JPH10103660A - Method and equipment for controlling combustion of burner by oxygen sensor - Google Patents

Method and equipment for controlling combustion of burner by oxygen sensor

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JPH10103660A
JPH10103660A JP8255118A JP25511896A JPH10103660A JP H10103660 A JPH10103660 A JP H10103660A JP 8255118 A JP8255118 A JP 8255118A JP 25511896 A JP25511896 A JP 25511896A JP H10103660 A JPH10103660 A JP H10103660A
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Japan
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oxygen sensor
voltage
unburned
applied voltage
air ratio
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JP8255118A
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Japanese (ja)
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Yukio Fukuda
幸生 福田
Tomohiko Nishiyama
智彦 西山
Kazuhisa Mitani
和久 三谷
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable control of an air ratio and detection of the concentration of an unburned component in exhaust by a single oxygen sensor, by checking the concentration of the unburned component in the exhaust of combustion of a burner on the basis of an output current of the oxygen sensor having a solid electrolyte, in a state wherein a voltage for detecting an unburned state is applied on the oxygen sensor. SOLUTION: When a voltage is applied on a solid electrolyte 21 and a current is made to flow forcedly under the condition of a temperature of a prescribed value (e.g. 650 deg.C) or above in a lean area of fuel gas, migration of O<2-> ions from a cathode to the anode side through the solid electrolyte 21 occurs and a current value is detected by a current detector 3. An applied voltage switchover means 2 switches an applied voltage of an oxygen sensor 20 having the solid electrolyte 21 between a voltage for controlling an air ratio and a voltage for detecting an unburned state in the vicinity of 0V. In the state wherein the applied voltage is the voltage for detecting the unburned state, the concentration of an unburned component in exhaust is checked on the basis of the amplitude of a minus output current of the oxygen sensor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酸素センサによる
バーナの燃焼制御方法とその装置に関する。
The present invention relates to a burner combustion control method and apparatus using an oxygen sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】本出願人は、特願平8−127158号
にて、バーナの燃焼制御を酸素センサを用いて行う方
法、装置を提案した。そこでは、排気に接触する部位に
ジルコニア固体電解質を有する酸素センサ(たとえば、
車載用酸素センサ)を設置し、酸素センサの出力電流値
によって排気中の酸素濃度を検出し、所定の酸素濃度に
なるように空気比を制御した。
2. Description of the Related Art The applicant of the present invention has proposed a method and an apparatus for controlling combustion of a burner using an oxygen sensor in Japanese Patent Application No. 8-127158. There, an oxygen sensor having a zirconia solid electrolyte at the site that contacts the exhaust (for example,
An in-vehicle oxygen sensor) was installed, the oxygen concentration in the exhaust gas was detected based on the output current value of the oxygen sensor, and the air ratio was controlled so as to reach a predetermined oxygen concentration.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の酸素セ
ンサを用いた燃焼制御方法、装置には解決すべきつぎの
問題がある。すなわち、酸素センサの従来の使用の仕方
では、酸素センサは排気中の酸素濃度だけを検出し、排
気中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)などの未
燃成分の濃度を検出することはできない。そのため、酸
素センサを用いて排気中の酸素濃度が所定値になるよう
に空気比制御が行われていても、排気中には許容量以上
に未燃成分が含まれているかもしれない。未燃成分の排
出を防止するには、酸素センサの他に排気中の未燃成分
の濃度を検出するシステムを設けなければならず、それ
だけの設備費が必要になる。本発明の目的は、単一の酸
素センサを用いて空気比制御と排気中の未燃成分濃度の
検出とを行うことができるバーナの燃焼制御方法とその
装置を提供することにある。
However, the conventional combustion control method and apparatus using an oxygen sensor have the following problems to be solved. That is, in the conventional usage of the oxygen sensor, the oxygen sensor detects only the oxygen concentration in the exhaust gas and detects the concentration of unburned components such as carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) in the exhaust gas. It is not possible. Therefore, even if the air ratio control is performed using the oxygen sensor so that the oxygen concentration in the exhaust gas becomes a predetermined value, the exhaust gas may contain unburned components in excess of the allowable amount. In order to prevent the emission of unburned components, a system for detecting the concentration of unburned components in the exhaust gas must be provided in addition to the oxygen sensor, and such equipment costs are required. An object of the present invention is to provide a burner combustion control method and apparatus capable of performing air ratio control and detecting unburned component concentration in exhaust gas using a single oxygen sensor.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) 固体電解質を有する酸素センサの印加電圧を0
V付近の未燃検出用電圧にした状態で、酸素センサの出
力電流に基づきバーナ燃焼の排気中の未燃成分濃度をチ
ェックする工程を有する酸素センサによるバーナの燃焼
制御方法。 (2) 固体電解質を有する酸素センサの印加電圧を空
気比制御用電圧と0V付近の未燃検出用電圧との間に切
替える工程と、印加電圧が空気比制御用電圧に切替えら
れている間は空気比制御を行い、印加電圧が未燃検出用
電圧に切替えられている間は未燃成分濃度をチェックす
る工程と、を有する酸素センサによるバーナの燃焼制御
方法。 (3) 酸素センサに燃焼反応による有機物が付着し出
力電流値が初期値から変化した場合には、クリーン状態
で酸素センサのヒータに通電して付着有機物を焼く
(1)または(2)記載の酸素センサによるバーナの燃
焼制御方法。 (4) 固体電解質を有する酸素センサと、酸素センサ
の印加電圧を空気比制御用電圧と0V付近の未燃検出用
電圧との間に切替える印加電圧切替手段と、印加電圧が
未燃検出用電圧にある状態で酸素センサのマイナスの出
力電流の大きさに基づいて排気中の未燃成分濃度をチェ
ックする未燃成分濃度チェック手段と、を有する酸素セ
ンサによるバーナの燃焼制御装置。 (5) 固体電解質を有する酸素センサと、酸素センサ
の印加電圧を空気比制御用電圧と0V付近の未燃検出用
電圧との間に切替える印加電圧切替手段と、印加電圧が
未燃検出用電圧にある時に酸素センサの負の出力電流の
大きさに基づいて排気中の未燃成分濃度をチェックする
未燃成分濃度チェック手段と、印加電圧が空気比制御用
電圧にある時に空気比制御を実行する空気比制御手段
と、を有する酸素センサによるバーナの燃焼制御装置。 (6) 酸素センサ出力に異常が生じているか否かを判
定し、異常が生じていれば酸素センサ再生を実行する酸
素センサ再生実行手段を有する(4)または(5)記載
のバーナの燃焼制御装置。
The present invention to achieve the above object is as follows. (1) The applied voltage of the oxygen sensor having the solid electrolyte is set to 0
A burner combustion control method using an oxygen sensor, comprising the step of checking the concentration of unburned components in exhaust gas from burner combustion based on the output current of the oxygen sensor when the unburned detection voltage is near V. (2) The step of switching the applied voltage of the oxygen sensor having the solid electrolyte between the air ratio control voltage and the unburned detection voltage near 0 V, and the period during which the applied voltage is switched to the air ratio control voltage Performing an air ratio control and checking the unburned component concentration while the applied voltage is switched to the unburned detection voltage. (3) When the organic substance due to the combustion reaction adheres to the oxygen sensor and the output current value changes from the initial value, the heater of the oxygen sensor is energized in a clean state to burn the adhered organic substance (1) or (2). A burner combustion control method using an oxygen sensor. (4) An oxygen sensor having a solid electrolyte, an applied voltage switching means for switching an applied voltage of the oxygen sensor between an air ratio control voltage and an unburned detection voltage near 0 V, and an applied voltage being an unburned detection voltage And an unburned component concentration check means for checking the unburned component concentration in the exhaust gas based on the magnitude of the negative output current of the oxygen sensor in the state described above. (5) An oxygen sensor having a solid electrolyte, an applied voltage switching means for switching an applied voltage of the oxygen sensor between an air ratio control voltage and an unburned detection voltage near 0 V, and an applied voltage being an unburned detection voltage The unburned component concentration check means for checking the unburned component concentration in the exhaust gas based on the magnitude of the negative output current of the oxygen sensor when the air pressure is in the range, and the air ratio control is executed when the applied voltage is at the air ratio control voltage And a combustion control device for a burner using an oxygen sensor. (6) The burner combustion control according to (4) or (5), further comprising an oxygen sensor regeneration executing means for judging whether or not an abnormality has occurred in the oxygen sensor output, and executing the oxygen sensor regeneration if the abnormality has occurred. apparatus.

