 is welded to the three Kovar wires 24 for the cathode electrode 32. At this time, the cathode electrode 32 is not bent like the cathode electrode 22 in the first embodiment, and the cathode electrode 32 is connected to the three kovar lines 24 while maintaining the planar state as in the conventional case. Thereafter, the anode electrode 31 is welded to the three kovar wires 23. Also at this time, the cathode electrode 31 is not bent like the anode electrode 21 in the first embodiment, and the cathode electrode 31 is connected to the three kovar lines 23 while maintaining the planar state as in the conventional case.

その後、アノード電極31とカソード電極32が、上記実施の形態1におけるUVチューブのアノード電極21とカソード電極22との概略関係を示す模式図(図7)と同様に、面電極の中心部における両電極間の距離が、面電極の外周部における両電極間の距離より短くなるよう、アノード電極31とカソード電極32を湾曲させる。この工程について、図8,図9を用いて説明する。   After that, the anode electrode 31 and the cathode electrode 32 are both in the central portion of the surface electrode as in the schematic diagram (FIG. 7) showing the schematic relationship between the anode electrode 21 and the cathode electrode 22 of the UV tube in the first embodiment. The anode electrode 31 and the cathode electrode 32 are curved so that the distance between the electrodes is shorter than the distance between the two electrodes on the outer periphery of the surface electrode. This process will be described with reference to FIGS.

図8は、この発明の実施の形態2におけるアノード電極31とカソード電極32を示す図である。アノード電極31の中心とカソード電極32の中心には、それぞれ同じ径の孔33,34があけられている。また、それらの孔33,34の径と同じ内径を持つ絶縁リング35を両電極間に挿入し、孔33、絶縁リング35、孔34に絶縁棒36を通し、その絶縁棒36の上部と下部とをそれぞれ溶融させる等により、アノード電極31、絶縁リング35、カソード電極32を一体化する。   FIG. 8 is a diagram showing an anode electrode 31 and a cathode electrode 32 according to Embodiment 2 of the present invention. Holes 33 and 34 having the same diameter are formed in the center of the anode electrode 31 and the center of the cathode electrode 32, respectively. Further, an insulating ring 35 having the same inner diameter as that of the holes 33 and 34 is inserted between both electrodes, and the insulating rod 36 is passed through the hole 33, the insulating ring 35 and the hole 34, and the upper and lower portions of the insulating rod 36 are inserted. The anode electrode 31, the insulating ring 35, and the cathode electrode 32 are integrated by, for example, melting them.

図9は、このようにして作成されたアノード電極31とカソード電極32との概略関係を示す模式図である。この実施の形態2においては、アノード電極31とカソード電極32との間が、両電極間の距離が一番短い場所(中心部)において所定の距離(ここでは、0.4mm)で保たれるように、絶縁リング35の厚みを設定する。この際、アノード電極31用の3本のコバール線23とカソード電極32用の3本のコバール線24との長さの差は、絶縁リング35の厚み以上に設定しておく。これにより、図9のようにアノード電極31、絶縁リング35、カソード電極32を絶縁棒36により一体化すれば、アノード電極31及びカソード電極32は、面電極の中心部における両電極間の距離が、面電極の外周部における両電極間の距離より短くなるようにそれぞれが湾曲する。
そして最後に、空間を有するコップ形状のガラス20をかぶせてボタンステム28と溶接し、内部にガスを封入してから密閉する。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a schematic relationship between the anode electrode 31 and the cathode electrode 32 created as described above. In the second embodiment, the anode electrode 31 and the cathode electrode 32 are maintained at a predetermined distance (here, 0.4 mm) at a place (center portion) where the distance between the electrodes is the shortest. Thus, the thickness of the insulating ring 35 is set. At this time, the difference in length between the three Kovar wires 23 for the anode electrode 31 and the three Kovar wires 24 for the cathode electrode 32 is set to be equal to or greater than the thickness of the insulating ring 35. Thus, when the anode electrode 31, the insulating ring 35, and the cathode electrode 32 are integrated by the insulating rod 36 as shown in FIG. 9, the anode electrode 31 and the cathode electrode 32 have a distance between the electrodes at the center of the surface electrode. Each of them is curved so as to be shorter than the distance between both electrodes in the outer peripheral portion of the surface electrode.
Finally, a cup-shaped glass 20 having a space is covered and welded to the button stem 28, and after sealing the gas inside, it is sealed.

