JPH0437331B2 - - Google Patents
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- JPH0437331B2 JPH0437331B2 JP60082837A JP8283785A JPH0437331B2 JP H0437331 B2 JPH0437331 B2 JP H0437331B2 JP 60082837 A JP60082837 A JP 60082837A JP 8283785 A JP8283785 A JP 8283785A JP H0437331 B2 JPH0437331 B2 JP H0437331B2
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- JP
- Japan
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- flame
- current
- combustion
- circuit
- negative
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 33
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
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- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
- F23N5/123—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2229/00—Flame sensors
- F23N2229/12—Flame sensors with flame rectification current detecting means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はガス、石油等の燃焼装置の火炎の燃焼
状態を検出する装置に関するものである。
状態を検出する装置に関するものである。
従来の技術
従来、フアンヒータ等の燃焼式暖房器は室内で
燃焼するため、炎の着火、失火および室内の酸素
濃度の低下あるいは不完全燃焼の確実な検出を必
要とする。この種の検知センサとしてフレームロ
ツドセンサが広く使用されている。このセンサは
火炎のイオン電流を検出して燃焼状態を検出する
もので例えば実開昭59−145422号公報のようなも
のがある。この動作を第3図、第4図を用いて説
明する。
燃焼するため、炎の着火、失火および室内の酸素
濃度の低下あるいは不完全燃焼の確実な検出を必
要とする。この種の検知センサとしてフレームロ
ツドセンサが広く使用されている。このセンサは
火炎のイオン電流を検出して燃焼状態を検出する
もので例えば実開昭59−145422号公報のようなも
のがある。この動作を第3図、第4図を用いて説
明する。
燃焼ガスはノズル1より噴出し混合管2により
空気と混合され金網で形成した燃焼板3の内面4
に火炎5を形成して燃焼する。6は火炎5中に挿
入されたフレームロツドで、燃焼板3との間に直
流電源7を印加され、火炎のイオン電流Ifを抵抗
8で検出する構成としている。空気中の酸素濃度
とイオン電流If、バーナより発生するCoの特性を
第4図に示す。ここでコントローラ(図示せず)
は電流Ifが相対値で0.5以下の時は不着火、あるい
は失火と判断し、また電流Ifが7以上の時には酸
素不足等による異常燃焼と判断して燃焼を強制的
に停止させる。
空気と混合され金網で形成した燃焼板3の内面4
に火炎5を形成して燃焼する。6は火炎5中に挿
入されたフレームロツドで、燃焼板3との間に直
流電源7を印加され、火炎のイオン電流Ifを抵抗
8で検出する構成としている。空気中の酸素濃度
とイオン電流If、バーナより発生するCoの特性を
第4図に示す。ここでコントローラ(図示せず)
は電流Ifが相対値で0.5以下の時は不着火、あるい
は失火と判断し、また電流Ifが7以上の時には酸
素不足等による異常燃焼と判断して燃焼を強制的
に停止させる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のような従来の構成では、バ
ーナの不完全燃焼や、着火、失火の検出ができる
がフレームロツド6にカーボンが付着して燃焼板
3と電気的に数MΩの大抵抗で導通されたり、内
部の湿度が上昇して抵抗値が小さくなつた場合に
は酸素濃度が高くても電流Ifが7以上となる現象
となり異常燃焼との区別がつかないという問題点
があつた。
ーナの不完全燃焼や、着火、失火の検出ができる
がフレームロツド6にカーボンが付着して燃焼板
3と電気的に数MΩの大抵抗で導通されたり、内
部の湿度が上昇して抵抗値が小さくなつた場合に
は酸素濃度が高くても電流Ifが7以上となる現象
となり異常燃焼との区別がつかないという問題点
があつた。
これを解決する手段として直流電源7に替えて
交流を印加し、火炎の整流特性を利用して検出す
る方法があつた。第5図にこの特性を示し、Aが
印加電圧特性、Bが電流特性を示す。火炎に流れ
る電流Iは、ロツド6に、燃焼板3にを印加
した時に多く流れ、逆方向に印加した時の電流が
少ない整流特性があることが知られている。コン
トローラはこの交流電流を平滑して直流分の電流
If′により燃焼状態を検出する。ここでロツド6
にカーボンが付着してシヨートされると整流特性
がなくなり電流Ifは低下することによりロツド6
のシヨートを判別するものである。
交流を印加し、火炎の整流特性を利用して検出す
る方法があつた。第5図にこの特性を示し、Aが
