JPH0214658B2 - - Google Patents
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- JPH0214658B2 JPH0214658B2 JP56072352A JP7235281A JPH0214658B2 JP H0214658 B2 JPH0214658 B2 JP H0214658B2 JP 56072352 A JP56072352 A JP 56072352A JP 7235281 A JP7235281 A JP 7235281A JP H0214658 B2 JPH0214658 B2 JP H0214658B2
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- combustion
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- sensor element
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4077—Means for protecting the electrolyte or the electrodes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M11/00—Safety arrangements
- F23M11/04—Means for supervising combustion, e.g. windows
- F23M11/045—Means for supervising combustion, e.g. windows by observing the flame
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q9/00—Pilot flame igniters
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は安定化ジルコニアなどの固体電解質体
を用いた空燃比センサを具備し、炎中の酸素濃度
検出に好適な燃焼検知装置に関する。
を用いた空燃比センサを具備し、炎中の酸素濃度
検出に好適な燃焼検知装置に関する。
従来、燃焼センサは固体電解質体に設けられた
陰陽電極にそれぞれ基準ガスとしての大気と被検
ガスを隔離して曝気する必要があり、この隔離を
確実にするために固体電解質体の形状として両端
開放の円筒状または片側が閉じた袋管状のものを
用いていた。
陰陽電極にそれぞれ基準ガスとしての大気と被検
ガスを隔離して曝気する必要があり、この隔離を
確実にするために固体電解質体の形状として両端
開放の円筒状または片側が閉じた袋管状のものを
用いていた。
このように燃焼センサの形状が円筒状、袋管状
の場合、内側に設けられる陽電極形成が手作業と
なり、電極引出構造も複雑で、コストと信頼性の
面でナイナス要因となつている。
の場合、内側に設けられる陽電極形成が手作業と
なり、電極引出構造も複雑で、コストと信頼性の
面でナイナス要因となつている。
特に空燃比センサの場合、陰陽両電極は多孔質
の膜状に形成し、この多孔質膜によつて得られる
触媒能がセンサの出力特性に重大な影響を与える
ため、管の内側に設けられる陽極の形状におい
て、特に多孔質性、厚さなどの管理が必要である
が、現実には目視できない部分が多く問題とされ
ていた。
の膜状に形成し、この多孔質膜によつて得られる
触媒能がセンサの出力特性に重大な影響を与える
ため、管の内側に設けられる陽極の形状におい
て、特に多孔質性、厚さなどの管理が必要である
が、現実には目視できない部分が多く問題とされ
ていた。
また、固体電解質管の内外両面に形成する白金
または同種の貴金属合金の使用量がコストを支配
しその使用量を制限する怒力をしているにもかか
わらず、電極形成が形状的に難かしく、実効的な
電極形成面積以外の領域にも電極または電極引出
導体として形成されてしまつてコスト高となるの
が現状である。
または同種の貴金属合金の使用量がコストを支配
しその使用量を制限する怒力をしているにもかか
わらず、電極形成が形状的に難かしく、実効的な
電極形成面積以外の領域にも電極または電極引出
導体として形成されてしまつてコスト高となるの
が現状である。
本発明の目的は、簡単な構成にするとともに信
頼性に優れた燃焼検知装置を提供するにある。
頼性に優れた燃焼検知装置を提供するにある。
このような目的を達成するために、本発明は、
バーナー近傍に配置され、固体電解質体面におけ
る高温排気ガス気流中に形成される陰極と基準ガ
ス雰囲気中に形成される陽極とが形成される燃焼
センサを具備する燃焼検知装置において、前記燃
焼センサはその固体電解質体を長方形平板とする
とともに陽陰極をそれぞれ異なる面に形成し、前
記燃焼センサの陽極が形成された面側には前記燃
焼センサの各長辺部に近接した端辺を有し前記面
側の基準ガス雰囲気を一定の範囲で被う遮蔽部材