実施の形態3.
この発明の実施の形態3における火炎センサの紫外線検出用放電管(UVチューブ)に使用されるアノード電極41とカソード電極42は、従来及び実施の形態1同様、いずれも面電極であり、アノード電極41のみ網目状の電極であるが、平面状態の電極を湾曲させるために、図2(e)に示す工程において空間を有するコップ形状のガラス20をかぶせてボタンステム28と溶接する際に、治具43を使用する。
Embodiment 3 FIG.
The anode electrode 41 and the cathode electrode 42 used in the ultraviolet ray detection discharge tube (UV tube) of the flame sensor according to the third embodiment of the present invention are both surface electrodes as in the conventional and the first embodiment. Only 41 is a mesh-like electrode. However, in order to bend the electrode in a flat state, when the glass stem 20 having a space is covered and welded to the button stem 28 in the process shown in FIG. Tool 43 is used.

この実施の形態3におけるUVチューブは、実施の形態1と同様に、まず初めに、排気管26、ボタンガラス27、各3本のコバール線(リード線)23,24を同時に封着して、ボタンステム28を形成する。次に、カソード電極42用の3本のコバール線24にカソード電極42を溶接する。この際、実施の形態1におけるカソード電極22のように湾曲させることはなく、従来同様、カソード電極42は平面状態を保ったまま3本のコバール線24に接続される。その後、アノード電極41を3本のコバール線23に溶接する。この際にも、実施の形態1におけるアノード電極21のように湾曲させることはなく、従来同様、カソード電極41は平面状態を保ったまま3本のコバール線23に接続される。   As in the first embodiment, the UV tube according to the third embodiment first seals the exhaust pipe 26, the button glass 27, and the three Kovar wires (lead wires) 23 and 24 at the same time. A button stem 28 is formed. Next, the cathode electrode 42 is welded to the three Kovar wires 24 for the cathode electrode 42. At this time, the cathode electrode 42 is not curved like the cathode electrode 22 in the first embodiment, and the cathode electrode 42 is connected to the three Kovar lines 24 while maintaining the planar state as in the conventional case. Thereafter, the anode electrode 41 is welded to the three kovar wires 23. Also at this time, the cathode electrode 41 is not curved like the anode electrode 21 in the first embodiment, and the cathode electrode 41 is connected to the three kovar lines 23 while maintaining the planar state as in the conventional case.

その後、空間を有するコップ形状のガラス20をかぶせてボタンステム28と溶接する際に、図10に示す模式図の方法でUVチューブを製造する。
まず、上記のとおり、アノード電極41とカソード電極42が溶接されて一体となったボタンステム28を、治具43に固定する。この治具43は、排気管26を覆うとともに、カソード電極42用のコバール線24の下方が少し広がって固定されるようにするための、段部44を備えている。また、3本のカソード電極42用のコバール線24をそれぞれ把持するフィンガー45がコバール線24ごとに設けられている。この状態で、空間を有するコップ形状のガラス20をかぶせて、ボタンステム28との接合部分をバーナーで溶接する。この際、フィンガー45の上部を内側に押す方向に力を加えることにより、バーナーによる溶接により柔らかくなっている接合部分付近のコバール線24に簡単に力が加わり、カソード電極42は図10に示すように外周部が下方に(中央部が上方に)湾曲する。
Thereafter, when a glass cup 20 having a space is covered and welded to the button stem 28, a UV tube is manufactured by the method of the schematic diagram shown in FIG.
First, as described above, the button stem 28 in which the anode electrode 41 and the cathode electrode 42 are welded together is fixed to the jig 43. The jig 43 includes a stepped portion 44 that covers the exhaust pipe 26 and is fixed so that the lower part of the Kovar wire 24 for the cathode electrode 42 is slightly expanded. In addition, fingers 45 that respectively hold the three kovar wires 24 for the cathode electrode 42 are provided for each kovar wire 24. In this state, a cup-shaped glass 20 having a space is covered, and a joint portion with the button stem 28 is welded with a burner. At this time, by applying a force in a direction in which the upper portion of the finger 45 is pushed inward, a force is easily applied to the Kovar wire 24 in the vicinity of the joint portion softened by welding by the burner, and the cathode electrode 42 is as shown in FIG. The outer peripheral portion is curved downward (the central portion is upward).

