JPH02195244A - 燃焼制御用電子素子の長寿命化方法 - Google Patents
燃焼制御用電子素子の長寿命化方法Info
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- JPH02195244A JPH02195244A JP1015999A JP1599989A JPH02195244A JP H02195244 A JPH02195244 A JP H02195244A JP 1015999 A JP1015999 A JP 1015999A JP 1599989 A JP1599989 A JP 1599989A JP H02195244 A JPH02195244 A JP H02195244A
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- switch
- combustion
- heater
- boiler
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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】
「産業上の利用分野」
本発明は、燃焼制御に用いられる加熱型電子素子におい
て、燃焼終了後（測定後）の温度低下した電子素子に高
温多湿な排気ガス中の水分が結露するのを防止し、電子
素子にかかる熱衝撃頻度を軽減し、電子素子の長寿命化
を図ることのできる方法に関するものである。
て、燃焼終了後（測定後）の温度低下した電子素子に高
温多湿な排気ガス中の水分が結露するのを防止し、電子
素子にかかる熱衝撃頻度を軽減し、電子素子の長寿命化
を図ることのできる方法に関するものである。
「従来の技術」
従来、電子素子として、ジルコニア固体電解質中の酸素
イオンの移動に伴う電流変化から気体中の酸素濃度を測
定するセラミックセンサ（酸素センサ）が知られている
。
イオンの移動に伴う電流変化から気体中の酸素濃度を測
定するセラミックセンサ（酸素センサ）が知られている
。
この電子素子（セラミックセンサ）は、燃焼制御用とし
て第２図に示すようにして用いられている。
て第２図に示すようにして用いられている。
図中、符号１はボイラであり、２は酸素測定器である。
ボイラ１には電圧が交流電源線３ａ、 ３ｂから供給さ
れるとともに、スイッチ４によって０Ｎ１０ＦＦされる
ようになっている。一方、酸素測定器２には、前記交流
電源線３ａ、 ３ｂから２つの接続端５ａ、 ５ｂおよ
び５ｃ、 ５ｄを介して供給されるようになっている。
れるとともに、スイッチ４によって０Ｎ１０ＦＦされる
ようになっている。一方、酸素測定器２には、前記交流
電源線３ａ、 ３ｂから２つの接続端５ａ、 ５ｂおよ
び５ｃ、 ５ｄを介して供給されるようになっている。
接続端５ａは交流電源線３ａにスイッチ６を介して接続
され、接続端５ｂは交流電源線３ｂに接続されている。
され、接続端５ｂは交流電源線３ｂに接続されている。
また、接続端５ｃは前記ボイラｌとスイッチ４との接続
線に接続され、接続端５ｄは前記交流電源線３ｂに接続
されている。上記構成において、スイッチ４とスイッチ
６とは同期して駆動するように構成されている。
線に接続され、接続端５ｄは前記交流電源線３ｂに接続
されている。上記構成において、スイッチ４とスイッチ
６とは同期して駆動するように構成されている。
前記酸素測定器２は、第３図に示すように、接続端５ａ
、 ５ｂ間に設置されている交流−直流変換回路７と、
接続端５ｃ、 ５ｄ間に設置されている交流−直流変換
回路８と、前記交流−直流変換回路７から直流電源を供
給されるヒータ９と、前記交流直流変換回路８に接続さ
れているバイアス回路。
、 ５ｂ間に設置されている交流−直流変換回路７と、
接続端５ｃ、 ５ｄ間に設置されている交流−直流変換