を具備させたことを特徴とするものである。
バーナー近傍に配置され、固体電解質体面におけ
る高温排気ガス気流中に形成される陰極と基準ガ
ス雰囲気中に形成される陽極とが形成される燃焼
センサを具備する燃焼検知装置において、前記燃
焼センサはその固体電解質体を長方形平板とする
とともに陽陰極をそれぞれ異なる面に形成し、前
記燃焼センサの陽極が形成された面側には前記燃
焼センサの各長辺部に近接した端辺を有し前記面
側の基準ガス雰囲気を一定の範囲で被う遮蔽部材
を具備させたことを特徴とするものである。
以下実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明による燃焼検知装置の一実施例
を示す構成図で、特に燃焼検知部における詳細を
示す説明図である基台１があり、この基台１上に
はパイロツトバーナ２が植設されている。パイロ
ツトバーナ２には基台１下から燃料が供給され、
基台１と平行に設けられたノズル２Ａから炎３が
噴出するようになつている。基台１上に前記ノズ
ル２Ａの指向側にはソケツト４がネジ４Ａによる
固定によつて配置されている。このソケツト４は
互いに押圧する付勢力を有する一対の電極５Ａ，
５Ｂを具備し、基台１下に引き出されている。前
記ソケツト４の電極５Ａ，５Ｂ間にはセンサエレ
メント６が狭持されて配置されている。このセン
サエレメント６は平板形状をなし、その一方の平
板面の上部は上記ノズル２Ａから噴出される炎２
Ａと接触するように配置され、前記センサエレメ
ント６は作動温度300〜1000℃に加熱されるよう
になつている。
を示す構成図で、特に燃焼検知部における詳細を
示す説明図である基台１があり、この基台１上に
はパイロツトバーナ２が植設されている。パイロ
ツトバーナ２には基台１下から燃料が供給され、
基台１と平行に設けられたノズル２Ａから炎３が
噴出するようになつている。基台１上に前記ノズ
ル２Ａの指向側にはソケツト４がネジ４Ａによる
固定によつて配置されている。このソケツト４は
互いに押圧する付勢力を有する一対の電極５Ａ，
５Ｂを具備し、基台１下に引き出されている。前
記ソケツト４の電極５Ａ，５Ｂ間にはセンサエレ
メント６が狭持されて配置されている。このセン
サエレメント６は平板形状をなし、その一方の平
板面の上部は上記ノズル２Ａから噴出される炎２
Ａと接触するように配置され、前記センサエレメ
ント６は作動温度300〜1000℃に加熱されるよう
になつている。
前記センサエレメント６は、第２図ａ，ｂに示
すように、その基板７をたとえば安定化ジルコニ
アの固体電解質体からなる平板材とし、その一面
には、第２図ａに示すように、陽極板８が被覆さ
れている。この陽極板８はたとえば純白金の多孔
質な薄膜からなり真空蒸着法等により形成され
る。また、この陽極板８上にはその一端側におい
て陽極引出板９が設けられ、この陽極引出板９は
単に電気的導体としての機能を有する材料で構成
されたもので、たとえば白金ペーストを塗布焼成
して形成される。さらに、前記センサエレメント
６の他面は、第２図ｂに示すように第２図ａと同
様に陰極板１０および陰極引出板１１が形成さ
れ、この陰極引出板１１から噴出されている陰極
板１０の大部分の領域上には保護膜１２が被覆さ
れている。この保護膜１２は陰極板１０を炎３の
直接の接触から保護するとともに、触媒機能をも
たせるもので、多孔質に形成されたものである。
すように、その基板７をたとえば安定化ジルコニ
アの固体電解質体からなる平板材とし、その一面
には、第２図ａに示すように、陽極板８が被覆さ
れている。この陽極板８はたとえば純白金の多孔
質な薄膜からなり真空蒸着法等により形成され
る。また、この陽極板８上にはその一端側におい
て陽極引出板９が設けられ、この陽極引出板９は
単に電気的導体としての機能を有する材料で構成
されたもので、たとえば白金ペーストを塗布焼成
して形成される。さらに、前記センサエレメント
６の他面は、第２図ｂに示すように第２図ａと同
様に陰極板１０および陰極引出板１１が形成さ
れ、この陰極引出板１１から噴出されている陰極
板１０の大部分の領域上には保護膜１２が被覆さ
れている。この保護膜１２は陰極板１０を炎３の
直接の接触から保護するとともに、触媒機能をも
たせるもので、多孔質に形成されたものである。
なお、第２図ａの−線の断面は第３図に示
すようになつている。
すようになつている。
このように形成されたセンサエレメント６は、
第１図において、その保護膜１２側をノズル２Ａ
に対向させて配置させ、陽極引出板９および陰極
引出板１１にてそれぞれ電極５Ａ，５Ｂに接触さ
れた状態にて挾持されている。
第１図において、その保護膜１２側をノズル２Ａ
に対向させて配置させ、陽極引出板９および陰極
引出板１１にてそれぞれ電極５Ａ，５Ｂに接触さ
れた状態にて挾持されている。
また、センサエレメント６の背部には遮蔽部材
１３が配置され、この遮蔽部材１３は、第４図に
示すように、センサエレメント６との間に上下方
向に空気流が生ずる空間部を有するように断面コ
