JPS60501913A - 光電制御装置 - 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】 光電制御装置 技術分野 本発明＆よ、燃料酸化装置のための制御及び安全装置、特に燃焼装置用光電制御 装置に係わる。

背景技術 １８９９年ニエフ、ロバートシＢ　−（Ｆ　、Ｒｏｂｅｒｔｓｈａｗ　＞が家庭 用湯沸し器のためのサーモスタット・ガス制御システムを発明した。例えばマン ッ（Ｍ　ａｎｔｚ）の米国特許第２，３５１，２７７号に開示されているような 、熱雷対及び電磁燃料制御弁操作における熱雷対の応用に関する発明によって、 この種のガス制御システムの安全性が高められた。しかし、この時以来、低コス ト弁制御装置に目立った改良は行なわれていない。熱電対／熱電討死式制御装置 から発生する電圧は極めて低く、燃焼装置の制御に利用される最新の半導体また はその他の簡単な電子回路を作動させるのに必要なポテンシャル及び電流の形式 の出力〈特に電圧）を提供できない。熱雷対の応答時間は比較的長い。また、他 の機能不良が検知される前に一酸化炭素が危険濃度に達する場合が多いから、燃 焼装置の制御には、−酸化炭素を検出できることも望ましい。

酸素減耗センサ（ｏｘｉｄｅ　ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ　５ｅｎｓｏｒ　；　ＯＤ　 Ｓ　）によって作動させられる安全遮断弁のような安全装置を組込まない限り、 非換気型ガスヒータを家庭用として認可しない国が多い。ＯＤＳは、酸素が低レ ベルになるとこれを検知して燃焼ガス供給源を遮断する。酸素濃度が低下すると 、不安定なパイロット炎がパイロット・オリフィスから飛んでしまい、熱雷対を 冷却させる。ソシエテ・ガ？　（Ｓｏｃｉｅｔｅ　Ｇａｍａ　）の英国特許第９ ９２，１０２号は、酸素減耗センサとして分類される別種の熱雷対制御装置を開 示している。酸素減耗センサにも他の熱電対制御装置と同じ欠点がある。著しい 酸素減耗状態となる前に危険レベルに達することが多い一酸化炭素の存在を感知 できる熱雷対制御装置は、存在しない。ＯＤＳでは、遮断動作が早過ぎ、致命的 ＧＯを検出することができない。

その他の制御装置は多くの場合、制御を行なうために外部電源゛を必要とするか 、または複？［［な回路を利用する。

この種のシステムとしては、炎調整装置、フォトセル・システム、スペクトル分 析器、酸素センサなどがある。

これらのシステムを以下に説明する。

スミス（Ｓ　ｍ１ｔｈ）等の米国特許第２，７４８，８４６号に開示されｔいる ような炎調整装置は、フレーム・・アウト（炎消失）にすばや（応答するために 使用されているが、コストが高く、外部電源を必要とし、しばしば応答時間が比 較的遅い。サーバー（Ｓｅｒｂｅｒ　）の米国特許第４，５０５．２９９号もこ のような装置を開示している。

スミス等は、バーナから発する炎を感知するのに硫化鉛光導電セル１３を利用す ることも教示している。ボグダノフスキー（３０（ｌｄａｎＯＷｓｋｉ　）等の 米国特許第２，８３５，８８６号は、炎周縁域における酸素濃度低下を指示する ためにフォトセル２４を外部電源と併用することを開示している。

フォトセルを外部電源と併用する装置は、ウェストプルツク（Ｗ　ｅｓｔｂｒｏ ｏｋ　）の米国特許第２，８９８，９８１号、パウンズ（Ｐ　ｏｕｎｄｓ　）の 米国特許第３，０８６，１４７号、ギュフリーダ（Ｇ　１ｕｆｆｒｉｄａ）の米 国特許第３，２３８，４２３号、セラーズ・ジュニア（Ｓｅｌｌｏｒｓ、　Ｊｒ 、）の米国特許第３，５７６．５５６号、及びギリッツ（Ｑｕｉｌｉｔｚ）の米 国特許第４，０５９，３８５号にも開示されている。

ミラーの米国特許第３，１０２，２５７号は、−酸化炭素、または透過光の波長 を有する可視光線を吸収する他のガスによって吸収される波長を除きすべての可 視光線を排除によって透過される特定帯域を検知するためのフォトセルは、外部 電源と併用される。

最新ガス装置用の制御システムとして、炎色モニターを利用してガス炎をモニタ ーするものもある。１９６０年代の終り頃に、ブリックス（３ｒｉｇｇｓ　）の 米国特許第３，３０１．３０８号及びアレクサンダー（Ａ　１ｅｘａｎｄｅｒ） 等の米国特許第３，３０４，９８９号は、炎色に応答する燃料供給制御システム を含むポータプル・ヒータなどの安全制御装置を提案した。しかし、これらのシ ステムは複雑且つ高価であり、外部電源を必要とし、しかも確実性に乏しい。

英国特許第２，０５２，７２５号では、酸素センサを利用し、バーナ排気の酸素 濃度をモニターすることによって燃焼効率を制御する。こ酸素濃度を利用して空 気・燃料比を調整する。この制御装置は外部電源を必要とする複雑な装置であり 、高価であり、安全性に不安があり、危険量の一酸化炭素が存在する場合燃焼制 御が困難である。

−酸化炭素（Ｃｏ）は多くの場合、燃焼の副産物として存在する。ガス器具など の燃焼装置が機能不良に陥ったり、充分な換気なしに使用される場合、ＣＯは危 険レベルにまで蓄積される可能性がある。換気を軽減したり、セントラル・ヒー ティングの代わりにゾーン・ヒーティングを採和するエネルギー節約対策のため 、ｑＯの存在に起因する危険は近年次第に増大しつつある。

低コストのＣＯセンサが実現すれば、ガス・ヒータの安全性が著しく増大するで あろう。レンジや衣類乾燥機のような非換気式ガス器具の使用もｃｏが発生する から危険であり、ＣＯセンサを利用することで有益な結果が得られるであろう。

しかし、現在ｃｏ検知に使用されている装置の多くは、ガス器具やヒータ、家庭 用ポータプル装置、自動車、作業場などに広く利用するのに適当ではない。

一酸化炭素または二酸化炭素を測定するいくつかの装置を以下に説明する。

ヤント（Ｙａｎｔ）等の米国特許第２，５３１，５９２号は、熱電対列にコーテ ィングした触媒を利用して一酸化炭素などを検知する装置を教示している。ヤン ト等の装置には燃焼装置を制御するのに熱電対または熱電対列を利用する装置と 同じ欠点がある。

フラグ（Ｋｌｕｏ）の米国特許第２，５４９，９７４号及び第２．５６１，８０ ２号、並びに７７−（Ｆａｒｒ）等の米国特許第２．５５３，１７９号は、物質 の光特性変化を利用して一酸化炭（Ｍａｒｔｉｎ　５ｈｅｐｈｅｒｄ　）が発明 した米国商務省標準局比色指示ゲルと共に複雑な電子ブリッジ回路を検知器とし て利用する。ただし、指示ゲルの光特性変化は、特定の再生ガスをゲルに当てる ことによってのみ反転させることができる。従って、周囲の一酸化炭素が経時的 なＣＯ蓄積でアラームをトリガすることになるから、指示ゲルを周期的に取り替 えることにより、蓄積ＣＯによる誤アラームを防止しなければならない。また、 この装置には、外部電源を必要とする。このような制御システムは大型且つ高価 であり、ガス器具のような量販装置には不向きである。

ガフオード（Ｇ　ａｆｆｏｒｄ）等の米国特許第３，１１４，６１０号は、−酸 化炭素の間接的な尺度として二酸化炭素によるｐＨ変化を測定することにより連 続的にガスを分析する装置を教示している。外部光源からフォトセルへの光透過 は、ｐＨ感知ダイを含有する感知ゲルの変色により変化する。透過晃量の変化は フォトセルで検知される。ガフオード等もまた外部電源を必要とし、スモッグな どからの干渉を免れることができない。

ゲンサー（Ｑ　ｕｅｎｔｈｅｒ　）の米国特許第３，７５４，８６７号は二酸化 炭素に対して可逆吸収性であり、ｐＨ変色ダイ及びフォトセルを含む化学的シス テムを教示している。このシステムは、信号を発生させるため光源に給電する外 部電源を使用する。このシステムも遍在する二酸化炭素による有害な遮断及び不 確実性が問題となる。この装置を亜硫酸ガス及びその他のガス状酸無水物の測定 に応用できることが、グンサー特許に記載されている。

コンパクトで、外部電源を必要とせず、製造コスト及び使用コストの低い燃焼装 置制御システムの実現が望まれている。また、熱電対式制御装置のような応答時 間の遅い既存のものよりも能率的な燃焼装置制御システムに対する需要も存在す る。さらにまた、熱電対のように線形または漸進的に動作するのではなく、急激 な遮断動作を有する量子装置で作用する制御装置を提供することも望まれている 。これに関連して、有害ガスまたは揮発性ガスの検知を容易にするスペクトル源 を提供することも必要であろう。本発明は、公知装置の技術的及び経済的欠点を 克服し、安全、有効、便利で自足的な燃焼装置制御システムを提供するものであ る。

る。この装置は、酸化源から発生する電磁放射線または光子を受けて電位及び電 流成′分から成る所与の大きさの電力を発生させる光電手段を含む。燃料制御装 置が光電手段と連動し、この光電手段により駆動されて酸化を規制する。電力が 所与の大きさよりも小さければ、例えば、燃焼または炎の形を取る酸化が消える か、またはその他の異常が検知されると、本発明装置は酸化を停止させるか、燃 料供給を止めるか、または警報を発する。こうして、本発明装置は、有毒ガス及 び／または可燃ガスの放出を防止する。

本発明装置の光電式規制手段は、放射エネルギーを直接変換することによって電 流及び電圧を発生させて電力を形成し、従来なら外部電源またはバッテリ電源を 有する制御システムでのみ達成されたい（っもの重要な機能を果たすことができ る。光電手段は光子放出量により、種々の手段、例えば、燃料流量制御手段、電 子点火手段、蓄電装置再充電手段、排気放出物制御手段、エネルギー効率を高め るための空気・燃料混合比制御手段、警報装置作動手段などを駆動するのに利用 することができる。

光電セルは、炎消失に際して、熱電対または熱電対列よりもはるかに短い応答時 間で燃料の流れを遮断する。光電式規制手段は、危陣レベルの有毒な燃焼生成物 及び／または可燃ガスが検出された場合の燃料遮断゛にも利用できる。

電磁放射線は、例えば金属ワイヤのような黒体放射手段の形態を取る・放出手段 またはスペクトル・シフト素子、または発光性熱励起量子放出体を加熱すること によって発生させる。

放出手段は酸化源の近傍に配置するか、または酸化源の構造に組込む。放出素子 は光電セルの感度に対応する固有波長で発光し、燃料の酸化に変化が起これば放 射線の強さ及び波長に著しい影響が現われ、従って、光電セルから発生する電位 及び電流に顕著な影響が現われるように選択する。あるいは、危険ガス・センサ の感度に対応する固有波長で発光するように選択する。従って、他の自足装置よ りも迅速な応答時間で燃料を遮断することができ、バッテリなどの外部電源で作 動する炎検知器よりも確実に応答することができる。

本発明では、放出手段からの放射線による調整と平行して、有毒ガス及び／また は可燃ガスの濃度の増大に呼応して燃料の酸化が調整されるように、有毒ガス及 び／または可燃ガスのセンサを設ける。−酸化炭素、酸化窒素などのようなガス を検知することができ、これらのガスの経時濃度による曝射線量を利用して燃料 制御手段の閉鎖を開始させることができる。このようなシステムに料の酸化を制 御する応答時間及び応答精度を、著しく高めることができる。

本発明を特徴づける構成要件の１つとして、ポータプルであることを挙げること ができる。バッテリや外部電源を全く必要としないから、確実性にすぐれ、故障 のない装置が得られる。光電駆動弁は、炎によって発生させられる電力、即ち、 炎で加熱された放出手段からの放射線だけで駆動される。これを実現するために は赤外線及び／または可視光線感知光電セルを使用寸ればよい。可視光線を感知 する光電セルを、炎内に配置される熱励起量子放出体材料、例えば酸化トリウム 及び酸化セリウムを活性放出体として、酸化マグネシウムを結合剤として含有す るポータプルなプロパンまたはガソリン・ランタンに使用されているのと同様の マントルを併用することができる。しかし、多くの光電セルは赤外線付近で応答 が最大となるから、ホリウム、エルビウムなどのようなランタニド及びアクチニ ド元素の酸化物の混合物が好ましい。即ち、これらは波長帯の狭い赤色及び／ま たは近赤外光を発生させるからである。有毒ガス、・センサの吸収が最大となる スペクトル域の光を発生させるように特定のランタニド元素を選択すればよい。

例えば、シューレル／シュラウツエル・ゲルとして知られる一酸化炭素センサは 、６７５ｎｍ及び８９０ｎｍの域においてその吸収が最大となる。従って、本発 明を安全装置に応用するには、放出体の一部を６７５ｎｍ乃至８９０ｎｍ域にお ける放出に利用し、放出体の他の部分を他の狭いスペクトル域において放出する 酸化ランタニドまたはその他の化学物質で構成すればよい。

石英若しくは二酸化珪素のファイバまたは高濃度二酸化珪素グラスファイバ若し くはフィラメントは、放出手段としても、ＣＯなど他のガスを感知する手段に大 量の適当波長光を搬送する光パイプ・フィルタとしても利用することができる。

この（高濃度〉二酸化珪素ファイバの炎の中に位置する部分を上述の熱励起量子 放出体でコーティングすればよい。

本発明装置はガス器具だけでなく、液体燃焼装置及び固体燃焼装置とも併用でき る。本発明装置はまた、キャンピング用、緊急用などのほか、分光検出用の既知 周波数光、即ち、固有スペクトル域光の放出体として利用することもできる。

図面の簡単な説明 図面中 第１図は光電センサによって操作される燃料流れ制御弁を具備する燃焼装置を略 示する説明図、第２図は第１図の光電センサの第１変更実施例を略示する側断面 図、 第３図は第１図の光電センサの第２変更実施例を略示する側断面図、 第４図は第１図の光電センサの第３変更実施例を略示する側断面図、 第５図は電子回路を介して光電センサ及び燃焼生成物センサにより操作される燃 料流れ制御弁を具備する燃焼装置の第２実施例を略示する説明図、 第６図乃至第１０図は燃料弁とセンサを接続する第５図の回路の実施例を略示す る回路図、 第１１図は燃料流れ制御弁、並びに光導手段と組合わせた光電センサ及び燃焼生 成物センサを含む燃焼装置の第３実施例を略示する説明図、 第１２図は第５図または第１１図に示すような燃焼装置と併用するためのセンサ 及び制御装置を略示する斜視図、第１３図は第５図または第１１図に示すような 燃焼装置と併用するための燃焼生成物センサ及びホルダーを略示する側断面図、 第１４図は空気！燃料混合比を調整する手段を含む燃焼装置を略示する説明図、 第１５図は空気・燃料混合比を調整する第１４図図示装置の部分を示す側断面図 、 第１６図は燃料流れ制御弁、光導手段と組合わせた光電センサ及び燃焼生成物セ ンサ、並びに燃料弁制御回路を含む燃焼装置の第４実施例を略示する説明図、第 １７図は燃焼生成物センサを有害粒子及び干渉ガスから隔離するセンサ／ゲッタ ・セル複合構造を略示する部分側断面図、 第１８図は種々のガスを感知するセンサを示す、第１３図の燃焼生成物センサ及 びホルダーと同様のガス・センサ及びホルダーを略示する側断面図、 第１９図は本発明の燃焼装置と併用するための電子点火装置を略示する説明図、 第２０図は固有波長の電磁放射線を発生させるための、成形突出フィンガーを有 するパイロット・バーナを略示する部分側断面図、 第２１図はセラミック棒として成形したセラミック・ファイバ放出素子を略示す る斜視図、 第２２図は多孔セラミック表面バーナ及び弯曲光電センサを略示する斜視図、 第２３図はスクリーン、多孔セラミック壁及びファイバを含む、第２２図のもの と同様のバーナを略示する側断面図、 第２４図は第２３図に示す装置に使用されるファイバを略示する斜視図、 第２５図は繊維光学的放出素子を略示する側面図、第２６図は第２５図の繊維光 学的放出素子に代わる多重ストランド繊維光学的放出素子を略示Ｊ−る側面図、 第２７図は繊維光学的放出素子の一端にコーディングしたガス・センサの斜視図 、 第２８図は熱励起量子放出素子の形態を取るセラミック・ファイバ補強マントル を略示する側断面図、第２９図は空気よりも重い可燃ガスを感知させるため本発 明の燃焼装置と併用する可燃ガス・センサの切欠き部分を略示する斜視図、 第３０図は第２９図の可燃ガス・センサと協働して燃料制御装置を操作する電子 回路との組合わせにおいて第１６図の煤煙装置を略本する説明図、 第３１図は第２９図及び第３０図の可燃ガス・センサに使用する触媒サーミスタ を略本する説明図、第３２図は空気より軽い可燃ガスの検出に使用する可燃ガス ・センサ及びインジケータを略本する側断面図、第３３図は空気より重い可燃ガ スのセンサ、及び第２９図乃至第３１図の可燃ガス・センサを利用する安全遮断 システムを含む非換気式燃焼装置を略本する側断面図、第３４図は燃料弁コイル の巻数及びこれを流れる電流の関係を示すグラフである。