回路８と、前記交流−直流変換回路７から直流電源を供
給されるヒータ９と、前記交流直流変換回路８に接続さ
れているバイアス回路。
増幅回路ｌＯと、このバイアス回路、増幅回路１０と前
記交流−直流変換回路８とに接続されている機能回路１
１と、前記バイアス回路、増幅回路１０に接続されてい
る酸素センサ（セラミックセンサ）１２とから構成され
ており、前記ヒータ（加熱体）９が酸素センサ１２を所
定温度に加熱、維持するようになっている。
記交流−直流変換回路８とに接続されている機能回路１
１と、前記バイアス回路、増幅回路１０に接続されてい
る酸素センサ（セラミックセンサ）１２とから構成され
ており、前記ヒータ（加熱体）９が酸素センサ１２を所
定温度に加熱、維持するようになっている。
前記セラミックセンサ１２は、図示しないが、周知のよ
うに、固体電解質が一組の白金電極に挟まれ、一方の電
極が小孔を有するキャップによって覆われているもので
、前記小孔により、一方の電極側への酸素の流入が制限
されるようになっている。前記各電極には、前記直流電
源（交流−直流変換回路８）によって電圧が印加され、
この電圧は電圧計によって検出されるようになっている
。
うに、固体電解質が一組の白金電極に挟まれ、一方の電
極が小孔を有するキャップによって覆われているもので
、前記小孔により、一方の電極側への酸素の流入が制限
されるようになっている。前記各電極には、前記直流電
源（交流−直流変換回路８）によって電圧が印加され、
この電圧は電圧計によって検出されるようになっている
。
また、電圧の印加によって前記固体電解質を流れる電流
が電流計に検出され、この電流計の出力が酸素濃度デー
タとして出力されるようになっている。そして、このセ
ラミックセンサ１２にあっては、印加される電圧にかか
わらず固体電解質を流れる電流が一定になる場合の電流
値（限界電流値）の値により、雰囲気中の酸素濃度を測
定することができる。
が電流計に検出され、この電流計の出力が酸素濃度デー
タとして出力されるようになっている。そして、このセ
ラミックセンサ１２にあっては、印加される電圧にかか
わらず固体電解質を流れる電流が一定になる場合の電流
値（限界電流値）の値により、雰囲気中の酸素濃度を測
定することができる。
また、このセラミックセンサ１２において検出される限
界電流値は、雰囲気の酸素濃度のみならず、固体電解質
の温度に依存して変化し、温度が低すぎる場合には限界
電流値を生じない特性を持っているから、この温度特性
による誤差を補正すべ（、前記したように、ジュール熱
を発生するヒータ９を設け、センサの固体電解質を所定
温度に加熱するようになっている。
界電流値は、雰囲気の酸素濃度のみならず、固体電解質
の温度に依存して変化し、温度が低すぎる場合には限界
電流値を生じない特性を持っているから、この温度特性
による誤差を補正すべ（、前記したように、ジュール熱
を発生するヒータ９を設け、センサの固体電解質を所定
温度に加熱するようになっている。
上記酸素測定器２において、ボイラ１の点火と同時にヒ
ータ９およびセンサの固体電解質に電圧を印加すると、
印加される電圧の上昇にともなって電流が徐々に上昇し
て行き、ある電流値を超えると、電圧の上昇にかかわら
ず一定の電流が検出される特性を呈する。この電流値は
、前記したように限界電流値と呼ばれるものであって、
被測定ガス（ボイラ１の排気ガス）中の酸素１度に依存
して変化するものであるから、この限界電流値を介して
排気ガスの酸素濃度を知ることができる。
ータ９およびセンサの固体電解質に電圧を印加すると、
印加される電圧の上昇にともなって電流が徐々に上昇し
て行き、ある電流値を超えると、電圧の上昇にかかわら
ず一定の電流が検出される特性を呈する。この電流値は
、前記したように限界電流値と呼ばれるものであって、
被測定ガス（ボイラ１の排気ガス）中の酸素１度に依存
して変化するものであるから、この限界電流値を介して
