JPH0132887B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0132887B2 JPH0132887B2 JP57172704A JP17270482A JPH0132887B2 JP H0132887 B2 JPH0132887 B2 JP H0132887B2 JP 57172704 A JP57172704 A JP 57172704A JP 17270482 A JP17270482 A JP 17270482A JP H0132887 B2 JPH0132887 B2 JP H0132887B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- temperature
- circuit
- sensor
- output
- 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.)
- Expired
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
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はガスや石油等を燃焼させ、給湯や暖房
調理等を行なう燃焼機器を使用時に、バーナの不
完全燃焼を検知して燃焼を自動的に停止する構成
の安全装置に関するものである。
調理等を行なう燃焼機器を使用時に、バーナの不
完全燃焼を検知して燃焼を自動的に停止する構成
の安全装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、燃焼機器の安全性を向上させるためにバ
ーナの失火検出や空気不足による不完全燃焼を検
出する機構を内蔵したものが市販されている。特
に室内空気を使用して燃焼するストーブやフアン
ヒータ等は室内の酸素欠乏による不完全燃焼は死
亡事故に結びつき非常に危険である。従来この酸
素濃度検出センサとして二酸化ジルコニウムを使
用したセンサが広く用いられている。第１２図に
その一例を示す。第１２図はセンサの断面図を示
し先端部を封止した円筒状に焼結したジルコニア
（ZrO2）１の外壁、内壁を多孔質の白金（Pt）
２、３で覆つた構造になつている。このセンサは
円筒の内外の酸素濃度差に応じて超電力が発生す
る酸素濃淡電池を構成している。
ーナの失火検出や空気不足による不完全燃焼を検
出する機構を内蔵したものが市販されている。特
に室内空気を使用して燃焼するストーブやフアン
ヒータ等は室内の酸素欠乏による不完全燃焼は死
亡事故に結びつき非常に危険である。従来この酸
素濃度検出センサとして二酸化ジルコニウムを使
用したセンサが広く用いられている。第１２図に
その一例を示す。第１２図はセンサの断面図を示
し先端部を封止した円筒状に焼結したジルコニア
（ZrO2）１の外壁、内壁を多孔質の白金（Pt）
２、３で覆つた構造になつている。このセンサは
円筒の内外の酸素濃度差に応じて超電力が発生す
る酸素濃淡電池を構成している。
次に第１３図を用いてこの動作の説明をする。
円筒の内側４には外気が接しており、円筒の外側
５は酸素の少ない空気が供給されている。このと
き陰極３では電極とジルコニアで電気化学的に反
応するため、電子を受取つて酸素イオンとなりジ
ルコニアの一部に取り込まれる。とり込まれた酸
素イオンは、ジルコニア電解質の中を移動して陽
極側２で酸化反応により電子を放出して酸素に戻
る。つまり円筒の内側４と外側５に酸素分圧の差
があるとその差に応じて起電力が発生する。この
動作は高温（400〜800℃）で安定して行なわれ
る。
円筒の内側４には外気が接しており、円筒の外側
５は酸素の少ない空気が供給されている。このと
き陰極３では電極とジルコニアで電気化学的に反
応するため、電子を受取つて酸素イオンとなりジ
ルコニアの一部に取り込まれる。とり込まれた酸
素イオンは、ジルコニア電解質の中を移動して陽
極側２で酸化反応により電子を放出して酸素に戻
る。つまり円筒の内側４と外側５に酸素分圧の差
があるとその差に応じて起電力が発生する。この
動作は高温（400〜800℃）で安定して行なわれ
る。
ジルコニア素子は円筒以外に平板とし、その両
面の酸素濃度差を利用するものもある。
面の酸素濃度差を利用するものもある。
第３図にこのセンサをバーナ排ガスに挿入した
時の特性を示す。図で横軸λは空気と燃料の比
（空燃比）を示し、縦軸eiはセンサ起電力を示す。
センサ出力eiはλ＝１を境にして大きく変化す
る。ここでλ＝１とは使用している燃料が燃焼す
るのに必要な空気量（理論空気量）を供給してい
る状態を言い、λ＞１のときは理論空気量以上供
給した場合で燃焼後の排ガス中に酸素が残る。こ
のため第１２図の筒の内外の酸素濃度に大きな差
が発生しないためeiも低い。（0.1V以下）λ＜１
となると酸素量が不足し、排ガス中の酸素がほと
んどなくなり大きな起電力（約0.8V）を発生す
る。
時の特性を示す。図で横軸λは空気と燃料の比
（空燃比）を示し、縦軸eiはセンサ起電力を示す。
センサ出力eiはλ＝１を境にして大きく変化す
る。ここでλ＝１とは使用している燃料が燃焼す
るのに必要な空気量（理論空気量）を供給してい
る状態を言い、λ＞１のときは理論空気量以上供