ＢＪし生ヌＪ１１葬− 第１図において、燃料の酸化または酸化源の燃焼を制御する充電式安全制御シス テム１は光電制御装置５を含む。光電制御装置５は主バーナ２及びパイロット・ バーナ３の形態を取る酸化源からの赤外線、紫外線または可視光線のような電磁 放射線６を受光する光電手段５ａを含む。光電手段５ａは、（図示しない）所定 の大きさの電力を発生する。

光電式安全制御システム１はパイロット・バーナ３の炎４及び主バーナ２の炎４ ａと１・て坦われる燃焼を調整、するため、光電手段５ａに連結′し且つこの光 電手段５ａによって駆動される燃料制御装置としての磁気ラッチ弁８を含む。安 全制御システム１は電力が所定の大きさ以下になると燃焼を停止させる。

本願明細書の記述が本発明装置の利用法に関する記述をも含むことはいうまでも ない。

第１図から明らかなように、燃焼装置は光電式安全制御システム１、主バーナ２ 及びラッチ弁８がら成る。主バーナ２は熱、炎または光を発生させるため、孔２ ａがら炎４ａを発生させる。主バーナ２には、パイプ４２及び比を調整する手段 としての空気・燃料チェンバ４３を介して（図示しない）燃料が供給される。制 御システム１のパイロット・バーナ３も標準的な炎または光を提供するための炎 ４を発生させる孔３ａを具備する。パイロット・バーナ３には、パイプ４１及び パイロット用空気・燃料混合チェンバ４３ａを介して燃料が供給される。

磁気ラッチ弁８は、空気・燃料混合チェンバへの燃料供給を調節して燃焼を制御 するためのものである。弁８には、磁気安全ラッチ機構を採用した公知の磁気ま たは電気制御式制御機構を、本発明装置と併用できるようにコイル巻線に適当な 変更を加えてから組込めばよい。光電手段５ａを利用することによって電圧（電 位）が増大するから、各種電子素子を利用して各種の新しい弁を設計構成するこ とができる。好ましくは装置の正常動作中は弁を開放状態に保持し、燃焼装置に 異常が発生するとばね圧などのような復旧力に呼応して自動的に閉じるようにす る。

ラッチ弁８にはほかに固定馬蹄形磁極片３５を組込むことが好ましく、この磁極 片３５は、常態では頂部磁極片３７を弁体８ａ内に保持することにより、第１図 に示すように、パイプ４０とパイプ４１．４２との間に流路を維持し、弁８を開 放状態にする。固定馬蹄形磁極片は磁場を発生させる遮断コイル３４を含む。こ のコイルの特性については、第３０図に関連して詳しく後述する。コイル３４の 巻線は、光電手段５ａに発生する電圧及び電流が弁８を開放状態に保持するため コイル３４に供給されると頂部磁極片３７が好ましくは固定馬蹄形磁極片３５に 保持されるように設定する。弁８の一般的な構成としては、光電手段５ａからの 電力によって磁気ラッチまたは頂部磁極片が馬蹄形磁極片３５に保持されない限 りパイプ４０を通って主バーナ２に供給される燃料の流れが持続できないように する。

弁８に設けた頂部磁極片３７は、これに連結する第１弁棒３７ａを含む。第１弁 棒３７ａは弁体８ａで軸支され、その端部が弁端３７ｂとして形成されている。

弁端３７ｂは第１ばね３７ｄによって弁座３７ｃに向がって付勢される。弁端３ ７ｂ及び弁座３７ｃは、バーナへの燃料流入を阻止するように作用する。弁棒３ ７ａ及゛び弁端３７ｂの反対側に典型的な始動ボタン３７ｅがあり、第２ばね４ ４によって弁体８ａから遠ざかる方向に付勢される。始動ボタン３７ｅの外方へ の連動は弁体内部に設けた制止片３７ｆによって制限される。制止片３７ｆより も内側に、第３ばね３７ｈによって弁体の一方の側から内方へ付勢されるバタフ ライ弁３７ｇがある。バタフライ弁３７ｇの構造、機能及び動作は公知の通りで ある。

磁極片３５及び遮断コイル３４は、熱電対及び熱電対列を採用するシステムのも のと構成が同じであるが、光電手段から発生する低電流、高電圧に適応できるよ うに（図示しないが）巻数が多い。

チェンバ４３，４３ａからの空気・燃料混合物がバーナ２゜３で燃焼すると、炎 ４．４ａが形成され、燃焼熱により電磁放射線６が発生する。好ましい実施態様 では、光電手段５ａをパイロット・バーナ３がらの放射線６によって照射される ように配置するが、燃焼源を制−するのに好適ならバーナ２，３の構成は任意で ある゛。ここでは種々の構成を述べる。

光電手段５ａは単数または複数の個別光電セル２９がら成る光電列２８を含む。

個々の光電セル２９は直列に接続されて、遮断コイル３４を制御するのに必要な 電圧及び電流が光電列の出力として得られる。他の実施態様では、個々の光電セ ル２９を並列または直並列複合方式に接続し、遮断コイル３４の制御に必要な電 圧及び電流を発生させる３光電列２８の出力は、正導線３ｏ及び負導線３２を介 してコイル３４に接続する。この正負導線を遮断コイル３４に接続することによ り、上記正常動作中燃料を混合チェンバに供給する状態に弁８を維持する。個々 の光電セル２９を光電列２８の形に配列し接続する態様は１、導線３０．３２や その接続と同様公知である。光電列２８は好ましくは個々の光電セル２９がパイ ロット・バーナ３がらの放射線によって照射されるようにパイロット・バーナ３ の炎４に対して配向する。光電列２８の位置に関する最小条件として、磁気ラッ チ弁８の制御に必要な電流及び電圧を導線３０．３２に発生させるに充分な放射 線が個々の光電セル２９を照射しなければならない。詳しくは後述するように、 光電列２８から発生する電圧及び電流で他の素子をも駆動できることが望ましい 。個々の光電セル２９とパイロット・バーナ３の間でセル２９に例えばガラス２ ４のような透明カバーを設置すれば、光電列の加熱を防止できる。

個別光電セル２９から成る光電列２８は、例えばアモルファス薄膜、単結晶また は多結晶シリコン、テルル化カドミウム、テルル化水銀カドミウム、インジウム ・カドミウム砒素あるいはジセレン化銅インジウムのような公知の光電材で構成 するのが好ましい。あるいは積層半導体、例えば、シリコン及びインジウム・ガ リウム砒素またはシリコン及びジセン化インジウムを使用してもよい。例えば、 シリコン光電セルならば電圧が約０．４５ボルトの電流を発生させる。燃焼装置 に後述のような他の電子回路、例えば警報回路を組込むことができる。多くの典 型的なシリコン半導体回路は１ボルト以上の電圧を必要する。従って、弁８を制 御するのに適した作動電圧を得るには数個の光電セルを直列接続することになる 。その他の電子回路を燃焼装置に組込む場合にはさらに多くの光電セルを設ける ことになる。各種の素子を駆動するのに必要な直列接続光電セルの個数は、回路 素子の個数及び燃焼源の仕様によって決まる。

光電セル２９は赤外、可視または紫外放射線６に照射されると電圧及び電流を発 生するが、これらの放射線が消え、長波長放射線だけが光電列２８に入射すると この発生を止めることが好ましい。例えば、シリコン光電セルを利用する場合、 このシリコン・セルの応答曲線は約９００ｎｍでピークとなり、１１００ｎｍで 急激に降下する。従って、正常な燃焼状態で約９００ｎｍの波長域において制御 弁を制御するに充分な放射線６が発生することが望ましい。放射線は１ｌ１００ ｎ以下であることが好ましい。さらに、９００〜１ｌ１００ｎの波長範囲で動作 する光電セルは、燃焼装置の周囲素子からの長波長の黒体放射線に対しては比較 的鈍感である。

光電セルの感度はソリッドステート装置における量子バンド幅が明確な且つシャ ープな閾値を有することで示される。光電セルの出力は最良応答域において放射 線が消えるところでは、所与の時間に亘って急激に低下し、熱雷対のようには線 形で連続ではない。従って、固有波長によるソリッドステート装置の刺戟が除か れると、ソリッドステート装置の動作が急変する。ソリッドステート装置のバン ド幅は、関連の機能特性が最大となるように公知の態様で装置に任意の不純物を ドーピングすることによって設定する。例えば光電セルの場合、近赤外スペクト ルにおいて最良の機能を示すようにソリッドステート装置に変更を加えればよい 。特定装置にふされしくバンド幅を選択することにより、この特定装置の応答域 が限定される。

光電制御装置５は、固有波長放射線を放出するように燃焼域の炎４内に設置され た放出素子１１を含む。放出素子１１は（黒体放射線については）白熱まで、（ 熱励起量子放射線については）ルミネセンスまで加熱される。二酸化珪素は放出 素子の一例であり、シリコン光電セルと併用した場合、炎４に加熱されると９０ ０ｎｍに近い固有波長の放射線を放出する。放出手段から約６７５１ｍの波長を 得たければ、ホリウムまたはエルビウムを熱励起量子放出体として利用すればよ い。また、放出素子は、例えば炎が消失するような危険な状態を招くように炎４ が変化すれば、放出手段１１による固有波長放射線の放出が極めて迅速に変化し て炎異常を指示するように形成する。例えば放出素子を炎消失と同時に迅速に冷 却する細いワイヤまたは耐火材で形成して、１ｌ１００ｎ以上の長い波長の放射 線だけが放出素子から放出され、光電手段によって受光さるようにすることが好 ましい。この場合、波長の長い放射線は、入射光子エネルギーがフォトセルが電 圧及び電流を発生させる入射光子工、ネルギーよりも小さいから、フォトセルに よって光電変換されない。従って、周囲炉構造からの背景放射線及び冷却した放 出素子からの長波長放射線は、背景放射線が光電セルを加熱してその効率を低下 させる程度以上に光電列の動作を妨げはしない。

熱励起量子放出体を放出素子として利用することの利点は、放射線が軌道電子の 量子変化に基づいて放出されることにある。従って、放出素子を加熱する熱を低 下させることで放出の強さは弱まるが、固有波長は変わらない。帯域幅の狭い波 長が必要なら、放出スペクトルが近赤外、可視または紫外域に現われ、放出光の ピーク波長が燃料、燃料圧、その他の環境的要因の変化により炎温度が変化して も影響されないように放出素子を選択すればよい。

好ましい実施例では、パイロット・バーナ３の火口３ａが、パイロット・バーナ の材料に埋込むかまたは固定した放出素子１１を含み、他の実施例では放出素子 １１を火口３ａと一体化する（第２０図）。

（図示しないが）触媒酸化からの熱で放射線を発生させてもよく、この場合、炎 は存在しない。

使用に際しては、弁付勢ばね４４に抗してバタフライ弁３７ｇの端部を介してラ ッチ弁８の弁端を開放状態に保持し、例えばガス状炭化水素のような燃料をパイ プ４０に流入させることにより第１図の燃焼装置を始動させる。燃料は弁体８ａ に流入し、パイプ４１を通ってパイロット空気・燃料混合チェンバ４３ａに流入 する。空気・燃料混合物はパイロット・バーナ３に流入し、（図示しないが）圧 電点火装置または第１９図に関連して後述するような点火装置などによって点火 される。放射素子１１が白熱状態またはルミネセンス状態に加熱されて放射線を 発生する。

光電列２８に電圧及び電流を発生させるのに充分な放射線が放出されると、頂部 磁極片３７がマグネット３５によって保持される。ここで主バーナに炎４ａが形 成されるようにバタフライ弁をセットすればよい。

放出素子１１の初期加熱は短時間、即ち、４秒間で達成され、赤外及び可視放射 線６が発生する。放射線は個別光電セル２９から成る光電手段５ａによって吸収 される。

放射線の一部は電圧及び電流、または電力に変換され、光電手段から導線３０． ３２を介してラッチ弁８に供給される。電圧及び電流が遮断コイル３４を制御す ることにより、常態ではラッチ弁８を開放状態に維持する。公知のように、磁場 が第１ばね３７ｄの付勢力に抗して頂部磁極片３７を吸引し、パイプ４０を通る 燃料の流れを維持する。磁極片３７が馬蹄形磁極片３５の表面近くに保持される ことで、放出手段が充分な固有波長放射線を発生している限り弁は開放状態に維 持される。

なんらかの原因で炎４が消えたり、酸素不足のため炎が火口３ａから浮上がると 、放出素子がたちまち冷却され、放出素子１１から発生する放射線の波長が長く なる。

光電手段５ａは上述のように長い波長に対しては比較的鈍感であるから、光電列 からの電圧及び電流出力は急激に降下する。従って、導線３０．３２によって供 給される電圧及び電流が低下し、電磁場が弱まるから、頂部磁極片３７が馬蹄形 磁極片３５の表面からｌ！！！！脱する。ここで第１ばね３７ｄの付勢力が弁端 ３７ｂを第１図のように上昇させてラッチ弁８を閉じる。

上記装置は特に炎消失、及び炎の浮き上がりを誘発する不適正な空気・燃料混合 比を検知でき、このような不完全燃焼に際して比較的短時間後に燃料供給を遮断 する手段を提供することができる。このシステムは自足式であり、燃焼が必要な 時にだけ作動するという点で安全である。充電セル及びコイル３４が磁気ラッチ 弁８を作動させるのに必要な電圧及び電流を発生させるから、外部電源は不要で ある。また、光電セルによって後述のような他の電子素子をも作動させることが できる。固有波長の放射線が中断されたり弱まったりするとシステムが自動的に 遮断されるから、赤外、紫外または可視放射線６の伝送が阻止されると直ちに燃 焼を停止させるように上記装置を構成または校正することができる。

散乱する固有波長放射線があればこれを光電列に向かって反射または焦合させる ため、光電手段５ａの近傍に反射鏡１２を設けてもよい。この反射鏡１２は固有 波長放射線を集光または焦合する（図示しない）収斂、鏡または放物面鏡で構成 すればよい。（図示しないが）レンズを使用してもよい。

本発明の１実施態様では、放出手段１１と光電列２８の間に一酸化炭素や酸性ガ スのような有毒ガスである第１ターゲツト・ガスを感知する手段１７を含むプレ ート１５を設ける。漏れを検知するため燃料に添加される無毒性揮発生成物のよ うな可燃ガス、例えばプロパンなどを感知する手段も同じ目的に利用できる。ガ ス感知手段としては、ガラス、石英またはプラスチックの窓またはフィルタのよ うな透明材に薄膜を塗布すればよい。ガス感知手段１１は、ターゲット・ガスの 存在量が所与のレベルに達すると、光電手段５ａによる電磁放射線６の受光を阻 止する。

第２図は、例えばｃｏ感知材のようなガス感知手段１７を塗布または含浸させた 透明プレート１５を示す。この透明プレート１５を、ガス感知手段が光電セル２ ９と放出手段の間に介在するように個別光電セル２９上に配置する。好ましい実 施態様では、ガス感知手段の過熱を防止するため光電列２８とカバーガラス２４ の間に透明プレート１５を介在させる。１実施例では、透明プレート１５が１平 方インチに５０，０００個もの孔を有するシリカ被覆写真腐食ガラスである。ガ ス感知手段１７を透明プレート１５に組込んだ場合、光電列２８及びカバーガラ ス２４を取換えな（でもガス感知手段１７を比較的容易に交換することができる 。

ＣＯセンサの１例がシューラ−（３ｈｕｌｅｒ　）等の米国特許第４，０４３， ９３４号に開示されている。ＣＯ感知を目的とした場合、放出手段から発生する 放射線は赤外及び可視放射線である。シューラーの化学的化合物はＣＯ濃度が低 ければ放出素子から発生する近赤外及び可視放射線に対して透明である。ところ がＣＯの存在においてシューラーの化学的化合物に変化を生じ、赤外及び可視光 線を吸収及び反射する能力が変化する。ＣＯ濃度の増大と共にこの領域における 放射線の吸収量及び反射量が増大し、光電列２８によって受光される放射線の強 さが低下する。物質によって吸収される光量の変化は一酸化炭素濃度に比例し、 危険濃度のＣＯが存在する時に燃焼装冒を遮断するための燃料制御手段の調整を 校正するのに前記変化を利用することができる。その他の手順として、家屋その 他のビルなどの主燃料弁を閉鎖する操作も含まれる。シューラーの化学的化合物 は、再生可能である点でも有利である。

通常、−酸化炭素は燃焼の副産物である。多くの場合、例えば混合チェンバ４３ ，４３ａにおいて燃料と混合される酸素量が低下したり、バーナが汚染したり、 炎温度が低下した場合、危険量のＣＯが発生する。通常は赤外及び可視光線に対 して透明なＣＯ感知コーティングが一酸化炭素を吸収し、赤外及び可視波長の入 射光線を吸収及び／または反射する。光電セル列２８で発生する電圧及び電流も 同時に著しく低下し、上述のようにラッチ弁８を閉鎖する。その結果、−酸化炭 素またはその他任意のターゲット・ガスの存在に応答する光電制御装置５の応答 時間は、ｃｏ感知材を含まぬ光電手段５ａが異常燃焼に応答する応答時間と同程 度となる。放出素子１１がいぜんとして赤外線を放出し続ける場合でも、不完全 燃焼などに起因する一酸化炭素のレベルは、光電手段５ａへ入射する赤外及び可 視放射線をなくすることによってラッチ弁８に対する給電を速やかに遮断する。