【0005】従来の酸素センサを用いた空気比制御で
は、ジルコニア固体電解質をもつ酸素センサには必ず所
定の印加電圧がかけられる。しかし、本発明者等は、酸
素センサの印加電圧を0V付近にすると酸素センサの出
力電流が排気中の未燃成分の量に応じて変化することを
発見した。本発明は、この現象を利用して排気中の未燃
成分量を検出し、バーナの燃焼を制御する方法、装置を
提案するものである。上記(1)の方法および上記
(4)の装置では、空気比制御に用いるのと同じ酸素セ
ンサを用いて、印加電圧を0V付近にして酸素センサの
出力電流に基づいて排気中の未燃成分量の多少を検出
し、排気中の未燃成分をチェックする。したがって、特
別な未燃成分センサは不要である。上記(2)の方法お
よび上記(5)の装置では、酸素センサによる空気比制
御を行う場合、所定の時間間隔毎に酸素センサの印加電
圧を0V付近に切替え、未燃成分をチェックする。した
がって、1つの酸素センサを用いて、空気比制御と未燃
成分チェックとを行うことができる。上記(3)の方法
および上記(6)の装置では、使用中に未燃成分が酸素
センサに付着して誤検出や性能低下が生じることを防止
するために、酸素センサがもつヒータを利用して付着し
ている未燃成分を焼いてしまい、酸素センサを再生す
る。これにより長期にわたってバーナ燃焼の制御の信頼
性を維持することができる。
In the air ratio control using a conventional oxygen sensor, a predetermined applied voltage is always applied to the oxygen sensor having a zirconia solid electrolyte. However, the present inventors have found that when the applied voltage of the oxygen sensor is set to around 0 V, the output current of the oxygen sensor changes according to the amount of unburned components in the exhaust gas. The present invention proposes a method and an apparatus for detecting the amount of unburned components in exhaust gas by using this phenomenon to control burner combustion. In the method of (1) and the apparatus of (4), the same oxygen sensor used for air ratio control is used, the applied voltage is set to around 0 V, and the unburned components in the exhaust gas based on the output current of the oxygen sensor. Detect the amount of fuel and check for unburned components in exhaust gas. Therefore, no special unburned component sensor is required. In the method (2) and the device (5), when the air ratio control is performed by the oxygen sensor, the applied voltage of the oxygen sensor is switched to around 0 V at predetermined time intervals, and the unburned component is checked. Therefore, the air ratio control and the unburned component check can be performed using one oxygen sensor. In the method of (3) and the apparatus of (6), the heater of the oxygen sensor is used in order to prevent unburned components from adhering to the oxygen sensor during use and causing erroneous detection and performance degradation. The unburned components adhering are burned, and the oxygen sensor is regenerated. This makes it possible to maintain the reliability of burner combustion control over a long period of time.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】まず、空気比制御用電圧の印加電
圧下での酸素濃度検出原理と、0V付近の未燃検出用電
圧下での未燃成分検出原理とを、以下に説明する。ま
ず、空気比制御用電圧の印加電圧下での酸素濃度検出原
理を、図1〜図3を参照して説明する。燃料ガスリーン
領域で、ある一定値(たとえば、650℃)以上の温度
条件下で、ジルコニア固体電解質21に電圧を印加し強
制的に電流を流すと、図1の上半分のリーン領域に示す
ように、固体電解質21を通して陰極から陽極側にO2-
イオンの移動が起こる(図1中、iはO2-イオンの移動
による電流を示す)。このO2-イオンの移動は(図4の
電流検出器3によって)電流値として検出され、印加電
圧の増加にともなって直線的に増加する。しかし、陰極
側に拡散層24を設けて酸素分子の拡散を律速すると、
印加電圧を増加させても、出力電流値が一定値で飽和す
る特性を示す(図3の左側半分を参照)。そして出力電
圧が飽和する領域において、印加電圧一定(V0 、たと
えば0.7V)の場合、酸素濃度と飽和出力電流値はほ
ぼリニアの関係にある(図3の右側半分を参照)。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of detecting the oxygen concentration under the applied voltage of the air ratio control voltage and the principle of detecting the unburned components under the unburned detection voltage near 0 V will be described below. First, the principle of detecting the oxygen concentration under the applied voltage of the air ratio control voltage will be described with reference to FIGS. In the fuel gas lean region, when a voltage is applied to the zirconia solid electrolyte 21 and a current is forced to flow under a temperature condition of a certain fixed value (for example, 650 ° C.) or more, as shown in the upper half lean region of FIG. , O 2− from the cathode to the anode side through the solid electrolyte 21.
Ion transfer occurs (in FIG. 1, i indicates the current due to the transfer of O 2− ions). This movement of O 2− ions is detected as a current value (by the current detector 3 in FIG. 4), and increases linearly with an increase in the applied voltage. However, when the diffusion layer 24 is provided on the cathode side to control the diffusion of oxygen molecules,
Even when the applied voltage is increased, the output current value saturates at a constant value (see the left half of FIG. 3). In a region where the output voltage is saturated, when the applied voltage is constant (V 0 , for example, 0.7 V), the oxygen concentration and the saturated output current value have a substantially linear relationship (see the right half of FIG. 3).

