JPS6122123A - 予混合燃焼装置 - Google Patents
予混合燃焼装置Info
- Publication number
- JPS6122123A JPS6122123A JP14026284A JP14026284A JPS6122123A JP S6122123 A JPS6122123 A JP S6122123A JP 14026284 A JP14026284 A JP 14026284A JP 14026284 A JP14026284 A JP 14026284A JP S6122123 A JPS6122123 A JP S6122123A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- ion
- ion electrode
- burning
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
- F23N5/126—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electrical or electromechanical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は２例えば耐熱金網や多数の小孔を有するセラ
ミックスの表面で全−火燃焼を行う予混合燃焼装置の安
全装置に関するものである。
ミックスの表面で全−火燃焼を行う予混合燃焼装置の安
全装置に関するものである。
従来、この種の燃焼装置としては、耐熱金網を筒状に構
成し、燃料と空気の混合気を筒の内側又は外側より供給
し、金網表面で予混合気を燃焼させ、上記金網を赤熱さ
せ、赤外線を放射するようにしていた。
成し、燃料と空気の混合気を筒の内側又は外側より供給
し、金網表面で予混合気を燃焼させ、上記金網を赤熱さ
せ、赤外線を放射するようにしていた。
従って、金網の赤外輻射による熱損失のため。
火炎温度は極端に低下し、排ガス中の有害成分の代表で
ある窒素酸化物（ＮＯｘ ）が極めて少ないという特長
を有している。
ある窒素酸化物（ＮＯｘ ）が極めて少ないという特長
を有している。
しかし、この種の燃焼装置を万−密閉室又は換気の不充
分な部屋で使用して、室内空気中の酸素（０２）濃度の
低下した場合には、予混合気が実質的に理論空気比に近
づいた時点で不完全燃焼を生じ、有害な一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）濃度が急増し９人体に危険を及ぼす。従来は空気と
燃料との燃焼室中に燃焼検知手段として酸化スズやチタ
ニア等の可燃性ガスセンサーを設け、不完全燃焼時に発
生するＣＯや水素（Ｈ２）によるセンサ出力変化を検出
して燃焼を停止させようとするものがあった。しかし、
上記センサは比較的大きな熱容量を持つため、センサ出
力は例えば第１図（ａ）に示すように。
分な部屋で使用して、室内空気中の酸素（０２）濃度の
低下した場合には、予混合気が実質的に理論空気比に近
づいた時点で不完全燃焼を生じ、有害な一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）濃度が急増し９人体に危険を及ぼす。従来は空気と
燃料との燃焼室中に燃焼検知手段として酸化スズやチタ
ニア等の可燃性ガスセンサーを設け、不完全燃焼時に発
生するＣＯや水素（Ｈ２）によるセンサ出力変化を検出
して燃焼を停止させようとするものがあった。しかし、
上記センサは比較的大きな熱容量を持つため、センサ出
力は例えば第１図（ａ）に示すように。
着火から消火以後まで緩まんな変化を示し９着火及び消
火検知までに大きな遅れ時間があり、信頼性に問題があ
った。なお、第１図（、）において＋■０は燃焼検知レ
ベルを示すセンサ出力、 ｔｌ及びｔ２は遅れ時間を
示す。
火検知までに大きな遅れ時間があり、信頼性に問題があ
った。なお、第１図（、）において＋■０は燃焼検知レ
ベルを示すセンサ出力、 ｔｌ及びｔ２は遅れ時間を
示す。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、燃焼検知手段はＮ型半導体の性質
を有するセラミックス抵抗体よりなるイオン電極で形成
することにより２着火及び消火検知の瞬時性を確保し、
安全性の高い燃焼装置を提供しようとするものである。
めになされたもので、燃焼検知手段はＮ型半導体の性質
を有するセラミックス抵抗体よりなるイオン電極で形成
することにより２着火及び消火検知の瞬時性を確保し、
安全性の高い燃焼装置を提供しようとするものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第２図はこの発明の一実施例による予混合燃焼装・。
置を示す構成図であり９図において、（Ｉ）は燃料供給