他の実施例では、透明プレート１５に第２ターゲツ°ト・ガス感知手段２６をも 組込むことができる。感知手段２６は、放射線６の通路においてｃｏ感知材と直 列の位置を占めるようにプレート１５の一部に塗布したターゲット・ガス感知材 の薄膜として実施すればよい。第２感知層は、ガス感知手段１７と同様に作用し てラッチ弁８を制御する。

第２感知層は、対応の特定ターゲット・ガスに対して露出されると光電列２８へ の放射線入射を阻止するに充分な放出手段１１からの適当波長放射線を吸収する 。例えば、第２層をシアン化水素、塩化水素、硝酸に転化し得る酸化窒素、及び 強酸に転化し得るその他のガスなどのような酸性ガスを感知する手段として設定 することができる。

ほかに感知可能なガスとしては弗化水素酸や塩化水素のガスがある。

酸性ガス感知材は、酸性ガスの存在において光学的性質が変化するものならいか なる物質でもよい。例えば、ゲンサーの米国特許第３，７５４，８６７号を参照 されたい。酸性ガス感知材は酸性ガスが存在しなければ、放出手段１１から放出 される特定波長の光線６に対して部分的に透・明である。ところが、酸性ガスが １種類でも存在すれば、センサ材は吸収、反射などによりスペクトルの特定波長 光線の透過を妨げる。センサ材は、放出手段１１から放出される波長の光線６を 最も強く吸収することが好ましい。

２種類以上の酸性ガスが同時に存在する場合、この存在量は相加的であるから、 ２種類の酸性ガスが存在すれば、それぞれが単独の場合に弁を閉鎖するのに必要 な濃度の半分で光の透過を阻止することになる。１種類の酸性ガスが存在する場 合でもｃｏとの関係では相加的効果が生ずる。

酸性ガス感知材は、使用条件下で化学的に不活性のシリカ・ゲル、アルミナなど から成るベースを含む。酸性ガス感知材は強酸の存在において、赤色または近赤 外光線を吸収するメチル・パープルまたはメチル・バイオレットのような染料（ ダイ）であることが好ましい。赤外、紫外または可視スペクトルで放出する熱励 起量子放出体と特殊染料を併用すればよい。染料は所定量以上の酸が存在すると 、放出素子１１からの光線６の大部分を吸収する。遍在する二酸化硫黄に起因す る指示を防止し、変色の可逆性を達成するには、バッファを使用すればよい・空 気中濃度に応じて酸性ガスを迅速に脱着及び吸収するベースを使用すれば、バッ ファは不要である。

ＣＯ感知材及び酸性ガス感知材は互いに直列ではなく並列に配置してもよい。例 えば、ＣＯセンサを光電列の一部に配置し、酸性ガス・センサを他の部分に配置 すればよい。あるいは、それぞれの列に対応のターゲット・ガス感知手段を連携 させて数列の光電セルを設置してもよい。

第３図には放出性パイロット・バーナと個別光電セル２９の間にＣＯ感知材のよ うなターゲット・ガス感知材を配置した他の実施例を示した。個別光電セル２９ は平行６面体ブロックの形状とし、これを１列に配置して光電セル列２８を形成 すればよい。個別光電セル２９にはシリカ・コーティイング１３のような不活性 材を直接塗布する。次いで、ｃｏ感知材１７を他のターゲット・ガス感知材と別 にまたは一緒にシリカ薄層１３に直接塗布する。ベースも溶融シリカ、エツチン グ処理溶融シリカ、石英、エツチング処理石英または高シリカのガラスで形成す ればよい。

公知の態様でカバーガラス２４を配置する。この構成はコストが安く、サイズが コ゛ンパクトである。この光電セル列２８の実施例の動作は、第１図及び第２図 に関連して述べた動作と同様である。

第２図及び第３図のものと同様の別の実施例を第４図に示した。光電セル列２８ と炎４との間に位置するように光電セル２９に溶融シリカまたは石英のカバー２ １を設けた。

カバー２１の下側をエツチング処理し、単数または複数のターゲット・ガス感知 材、例えばｃｏ感知材で被覆する。

第４図図示実施例の作用及び動作は、第２図及び第３図に関連して述べたのと同 様である。

第５図には、光電制御装置５の第２実施例を示した。

第５図の燃焼装置は構造、作用及び動作において、以下に述べる点を除いて第１ 図のものと同様である。第１図のものと全く同じ構造、作用及び動作の素子には 同じ参照番号を付した。図面を簡略化するため空気・燃料混合チェンバ４３，４ ３ａを省いであるが、これらのチェンバは、燃料装置内に存在するものと想定す る。

光電安全制御システム１Ａは、放射コイル・ホルダ９によって支持される放射コ イルとして形成した放出素子１１ａを具備する放出手段１１を含む。放射コイル ・ホルダ９は、放出素子１１ａをパイロット・バーナ３の炎４内に支持する。放 出素子１１ａは赤外及び可視放射線６を放出し、放射線６は反射鏡１２において ０反射して光電手段５ａに入射する。反射鏡１２及び光電手段５ａは、電力を発 生するに充分な放射線を光電手段５ａが受光できるように互い、に且つバーナ２ ，３に対して配置する。各種の放出素子１１ａについて後で詳述する。

第５図の光電安全制御システム１Ａでは、ラッチ弁８を独自に制御できるように 、光電列２８をターゲット・ガス感知材１６、例えばＣＯ感知材と並列に設置す る。光電手段５ａには、後述するように光電列２８を加熱してその効率を低下さ せる波長の長い光線の透過を制限するために、フィルタ２２及び／または２４を 組込めばよい。（光学）フィルタ２２は、放出手段１０からの近赤外及び赤色可 視放射線スペクトルを透過してこのスペクトル域を強化する。

また、ターゲット・ガス感知材の過熱を防止する。

フィルタ２２はカバーガラス・フィルタ２４の下方、赤外線反射鏡１２とは反対 の側に配置される。濾過された放射線６ａは、第１３図に関連して後述するホル ダ１４に固定されたターゲット・ガス感知材１６に入射する。感知材１６は第２ 図乃至第４図に関連して上述した感知材と同様である。ＣＯ感知材の場合、−酸 化炭素レベルが比較的低ければ、ＣＯ感知材が入射した放射線の一部を、透過光 感知手段としての光検知器６０に透過することにより、−酸化炭素濃度に応じて 燃料供給を制御する。

光検知器６０は、フィルタ２２及び感知材１６を透過する放射線を感知する。光 検知器６０は、電気的または電気機械的回路４８に電気的に接続して燃料制御弁 を制御する。光電セル列２８の正負導線３０　、３２も、制御回路４８に電気的 に接続してそれぞれ独自にラッチ弁８を制御する。制御回路４８の出力リード線 ３６．３８は遮断コイル３４に接続している。

使用中、燃料はパイプ４０を通ってバーナ３に供給される。炎４が放出素子１１ を白熱状態またはルミネセンス状態にまで加熱する。放射線６は反射鏡１２によ って光電手段５ａに向けられる。放射線はカバーガラス２４を透過して個別光電 セル２９及びフィルタ２２に入射する。磁気ラッチ弁８を駆動するのに必要な電 圧及び電流が光電列２８の正負導線３０．３２を介して供給される。フィルタ２ ２は特定帯域の光線を透過させて感知材１６に入射させ、感知材１６は濾過され た放射線を透過させて光検知器６０に入射させる。光検知器６０は遮断回路４８ に接続して磁気ラッチ弁を開放状態に維持する。光電列２８で発生した電圧及び 電流を供給された遮断回路４８は、コイル３４に給電する。炎４が消えたり不完 全燃焼状態になると、光電列出力が、上述のように磁気ラッチ弁を閉じるレベル にまで低下する。

放出手段１１からの放射線が例えば不完全燃焼または炎消朱のためフィルタ２４ の赤外及び可視域以下に弱まった場合、フィルタ２４を透過する光線が、遮断回 路４８が遮断コイル３４から電流及び電圧を遮断して磁気ラッチ弁８を閉じるレ ベルにまで、弱まる。ターゲット・ガス濃度が危険レベルにまで増大して場合、 フィルタ２２を透過する濾過光線が感知手段１６によって吸収されるかまたは反 射させられ、その結果、光検知器６０から発生する信号を低下させる。その結果 、後述するように遮断フィルタ３４のリード３６．３８に対する出力が低下する から、遮断コイル３４が磁気ラッチ弁８を閉じる。

第６図乃至第１０図には、危険ガス（例えばＣｏ）暴露量に応じて燃焼を制御す るためのい（つかの遮断またはゲート制御回路を示した。これらの回路は、第５ 図の制御回路４８に相当する。

第６図に示すのはコイルへの電流を短絡させるための遮断回路３４８であり、遮 断回路３４８には正負の導線３０゜３２が接続している。フィルタ２２から、ま たは反射鏡１２若しくは放出手段９から直接入射する放射線が、ＮＰＮフォトト ランジスタ５０によって受光される。遮断回路３４８の出力端子３６．３８は、 上述のように遮断回路３４に電気的に接続している。

正導線３０はベース電流抵抗１２０の第１側に接続すると共にＮＰＮコイル短絡 トランジスタ７０のコレクタ７４にも接続する。抵抗１２０の第２端はトランジ スタ７０のベースに接続する。光電列２８の負導線３２は遮断コイル３４の負リ ード３６に接続する。同様に、トランジスタ７０のエミッタ７６は遮断コイル３ ４の負リード３６に接続する。フォトトランジスタ５０は、コレクタ・エミッタ 回路に電流を流し、そこでは、コレクタ５４は抵抗１２２の第１端に接続し、抵 抗１２２の第２端はトランジスタ７０のベース７２に接続し、フォトトランジス タ５０のエミッタは遮断コイル３４の負リード３６に接続している。

回路３４８の動作は次の通りである。弁が正常に動作している時、放出素子から の光線が光電列２８に入射して電流を発生させ、この電流は導線３０．３２．３ ６及び３８を介してコイル３４に流れる。この時コイルのリード３６．３８間に 電圧が存在し、この電圧はトランジスタ７０のコレクタ７４とエミッタ７６の間 にも現われる。フォトトランジスタ５０すでにＣＯ感知材１６及びこれと連携す る光学素子を通過している。抵抗１２０を介してトランジスタ１０のベース７２ に流れる電流がトランジスタ７０を導通させる。充分な光線がトランジスタ５０ に入射すれば、抵抗１２０を流れる電流が抵抗１２２にも流れてトランジスタ７ ０を不導通状態に維持する。しかし、ターゲット・ガス、例えば−酸化炭素が存 在するとフォトトランジスタ５０に入射する光線が弱まるから、トランジスタ７ ０のベース７２からの電流も低下し、この電流低下が抵抗１２２によって設定さ れている所定レベル以下になると、トランジスタ７０が導通する。

電流は正導線３０からトランジスタ７０のコレクタ・エミッタ回路を通って負導 線３２に分流し、遮断コイル３４の電流及び電圧が低下するから弁が閉じる。こ うしてバーナへの燃料供給が遮断される。第１図の装置に関連して述べたように 、光電列に対する照射光線が不足なら、磁気ラッチ弁８に供給される電圧及び電 流も不足するから、ばね４４の付勢力に抗して弁を開放状態に維持することは不 可能となる。このことは、第７図乃至第１０図に関連して後述する回路について も同様である。

第７図は、フォトトランジスタ５０の代わ９に光電セル６０を使用することを除 けば第６図のものと同様の遮断回路４４８を示す。光電セル６０の負出力６２は 抵抗１２２の第１端に接続し、光電セル６０の正出力６４は光電列２８の負導線 ３２に接続する。回路のバランスは、第６図に関連して述べたのとほぼ同じであ る。

使用に際しては、感知材１６からの透過光が光電セル６０を照射して出力６２． ６４に電圧及び電流を発生させる。充分な放射線が光電セル６０を照射すると、 導線３０及び抵抗１２０を流れる正の出力がトランジスタ７０から抵抗１２２を 通って光電セル６０に流れる。従って、充分な放射線が光電セル６０を照射すれ ば、トランジスタ７０は不導通状態に維持される。入射光線が抵抗１２２によっ て設定されている所定レベル以下に低下すると、光電列２８の正出力３０からト ランジスタ７０のベース７２に流れる電流はトランジスタ７０から取られず、従 ってトランジスタ７０は導通化される。その結果、正導線３０の正出力は、トラ ンジスタ７０によって光電列２８の負導線３２の負出力に分路される。

第８図には、第６図の遮断回路３４８と同様の遮断回路の変更実施例５４８を示 した。ただし、トランジスタ７０の代わりにＮチャンネル電界効果トランジスタ （ＦＦＴ）１１０を使用している。正導線３０はＦＥＴ１１０のドレン　１１４ に、負導線３２はＦＥＴ１１０のソース　１１６にそれぞれ接続する。遮断回路 ５４８の残り部分は第６図に関連して説明したのと同様である。遮断回路５４８ の動作は、ＦＥＴ１１０のゲート　１１２に電流が流れないため、遮断回路５４ ８の制御パラメータが抵抗１２０，１２２を介してフォトトランジスタ５０に流 れる電流によって決定されるゲート１１２の電圧であることを除けば、遮断回路 ３４８の動作と何様である。フォトトランジスタ５０への入射光線が弱まると、 フォトトランジスタ５０は導通せず、従ってコレクタ５４の電圧が上昇する。従 って、ゲート　１１２の電圧が上昇してＦＥＴｌｌ０が導通する。

第９図は比較回路を利用する遮断回路の実施例６４８を示す。正導線３０は、ポ テンショメータ　１５０の一端及びＮＰＮトランジスタ７０のコレ、フタ７４に 接続する。負導線３２は電流制限抵抗１００を介して遮断コイル３４の負リード ３６に接続する。同様にトランジスタ７ｏのエミッタ７６も遮断コイル３４の負 リード３６に接続する。ポテンショメータ　１５０の第２端は遮断コイル３４の 負リード３６に接続する。ポテンショメータ　１５０の摺動子は比較回路１６０ の正感知入力１６２に接続する。比較回路１６０の出力１６６はベース抵抗７８ を介してトランジスタ７０のベース７２に接続する。第７図の遮断回路４４８の 場合と同様に、正出力６４が比較回路１６０の負感知入力１６４に接続している 光電セル６ｏを透過放射線６が照射する。光電セル６０の負出力６２は、光電列 の負出力３２及び遮断コイル３４の負リード３６に接続する。

光電セル６０の負出力６０及び正出力６４は負荷抵抗１２４によってブリッジさ れる。

比較回路は燃料生成物濃度レベルを弁別する。ポテンショメータ　１５０は遮断 コイル３４の電圧をサンプリングするための分圧器を形成する。サンプルは、比 較回路１６゜の正感知入力１６２に供給される。光電センサ６ｏから発生する電 流を負荷抵抗１２４がサンプリングし、このサンプルが比較回路１６０の負感知 入力　１６４に供給される。−酸化炭素などのターゲット・ガスが低レベルであ る状態において、負感知入力１６４の電圧が比較回路１６０の正感知入力１６２ の電圧よりも大きくなるようにポテンショメータを設定すると共に負荷抵抗を選 択する。その結果、比較兜路１６０の出力１６６は低状態に維持されるから、ト ランジスタ７０は不導通状態となる。同様に、遮断コイル３４のリード３６　、 ３８間に電圧及び電流が発生する。−酸化炭素などのターゲット・ガスが充分な 時間に渡って充分に高い濃度で存在すれば、光電セル６０に入射する光線が弱ま り、光電、セルの電流出力も低下する。この低下が負感知人力１６４の電圧を比 較回路１６０の正感知入力１６２の電圧以下に降下させるほど大きければ、出力 １６６が高状態となり、抵抗７８を介してトランジスタ７０のベース７２に電流 を送ってトランジスタ７０を導通させる。その結果、遮断コイル３４の電圧及び 電流が低下して磁気ラッチ弁８が閉鎖される。

遮断回路４８の他の実施例７４８を第１０図に示した。この遮断回路７４８は遮 断コイル３４への電圧及び電流を遮断する電気機械的スイッチを含む。遮断回路 ７４８はほぼ“Ｃパ字形の永久磁石磁極片１７０を含む。磁極片１７０の開口端 間にアーマチュア１７２を配置し、磁極片１７０よりも内側に位置するアーマチ ュアの一端をアーマチュアばね１７６を介して磁極片の底部に連結する。アーマ チュア１７２の他端は第１０図に示すように磁゛極片１７０の内部から上方に突 出し、アーマチュア支点１７４においてアーマチュア１７２の中間部分を中心に 旋回する。アーマチュア１７２は、スプール１７８ａに巻着された２本巻コイル １７８を具備する。２本巻コイル１７８は接続線１８０，１８２による巻線１７ ９と、接続線１８４，１８６による巻線１８３との２つの巻線から成る。

