JPH0210257A - 燃焼ガスの最適燃焼状態の検出方法及びその装置と、その適用装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃焼ガスの最適燃焼状態を、全体として、検
出する方法、その装置、及び上記装置を適用した装置に
関する。

［従来の技術及びその課題］ 金属フタロシアニンの１つの層を持つ検出器は公知であ
り、これが燃焼により作り出されるガスと接触状態に置
かれ、例えばバーナーの煙と、又は内燃焼エンジンの廃
ガスと接触し、燃焼ガスの燃焼状態及び比率を、全体と
して、７１Ｐ１定する。

半導体であるフタロシアニンの層の電気抵抗は、燃焼ガ
スの燃焼状態及び構成比率によって柔化するが、これは
燃焼時に混合される空気及び燃料の比率によって決まる
ものである。

検出器は、燃焼ガスの中に含まれるガスの混合物によっ
て、全体的に、決定される電気信号をＬｌｌし、空気及
びガスの瓜の比を示したり、及び又は、検出器によって
発せられる信号を開放ループの中で用い、この比を最適
にするために、空気の量又は燃料の量を制御したり、す
るために用いられる。

米国特許第４３８１９２２号に開示されている燃焼状態
の検出器は、絶縁板と、この板の上に沈むされた電極と
、及びこの電極の間に施されたアモルファス又は結晶性
の金属フタロシアニンの薄い層と、を持ち、このフタロ
シアニンがＦｅ（ＩＩ）、Ｆｅ　（Ｉｎ）　、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、又はＣｕ、のフタロシアニンの粒子から成り、四塩
化炭素、エーテル、及びアセトン、の群から選ばれた液
体の溶媒の中に懸濁され、薄いフィルムを作る。

この特許で特に強調されていることは、四塩化炭素又は
塩素化された溶媒の中に２４時間懸濁された銅又は鉄の
フタロシアニンが１つのコンパウンドを作り、四塩化炭
素又は塩素化された溶媒で処理されなかった金属フタロ
シアニンに比し、その電気抵抗が１／１０である点であ
る。

又この特許は、バーナーの修正機能をモニターするため
に、エーテルで処理された銅フタロシアニンの敏感な層
を持つ検出器の使用に就いて開示している。即ち、 過剰燃焼空気の関数として表わした抵抗の変化曲線が、
化学量論的比率近くの極く平らな最低値を通過すること
を利用し、この検出器をバーナーへの送風量の調節に用
いることが出来るとしている。

更に、フタロシアニンの伝導度は、これと接触状態に置
かれている雰囲気の湿度の関数であり、この性質を利用
して、フタロシアニンを骨格とした湿度計を作ることが
出来る、ことも公知である。

フタロシアニンの電気的性質は次の如くである。

即ち、雰囲気温度で、又その表面にガスが吸収されてい
ない場合、フタロシアニンはｐ型の半導体なのである。

電子レシーバ−効果（正孔）を持つガス状の分子の存在
に於いて、これは、酸素、又は窒素、硫黄、又は炭素、
の酸化物、の如く燃焼により発生する酸化ガスの多くが
そうなのだが、プラスに荷電されたキャリヤーの形成が
促進される。実は、酸化ガスを吸収したフタロシアニン
の分子への電子の移動は、ガスの電子レシーバ−効果に
よって行われるのである。

この性質により、燃焼ガスの全体の燃焼状態を検出する
ために、フタロシアニンを利用出来ることがわかる。

一方、水蒸気はフタロシアニンの伝導度を下げる電子ド
ナー・ガスである。プラスの荷電が、水蒸気、及び、確
実に伝導度を下げることの出来る多数のプラス・キャリ
ヤーによって安定化される。

水蒸気の含有量が十分に高いとき、半導体はｎ型になる
。

水蒸気又はその他の電子ドナーガスの作用は、前に吸収
された電子レシーバ−ガスがある場合、特に明らかにな
る。この場合は、吸収された水蒸気が酸素の電子レシー
バ−効果を累進的に消滅させる。

燃焼、特に炭化水素の燃焼によって作られるガスは水蒸
気を必然的に含んでおり、これは、炭化水素の水素と空
気中の酸素が結合することに起因する。

以上の説明が示すことは、燃焼により発生した酸化ガス
の燃焼状態を定性的に又は定量的に検出するために、フ
タロシアニンを利用するためには、ガスの中に含まれる
水蒸気の影響を無くすか、少なくとも減らす必要があり
、さもないと、水蒸気の存在により、電気抵抗が変化し
、酸化ガスの量と対応せず、間違った検出をすることと
なる。

米国特許第４３８１９２２号によれば、フタロシアニン
を骨格とする検出器が、空気／燃料の量的比率を調節す
るために、バーナー・モニター用に用いられる場合、こ
の検出器が９５℃に加熱された１つのセルの中に置かれ
、バーナーを露点以上の高い温度に保つことによって、
燃焼により水が検出器に没前するのを防いでいる。