印加電圧特性、Bが電流特性を示す。火炎に流れ
る電流Iは、ロツド6に、燃焼板3にを印加
した時に多く流れ、逆方向に印加した時の電流が
少ない整流特性があることが知られている。コン
トローラはこの交流電流を平滑して直流分の電流
If′により燃焼状態を検出する。ここでロツド6
にカーボンが付着してシヨートされると整流特性
がなくなり電流Ifは低下することによりロツド6
のシヨートを判別するものである。
しかしこの方法では電流If′が直流印加時の電
流Ifよりも大幅に小さな値となり(1/5〜1/10)
検出回路が高価となる問題点がある。
流Ifよりも大幅に小さな値となり(1/5〜1/10)
検出回路が高価となる問題点がある。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の燃焼検出
装置は、火炎に挿入された一対の電極を有するフ
レームロツドセンサの前記電極間に直流電源回路
により直流電圧を印加する構成とし、この直流電
圧を印加する方向を周期的に正負に切替えるスイ
ツチング回路と、フレームロツドセンサと直列に
接続した炎電流検出抵抗を設け、この炎電流検出
抵抗に流れる電流を電流計測回路により計測する
構成とし、電流計測回路には、スイツチング回路
と同期してフレームロツドセンサに正方向に電圧
を印加したときに流れる正電流により炎の燃焼状
態を検出する正電流検知回路と、負方向に電圧を
印加したときに流れる負電流によりフレームロツ
ドセンサの絶縁劣下を検出する負電流検知回路と
を有する構成である。
装置は、火炎に挿入された一対の電極を有するフ
レームロツドセンサの前記電極間に直流電源回路
により直流電圧を印加する構成とし、この直流電
圧を印加する方向を周期的に正負に切替えるスイ
ツチング回路と、フレームロツドセンサと直列に
接続した炎電流検出抵抗を設け、この炎電流検出
抵抗に流れる電流を電流計測回路により計測する
構成とし、電流計測回路には、スイツチング回路
と同期してフレームロツドセンサに正方向に電圧
を印加したときに流れる正電流により炎の燃焼状
態を検出する正電流検知回路と、負方向に電圧を
印加したときに流れる負電流によりフレームロツ
ドセンサの絶縁劣下を検出する負電流検知回路と
を有する構成である。
作 用
本発明は上記の構成により着火、失火や不完全
燃焼等の燃焼状態のチエツクは正電流検知回路に
より行ない、フレームロツドセンサのシヨート状
態は負電流検知回路で各々別個に行なうと同時に
両者とも直流電流値を直接検出可能とする作用を
有する。
燃焼等の燃焼状態のチエツクは正電流検知回路に
より行ない、フレームロツドセンサのシヨート状
態は負電流検知回路で各々別個に行なうと同時に
両者とも直流電流値を直接検出可能とする作用を
有する。
実施例
以下本発明の実施例を第1図、第2図に基いて
説明していく。第1図は本発明燃焼検出装置の一
実施例を示す回路図で、9は2つの電位la、lbに
分圧された直流電源で、フレームロツドセンサ1
0はここでは一方の電極をフレームロツド11、
他方の電極を導電性のバーナ12により構成して
いるが、これは2本のフレームロツドで構成して
もよい。またla、lbは等しくなくてもよい。
説明していく。第1図は本発明燃焼検出装置の一
実施例を示す回路図で、9は2つの電位la、lbに
分圧された直流電源で、フレームロツドセンサ1
0はここでは一方の電極をフレームロツド11、
他方の電極を導電性のバーナ12により構成して
いるが、これは2本のフレームロツドで構成して
もよい。またla、lbは等しくなくてもよい。
またこの実施例ではバーナ12を直流電源9の
中点l0に接続され、フレームロツド11は炎電流
検出用抵抗13を介してスイツチング回路14に
接続されている。スイツチング回路14は炎電流
検出用抵抗13を介してフレームロツドセンサ1
0を直流電源9のl+電位とl−電位に周期的に
切替接続している。フレームロツドセッサ10と
炎電流検出用抵抗13の接続点の電位は演算増幅
器15に入力されフレームロツドセンサ10に流
れる炎電流Ifを検出している。演算増幅器15は
ボルテージフオロア回路を構成しており炎電流If
に比例した出力電圧に変換され電流計測回路16
に入力する。電流計測回路16は正電流検知回路
17と負電流検知回路18により構成され、各々
の出力X、Yを出す。バーナのコントローラ(図
示せず)はスイツチング回路14にスイツチング
信号を出力し、各々の出力状態に応じてX、Yの
値を読み込む構成としている。
中点l0に接続され、フレームロツド11は炎電流
検出用抵抗13を介してスイツチング回路14に
接続されている。スイツチング回路14は炎電流
検出用抵抗13を介してフレームロツドセンサ1
0を直流電源9のl+電位とl−電位に周期的に
切替接続している。フレームロツドセッサ10と
炎電流検出用抵抗13の接続点の電位は演算増幅
器15に入力されフレームロツドセンサ10に流
れる炎電流Ifを検出している。演算増幅器15は
ボルテージフオロア回路を構成しており炎電流If
に比例した出力電圧に変換され電流計測回路16
に入力する。電流計測回路16は正電流検知回路
17と負電流検知回路18により構成され、各々
の出力X、Yを出す。バーナのコントローラ(図
示せず)はスイツチング回路14にスイツチング
信号を出力し、各々の出力状態に応じてX、Yの
値を読み込む構成としている。
ここでは正電流検出回路17は基準電位lcに対
して演算増幅器19、抵抗20,21により反転
増幅回路を構成し、電位Xはバーナの燃焼状態に
応じたアナログ電位を出力する構成とし、負電流
検出回路18は電位ldと電圧比較器22により比
較し、ハイ、ローのデジタル信号に変換してY端
子に出力している。電流計測回路16はこの構成
に限られる事はなく例えば演算増幅器15の出力