透過放射線６は、光電中ル６０に入射して正出力６２及び負出力６４に電圧及び 電流を発生させる。負出力６４は、２正出力６２は第１巻線１７９の負導線１８ ２に接続する。光電列２８の正出力３０は遮断コイル３４の正リード３８に接続 する一方、調節抵抗１９２を介して２本巻コイル１７８の第２巻線１８３の正導 線１８４に接続する。光電列２８の負出力３２は、第２巻線１８３の負導線１８ ６及び固定スイッチ接点１８８に接続する。固定スイッチ接点１８８の対向接点 は磁極片１７０の内部から延びるアーマチュア１７２の端部と機械的に連動する 可動スイッチ接点１９０である。可動スイッチ接点１９０は遮断コイル３４の負 リード３６に接続する。アーマチュア１７２はばね１７６により一方へ付勢され た状態に保持される。アーマチュア１７２の自由端が可動スイッチ接点１９０に 圧接し、該接点は固定接点１８８と共に光電列２８と安全遮断コイル３４との間 を流れる電流の導通路を形成する。

常態において調節抵抗１９２を、巻線１７９．１８３の電流の大きさが等しくな るように設定する。両電流は反対方向に流れるから、正味の磁場は発生しない。

−酸化炭素が存在すると光電セル６０の出力が上述のように低下する。

従って巻線１７９の電流が巻線１８３の電流よりも小さくなリ、この電流差によ り正味磁場が発生する。電流の流れは、こうして発生する磁場が永久磁石の磁場 とは逆になるように設定する。こうすればコイル１７８にトルクが作用する。コ ４イル１７８は直ちにアーマチュア１７２に吸着しアーマチュアは支点１７４を 中心に旋回自在であるから、アーマデユア　１７２は発生する磁場に呼応して支 点中心に回転する。この過程でアーマチュア１７２の外端が可動スイッチ接点１ ９０に圧接して、該接点と固定スイッチ接点１８８との接触を解く。その結果、 遮断回路１３４に至る回路が開かれ、磁気ラッチ弁８が閉じる。

燃焼装置及び光電制御装置の第３実施例を第１１図に示した。燃料供給パイプ４ ０は弁体８ａを介して燃料を供給する。磁気ラッチ弁８が、燃焼装置へのガス供 給を調整する手段として作用する。パイプ４１は、弁８ｂからパイロット空気・ 燃料混合チェンバ４３ａを介してパイロット・バーナ３ｂに燃料を移送する。パ イプ４２は、主バーナ２へ空気・燃料混合物を供給する一連の空気・燃料混合チ ェンバ４３に燃料を送る。

固有波長放射線を放出する放出手段１ｏは、放射コイル・ホルダ９で支持された 放出素子１１ａを含む。第１図及び第５図の装置と共通のその他の素子は共通の 参照番号を付してあり、第１図及び第５図の共通素子と同様の構成及び作用を有 する。以下にその他の素子について説明する。

放出手段１０からの放射線は光電手段５ａのカバーガラス２４に入射する。ター ゲット・ガス感知材１６及びホルダ１４と同様にフィルタ２２を光電手段５ａに 設ける。これらの素子は上記装置における対応素子と同様の構造及び作用を有す る。放出手段１０からの放射線をして光学繊維束または単光学繊維２３を透過さ せることにより、放出手段１０からの放射線だけが（光学）フィルタ２２を透過 するようにした。光学繊維束２３、フィルタ２２及びセンサ材１６を透過した光 線がフォトトランジスタ５０に入射するが、これらの素子は第５図及び第６図に 関連して説明した素子と同様である。フォトトランジスタ５０としてはフォト・ ダーリントン・トランジスタを使用することができる。

ターゲット・ガス濃度が所与のレベル以上に増大すると、遮断回路８４８が弁８ を閉じることによりバーナ２，３ｂへの燃料の流れを調整する。後述するように 、この回路を利用することにより、燃焼効率に応じて空気・燃料混合化を変える こともできる。

光電列２８の正出力３０は、遮断コイル３４の正入力リード３８及びＰＮＰトラ ンジスタ９ｏのエミッタ！ｌ１６に接続する。

正出力３０はポテンショメータ　１５０の一端１５２、演算増幅器１３０の正電 力供給入力１３８及び演算増幅器１３０のバイアス選択人力１４２にも接続する 。光電列２８の正出力３ｏはまた、負荷抵抗５６を介して演算増幅器１３０の負 感知人力１３４にも接続する。ポテンショメータ１５０の摺動子１５６は演算増 幅器１３０の正感知人力１３２に接続する。ポテンショメータ　１５０の他端１ ５４は、抵抗１００を介して遮断コイル３４の負入力リード３６に接続する。演 算増幅器１３０の出力　１３６は、ベース抵抗９８を介してＰＮＰトランジスタ ９０のベース９２に接続する。トランジスタ９０のコレクタ９４は遮断コイル３ ４の負入力リード３６に接続する。光電列２８の負出力３２は、演算増幅器１３ ０の負電力供給入力１４０に接続する一方、抵抗１００を介して遮断コイル３４ の負入力リード３６に接続する。

フォトトランジスタ５０はターゲット・ガス濃度に反比例する電流を導通する。

フォトトランジスタ５０のコレクタ５４は演算増幅器１３０の負感知人力１３４ に接続する。エミッタ５２はポテンショメータ　１５０の第２端１５４に接続す る一方、抵抗１００を介して遮断コイル３４の負入力リード３６に接続する。

放出素子１１ａとしては、太さ０．００５〜ｏ、ｏｉｏインチのニクロム線を巻 いて、直径約１／２インチ、長さ約４インチのコイルを形成したものを使用すれ ばよい。放出素子の約２インチ下方に、それぞれが幅１／２インチ、長さ１．５ インチのセル６個を、総出力電圧が個々のセルから発生する電圧の和となるよう に直列接続したシリコン光電セル列２８を配置する。放出手段１０がら放出され た放射線６の一部が、好ましくは一酸化炭素感知材の形態を取るターゲット・ガ ス感知材１６に入射する。光ファイバ２３は長さが４インチあり、ガス感知材を パイロット・バーナ３よりも低温の領域に設置することを可能にする。

光ファイバ２３は組成、即ち、ガラスか、プラスチックか、または二酸化珪素か に応じて放射線の長波赤外成分を除外することにより、感知材及びそのホルダを 低温に維持し、且つ感度を高めるように作用する。演算増幅器１３０としては、 テキサス・インスツルメンツ・インコーホレイテッドのＴＬＣ２５１演算増幅器 を使用することができる。重要なことは、演算増幅器が１ボルト程度の低い供給 電圧で作動できることである。

第１１図の光電制御装置では、光ファイバを使用し、その一端を炎４内にまたは 炎４の近くに配置して炎によって加熱されるように構成することができる。例え ばランタニド酸化物のような熱励起団子放出体を含有する放出手段を前記加熱さ れる端部に塗布し、固有波長の放射線が放出されるようにする。光ファイバは放 射線を他端まで透過させるが、この他端はエツチング処理され、−酸化炭素が存 在すると放射線の透過を阻止するＣＯ感知材で被覆されている（第２７図）。

炎が存在する限り、光電列２８は、ＣＯ検知回路及び磁気ラッチ弁８を作動さぼ るのに充分な電力を放射線により発生する。放射線の一部は、１．７ボルトの電 圧−及び１．８ミリアンペアの電流で約３ミリワツトの電力に変換される。放射 線６は、光ファイバ２３の端部をも照射し、この端部は照射光をＣＯ感知材へ導 く。ＣＯ感知材が透明なら、放射線はＣ○感知材を透過してフォト・ダーリント ン・トランジスタ５０に入射する。

使用に際しては、放出手段１０から放出される光線が光ファイバ２３と、ホルダ １４に保持されているＣＯ感知材とを透過してフォト・ダーリントン・トランジ スタ５０に入射する。その結果、トランジスタが電流を導通する。フォト・ダー リントン・トランジスタの電流は抵抗５６を流れるから、抵抗５６、コレクタ３ ４及び演算増幅器１３０の負感知人力１３４の接続点における電圧が低下する。

ポテンショメータ　１５０は、ＣＯが存在しなければ１３２における電圧が１３ ４における電圧よりも正側となるように設定する。従って、１３６における電圧 が高状態にあり、トラジスタ９０の導通を防止する。この状態で弁は正常に動作 する。

ｃｏ感知材によりＣＯの存在が検知されると、ＣＯ感知材が黒化してフォトトラ ンジスタ５０への入射光量を減少させる。その結果、フォトトランジスタ５０が 光電列２８の正出力導線３０から得る電流が低下する。従って、負感知人力　１ ３４における電圧が上昇する。ただし、黒化の程度は一酸化炭素の経時濃度に応 じて異なる。この場合、コイル遮断時点を人体の許容量値に合わせて設定すれば よい。ＣＯａ度が４時間に亘って５０ｐｐｍ　、または３０分間に亘って２００ ｐｐｍまたは１０分間に亘って３５０ｐｐｍを越えると、ガス・センサ１５が充 分に黒化して負感知入力１３４の電圧’ｈ＜正感知人力　１３２で設定された値 よりも大きくなる。その結果、演算増幅器１３０の出力１３６が低状態となり、 ベース抵抗９８がトランジスタ９０のベース９２から電流を得ることでトランジ スタ９０が導通する。トランジスタ９０の導通でそれまで遮断コイル３４を流れ ていた電流が分流され、弁が閉じる。

第１２図は、燃焼装置における燃焼を制御する単一の光電制御ユニット４９を得 る為光電制御装置５の素子を組合わせる構成を示す。フォトトランジスタ５ｏ及 びガス感知材ホルダ１４が取付けられる回路板４８に遮断回路４８ａを設（プる 。遮断回路４８の上方に、例えば４×３個の個別光電セル２９から成る光電列２ ８を配列する。光電列は好ましい実施例の場合、フォトトランジスタ５ｏへの入 射光線を濾過するためのフィルタ２２をも含む。センサ装置全体にカバーガラス ２４をかぶせる。燃焼装置に対する光電制御装置５の位置は、放出手段１ｏがら 制御装置５へ放射線を導く手段に応じて異なる。光ファイバを利用することによ り放射線を放出手段１０がら光電列２８に入射させることができるから、光電装 置５を燃焼装置から離れた位置に設置することができる。ただし、放出手段１ｏ と光電列２８の間に直線的な光路を維持しなければならない場合には、制御ユニ ット４９を燃焼源の近傍に設置しなければならない。

第１３図は、ガス感知材１６及びそのホルダ１４を詳細に示ず。感知すべき特定 ガスが低濃度で存在する場合、放射線６は感知材１６を透過する。透明窓１９． ２０には、ガス分子を感知材１６へ導入する為ガス導入孔１９を設（プる。

ガス感知材は、シリカ・ゲルに塗布し、ホルダ１４に配置すればよい。シリコン ・ゲル感知材は、光電セル表面または第２図に示したプレート１５のようなプレ ートに直接張り付けるには不適当である。なぜなら、シリカ・ゲルは感知材の変 色に起因する吸収とは無関係の散乱及び吸収により入射光の強さを弱めるからで ある。さらにまた、シリカ・ゲルは光電列２８に想定されるような広い面積に均 一に分布し難い。また、小さいシリカ・ゲル粒子は、これを被覆している感知材 の化学的感知性能を損わずに結合するのが困難である。シリカ・ゲルはまた高温 で乾燥し易く、破損され易い。そこで、光電制御装置５にガス感知材を組込む方 法としては、第２図乃至第４図に関連して述べた薄膜コーティングの方が好まし く、第１３図の方法に比較していくつかの点ですぐれている。

第１４図は主バーナ２の供給される空気・燃料混合物を制御する効率制御システ ム１ｂを示す。光電制御装置５は、固有波長の放射線を放出する放出手段１０を 主バーナ２に配置するのが好ましいということを除けば、第１図、第５図及び第 １１図に関連して上述したものと同様である。

また、光電制御装置５は、固有波長の放射線以外の放射線はほとんどすべて除外 するスペクトル・フィルタ　２００を含む。燃料と空気を混合するため、パイプ ４２を介してガス・空気配合弁２０２に燃料が供給される。配合弁は、パイプ４ ２からの燃料を吸気孔２１５から引込まれた空気と混合するための空気・燃料混 合チェンバ２１８を含む。混合された空気及び燃料は、熱または炎４ａを発生す る主バーナ２へ送られる。主バーナの一部は、放射コイル・ホルダって支持され た放出素子１１ａを有する放出手段１０を含む。放出素子１１ａをバーナ２の構 造に組込んでもよい。放出素子１１ａは、スペクトル・フィルタ２００及び光電 列２８を照射する放射線６を放出する。光電列２８の正出力３０はコイル２０４ の第１９−ド２０４ａに接続し、光電列２８の負出力３２はコイル２０４の第２ リード２０４ｂに接続する。

永久磁石アーマチュア２０８はコイル２０４内を移動自在であり、非可撓部材２ ３２を介してポスト２２６と連動して混合チェンバを制御する。

第１５図に示すように、混合チェンバ２１８は、導入パイプ４２に達するノズル ２２５を含む。排出パイプは、空気・燃料混合物をブエンバ２１８から運び去る ためのものである。

第１４図に示した制御システムの動作は、放出手段１１からの放射線６の強さと 、炎４によって放出手段１１が加熱される程度との比例関係に基づく。炎が、従 って、放出素子１１がより熱くなるに従って、近赤外及び可視光線の発生量が増 大し、スペクトルのピークが短い波長の方ヘシフトする。光電セル２９は放射線 ６の振幅も波長も感知できるから、光電流の大きさは炎温度と密接に関連する。

こうして光電列２８から発生する光電流及び電圧を利用することにより、燃料・ 空気混合物への空気流入量を制御して、炎温度が最大限となるように最適の空気 ・燃料化を得ることができる。放出手段は例えは直径０．０１インチのニクロム 線やさらに細いセラミック・フィラメントのように熱質量の低い材料で形成でき るから、制御システムは温度変化に対して極めて迅速に応答できる。

スペクトル・フィルタ２００は、第５図及び第１１図に関連して述べたフィルタ と同様のものでよい。このフィルタは入射光線による光電列２８の加熱を軽減し 、制御装置のスペクトル応答を制御するため、例えば空気・燃料混合物が薄くな り過ぎるのを防止するために使用される。

上記制御装置に関連してすでに述べたように、燃料ガスは導入パイプ４０を通っ てガス・空気配合弁２０２に流入する。燃料がノズル２２５を通過した結果生ず る膨張により、孔あきプレートの孔２１４，２１５から空気が引込まれる。

次いでガス・空気混合物がパイプ４２を通ってバーナ２に流入し、（図示しない ）公知の手段によって点火される。

炎４内に配置されている放出素子１１が白熱状態またはルミネセンス状態に加熱 される。こうして発生する放射線の一部を（上述した各種手段によって）スペク トル・フィルタ　２００に入射させればよい。濾過された放射線が光電列２８に 入射して電圧及び電流を発生させる。光電流は導線３０．３２により配合弁２０ ２のコイル２０４に供給される可動アーマチュア２０８は、放射素子１０から発 生する放射線の量及び波長の変化に伴う導線３０．３２の電流変化に応じてコイ ル２０４内に向かって、またはコイル２０４から外方に向かって移動する。アー マチュア２０８の運動は、ポスト２２６を介して回転孔あきプレート２３０に伝 達される。

コイル２０４を流れる電流は、この電流によって発生する磁場がアーマチュア２ ０８に対して吸引力を作用させてポスト　２２６を引き、付勢ばね２１０に抗し て回転孔あきプレート　２３０を回転させるように設定する。このようにして孔 ２１５，２１４の相対位置を変えることにより、流入する空気の流量を変えるこ とができる。燃焼効率は所与の燃料流量に対する増大電流によってめることがで きる。ばね２１０から生ずる抵抗力は回転孔あきプレート２３０の回転度に比例 する。従って、回転孔あきプレート２３０は、アーマチュア２０８に作用する力 がばね２１０の復元力と正確に釣合うように軸受２１６の回りを回転する。この ようにすれば、回転孔あきプレート２３０の回転量は、炎温度に応じて発生する 光電流の量に比例する。排気の一部が（図示しない）ＣＯセンサ・プレート上を 通過するようにすれば、ＣＯ発生を利用してプレートを黒化することができる。

この黒化による光電流の低下を利用することにより、空気の増量をめて効率を高 めることができる。

第１４図及び第１５図の装置は、ここに述べるいかなる燃焼源にも応用できる。

初期の機械的、電気的及び光学的パラメータは、所与の燃料設定に関して、混合 チェンバに流入する空気量が自動調節されて所要の炎温度を発生させるように調 定すればよい。

第１６図は、光電安全制御装置の好ましい実施例を示し、ラッチ式燃料制御弁８ 、弁８からパイプ９０４を介して燃料供給される主バーナ９０６、及び弁８から パイプ９０２を介して燃料供給されるパイロット・バーナ３ｂを含み、これらは いずれも上述したものと同様である。光電制御装置５の残り部分は、パイロット ・バーナ３ｂのほかに第５図に関連して述べたのと同じ素子を含み、これらの素 子の構造及び作用については重複をさけるためここでは説明、しない。

第１６図の実施例では、例えば温度のような環境要因により光電制御装置から発 生する電圧の変動及び光検知信号の変動に対して、放出素子から放出される光量 の変化を補正するように、放出光線から基準信号を形成する。