図11は、この発明の実施の形態3におけるUVチューブのアノード電極41とカソード電極42との概略関係を示す模式図である。この実施の形態3においては、実施の形態1,2とは異なり、アノード電極41は湾曲していない平面状態の電極のままであり、カソード電極42のみが中央付近が上方に盛り上がり、結果的に、面電極の中心部における両電極間の距離が、面電極の外周部における両電極間の距離より短くなっている。   FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic relationship between the anode electrode 41 and the cathode electrode 42 of the UV tube according to Embodiment 3 of the present invention. In the third embodiment, unlike the first and second embodiments, the anode electrode 41 remains a flat electrode that is not curved, and only the cathode electrode 42 rises upward in the vicinity of the center. The distance between the two electrodes at the center of the surface electrode is shorter than the distance between the two electrodes at the outer periphery of the surface electrode.

実施の形態4.
この発明の実施の形態4における火炎センサの紫外線検出用放電管(UVチューブ)に使用されるアノード電極51とカソード電極52は、従来及び実施の形態1と同じ面電極を、あらかじめ湾曲させた湾曲電極である。なお、湾曲電極については、球状の支持部材にそわせる等、周知の方法により作成すればよい。
Embodiment 4 FIG.
The anode electrode 51 and the cathode electrode 52 used in the ultraviolet ray detection discharge tube (UV tube) of the flame sensor according to the fourth embodiment of the present invention are curved in advance by bending the same surface electrode as in the conventional and the first embodiment. Electrode. In addition, what is necessary is just to produce a curved electrode by a well-known method, such as making it match with a spherical support member.

そして、この実施の形態4におけるUVチューブは、実施の形態1と同様に、まず初めに、排気管26、ボタンガラス27、各3本のコバール線(リード線)23,24を同時に封着して、ボタンステム28を形成する。次に、カソード電極52用の3本のコバール線24に、湾曲したカソード電極52の中心部が盛り上がった状態になる向きでカソード電極52を配置し溶接する。その後、アノード電極51用の3本のコバール線23に、湾曲したアノード電極51の中心部が下向きに凸となる状態で配置し溶接する。そして最後に、空間を有するコップ形状のガラス20をかぶせてボタンステム28と溶接し、内部にガスを封入してから密閉する。   In the fourth embodiment, the UV tube first seals the exhaust pipe 26, the button glass 27, and the three Kovar wires (lead wires) 23 and 24 at the same time as in the first embodiment. Thus, the button stem 28 is formed. Next, the cathode electrode 52 is arranged and welded to the three Kovar wires 24 for the cathode electrode 52 in such a direction that the center portion of the curved cathode electrode 52 is raised. Thereafter, the three kovar wires 23 for the anode electrode 51 are arranged and welded so that the center portion of the curved anode electrode 51 protrudes downward. Finally, a cup-shaped glass 20 having a space is covered and welded to the button stem 28, and after sealing the gas inside, it is sealed.

この実施の形態4によっても、アノード電極51とカソード電極52は、上記実施の形態1におけるUVチューブのアノード電極21とカソード電極22との概略関係を示す模式図(図7)と同様の構造とすることができる。
また、実施の形態3のように、いずれか一方の電極のみを湾曲させておけば、上記実施の形態3におけるUVチューブのアノード電極41とカソード電極42との概略関係を示す模式図(図11)と同様の構造とすることができる。
なお、アノード電極51とカソード電極52の中心部における電極間が、所定の距離(ここでは、0.4mm)で保たれるようにするためには、コバール線23,24の長さやそれらコバール線を電極に溶接する際のレーザー照射による溶かし込み量を調整すればよい。
Also in the fourth embodiment, the anode electrode 51 and the cathode electrode 52 have the same structure as the schematic diagram (FIG. 7) showing the schematic relationship between the anode electrode 21 and the cathode electrode 22 of the UV tube in the first embodiment. can do.
Further, if only one of the electrodes is curved as in the third embodiment, a schematic diagram showing a schematic relationship between the anode electrode 41 and the cathode electrode 42 of the UV tube in the third embodiment (FIG. 11). ).
In order to maintain a predetermined distance (0.4 mm in this case) between the electrodes at the center of the anode electrode 51 and the cathode electrode 52, the lengths of the kovar lines 23 and 24 and the kovar lines are used. What is necessary is just to adjust the amount of penetration by laser irradiation at the time of welding to the electrode.

