JPH0447214B2 - - Google Patents

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JPH0447214B2
JPH0447214B2 JP59093413A JP9341384A JPH0447214B2 JP H0447214 B2 JPH0447214 B2 JP H0447214B2 JP 59093413 A JP59093413 A JP 59093413A JP 9341384 A JP9341384 A JP 9341384A JP H0447214 B2 JPH0447214 B2 JP H0447214B2
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JP
Japan
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flame
oxygen concentration
primary surface
combustion
surface combustion
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Expired - Lifetime
Application number
JP59093413A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60235915A (ja
Inventor
Yoshifumi Morya
Hideki Kaneko
Masahiro Indo
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to JP9341384A priority Critical patent/JPS60235915A/ja
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Publication of JPH0447214B2 publication Critical patent/JPH0447214B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/12Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
    • F23N5/126Systems 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 electrical or electromechanical means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (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、金網、パンチング板、もしくはセラ
ミツクプレートを炎孔群とする全一次表面燃焼バ
ーナの安全装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 近年、家庭用暖房器具として、ガス・石油フア
ンヒータが、その経済性、安全性から多く使われ
てきている。これらフアンヒータは燃焼排気ガス
を室内に解放するために、燃焼排気ガスのクリー
ン性と並んで、燃焼に対する安全性は確実なもの
が要求される。
従来例の1つの温風暖房装置は、クリーン性に
おいては極めて優れた性能を有し、窒素酸化物
(以降、NOXと記す)の発生はほとんどない。ま
た安全性に関しても、酸素濃度センサの搭載によ
り、不完全燃焼状態を生ずる前に、燃焼停止でき
る。しかしながら、酸素濃度センサは、酸素分圧
の変化に対する応答性は優れているが、センサを
被覆保護しているセラミツク等の熱容量が大きい
ため、温度変化に対する応答性は必ずしも良好で
ない。この理由により、酸素濃度センサを、排気
ガス中の酸素濃度検出ばかりでなく、炎孔上の火
炎の有無、すなわち着火失火検出にも並用するこ
とは、生ガスの室内への流出を多くすることにな
り、安全衛生上好ましくない。一方、火炎検知素
子として広く利用されているフレームロツドや熱
電対は、着火・失火の検出が、酸素濃度センサに
比較して速い。しかし、全一次表面燃焼に対し、
火炎中のイオン密度・火炎温度を検出することに
より、間接的に室内・雰囲気中の酸素濃度を推定
することは、以下の理由により難しい。当量比φ
に対するイオン密度・火炎温度の特性は当量比φ
の1付近において、値がピークを示す上に凸の特
性であるため、ピーク値を除き、あるイオン密度
もしくは火炎温度に対し、2つの当量比が存在す
ることになる。この事実は、雰囲気中の酸素濃度
についても同様なことが言える。通常、全一次燃
焼では、室内酸素濃度が18%付近の時、当量比が
1.0になるように設定するため、上述した、当量
比とイオン密度、もしくは火炎温度の関係が、室
内酸素濃度とイオン密度等にも成立する。すなわ
ち、18%を境にして、あるイオン密度に対し、2
つの酸素濃度が存在することになり、イオン密度
等により、室内酸素濃度を推定するには、繁雑な
制御ソフトが必要となる。以上をまとめると、全
一次表面燃焼装置では、酸素濃度センサ、あるい
は火炎検知素子を単独で用いる場合には、燃焼に
対する安全性を確実に行なうことが難しい。
発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消できるもの
で、全一次表面燃焼を行なう燃焼装置の燃焼に対
する安全性を、より確実なものにする。
発明の構成 この目的を達成するために、本発明は一端部に
燃料及び一次空気供給用の一次空気口を有し、他
端部を閉塞した混合管、およびこの混合管の上部
に設け、金網パンチング板もしくは小孔を有する
セラミツクプレートにより炎孔群をバーナの長手
方向に沿い構成する全一次表面燃焼バーナと、こ
の全一次表面燃焼バーナにおける混合管の他端部
側に位置し、かつ火炎温度の最も高い炎孔の直上
に設けられたフレームロツドと、前記全一次表面
燃焼バーナにおける混合管の一端部側に位置し、
かつ火炎温度の最も低い炎孔の直上に設けられた
酸素濃度センサと、前記フレームロツドおよび酸
素濃度センサの出力信号を比較する比較回路と、
前記比較回路の出力信号が入力される燃料供給用
の電磁弁と、前記電磁弁を駆動する駆動回路とか
らなるものである。
この構成によれば、炎孔群上の火災の有無は、
次の過程により迅速に判定できる。一般に炎孔上
方に設けられたフレームロツドは、火炎の有無に
応じた出力信号を比較回路部に送信し、比較回路
部は、この入力された信号を基準信号と比較した
のち、火炎の有無、すなわち着火・失火を判定
し、電磁弁を駆動する駆動回路に、電磁弁の保
持・閉止の信号を送らせる。従来全一次表面燃焼
を行なう燃焼装置におけるフレームロツドからの
出力信号は、燃焼量を絞つた状態では、微弱とな