【0007】したがって、一定の印加電圧をかけた場合
に、酸素センサが出力する電流値を所定の電流値に制御
すれば(電流値が所定値より大のときはエアの供給を絞
り、電流値が所定値より小のときはエアの供給を増やす
ことにより)排気中の酸素濃度を目標値に制御できる。
この酸素センサの特性を利用して空気比制御を行うこと
ができる。ただし、空気比制御の場合は一定の印加電圧
を酸素センサにかけて出力電流が飽和した領域を用いる
ことが必要である。
Therefore, when a constant applied voltage is applied, if the current value output from the oxygen sensor is controlled to a predetermined current value (when the current value is larger than the predetermined value, the air supply is throttled, and Is smaller than a predetermined value (by increasing the supply of air), the oxygen concentration in the exhaust gas can be controlled to the target value.
The air ratio control can be performed using the characteristics of the oxygen sensor. However, in the case of air ratio control, it is necessary to apply a constant applied voltage to the oxygen sensor and use a region where the output current is saturated.

【0008】つぎに未燃成分検出原理を説明する。燃料
ガスリッチ領域では、図1の下半分のリッチ領域に示す
ように、排気ガス中には酸素分子はなく、排気ガス中に
は未燃成分であるHC、H2 、CO等が含まれている。
燃料ガスリーン領域の場合と同じ条件でテストすると、
固体電解質21を通して陽極から陰極側にO2 イオンの
移動が起こり、起電力V1 が生じる。このO2 イオンの
移動は燃料ガスリーンの場合と逆向きに生じるので、V
1 >Vの時、電流iの向きも逆になり、図2の印加電圧
V−電流iの特性で、図2のiが負の領域に示したよう
な特性(空燃比A/Fが14、12に対応)となって表
れる。
Next, the principle of detecting unburned components will be described. In the fuel gas rich region, as shown in the lower half rich region of FIG. 1, there is no oxygen molecule in the exhaust gas, and HC, H 2 , CO, etc., which are unburned components, are contained in the exhaust gas. .
When tested under the same conditions as in the fuel gas lean area,
O 2 ions move from the anode to the cathode through the solid electrolyte 21 to generate an electromotive force V 1 . This movement of O 2 ions occurs in the opposite direction to the case of fuel gas lean,
When 1 > V, the direction of the current i is also reversed. In the characteristic of the applied voltage V-current i in FIG. 2, the characteristic shown in the negative region of FIG. 2 (i.e., when the air-fuel ratio A / F is 14 , 12).

【0009】バーナ燃焼の場合は、上記の燃料ガスリー
ンの状態および燃料ガスリッチの状態と異なる。バーナ
燃焼は空気比(完全燃焼するときを空気比1とする)を
1より大にして行うので、バーナ燃焼の排気ガス中に
は、O2 とHC、H2 、CO等が含まれており、図1の
下半分の場合にさらにO2 が含まれた状態にある。この
場合、燃料ガスリーン領域の場合と同じ条件でテストす
ると、図2において、V−i特性が若干下がった特性
(一点鎖線の特性)となって表れることが発明者により
認められた。この下がり分δが未燃成分の効果である。
δは、未燃成分の量が多い程大となる。しかし、この一
点鎖線の特性においては、印加電圧(0.7V)が一定
の領域において、V−i特性の下がり分δが空燃比A/
Fが低下したために生じたものか、排気ガス中にHC、
2 、COが含まれているために生じたものかを判別す
ることができない。したがって、従来の印加電圧一定で
のV−i特性を未燃分の検出、制御に使用することがで
きないことになる。
In the case of burner combustion, it differs from the above-described fuel gas lean state and fuel gas rich state. Since the burner combustion is performed with the air ratio (the air ratio is 1 when complete combustion is performed) greater than 1, the exhaust gas of the burner combustion contains O 2 , HC, H 2 , CO, etc. , The lower half of FIG. 1 contains O 2 . In this case, it was recognized by the inventor that when the test was performed under the same conditions as in the case of the fuel gas lean region, in FIG. 2, the Vi characteristics were slightly reduced (characteristics indicated by alternate long and short dash lines). This decrease δ is the effect of the unburned component.
δ increases as the amount of unburned components increases. However, in the characteristics indicated by the one-dot chain line, in the region where the applied voltage (0.7 V) is constant, the decrease δ in the Vi characteristics is equal to the air-fuel ratio A /.
It is caused by the decrease of F or HC in exhaust gas.
It is not possible to determine whether it is caused by the inclusion of H 2 and CO. Therefore, the conventional Vi characteristic at a constant applied voltage cannot be used for detection and control of unburned components.

【0010】しかし、印加電圧を0(印加電圧を0にす
るということは印加電圧を切ることに等しい)または0
付近にすると、そのV−i特性は排気ガス中のHC、H
2 、COなどの未燃成分量の検出に使用することができ
ることが発明者により発見された。その理由は次の通り
である。図2において、排気中にO2 が存在する領域
(ほぼ、電流iが正の領域に等しい)において、空燃比
A/Fが変化しても、V−i特性線は常に0点(原点)
を通り、0V付近でV−i特性線が1本の線になる。こ
れは、印加電圧Vが0か0V付近では、V−i特性が空
燃比の影響を受けない、すなわち排気中にO2 が含まれ
ている、いないの影響を受けないことを意味する。さら
に、印加電圧が0V付近では、未燃成分によるV−i特
性の低下、および低下分δが未燃成分の量との相関関係
は残っていることも認められた。したがって、印加電圧
を0か0V付近にして、出力電流値を測定すれば、空燃
比、したがって空気比の影響を受けることなく、排気中
の未燃成分の量の概略値を検出することができる。本発
明は、この発見に基づいてなされたものである。
However, if the applied voltage is set to 0 (making the applied voltage 0) is equivalent to turning off the applied voltage or 0
When it is near, the Vi characteristic is determined by the HC and H in the exhaust gas.
2. It has been discovered by the inventors that it can be used to detect the amount of unburned components such as CO. The reason is as follows. In FIG. 2, in the region where O 2 is present in the exhaust gas (almost equal to the region where the current i is positive), the Vi characteristic line is always at point 0 (origin) even if the air-fuel ratio A / F changes.
And the Vi characteristic line becomes one line near 0V. This means that when the applied voltage V is 0 or around 0 V, the Vi characteristics are not affected by the air-fuel ratio, that is, are not affected by whether or not the exhaust gas contains O 2 . Furthermore, it was also recognized that when the applied voltage was around 0 V, the Vi characteristics decreased due to the unburned components, and that the decrease δ still had a correlation with the amount of the unburned components. Therefore, if the applied voltage is set to around 0 or 0 V and the output current value is measured, the approximate value of the amount of unburned components in the exhaust gas can be detected without being affected by the air-fuel ratio, and thus the air ratio. . The present invention has been made based on this finding.