この場合、フタロシアニンを骨格とする検出器を露点以
上の高い温度に保つことが肝要である。

若しも、この水が検出器に凝着すると、その電極がショ
ートし、この電極によって出される電気信号が燃焼ガス
の燃焼状態の関数でなくなる。

しかし、検出器への水の凝着を無くすだけでは不十分で
ある。燃焼ガスに含まれる水蒸気は、たとえ凝着を起こ
さなくても、存在するので、その影響を無くすか又は大
幅に減らすことが必要である。

米国特許第４３８１９２２号によれば、フタロシアニン
を骨格とする検出器を使用する場合発生する問題の１つ
として、これが雰囲気の湿度に敏感なことが挙げられて
いる。この問題を解決する１つの手段として、フタロシ
アニンと、検出器の製造に用いられる四塩化炭素との混
合物に、シリカゲル、又は微細に粉砕され又水で飽和さ
れた分子状のふるい下、を加えることが行われている。

このシリカゲル又は分子状のふるい下の粉末がバッファ
の作用をなし、湿度に対する検出器の反応を調節し又安
定化する。

上記特許の第１０図に示されている如く、この方法によ
り作られた検出器の抵抗の対数が、理論値に近い燃焼空
気の過剰値の最低値を通るが、この最低値は比較的平ら
な曲線を示している。

最低値付近での抵抗の変化曲線がこのように平らなこと
は、特に、シリカゲル又は水を固定する分子状のふるい
下を加えることに起因しており、これにより、水の作用
によりフタロシアニンを覆うべきガスの組成の変化によ
る抵抗が変動する。

最低値の両側に向って抵抗がなだらかに変化しているこ
とは、最適燃焼に利用するためには不適当である。

更に、完べきな即ち均一な空気／燃料の混合を行うバー
ナーはない。従って、バーナーに化学量論的に正確な混
合物を供給することは出来ない。

従って、最適燃焼を行なうためには、バーナーは全て過
剰空気の下で機能させねばならず、この過剰率は最悪の
場合で１０％のオーダーである。空気の過剰率が化学量
論的理論量に近付けば近付く程、バーナーの燃焼状態は
良くなる。

分子状のふるい下又はシリカゲルがフタロシアニンの中
に存在する限り、この１」的を達成することは出来ない
。

実際には、水が調製品の中に固定され、このため、抵抗
の対数を過剰空気の関数として表わす曲線の最少値の部
分が平らになり、操業的に最適の値の判別が難しくなる
のである。

更に、実験結果によれば、このようにして得られる抵抗
値が、過剰空気率の＋３と一３％とに実質的に該当して
いる。

この特徴は燃焼を最適化するためには非常にｒイ害で、
何となれば、−３％（空気の不足を示す）に於いては、
バーナーが未燃焼のＣＯ及び炭化水素を大量に作り出し
、このため腐蝕が起り、又爆発の危険が発生する。

本発明の目的は、新規な手段を提供し、上記フタロシア
ニンの抵抗に対し、この水蒸気の影響を無くすことによ
って、水蒸気を含む燃焼ガスの燃焼状態を、全体として
、検出するために、フタロシアニンを骨格とした検出器
の使用を可能とすることで、この新規な手段は、公知の
手段に対し、次の如き利点を持っている、即ち、検出器
の抵抗の変化を、燃焼空気の過剰率の関数として表わす
曲線が、非常に尖った最低尖頭値を示し、これが当該バ
ーナーの最適燃焼条件と一致している。

本発明による、燃焼により発生するガスの状態を、全体
として、検出する方法は、公知の部分として、２つの電
極の間に置かれた金属フタロシアニンの層からなる検出
器を含み、これが燃焼ガスの中に置かれ、又、１つの電
気回路を含み、これが、電気信号を集める電極に繋がれ
、この信号が燃焼ガスの全体としての燃焼状態の関数で
あり、それ自身が空気／燃料比の関数として変化する。

［課題を解決するための手段及びその作用］本発明の目
的が次の方法によって達成される、即ち、この方法が、
ガスの各種の湿度に於ける、金属フタロシアニンの抵抗
の変化曲線を、摂氏温度で示す温度の逆数の関数として
描き、この曲線により収束点を見出だすことと、上記収
束点に該当する温度より若干低い最低限界値より高い温
度に上記検出器を保ち、検出器を水蒸気に対し鈍感にす
ることと、がら成立っている。

本発明の１つの実施例によれば、上記フタロシアニンが
銅フタロシアニンであり、この場合、上記検出器の温度
が、実質的に、４０’Ｃの限界値以上に保持される。

又別の実施例によれば、上記フタロシアニンがコバルト
フタロシアニンであり、この場合、上記検出器の温度が
実質的に３０　’Ｃの限界値以上に保持される。

本発明の１つの実施例によれば、検出器が、公知の如く
、絶縁Ｉオ料で作られた１枚の板を含み、その上に２つ
の電極と、この２つの電極を互いに繋ぐ金属フタロシア
ニンのフィルムとが沈着される。