給した場合で燃焼後の排ガス中に酸素が残る。こ
のため第１２図の筒の内外の酸素濃度に大きな差
が発生しないためeiも低い。（0.1V以下）λ＜１
となると酸素量が不足し、排ガス中の酸素がほと
んどなくなり大きな起電力（約0.8V）を発生す
る。
燃焼機器は一般にλ＝1.2〜1.3程度で使用する
ことが多く、例えば酸素濃度不足によりλ＜１に
なつたときに不完全燃焼となり一酸化炭素（CO）
が発生し危険となる。このためセンサ起電力が大
きくなつた点を検出して燃焼を停止させるように
していた。
ことが多く、例えば酸素濃度不足によりλ＜１に
なつたときに不完全燃焼となり一酸化炭素（CO）
が発生し危険となる。このためセンサ起電力が大
きくなつた点を検出して燃焼を停止させるように
していた。
第１４図に従来の制御回路をブロツク図にして
示す。酸素濃度センサ（以下O2センサと呼ぶ）
６の信号を増幅回路７で増幅し、設定値８と比較
回路９で比較し、センサ６の出力が設定値８より
大きくなつたときに安全回路１０に信号を出力す
る。安全回路１０ではこの信号に応じて燃焼を停
止する信号を出力する。
示す。酸素濃度センサ（以下O2センサと呼ぶ）
６の信号を増幅回路７で増幅し、設定値８と比較
回路９で比較し、センサ６の出力が設定値８より
大きくなつたときに安全回路１０に信号を出力す
る。安全回路１０ではこの信号に応じて燃焼を停
止する信号を出力する。
ここで燃焼はλ＜１となり酸欠状態になつた時
に不完全燃焼となることは前に述べたが、λ≫１
となつたとき、つまり空気過剰になつたときには
炎のリスト現象が発生し、失火の原因となる事も
ある。このため従来のように酸素不足を検知する
だけでなく酸素過剰時にも燃焼を停止させる装置
が必要となる。またジルコニア素子の動作はその
雰囲気温度に大きく影響されるため、雰囲気温度
の管理も重要であつた。また、第１図はジルコニ
アセンサを応用した一般的な燃焼検知のシステム
図を示し、ガスバーナ１１に応用した例である。
ガスは入口１２から流入しバルブ１３を通りバー
ナ１１で燃焼する。６は第１２図で説明したジル
コニア酸素濃度センサでこの信号を増幅器７で増
幅し、第１の比較回路９により第１の設定値８と
比較し、O2センサ６の信号が第１の設定値８以
上になつたことを検出する。
に不完全燃焼となることは前に述べたが、λ≫１
となつたとき、つまり空気過剰になつたときには
炎のリスト現象が発生し、失火の原因となる事も
ある。このため従来のように酸素不足を検知する
だけでなく酸素過剰時にも燃焼を停止させる装置
が必要となる。またジルコニア素子の動作はその
雰囲気温度に大きく影響されるため、雰囲気温度
の管理も重要であつた。また、第１図はジルコニ
アセンサを応用した一般的な燃焼検知のシステム
図を示し、ガスバーナ１１に応用した例である。
ガスは入口１２から流入しバルブ１３を通りバー
ナ１１で燃焼する。６は第１２図で説明したジル
コニア酸素濃度センサでこの信号を増幅器７で増
幅し、第１の比較回路９により第１の設定値８と
比較し、O2センサ６の信号が第１の設定値８以
上になつたことを検出する。
また第２の比較回路１４はO2センサ出力が第
２の設定値15以下になつたことを検出するもの
で、安全回路１０は前記各々の比較回路９，１４
の出力が発生したときにバルブ１３を閉止する信
号を出力し、バーナ１１を消火する。つまりO2
センサ６の出力が設定値８と15の中間にあるとき
は正常燃焼と判断し燃焼を継続する。
２の設定値15以下になつたことを検出するもの
で、安全回路１０は前記各々の比較回路９，１４
の出力が発生したときにバルブ１３を閉止する信
号を出力し、バーナ１１を消火する。つまりO2
センサ６の出力が設定値８と15の中間にあるとき
は正常燃焼と判断し燃焼を継続する。
第２図にこの具体回路例を示す。直流電源１６
を抵抗１７，１８，１９，２０により分圧電圧
es，ｅ８，ｅ１５を得ている。O2センサ６はそ
の動作から図のように抵抗Riと電源eiで等価され
る。演算増幅器（以下オペアンプと呼ぶ）２１と
抵抗２２，２３により増幅回路７を構成してお
り、電位esとO2センサの＋側端子の接合点およ
びO2センサの−側端子eOがオペアンプ２１の負、
正各々の入力端子に接続されている。このため
O2センサの起電力ei＝Ｏのときは抵抗Riだけと
なり、またオペアンプ２１の各々の入力端子の入
力インピーダンスは非常に高いため抵抗Riに流
れる電流はほとんど零である。このため電位eO
＝esとなりオペアンプの出力電位eaもまたesと等
しくなる。次にO2センサ６に起電力eiが発生した
ときは電位eOはes−eiとなり出力eaはオペアン
プの一般的な特性よりea＝es−ei（１＋R23／R22）と なる。つまり抵抗２２と２３の比の倍率で電位ei
を増幅することになる。第１の比較器９および第
２の比較器１４によりウインドコンパレータを構
成している。各々の比較器９，１４はここではオ
ペアンプにより構成しているがオープンコレクタ
出力のコンパレータを使用してもよい。第１の比
較器９は、第１の設定レベルｅ８を正入力端子
に、増幅回路７の出力電位eaを負入力端子に接
続されている。また比較器１４は第２の設定レベ
ルｅ１５を負入力端子に、電位eaを正入力端子
に接続されている。各々の比較器９，１４の出力
はNOR論理ゲート回路２４に入力され、その出