QgをA/D変換回路によりデジタル値に変換し、
電流計測回路16はマイクロコンピユータ等のプ
ログラムで構成してもよい。
して演算増幅器19、抵抗20,21により反転
増幅回路を構成し、電位Xはバーナの燃焼状態に
応じたアナログ電位を出力する構成とし、負電流
検出回路18は電位ldと電圧比較器22により比
較し、ハイ、ローのデジタル信号に変換してY端
子に出力している。電流計測回路16はこの構成
に限られる事はなく例えば演算増幅器15の出力
QgをA/D変換回路によりデジタル値に変換し、
電流計測回路16はマイクロコンピユータ等のプ
ログラムで構成してもよい。
次に動作を説明する。第2図は第1図の回路の
各部の特性を示し、Cはスイツチング回路14の
切替状態を電位lhで示す。電位lhはlpを中心に正
負に切替えられている。
各部の特性を示し、Cはスイツチング回路14の
切替状態を電位lhで示す。電位lhはlpを中心に正
負に切替えられている。
Dはフレームロツドセンサ10に流れる電流If
を示す。第1図の矢印で示す方向を正方向、逆向
きを負方向として記入されているため、スイツチ
ング回路14に同期して正負切替る。正方向の電
流If+は第4図と同様バーナの燃焼状態に応じて
電流値が変化する。負方向の電流If−は通常は第
5図で説明した火炎の整流特性により通常は非常
に小さな値であるが、フレームロツド11へのカ
ーボン等の付着により絶縁劣下した時には電流If
−が増加して来る。
を示す。第1図の矢印で示す方向を正方向、逆向
きを負方向として記入されているため、スイツチ
ング回路14に同期して正負切替る。正方向の電
流If+は第4図と同様バーナの燃焼状態に応じて
電流値が変化する。負方向の電流If−は通常は第
5図で説明した火炎の整流特性により通常は非常
に小さな値であるが、フレームロツド11へのカ
ーボン等の付着により絶縁劣下した時には電流If
−が増加して来る。
第2図Eは演算増幅器15の出力lgを示し電流
Ifがスイツチング回路14と同期して電源のl−
からの電圧値に変換されている。電流If+に対応
する電位lgは燃焼状態に応じてlg+′やlg+″に変
化し、この値に応じてコントローラは各種制御を
行なう。また電流If−に対応するlg−はフレーム
ロツドセンサ10の絶縁劣下によりlg−′に上昇
し、負電流検出回路18はこのlg−がld以上のに
なれば絶縁劣下と判断する。また電流If−の値に
応じて電流If+の検出レベルを補正することも可
能となりこの時は高湿度条件でも確実な燃焼検知
ができる。
Ifがスイツチング回路14と同期して電源のl−
からの電圧値に変換されている。電流If+に対応
する電位lgは燃焼状態に応じてlg+′やlg+″に変
化し、この値に応じてコントローラは各種制御を
行なう。また電流If−に対応するlg−はフレーム
ロツドセンサ10の絶縁劣下によりlg−′に上昇
し、負電流検出回路18はこのlg−がld以上のに
なれば絶縁劣下と判断する。また電流If−の値に
応じて電流If+の検出レベルを補正することも可
能となりこの時は高湿度条件でも確実な燃焼検知
ができる。
ここではスイツチング回路14はl+、l−を
等間隔で切替ているが等間隔でなくてもよい。
等間隔で切替ているが等間隔でなくてもよい。
発明の効果
以上説明したように本発明の燃焼検出装置は下
に示すような効果を有する。
に示すような効果を有する。
(1) 燃焼状態の検出は直流電源laを印加した時の
炎電流If+の直流絶対値で検出するために交流
を平滑する従来の構成に比べて負方向電流のロ
スがなく、大きな電流で検出可能となる。従つ
て電流計測回路の設計が容易となり、ノイズに
よる影響も受けにくく誤動作のない正確な検出
が可能となる。
炎電流If+の直流絶対値で検出するために交流
を平滑する従来の構成に比べて負方向電流のロ
スがなく、大きな電流で検出可能となる。従つ
て電流計測回路の設計が容易となり、ノイズに
よる影響も受けにくく誤動作のない正確な検出
が可能となる。
(2) フレームロツドセンサの絶縁劣下は、直流電
源lbを印加した時の炎電流If−により検出する
構成であり、逆方向に電流が流れにくいという
火炎の整流作用を利用して検出するために、フ
レームロツドセンサが完全にシヨートせずにカ
ーボン付着などによる数メグオームの大抵抗に
よる絶縁劣下であつても確実に検出できる。
源lbを印加した時の炎電流If−により検出する
構成であり、逆方向に電流が流れにくいという
火炎の整流作用を利用して検出するために、フ
レームロツドセンサが完全にシヨートせずにカ
ーボン付着などによる数メグオームの大抵抗に
よる絶縁劣下であつても確実に検出できる。
(3) スイツチング回路により正負電圧印加方向を
周期的に切り替え、これと同期して燃焼状態の
検出と絶縁劣下の検出を個々に行う構成である
ために、一方の検出をしているときに他方の影
響を受けにくく誤検出がない。
周期的に切り替え、これと同期して燃焼状態の
検出と絶縁劣下の検出を個々に行う構成である
ために、一方の検出をしているときに他方の影
響を受けにくく誤検出がない。
(4) 同様に各々の検出を周期的に常に行う構成で
あるため、燃焼のどの状態であつても常時監視
されており、安全性を高い燃焼検出装置を提供
する事ができる。
あるため、燃焼のどの状態であつても常時監視
されており、安全性を高い燃焼検出装置を提供
する事ができる。
以上の様に従来技術の直流印加、交流印加方式
の各々の利点を併せ持つた有用な効果が得られる
ものである。
の各々の利点を併せ持つた有用な効果が得られる
ものである。
第1図は本発明燃焼検出装置の一実施例を示す
回路図、第2図C,D,Eはその動作を示す特性
図、第3図は従来例の構成を説明する構成図、第
4図はその特性図、第5図A,Bは他の従来例を