装置（図示を省略）より燃料を供給する燃料ノズル、
’（２ａ）は燃焼用空気の供給孔、（２）は燃料と空気
との予混合室で、この場合混合管をなす。（４）は例え
ば金網からなるバーナで、外筒（３）に囲まれている。
装置（図示を省略）より燃料を供給する燃料ノズル、
’（２ａ）は燃焼用空気の供給孔、（２）は燃料と空気
との予混合室で、この場合混合管をなす。（４）は例え
ば金網からなるバーナで、外筒（３）に囲まれている。
（５）はＮ型半導体の性質を有するセラミックス抵抗体
より力るイオン電極で、燃焼室（６）の下部よりバーナ
（４）に面して配設されておシ、二本の電極（８）がセ
ラミックス保護管（７）により周囲と絶縁されている。
より力るイオン電極で、燃焼室（６）の下部よりバーナ
（４）に面して配設されておシ、二本の電極（８）がセ
ラミックス保護管（７）により周囲と絶縁されている。
（９）は直流電源、ＱＱ、（Ｌｌ）は誘導ノイズ防止用
の抵抗及びコンデンサであシ２両端電圧ｖ２が検知器α
２により検出される。
の抵抗及びコンデンサであシ２両端電圧ｖ２が検知器α
２により検出される。
第３図（８３（ｂ）はこの発明の一実施例に係るイオン
電極の抵抗（Ｒ）と温度（Ｔｓ ）及び空気比（μ）と
の関係を示す特性図であり、混合気の空気比μ（供給空
気量／理論燃焼空気量）がμ〉１．０の酸化雰囲気領域
では抵抗Ｒは温度ＴＳの上昇とともに急激に低下し、か
つμ≦１．０の還元性雰囲気でも急減する特性を持って
いる。
電極の抵抗（Ｒ）と温度（Ｔｓ ）及び空気比（μ）と
の関係を示す特性図であり、混合気の空気比μ（供給空
気量／理論燃焼空気量）がμ〉１．０の酸化雰囲気領域
では抵抗Ｒは温度ＴＳの上昇とともに急激に低下し、か
つμ≦１．０の還元性雰囲気でも急減する特性を持って
いる。
点火動作は以下のように行なわれる。まず燃料ノズル（
１）から噴出する燃料ガスのエジェクター効果により、
燃焼に必要な空気の全部を一次空気として吸引し、その
混合気は混合管（２）内で均一に混合された後、金網の
バーナ（４）上で着火器（図示せず）により着火される
。火炎が形成されると火炎の導電性を利用して、イオン
電極（５）とバーナ（４）との間にイオン電流が流れ、
イオン電極（５）両端の電圧ｖ２が検知器ａのにより測
定され、燃焼が確認される。着火時にはイオン電極がま
だ低温であるので抵抗が大きいため、電圧ｖ２が大きく
なシ、第１図（ｂ）に示すようにスパイク的な信号とな
る。イオン電極が燃焼ガスにより加熱されてくると、抵
抗は第３図（、）のように低下してくるため、出力信号
ｖ２も低下してきて、定常値に達する。
１）から噴出する燃料ガスのエジェクター効果により、
燃焼に必要な空気の全部を一次空気として吸引し、その
混合気は混合管（２）内で均一に混合された後、金網の
バーナ（４）上で着火器（図示せず）により着火される
。火炎が形成されると火炎の導電性を利用して、イオン
電極（５）とバーナ（４）との間にイオン電流が流れ、
イオン電極（５）両端の電圧ｖ２が検知器ａのにより測
定され、燃焼が確認される。着火時にはイオン電極がま
だ低温であるので抵抗が大きいため、電圧ｖ２が大きく
なシ、第１図（ｂ）に示すようにスパイク的な信号とな
る。イオン電極が燃焼ガスにより加熱されてくると、抵
抗は第３図（、）のように低下してくるため、出力信号
ｖ２も低下してきて、定常値に達する。
消火時にはイオン電流が零となるため、’ｖ２＝。
とな９．消炎が瞬時的に検知できる。
更に、この発明による燃焼装置を換気の悪い部屋で使用
して、空気中の酸素濃度が低下したり。
して、空気中の酸素濃度が低下したり。
また混合管（２）に部分的な閉塞が生じて吸引空気量が
減少した場合に、混合気の空気比がμ〜１．０になった
時点で、第３図（ｂｌに示されたように、抵抗が急減す
るため、出力信号も１）とんど０となり。
減少した場合に、混合気の空気比がμ〜１．０になった
時点で、第３図（ｂｌに示されたように、抵抗が急減す
るため、出力信号も１）とんど０となり。
運転が停止される。
またこの発明の燃焼装置の特徴は、出力信号ｖ２がバー
ナ上での燃焼量（入力）にあまり依らない点にもある。
ナ上での燃焼量（入力）にあまり依らない点にもある。
第４図は従来の金属ロッドをイオン電極とした場合のイ
オン電流及び温度と空気比との関係を示す特性図であり
、実線は三つの入力（Ａ ； ３ＱＱＯｋｍ／ｈｒ 、
Ｂ ； ２０００ｋｍ／ｈｒ 、 Ｃ； １０００ｋ
ｍ／ｈｒ ）に対するイオン電流と空気比の関係を、破
線は上記三入力に対する温度と空気比の関係を示す曲線
である。すなわち、金属のイオン電゛極を用いた従来の
イオン電流検知法では、イオン電流値は第４図の測定例
にあるようにμ〜１．０でピークを持つ凸型分布をして
おり、入力による依存性が大きい。
オン電流及び温度と空気比との関係を示す特性図であり
、実線は三つの入力（Ａ ； ３ＱＱＯｋｍ／ｈｒ 、