力は抵抗２５を通してトランジスタ２６ベースに
接続されている。トランジスタ２６のエミツタは
電源１６のアースに、コレクタはバルブ１３（こ
こでは電磁弁を使用を通して電源１６の＋電位に
接続されている。
を抵抗１７，１８，１９，２０により分圧電圧
es，ｅ８，ｅ１５を得ている。O2センサ６はそ
の動作から図のように抵抗Riと電源eiで等価され
る。演算増幅器（以下オペアンプと呼ぶ）２１と
抵抗２２，２３により増幅回路７を構成してお
り、電位esとO2センサの＋側端子の接合点およ
びO2センサの−側端子eOがオペアンプ２１の負、
正各々の入力端子に接続されている。このため
O2センサの起電力ei＝Ｏのときは抵抗Riだけと
なり、またオペアンプ２１の各々の入力端子の入
力インピーダンスは非常に高いため抵抗Riに流
れる電流はほとんど零である。このため電位eO
＝esとなりオペアンプの出力電位eaもまたesと等
しくなる。次にO2センサ６に起電力eiが発生した
ときは電位eOはes−eiとなり出力eaはオペアン
プの一般的な特性よりea＝es−ei（１＋R23／R22）と なる。つまり抵抗２２と２３の比の倍率で電位ei
を増幅することになる。第１の比較器９および第
２の比較器１４によりウインドコンパレータを構
成している。各々の比較器９，１４はここではオ
ペアンプにより構成しているがオープンコレクタ
出力のコンパレータを使用してもよい。第１の比
較器９は、第１の設定レベルｅ８を正入力端子
に、増幅回路７の出力電位eaを負入力端子に接
続されている。また比較器１４は第２の設定レベ
ルｅ１５を負入力端子に、電位eaを正入力端子
に接続されている。各々の比較器９，１４の出力
はNOR論理ゲート回路２４に入力され、その出
力は抵抗２５を通してトランジスタ２６ベースに
接続されている。トランジスタ２６のエミツタは
電源１６のアースに、コレクタはバルブ１３（こ
こでは電磁弁を使用を通して電源１６の＋電位に
接続されている。
正常燃焼時には第３図に示すように、λ＝１〜
1.3で燃焼しているものとする。以上から起電力
がei１〜ei２である場合は正常燃焼と判断をす
る。
1.3で燃焼しているものとする。以上から起電力
がei１〜ei２である場合は正常燃焼と判断をす
る。
起電力がei１〜ei２にあるときのオペアンプ２
１の出力eaは第４図、第５図のＸ部のように電
位ｅ８とｅ１５の間にある。このため比較器９は
ロー出力、比較器１４もロー出力となりNORゲ
ート２４の出力はハイ出力となるためトランジス
タ２６は導通しバルブ１３に通電してガスを流通
している。
１の出力eaは第４図、第５図のＸ部のように電
位ｅ８とｅ１５の間にある。このため比較器９は
ロー出力、比較器１４もロー出力となりNORゲ
ート２４の出力はハイ出力となるためトランジス
タ２６は導通しバルブ１３に通電してガスを流通
している。
ここで酸素欠乏等による不完全燃焼が発生した
場合は第３図のようにλが１より小さな値となり
出力eiはei１を越えてしまう。ここで前述のよう
に電位eaはeiに反比例するためeiが大きくなると
eaは小さな値になり、ｅ８よりも低下する（第
４図Ｙ部）。
場合は第３図のようにλが１より小さな値となり
出力eiはei１を越えてしまう。ここで前述のよう
に電位eaはeiに反比例するためeiが大きくなると
eaは小さな値になり、ｅ８よりも低下する（第
４図Ｙ部）。
以上から比較器９の出力はハイ、比較器１４は
ロー出力となりNORゲート２４の出力はローと
なりトランジスタ２６は遮断しバルブ１３を閉止
して燃焼を停止させる。反対に何等かの原因によ
り空気過剰になつた場合も炎のリフト現象等が発
生するため危険である。このときはλは1.3以上
となり第３図Ｚ域に入りeiはei２以下になつてし
まう。以上からeaはｅ１５よりも高い値となる
（第５図Ｚ部）。これにより第２図比較器１４がハ
イ出力、比較器９はロー出力となりNORゲート
はロー出力となり、バルブ１３を閉止する。
ロー出力となりNORゲート２４の出力はローと
なりトランジスタ２６は遮断しバルブ１３を閉止
して燃焼を停止させる。反対に何等かの原因によ
り空気過剰になつた場合も炎のリフト現象等が発
生するため危険である。このときはλは1.3以上
となり第３図Ｚ域に入りeiはei２以下になつてし
まう。以上からeaはｅ１５よりも高い値となる
（第５図Ｚ部）。これにより第２図比較器１４がハ
イ出力、比較器９はロー出力となりNORゲート
はロー出力となり、バルブ１３を閉止する。
以上のように第２図の回路構成にすることによ
り酸素欠乏による不完全燃焼と空気過剰による異
常燃焼のどちらが発生しても検知して燃焼を停止
することが可能であつた。
り酸素欠乏による不完全燃焼と空気過剰による異
常燃焼のどちらが発生しても検知して燃焼を停止
することが可能であつた。
発明の目的
本発明は以上のような従来の欠点を除去するも
ので、酸素不足による不完全燃焼および酸素過剰
時の異常燃焼を検知して燃焼を自動的に停止させ
る不完全燃焼検知装置を提供することを目的とす
る。
ので、酸素不足による不完全燃焼および酸素過剰
時の異常燃焼を検知して燃焼を自動的に停止させ
る不完全燃焼検知装置を提供することを目的とす
る。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の不完全燃焼