本発明による検出器の１つの実施例によれば、この絶縁
板が、更に、電圧源に繋がれた電気加熱するレジスタを
携えている。

このフタロシアニンのフィルムは、四塩化炭素、エーテ
ル、又はアセトンの群の中から選ばれた溶媒に金属フタ
ロシアニンの粒子を懸濁させたもので作られた薄い層を
、上記の支持体に施すことによって得られ、この溶媒の
中に、予め、疎水性の祠科が少量溶かされており、これ
が好ましくはソーダ・アルカンの液で、その分子が１０
個以上の炭素原子を含むもので、例えばパラフィン浦で
ある。

本発明により作られる新規な検出器は、２つの電極を互
いに接続する金属フタロシアニンの半導体の層を含み、
上記検出器を、燃焼により発生した酸化ガスと接触状態
に置き、上記ガスの組成によって変化し、一方、上記ガ
スの水蒸気の含有量によって変化することの無い電気信
号を、上記電極の間で集める。

バーナー又は内燃エンジンに用いられる固体、液体、又
はガス状、の燃料は、はとんどのものが炭化水素を含ん
でおり、その中の水素が酸素と結付き、水蒸気を形成す
る。フタロシアニンは水蒸気に非常に敏感で、これがｐ
型（電子レシーバ−）からｎ型（電子ドナー）に変化す
ることにより、フタロシアニンの半伝導性が変化する。

本発明による１つの方法によれば、特定の金属フタロシ
アニンの１つの試料の抵抗の変化状況を示す各曲線が収
束する点に於ける温度が、摂氏温度で示す温度の逆数の
関数として決定され、このフタロシアニンの試料が所定
の湿度を持つガス雰囲気と接触状態に置かれ、又このフ
タロシアニンで構成された検出器が、ある最低限界値よ
り高い温度に保たれ、この限界値が上記収束点の温度に
近接し且つこの温度より僅かに低い温度とすることによ
り、この検出器を、燃焼ガスに含まれる水蒸気に対し鈍
感にし、従って、空／燃比による燃焼ガスの組成を代表
する電気信号を得る、如くにする。

米国特許第４３８１９２２号に於いては、湿気に対する
フタロシアニンの反応を安定化するために、シリカゲル
又は水で飽和された分子のふるい下が、フタロシアニン
と混合されるが、これに対し、本発明による方法は次の
如き利点を持っている。即ち、フタロシアニンが燃焼ガ
スの組成の変化に対して高い感度を維持し、又、過剰空
気率の関数としてのフタロシアニンの抵抗の変化曲線が
、プラス側の過剰空気率の範囲に位置する鋭角的な最低
値を示し、これが燃料の所定チャージ量即ち所定送出量
に対する当該バーナーの最適燃焼条件に該当している。

本発明によれば、上記収束点の温度より高い温度に保つ
ことによって、燃焼ガスの水蒸気の彫りを防いでいるが
、一方上記特許第４３８１９２２号に於いては、水の凝
る゛を避けるために、約９５℃に加熱されたセルの中に
検出器を置いており、これにより水を捕捉し、水が検出
器に凝若しショートを起こすことを防ぐ、本発明と全く
異なる機能である。

本発明によれば、検出器の温度を、上記収束点の温度近
くに、又は、より高く保つことにより、燃焼ガスに含ま
れる水蒸気に対し、検出器は鈍感にしているので、温度
を燃焼ガスの湿度に該当する露点より高くしたり、又は
、部分的に凝着する水を捕捉したりして、凝着を防ぐ努
力をする必要が無い。

フタロシアニンの粒子の懸濁体を形成するために用いら
れる溶媒の中に、液体又は固体のアルカンを加えること
により、フタロシアニンの粒子の回りに疎水性のフィル
ムを作り、フタロシアニンへの水蒸気の影響を少なくす
ることが出来る。

［実施例］ 第１図は、ｙ軸にβ型の銅フタロシアニンの試料の抵抗
Ｒ（単位オーム）を、Ｘ軸に試料の温度ｔ℃の逆数１／
ｌを取った、ｒと１／ｌとの関係図である。

β型のフタロシアニンは単斜晶系の結晶構造を持ってい
る。

この図は、１０から７０％の間のいくつかの段階に分類
された湿度に於ける、抵抗の変化を示す曲線図である。

この図は、ある一定の湿度に於いて、抵抗が温度の逆数
の関数として変化し、温度が増加したときこれが減少す
る、ことを示している。これは、各湿度に対応する直線
が、収束点Ｐと呼ばれる１点に集り、この点が０．０２
３のオーダーの１／ｌの値、即ち４４℃のオーダーの温
度に該当している。

１／を値が０．０２３以下のとき、即ち温度が４４℃以
上のときは、この直線がほとんど重なり合い、ここでは
抵抗が湿度によって変化しないことを示している。

本発明は、この見出だした特徴をフタロシアニンを骨格
とする検出器に適用し、湿度と関係無く、水を伴った燃
焼ガスの燃焼状態を示す電気信号を出すさせようとする
ものである。