Ｂ ； ２０００ｋｍ／ｈｒ 、 Ｃ； １０００ｋ
ｍ／ｈｒ ）に対するイオン電流と空気比の関係を、破
線は上記三入力に対する温度と空気比の関係を示す曲線
である。すなわち、金属のイオン電゛極を用いた従来の
イオン電流検知法では、イオン電流値は第４図の測定例
にあるようにμ〜１．０でピークを持つ凸型分布をして
おり、入力による依存性が大きい。
゛しかじ、温度も入力により第４図の破線に示されたよ
うに変化するため、この発明の上記実施例では低入力時
に抵抗が大きくなシ、出力信号Ｖ２の大きさは入力にあ
まシ影響されず２例えば第５図に示す特性を持つ。
うに変化するため、この発明の上記実施例では低入力時
に抵抗が大きくなシ、出力信号Ｖ２の大きさは入力にあ
まシ影響されず２例えば第５図に示す特性を持つ。
従って、燃焼検知レベル■ｏを第５図破線で示す値に設
定しておけば、入力変動にかかわらず酸欠や消火検知を
信頼性よく行なうことができる。
定しておけば、入力変動にかかわらず酸欠や消火検知を
信頼性よく行なうことができる。
第６図はこの発明の他の実施例による予混合燃焼装置を
示す構成図である。図において、 （１３ａ）（１３
ｂ）は電流回路切換用のリレーであり、α→は固定抵抗
でイオン電極（５）を形成するセラミックス抵抗体の抵
抗値を測定するだめの検出手段を構成する。即ち、第２
図に示した実施例ではセラミックス抵抗体をイオン電極
（５）として用いているため。
示す構成図である。図において、 （１３ａ）（１３
ｂ）は電流回路切換用のリレーであり、α→は固定抵抗
でイオン電極（５）を形成するセラミックス抵抗体の抵
抗値を測定するだめの検出手段を構成する。即ち、第２
図に示した実施例ではセラミックス抵抗体をイオン電極
（５）として用いているため。
大型形状にすることは困難であり、製造ガス等水素分を
多く含む燃料ではイオン電流値が小さくなり、従って定
常時の出力信号ｖ２が微弱になり。
多く含む燃料ではイオン電流値が小さくなり、従って定
常時の出力信号ｖ２が微弱になり。
消火が確認しζこくいことがあった。そこで第６図では
２着火検知は第１図（ｂ）に示す信号出力の大きなスパ
イクを利用して行ない９着火検知後はリレーＱ３の接点
を反転させ、リレー（１６ａ）を閉、リレー （１３１
））を開にして出力ｖ１を検知する。後の動作は従来の
ものと同様で、セラミックス抵抗体の抵抗値が所定の上
・下限範囲にあれば燃焼状態とみなす。このような構成
にすれば２着火検知は瞬時に行なえるが、消火検知には
第１図（ａ）に示した検知遅れ時間が生じる。
２着火検知は第１図（ｂ）に示す信号出力の大きなスパ
イクを利用して行ない９着火検知後はリレーＱ３の接点
を反転させ、リレー（１６ａ）を閉、リレー （１３１
））を開にして出力ｖ１を検知する。後の動作は従来の
ものと同様で、セラミックス抵抗体の抵抗値が所定の上
・下限範囲にあれば燃焼状態とみなす。このような構成
にすれば２着火検知は瞬時に行なえるが、消火検知には
第１図（ａ）に示した検知遅れ時間が生じる。
第７図はこの発明の他の実施例による予混合燃焼装置を
示す構成図であり、定常時の出力信号■２の値を増大さ
せるものを示す。図において。
示す構成図であり、定常時の出力信号■２の値を増大さ
せるものを示す。図において。
（ｌ！９はセラミックス抵抗体（５）と電気的に直列に
接続された金属ロッドであり、Ｏｅはその保論管である
。
接続された金属ロッドであり、Ｏｅはその保論管である
。
そして、これらセラミックス抵抗体（５）と金属ロッド
（Ｉ５によりイオン電極を構成する。金属ロンドα四の
表面積を増大させたり、複数本用いることにより、イオ
ン電流値が増大し、その分だけ出力信号■２が大きくな
るため、前述のような水素分の多いガス種に対しても利
用でき、第５図の出力信号特性を有効に用いて瞬時に着
火、消火検知、また ゛酸欠の防止等が信頼性よく
行なえることになる。
（Ｉ５によりイオン電極を構成する。金属ロンドα四の
表面積を増大させたり、複数本用いることにより、イオ
ン電流値が増大し、その分だけ出力信号■２が大きくな
るため、前述のような水素分の多いガス種に対しても利
用でき、第５図の出力信号特性を有効に用いて瞬時に着
火、消火検知、また ゛酸欠の防止等が信頼性よく
行なえることになる。
なお、第２図、第６図、第７図に示した上記実施例では
、直流電源（９）のプラス側にイオン電極を接続したが
、マイナス側でも同様な出力信号が得られ、また交流電
源を用いても同様な効果を有することは言うまでもない
。
、直流電源（９）のプラス側にイオン電極を接続したが
、マイナス側でも同様な出力信号が得られ、また交流電
源を用いても同様な効果を有することは言うまでもない
。
〔発明の効果〕 。
以上のように、この発明によれば、燃焼検知手段をＮ型
半導体の性質を有するセラミックス抵抗体よりなるイオ
ン電極で形成したので、瞬時の着火及び消火検知が行な