検知装置は、バーナの燃焼状態に応じて起電力を
発生する燃焼検知センサを使用して燃焼状態を判
定するための出力の設定レベルを２点設け、セン
サ出力がこの２点から外れたときに燃焼を停止す
る安全回路を有する構成とし、さらにセンサに外
部電源より電流を供給し、センサの内部抵抗の変
化を検出して、その温度特性によりセンサの温度
を検出可能とし、センサが安定して動作する温度
以上にあるときに安全回路が動作する構成として
ある。
検知装置は、バーナの燃焼状態に応じて起電力を
発生する燃焼検知センサを使用して燃焼状態を判
定するための出力の設定レベルを２点設け、セン
サ出力がこの２点から外れたときに燃焼を停止す
る安全回路を有する構成とし、さらにセンサに外
部電源より電流を供給し、センサの内部抵抗の変
化を検出して、その温度特性によりセンサの温度
を検出可能とし、センサが安定して動作する温度
以上にあるときに安全回路が動作する構成として
ある。
また、燃焼停止後にセンサ温度が一定レベル以
下にならなければ再点火動作に移行しない構成と
し、高温雰囲気でセンサと未燃ガスが反応して誤
検知することを防止すると共に、燃焼中のセンサ
温度の低下によりバーナの失火を検出する構成と
してある。
下にならなければ再点火動作に移行しない構成と
し、高温雰囲気でセンサと未燃ガスが反応して誤
検知することを防止すると共に、燃焼中のセンサ
温度の低下によりバーナの失火を検出する構成と
してある。
実施例の説明
以下第６図、第７図を用いて本発明の構成の基
本動作を説明し、第８図から第１１図を用いて本
発明の二つの実施例を説明する。まず第６図にお
いてセンサ６の起電力eiが最高でも0.8Vと小さな
値で第３図Ｚ域では約ｍＶとなり不安定になるこ
とを解決したものである。電源１６からバイアス
抵抗２７を介してセンサ６の電流isを供給してい
る。また第２図と同様に抵抗２８，２９，３０，
３１により基準電位esと第１、第２の比較電位ｅ
８，ｅ１５と得ている。オペアンプ２１の正入力
端子には抵抗２７とセンサ６の分圧電位e0′が入
力され、負入力端子には基準電位esを抵抗２２を
介して入力されており、抵抗２３とで増幅回路７
を構成している。出力ea′はea′＝e0′＋（es−e0′）
（１＋R23／R22）となる。以上からe0′とea′は比例し て変化する。このため起電力eiが大きくなると
ea′も大きくなるため第２図とは電位ｅ８，ｅ１
５のレベルが逆転している。
本動作を説明し、第８図から第１１図を用いて本
発明の二つの実施例を説明する。まず第６図にお
いてセンサ６の起電力eiが最高でも0.8Vと小さな
値で第３図Ｚ域では約ｍＶとなり不安定になるこ
とを解決したものである。電源１６からバイアス
抵抗２７を介してセンサ６の電流isを供給してい
る。また第２図と同様に抵抗２８，２９，３０，
３１により基準電位esと第１、第２の比較電位ｅ
８，ｅ１５と得ている。オペアンプ２１の正入力
端子には抵抗２７とセンサ６の分圧電位e0′が入
力され、負入力端子には基準電位esを抵抗２２を
介して入力されており、抵抗２３とで増幅回路７
を構成している。出力ea′はea′＝e0′＋（es−e0′）
（１＋R23／R22）となる。以上からe0′とea′は比例し て変化する。このため起電力eiが大きくなると
ea′も大きくなるため第２図とは電位ｅ８，ｅ１
５のレベルが逆転している。
また電流isによりセンサ６の起電力としてはei
＋Ri・isとなり、第３図のＺ域においてもある程
度の出力電位が得られる構成となつている。また
センサの内部抵抗Riは負の温度係数を有してい
るため着火前にセンサ６の温度が低い場合はRi
＝数10〜数100MΩと大きな値となり、炎が着火
してセンサ温度が300〜400℃に加熱されるとRi
＝数Kzと低下する。このため電位e0′は第７図の
ようになる。横軸に時間、縦軸にe0′を示す。着
火前は前述のようにセンサ６の温度が低くRiが
抵抗２７よりも充分に大きな値となるためその
e0′はほぼ電源１６と同電位となつている。時間
toで着火するとRiが低下してe0′もこれに応じて
低下していく。炎が安定に燃焼するとそのときの
温度により決定されるRiとisの積とeiの和の値で
安定する。ここで第３図のλ低下によりeiが増加
したときe0′は増加し、λ増加によるeiの低下の
場合はe0′は低下し、出力ea′が電位ｅ８とｅ１３
から外れたときは第２図と同様比較回路９，１４
が動作し、バルブ１３を閉じる動作をする。
＋Ri・isとなり、第３図のＺ域においてもある程
度の出力電位が得られる構成となつている。また
センサの内部抵抗Riは負の温度係数を有してい
るため着火前にセンサ６の温度が低い場合はRi
＝数10〜数100MΩと大きな値となり、炎が着火
してセンサ温度が300〜400℃に加熱されるとRi
＝数Kzと低下する。このため電位e0′は第７図の
ようになる。横軸に時間、縦軸にe0′を示す。着
火前は前述のようにセンサ６の温度が低くRiが
抵抗２７よりも充分に大きな値となるためその
e0′はほぼ電源１６と同電位となつている。時間
toで着火するとRiが低下してe0′もこれに応じて
低下していく。炎が安定に燃焼するとそのときの
温度により決定されるRiとisの積とeiの和の値で