この場合、検出器の温度が、ＴＳ１図に示す直線によっ
て決定される収束点Ｐの温度より若干低い最低値よりも
高い一定温度に保たれる。

例えば、銅フタロシアニンβの場合、フタロシアニンの
温度が４０℃以上に保たれる。第１図に示す如く、１／
ｌ＜０．０２５即ちｔ＞４０’Ｃの場合、２０％のオー
ダーの湿度の変化に於いても抵抗値の変化は伜かで、従
って、検出器によって出される信号は、一般的に発生す
る程度の湿度の変化によって、はとんど影響されること
が無い。

単斜晶系のコバルトフタロシアニンの試料に対する、温
度の逆数及び湿度の関数としての抵抗値の変化を測定す
ると、直線がやはり１点に集り、この点が実質的に３６
℃に該当し、これ以上の温度に於いて実質的に重なり合
っている。従って、コバルトフタロシアニンで形成され
た検出器の場合は、検出器の温度が３０℃以上に保たれ
、燃焼ガスの湿度の変化による影響とは無視することが
出来る。

第２図は、収束点より高い温度に保たれた、銅、コバル
ト、又は鉄、のフタロシアニンの試料の抵抗Ｒの変化を
対数でｙ軸に取り、過剰空気率ＥをＸ軸に取り、その関
係を示した図である。

この場合、バーナーに送られる空気−燃料の混合物の組
成を示すために、次の式で示す“過剰空気率”Ｅが用い
られる、即ち、 この場合、Ａは使用された空気の量を、Ａｓｔは最適燃
焼、即ち化学量論的比率に該当する空気の瓜を現わして
いる。

実際には存在しないが、いわゆる完全なバーナーの完全
燃焼に於いては：Ｅ−０である。空気が不足すると、Ａ
はＡｓｔより小さく、係数Ｅが負となる。

第２図に示す如く、金属フタロシアニンから成り、フタ
ロシアニンの性質の関数として決定される最低値より高
い温度に保たれ、又燃焼ガスと接触状態に置かれた、検
出器の抵抗は、空気不足の区域に於いて過剰空気が増加
するに従い、急速に減少し、最適燃焼近くの最低値、即
ちバーナー及びその負荷によって決まる伜かに正のＥ値
に対する値、を通過し、そして過剰空気の増加に伴って
再たびゆるやかに増加して行く。

第３図は、本発明による検出器により測定された値を示
す図で、この検出器は銅フタロシアニンで作られ、４０
℃より高い温度に保たれ、又、出力９．３ＭＷの工業用
ボイラーのバーナーによって排出される煙の中に置かれ
ている。

破線で示す曲線Ｃ１は、−酸化炭素（Ｃｏ）（ｐｐｍ）
の濃度の変化を、煙の中の酸素％の関数として示す線で
ある。

実線で示す曲線Ｃ２は、検出器の抵抗（単位メガオーム
）の変化を同様にして示す線である。この図は、検出器
の抵抗が、３９６のオーダーの過剰空気率に対し非常に
際立った最低値を示し、この値が、ＣＯ含有量が実質的
に０となる最適燃焼に該当している、ことを示している
。

第２及び３図の曲線は、燃焼排出物であるガスと接触状
態に置かれた本発明による検出器が、過剰空気率の関数
として急速に変化する電気信号を出すことを示している
。一方、この信号は、燃焼ガスの湿度の関数としては、
はとんど変化しない。

この信号は燃焼の状態を示している。これを利用し、例
えば、ボイラー、炉、又はその他の形のハースに取付け
られたバーナーが、果たして良い状態で運転されている
か否かを示すようにすることが出来る。この場合、１つ
の限界値を最低値より高く固定し、検出器により出され
る信号をこの限界１ｍと比較し、そしてこれがこの限界
値を越えた場合警戒信号を出し、空気の不足又は過剰に
よりバーナーが不適当な条件で作動していることを警告
する。

燃焼装置、例えばバーナー又は内燃エンジン、から出た
ガスと接触状態に置かれた金属フタロシアニンから成る
検出器により出される信号は、又、過剰空気率を自動的
に制御するために、又最低の電気抵抗値に該当する好ま
しい値付近にこれを保つために、用いることが出来る。

第４図は本発明による装置の１つの実施例を模式図的に
示すもので、バーナーを最適操業するために用いられる
。

参照符号ｌは燃焼室、例えばボイラーのハース、を示し
、供給源５に接続された管３を介して、燃料、例えば液
体又はガス状の炭化水素が供給されるバーナー２を備え
ている。

管３は燃料の流量測定用の流量計４を持っている。バー
ナー２に、燃焼−維持空気が、空気源例えば送風機に接
続された管７を介して送られる。

この管７は流量計８を含む。

燃焼ガスがいわゆる煙導管１０を介して室１から出て行
く。導管１２が上記煙導管及び排風機１３の吸引部に接
続される。

室即ち検出器１４を囲む容器１１が導管１２の通路上に
置かれ、これにより、検出器１４が、次々と入替イっる
燃焼ガスと一定状態で接触する。

検出器１４が金属フタロシアニンから成る半導体区域を
持ち、この抵抗が、燃焼ガスの組成の関数として、又特
に予防処置が成されていない場合は、ガスに含まれる水
蒸気の関数として変化する。