【0011】つぎに、本発明実施例のバーナの燃焼制御
方法、装置を図4〜図7を参照して説明する。本発明実
施例の酸素センサの素子自体は車載用のリーンミクスチ
ャセンサと同じ構造であるが、それにかける印加電圧が
切替可能になっていて同じ1つの酸素センサを空気比制
御と未燃成分検出に利用できるようにしてあること、そ
の切替を制御する制御ボックスが設けられていること、
さらにセンサの劣化からの再生が可能としてあること、
などの点において車載用のリーンミクスチャセンサを用
いた空燃比制御システムと異なる。
Next, a method and an apparatus for controlling the combustion of a burner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The element itself of the oxygen sensor according to the embodiment of the present invention has the same structure as that of the on-vehicle lean mixture sensor, but the applied voltage applied thereto can be switched, and the same one oxygen sensor is used for air ratio control and unburned component detection. That it can be used, that there is a control box to control its switching,
In addition, regeneration from sensor deterioration is possible,
This is different from the air-fuel ratio control system using the in-vehicle lean mixture sensor in such points.

【0012】本発明実施例のバーナの燃焼制御装置は、
図4に示すように、固体電解質21を有する酸素センサ
20と、酸素センサ20の印加電圧を空気比制御用電圧
と0V付近の未燃検出用電圧との間に切替える印加電圧
切替手段2と、印加電圧が未燃検出用電圧にある状態で
酸素センサのマイナスの出力電流の大きさに基づいて排
気中の未燃成分濃度をチェックする未燃成分濃度チェッ
ク手段(制御ボックス18に格納された図5の制御ルー
チンのステップ102に対応する手段)と、を有する。
本発明実施例のバーナの燃焼制御装置は、さらに、印加
電圧が空気比制御用電圧にある時に空気比制御を実行す
る空気比制御手段(制御ボックス18に格納された図5
の制御ルーチンのステップ103に対応する手段)を有
する。によるバーナの燃焼制御装置。本発明実施例のバ
ーナの燃焼制御装置は、さらに、酸素センサ出力に異常
が生じているか否かを判定し、異常が生じていれば酸素
センサ再生を実行する酸素センサ再生実行手段(制御ボ
ックス18に格納された図6の制御ルーチンに対応する
手段)を有する。
The burner combustion control device according to the embodiment of the present invention
As shown in FIG. 4, an oxygen sensor 20 having a solid electrolyte 21, an applied voltage switching means 2 for switching an applied voltage of the oxygen sensor 20 between an air ratio control voltage and an unburned detection voltage near 0 V, Unburned component concentration check means (FIG. 1 stored in the control box 18) for checking the unburned component concentration in the exhaust gas based on the magnitude of the negative output current of the oxygen sensor when the applied voltage is at the unburned detection voltage. 5 corresponding to step 102 of the control routine).
The burner combustion control device according to the embodiment of the present invention further includes an air ratio control unit (FIG. 5 stored in the control box 18) that executes the air ratio control when the applied voltage is at the air ratio control voltage.
(Means corresponding to step 103 of the control routine). Burner combustion control device. The burner combustion control device according to the embodiment of the present invention further determines whether or not an abnormality has occurred in the output of the oxygen sensor. If an abnormality has occurred, the oxygen sensor regeneration execution means (the control box 18) executes the oxygen sensor regeneration. Corresponding to the control routine of FIG.

【0013】図4に示すように、酸素センサ20は、試
験管型に成形したジルコニア固体電解質21と、固体電
解質21の内外表面に設けた白金電極22、23と、外
側電極23の外表面に施されたセラミックコーティング
からなる拡散律速層24と、素子(21、22、23、
24から構成される部分)温度を約650℃以上に保つ
ヒータ(たとえば、セラミックヒータ)25と、素子の
外側に設けられた保護カバー26と、を有する。符号2
7はヒータリード線を示している。
As shown in FIG. 4, the oxygen sensor 20 includes a zirconia solid electrolyte 21 formed in a test tube shape, platinum electrodes 22 and 23 provided on the inner and outer surfaces of the solid electrolyte 21, and an outer surface of the outer electrode 23. A diffusion-controlling layer 24 made of a ceramic coating and a device (21, 22, 23,
The heater includes a heater (for example, a ceramic heater) 25 for maintaining the temperature at about 650 ° C. or higher, and a protective cover 26 provided outside the element. Sign 2
Reference numeral 7 denotes a heater lead wire.

【0014】内側電極22、外側電極23はそれぞれリ
ード線28、29により、印加電圧電源1に接続されて
いる。印加電圧電源1は、印加電圧切替手段としての印
加電圧切替器2により、空気比制御用電圧(たとえば、
0.6〜0.7V)と0V付近の未燃検出用電圧(0V
である場合、すなわち電源をもたない回路に切替えた場
合を含む)との間に切替えられる。この切替は、制御ボ
ックス18からの指令信号によって実行される(あるい
は、マニュアルにて行ってもよい)。内側電極22、外
側電極23と印加電圧電源1を接続する回路には、印加
電圧電源1と直列に、酸素センサ20の出力電流を検出
しそれを制御ボックス18に出力する酸素センサ出力電
流電流検出器3が設けられている。
The inner electrode 22 and the outer electrode 23 are connected to the applied voltage power supply 1 by lead wires 28 and 29, respectively. The applied voltage power supply 1 is supplied with an air ratio control voltage (for example,
0.6-0.7V) and an unburned detection voltage (0V) around 0V.
, That is, including a case where the circuit is switched to a circuit having no power supply). This switching is performed by a command signal from the control box 18 (or may be performed manually). A circuit connecting the inner electrode 22 and the outer electrode 23 to the applied voltage power supply 1 includes an oxygen sensor output current detection circuit for detecting the output current of the oxygen sensor 20 and outputting it to the control box 18 in series with the applied voltage power supply 1. A vessel 3 is provided.

【0015】制御ボックス18には、図5の制御ルーチ
ン、図6の制御ルーチンが格納されている。バーナ燃焼
が実行され始めると、図5の制御ルーチンに、所定時間
間隔ごとに割り込まれる。ステップ101においてタイ
マがオンか否かが判定される。このタイマはオンを時間
1 、オフを時間T2 とするサイクルを繰り返すタイマ
からなる。ステップ101でタイマがオンと判定される
と、ステップ102に進み、酸素センサ20の印加電圧
を0V付近(0Vを含む)にして未燃成分のチェックを
実行し、ステップ101でタイマがオフと判定される
と、ステップ103に進み、酸素センサ20の印加電圧
をオン(たとえば、0.7V)にして空気比制御を実行
する。ステップ102、103からエンドへと進む。こ
の制御ルーチンにより、酸素センサによる空気比制御と
酸素センサによる未燃成分チェックからなるサイクルが
繰り返される。
The control box 18 stores a control routine shown in FIG. 5 and a control routine shown in FIG. When the burner combustion is started, the control routine of FIG. 5 is interrupted at predetermined time intervals. In step 101, it is determined whether the timer is on. This timer consists of a timer that repeats a cycle with ON being time T 1 and OFF being time T 2 . If it is determined in step 101 that the timer is on, the process proceeds to step 102 in which the applied voltage of the oxygen sensor 20 is set to around 0 V (including 0 V) to check for unburned components, and in step 101 it is determined that the timer is off. Then, the routine proceeds to step 103, where the applied voltage of the oxygen sensor 20 is turned on (for example, 0.7 V) to execute the air ratio control. The process proceeds from steps 102 and 103 to the end. According to this control routine, a cycle consisting of the air ratio control by the oxygen sensor and the unburned component check by the oxygen sensor is repeated.