字状の部材から構成され、前記ソケツト４の基台
１に固定するねじ４Ａに支持されている。この遮
蔽部材１３によつて、センサエレメント６の陰極
側に墳出される炎３は陽極側に廻り込むことはな
く、このとき発生する熱によつて陽極側の前記遮
蔽部材１３に囲まれた空間部には対流により空気
が上昇するようになる。この空気は約20％の酸素
を含有し、陰極側の高温排気ガスに対する基準ガ
スとなる。なお、このときの空気流によつて、セ
ンサエレメント６の温度が降下するのを遮蔽部材
１３の下端内側にブレード１４を設けることによ
つて空気流が制限されるようになつている。
１３が配置され、この遮蔽部材１３は、第４図に
示すように、センサエレメント６との間に上下方
向に空気流が生ずる空間部を有するように断面コ
字状の部材から構成され、前記ソケツト４の基台
１に固定するねじ４Ａに支持されている。この遮
蔽部材１３によつて、センサエレメント６の陰極
側に墳出される炎３は陽極側に廻り込むことはな
く、このとき発生する熱によつて陽極側の前記遮
蔽部材１３に囲まれた空間部には対流により空気
が上昇するようになる。この空気は約20％の酸素
を含有し、陰極側の高温排気ガスに対する基準ガ
スとなる。なお、このときの空気流によつて、セ
ンサエレメント６の温度が降下するのを遮蔽部材
１３の下端内側にブレード１４を設けることによ
つて空気流が制限されるようになつている。
このように構成された燃焼センサ部において、
パイロツトバーナ２には、第５図に示すように、
ソレノイドバルブ１５を介した主配管１６によつ
て燃料が供給されるようになつている。この主配
管１６はソレノイドバルブ１５を経た後、分岐さ
れメインバーナに通じている。ソレノイドバルブ
１５は励磁コイル１７によつて開閉がなされるよ
うになつており、この励磁コイル１７の励磁はセ
ンサエレメント６からの出力に基づいて作動する
コントローラ１８の出力によつて制御されるよう
になつている。
パイロツトバーナ２には、第５図に示すように、
ソレノイドバルブ１５を介した主配管１６によつ
て燃料が供給されるようになつている。この主配
管１６はソレノイドバルブ１５を経た後、分岐さ
れメインバーナに通じている。ソレノイドバルブ
１５は励磁コイル１７によつて開閉がなされるよ
うになつており、この励磁コイル１７の励磁はセ
ンサエレメント６からの出力に基づいて作動する
コントローラ１８の出力によつて制御されるよう
になつている。
たとえば、酸欠で燃料過濃状態のときはセンサ
エレメント６は0.5〜0.8Vの起電力を発生し、こ
の信号でソレノイドバルブ１５が閉じるようにコ
ントローラ１８は作動する。一方パイロツトバー
ナ２の立消えの場合はセンサエレメント６は加熱
されなくなるためその内部抵抗が加熱時の1KΩ
以下から10MΩ以上に増加し、コントローラ１８
はこれを検知して、ソレノイドバルブ１５を閉じ
るように作動する。
エレメント６は0.5〜0.8Vの起電力を発生し、こ
の信号でソレノイドバルブ１５が閉じるようにコ
ントローラ１８は作動する。一方パイロツトバー
ナ２の立消えの場合はセンサエレメント６は加熱
されなくなるためその内部抵抗が加熱時の1KΩ
以下から10MΩ以上に増加し、コントローラ１８
はこれを検知して、ソレノイドバルブ１５を閉じ
るように作動する。
このように構成した実施例では、センサエレメ
ント６が平板形状となつているため、その両面に
配設する陽陰極の形成がたとえば蒸着方法あるい
は印刷方法を用いることができる等のことから極
めて容易になる。特に、基板となる固体電解質体
をたとえば圧延ロールにより比較的大きな面積の
均質な板状形状とし、この固体電解質体の各面に
個々の電極を形成した後、たとえばレーザスクラ
イブあるいはダイヤモンドカツター等で各センサ
エレメントごとに分割するようにすることによ
り、その製造はより簡単となり得る。
ント６が平板形状となつているため、その両面に
配設する陽陰極の形成がたとえば蒸着方法あるい
は印刷方法を用いることができる等のことから極
めて容易になる。特に、基板となる固体電解質体
をたとえば圧延ロールにより比較的大きな面積の
均質な板状形状とし、この固体電解質体の各面に
個々の電極を形成した後、たとえばレーザスクラ
イブあるいはダイヤモンドカツター等で各センサ
エレメントごとに分割するようにすることによ
り、その製造はより簡単となり得る。
また、陽陰極を形成したセンサエレメント６は
平板形状となつているために陽陰極のそれぞれの
目視が容易にでき、陽陰極の多孔質性、膜厚の管
理が極めて容易になる。
平板形状となつているために陽陰極のそれぞれの
目視が容易にでき、陽陰極の多孔質性、膜厚の管
理が極めて容易になる。
さらに、高価な白金等で形成される前記陽陰極
はその製造においてそれぞれの形成領域上の空間
を大きくとれるので実効的な面積のみに形成で
き、したがつてその占有領域を少なくできること
からコストの低減が図れるようになる。
はその製造においてそれぞれの形成領域上の空間
を大きくとれるので実効的な面積のみに形成で
き、したがつてその占有領域を少なくできること