この半導体区域が２つの電極の間に置かれ、この電極が
ＡＰＩ定装置１５に接続され、この装置が、検出器１４
の抵抗と共に変化する信号を出す。

この信号が、例えば電気回路１６を含むオープンループ
に用いられ、この回路が手段１８を自動的に制御し、管
７を介してバーナーに到着した空気の流量、又は管３を
介してバーナーに供給される燃料の流量を自動的に調節
する。

電気回路１６は、又、誘導作用（ｄｃｒｌｖａｔｉｖｃ
ａｃｔｌｏｎ）を持つアナログな調節器であってもよい
。

この誘導が負の場合は、空気の不足を示し、従って、調
節Ｚ、４１ｆ３が自動的に空気の流量を上げるか、又は
燃料の流量を減らす。又、この誘導が正の場合は、空気
が過剰であることを示し、調節器１６がこれを自動的に
修正する。この電子回路１６は、又、アナログ−デジタ
ル拳コンバータに組合わされたコンピューターであって
も良い。この場合、コンピューターが、自動的に、検出
器１４の抵抗値を最少に戻す。このために、これが記憶
装置１８を１つの方向に、例えば空気の流量を増加させ
る方向に、制御し、このときの検出器の抵抗値を前の値
と比較する。

抵抗が増加し、最低値から離れたならば、コンピュータ
ーが空気の流量を減らす方向に制御する。

抵抗が減少して、最低値に近付いたならば、コンピュー
ターが空気の流量を減らし続け、抵抗が前より大きくな
るまで、これを続ける。

第５図は検出器１４の１つの実施例を示している。

この検出器が１つの絶縁支持体２５を含み、これが例え
ば１枚のウェハーであり、シンターされたアルミナ、エ
ポキシ・レジン、又はその他の固体材料、で作られてお
り、このプラスチック材料が、芳香族の無水物と芳香族
のダイアミンとの共重合体で、“ＫＡＰＴＯＮ”の商品
名で市販されているもの、のフィルムで被覆されている
。このウェハー２５の材料は非常に高い抵抗率を持ち、
例えば１０１５Ω・Ｃ１１より高く、アクティブの能動
層を構成するフタロシアニンのそれより遥かに大きい。

ウェハー２５の表面積はＩＣｌ１２のオーダーである。

このウェハー２５が２つの電極２［ｉ、２７を携え、こ
れが例えば櫛形をしており、その歯が平行で且つ互いに
差込まれている。この電極２１３．２７は、公知の印刷
回路の作製技術によって沈希させることが出来る。

電極２６．２７を持つウェハー２５の上に、金属フタロ
シアニンの薄い層が沈管され、このフタロシアニンは、
好ましくは、中央にＦｅ２＋　　Ｆｅ３＋Ｃ０２＋　Ｃ
ｕ２＋、又はＮｉ２＋のイオンを含むものである。

フタロシアニンの層は電極の上に直接、又は支持体２５
の上に直接施すことが出来る。

本発明の１つの実施例によれば、先ず、電極２６及び２
７が絶縁支持体２５の上に印刷される。少量のフタロシ
アニンの粉が溶媒と混ぜられるが、この溶媒は四塩化炭
素、エーテル又はアセトンによって構成される群の中か
ら選ばれる。

例えば、溶媒１リツトルに対し１０ｇの金属フタロシア
ニンが混ぜられる。この混合物が約２４時間放置される
。これを震蕩し、均一な懸濁体とし、この懸濁体の薄い
層を支持体２５の上に施す。

これを約２時間自然乾燥し、溶媒を揮発させ、次に、こ
れを高圧、例えば５．１０７Ｐａ　（５００バール）で
圧縮する。このようにして、電気回路が電極の間に形成
され、この電極がフタロシアニンの粒子から成る薄いフ
ィルムによって構成され、このフィルムの置かれた接触
ガスの組成によって、このフタロシアニンの抵抗が１０
７から１０９オームの間で変化する。

本発明の別の実施例によれば、絶縁ウェハーの上に金属
フタロシアニンの薄いフィルムが、真空蒸発、即ちｙ−
華、により、沈むされる。この真空蒸着は、例えば、Ｑ
、　　Ｉ　Ｐａｓ　（１０’ｎｂａｒｓ　）のオーダー
の減圧下で、３５０℃のオーダーの温度に、フタロシア
ニンを加熱することによって行われる。

検出器１４への水蒸気の影響を避けるために、この検出
器が、使用するフタロシアニンのの性質の関数として決
定されるある限界値より常に高く保たれる。この温度は
、例えば、銅フタロシアニンの場合は４０℃より高く、
コバルトフタロシアニンの場合は３０℃より高い温度で
ある。

検出器の温度を所要の限界値より高く保つ１つの手段が
、絶縁ウェハー２５に加熱レジスタを設けることから成
り、このレジスタは、例えば、ウェハーの背面に印刷さ
れ且つ電圧源に繋がれたものである。

導電性のワニスペイントの層をウェハーの背面に施すこ
とも、又薄い金属フィルムを真空蒸着によりウェハーの
背面に沈むさせることも出来る。

検出器の温度をある限界値よりも高く保つ別の手段は、
検出器１４を室１１の中に置き、その温度が一定の限界
値以下に決して下がらないように調節する、ことから成
立っている。