光電列の正出力３０は、フィルタ・コンデンサ２５０（随意）の一方の側、フォ トトランジスタ５０のコレクタ５４、抵抗２５６の一方の側、フォトトランジス タ２６０のコレクタ　２６４、増幅器１３０の正電力供給入力１３８及びバイア ス選択人力１４２、短絡トランジスタ７０ａのエミッタ７６ａ１並びにコイル３ ４の一方の側３６に接続する。光電列２８の負出力３２は、コンデンサ２５０（ 随意）６馳方の側、抵抗５６の一方の側、抵抗２６６の一方の側、増幅器１３０ の負電力供給入力１４０、及び直列スイッチ・トランジスタ２７０のエミッタ　 ２７６に接続する。抵抗５６の他方の側は、トランジスタ５０のエミッタ５２及 びフィルタ・コンデンサ２５４（随意）の一方の側に接続する。抵抗５６の他方 の側【ま増幅器１３０の正感知人力′１３２にも接続する。抵抗２６６の他方の 側は、抵抗２５６の他方の側、コンデンサ２５４の他方の側、及び増幅器１３０ の負感知人力１３４に接続する。増幅器１３０の出力１３６は抵抗７８，２７８ の一方の側に接続する。

抵抗７８の他方の側はトランジスタ７０ａのベース７２ａに接続する。抵抗２７ ８の他方の側はトランジスタ２７０のベース２７２に接続する。トランジスタ７ ０ａの］／レフタフ４ａ及びトランジスタ　２７０のコレクタ　２７４はコイル ３４の他方の側３８に接続する。光ファイバ２３は放出素子１１ａから光線６の 一部を透過して、フォトトランジスタ２６０のベース及びフォトトランジスタ５ ０のベースに送る。光ファイバ２３からフォトトランジスタ５０のベースへ透過 した光線は、フォトトランジスタ５０のベースに受光される前に、ホルダ１４に 保持されている例えばＣＯ感知材のようなターゲット・ガス感知手段を通過する 。

上述のように、燃料弁８はヒステリシスが極めて低く且つ永久磁性を維持できな い磁性材から成る磁極片３５に巻着したコイル３４を含む。この磁性材は、この ような用途に好適な材料として広く公知である。磁極片３５がコイルを流れる電 流によって磁化されると、アーマチュアがばねに抗して磁気吸引力により磁極片 の端部に固定される。コイルを流れる電流、従って、磁力が低下して磁力かばね 力を克服するのに必要な磁力よりも低くなると、ばねがアーマチュアを磁極片か ら離脱させる。この作用で弁が閉じる。この動作は次の点を除き、熱電対制御弁 に使用される弁と全く同じである。即ち、磁場はコイルの巻数とコイルを流れる 電流との積に比例し、光電手段は熱電対よりもはるかに高い電圧及びはるかに低 い電流を発生するから、直径の小さいワイヤを使用し、コイル巻数を熱電対によ って駆動されるコイルの場合と同様の値の磁場が発生するまで直径の小さいワイ ヤを使用しコイル巻数を増やさなければならない。典型的な熱雷対システムは、 ２２番線を１５〜２０巻するのに対し、光電制御装置では３５〜４７番線のよう に細い線を１００〜１０，０００巻しなければならない。

常態では第１６図に示す光電列２８の実施例は約１．６〜１．８ボルトを発生す る。これにより、ラッチ弁８のコイル３４を作動させる回路に給電される。抵抗 ５６は、−酸化炭素が存在しなければフォトトランジスタ５０から抵抗５６を流 れる光電流から発生して増幅器１３０の正感知人力１３２に供給される電圧が約 ２５０ミリボルトとなるように設定する。同時に、比較のため、フォトトランジ スタ２６０から発生する光電流及び抵抗２５６を介して得られる小さい別の電流 が抵抗２６６を流れて、増幅器１３０の負感知人力１３４に約１５０ミリボルト の電圧を供給する。炎の揺れによって生ずるこれらの電圧の小さい変動は、コン デンサ２５０．２５４　（随意）で平滑化すればよい。増幅器１３０の入力１３ ２，１３４における電圧差は、約１００ミリポル＋に等しい量だけ正側である。

正感知人力１３２は負感知人力　１３４よりも高電圧であるから、増幅器１３０ の出力１３６は高状態にある。出力電圧は１ボルト以上である。トランジスタ　 ２７０へ流れるベース電流は、トランジスタ　２７０を導通及び飽和状態に維持 するのに充分である。同時に、トランジスタ７０ａへ流れるベース電流は、この トランジスタ７０ａを導通させるには不充分である。

上記光電列を使用する１実施例では、コイルが４５番線を４，０００巻したもの であり、約１．２ミリアンペアの電流でコイル電圧が約１．３ボルトであった。

コイル電流が６００マイクロアンペア以下に低下するとコイルが解放状態となり 、弁が閉じる。弁の解放点が、常態における電流の約１／２において現われるこ とが好ましい。また光電列２８の最低必要電圧は約１．１ボルトである。システ ム電圧が１．２２ボルトまたはそれ以下に降下すると、増幅器１３０の出力電圧 が、トランジスタ２７０を導通状態に維持できなくなるレベルにまで利限される 。その結果、コイル電流が低下して弁を閉じる。これにより、システム電圧が回 路を正しく作動させるには低過ぎるが］イルを励磁状態に維持するには充分なレ ベルである状態においてバーナが作動するのを防止する。

第３４図は、コイル巻数とコイル電流の関係を対数・対数目盛で示すグラフであ る。グラフ線は下記数値表から作成された。

２０００　０、７００ このグラフは上記光電列と、これと協働するコイルとの好ましい関係を示す。ど のような構成を採用するかは、使用される光電列、第１ばね３７ｂ及びワイヤに 応じて異なる。ほかにも、７００巻、または４００巻のコイルが約２５０オーム のインピーダンスと共に使用されている。その他の構成も採用できる。好ましく は、同じ電磁場を維持しながらワイヤ直径が最大限のコイルを構成する。

使用に際しては、放出素子１１ａからの光線６が、ホルダ１４に保持されている ＣＯ感知材を透過してフォトトランジスタ５０に入射する。フォトトランジスタ ５０から発生した光電流が抵抗５６を流れ、その結果抵抗５６に発生する電圧が 、増幅器１３０の正感知人力１３２に供給される。光線６の一部がフォトトラン ジスタ　２６０にも入射して抵抗２６６を流れる電流を発生させる。抵抗２６６ に発生する電圧が増幅器１３０の負感知人力１３４に供給される。抵抗２５６は 、光ファイバ２３またはフォトトランジスタ２６０が故障した場合に抵抗２６６ に小さい電圧を発生させるための小さい付加電流を提供する。

コイル３４への電流は、光電列２８の正リード３０から導線３６を通ってコイル に流れ、さらに導線３８及びトランジスタ２７０を通って光電列の負導線３２に 流れる。−酸化炭素が存在すると、ホルダ１４のＣＯ感知材が黒化して光線６が フォトトランジスタ５０に向かって透過するのを阻止する。最終的には正感知人 力１３２における電圧が低下する。

電圧低下が１００ミリボルトを超えると、増幅器１３０の出力１３６が状態を変 え、低下する。その結果、トランジスタ　２７０への減少したベース電流がコイ ル３４の電流を低下させる。さらに、トランジスタ７０ａのベース７２ａから電 流が引出されてトランジスタを導通させる。これによりコイルへの電流の別の通 路が形成される。

第１７図は、ターゲット・ガス感知手段１６への導入ガスから大きい粒子を除く 装置を示す。

センサ／ゲッタ・セル複合体２４７はターゲット・ガス感知手段１６への２本だ けの空気通路中に配置したゲッタ３３を含む。例えば処理を施した木炭布のよう なゲッタ材を使用することにより、センサに光密の且つ極めて清潔な環境が与え られる。ゲッタを使用することにより、光線、塵埃、虫などのほか、二酸化硫黄 のようなガスが光学的感知システムの機能を妨げるのを防止することができる。

光密ファイバ・システムは、日光及びその他のノイズ源からの影響を著しく軽減 する。セル２４７は、ハンドル２４４により単一ユニットとして容易に取外し、 交換することができる。ターゲット・ガス感知材１６は、第１３図に関連して述 べたものと同様のホルダに組込めばよい。

セルにはターゲット・ガスが存在しない場合に光線６をしてセンサ材１６を伝送 させる光フアイバ索子２２を組込むことができる。ターゲット・ガス感知材がρ Ｏ感知材である場合、−酸化炭素濃度が増大すると、光線の透過が阻止される。

ＣＯ感知材に対する透過光量が減少すると、上述したものと同様の光探知器５０ 及びその連携回路が光量低下を検知して上述したのと同様に燃料装置を制御する 。センサ／ゲッタ・セルは、スナップ素子２４６を介してケース２４８にスナッ プ嵌入させることを可能にする可撓材から成る。ねじまたはキー・スロット機構 のような他の機械的システムでもよい。

第１３図のガス感知手段１６に代わる実施例として、多重ガス感知手段１４ａを 第１８図に示した。感知手段１４ａは、第１ガス感知材を塗布または含浸させた 光学的に透明な第１ベース材１６ａを含む。第１ガス感知材としては、シューラ ー等の特許に開示されているようなＣＯ感知材を使用することができる。カス感 知手段１４ａには、例えば酸性ガス感知材のような第２ガス感知祠を塗布または 含浸させた光学的に透明な第２ベース材２６も含まれる。ベース材は互いに間隔 を保って平行に配置した透明多孔膜１８．２０によって固定支持し、股間の領域 へ光源を通過させるようにする。膜１８．２０は、感知すべきターゲラ１へ・ガ スを含むガスの流入を可能にする開口部１つを含む。膜１８．２０は、前記開口 部１つを形成する小孔を有する透明なプラスチックまたはガラス窓として実施す ればよい。膜１８．２０は第１３図に関連して述べた。ものと同様である。第１ ベース材１６及びそのガス感知材と第２ベース材２６及びそのガス感知材とが化 学的に配合禁忌性ならば、膜１８゜２０間、の共通窓１８ａによって両者を分離 すればよい。配合禁忌性でなければ、第１ベース材及び第２ベース材を互いに混 合してもよい。

ガス感知手段１４ａはターゲット・ガスが存在しなければ光電列への光透過を可 能にし、ターゲット・ガスが存在ずれば光透過を阻止するように配置すればよい 。

第１８図に示すガス感知手段１４ａの実施例は、光線６の光路に沿って複数のガ ス・センサを直列に配置した構成と等価であると考えることができる。同様に、 ガス感知手段１４ａが物理的に別々のガス感知手段及び別々のホルダから成る場 合、複数のガス感知手段を光線６の光路に沿って直列または並列に配置しても同 じ結果が得られる。

複数のガス感知手段のすべてが同じまたは同様の波長を有する光線を完全に吸収 しない場合、ガス感知手段を互いに並列に配置すればよい。これにより光電遮断 システムの感度を高めることができる。

光電手段５ａと協働可能な補助電子装置の１つが電子点火装置である。第１９図 はこのような電子点火装置２８８を示す。この電子点火装置２８８は、電子点火 作用を可能にする光電手段５ａのコネクタ３０．３２を介して燃焼装置に接続す る。電子点火装置は、アノード２８９が光電手段５ａの正導線３０に接続し、カ ソード２８３が蓄電池２８Ｇの正側２８５に接続するダイオード２８６を含む。

蓄電池２８０の負側２８５ａは光電手段５ａの負導線３２に接続する。ダイオー ドのカソード及び蓄電池２８０の正端子２８５は、スイッチ・サーモスタット形 制御手段または押しボタン２８１を有する点火スイッチ２８４の一方の端子に接 続する。点火スイッチ２８４は、燃焼装置内の空気・燃料混合物に点火するため の熱線点火コイル２８２に至る導線に続く第２端子を含む。コイル２８２の他端 は、蓄電池２８０の負端子に接続する。

点火が必要な時には、使用者が点火スイッチ・ボタン２８１を押すと、前記スイ ッチ・ボタンがスイッチ２８４を閉じると共に、バーナ２へのガス流路を開放す る。スイッチ２８４の開成で、蓄電池２８０の正端子２８５から点火線２８２を 通って蓄電池２８０の負端子２５８ａに電流が流れる。

電流が流れることで点火線がバーナ２からのガスに点火できる程度にまで高温に なる。上述した光電システムの動作と同様に、炎が放出手段を白熱状態などのよ うな放射線放出状態にまで加熱し、その結果、光電手段５ａがら電流が流れる。

点火スイッチ・ボタン２８１は点火と同時に解放されるから、蓄電池２８０から の電流が止まり、光電手段５ａに発生する電流はダイオード２８６を介して蓄電 池２８０を再充電する。

光電点火制御装置を作動させるために、サーモスタット装置に接続した電子サー ボ制御機構を利用してもよい。

さらに、燃料点火に際して触媒作用を果たす触媒ワイヤを使用することによって 、点火効果を高めることもできる。表示装置のような他の共通電子装置も本発明 装置によって駆動することができる。

特に第２１図乃至第２８図に関連して、また一般的には第１図、第５図、第１１ 図、第１４図及び第１６図をも参照しながら、種々の放出素子を説明する。放出 素子は、近黒体放出体と熱励起量子放出体とに大別される。いくつかの近黒体放 出素子を第１図、第５図、第１１図、第１４図、第１６図、第１９図、第２０図 、第２１図及び第２５図に示す。いかなる素子を使用するかは用途に応じて異な る。例えば、燃焼装置と併用されるセンサが、（ホリウムやエルビウムのような ）　６７Ｓｎｍ付近及び８９０ｎｍで強く吸収するシューラー〇〇感知材である 場合には、波長が６７５！′１ｍまたは８９０ｎｍ付近の放射線を放出する放出 素子が好ましい。逆に、放出手段を特に光電列に使用する場合、所要の放射線波 長は光電スペクトル応答に応じて異なる。また、個々のセンサ及び光電セルの吸 収特性を明確に限定するため、同一の燃焼装置にそれぞれ固有波長がはっきりと 異なる放出体を使用することもできる。ニクロム、タンタル、インコネル、ステ ンレス・スチールのような耐熱の金属または合金から成る単一ワイヤコイルまた はワイヤメツシュの形の放出素子を使用してもよい。ニクロムは、ニッケルとク ロムの合金であり、ドライバー・ハリス・カンパニー　（［）ｒｉｖｅｒ　−Ｈ ａｒｒｉｓ　ＣＯｊの登録商標である。放出手段として使用されるニクロムは、 ８０−２０または７０−３０にッケルニクロム）が好ましい形である。ニクロム 線は、金属の酸化を防止するため酸化物、炭化物または窒化物で被覆するのが普 通である。アンバー（Ｉｎｖａｒ）は、約４０〜５０％のニッケルを含有する鉄 ・ニッケル合金である。

ワイヤコイルまたはワイヤメツシュの金属には、金属の酸化を防止するため種々 の被覆が施される。アンバーのような金属は、熱膨張係数が似ている二酸化珪素 で被覆すればよい。その他の上記金属は酸化物、炭化物、窒化物またはその他の セラミックで被覆すればよい。例えば、ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化 珪素、モリブデン、二珪化タングステン、窒化硼素、炭化硼素、二酸化チタン、 炭化珪素、またはこれらの混合物で被覆すればよい。被覆は数百ミクロン−数千 ミクロンの厚さで充分である。ワイヤの直径は、炎温度、燃料の種類、圧力、そ の他の燃焼パラメータに応じてｏ、ｏｏｉインチ以下から数百弁の１インチまで の間で選択すればよい。

金属ワイヤまたは金属被覆ワイヤの代わりにセラミック・フィラメントまたは結 合セラミック混合物でコイルを形成してもよい。炭化珪素、酸化アルミニウム、 硅酸アルミニウム、二酸化珪素のフィラメントも適当である。

炭化珪素フィラメントは、強力な放出性と高い強度、延性を有し、直径が極めて 細い。例えば、フィラメント直径が０．０００１以下の場合もある。サイズが小 さいからワイヤや被覆金属ワイヤ製品よりもはるかに迅速に加熱、冷却すること ができる。一般にセラミックは、金属製品よりも迅速に放出状態まで加熱でき、 耐用寿命がはるかに長い。二酸化珪素フィラメントは低コストであり、酸化条件 下で炭化珪素フィラメントよりも耐用寿命が長い。

酸化アルミニウム、硅酸アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化硼素、窒化珪素 などのフィラメントも高温において耐酸化性にすぐれている。

第２０図は、セラミック放出素子を組込むことのできるセラミック・パイロット ・バーナ３Ｇを示す。ここでは、バーナの表面プレート２５に小さい突出フィン ガ３００を形成または成形する。フィンガ３００を形成しているセラミック放出 材は、燃焼中の加熱で放射線を放出する。光電手段５の動作は、すでに述べたの と同様である。

第２１図は、パイロット・バーナ３ｂの上方に現われる（図示しない）炎内に配 置されるセラミック・ロンド３０７の円筒面に垂直にセラミック・フィンガ２７ を結合した場合を示す。この構成では、燃焼装置における過渡状態にフィンガを 迅速に加熱及び冷却することができる。