安定する。ここで第３図のλ低下によりeiが増加
したときe0′は増加し、λ増加によるeiの低下の
場合はe0′は低下し、出力ea′が電位ｅ８とｅ１３
から外れたときは第２図と同様比較回路９，１４
が動作し、バルブ１３を閉じる動作をする。
第８図の実施例では安全回路１０内に温度検知
回路３２を有し、この信号によりセンサ６の温度
が低いときには安全回路１０が動作しない構成と
している。また温度検知回路３２の温度信号は第
６図、第７図で説明したセンサ６の内部抵抗Ri
の変化を検出する構成としている。
回路３２を有し、この信号によりセンサ６の温度
が低いときには安全回路１０が動作しない構成と
している。また温度検知回路３２の温度信号は第
６図、第７図で説明したセンサ６の内部抵抗Ri
の変化を検出する構成としている。
第９図にこの具体回路例を示す。図で増幅回路
７、比較器９，１４は第２図、第６図と同じ動作
であるため説明は省く。
７、比較器９，１４は第２図、第６図と同じ動作
であるため説明は省く。
抵抗２７とセンサ６の分圧電位e0′はオペアン
プ２１に入力すると同時に温度検知回路３２の比
較器３３（オペアンプで構成）の正入力端子に入
力されている。また比較器３３の負入力端子は抵
抗３４，３５の分圧電位eT1（第１の温度設定値）
が入力されている。出力はダイオード３６抵抗３
７を通してトランジスタ２６のベースに接続され
ている。前述のように第６図の回路では第７図の
特性に示すように着火後センサ６の温度が上昇す
るまでは電位e0′は高い値となり、電位e8′以上で
検出してバルブを閉じてしまうことがあつた。こ
のため着火後にタイマを動作させ一定時間安全回
路の動作を殺す方法がある。しかしこの方法では
センサ６の温度上昇時間のバラツキが大きく安全
のためにタイマ時間を長く設定する必要がある。
しかしタイマ時間が長いとタイマ動作中に不完全
燃焼になつた場合検知されなく危険であるという
問題がある。（尚第７図のｅ８′，ｅ１５は第６図
ｅ８，ｅ１５を増幅回路７のゲインで入力電位
e0′に対応するように換算した値である。） 以上の問題点を解決する目的でセンサ６の内部
抵抗Riの温度特性を利用し、センサ６の温度が
一定温度以上になつた後に安全回路１０を動作可
能とする構成としている。抵抗２７とセンサ６の
分圧電位e0′はセンサ６の温度が低いとほとんど
電源１６の電圧となつている。このときに比較器
の入力電位はeT1≪e0′となり出力はハイレベルと
なる。このためダイオード３６、抵抗３７を通し
てトランジスタ２６にベース電位を供給するた
め、NORゲート２４の出力がローレベルになつ
てもトランジスタ２６は遮断されない。次にセン
サ６の温度上昇と共にRiが低下し、e0′も第７図
のように低下してくる。これにより電位eT1≦
Ro′となつたとき比較器３３の出力はローレベル
となりダイオード３６が逆バイアスとなりトラン
ジスタはNORゲート２４の出力レベルに応じて
オンオフされる。以上のようにセンサ６自身の温
度を計測しているため加熱時間にバラツキがあつ
ても最適なタイミングで動作する。また第９図で
は温度検知回路の信号をe0′で検出する構成とし
ながら破線で示すようにea′により検出すること
も可能であり、また別の温度センサを設ける事も
自由である。
プ２１に入力すると同時に温度検知回路３２の比
較器３３（オペアンプで構成）の正入力端子に入
力されている。また比較器３３の負入力端子は抵
抗３４，３５の分圧電位eT1（第１の温度設定値）
が入力されている。出力はダイオード３６抵抗３
７を通してトランジスタ２６のベースに接続され
ている。前述のように第６図の回路では第７図の
特性に示すように着火後センサ６の温度が上昇す
るまでは電位e0′は高い値となり、電位e8′以上で
検出してバルブを閉じてしまうことがあつた。こ
のため着火後にタイマを動作させ一定時間安全回
路の動作を殺す方法がある。しかしこの方法では
センサ６の温度上昇時間のバラツキが大きく安全
のためにタイマ時間を長く設定する必要がある。
しかしタイマ時間が長いとタイマ動作中に不完全
燃焼になつた場合検知されなく危険であるという
問題がある。（尚第７図のｅ８′，ｅ１５は第６図
ｅ８，ｅ１５を増幅回路７のゲインで入力電位
e0′に対応するように換算した値である。） 以上の問題点を解決する目的でセンサ６の内部
抵抗Riの温度特性を利用し、センサ６の温度が
一定温度以上になつた後に安全回路１０を動作可
能とする構成としている。抵抗２７とセンサ６の
分圧電位e0′はセンサ６の温度が低いとほとんど
電源１６の電圧となつている。このときに比較器
の入力電位はeT1≪e0′となり出力はハイレベルと
なる。このためダイオード３６、抵抗３７を通し
てトランジスタ２６にベース電位を供給するた
め、NORゲート２４の出力がローレベルになつ
てもトランジスタ２６は遮断されない。次にセン
サ６の温度上昇と共にRiが低下し、e0′も第７図
のように低下してくる。これにより電位eT1≦
Ro′となつたとき比較器３３の出力はローレベル
となりダイオード３６が逆バイアスとなりトラン
ジスタはNORゲート２４の出力レベルに応じて
オンオフされる。以上のようにセンサ６自身の温
度を計測しているため加熱時間にバラツキがあつ
ても最適なタイミングで動作する。また第９図で
は温度検知回路の信号をe0′で検出する構成とし