【0016】バーナ燃焼が実行され始めると、図6の制
御ルーチンに、所定時間間隔ごとに割り込まれる。ステ
ップ201において時間カウンタがチェック時が到来し
たか否を判定し、チェック時が到来していなければその
ままエンドに進み、チェック時が到来していると判定す
るとステップ202に進む。ステップ202では、酸素
センサの出力電流値に異常がないか否かを判定する。た
とえば、燃料ガスをカットしてエアのみを流すと排気ガ
ス中の酸素濃度は21%となるが、酸素センサが正しく
酸素濃度は21%に対応する基準電流を出力するか否を
チェックし、出力電流が基準電流から所定幅異常ずれる
と異常発生と判定する。異常がなければそのままエンド
に進み、異常ありと判定されると、ステップ203に進
む。異常は、たとえば、有機物が酸素センサ表面に付着
して、熱分解し出力電流値を下げることなどにより発生
する。
When the burner combustion starts, the control routine of FIG. 6 is interrupted at predetermined time intervals. In step 201, the time counter determines whether or not the check time has arrived. If the check time has not arrived, the process proceeds to the end. If it is determined that the check time has arrived, the process proceeds to step 202. In step 202, it is determined whether there is any abnormality in the output current value of the oxygen sensor. For example, the oxygen concentration in the exhaust gas becomes 21% when the fuel gas is cut off and only the air flows, but the oxygen sensor checks whether the oxygen concentration correctly outputs the reference current corresponding to the oxygen concentration of 21%, and outputs. If the current deviates from the reference current by a predetermined width, it is determined that an abnormality has occurred. If there is no abnormality, the process directly proceeds to the end. If it is determined that there is an abnormality, the process proceeds to step 203. The abnormality occurs, for example, when an organic substance adheres to the surface of the oxygen sensor and is thermally decomposed to lower the output current value.

【0017】ステップ203では、酸素センサ20にク
リーンエアを流しつつ酸素センサ内蔵のセラミックヒー
タ25をオンにして素子を加熱し、素子表面に付着した
有機物を焼くことにより行う。有機物が焼成されると、
酸素センサ20は元の状態かそれに近い状態に再生され
る。ついで、ステップ204に進んでタイマのチェエク
カウントを0にクリアし、再び、つぎの再生のための時
間をカウントしていく。
In step 203, the ceramic heater 25 built in the oxygen sensor is turned on while flowing clean air to the oxygen sensor 20 to heat the element and burn the organic substances attached to the element surface. When the organic matter is fired,
The oxygen sensor 20 is regenerated to the original state or a state close to the original state. Next, the routine proceeds to step 204, where the check count of the timer is cleared to 0, and the time for the next reproduction is counted again.

【0018】つぎに、本発明実施例の酸素センサによる
バーナの燃焼制御方法を説明する。本発明実施例の酸素
センサによるバーナの燃焼制御方法は、固体電解質を有
する酸素センサ20の印加電圧を0V付近の未燃検出用
電圧にした状態で、酸素センサ20の出力電流に基づき
バーナ燃焼の排気中の未燃成分濃度をチェックする工程
を有する。本発明実施例の酸素センサによるバーナの燃
焼制御方法は、固体電解質を有する酸素センサ20の印
加電圧を空気比制御用電圧と0V付近の未燃検出用電圧
との間に切替える工程と、印加電圧が空気比制御用電圧
に切替えられている間は空気比制御を行い、印加電圧が
未燃検出用電圧に切替えられている間は未燃成分濃度を
チェックする工程と、を有する。さらに、本発明実施例
の酸素センサによるバーナの燃焼制御方法は、酸素セン
サ20に燃焼反応による有機物が付着し出力電流値が初
期値から変化した場合には、クリーン状態で酸素センサ
20のヒータ25に通電して付着有機物を焼く工程を有
する。
Next, a method of controlling the combustion of the burner by the oxygen sensor according to the embodiment of the present invention will be described. The burner combustion control method using the oxygen sensor according to the embodiment of the present invention performs burner combustion based on the output current of the oxygen sensor 20 in a state where the applied voltage of the oxygen sensor 20 having the solid electrolyte is set to a non-combustion detection voltage near 0 V. A step of checking the concentration of unburned components in the exhaust gas. The burner combustion control method using the oxygen sensor according to the embodiment of the present invention includes the steps of: switching an applied voltage of the oxygen sensor 20 having a solid electrolyte between an air ratio control voltage and an unburned detection voltage near 0 V; Performing the air ratio control while the voltage is switched to the air ratio control voltage, and checking the unburned component concentration while the applied voltage is switched to the unburned detection voltage. Furthermore, the burner combustion control method using the oxygen sensor according to the embodiment of the present invention is characterized in that when organic matter due to combustion reaction adheres to the oxygen sensor 20 and the output current value changes from the initial value, the heater 25 of the oxygen sensor 20 is kept clean. And baking the attached organic matter by applying a current.

【0019】図7は、蓄熱式シングルバーナにおいて、
印加電圧を0.7Vにして空気比制御を実行し、ついで
印加電圧0Vにして未燃成分チェックを行うことからな
るサイクルを繰返し行った場合の、酸素センサ20の出
力電流変化を示している。印加電圧を切った(あるい
は、印加電圧を0V付近にした)場合で、完全燃焼の場
合に、酸素センサ20の出力電流値が−2.3mA(ミ
リアンペア)であったものが、不完全燃焼が生じて、排
気中にCO、HCなどが混じり始めると、酸素センサ2
0の出力電流値が低下する。その場合、その低下が許容
値(図7で点線で示した値)を越えると(点線より下側
にくると)、制御ボックス18は、警報を発する、
エア供給量を増大する、燃料ガス供給量を絞る、のう
ちの何れか少なくとも1つの対策を講じる。
FIG. 7 shows a regenerative single burner.
The figure shows a change in the output current of the oxygen sensor 20 when the cycle consisting of executing the air ratio control with the applied voltage set to 0.7 V and then performing the unburned component check with the applied voltage set to 0 V is repeated. When the applied voltage was cut off (or the applied voltage was set to around 0 V) and the complete combustion occurred, the output current value of the oxygen sensor 20 was -2.3 mA (milliamps). When CO and HC start to be mixed in the exhaust gas, the oxygen sensor 2
The output current value of 0 decreases. In that case, if the decrease exceeds the allowable value (the value indicated by the dotted line in FIG. 7) (below the dotted line), the control box 18 issues an alarm,
At least one of measures of increasing the air supply amount and reducing the fuel gas supply amount is taken.