り、比較回路上でほとんど検出できなかつた。本
構成では、全一次表面燃焼バーナの火炎温度を利
用し、フレームロツドを全一次表面燃焼バーナの
混合管の他端部側における火炎温度の最も高い炎
孔の上方に設けているので、フレームロツドのイ
オン密度・火炎温度は、最も高くなり、フレーム
ロツドからの出力信号は、燃焼量を絞つた状態で
も充分に、比較回路部において処理できる値を示
す。
次に、酸欠や一次空気口の目づまり等による一
次空気不足に伴う不完全燃焼の検出について述べ
る。
酸素濃度センサは、燃焼排気ガス中の酸素濃度
に対応した出力信号を比較回路部に送信し、比較
回路部はこの入力された信号を基準信号と比較し
たのち、駆動回路に電磁弁の保持・閉止の信号を
送り、燃焼状態を監視できる。しかも酸素濃度セ
ンサの設置されているバーナへの位置は炎温度が
炎孔群上、最も低いため耐熱性および耐久性が向
上する。フレームロツドと酸素濃度センサの並用
により、着火・失火・不完全燃焼の検知が瞬時に
でも、どちらもお互いを補い得るので、二重安全
にもつながる。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、第1図、第
2図を用いて説明する。図において全一次表面燃
焼バーナ1は、半円筒状の金網の炎孔群2と、円
筒状の混合管3、一次空気口4と、空気口4に対
向するノズル5とから構成されている。前記混合
管3の一次空気口側と反対側で全一次表面燃焼バ
ーナの混合気流速の最も速い、もしくは混合気中
の一次空気量が最も少ない処で、いわゆる炎孔群
の中で最も火炎温度の高い全一次表面燃焼バーナ
1の先端部の炎孔群2上方にフレームロツド6を
配設している。また、空気量が最も多い全一次表
面燃焼バーナ1の前記混合管3の一次空気口側
で、全一次表面燃焼バーナの混合気流速の最も遅
い、もしくは混合気中の一次空気量の多い処で、
いわゆる炎孔群の中で最も火炎温度の低い他端の
炎孔群2上方に酸素温度センサ7を設けている。
フレームロツド6、酸素温度センサ7の端子は、
比較回路8と接続され、駆動回路9、電磁弁10
へと続く。
上記構成によれば、ノズル5から噴出した燃料
は、一次空気口4から流入する空気と、混合管3
内で混合し、混合気を形成する。混合気は、全一
次表面燃焼バーナ1の先端部の混合管3壁に衝突
した後、混合管3内に拡散し、炎孔群2から噴出
するため、前記全一次表面燃焼バーナ1の先端部
の炎孔群から噴出する混合気は、他の炎孔群から
噴出する混合気に比較し、流量、すなわち燃焼量
が大きく、一次空気比は低めとなる。この結果、
表面燃焼バーナの先端に形成される火炎が安定す
るのは、他の炎孔群に形成される火炎に比べ、極
めて速く、火炎温度が最も高くなり、フレームロ
ツド6による着火検出は瞬時に行なえる。前述の
説明で明らかなように、フレームロツド6近傍の
炎孔群の炎孔負荷が、他の炎孔群に比較して高い
状態にあるので、イオン密度も高く、燃焼量を1/
2〜1/3におとしても、着火検出は充分に行なうこ
とができる。何らかの原因で、失火するか、着火
していたとして火炎が不安定である場合、その情
報は、フレームロツド6、酸素濃度センサ7から
比較回路8に送られ、安定燃焼時の設定値と比較
され、もし設定値を満足しないならば、駆動回路
9に電磁弁10を閉止させることになる。酸欠、
一次空気不足の条件下では、酸素濃度センサ7が
主として、その情報を迅速に、比較回路8へ送信
することにより、燃焼に対する安全性は確保され
る。
発明の効果 以上のように本発明の燃焼安全装置によれば次
のような作用効果を期待できる。
(1) フレームロツドは、全一次表面燃焼バーナの
炎孔群の中で、火炎温度の最も高い炎孔の直上
に設けているから、過渡応答特性に優れ、着
火・失火の検出を迅速に行なえる。また同じ理
由により、燃焼量を絞つても、着火・失火の検
出を誤動作なく判定できる。
(2) 酸素濃度センサは、フレームロツドとは反対
側における全一次表面燃焼バーナの炎孔群の中
で、火炎温度の最も低い炎孔の直上に設けてい
るから、酸素濃度センサ周囲の火炎濃度は、他
の炎孔上の火炎に比べ低くなるため、耐熱性に
優れたセンサーを使用することなく、耐久性を
向上させることができる。
(3) フレームロツドと酸素濃度センサを、各々最
適な位置に配置しているので、表面燃焼バーナ
で難しかつた迅速な着火・失火と、酸素濃度の
固定を両立することができ、安全性を一段と高
めた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の燃焼安全装置の平
面図、第2図は同正面図である。 1……表面燃焼バーナ、2……炎孔群、6……
火炎検知素子、7……酸素濃度センサ、8……比
較回路部、9……駆動回路、10……電磁弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一端部に燃料及び一次空気供給用の一次空気
    口を有し、他端部を閉塞した混合管、およびこの
    混合管の上部に設け、金網、パンチング板もしく
    は小孔を有するセラミツクプレートにより炎孔群
    をバーナの長手方向に沿い構成する全一次表面燃
    焼バーナと、この全一次表面燃焼バーナにおける
    混合管の他端部側に位置し、かつ火炎温度の最も
    高い炎孔の直上に設けられたフレームロツドと、
    前記全一次表面燃焼バーナにおける混合管の一端
    部側に位置し、かつ火炎温度の最も低い炎孔の直
    上に設けられた酸素濃度センサと、前記フレーム
    ロツドおよび酸素濃度センサの出力信号を比較す
    る比較回路と、前記比較回路の出力信号が入力さ
    れる燃料供給用の電磁弁と、前記電磁弁を駆動す
    る駆動回路とからなる燃焼安全装置。
JP9341384A 1984-05-10 1984-05-10 燃焼安全装置 Granted JPS60235915A (ja)

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DE10001251B4 (de) * 2000-01-14 2005-01-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Gasbrenners

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JPS57187527A (en) * 1981-05-13 1982-11-18 Toshiba Corp Gas stove

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JPS57187527A (en) * 1981-05-13 1982-11-18 Toshiba Corp Gas stove

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