第２２図乃至第２４図に示すように、セラミック面にセラミック・ファイバ及び セラミック・フィラメントを組込んでもよい。第２２図及び第２３図は、燃焼２ ９４を発生させるための多孔セラミック・マトリックス２９８を含む表面燃焼パ イロット・バーナ２９２を示す。セラミック・マトリックス２９８には、第２１ 図に関連して述べたファイバ２７と同様のセラミック・ファイバ２７ａまたは種 々のセラミック・ファイバ混合物を組込むことができる。セラミック・マトリッ クス２９８は、組込まれたファイバ２７ａがセラミック・マトリックス２９８の 多孔面からやや突出するように形成する。第２３図に示すように、マトリックス の形を与えるため、スクリーン２９６上にセラミック・マトリックス２９８を形 成する。ファイバ２７ａの特性は、すでに述べたセラミック・ファイバと同じで ある。

第２４図は、第２２図及び第２３図に示したバーナの多孔セラミック・マトリッ クス２９８の他の実施例を示す。この好ましい実施例では、ファイバ２７ａ及び マトリックス２９８の表面を希土類元素のような熱励起量子放出体２９０で被覆 することにより放出素子を構成する。セラミック・マトリックスは例えば、ホリ ウム、エルビウム、セリウム、酸化コバルト、その他の希土類、遷移金属、また は酸化アクチニドを含むことができる。これらの熱励起量子放出体は高い軌道に 中空の内殻電子を有する。電子が励起されたり励起を解かれたりすることで一方 の軌道から他方の軌道へ移行すると、黒体放射線ではない極めて狭い帯域の放射 線が発生する。燃料、温度及び高度などの変化のような環境変化に感応しない点 でも、熱励起量子放出体は有利である。第２３図の放出体２９０は、ターゲット ・ガス・センサが最も強力に吸収する波長、または光電列によって最も効率的に 変換される波長に同調させである。放出材は必要な固有波長範囲に、且つ特定の 電子軌道形状及び希土類元素内殻の空格子点に応じて選択される。

第２５図乃至第２７図は、パイロット・バーナ３ａに設（プる放出素子としてシ ングル・ストランド二酸化珪素フイラント　３０２の新規の応用例を示す。二酸 化珪素フィラメントは、放射線の放出体として作用すると共に第２５図に示すよ うに光線をセンサへ透過させる先導手段としても作用する。また、二酸化珪素フ ィラメントは、第２７図に示すようにセンサ材３０４と併用することもでき、こ の場合にはターゲット・ガス感知材３０４を光ファイバ喘に塗布する。二酸化珪 素フィラメントの一端を処理して広い　−表面積を持つようにし、これに感知材 を塗布してもよい。

必要とする性質に応じて、マルチストランドまたは単一石英ファイバなどのよう な光ファイバを使用すればよい。

加熱及び冷却が迅速に行なわれるから、迅速な始動及び停止が必要な場合には小 さいファイバ３０３を使用する（第２６図）。また、ファイバならセンサ材を炎 から離れた位置に配置し、比較的低温に維持することができる。

第２５図の放出性光ファイバ３０２は、く図示しない）単数または複数の熱励起 量子放出体で被覆することができる。同様に、第２６図の素子３０３は〈図示し ない）種々の熱励起量子放出体で被覆することにより、第２４図の放出体に関連 して上述したのと同じ作用を得ることができる。

第２８図は、熱励起量子放出用のセラミック・ファイバ補強マントルの使用を示 す。このマントルは通常の有機ファイバ布から形成され、熱励起量子放出体を含 有するセラミック及びセラミック・ファイバと組合わせられたものである。

可燃ガス・センサ３２５としてのターゲット・ガス感知手段の他の実施例を第２ ９図に示す。可燃ガス・センサは、可燃ガス及びそのセンサのための掩蔽環境と して真円筒容器３２５ａを含む。容器の周面には、可燃ガスが容器によって限定 される検知チェンバ３２５Ｃに流入できるようにする。複数の孔３２５ｂを設け る。この実施例では、空気よりも重い可燃ガスを集めるためのスペースまたはガ スだめ３３８に容器を配置する。ガスだめは、検知が行なわれる領域の床面に配 置すればよい。床面、ガスだめ及び容器が、１つの領域において可燃ガスを回収 し、保持するための機械的回収手段を形成する。このように構成すれば、検知器 領域におけるガス・空気比率を増大させることによってセンサの感度を高めるこ とができる。

可燃ガス・センサ３２５は、ガスだめ３３８の底（こ液体があればこの液体に浮 くテーブル形ドーナツツ・フロート３２０を容器内に含む。このフロートは、基 底柱３２１と同軸関係に係合し、ガスだめ３３８の底にたまって１７Ｘる液体の レベルに従って上下動する。ガスだめ３３８に液体があふれてフロート３２０が 支柱３２１の所定レベルよりも上方に浮上すると、（図示しない）アラームがト リガーされる。このアラームは、水が可燃ガス・センサを作動不能にするおそれ があることを警告する。

後述する触媒被覆サーミスタ３３４をフロート３２０の頂面３２０ａに配置する 。被覆されてはいるが非触媒被覆のサーミスタ３３０も、前記触媒被覆サーミス タ３３４から間隔を保って頂面３２０ａ上に配置する。触媒被覆サーミスタ３３ ４は、伸縮自在なワイヤ・コイル３２４ａを介して基底支柱３２１の頂部におけ る接続部３２６に電気的に接続する。

非触媒被覆サーミスタ　３３０は、伸縮自在なワイヤ・コイル３２４ｂを介して 接続部３２６に接続する。接続部３２６（よ、この接続部３２６からの信号を磁 気ラッチ弁８に送る導線３３２を含む（第３０図）。

可燃ガス・センサ３２５の他の実施例を第３２図に示す。

第３２図のセンサは、メタンのよう・な空気よりも軽いガスの存在を感知する。

この検知を達成するため、第２９図に関連して述べたようなサーミスタ、即ち、 触媒被覆サーミス°り３２４及び非触媒被覆サーミスタ３３０を装置カバー４０ ７内に配置した倒立カップ４００の内側に配置する。サーミスタは第２９図に関 連して述べたのと同様の電子回路３２８に接続する。

触媒被覆サーミスタ３３４を第３１図に示した。被覆サーミスタは公知のサーミ スタ３５８を含む。サーミスタ３５８には、触媒コーティング３３６を施しであ る。サーミスタ３５８は正リード３２４及び負リード３２３を含み、これらのリ ードの接続については後述する。被覆されてはいるが非触媒被覆のサーミスタ　 ３３０は、触媒コーティングの熱特性と全く同じ熱特性を有するコーティング３ ３０ａを有し、従って、両サーミスタの作用の相違点は、触媒から生ずる効果だ けである。

熱的に極めて敏感な装置を提供するため、触媒被覆サーミスタを極めて活性の強 い、表面積の大きい金属触媒、例えば、プラチナ、ロジウム、イリジウム、パラ ジウム、またはこれらの混合物またはニッケル、銀、金などとの合金で被覆する 。また、アルミナまたはシリカのような表面積の大きい材料をプラチナ、モリブ デン、銅などの金属塩混合物で被覆したものを使用することもできる。。

可燃ガス検知回路３２８を第３０図に示した。この検知器　。

路は、可燃ガスの存在を指示するブリッジまたは比較回路を含むと共に、光電列 ２８からの１対のリードを含む。

第３０図に示す装置及び回路は、第１６図の変更実施態様であり、共通の素子に は同じ参照番号を付しである。共通素子の構造及び作用は重複を避けるためここ では説明しない。

第１抵抗３４０は、その一端が光電列２８の正リード３０に、他端が触媒被覆サ ーミスタ　３３４を介して光電列２８の負リード３２にそれぞれ接続する。第２ 抵抗３４２は、一端が光電列の正リード３０に、他端が非触媒被覆サーミスタ　 ３３０を介して負リード３２にそれぞれ接続する。ガス検知回路３２８に演算増 幅器３０６を組込み、正感知人力３１０を第１抵抗３４０と触媒被覆サーミスタ 　３３４との間に挿入する。

演算増幅器３０６の負感知入力３０８は、第２抵抗３４２と非触媒被覆サーミス タ３３０との間に挿入する。演算増幅器の正電力供給入力３１４は、演算増幅器 ３０６のバイアス選択入力３１８と同様に正リード３０に接続する。負電力供給 入力３１６は、光電列２８の負リード３２に接続する。演算増幅器３０６の出力 ３１２は、抵抗２７８を介して直列ＮＰＮトランジスタ　２７０のベース２７２ に接続する。コレクタ２７４はトランジスタ７０ａのコレクタ７４ａに接続する 。コレクタはコイル３４の負リード３８にも接続する。エミッタ　２７６は光電 列２８の負リード３２に接続する。トランジスタ７０ａのエミッタ７６ａは、光 電列２８の正側３０及びコイル３４の一方の側３６に接続する。

サーミスタ３３０．３３４は、比較的伝導率の低い熱伝導材３４４を介して互い にゆるく熱結合し、触媒被覆を最良の作用温度に維持するため熱伝導材３４６を 介して（図示しない）熱源に接続している。伝導率が比較的低い熱伝導材３４４ は、可燃ガスがなければ２個のサーミスタが同温のままとなるように使用する。

触媒被覆の理想温度は使用する触媒によって決定され、ガスに関する選択性が望 まれる場合には、感知すべきガスの種類によっても決定される。例えば、メタン 検知用の純粋白金の理想温度は、プロパン検知用の理想温度とは異なる。熱源は 電熱器でもよいが、バーナから得られる熱でもよい。

可燃ガス検知システム・センサの動作を、以下第２９図及び第３０図に関連して 説明する。ただし、可燃ガス・センサの動作は、第３２図のようにサーミスタを 倒立カップ４００内に配置する、空気よりも軽いガスを検知する場合と同じであ る。

可燃ガス検知回路３２８は通常は不平衡ブリッジ回路であり、不平衡回路となる ように抵抗３４０，３４２が選択されている。演算増幅器３０６はブリッジ検知 器として作用し、抵抗２７８を介してＮＰＮトランジスタ２７０のベース２７２ にベース電流を供給する。可燃ガスが存在しなければ、サーミスタは触媒被覆サ ーミスタ３３４及び非触媒被覆サーミスタ３３０のそれぞれの被覆を介して周囲 温度を感知する。正リードから第１抵抗３４０を通って触媒被覆サーミスタ　３ ３４に電流が流れ、演算増幅器３０６の正感知人力３１０に電圧を供給する。ま た、第２抵抗３４２を通って非触媒被覆サーミスタ３３０に電流が流れ、演算増 幅器の負感知人力３０８に第２電圧を供給する。第１抵抗３４０及び第２抵抗３ ４２は、演算増幅器の正感知入力における電圧が負感知入力における電圧よりも 大きくなるように選択する。即ち、演算増幅器の出力が高状態にあり、その結果 、電流がトランジスタ２７０を流れるように選択する。

可燃ガス検知回路３２８の領域に燃料漏れがあれば、空気よりも重い可燃ガスが ガスだめ３３８に集まり、孔３２５ｂを通って検知チェンバ３２５Ｃの内部に拡 散する。触媒被覆サーミスタ３３４の触媒は発熱反応を呈し、これがサーミスタ 　３３４の抵抗を弱めて導通を高める。その結果演算増幅器３０６の正感知入力 における電圧が低下する。正感知入力の電圧が負感知入力の電圧以下になると、 演算増幅器の出力が低状態に変わり、直列スイッチ・トランジスタ２７０を不導 通化する。その結果、磁気ラッチ弁８が閉じる。可燃ガス濃度が低下すると、電 子回路が元の状態に戻り、弁８が再び開放される。

第３３図は、台４２２に設置された液状プロパン・ボンベ４２０を含むポータプ ル・ヒータ４０９を示す。ヒータ　４０９は、車輪４１４，４１６によって容易 に移動させることができる。ヒータは、磁気ラッチ弁８を制御する制御ノブ４２ ６を回すことで制御することができる。ボンベ４２０内の燃料は、弁８を通って 燃焼チェンバ４１８に流入する。この燃焼チェンバは第１図及び第５図に略本し たものと同様である。例えば機能不良の弁から、または漏れにより不燃焼のまま 逃げる燃料は、重力の作用下に低い点４９９に集まる。漏れ燃料の相対濃度は、 空気よりも重いガスが低い点４９９に集まることで増大する。空気より重い燃料 が確実に回収されるように、回収面４１２をケース４１０に対してシールかる。

光電制御システム１は、第３０図に関連して述べたように安全回路に接続し、可 燃ガス、−酸化炭素、または炎消失を感知するとノ＼−すを遮断する。

シューラーのＣＯセンサ列は、シＩＪ力・ゲル（こ吸収させた硫酸パラジウム及 びモリブデン酸アンモニウムを含む。センサを再生できるように、銅、鉄また【 まニッケフレのような遷移金属の塩が含まれる。センサーに（よモリブデン酸ア ンモニウムの代わりにタングステンまた【ま〕＼ナジウムの金属イオンを組込ん で・もよ０゜以上は好ましい実施例であり、は力＼にも種々の実施態様が考えら れる。本発明の範囲（よ以上に）小べた実施例に限られるものではなく、当業者 ならＧｆ本発明の趣旨と精神を逸脱することなく、ほか（こも多様な構成を案ｄ ３できるであろう。

ＦＩＧＵＲＥ　６ ＦＩＧＬＩＲＥ　７ ＦＩＧＵＲＥ　８ ＦＩＧＵＲＥ　１３ ＦＩＧＵＲＥ　１６ ＦＩＧＬＩＲＥ　２９ ＦＩＧＬＪＲＥ　３１ ＦＩＧＵＲＥ　３２ 国際調査報告 Ｉｎ＋−「ｒｌ−ｕａｎｉＩＡｐｐｌ：ｅａａＯｎＮＯ，ＰＣＴ／ＵＳ８４１０ １０３８１ｎ１＠＋ｎｌ１ｌａｎａｌＪｐｐ１１ｃａ１１ｏｎＮｏ、　ＰＣＴ／ ＵＳ　８４１０１０３８ＡＴＴＡＣ）Ｉ１４ＥＮＴ　ＦＲＯＭ　ＰＣＴ／ＩＳＡ ／２０６ＩＩ　５ｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ’　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｄｅ Ｖｌｃｅ　ａｓ　Ｓｉ’１ＯＷｎ　ｂｙ　Ｆ１ｇｕｒ’ｅ　ｌ。

ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　５．ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　１１．ｏｒ　Ｆｌｇｕｒｅ　１ ４．ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　１６゜ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　３０．ｏｒ　Ｆｉｇｕｒ ｅ　３３゜エエ）　５ｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｖ：＋１ｔａｉ ｃ　５ｅｎｓｏｒｓ　ｆ”ｏｒ　ｖａｒｉｏｕｓｓｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ　Ｇｒｏ ｕｐ　工ａｓ　ｓｈｏｗｎ　ｂｙ　Ｆｉｇｕｒｅ　２．　ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　 ３゜ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　４゜ エエエｌ　５ｐｅｃｉｅｓ　ｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｉｒｃｕｉし　 ｏｆ’　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔ、１ｏｎｄｅｖｉｃｅ　ｏｆ　Ｆｉｇｕｒｅ　 ５　ａｓ　ｓｈｏｗｎ　ｂｙ　Ｆｉｇｕｒｅ　６．　ｏｒ　Ｆｉｇ＋Ｊｒｅ　７ ゜ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　８．　ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　９．　ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ 　１０゜工ＶＩ　５ｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　５ｅ ｎｓｏｒ　ａｎｑｈｏｌｄｅｒ　ａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒ　ｕｓｅ　ｗｉｔｈ 　ｃｅｒｔａｉｎ　５ｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ　Ｇｒｏｕｐ　Ｉ　ａｓ　ｓｈｏｗｎ 　ｂｙＦｉｇｕｒｅ　１３．　ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　１８．　ｏｒ　Ｆｉｇｕｒ ｅ　２９．　ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　３２゜Ｖ）　５ｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ 　ｂｕｒｎｅｒ　ａｎｄ　ｅｍｉｔｔｅｒ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｆ’ｏｒ　ｕ ｓｅ　ｗｉｔｈｃｅｒｔａｉｎ　５ｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ　Ｇｒｏｕｐ　Ｉ　ａｓ 　ｓｈｏｗｎ　ｂｙ　Ｆｉｇｕｒｅ　２０．　ｏｒＦｉｇｕｒｅ　２１．　ｏｒ 　Ｆｉｇｕｒｅ　２２．　ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　２３．　ｏｒ　Ｆｉ、；ｑｒｅ 　２Ｂ。