第３図による実施例の場合は、検出器１４が煙導管１０
に接続された管１２の上に置かれており、この接続部を
ハースに十分近接して置くことが出来、ここではガスの
温度が十分に高く、室１１を通過するガスの温度が所定
の限界値より常に高い。

十分に高い温度のガスが得られない場合は、小さな電気
ラジェーターを室１１の中に置き、これが検出Ｕ＋４に
赤外線のビームを送り、その強さを十分に高くし、一定
の限界値より高い温度に保つようにする。

フタロシアニンを骨格とする検出器１４の水蒸気に対す
る鈍感性を強めるために、別の手段が、フタロシアニン
を処理して、これをｐ型の導電率にブロックすること、
から成立っている。

以上、好ましくは四塩化炭素の溶媒の中にフタロシアニ
ンの粒子を懸濁させる検出器１４の調製方法に就いて説
明した。

この場合、疎水性体、好ましくは液体又は固体のアルカ
ン（メタン列炭化水素）で、その分子が１０個以上の炭
素原子を含むもの、がリットル当り数グラム、この溶媒
の中に溶かされる。例えば、溶媒１リツトルに対し、数
ミリリットルの液体アルカンが加えられる。

この懸濁体の薄いフィルムを絶縁ウェハー２５に施すと
、溶媒が蒸発した後に、表面が例えばパラフィンの如き
疎水性の物質の極く薄いフィルムで覆われたフタロシア
ニン粒子の薄い層が得られる。

この物質の疎水性により、ガス又は液状の水がフタロシ
アニンに吸着することを完全に防ぐ。一方、経験によれ
ば、この薄いフィルムは、例えば０２、Ｎ　Ｏｘ　ＳＳ
　Ｏ２、ＣＯ２の如き酸化電子レシーバ−・ガスがフタ
ロシアニンの表面に吸むされることを妨げることはない
。この結果、フタロシアニンの半導体性がｐ型にブロッ
クされたままで残り、ガスの中に存在する水蒸気により
、検出器の端末に於ける抵抗が影響されることがなくな
る。

この処置の結果は非常に重要である、即ち：−燃焼ガス
の中に存在する電子レシーバ−・ガスのみが、検出器に
より出される電気信号への作用体であることと、 一低抗が吸着した水の量によって増加するとき、この検
出器の抵抗の値が低いレベルにあることと、である。

］二業的環境に於いては、高い抵抗値を測定することは
困難なので、この点は重要である。

もはや、検出器の抵抗が制御室の湿度と関係無いので、
検出器の製造及び製造の制御が可能となる。

１ｇ度変化によるｔ目対湿度％の変化は無視することが
出来、又従って、温度変化に附随する影響を部分的に無
視することが出来る。

温度変化に基づく影響が低いので、得られる応答は燃焼
と燃焼との間で均一であり、従って、信号の最低値が常
に当該バーナーの最適燃焼状態に該当している。

第６図は金属フタロシアニンを骨格とする検出器の１つ
の適用例を模式図的に示したもので、これは、内燃エン
ジンの燃焼を正確に制御するためのものである。図には
１つのシリンダー２０と、ピストン２１と、及びロッド
２２で、ピストンをクランクシャフト２２ａに接続する
ものと、が示されている。第４図と対応する部分に就い
ては同じ参照符号が用いられている。

参照符号３は、例えばインジェクタ２３により送られる
燃料の供給部を示している。符号１０は廃ガス導管を示
す。符号２４はスパークプラグを示す。

検出器１４が室１１の中に置かれ、この室が廃ガス導管
Ｉｎから分岐する導管１２の中間に置かれている。

制御器１６が空気の吸入量を制御する１つの手段１８を
制御し、この手段は、例えば、吸入導管の中に置かれた
モーターを持つスロットルバルブである。

１つの変形として、この制御器が燃料噴射ポンプを制御
するようにしても良い。

第７図は、燃焼ガスの発熱量の７］１１１定装置を模式
図的に示したものである。

消費者に市販されている可燃ガスの送り状には規定の発
熱量が記載されている。

第７図は、消費者が購入したガスの実際の発熱量を測定
することの出来る設備を示している。

参照符号２８は、小さなガスバーナー２９を備えた燃焼
室を示す。符号３０は、本発明による金属フタロシアニ
ンを骨格とした検出器を示し、これが燃焼により発生す
るガスと接触状態に置かれる。符号３１は排出煙突を示
す。

検出器３０が上記煙突から分岐する導管の中に置かれ、
この導管の先に吸引装置、例えばベンチレーター又は水
ジエツトポンプ、が設けられる。

検出器３０は断熱された室３３の中に置かれる。

検出器３０により出される電気１３号が電子回路３４に
送られる。この電子回路がバーナーを点火するための電
極３５を制御し、炎検出器、例えば光電セル、からの信
号を受取る。