排気ガスの酸素濃度を知ることができる。
「発明が解決しようとする課題」
ところで、燃焼排気ガスは多分に高畠であり、しかも燃
焼時に発生した水分によりかなり多湿となっている。燃
焼、測定時では、排気ガスは、当然のことながら高温に
維持され、流動しており、センサも加熱されているので
、問題はないが、燃焼が停止され、それと同時に測定が
終了（ヒータが０ＦＦ）した場合、センサに結露が生じ
てしまう。これは、燃焼停止により、ガスの流動がなく
なり、ガスが滞ると同時に排気ガスの温度が低下し、ガ
ス中の蒸気圧が飽和蒸気圧に近（なるか越えてしまい、
しかもセンサの表面温度も低下するからである。このよ
うな状態にあるセンサが短時間の内に再び測定状態にな
ると、すなわちヒータにより加熱されると、センサ上の
結露とヒータによる加熱とにより、センサに非常に大き
な熱歪が加わることとなる。この過程の繰り返しにより
センサの破壊が生じてしまい、問題となっている。
焼時に発生した水分によりかなり多湿となっている。燃
焼、測定時では、排気ガスは、当然のことながら高温に
維持され、流動しており、センサも加熱されているので
、問題はないが、燃焼が停止され、それと同時に測定が
終了（ヒータが０ＦＦ）した場合、センサに結露が生じ
てしまう。これは、燃焼停止により、ガスの流動がなく
なり、ガスが滞ると同時に排気ガスの温度が低下し、ガ
ス中の蒸気圧が飽和蒸気圧に近（なるか越えてしまい、
しかもセンサの表面温度も低下するからである。このよ
うな状態にあるセンサが短時間の内に再び測定状態にな
ると、すなわちヒータにより加熱されると、センサ上の
結露とヒータによる加熱とにより、センサに非常に大き
な熱歪が加わることとなる。この過程の繰り返しにより
センサの破壊が生じてしまい、問題となっている。
また、仮に結露の問題が発生しないとしても、燃焼期間
と燃焼停止期間が頻繁かつ比較的短時間で繰り返えされ
る燃焼系においては、センサの加熱（昇潟）、降温か頻
繁に繰り返されることになるので、センサの長寿命化が
困難であるという問題点も指摘されている。
と燃焼停止期間が頻繁かつ比較的短時間で繰り返えされ
る燃焼系においては、センサの加熱（昇潟）、降温か頻
繁に繰り返されることになるので、センサの長寿命化が
困難であるという問題点も指摘されている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、燃焼制御
に用いられる加熱型セラミ・ツクセンサにおいて、燃焼
終了後（測定後）の温度低下したセンサに高温多湿な排
気ガス中の水分が結露するのを防止し、さらにセンサへ
の熱衝撃頻度を軽減し、センサの長寿命化を図ることの
できる方法を提供することを課題とするものである。
に用いられる加熱型セラミ・ツクセンサにおいて、燃焼
終了後（測定後）の温度低下したセンサに高温多湿な排
気ガス中の水分が結露するのを防止し、さらにセンサへ
の熱衝撃頻度を軽減し、センサの長寿命化を図ることの
できる方法を提供することを課題とするものである。
「課題を解決するための手段」
本発明は、燃焼停止時におけるセンサ（Ｎ子素子）への
結露の防止および熱衝撃頻度の低減を、燃焼停止とセン
サの作動停止は連動させるがヒータ（加熱体）の電源は
常時通電させておくことにより達成するものである。
結露の防止および熱衝撃頻度の低減を、燃焼停止とセン
サの作動停止は連動させるがヒータ（加熱体）の電源は
常時通電させておくことにより達成するものである。
「作用」
上記構成であると、燃焼停止時の雰囲気温度の低下によ
り結露が生じやすい情況にあっても、センサ部のみは常
時加熱状態にあるため、結露が生じず、その結果、運転
再開時のセンサ破壊を防止することができる。また、セ
ンサ部は常時加熱状態にあるため、測定中および測定の
ない燃焼停止時を通して常に熱歪の少ない状態に置かれ
ており、特に燃焼〜燃焼停止を頻繁に繰り返す装置にお