ながら破線で示すようにea′により検出すること
も可能であり、また別の温度センサを設ける事も
自由である。
第９図では省いたがこの構成に加えて点火動作
後に動作するタイマ回路を設け一定時間後にセン
サ６の温度が上昇していなければ不着火とみなし
バルブ１３を停止する回路を付加することも公知
である。
後に動作するタイマ回路を設け一定時間後にセン
サ６の温度が上昇していなければ不着火とみなし
バルブ１３を停止する回路を付加することも公知
である。
第１０図の実施例では温度検知回路３２により
駆動される点火信号回路３８を有している。これ
はバーナ消火後センサ６の温度が高い状態で再度
点火動作を行なうとセンサ６内で触媒燃焼を行な
い、バーナ１１に着火していなくても正常レベル
の起電力eiが発生して誤検出を防止するためのも
ので、センサ６の温度が一定温度（第２の設定温
度）以下になるまでは再点火動作をさせない構成
としている。
駆動される点火信号回路３８を有している。これ
はバーナ消火後センサ６の温度が高い状態で再度
点火動作を行なうとセンサ６内で触媒燃焼を行な
い、バーナ１１に着火していなくても正常レベル
の起電力eiが発生して誤検出を防止するためのも
ので、センサ６の温度が一定温度（第２の設定温
度）以下になるまでは再点火動作をさせない構成
としている。
第１１図にこの具体回路例を示す。ここでは第
１０図の点火信号回路３８を駆動する第２の設定
温度の他にバーナ１１の失火を検出してバルブ１
３を閉じる第３の設定温度も設けた構成としてい
る。
１０図の点火信号回路３８を駆動する第２の設定
温度の他にバーナ１１の失火を検出してバルブ１
３を閉じる第３の設定温度も設けた構成としてい
る。
抵抗３９，４０，４１により第２の設定温度
eT2および第３の温度設定値eT3を設けている。eT2
およびeT3は各々比較回路４２の負入力端子およ
び比較回路４３の正入力端子に接続されている。
また温度信号e0′は図のように比較器４２，４３
に入力され、比較器４３は失火検知回路を構成し
その出力はダイオード４４を通してトランジスタ
２６のベース電位に、またトランジスタ２６のエ
ミツタはダイオード４５を通して電源１６の一端
子にアースされている。同様に比較器４２の出力
は点火信号回路３８に駆動信号を出力する。
eT2および第３の温度設定値eT3を設けている。eT2
およびeT3は各々比較回路４２の負入力端子およ
び比較回路４３の正入力端子に接続されている。
また温度信号e0′は図のように比較器４２，４３
に入力され、比較器４３は失火検知回路を構成し
その出力はダイオード４４を通してトランジスタ
２６のベース電位に、またトランジスタ２６のエ
ミツタはダイオード４５を通して電源１６の一端
子にアースされている。同様に比較器４２の出力
は点火信号回路３８に駆動信号を出力する。
今、正常燃焼時にはセンサ６の温度が高く電位
e0′＜eT3＜eT2となつているため比較器４３の出力
はハイとなりダイオード４４が逆バイアスされ、
トランジスタ２６はNORゲート２４の出力に応
じて動作する。また比較器４２はロー出力となり
点火信号回路３８も駆動されない。ここで何等か
の理由でバーナ１１が失火した場合はセンサ６の
温度が低下するため電位e0′は上昇していく。こ
れにより電位eT3＜e0′＜eT2となり比較器４３はロ
ー出力となる。以上からトランジスタ２６のベー
ス電位はダイオード４４を通して電源１６にアー
スされるため遮断されバルブ１３を閉じる。しか
しこのときはまだ比較器４２はロー出力であり点
火動作は行なわない。
e0′＜eT3＜eT2となつているため比較器４３の出力
はハイとなりダイオード４４が逆バイアスされ、
トランジスタ２６はNORゲート２４の出力に応
じて動作する。また比較器４２はロー出力となり
点火信号回路３８も駆動されない。ここで何等か
の理由でバーナ１１が失火した場合はセンサ６の
温度が低下するため電位e0′は上昇していく。こ
れにより電位eT3＜e0′＜eT2となり比較器４３はロ
ー出力となる。以上からトランジスタ２６のベー
ス電位はダイオード４４を通して電源１６にアー
スされるため遮断されバルブ１３を閉じる。しか
しこのときはまだ比較器４２はロー出力であり点
火動作は行なわない。
センサ６の温度がさらに低下して電位eT3＜eT2
＜e0′となつたときに比較器４２がハイ出力とな
り点火信号回路を駆動する。これにより図示して
いないが点火器が動作してバーナ１１に再点火を
行なう。また点火信号回路はバルブ１３を開くと
同時に比較器４３の回路をリセツトする構成も内
蔵されている。
＜e0′となつたときに比較器４２がハイ出力とな
り点火信号回路を駆動する。これにより図示して
いないが点火器が動作してバーナ１１に再点火を
行なう。また点火信号回路はバルブ１３を開くと
同時に比較器４３の回路をリセツトする構成も内
蔵されている。
また第１１図の構成に加えて第９図で説明した
構成も付加する事も可能であるし、第１１図の比
較器４２，４３を各々単独で実用する事も容易で
ある。
構成も付加する事も可能であるし、第１１図の比
較器４２，４３を各々単独で実用する事も容易で
ある。
尚、以上の実施例ではガスバーナを例にして説
明してきたがこれが石油バーナであつても全く同
様のことが言える。またバルブ１３は石油の場合