参照符号３７は、標準可燃ガス、例えばメタンガス、の
容器を示す。この容器３７の取出し口に電動バルブ３７
ａが取付けられる。

参照符号３８は、可燃焼ガスの分配ネットワークに繋げ
られるバイブ３９の中に置かれるストップバルブを示し
、発熱量をチエツクする。参照符号３８ａは電動バルブ
である。符号４０はフィルターである。符号４１は、例
えば４５℃の一定温度に保たれた加熱された室を示す。

ガスパイプ３９が室４１を通過し、この室の中に、コイ
ル４１ａと、圧力制御器４２と、毛細管と、及び流量計
４４と、が置かれる。流量計の出口がバーナー２９のガ
ス供給源に接続される。

参照符号４５は空気管を示し、これが例えばコンプレッ
サーの如き、圧縮空気の源に接続される。

バイブ４５が、ストップバルブ４６；ｌと、減圧バルブ
に組合わされるフィルター４７と、及び第２のいわゆる
合体（ｃｏａｌｅｓｃｃｒ　）フィルター４８とを備え
ている。

バイブ４５が、室４１を通る通路に、コイル４９と、質
量流量計５０と、及び空気の流量を調節する自動バルブ
５１と、を持つ。この質量流量計５０と調節バルブ５１
とにより形成される集合体が電子回路３４に接続される
。室４０を出た空気のバイブがバーナー２９の空気０（
給源に接続される。標桑ガス容器３７の出口がバイブ３
９に分岐接続される。

この設備の操作方法は次の妬くである。即ち：キャリブ
レーションの段階に於いて、先ず、バーナーに標りガス
及び空気を送って、これを作動させ、検出器３０が自動
バルブ５１の位置を自動的に調節し、燃焼を最適燃焼状
態にする、即ち、空燃比を、当該ガスに於けるバーナー
の最適燃焼条件に等しくする。標亭ガスの化学量論的空
燃比は分かっているので、当該バーナーの化学量論的偏
差を計算し、この設備をキャリプレートすることが出来
る。

自動バルブ５１の位置が記録される。

キャリブレーションを行なった後、未知の可燃ガス、例
えば分配ネットワークから送られたガス、がバーナー２
９に送られる。検出器３０が、電子回路３４及び調節バ
ルブ５１と協同して、空気の流量を自動的に調節し、最
適燃焼条件に合った最適値にする。