いては、長寿命を保証することができ、測定開始の即応
性が得られる効果も生じる。
り結露が生じやすい情況にあっても、センサ部のみは常
時加熱状態にあるため、結露が生じず、その結果、運転
再開時のセンサ破壊を防止することができる。また、セ
ンサ部は常時加熱状態にあるため、測定中および測定の
ない燃焼停止時を通して常に熱歪の少ない状態に置かれ
ており、特に燃焼〜燃焼停止を頻繁に繰り返す装置にお
いては、長寿命を保証することができ、測定開始の即応
性が得られる効果も生じる。
「実施例」
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。な
お、図中従来例と共通の構成には同一符号を付して説明
を簡略化する。
お、図中従来例と共通の構成には同一符号を付して説明
を簡略化する。
第１図は本発明の方法を実施するのに好適な排気ガス酸
素濃度測定システムの電源供給シーケンスを示すもので
ある。
素濃度測定システムの電源供給シーケンスを示すもので
ある。
このシステムでは、従来例（第２図）において、スイッ
チ４とスイッチ６が同期して駆動するように構成されて
いたものが、同じ作用をするスイッチ２０とスイッチ２
１とが同期せずに各々単独に切換操作を行う構成にされ
ている点が異なっている。
チ４とスイッチ６が同期して駆動するように構成されて
いたものが、同じ作用をするスイッチ２０とスイッチ２
１とが同期せずに各々単独に切換操作を行う構成にされ
ている点が異なっている。
すなわち、ボイラ１とセラミックセンサ１２とへの電源
接続および停止はスイッチ２０によって行なわれ、ヒー
タ９への電源接続および停止はスイッチ２１によって行
なわれ、各々別々に操作される構成である。
接続および停止はスイッチ２０によって行なわれ、ヒー
タ９への電源接続および停止はスイッチ２１によって行
なわれ、各々別々に操作される構成である。
次いで、前記システムの制御動作の内容とともに、本発
明方法を説明する。
明方法を説明する。
（ａ） スイッチ２０とスイッチ２１を同時にＯＮに
する。すると、ボイラ１が駆動され、同時に酸素測定器
２の接続端５ａ−５ｂ問および接続端５ｃｍ５ｄ間に電
源が供給される。この状態では、排気ガスが産出、流動
、排出され、酸素センサ１２がヒータ９により所定温度
に加熱されて前記排気ガス中の酸素濃度を測定している
。
する。すると、ボイラ１が駆動され、同時に酸素測定器
２の接続端５ａ−５ｂ問および接続端５ｃｍ５ｄ間に電
源が供給される。この状態では、排気ガスが産出、流動
、排出され、酸素センサ１２がヒータ９により所定温度
に加熱されて前記排気ガス中の酸素濃度を測定している
。
（ｂ） 次に、ボイラ１を停止させるために、スイッ
チ４をＯＦＦにすると、まず、ボイラ１が停止され、同
時に酸素測定器２２の接続１５ｃｍ５ｄ間の電源が停止
される。この場合、酸素測定器２２のもう一方の接続端
５ａ−５ｂ間には、スイッチ２１を閉じたままにしてお
くために、電源が供給されており、ヒータ９は電圧が印
加された状態にある。
チ４をＯＦＦにすると、まず、ボイラ１が停止され、同
時に酸素測定器２２の接続１５ｃｍ５ｄ間の電源が停止
される。この場合、酸素測定器２２のもう一方の接続端
５ａ−５ｂ間には、スイッチ２１を閉じたままにしてお
くために、電源が供給されており、ヒータ９は電圧が印
加された状態にある。
（ｃ） 長期にボイラ１を停止するのでなければ、ス
イッチ２１は閉じたままにしておく。したがって、ヒー
タ９は一定温度に加熱された状態に保持され、雰囲気ガ
ス中の蒸気圧が飽和蒸気圧に近くなるか越えてしまって
も、ヒータ９により加熱され続けているセラミックセン
サ１２に結露が生じることはない。
イッチ２１は閉じたままにしておく。したがって、ヒー
タ９は一定温度に加熱された状態に保持され、雰囲気ガ
ス中の蒸気圧が飽和蒸気圧に近くなるか越えてしまって
も、ヒータ９により加熱され続けているセラミックセン