以上のように、この発明の実施の形態1〜4によれば、一対の面電極を備えたUVチューブを用いた火炎センサにおいて、面電極の中心部における両電極間の距離を面電極の外周部における両電極間の距離より短くしたので、一対の電極間の中心部と外周部とにおける電界がほぼ均一になり、面電極の特に電界の強い外周部を起点に発生しやすい偽放電を抑制することができる。   As described above, according to the first to fourth embodiments of the present invention, in a flame sensor using a UV tube provided with a pair of surface electrodes, the distance between both electrodes at the center of the surface electrode is set to the outer periphery of the surface electrode. Since the distance between the electrodes at the center is shorter than the distance between the electrodes, the electric field at the center and outer periphery of the pair of electrodes is almost uniform, and the false discharge that tends to occur from the outer periphery of the surface electrode, which has a particularly strong electric field, is suppressed can do.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

10 ガラス管
11,21,31,41,51 アノード電極
12,22,32,42,52 カソード電極
13,14,23,24 コバール線(リード線)
20 空間を有するコップ形状のガラス
25 空間を有するコップ形状のガラス20の端部
26 排気管
27 ボタンガラス
28 ボタンステム
29 スペーサ
33,34 電極中心の孔
35 絶縁リング
36 絶縁棒
43 治具
44 治具43の段部
45 フィンガー
10 Glass tube 11, 21, 31, 41, 51 Anode electrode 12, 22, 32, 42, 52 Cathode electrode 13, 14, 23, 24 Kovar wire (lead wire)
20 Glass-shaped glass with space 25 End of glass-shaped glass 20 with space 26 Exhaust pipe 27 Button glass 28 Button stem 29 Spacer 33, 34 Electrode center hole 35 Insulating ring 36 Insulating rod 43 Jig 44 Jig 43 steps 45 fingers

Claims (4)

一対の面電極を備えたUVチューブを用いた火炎センサにおいて、
前記一対の面電極のうち少なくともいずれか一方が湾曲していることにより、前記面電極の中心部における両電極間の距離が前記面電極の外周部における両電極間の距離より短いことを特徴とする火炎センサ。
In a flame sensor using a UV tube with a pair of surface electrodes,
The distance between the two electrodes at the center of the surface electrode is shorter than the distance between the two electrodes at the outer periphery of the surface electrode because at least one of the pair of surface electrodes is curved. A flame sensor.
前記一対の面電極を固定するリード線を少なくともそれぞれ2本ずつ備え、
前記湾曲した面電極と前記リード線との接続部において、前記面電極が傾斜していることを特徴とする請求項1記載の火炎センサ。
At least two lead wires for fixing the pair of surface electrodes,
The flame sensor according to claim 1, wherein the surface electrode is inclined at a connection portion between the curved surface electrode and the lead wire.
一対の面電極を備えたUVチューブを用いた火炎センサの製造方法であって、
前記一対の面電極のうち少なくともいずれか一方を湾曲させる工程が、前記湾曲させる面電極とリード線との接続部において、前記面電極を傾斜させることにより、前記面電極の中心部における両電極間の距離を、前記面電極の外周部における両電極間の距離より短くしたことを特徴とする火炎センサの製造方法。
A method of manufacturing a flame sensor using a UV tube having a pair of surface electrodes,
In the step of bending at least one of the pair of surface electrodes, the surface electrode is inclined at the connection portion between the surface electrode to be bent and the lead wire, thereby, between the two electrodes at the center portion of the surface electrode. The flame sensor is made shorter than the distance between the two electrodes on the outer periphery of the surface electrode.
前記一対の面電極を一体化させる絶縁体を備えることを特徴とする請求項1記載の火炎センサ。   The flame sensor according to claim 1, further comprising an insulator for integrating the pair of surface electrodes.
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