【0020】図8〜図11は、本発明の酸素センサによ
るバーナの燃焼制御方法、装置を炉に適用した場合の複
数の例を示している。図8、図9は、炉11にシングル
蓄熱式バーナ13を設置し、そのバーナ13の蓄熱体3
0と給排気切替機構40との間に酸素センサ20を設置
したものを示している。図8に示すように、炉11には
蓄熱燃焼用バーナ13が設けられており、蓄熱燃焼用バ
ーナ13には、燃料ガスの供給系14と給気系15、排
気系19とが接続されている。符号12は火炎を示す。
給気系15は、ブロワ16と、ブロワ16と蓄熱燃焼用
バーナ13とを結ぶ通路に設けられたコントロールバル
ブ17を有し、コントロールバルブ17の開度は制御ボ
ックス18からの信号により制御される。
FIGS. 8 to 11 show a plurality of examples in which the burner combustion control method and apparatus using the oxygen sensor of the present invention are applied to a furnace. 8 and 9 show a case where a single regenerative burner 13 is installed in a furnace 11 and the regenerator 3 of the burner 13 is installed.
FIG. 2 shows a state in which the oxygen sensor 20 is installed between the zero and the supply / exhaust switching mechanism 40. As shown in FIG. 8, the furnace 11 is provided with a heat storage combustion burner 13. The heat storage combustion burner 13 is connected to a fuel gas supply system 14, an air supply system 15, and an exhaust system 19. I have. Reference numeral 12 indicates a flame.
The air supply system 15 has a blower 16 and a control valve 17 provided in a passage connecting the blower 16 and the heat storage combustion burner 13, and the opening of the control valve 17 is controlled by a signal from a control box 18. .

【0021】蓄熱燃焼用バーナ13に設けられた酸素セ
ンサ20の出力は制御ボックス18に送られ、印加電圧
オン時には、制御ボックス18で酸素センサの出力電流
値に基づいて燃料に対する必要給気量を演算し、その信
号をコントロールバルブ17のコントロールモータに送
って、給気量が必要給気量になるようにコントロールバ
ルブ17の開度を制御する。
The output of the oxygen sensor 20 provided in the regenerative combustion burner 13 is sent to the control box 18, and when the applied voltage is turned on, the control box 18 determines the required supply amount of fuel based on the output current value of the oxygen sensor. The signal is sent to the control motor of the control valve 17 and the opening of the control valve 17 is controlled so that the supplied air amount becomes the required supplied air amount.

【0022】シングル蓄熱燃焼用バーナ13は、図9に
示すように、ケーシング34と、ケーシング34内に配
置された円筒31内に納められた、多数の通路をもつ蓄
熱体30(セラミックなどからなる)と、蓄熱体30の
一側の設けられたバーナタイル62と、蓄熱体30の他
側の設けられた給排気の切替機構40と、給排気の切替
機構40および蓄熱体30を貫通してバーナタイル62
まで延びる燃料噴射ノズル60と、からなる。61はパ
イロットエア供給管である。
As shown in FIG. 9, the single regenerative combustion burner 13 is composed of a casing 34 and a regenerator 30 (ceramic or the like) having a plurality of passages accommodated in a cylinder 31 disposed in the casing 34. ), The burner tile 62 provided on one side of the heat storage body 30, the supply / exhaust switching mechanism 40 provided on the other side of the heat storage body 30, and the supply / exhaust switching mechanism 40 and the heat storage body 30. Burner tile 62
And a fuel injection nozzle 60 extending to 61 is a pilot air supply pipe.

【0023】蓄熱体30は、排気を通すときにその熱を
回収して蓄熱し、燃焼用メインエアを通すときに蓄熱し
ていた熱を放出してメインエアを予熱する。蓄熱体30
におけるガスの流れ領域は、バーナ周方向に複数のセク
ションに区画されており、その一部のセクションに排気
が流れているとき、他のセクションには給気が流れる。
蓄熱体30を通過する給排気は切替機構40によって交
互に切替えられる。バーナタイル62は、セラミックス
または耐熱金属からなり、給排気面63から突出する突
出部64を有する。突出部64の内面から先端にかけて
燃料解放面65が形成されており、突出部64の外側の
給排気面63に給排気孔66が開口している。給排気孔
66と蓄熱体30のセクションはバーナ周方向に対応し
ている。複数の給排気孔66の一部に排気ガスが流れて
いるとき残りの給排気孔66にはメインエアが流れてい
る。
The heat storage body 30 recovers the heat when passing the exhaust gas and stores the heat, and releases the heat stored when passing the main air for combustion to preheat the main air. Heat storage element 30
Is divided into a plurality of sections in the circumferential direction of the burner. When exhaust gas flows through some of the sections, air supply flows into other sections.
The supply and exhaust air passing through the heat storage body 30 is alternately switched by the switching mechanism 40. The burner tile 62 is made of ceramics or heat-resistant metal, and has a protruding portion 64 protruding from the air supply / exhaust surface 63. A fuel release surface 65 is formed from the inner surface to the tip of the protrusion 64, and a supply / exhaust hole 66 is opened in a supply / exhaust surface 63 outside the protrusion 64. The section of the supply / exhaust hole 66 and the heat storage body 30 corresponds to the circumferential direction of the burner. When exhaust gas flows through a part of the plurality of supply / exhaust holes 66, main air flows through the remaining supply / exhaust holes 66.

【0024】給排気の切替機構40は、可動部材44
と、固定部材46と、仕切壁41を有する。固定部材4
6は、蓄熱体30の複数のセクションに対応させた複数
の貫通孔47を有する。可動部材44は、仕切壁41の
一側に設けられた開口部42と仕切壁41の他側に設け
られた開口部43とを有し、開口部42は給気孔51に
連通しており、開口部43は排気孔52に連通してい
る。可動部材44は駆動手段(モータ、シリンダなど)
45によって一方向または往復的に回動されて、それま
で開口部42と合致していた貫通孔47を、開口部42
と一致させることにより、蓄熱体30および給排気孔6
6の給気、排気の流れを切替える。
The supply / exhaust switching mechanism 40 includes a movable member 44.
And a fixing member 46 and a partition wall 41. Fixing member 4
6 has a plurality of through holes 47 corresponding to a plurality of sections of the heat storage body 30. The movable member 44 has an opening 42 provided on one side of the partition wall 41 and an opening 43 provided on the other side of the partition wall 41. The opening 42 communicates with the air supply hole 51, The opening 43 communicates with the exhaust hole 52. The movable member 44 is a driving means (motor, cylinder, etc.)
The through hole 47 which has been rotated in one direction or reciprocally by 45 to the opening
And the heat storage body 30 and the supply / exhaust hole 6
6. Switch the air supply and exhaust flow.

