JPS6240615B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は酸素濃淡電池型のセンサを使つて燃焼
状態を検知する燃焼器具に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来は第１図に示す様に、酸素濃淡電池型のセ
ンサＡはバーナの排気ガス通路側Ｂの位置に設け
られ、センサＡの大気に開放された内面電極
A′と排気ガス通路側の外面電極A″との酸素分圧
差によつて生じる起電力を検知して燃焼状態を検
出するものであつた。この様な構成では、第２図
に示す様に、正常燃焼中に於いてはセンサの出力
電圧Ｃは比較的低い値を示し、燃焼空気が不足す
る酸欠燃焼の状態に於いては、センサＡの内面電
極A′側と外面電極A″側との酸素分圧差が大きく
なり、センサの出力電圧も高くなつて異常信号Ｄ
として検出する事ができる。ところが、バーナが
何らかの原因でバーナヘツドB′より上流側の未燃
ガス通路B″側に逆火した場にはセンサＡの外面
電極A″側の酸素分圧差は正常燃焼中殆んど変化
せず、センサ出力は、正常燃焼中と、逆火燃焼中
では第２図に示す様に殆んど同じ値Ｅを示し、逆
火燃焼の異常検出ができないと言う問題があつ
た。

発明の目的 本発明は上記問題点に鑑みてはしたもので、酸
素濃淡電池型のセンサで酸欠燃焼の異常検出はも
ちろんのこと逆火燃焼の異常検出をもすることを
目的としたものである。

発明の構成 上記目的を達成するため本発明は酸素濃淡電池
型センサの一部を燃焼排ガス通路に一部を未燃ガ
ス通路に位置する様に設ける事により、酸欠燃焼
の検出はセンサの燃焼排ガス通路に位置する部分
で検出し、逆火燃焼の検出はセンサの未焼ガス通
路に位置する部分で異常検知する構成となつてい
る。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第３図において、１は気化筒で、予熱ヒータ
２が鋳込まれている。３は気化筒９の予熱温度を
感知する加熱検知用サーミスターである。４は複
数個の炎孔５を設けたバーナヘツドで、その外周
には燃焼排ガス通路６を有する様に燃焼筒７が設
けられ、バーナヘツド４の上端開口部はバーナキ
ヤツプ８で、燃焼筒７の上端開口部は燃焼筒キヤ
ツプ９でそれぞれ閉塞されている。１０は酸素濃
淡電池型のセンサで、ジルコニアを主成分とし、
中空の円筒状に形成され、円筒の外面と内面には
それぞれ白金をコーテイングし外面電極１１ａと
内面電極１１ｂを有する。外面電極１１ａの一部
１１a′はバーナヘツド４より下流側の燃焼排ガス
通路６に位置し、また外面電極１１ａの一部１１
a″はバーナヘツド４より上流側の未燃ガス通路１
２に位置している。内面電極１１ｂの先端部１３
は密閉され、他端の開口部１４は大気に開放され
ている。１５は排気口１６を設けた排気筒であ
る。１７は燃焼送風機で、送風管１８を介して気
化筒１に通じる。１９は送油ポンプで、送油管２
０を介して気化筒１に燃料を送り込む。２１は点
火器を示す。次に、実施例の制御回路の構成を第
４図のブロツク図で説明する。２２は運転スイツ
チ、２３は燃焼回路で、第３図に示す予熱ヒータ
２、点火器２１、送油ポンプ１９、燃焼送風機１
７等を含む。２４は安定化電源回路で、センサ回
路２５、着火検知回路２６、タイマ回路２７、燃
焼検知回路２８、予熱ヒータ制御回路２９に直流
の安定化電源を供給する。センサ回路２５は第５
図に示す様に、センサ１０と直列に抵抗３０を介
して直流の安定化電源２４が印加されている。そ
して、センサの出力端子ａ，ｂから出力信号を取
り出し、着火検知回路２６、燃焼検知回路２８に
信号を送る。着火検知回路２６はセンサ回路２５
からの着火信号を検出して、燃焼回路２３の点火
器２１への通電を断つものである。タイマ回路２
７は着火検知回路２６からの着火信号を受けてか
ら一定時間後に燃焼検知回路２８を動作させる。
燃焼検知回路２８は燃焼中のセンサ回路２５の出
力レベルを検出し、異常信号があれば燃焼回路２
３を介して運転を停止する。予熱ヒータ制御回路
２９は第３図に示す加熱検知用サーミスタ３によ
り気化筒１の温度を制御すると共に、予熱完了と
同時に燃焼回路２３の送油ポンプ１９を運転する
信号を送るものである。