は給油ポンプであつても問題ない。さらに燃焼方
式も各種のものに応用してもさしつかえない。
明してきたがこれが石油バーナであつても全く同
様のことが言える。またバルブ１３は石油の場合
は給油ポンプであつても問題ない。さらに燃焼方
式も各種のものに応用してもさしつかえない。
発明の効果
以上説明したように本発明の不完全燃焼検知装
置は次のような効果を有する。
置は次のような効果を有する。
１ 燃焼検知センサの検知レベルを２点設け、正
常時この２レベル内にセンサ出力がある構成と
したため酸素不足による不完全燃焼、および酸
素過剰による異常燃焼のいずれも検知可能とし
燃焼を停止する構成であるため安全性が高い。
常時この２レベル内にセンサ出力がある構成と
したため酸素不足による不完全燃焼、および酸
素過剰による異常燃焼のいずれも検知可能とし
燃焼を停止する構成であるため安全性が高い。
２ センサに外部よりバイアス電流を流す構成と
することによりセンサ出力の安定性を向上し誤
検知や検知ミスが防げる。
することによりセンサ出力の安定性を向上し誤
検知や検知ミスが防げる。
３ 上述のバイアス電流を流す構成とすることに
よりセンサ温度も計測可能となり、燃焼初期の
不安定時に不完全燃焼によりバーナを停止する
安全回路の動作を禁止する回路と設けることに
より、センサ温度が十分に上昇してから動作す
るため誤動作を防げる。
よりセンサ温度も計測可能となり、燃焼初期の
不安定時に不完全燃焼によりバーナを停止する
安全回路の動作を禁止する回路と設けることに
より、センサ温度が十分に上昇してから動作す
るため誤動作を防げる。
４ また温度が十分に冷えてから再点火動作に移
行する点火信号回路を有する構成にすることで
高温センサで未燃ガスが触媒燃焼を行ない誤検
知する事をなくし信頼性を向上した。
行する点火信号回路を有する構成にすることで
高温センサで未燃ガスが触媒燃焼を行ない誤検
知する事をなくし信頼性を向上した。
５ さらにセンサ温度によりバーナの失火の検知
も可能となり他に火炎センサを付加する必要が
なく構成が簡単である。
も可能となり他に火炎センサを付加する必要が
なく構成が簡単である。
第１図は本発明の一実施例を示す制御システム
図、第２図は同具体回路図、第３図はジルコニア
酸素濃度センサの特性図、第４図、第５図は第２
図の回路の動作説明図、第６図は他の具体回路例
を示す回路図、第７図はその動作説明図、第８図
は他の実施例を示すシステム図、第９図はその具
体回路図、第１０図はさらに他の実施例を示すシ
ステム図、第１１図はその具体回路図、第１２図
はジルコニア酸素濃度センサの一例を示す断面
図、第１３図はその動作説明図、第１４図は従来
の制御システムを示すブロツク図である。 ６……燃焼検知センサ、８，ｅ８……第１の設
定レベル、９……第１の比較回路、１０……安全
回路、１４……第２の比較回路、１５，ｅ１５…
…第２の設定レベル、１６……外部電源、２７…
…バイアス抵抗（バイアス回路）、３２……温度
検知回路、３８……点火信号回路、４３……比較
器（失火検知回路）、eT1……第１の設定温度、
eT2……第２の設定温度、eT3……第３の設定温
度。
図、第２図は同具体回路図、第３図はジルコニア
酸素濃度センサの特性図、第４図、第５図は第２
図の回路の動作説明図、第６図は他の具体回路例
を示す回路図、第７図はその動作説明図、第８図
は他の実施例を示すシステム図、第９図はその具
体回路図、第１０図はさらに他の実施例を示すシ
ステム図、第１１図はその具体回路図、第１２図
はジルコニア酸素濃度センサの一例を示す断面
図、第１３図はその動作説明図、第１４図は従来
の制御システムを示すブロツク図である。 ６……燃焼検知センサ、８，ｅ８……第１の設
定レベル、９……第１の比較回路、１０……安全
回路、１４……第２の比較回路、１５，ｅ１５…
…第２の設定レベル、１６……外部電源、２７…
…バイアス抵抗（バイアス回路）、３２……温度
検知回路、３８……点火信号回路、４３……比較
器（失火検知回路）、eT1……第１の設定温度、
eT2……第２の設定温度、eT3……第３の設定温
度。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ バーナの燃焼状態を検知して起電力を発生す
る燃焼検知センサと、前記燃焼検知センサの出力
が予め定められた第１の設定レベル以上になつた
ことを検出する第１の比較回路と、第２の設定レ
ベル以下になつたことを検出する第２の比較回路
とを有し、前記第１および第２の比較回路のいず
れかの出力を検出して燃焼を停止する信号を出力
する安全回路を有し、前記燃焼検知センサには、
外部電源より電流を通電するバイアス回路を有す
る構成とすると共に、前記安全回路は、燃焼検知
センサの温度を検出する温度検知回路を有し、前
記温度検知回路の出力により燃焼検知センサの温
度が第１の設定温度以上にあるときに動作する構
成とした不完全燃焼検知装置。 ２ バーナの燃焼状態を検知して起電力を発生す
る燃焼検知センサと、前記燃焼検知センサの出力
が予め定められた第１の設定レベル以上になつた
ことを検出する第１の比較回路と、第２の設定レ
ベル以下になつたことを検出する第２の比較回路
とを有し、前記第１および第２の比較回路のいず
れかの出力を検出して燃焼を停止する信号を出力