【0025】酸素センサ20は、切替機構40と蓄熱体
30との間の部位に設置される。酸素センサ20は、固
定部材46に形成した貫通孔に酸素センサ20の検知部
を挿入させてある。この部位は、排気流れ方向に蓄熱体
30より下流にあるので、排気の温度が約300℃に低
下している部位であり、酸素センサ20の耐久性上望ま
しい部位である。また、給気流れ方向には、固定部材4
6と可動部材44との摺動面より下流にある部位であ
り、固定部材46と可動部材44との摺動面で給気から
排気へのリークが生じたとしてもその影響を受けない部
位であり、排気の真の酸素濃度を測定できる部位であ
る。この位置に酸素センサ20を設置して印加電圧を0
V付近にして出力電流値を監視することにより、信頼性
の高い未燃成分の検出、制御を行うことが可能になる。
The oxygen sensor 20 is installed at a position between the switching mechanism 40 and the heat storage unit 30. The oxygen sensor 20 has a detection portion of the oxygen sensor 20 inserted into a through hole formed in the fixing member 46. Since this portion is located downstream of the heat storage body 30 in the exhaust gas flow direction, the temperature of the exhaust gas is reduced to approximately 300 ° C., which is desirable in terms of durability of the oxygen sensor 20. Also, in the supply air flow direction, the fixing member 4
6 is a part downstream of the sliding surface between the movable member 6 and the movable member 44, and is a part that is not affected by a leak from the supply air to the exhaust air on the sliding surface between the fixed member 46 and the movable member 44. Yes, it is the site where the true oxygen concentration of the exhaust can be measured. An oxygen sensor 20 is installed at this position to reduce the applied voltage to 0.
By monitoring the output current value near V, highly reliable detection and control of unburned components can be performed.

【0026】図10は、炉11に一対の交互切替式蓄熱
式バーナ13を設置したシステムを示している。このタ
イプのシステムでは、給気、排気の切替は、バーナ13
に接続された給気経路15と排気経路19の途中に設け
られた切替弁(たとえば、四方切替弁)70によって行
われるので、バーナ内にはシングル式バーナに設けられ
ていた切替機構40は設けられない。また、このタイプ
のバーナシステムは、蓄熱体30を有するが、蓄熱体3
0はバーナ周方向に複数のセクションに区画される必要
はない。その他のバーナタイル、燃料供給管などの構成
はシングルバーナの場合に準じる。
FIG. 10 shows a system in which a pair of alternately switching regenerative burners 13 are installed in a furnace 11. In this type of system, air supply and exhaust are switched by the burner 13.
This is performed by a switching valve (for example, a four-way switching valve) 70 provided in the middle of the air supply path 15 and the exhaust path 19 which are connected to each other, so that the switching mechanism 40 provided in the single burner is provided in the burner. I can't. Also, this type of burner system has a heat storage body 30,
0 need not be partitioned into multiple sections in the burner circumferential direction. Other configurations such as burner tiles and fuel supply pipes are the same as those of the single burner.

【0027】交互切替式蓄熱式バーナシステムの場合、
酸素センサ20は、給排気経路15、19のうち、蓄熱
体30と、給排気の切替機構である切替弁70との間の
部分に設けられる。これによって、シングルバーナの場
合と同様、低温による耐久性向上、リークの影響を受け
ないという作用が得られる。また、この位置に酸素セン
サ20を設置して印加電圧を0V付近にして出力電流値
を監視することにより、信頼性の高い未燃成分の検出、
制御を行うことが可能になる。
In the case of the alternately switching regenerative burner system,
The oxygen sensor 20 is provided in a portion between the heat storage body 30 and the switching valve 70 which is a switching mechanism of the supply and exhaust in the supply and exhaust passages 15 and 19. As a result, similar to the case of the single burner, the effect of improving the durability at low temperatures and not being affected by the leak can be obtained. Also, by installing the oxygen sensor 20 at this position and monitoring the output current value with the applied voltage near 0 V, highly reliable detection of unburned components can be achieved.
Control can be performed.

【0028】図11は、炉11に非蓄熱燃焼式の通常の
バーナ13を設置したシステムを示している。バーナ1
3には燃料がすの供給系14と給気の供給系15とが接
続されている。符号12は火炎を示す。給気供給系15
は、ブロワ16と、ブロワ16とバーナ13を結ぶ通路
に設けられたコントロールバルブ17を有し、コントロ
ールバルブ17の開度は制御ボックス18からの信号に
より制御される。炉内または煙道19には酸素センサ2
0が設けられている。酸素センサ20の出力は制御ボッ
クス18に送られ、制御ボックス18内で酸素センサ2
0の出力に基づいて燃料に対する必要給気量を演算し、
その信号をコントロールバルブ17のコントロールモー
タに送って、給気量が必要給気量になるようにコントロ
ールバルブ17の開度を制御する。酸素センサ20の印
加電圧を0V付近にして出力電流値を監視することによ
り、信頼性の高い未燃成分の検出、制御を行うことが可
能になる。
FIG. 11 shows a system in which a normal burner 13 of the non-thermal storage type is installed in the furnace 11. Burner 1
A fuel supply system 14 and an air supply system 15 are connected to 3. Reference numeral 12 indicates a flame. Air supply system 15
Has a blower 16 and a control valve 17 provided in a passage connecting the blower 16 and the burner 13, and the opening of the control valve 17 is controlled by a signal from a control box 18. Oxygen sensor 2 in furnace or flue 19
0 is provided. The output of the oxygen sensor 20 is sent to the control box 18 where the oxygen sensor 2
Calculate the required air supply amount for the fuel based on the output of 0,
The signal is sent to the control motor of the control valve 17, and the opening of the control valve 17 is controlled so that the supplied air amount becomes the required supplied air amount. By monitoring the output current value with the applied voltage of the oxygen sensor 20 at around 0 V, highly reliable detection and control of unburned components can be performed.

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1の方法、請求項4の装置によれ
ば、酸素センサの印加電圧を0V付近(0Vである場合
を含む)にし、その時の酸素センサの出力電流値に基づ
いてバーナ燃焼の排気中の未燃成分濃度をチェックする
ので、空気比の値に影響されずに排気中の未燃成分濃度
をチェックすることができ、信頼性の高い未燃成分濃度
チェックと信頼性の高い燃焼を行うことができる。請求
項2の方法、請求項5の装置によれば、請求項1、4の
効果に加えて、印加電圧を切替可能にしたので、1つの
酸素センサで、空気比制御と未燃成分チェックの両方を
行うことができる。請求項3の方法、請求項6の装置に
よれば、酸素センサに燃焼反応による有機物が付着し出
力電流値が初期値から変化した場合には、クリーン状態
で酸素センサのヒータに通電して付着有機物を焼くの
で、酸素センサの性能を初期状態に再生することがで
き、常に、未燃成分の排出の少ない信頼性の高い燃焼を
行うことができる。
According to the method of the first aspect and the apparatus of the fourth aspect, the voltage applied to the oxygen sensor is set to around 0 V (including the case where the voltage is 0 V), and the burner is output based on the output current value of the oxygen sensor at that time. Since the concentration of unburned components in the exhaust of combustion is checked, the concentration of unburned components in the exhaust can be checked without being affected by the value of the air ratio. High combustion can be performed. According to the method of the second aspect and the apparatus of the fifth aspect, in addition to the effects of the first and fourth aspects, the applied voltage can be switched, so that one oxygen sensor can be used for air ratio control and unburned component check. You can do both. According to the method of the third aspect and the apparatus of the sixth aspect, when the organic substance due to the combustion reaction adheres to the oxygen sensor and the output current value changes from the initial value, the heater of the oxygen sensor is energized in a clean state and adheres. Since the organic matter is burned, the performance of the oxygen sensor can be restored to the initial state, and highly reliable combustion with less emission of unburned components can always be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明実施例の方法、装置で用いる酸素センサ
の、燃料リーン、リッチの各状態における、酸素イオン
の流れを示す部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the flow of oxygen ions in an oxygen sensor used in a method and an apparatus according to an embodiment of the present invention in each of a fuel lean state and a rich state.