キャリブレーションの時の位置と比較した自動バルブ５
１の位置が、チエツクすべきガスの化学量論的比率に該
当する空気の量を示し、このガスの実際の発熱量の計算
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、所定の湿度を持つガスの中に置かれたフタロ
シアニンの１つの試料の抵抗の変化を、摂氏温度で表わ
す温度の逆数の関数として表わす曲線を、各湿度に就い
て、示すグラフ図、第２図は、特定の過剰空気率で燃焼
する燃焼ガスと接触状態にある検出器に於いて、その抵
抗の対数（ｌｏｇＲ）を、空気過剰率（Ｅ％）の関数と
して示す図、 第３図は、ＣＯ含有量と、本発明による検出器の抵抗と
を、煙の中の酸素含有−の関数として示す図、 第４図は、バーナーの最適運転を行なうために用いられ
る、本発明による検出器を示す模式図、第５図は、本発
明による検出器の１つの実施例を示す模式図、 第６図は、内燃エンジンの最適運転に用いられる、本発
明による検出器の適用例を示す模式図・第７図は、本発
明による検出器を用い、可燃ガスの発熱量を測定するた
めに設けられた設６層の配列を示す模式図、である。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼ガスの燃焼状態を、全体として、検出する方
   法で、この場合、燃焼ガスの回路に、２つの電極の間に
   置かれた金属フタロシアニンの層を含む検出器が配置さ
   れ、燃焼ガスの燃焼状態の関数として変化する電気信号
   が上記電極の間で集められる、ものに於いて、上記方法
   が次の手順、即ち： −ガスの各種の湿度に於ける、フタロシアニンの抵抗の
   変化曲線を、摂氏温度で示す温度の逆数の関数として描
   き、この曲線により収束点を見出だすことと、又、 −上記収束点に該当する温度より若干低い最低限界値よ
   り高い温度に上記検出器の温度を保ち、検出器を水蒸気
   に対し鈍感にすることと、 を含む、燃焼ガスの燃焼状態の検出方法。
2. （２）上記フタロシアニンが銅フタロシアニンであり、
   この場合、上記検出器の温度が約４０℃に等しい限界値
   以上に保持される、請求項１記載の方法。
3. （３）上記フタロシアニンがコバルトフタロシアニンで
   あり、この場合、上記検出器の温度が約３０℃に等しい
   限界値以上に保持される、請求項１記載の方法。
4. （４）燃焼ガスの燃焼状態を、全体として、検出する装
   置で、これが、金属フタロシアニンの薄い層を含む検出
   器を含み、このフタロシアニンが、燃焼ガスと接触状態
   に置かれ、又その間で信号を集める２つの電極に接続さ
   れており、この信号が、燃焼ガスの燃焼状態の関数とし
   て変化し、又、空気／燃料比の最適値に近接する最低点
   を通過し、上記装置が、上記検出器の温度を１つの限界
   値より高い温度に保持する手段を含み、この限界値が、
   上記フタロシアニンの性質の関数として決定され、且つ
   、異なった湿度に於ける、上記フタロシアニンの抵抗の
   変化を、摂氏温度で現す温度の逆数の関数として現わす
   直線の収束点に於ける温度より僅かに低い値である、燃
   焼ガスの最適燃焼状態を検出する装置。
5. （５）上記フタロシアニンが銅フタロシアニンであり、
   上記銅フタロシアニンの温度を４０℃より高く一定に保
   持する手段を含む、請求項４記載の装置。
6. （６）上記フタロシアニンがコバルト・フタロシアニン
   であり、上記コバルト・フタロシアニンの温度を３０℃
   より高く一定に保持する手段を含む、請求項４記載の装
   置。
7. （７）絶縁材料で作られた１枚のウェハーで、その上に
   ２つの電極と、この２つの電極を互いに結ぶ金属フタロ
   シアニンのフィルムと、が設けられたもの、により構成
   された検出器を含み、この場合、上記ウェハーが、更に
   、電圧源に接続された電気加熱式抵抗器を携えている、
   請求項４記載の装置。
8. （８）上記のフタロシアニンのフィルムが、四塩化炭素
   、エーテル及びアセトンの群の中から選ばれた溶媒の中
   に金属フタロシアニンの粒子を懸濁させたもので作られ
   た薄い層を、上記ウェハーの上に施すことによって得ら
   れ、この場合、上記フィルムが、更に、上記溶媒に溶か
   された疎水性の物質を１リットル当り数グラム含む、請
   求項４記載の装置。
9. （９）上記疎水性の物質が、液体又は固体のアルカンで
   、その分子が１０個以上の炭素原子を含むもの、である
   、請求項８記載の装置。
10. （１０）上記アルカンがパラフィン油である、請求項９
    記載の装置。
11. （１１）請求項９記載の装置のための検出器の製造方法
    で、これが次の手順、即ち： −四塩化炭素、エーテル及びアセトンの群から選ばれた
    溶媒の中に、液体又は固体のアルカンを、溶媒１リット
    ル当り数グラム溶かすことと；−このようにして調製さ
    れた上記溶媒に、金属フタロシアニンの粒子を、溶媒１
    リットル当り１０グラムのオーダーで加えることと； −これを震蕩して、均一な懸濁体を形成することと； −上記懸濁体の層を、絶縁性のウェハーの上に設けられ
    た２つの電極の間に設けることと；及び、−この溶媒を
    蒸発させることにより、ガスの湿気に対して鈍感なフタ
    ロシアニンの半伝導性のフィルムを得ることと； を含む、検出器の製造方法。
12. （１２）燃料バーナーの正確な作動を調べるために、上
    記バーナーに請求項４記載の装置を適用し、フタロシア
    ニンを骨格とする上記検出器により出される電気信号が
    、特定の限界値と比較され、この限界値を越えた場合、
    警戒信号が発せられる、如くにした、燃料バーナーの燃
    焼警報装置。
13. （１３）燃料バーナーの操業状態を自動的に調節するた
    めに、請求項４記載の装置を適用し、上記検出器が１つ
    の導管の中に置かれ、この導管の中を、上記バーナーに
    よって放出される燃焼ガスが循環し、又、上記検出器に
    よって出される電気信号が、１つの開放ループの中に送
    られ、このループが、上記バーナーに燃焼空気又は燃料
    を供給するため上記導管の中に置かれた自動密閉手段を
    制御し、又空気／燃料比を自動的に調節し、これにより
    、上記検出器によって発せられる信号が、最適燃焼に実
    質的に該当する最少値になる如くにした、燃料バーナー
    の自動調節装置。
14. （１４）内燃エンジンの運転を自動的に調節するために
    、請求項４記載の装置を適用し、上記検出器が排出導管
    に分岐接続された導管の中に置かれ、又上記検出器によ
    って出される電気信号が開放ループの中に送られ、上記
    エンジンの空気供給回路又は燃料供給回路の中に置かれ
    た自動密閉手段を制御し、又、空気／燃料比を自動的に
    調節し、上記信号が上記エンジンの最適運転に該当する
    、如くにした、内燃エンジンの燃焼自動調節装置。
15. （１５）可燃ガスの発熱量を測定するために、請求項４
    記載の装置を適用し、金属フタロシアニンを骨格とし又
    上記バーナーによって出される煙と接触状態に置かれた
    検出器の取付けられたバーナーの中で、上記可燃ガスと
    、既知の標準ガスと、を順次燃焼させ、上記検出器が電
    子回路に電気信号を送り、これにより、上記バーナーに
    燃焼空気を供給する導管上に置かれた自動バルブを制御
    し、又、空気／可燃ガス比を最適比率に該当する値に自
    動的に調節し、これにより得られた上記可燃ガスの燃焼
    中の上記自動バルブの比較位置と、上記標準ガスの比較
    位置とを用い、上記可燃ガスの発熱量を計算する如くに
    した、可燃ガスの発熱量測定装置。