する安全回路を有し、前記燃焼検知センサには、
外部電源より電流を通電するバイアス回路を有す
る構成とすると共に、前記安全回路は、燃焼検知
センサの温度を検出する温度検知回路を有し、前
記温度検知回路の出力により燃焼検知センサの温
度が第２の設定温度以下にあるときにバーナの燃
焼を開始させる信号を出力する点火信号回路と、
前記温度検知回路の出力により燃焼検知センサの
温度が第３の設定温度以下になつたときに燃焼を
停止する信号を出力する失火検知回路を有する構
成とした不完全燃焼検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172704A JPS5960124A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 不完全燃焼検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172704A JPS5960124A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 不完全燃焼検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960124A JPS5960124A (ja) | 1984-04-06 |
| JPH0132887B2 true JPH0132887B2 (ja) | 1989-07-11 |
Family
ID=15946792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57172704A Granted JPS5960124A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 不完全燃焼検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960124A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2650057B1 (fr) * | 1989-07-20 | 1994-03-04 | Technique Diffusion | Procede et dispositif pour assurer le bon fonctionnement d'un bruleur et leurs applications |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5568528A (en) * | 1978-11-16 | 1980-05-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Combustion safety device |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57172704A patent/JPS5960124A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5960124A (ja) | 1984-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6132574B2 (ja) | ||
| EP1452861A2 (en) | Gas concentration detecting apparatus | |
| JP3133071B2 (ja) | ポーラログラフ型センサ | |
| GB2184847A (en) | Method of controlling an oxygen concentration sensor | |
| US4358265A (en) | Combustion appliance with a safety device | |
| JPH0132887B2 (ja) | ||
| JP2629420B2 (ja) | 暖房器の安全装置 | |
| JPH03138560A (ja) | 加熱型空燃比検出器 | |
| JPH0118329B2 (ja) | ||
| JPH0480291B2 (ja) | ||
| JPS62142922A (ja) | 燃焼検出回路 | |
| JPH0745932B2 (ja) | 炎電流検出装置 | |
| JPS62255729A (ja) | 燃焼状態検知回路 | |
| JP3146975B2 (ja) | 燃焼制御方法 | |
| JP3031018B2 (ja) | 燃焼機器 | |
| JPH0317296B2 (ja) | ||
| JPS6324365Y2 (ja) | ||
| JPH081304B2 (ja) | 全一次燃焼器の安全装置 | |
| JPS6146731B2 (ja) | ||
| JPS5941385Y2 (ja) | ガス燃焼機器用安全装置のセンサ | |
| JPH0713532B2 (ja) | 燃焼検出回路 | |
| JP3012478B2 (ja) | 燃焼装置 | |
| JPS6045324B2 (ja) | 燃焼制御装置 | |
| JPH0138209B2 (ja) | ||
| JPS6226417A (ja) | 燃焼検出装置 |