【図2】本発明実施例の方法、装置で用いる酸素センサ
の印加電圧(V)−出力電流(i)の特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram of an applied voltage (V) -output current (i) of an oxygen sensor used in the method and the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図3】図2から導かれる、印加電圧一定のときの出力
電流(I)と酸素濃度との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph derived from FIG. 2 and showing the relationship between the output current (I) and the oxygen concentration when the applied voltage is constant.

【図4】本発明実施例の方法、装置で用いる酸素センサ
の断面図およびその印加電圧回路図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an oxygen sensor used in the method and apparatus according to the embodiment of the present invention, and a circuit diagram of the applied voltage.

【図5】本発明実施例の方法、装置の空気比制御、未燃
成分チェックの制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart showing a control routine of air ratio control and unburned component check of the method and apparatus of the embodiment of the present invention.

【図6】本発明実施例の方法、装置のセンサ再生の制御
ルーチンを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a control routine of sensor regeneration of the method and apparatus of the embodiment of the present invention.

【図7】本発明実施例の方法、装置で燃焼を制御した場
合の、酸素センサ出力電流と時間との関係を示すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an oxygen sensor output current and time when combustion is controlled by the method and the device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明実施例の方法、装置に係るシングルタイ
プの蓄熱燃焼用バーナシステムの系統図である。
FIG. 8 is a system diagram of a single-type heat storage combustion burner system according to the method and apparatus of the embodiment of the present invention.

【図9】図8のシングルタイプ蓄熱燃焼用バーナの断面
図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the single type heat storage combustion burner of FIG.

【図10】本発明実施例の方法、装置に係る交互切替式
ツイン蓄熱燃焼用バーナシステムの系統図である。
FIG. 10 is a system diagram of an alternately switching type twin thermal storage combustion burner system according to the method and apparatus of the embodiment of the present invention.

【図11】本発明実施例の方法、装置に係る通常のバー
ナ燃焼システムの系統図である。
FIG. 11 is a system diagram of a normal burner combustion system according to the method and apparatus of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 印加電圧電源 2 印加電圧切替器 3 出力電流検出器 11 炉 18 制御ボックス 20 酸素センサ 21 固体電解質 22、23 電極 24 拡散層 25 ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Applied voltage power supply 2 Applied voltage switch 3 Output current detector 11 Furnace 18 Control box 20 Oxygen sensor 21 Solid electrolyte 22, 23 Electrode 24 Diffusion layer 25 Heater

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質を有する酸素センサの印加電
圧を0V付近の未燃検出用電圧にした状態で、酸素セン
サの出力電流に基づきバーナ燃焼の排気中の未燃成分濃
度をチェックする工程を有する酸素センサによるバーナ
の燃焼制御方法。
A step of checking the concentration of unburned components in the exhaust gas of the burner combustion based on the output current of the oxygen sensor while the applied voltage of the oxygen sensor having a solid electrolyte is set to the unburned detection voltage near 0 V. Control method for burner using oxygen sensor.
【請求項2】 固体電解質を有する酸素センサの印加電
圧を空気比制御用電圧と0V付近の未燃検出用電圧との
間に切替える工程と、 印加電圧が空気比制御用電圧に切替えられている間は空
気比制御を行い、印加電圧が未燃検出用電圧に切替えら
れている間は未燃成分濃度をチェックする工程と、を有
する酸素センサによるバーナの燃焼制御方法。
2. A step of switching an applied voltage of an oxygen sensor having a solid electrolyte between an air ratio control voltage and an unburned detection voltage near 0 V, and the applied voltage is switched to an air ratio control voltage. Performing an air ratio control during the period, and checking the unburned component concentration while the applied voltage is switched to the unburned detection voltage.
【請求項3】 酸素センサに燃焼反応による有機物が付
着し出力電流値が初期値から変化した場合には、クリー
ン状態で酸素センサのヒータに通電して付着有機物を焼
く請求項1または請求項2記載の酸素センサによるバー
ナの燃焼制御方法。
3. The organic sensor according to claim 1, wherein when an organic substance due to a combustion reaction adheres to the oxygen sensor and the output current value changes from an initial value, a heater is supplied to the oxygen sensor in a clean state to burn the adhered organic substance. A burner combustion control method using the oxygen sensor described in the above.
【請求項4】 固体電解質を有する酸素センサと、 酸素センサの印加電圧を空気比制御用電圧と0V付近の
未燃検出用電圧との間に切替える印加電圧切替手段と、 印加電圧が未燃検出用電圧にある状態で酸素センサのマ
イナスの出力電流の大きさに基づいて排気中の未燃成分
濃度をチェックする未燃成分濃度チェック手段と、を有
する酸素センサによるバーナの燃焼制御装置。
4. An oxygen sensor having a solid electrolyte, an applied voltage switching means for switching an applied voltage of the oxygen sensor between an air ratio control voltage and an unburned detection voltage near 0 V, A burner combustion control device using an oxygen sensor, comprising: an unburned component concentration check unit for checking the unburned component concentration in exhaust gas based on the magnitude of the negative output current of the oxygen sensor when the voltage is at the operating voltage.
【請求項5】 固体電解質を有する酸素センサと、 酸素センサの印加電圧を空気比制御用電圧と0V付近の
未燃検出用電圧との間に切替える印加電圧切替手段と、 印加電圧が未燃検出用電圧にある時に酸素センサの負の
出力電流の大きさに基づいて排気中の未燃成分濃度をチ
ェックする未燃成分濃度チェック手段と、 印加電圧が空気比制御用電圧にある時に空気比制御を実
行する空気比制御手段と、を有する酸素センサによるバ
ーナの燃焼制御装置。
5. An oxygen sensor having a solid electrolyte, an applied voltage switching means for switching an applied voltage of the oxygen sensor between an air ratio control voltage and an unburned detection voltage near 0 V, Unburned component concentration checking means for checking the unburned component concentration in the exhaust gas based on the magnitude of the negative output current of the oxygen sensor when the voltage is at the operating voltage, and the air ratio control when the applied voltage is at the air ratio controlling voltage And an air ratio control unit for executing the combustion control.
【請求項6】 酸素センサ出力に異常が生じているか否
かを判定し、異常が生じていれば酸素センサ再生を実行
する酸素センサ再生実行手段を有する請求項4または請
求項5記載のバーナの燃焼制御装置。
6. The burner according to claim 4, further comprising an oxygen sensor regeneration executing means for judging whether or not an abnormality has occurred in the oxygen sensor output, and executing the oxygen sensor regeneration if an abnormality has occurred. Combustion control device.
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