え、酸化防止を信頼性よく行なえ、安全性の高い予混合
燃焼装置が得られる効果がある。
半導体の性質を有するセラミックス抵抗体よりなるイオ
ン電極で形成したので、瞬時の着火及び消火検知が行な
え、酸化防止を信頼性よく行なえ、安全性の高い予混合
燃焼装置が得られる効果がある。
第１図（ａ）は従来の予混合燃焼装置のセンサ出力を示
す特性図、第１図（ｂ）はこの発明の一実施ｆ１）に係
るイオン電極の出力を示す特性図、第２図はこの発明の
一実施例による予混合燃焼装置を示す構成図、第３図は
この発明の一実施例に係るイオン電極の抵抗と温度及び
空気比との関係を示す特性図、第４図は従来の予混合燃
焼装置のイオン電流及び温度と空気比との関係を示す特
性図、第５図はこの発明の一実施例に係るイオン電極の
出力と空気比との関係を示す特性図、第６図及び第７図
はこの発明の他の実施例による予混合燃焼装置を示す構
成図である。 （２）・・・予混合室、（５）・・・セラミックス抵抗
体、（６）・・・燃焼室、α９は金属ロッド。 なお２図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
す特性図、第１図（ｂ）はこの発明の一実施ｆ１）に係
るイオン電極の出力を示す特性図、第２図はこの発明の
一実施例による予混合燃焼装置を示す構成図、第３図は
この発明の一実施例に係るイオン電極の抵抗と温度及び
空気比との関係を示す特性図、第４図は従来の予混合燃
焼装置のイオン電流及び温度と空気比との関係を示す特
性図、第５図はこの発明の一実施例に係るイオン電極の
出力と空気比との関係を示す特性図、第６図及び第７図
はこの発明の他の実施例による予混合燃焼装置を示す構
成図である。 （２）・・・予混合室、（５）・・・セラミックス抵抗
体、（６）・・・燃焼室、α９は金属ロッド。 なお２図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）燃料供給装置より供給される燃料と燃焼用空気の
供給孔を通じて供給される空気との予混合室及び燃焼室
を備え、上記燃焼室に燃焼検知手段を設けたものにおい
て、上記燃焼検知手段はＮ型半導体の性質を有するセラ
ミックス抵抗体よりなるイオン電極で形成したことを特
徴とする予混合燃焼装置。 - （２）イオン電極はセラミックス抵抗体に金属ロッドを
電気的に直列に接続したものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の予混合燃焼装置。 - （３）燃焼検知手段はセラミックス抵抗体の抵抗値の検
出手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の予混合燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14026284A JPS6122123A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 予混合燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14026284A JPS6122123A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 予混合燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122123A true JPS6122123A (ja) | 1986-01-30 |
Family
ID=15264686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14026284A Pending JPS6122123A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 予混合燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122123A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02169921A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バーナ |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP14026284A patent/JPS6122123A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02169921A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バーナ |
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