からコストの低減が図れるようになる。
また、センサエレメント６を平板状にすること
による炎３の廻り込みは、遮蔽部材１３によつて
防止しているため、基準ガスとしての大気と被検
ガスとを信頼性よく隔離することができるように
なる。
による炎３の廻り込みは、遮蔽部材１３によつて
防止しているため、基準ガスとしての大気と被検
ガスとを信頼性よく隔離することができるように
なる。
上述した実施例では、センサエレメント６を平
板形状にすることによる炎３の廻り込みを遮蔽部
材１３によつて防止しているものであるが、炎３
の噴出が少なくしかも廻り込みがないような場合
にあつては必ずしも遮蔽部材１３を設けなくても
よい。
板形状にすることによる炎３の廻り込みを遮蔽部
材１３によつて防止しているものであるが、炎３
の噴出が少なくしかも廻り込みがないような場合
にあつては必ずしも遮蔽部材１３を設けなくても
よい。
そして、このように前記遮蔽部材１３を設ける
必要のない場合において、実施例ではセンサエレ
メント６に形成されている陽陰極は、それぞれ、
一方において固体電解質体の一表面に、他方にお
いて固体電解質体の裏面に設けたものであるが、
各陽陰極を固体電解質体の同一表面にそれぞれ分
離させた状態にて独立して形成し、前記炎と接触
する面および炎と接触しない面に配置させるよう
にしてもよい。
必要のない場合において、実施例ではセンサエレ
メント６に形成されている陽陰極は、それぞれ、
一方において固体電解質体の一表面に、他方にお
いて固体電解質体の裏面に設けたものであるが、
各陽陰極を固体電解質体の同一表面にそれぞれ分
離させた状態にて独立して形成し、前記炎と接触
する面および炎と接触しない面に配置させるよう
にしてもよい。
以上述べたように本発明による燃焼検知装置に
よれば、簡単な構成にするとともに信頼性に優れ
たものを提供することができる。
よれば、簡単な構成にするとともに信頼性に優れ
たものを提供することができる。
第１図は本発明による燃焼検知装置の燃焼セン
サ部の一実施例を示す一部断面側面図、第２図ａ
およびｂはそれぞれセンサエレメントの一実施例
を示す一側面図および他側面図、第３図は第２図
ａの−線における断面図、第４図は前記燃焼
センサ部の平面図、第５図は前記燃焼センサ部に
接続される回路を示す図である。 １……基台、２……パイロツトバーナ、３……
炎、４……ソケツト、５Ａ，５Ｂ……引き出し電
極、６……センサエレメント、７……固体電解質
体、８，１０……電極、１２……保護膜。
サ部の一実施例を示す一部断面側面図、第２図ａ
およびｂはそれぞれセンサエレメントの一実施例
を示す一側面図および他側面図、第３図は第２図
ａの−線における断面図、第４図は前記燃焼
センサ部の平面図、第５図は前記燃焼センサ部に
接続される回路を示す図である。 １……基台、２……パイロツトバーナ、３……
炎、４……ソケツト、５Ａ，５Ｂ……引き出し電
極、６……センサエレメント、７……固体電解質
体、８，１０……電極、１２……保護膜。
Claims (1)
- １ バーナー近傍に配置され、固体電解質体面に
おける高温排気ガス気流中に形成される陰極と基
準ガス雰囲気中に形成される陽極とが形成される
燃焼センサを具備する燃焼検知装置において、前
記燃焼センサはその固体電解質体を長方形平板と
するとともに陽陰極をそれぞれ異なる面に形成
し、前記燃焼センサの陽極が形成された面側には
前記燃焼センサの各長辺部に近接した端辺を有し
前記面側の基準ガス雰囲気を一定の範囲で被う遮
蔽部材を具備させたことを特徴とする燃焼検知装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56072352A JPS57187647A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Combustion detector |
| US06/377,411 US4441982A (en) | 1981-05-15 | 1982-05-12 | Combustion sensing apparatus |
| GB8213967A GB2100444B (en) | 1981-05-15 | 1982-05-13 | Combustion sensing apparatus |
| DE3218257A DE3218257C2 (de) | 1981-05-15 | 1982-05-14 | Verbrennungsgasfühler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56072352A JPS57187647A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Combustion detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57187647A JPS57187647A (en) | 1982-11-18 |