説明する特性図である。 9……直流電源回路、10……フレームロツド
センサ、11……フレームロツド(フレームロツ
ドセンサの電極)、12……バーナ(フレームロ
ツドセンサの電極)、13……炎電流検出抵抗、
14……スイツチング回路、16……電流計測回
路、17……正電流検出回路、18……負電流検
出回路、If……炎イオン電流。
回路図、第2図C,D,Eはその動作を示す特性
図、第3図は従来例の構成を説明する構成図、第
4図はその特性図、第5図A,Bは他の従来例を
説明する特性図である。 9……直流電源回路、10……フレームロツド
センサ、11……フレームロツド(フレームロツ
ドセンサの電極)、12……バーナ(フレームロ
ツドセンサの電極)、13……炎電流検出抵抗、
14……スイツチング回路、16……電流計測回
路、17……正電流検出回路、18……負電流検
出回路、If……炎イオン電流。
Claims (1)
- 1 燃焼火炎に挿入され炎イオン電流により火炎
の燃焼状態を検出する一対のフレームロツドセン
サと、前記フレームロツドセンサの電極間に直流
電圧を印加する直流電源回路と、前記直流電圧の
印加方向を周期的に正負に切替えるスイツチング
回路と、前記フレームロツドセンサと直列に接続
された炎電流検出抵抗と、前記検出抵抗に流れる
電流を計測する電流計測回路を有し、前記電流計
測回路は前記スイツチング回路に同期してフレー
ムロツドセンサに正方向に電圧を印加したときに
流れる正電流により炎の燃焼状態を検出する正電
流検知回路と負方向に電圧を印加したときに流れ
る負電流によりフレームロツドセンサの絶縁劣下
を検出する負電流検知回路とからなる燃焼検出装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60082837A JPS61243217A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 燃焼検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60082837A JPS61243217A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 燃焼検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61243217A JPS61243217A (ja) | 1986-10-29 |
JPH0437331B2 true JPH0437331B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=13785511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60082837A Granted JPS61243217A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 燃焼検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61243217A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63131919A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 火炎検出装置 |
JPS63201421A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 火炎検出装置 |
JPS63201420A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 火炎検出装置 |
NL1024388C2 (nl) * | 2003-09-26 | 2005-03-31 | Betronic Design B V | Vlambewakingssysteem. |
PL2265867T3 (pl) * | 2008-03-07 | 2019-04-30 | Bertelli & Partners Srl | Ulepszony sposób i urządzenie do wykrywania płomienia w palniku działającym na paliwie stałym, płynnym lub gazowym |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS532728A (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-11 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Flame detector |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60082837A patent/JPS61243217A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS532728A (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-11 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Flame detector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61243217A (ja) | 1986-10-29 |
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