ＶＩ）　５ｐｅｃｉｅｓ　０ｒｔｈｅ　ｆｉｂｅｒ　０ｐｔｉｃ　ｅｍｉｓｓｉ ｖｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｆ’ｏｒ　ｕｓｅｗｉｔｈ　ｃｅｒｔａｉｎ　５ｐｅｃ ｉｅｓ　Ｏｒ　Ｇｒｏｕｐ　Ｉ　ａｓ　３ｈｏｗｎ　ｂｙ　Ｆｉｇｕｒｅ　２５ ゜ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　２６．　ｏｒ　Ｆｉｇｕｒｅ　２７゜Ｅａｃｈ　１ｎｃ ｌｉｃａｔｅｄ　５ｐｅｃｉｅ　ｉｓ　ｄｉｓｔｉｒ＋ｃｔ　ｉｎ　１ｔｓｅｌ ｆ　ａｎｄ　ｉｎ　ｔｈｅＶａｒｉｏｕｓ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　 ＷＦｌｌＣｈ　ｉｔ　ｉ！３　ｃｌａｚｍ＝ｄ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．燃料酸化装置での燃料の酸化を制御する装置であ、つ　て　、 燃料酸化装置からの電磁放射線を受光し、且つ所定の大きさの電力を発生する光 電手段と、この光電手段に連結し、電力が前記所定の大きさと異なれば酸化を調 整するように酸化を制御する酸化制御手段とによって特徴づけられる燃料酸化制 御装置。 ２、光電手段が燃料酸化装置からの電磁放射線を受光することを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の装置。 ３、電磁放射線を発生する放出手段を特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置 。 ４、触媒酸化面と、放出手段をこの触媒酸化面に一体化しであることとを特徴と する請求の範囲第３項に記載の装置。 ５、放出手段を前記面に取り付けたことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の 装置。 ６、光電手段が燃焼室からの電磁放射線を受光し、光電手段に連結した酸化制御 手段が燃焼を制御することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ７、電磁放射線を発生する放出手段を特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置 。 ８、放出手段が赤外−電磁放射線を発生することを特徴とする請求の範囲第７項 に記載の装置。 ９、放出手段が可視域電磁放射線を発生することを特徴とする請求の範囲第７項 に記載の装置。 １０、放出手段が燃焼装置構造から発生する放射線の波長とは著しく異なる電磁 放射線を発生することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。 １１、燃焼が炎であり、−放出手段を炎中に設置できることを特徴とする請求の 範囲第７項に記載の装置。 １２、バーナ材料と、放出手段をバーナ材料の一部に一体化した火口とを具備す るバーナを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。 １３、バーナ材料がセラミックであり、放出手段がセラミック・バーナ材料の表 面に取り付けられたセラミック・ファイバを含むことを特徴とする請求の範囲第 ４項に記載の装置。 １４、バーナ材料が多孔性であり、バーナが表面燃焼バーナの形態を取る放出手 段を含むことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。 １５、放出手段がバーナの表面にコーチ・インクされた熱励起量子放出体から成 ることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の装置。 １６、放出・手段がニッケル合金製であることを特徴とする請求の範囲第２項に 記載の装置。 １７、放出手段がニッケル／クロム合金であることを特徴とする請求の範囲第２ 項に記載の装置。 １８、ニッケル／りＯム合金を酸化物、炭化物、珪化物及び窒化物の少・なくと も１つで被覆したことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の装置。 １９、放出手□段が炭化珪素、酸化アルミニウム、二酸化珪素、窒化硼素及び炭 化硼素の少なくとも１つであることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置 。 ２０、放出手段が熱励起量子放出体であることを特徴とする請求の範囲第２項に 記載の装置。 ２１、放出手段が金属素子にコーティングされた熱励起量子放出体であることを 特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。 ２２、放出手段が熱励起量子放出体で被覆した炭化珪素、酸化アルミニウム、二 酸化珪素、窒化硼素及び炭化硼素の少なくとも１つであることを特徴とする請求 −の範囲第２項に記載の装置。 ２３、光電手段がシリコン光電セルを含むことを特徴とする請求の範囲第２項に 記載の装置。 ２４、光電手段がジセレン化銅インジウム光電セルであることを特徴とする請求 の範囲第２項に記載の装置。 ２５、光電手段がインジウム・ガリウム砒素の光電セルであることを特徴とする 請求の範囲第２項に記載の装置。 ２６、光電手段が二酸化珪素、ジセレン化銅インジウム及びインジウム・ガリウ ム砒素の少なくとも２つを含む積層光電手段であることを特徴とする請求の範囲 第２項に記載の装置。 ２７、燃料を酸化させると共に燃料弁を介して燃料を供給される燃料酸化チェン バと、 酸化中に固有波長の電磁放射線を放出する燃料酸化チェンバ内の放出手段と、 電磁放射線を受光し、固有波長電磁放射線の強さに比例する電力を発生する光電 手段と、燃料弁及び光電手段に連結し、固有波長放射線の放出量が所与のレベル 以下に低下すると燃料弁を閉鎖する手段 とを特徴とする加熱装置。 ２８、燃料酸化チェンバが、メイン・バーナを含む主燃焼チェンバ、及びメイン ・バーナの機能を制御するためのパイロット・バーナを含むパイロット燃焼チェ ンバから成ることを特徴とする請求の範囲第２７項に記載の装置。 ２９、固有波長の電磁放射線だけをほとんど透過するフィルタを特徴とする請求 の範囲第２７項に記載の装置。 ３０、光電手段によって吸収される電磁放射線量を制限するフィルタ手段を特徴 とする請求の範囲第２７項に記載の装置。 ３１、光電手段によって充電された蓄電装置から電流を受けて燃料に点火し、燃 焼を起こさせる点火手段を特徴とする請求の範囲第２７項に記載の装置。 ３２、点火手段が電子点火手段であることを特徴とする請求の範囲第３１項に記 載の装置。 ３３、酸化チェンバが主要ビルジング供給弁を介して燃料を受け、閉鎖手段がこ の主要ビルジング供給弁に連結することを特徴とする請求の範囲第２７項に記載 の装置。 ３４、加熱源における燃料の酸化を制御する装置であって、 ヒータ内酸化源からの電磁放射線を受光して所定の大きさの電力を発生する光電 手段と、酸化源と光電手段を結ぶ光路中にあって第１ターゲツト・ガスの存在を 感知し、第１ターゲツト・ガスの存在量が所定時間に亘って所定のガス・レベル に達すると光電手段による電磁放射線の受光を妨げる手段と、酸化を調整し、電 力が所定の大きさ以下になると酸化を停止させ、光電手段に連結する制御手段と を特徴とする燃料酸化制御装置。 ３５、電磁放射線を発生する放出手段を特徴とする請求の範囲第３４項に記載の 装置。 ３６、燃料酸化が燃焼であり、酸化源が燃焼源であり、光電手段が燃焼源からの 放射線を受光し、光電手段に連結する制御手段が燃焼を調整し、且つ燃焼を終了 させることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の装置。 ３７、燃焼源が炎であり、放出手段を炎内に配置したことを特徴とする請求の範 囲第３６項に記載の装置。 ３８、バーナ材料と、放出手段をバーナ材料の一部に一体化した火口とを具備す るバーナを特徴とする請求の範囲第３６項に記載の装置。 ３９、放出手段がニッケル合金であることを特徴とする請求の範囲第３５項に記 載の装置。 ４０、放出手段がニッケル／クロ、ム合金であることを特徴とする請求の範囲第 ３５項に記載の装置。 ４１、ニッケル／クロム合金を酸化物、炭化物、珪化物及び窒化物の少なくとも １つで被覆したことを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の装置。 ４２、放出手段が炭化珪素、酸化アルミニウム、二酸化珪素、窒化硼素及び炭化 硼素の少なくとも１つであることを特徴とする請求の範囲第３５項に記載の装置 。 ４３、放出手段が熱励起量子放出体であることを特徴とする請求の範囲第３５項 に記載の装置。 ４４、放出手段が熱励起母子放出体で被覆された金属素子であることを特徴とす る請求の範囲第３５項に記載の装置。 ４５、放出手段が熱励起母子放出体で被覆された炭化珪素、酸化アルミニウム、 二酸化珪素、窒化硼素及び炭化硼素の少なくとも１つであることを特徴とする請 求の範囲第３５項に記載の装置。 ４６、光電手段がシリコン光電セルであることを特徴とする請求の範囲第３５項 に記載の装置。 ４７、光電手段がジセレン化銅インジウムであることを特徴とする請求の範囲゛ 第３５項に記載の装置。 ４８、光電手段がインジウム・ガリウム砒素であることを特徴とする請求の範囲 第３５項に記載の装置。 ４９、光電手段が二酸化珪素、ジセレン化銅インジウム及びインジウム・ガリウ ム砒素の少なくとも２つを含む積層装置であることを特徴とする請求の範囲第３ ５項に記載の装置。 ５０、第１ターゲツト・ガス感知手段が一酸化炭素感知手段であることを特徴と する請求の範囲第３５項に記載の装置。 ５１、−酸化炭素感知手段が、−酸化炭素が存在しなければ電磁放射線を透過さ せ、−酸化炭素が存在すれば電磁放射線を吸収することを特徴とする請求の範囲 第５０項に記載の装置。 ５２、−酸化炭素感知手段が再生可能であることを特徴とする請求の範囲第５１ 項に記載の装置。 ５３、−酸化炭素感知手段が光電素子列に施したコーティングであることを特徴 とする請求の範囲第５０項に記載の装置。 ５４、−酸化炭素感知手段がシューレル／シュラウツエル・ゲルであることを特 徴とする請求の範囲第５０項に記載の装置。 ５５、第１ターゲツト・ガス感知手段が酸性ガス感知手段であることを特徴とす る請求の範囲第３５項に記載の装置。 ５６、酸性ガス感知手段が窒素酸化物を感知することを特徴とする請求の範囲第 ５５項に記載の装置。 ５７、酸性ガス感知手段が二酸化窒素を感知することを特徴とする請求の範囲第 ５６項に記載の装置。 ５８、第１ターゲツト・ガス感知手段が一酸化炭素感知手段及び酸性ガス感知手 段であることを特徴とする請求−の範囲第３５項に記載の装置。 ５９、−酸化炭素感知手段が透明プレートに施したコーティングであることを特 徴とする請求の範囲第５０項に記載の装置。 ６０、プレート上に塗布ｄれた酸性ガス感知手段が、酸性ガス存在量が所定の酸 性ガス・レベルに達すると光電手段による電磁放射線の受光を妨げることを特徴 とする請求の範囲第５９項に記載の装置。 ６１、放出手段が表面燃焼セラミックであることを特徴とする請求の範囲第３６ 項に記載の装置。 ６２、放出手段が炭化珪素、二酸化珪素、酸化アルミニ択された放出性セラミッ ク・ファイバであることを特徴とする請求の範囲第６１項に記載の装置。 ６３、セラミックが熱励起量子放出体であることを特徴とする請求の範囲第６１ 項に記載の装置。 ６４、表面燃焼セラミックが希土類元素を含有するセラミック混合物であること を特徴とする請求の範囲第６１項に記載の装置。 ６５、放出手段が少なくとも１種類のセラミック混合物で被覆したファイバであ ることを特徴とする請求の範囲第３５項に記載の装置。 ６６、放出手段がセラミック混合物に取り付けた複数のファイバを含むセラミッ ク混合物であることを特徴とする請求の範囲第３５項に記載の装置。 ６７、燃焼源と第１ターゲツト・ガス感知手段との間の光路中にあって第１ター ゲツト・ガス感知手段に電磁放射線を伝達する光フアイバ手段を特徴とする請求 の範囲第・３６項に記載の装置。 ６８、光フアイバ手段が電力発生のため電磁放射線を放出することを特徴とする 請求の範囲第６１項に記載の装置。 ６９、光フアイバ手段を熱励起量子放出材で被覆したことを特徴とする請求の範 囲第６８項に記載の装置。 ７０、光フアイバ手段をセラミック材、で被覆したことを特徴とする請求の範囲 第６８項に記載の装置。 ７１、光フアイバ手段が二酸化珪素ファイバであり、燃焼源が炎であり、二酸化 珪素ファイバの一部が炎内に配置されることを特徴とする請求の範囲第６７項に 記載の装置。 ７２、ファイバが固有波長の電磁放射線を伝達する光パイプ・フィルタであるこ とを特徴とする請求の範囲第７１項に記載の装置。 ７３、二酸化珪素ファイバがその一端にエツチング処理面を有し、このエツチン グ処理面を第１ターゲツト・ガス感知手段で被覆しであることを特徴とする請求 の範囲第６７項に記載の装置。 ７４、光ファイバが高濃度の二酸化珪素を含有する材料であることを特徴とする 請求の範囲第６７項に記載の装置。 ７５、第１ターゲツト・ガス感知手段で被覆した表面積の大きいプレートを特徴 とする請求の範囲第３４項に記載の装置。 ７６、第１ターゲツト・ガス感知手段で被覆する前に、プレートを二酸化珪素で 被覆したことを特徴とする請求の範囲第７５項に記載の装置。 ７７、第１ターゲツト・ガス感知手段が一酸化炭素を感知することを特徴とする 請求の範囲第７５項に記載の装置。 ７８、表面積の大きいプレートが溶融シリカであることを特徴とする請求の範囲 第７５項に記載の装置。 ７９、酸化停止に先立ち、電力が第１所定レベルよりも高い第２所定レベルより は低いことを指示する指示手段を特徴とする請求の範囲第３４項に記載の装置。 ８０、第１ターゲツト・ガスが一酸化炭素であり、−酸化炭素存在量が第１所定 レベルよりも低い第２所定レベルに達するとこれを指示する指示手段を特徴とす る請求の範囲第５５項に記載の装置。 ８１、第１ターゲツト・ガスが酸性ガスであり、酸性ガス存在量が第１所定レベ ルよりも低い第２所定レベルに達するとこれを指示する指示手段を特徴とする請 求の範囲第５５項に記載の装置。 ８２、放出手段が、光電手段の応答に最適な第１波長の電磁放射線を発生する第 １放出素子と、第１ターゲツト・ガス感知手段の応答に最適な第２波長の電磁放 射線を発生する第２放出素子とを含むことを特徴とする請求の範囲第３５項に記 載の装置。 ８３、燃料酸化を起こさせ、燃料弁を介して燃料を供給される燃料酸化チェンバ と、 燃料酸化の過程で固有波長の電磁放射線を放出する燃料酸化チェンバ内の放出手 段と、 放、山手段からの電磁放射線を受光して所与のレベルの電力を発生する光電手段 と、 放出手段と光電手段との間の光路中にあって、−酸化炭素の存在を感知し、光電 手段による電磁放射線の受光を妨げる手段と、 燃料弁及び光電手段に連結して、固有波長の電磁放射線の放出量が所与レベル以 下に低下すると燃料弁を閉鎖する手段 とを特徴とする加熱装置。 ８４、燃料酸化を起こさせ、燃料弁を介して燃料を供給される燃料酸化チェンバ と、 燃料酸化の過程で固有波長の電磁放射線を放出する燃料酸化チェンバ内の放出手 段と、 放出手段からの電磁放射線を受光して所与のレベルの電力を発生する光電手段と 、 放出手段と光電手段との間の光路中にあって、−酸化炭素の存在を感知し、光電 手段による電磁放射線の受光を妨げる手段と、 燃料弁及び光電手段に連結して、光電手段による電磁放射線受光量が所与レベル 以下に低下すると燃料弁を閉鎖する手段 とを特徴とする加熱装置。 ８５、−酸化炭素感知手段が一酸化炭素の経時濃度を感知することを特徴とする 請求の範囲第８４項に記載の加熱装置。 ８６、−酸化炭素感知手段が所定線量に応じて電磁放射線の受光を妨げることを 特徴とする請求の範囲第８４項に記載の加熱装置。 ８７、燃料の酸化によって加熱を行なう装置であって、燃料供給源と、 燃料を酸素含有ガスと配合し、酸素含有ガス／燃料混合比を調整する手段と、 酸化の過程で発生する電磁放射線を受光して電力を発生する光電感知手段と、 配合調整手段が光電感知手段から発生する電力に応じて酸素含有ガス、／燃料混 合比を調整することとを特徴とする加熱装置。 ８８、固有波長の電磁放射線を放出する放出手段を特徴とする請求の範囲第８７ 項に記載の装置。 ８９、光電感知手段が配合調整手段を作動させる電力を提供することを特徴とす る請求の範囲第８７項に記載の装置。 ９０、光電感知手段が配合調整手段の動作を制御するための標準電力を発生する ことを特徴とする請求の範囲第８７項に記載の装置。 ９１、配合調整手段と光電感知手段との間に連結され、電力に応じて配合調整手 段を制御する電子回路を特徴とする請求の範囲第８７項に記載の装置。 ９２、固有波長電磁放射線の強さに応じて配合調整手段が動作するように、固有 波長電磁放射線を選択的に伝達する光学手段を特徴とする請求の範囲第８７項に 記載の装置。 ９３、発生する電力が、ガス・燃料混合比によって決定される完全酸化度と直接 関連することを特徴とする請求の範囲第８７項に記載の装置。 ９４、配合調整手段が光電感知手段から発生する電力に応じてガス流量を調整す る弁であることを特徴とする請求の範囲第９３項に記載の装置。 ９５、放出源からの電磁放射線を受光して光電力を発生する光電手段と、 電磁放射線を感知する手段と、 放出源と電磁放射線感知手段との間の光路中にあって少なくとも１つの第１ター ゲツト・ガスを感知する手段と、 光電力が所与の値に達すると燃料制御手段が作動するように光電手段を燃料制御 手段に連結させて光電力に基づき燃料制御手段を制御する手段と、電磁放射線感 知手段に連結し、燃料制御手段の動作を中断させる手段 とを特徴とする燃料酸化制御装置。 ９６、光電手段が感知手段、連結手段及び中断手段の少なくとも１つを作動させ るための光電力を発生することを特徴とする請求の範囲第９５項に記載の装置。 ９７、光電手段が連結手段及び中断手段を制御するための標準光電力を発生する ことを特徴とする請求の範囲第９５項に記載の装置。 ９８、中断手段が第１ターゲツト・ガスの経時濃度に応じて燃料制御手段の動作 を中断させることを特徴とする請求の範囲第９５項に記載の装置。 ９９、経時濃度が所定線量を表わすことを特徴とする請求の範囲第９５項に記載 の装置。 １００、放出源が放出手段であることを特徴とする請求の範囲第９５項に記載の 装置。 １０１、放出手段が酸化域内に配置されたニッケル合金であることを特徴とする 請求の範囲第１００項に記載の装置。 １０２、放出手段が二酸化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、珪酸アルミニウ ム、窒化硼素及び炭化硼素から選択された材料で形成されたファイバであること を特徴とする請求の範囲第１００項に記載の装置。 １０３、放出手段を熱励起量子放出体から形成したことを特徴とする請求の範囲 第１００項に記載の装置。 １０４、熱励起量子放出体が第１ターゲツト・ガスに露出した際に第１ターゲツ ト・ガス・センサ材料のピーク吸収帯に対応する光を放出することを特徴とする 請求の範囲第１０３項に記載の装置。 １０５、所与の波長範囲の電磁放射線のみを選択的に通過させる光学手段を特徴 とする請求の範囲第９５項に記載の装置。 １０６、放出手段が所与の波長範囲外の電磁放射線のみを放出するとき、光電力 が所与レベル以下に低下することを特徴とする請求の範囲第１０２項に記載の装 置。 １０７、光電連結手段が、所与の波長範囲及び強さの電磁放射線が光電手段によ って受光されている間は弁を開放状態に維持する回路と、弁の状態を変化させる ためのコイル短絡トランジスタとを含むことを特徴とする請求の範囲第９５項に 記載の装置。 １０８、中断手段が、所与の量の第１ターゲツト・ガスが所与の時間に亘って存 在するとコイル短絡トランジスタを導通させるフォトトランジスタであることを 特徴とする請求の範囲第１０７項に記載の装置。 １０９、中断手段が、所与の量の第１ターゲツト・ガスが存在するとコイル短絡 トランジスタを導通させる光電セルであることを特徴とする請求の範囲第１０７ 項に記載の装置。 １１０、コイル短絡トランジスタが燃料制御手段への電流通路を短絡させる電界 効果トランジスタであることを特徴とする請求の範囲第１０８項に記載の装置。 １１１、中断手段が、光電圧が所与のレベル以下になる時を検知し、光電電位が 所定レベル以下であるときコイル短絡トランジスタを導通させる演算増幅器を含 ゛む比較回路であることを特徴とする請求の範囲第１０９項に記載の装置。 １１２、中断手段が、増幅器第１人力における光・感知手段に起因する第１電圧 が第２人力における第２電圧よりも大きくなる時を検知する演算増幅器を含む比 較回路であることを特徴とする請求の範囲第１０９項に記載の装置。 １１３、演算増幅器が、フォトトランジスタに起因する第１電圧が第２電圧より も大きくなる時を検知することを特徴とする請求の範囲第１１２項に記載の装置 。 １１４、演算増幅器が、光電手段に起因する第１電圧が第２電圧より大きくなる 時を検知することを特徴とする請求の範囲第１１２項に記載の装置。 １１５、所与の量の第１ターゲツト・ガスが存在すると燃料制御手段への電流を 低下させる電磁スイッチを特徴とする請求の範囲第１０９項に記載の装置。 １１６、燃料酸化を起こさせる加熱装置の電子回路に供給するための電力を発生 する装置であって、酸化源からの熱で発生する電磁放射線を受光し、電子回路を 駆動するための所与レベルの電力を発生する光電手段を特徴とする装置。 １１７、加熱装置での酸化を制御する装置であって、酸化源からの電磁放射線を 受光して燃料制御手段を作動させるための所与レベルの電力を発生する光電手段 と、 第１ターゲツト・ガスを感知し、このターゲット・ガスが存在すれば光□の伝達 を妨げるターゲット・ガス感知手段と、 酸化源からターゲット・ガス感知手段へ電磁放射線を伝達する手段と、 ターゲット・ガス感知手段からの光を感知し、ターゲット・ガス感知手段からの 電磁放射線の強さを表わす信号を発生することにより、燃料制御手段を流れる電 流を電磁放射線の強さに応じて制御する手段と、第１ターゲツト・ガス存在量の 変化に起因する変化以外の変化による光感短手段の電磁放射線受光量の変化を補 正するだめの基準手段 とを特徴とする酸化制御装置。 １１８、光電手段が少なくとも１つの電気回路を作動させるための電力及び電圧 を発生することを特徴とする請求の範囲第１１７項に記載の装置。 １１９、電気回路が半導体回路であることを特徴とする請求の範囲第１１８項に 記載の装置。 １２０、光電手段において酸化源からの電磁放射線を受光し、 光電手段において所与のレベルの電・力を発生させ制御手段に電力を供給して燃 料制御手段を制御し光電手段から発生する電力に応じて燃料制御手段を調整する ことを特徴とする燃料酸化制御方法。 １２１、電力を発生する光電手段と併用し、電流を通すことで燃料制御手段を制 御する燃料酸化制御弁のための前記コイルであって、光電手段から供給される電 流で弁を開放状態に維持するに充分な磁場を発生させる巻数だけワイヤーをコア に巻いたことを特徴とするコイル。 １２２、ワイヤーをコアに約４０００回巻いたことを特徴とする請求の範囲第１ ２１項に記載のコイル。 １２３、コイルの抵抗が４８０オーム、弁を開放状態に維持するのに必要な最小 電流が約６００ミリアンペアであることを特徴とする請求の範囲第１２２項に記 載のコイル。 １２４、加熱装置での燃料の酸化を制御する装置であって、 酸化源からの電磁放射線を受光して電力を発生する光電手段と、 光電手段から発生した電力で作動し、可燃ガスの◆存在を感知する手段と、 鹸化を調整する酸化制御手段と、 可燃カスの存在が所与の時間に亘って所与の可燃ガス濃度以上であると検知され ると酸化制御手段を制御して酸化を終了させる手段 とを特徴とする燃料酸化制御装置。 １２５、感知手段近傍の可燃ガス相対濃度を高めるため可燃ガスを回収する手段 を特徴とする請求の範囲第１２４項に記載の装置。 １２６、感知手段が触媒サーミスタであることを特徴とする請求の範囲第１２４ 項に記載の装置。 １２７、触媒サーミスタが燃料酸化によりその作用温度にまで加熱されることを 特徴とする請求の範囲第１２６項に記載の装置。 １２８、可燃ガスの存在量が第１１１度以下の第２１ｉ１度に達すると、終了に 先立ってこのことを指示する指示手段を特徴とする請求の範囲第１２４項に記載 の装置。 １２９、燃料源、燃料酸化域、及び燃料源から燃料酸化域への燃料の流れを制御 する手段を有するポータプル加熱装置であって、 燃料の酸化により燃料酸化域で発生する電磁放射線から電力を発生する光電手段 と、 光電手段に連結され、電力により燃料制御手段を制御する手段と、 燃料制御手段に連結され、可燃ガスの存在を感知し、可燃ガス′ａ度が所与の時 間に亘って所与の可燃ガス１１１を以上に上昇すると燃料制御手段を閉鎖させる 手段とを特徴とするポータプル加熱装置。 １３０、可燃ガス濃度が所与の時間に亘って第１可燃ガス濃度以下の所与の可燃 ガス・レベル以上に上昇すると燃料制御手段の閉鎖に先立って作動する警報装置 を特徴とする請求の範囲第１２９項に記載の装置。 １３１、放出源からの電磁放射線を受光して光電流を発生する光電手段と、 電磁放射線を感知する手段と、 放出源と電磁放射線感知手段との間の光路中での少なくとも１つの第１ターゲツ ト・ガスを感知する手段と、 光電手段を燃料制御手段に連結させ、光電流が所与の値に達すると燃料制御手段 が作動するように光電流に基づいて燃料制御手段を制御する手段と、可燃ガスを 感知し、可燃ガスが存在すると燃料制御手段の動作を中断させる手段と、 電磁放射線感知手段に連結し、第１ターゲツト・ガスが所与の時間に亘って存在 すると燃料制御手段の動作を中断させる手段 とを特徴とする燃料酸化制御装置。 １３２、燃料供給源と、 燃料を酸素含有ガスと配合し、ガス・燃料混合比を調整する手段と、 酸化の過程で発生する電磁放射線を受光して電力を発生する光電感知手段と、 配合調整手段が電力に応じてガス・燃料混合比を制御すること とを特徴とする請求の範囲第１３１項に記載の装置。 １３３、光電手段によって蓄電される蓄電装置から電流を供給され、燃料に点火 して燃焼を起こさせる手段を特徴とする請求の範囲第１３２項に記載の装置。 １３４、燃料酸化装置の電圧及び電流発生装置であって、電圧及び電流を発生す る直列接続の光電セルと、燃焼装置中の電子素子を制御する少なくとも１つの電 気回路とを特徴とする電圧及び電流発生装置。 １３５、電子素子が酸素含有ガス／燃料混合比制御手段であることを特徴とする 請求の範囲第１３４項に記載の装置。 １３６、電気回路が装置の状態を指示する表示回路であることを特徴とする請求 の範囲第１３４項に記載の装置。 １３７、燃料酸化制御システムの放出性燃料酸化装置であって、酸化のための燃 料混合物を通過させる孔を有する燃料酸化面と、酸化によって加熱されて固有波 長の放射線を放出する放出手段とを特徴とする放出性燃料酸化装置。 １３８、放出手段がコイル支持素子によって燃料酸化面の付近に支持された金属 コイルであることを特徴とする請求の範囲第１３７項に記載の装置。 １３９、燃料酸化面がセラミック面であり、放出手段が前記面に取付けたセラミ ック放出素子であることを特徴とする請求の範囲第１３７項に記載の装装置。 １４０、燃料酸化面がセラミック面であり、放出手段がセラミック面と一体のセ ラミック素子であることを特徴とする請求の範囲第１３７項に記載の装置。 １４１、放出手段がニッケル／クロム合金であることを特徴とする請求の範囲第 １３７項に記載の装置。 １４２、放出手段が酸化物、炭化物及び窒化物の少なくとも１つで被覆したニッ ケル／クロム合金であるこＥを特徴とする請求の範囲第１４１項に記載の装置。 １４３、放出手段が熱励起量子放出体であることを特徴とする請求の範囲第１３ ７項に記載の装置。 １４４、放出手段が金属素子に塗布した熱励起量子放出体であることを特徴とす る請求の範囲第１４３項に記載の装置。 １４５、放出手段が熱励起量子放出体で被覆した炭化珪素、酸化アルミニウム、 二酸化珪素、硅酸アルミニウム、窒化硼素及び炭化硼素の内の少なくとも１つで あることを特徴とする請求の範囲第１３７項に記載の装置。 １４６、表面燃焼セラミックが燃料酸化面を形成することを特徴とする請求の範 囲第１３１項に記載の装置。 １４７、放出手段が炭化珪素、二酸化珪素、酸化アルミニウム、硅酸アルミニウ ム、炭化硼素及び窒化硼素から選択したセラミックにおける放出性ファイバであ ることを特徴とする請求の範囲第１４６項に記載の装置。 １４８、セラミックが熱励起量子放出体であることを特徴とする請求の範囲第１ ４６項に記載の装置。 １４９、セラミックが希土類元素を含有するセラミック混合物であることを特徴 とする請求の範囲第１４６項に記載の装置。 １５０、放出手段がセラミック混合物で被覆、した少なくとも１つのファイバで あることを特徴とする請求の範囲第１３７項に記載の装置。 １５１、放出手段が複数のファイバを取付けたセラミック混合物であることを特 徴とする請求の範囲第１３７項に記載の装置。 １５２、酸化面が放出性パイロット・バーナであることを特徴とする請求の範囲 第１３７項に記載の装置。 １５３、酸化域に放出手段を有する加熱装置での燃料の酸化を制御する方法であ って、放出手段から固有波長放射線を発生させるステップと、加熱装置における 酸化制御手段を放射線の強さに応じて制御するステップとを特徴とする燃料酸化 制御方法。 １５４、加熱装置が燃料制御弁に連結する弁遮断回路をも含み、固有波長放射線 の発生量が所定レベル以下に低下すると燃料弁を閉鎖することを特徴とする請求 の範囲第１５３項に記載の方法。 １５５、加熱装置が光電手段をも含み、発生放射線の強さに比例する光電力を光 電手段から発生させるステップと、燃料制御手段を制御する回路にこの光電力を 供給すφステップとを特徴とする請求の゛範囲第１５４項に記載の方法。 １５６、放射線を発生する酸化源と燃料制御手段とを有する加熱装置の制御方法 であって、放射線感知手段によって受光される固有波長放射線を発生させるステ ップと、第１ターゲツト・ガスの存在を感知して第１ターゲツト・ガスの濃度及 びこのターゲット・ガスに対する露出時間に応じて放射線感知手段による放射線 受光を妨げるステップと、受光放射線量に応じて燃料制御手段を制御するステッ プとを特徴とする加熱装置制御方法。 １５７、加熱装置が補償回路をも含み、温度変化に起因する放射線感知手段及び 放射線発生手段の変化を補償するステップを特徴とする請求の範囲第１５６項に 記載の方法。 １５８、加熱装置が補償回路をも含み、燃料特性の変化に起因する放射線感知手 段及び放射線発生手段の変化を補償するステップを特徴とする請求の範囲第１５ ６項に記載の方法。 １５９、酸索含石ガス／燃料混合チェンバを有する燃料酸化装置の効率を維持す る方法であって、酸素含有ガス／燃料混合物の酸化効率に応じた電磁放射線を発 生させるステップと、放射線を感知し、感知された放射線量に応じた電流を発生 するステップと、この電流に応じて燃料制御手段を制御するステップとを特徴と する効率維持方法。 １６０、燃料酸化装置の電子回路に給電する方法であって、燃料酸化装置から発 生する電磁放射線の強さに応じて光電手段によって電力を発生させるステップと 、光電手段に連結する電子回路に前記電力を供給するステップを特徴とする電子 回路給電方法。 １６１、放出手段が放出性パイロット・バーナであり、前記放出性パイロット・ バーナから固有波長放射線を発生させることを特徴とする請求の範囲第１５３項 に記載の方法。 １６２、電磁放射線を発生する放出手段、及び燃料酸化チェンバへの燃料供給を 調整する遮断弁を含む燃料酸化装置の燃料の酸化を制御する装置であって、放射 線を受光し、遮断弁操作のための、放射線強度に応じた光電力を発生する光電手 段と、ガスを感知し、ガスが存在しなければ放射線の少なくとも一部を伝達し、 ガスが存在すれば伝達を阻止する手段と、ガス・センサによって伝達される放射 線を感知する放射線センサを含む遮断弁を調整するための電子回路とを特徴とす る燃料酸化制御装置。 １６３、電子回路が、放射線センサによって受光される放射線の強さが変化する と弁状態を変化させるコイル短絡トランジスタを具備することを特徴とする請求 の範囲第１６２項に記載の装置。 １６４、電子回路が、放射線センサによって受光される放射線の強さが変化する とコイル短絡トランジスタを導通させる中断手段を含むことを特徴とする請求の 範囲第１６３項に記載の装置。 １６５、中断手段及び放射線センサがファトトランジスタであることを特徴とす る請求の範囲第１６４項に占己載の装置。 １６６、中断手段及び放射線センサが光電セルであることを特徴とする請求の範 囲第１６４項に記載の装置。 １６７、コイル短絡トランジスタが遮断コイルへの電流通路を短絡させるための 電界効果トランジスタであることを特徴とする請求の範囲第１６４項に記載の装 置。 １６８、中断手段が、光電セルの光電圧が所与の電圧以下である時を検知してコ イル短絡トランジスタを導通させる演算増幅器を含む比較回路であることを特徴 とする請求の範囲第１６６項に記載の装置。 １６９、中断手段が演算増幅器を含む比較回路であり、増幅器第１人力における 光感短手段に起因する第１電圧が第２人力における第２電圧よりも大きい時を検 知することを特徴とする請求の範囲第１６４項に記載の装置。 １７０、演算増幅器が、フォトトランジスタに起因する第１電圧が第２電圧より も大きい時を検知することを特徴とする請求の範囲第１６９項に記載の装置。 １７１、演算増幅器が光電手段に起因する第１電圧が第２電圧よりも大きい時を 検知することを特徴とする請求の範囲第１６９項に記載の装置。 １７２、光電手段が固体燃料燃焼源からの電磁放射線を受光することを特徴とす る請求の範囲第６項に記載の装置。 １７３、光電手段が液体燃料燃焼源からの電磁放射線を受光することを特徴とす る請求の範囲第６項に記載の装置。 １７４、放出手段が対象物を視認するための赤色光を放出することを特徴とする 請求の範囲第１３７項に記載の装置。 １７５、燃料酸化装置での燃料の酸化を制御する装置であって、燃料酸化装置か らの電磁放射線を受光して所定大きさの電力を発生する光電手段と、燃料弁の少 なくとも１つから選択された酸化制御手段と、電子点火手段と、燃料効率制御手 段と、−酸化炭素感知制御手段と、酸性ガス感知制御手段と、可燃ガス感知制御 手段と、温麿制御手段と、電力が前記所定レベルと同じでなければ酸化が調節さ れることとを特徴とする燃料酸化制御装置。