| JPH0214658B2 true JPH0214658B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=13486826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56072352A Granted JPS57187647A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Combustion detector |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4441982A (ja) |
| JP (1) | JPS57187647A (ja) |
| DE (1) | DE3218257C2 (ja) |
| GB (1) | GB2100444B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8400406A (nl) * | 1984-02-08 | 1985-09-02 | Veg Gasinstituut Nv | Gasbrander. |
| JPS60150449U (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-05 | 日本碍子株式会社 | 酸素検知器 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2436261B2 (de) * | 1974-07-27 | 1976-11-25 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Elektrochemische gasdetektoren |
| US4088543A (en) * | 1976-09-10 | 1978-05-09 | Westinghouse Electric Corp. | Technique for protecting sensing electrodes in sulfiding environments |
| JPS5526490A (en) * | 1978-06-06 | 1980-02-25 | Commw Scient Ind Res Org | Oxygen detector |
| JPS6016854Y2 (ja) * | 1978-10-27 | 1985-05-24 | 三洋電機株式会社 | 燃焼制御装置 |
| FR2444272A1 (fr) * | 1978-12-12 | 1980-07-11 | Thomson Csf | Capteur electrochimique des concentrations d'especes dans un melange fluide du type a electrode de reference interne de pression partielle |
| JPS55166039A (en) * | 1979-06-12 | 1980-12-24 | Nissan Motor Co Ltd | Air fuel ratio detector |
| JPS5630533A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-27 | Rinnai Corp | Safety device for combustion system |
| JPS6042368Y2 (ja) * | 1979-10-25 | 1985-12-26 | 日産自動車株式会社 | 空燃比制御装置 |
-
1981
- 1981-05-15 JP JP56072352A patent/JPS57187647A/ja active Granted
-
1982
- 1982-05-12 US US06/377,411 patent/US4441982A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-05-13 GB GB8213967A patent/GB2100444B/en not_active Expired
- 1982-05-14 DE DE3218257A patent/DE3218257C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3218257A1 (de) | 1982-12-09 |
| DE3218257C2 (de) | 1986-03-27 |
| US4441982A (en) | 1984-04-10 |
| GB2100444A (en) | 1982-12-22 |
| GB2100444B (en) | 1985-11-06 |
| JPS57187647A (en) | 1982-11-18 |
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