次に本実施例の作用を第６図の気化筒温度上昇
グラフと、第７図のセンサ出力グラフ、第８図の
シーケンスタイムチヤート図と合せて説明する。
運転スイツチ２２を入れると予熱ヒータ２が入る
と同時に、点火器２１が赤熱される。予熱ヒータ
２の通電により気化筒１の温度は第６図に示す様
に上昇し、気化筒温度が燃料を十分に気化しうる
温度Ｘになるとヒータ予熱制御回路２９により、
送油ポンプ１９が運転し、燃焼送風機１７も運転
して点火器２１によつて点火され燃焼を開始す
る。この時センサ１０の出力は第５図において、
点火前はセンサ１０の温度が低く内部抵抗Riは
100メグオーム程度あり、抵抗３０に比べかなり
大きな値を示すため出力電圧は安定化電源２４と
ほゞ同等の高い値となる。点火後はセンサ１０が
加熱されるため、内部抵抗Riが次第に小さくな
り、出力電圧は第７図に示すように低下して来
る。ある値Ｙまで下がると着火検知回路２６によ
り、着火を検知し、点火器２１への通電を断つ、
センサ１０の温度はその後も更に上昇し、内部抵
抗は下がり続けセンサの出力電圧は下降する。セ
ンサ１０の温度が安定すると内部抵抗Riは数10
オーム程度で安定し、出力電圧も安定してくる。
着火検知後、センサ出力が安定する時間を見込
み、タイマ回路２７によつて一定時間後に燃焼検
知回路２８が作動する。センサ１０の出力電圧は
第７図に示す様にある一定値Ｚ以下の値である事
を検出しながら燃焼は継続される。この時、セン
サ１０は第３図に示す燃焼排ガス通路６に位置す
る１１a′の温度の方が、未燃ガス通路１２に位置
する１１a″より高温状態にあり、センサの大気に
開放された内面電極１１ｂの酸素分圧と、外面電
極の１１a′部分の酸素分圧との差によつて第７図
の起電力Ｗを生じるものである。もし、燃焼空気
が不足して酸欠燃焼状態になると、燃焼排ガス通
路６の酸素分圧が極端に下がり、内面電極１１ｂ
と、外面電極１１a′部分との酸素分圧差が大きく
なるため、酸素濃淡電池型センサ１０は起電力を
発生し、第７図に示す如くセンサ出力が上昇しあ
る値Ｚ以上になると燃焼検知回路２８が作動して
燃焼回路２３を停止し、酸欠異常燃焼を検出する
事ができる。また、何らかの原因で炎がバーナヘ
ツド４より上流側の未燃ガス通路１２に移り逆火
した場合には、センサ１０の未燃ガス通路１２に
位置する１１a″の部分の温度の方が燃焼排ガス通
路６に位置する１１a′部分より高温となり、セン
サの起電力感知部分が先の酸欠燃焼異常検出時よ
り自動的に変る事になる。そして逆火した時の火
炎は未燃ガス通路１２内で大きく伸びセンサ１０
の内面電極１１a″部分全体を火炎が包うため外面
電極１１a″部の酸素分圧は極端に下がり、内面電
極１１ｂとの酸素分圧差が大きくなり、酸欠燃焼
時の異常検出と同様に第７図のセンサ出力はＺ以
上の値を示す事になり、逆火燃焼の異常検出が容
易にできる。尚、本実施例では酸素濃淡電池型の
センサ１０をバーナの上方部から燃焼排ガス通路
６と未燃ガス通路１２とにのぞませる様にした
が、第３図の破線に示す様に燃焼筒７の側壁から
燃焼排ガス通路６と未燃ガス通路１２とにのぞま
せる様に酸素濃淡電池型のセンサ１０を位置させ
ても前記説明と全く同様の効果を得ることができ
る。

発明の効果 この様に本発明では酸素濃淡電池型のセンサを
燃焼排ガス通路と未燃ガス通路とにのぞませて設
ける事により、酸欠燃焼の異常検出はもちろんの
こと、逆火異常燃焼の検出をも、一個の酸素濃淡
電池型センサで検出する事ができ、コストメリツ
トが大きく、器具の安全性が確保できる等その効
果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す燃焼器具の主要部断面
図、第２図は従来のセンサ出力特性を示すグラ
フ、第３図は本発明の一実施例を示す燃焼器具の
主要部断面図、第４図は本発明の制御系を示すブ
ロツク回路図、第５図は同要部のセンサ回路図、
第６図は気化筒の温度上昇特性を示すグラフ、第
７図はセンサの出力特性を示すグラフ、第８図は
本発明の一実施例を示す燃焼器具の主要部シーケ
ンスタイムチヤート図である。 ４……バーナヘツド、６……燃焼排ガス通路、
１０……酸素濃淡電池型センサ、１１ａ……外面
電極、１１ｂ……内面電極、１２……未燃ガス通
路、１３……センサの先端密閉部、１４……セン
サの大気開口部、２８……燃焼検知回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バーナとこのバーナの燃焼状態を検出して起
   電力を発生する酸素濃淡電池型のセンサと、この
   センサの出力信号を検知する燃焼検知回路を設
   け、センサの一部を前記バーナのバーナヘツドよ
   り下流に位置する排気ガス通路に設けると共に、
   一部をバーナヘツドより上流に位置する未燃ガス
   通路に設けたことを特徴とする燃焼器具。 ２ 上記酸素濃淡型のセンサを中空円筒状に形成
   し、この円筒の外面と内面とに電極を設け、未燃
   ガス通路に位置するセンサの先端中空部を閉塞
   し、他端の中空部は大気に開口して成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃焼器具。