サ１２に結露が生じることはない。
（ｄ） 短時間後に、必要に応じてスイッチ２０をＯ
Ｎにして、再びボイラ１を駆動すると、同時に酸素測定
器２の接続端５ｃｍ５ｄ間に電源が供給される。この状
態では、排気ガスが産出、流動、排出され、既に、酸素
センサ１２がヒータ９により所定温度に加熱されている
ので、即座に前記排気ガス中の酸素濃度の測定が開始さ
れる。この場合、酸素センサ１２は継続的に加熱されて
おり、ボイラｌの駆動、駆動停止に伴って雰囲気ガスの
温度が頻繁に昇降しても熱衝撃を受けることがない。
Ｎにして、再びボイラ１を駆動すると、同時に酸素測定
器２の接続端５ｃｍ５ｄ間に電源が供給される。この状
態では、排気ガスが産出、流動、排出され、既に、酸素
センサ１２がヒータ９により所定温度に加熱されている
ので、即座に前記排気ガス中の酸素濃度の測定が開始さ
れる。この場合、酸素センサ１２は継続的に加熱されて
おり、ボイラｌの駆動、駆動停止に伴って雰囲気ガスの
温度が頻繁に昇降しても熱衝撃を受けることがない。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明に係る燃焼制御用電子素子
の長寿命化方法は、燃焼停止時におけるセンサ（電子素
子）への結露の防止および熱衝撃頻度の低減を、燃焼停
止とセンサの作動停止は連動させるがヒータ（加熱体）
の電源は常時通電させておくことにより達成するもので
ある。
の長寿命化方法は、燃焼停止時におけるセンサ（電子素
子）への結露の防止および熱衝撃頻度の低減を、燃焼停
止とセンサの作動停止は連動させるがヒータ（加熱体）
の電源は常時通電させておくことにより達成するもので
ある。
したがって、本発明によれば、燃焼停止時の雰囲気温度
の低下により結露が生じやすい情況にあっても、センサ
部のみは常時加熱状態にあるため、結露が生じず、その
結果、運転再開時のセンサ破壊を防止することができる
。また、センサ部は常時加熱状態にあるため、測定中お
よび測定のない燃焼停止時を通して常に熱歪の少ない状
態に置かれており、特に燃焼〜燃焼停止を頻繁に繰り返
す装置においては、長寿命を保証することができ、測定
開始の即応性が得られる効果も生じる。
の低下により結露が生じやすい情況にあっても、センサ
部のみは常時加熱状態にあるため、結露が生じず、その
結果、運転再開時のセンサ破壊を防止することができる
。また、センサ部は常時加熱状態にあるため、測定中お
よび測定のない燃焼停止時を通して常に熱歪の少ない状
態に置かれており、特に燃焼〜燃焼停止を頻繁に繰り返
す装置においては、長寿命を保証することができ、測定
開始の即応性が得られる効果も生じる。
第１図は本発明方法を実施するに好適な排気ガス酸素濃
度測定システムの電源供給シーケンスを示すもので、第
２図は従来の排気ガス酸素濃度測定システムの電源供給
シーケンスを示すもので、第３図はこの従来システムに
用いられていた酸素測定器を示すものである。 ■・・・・・・ボイラ、３ａ、 ３ｂ・・・・・・交流
電源線、５ａ、 ５ｂ、 ５ｃ、 ５ｄ・・・・・・酸
素測定器の接続端、７．８・・・・・・交流−直流変換
回路、９・・・・・・加熱体（ヒータ）、１０・・・・
・・バイアス回路、増幅回路、１１・・・・・・機能回
路、１２・・・・・・電子素子（セラミックセンサ：酸
素センサ）１．２０．２１・・・・・・スイッチ。
度測定システムの電源供給シーケンスを示すもので、第
２図は従来の排気ガス酸素濃度測定システムの電源供給
シーケンスを示すもので、第３図はこの従来システムに
用いられていた酸素測定器を示すものである。 ■・・・・・・ボイラ、３ａ、 ３ｂ・・・・・・交流
電源線、５ａ、 ５ｂ、 ５ｃ、 ５ｄ・・・・・・酸
素測定器の接続端、７．８・・・・・・交流−直流変換
回路、９・・・・・・加熱体（ヒータ）、１０・・・・
・・バイアス回路、増幅回路、１１・・・・・・機能回
路、１２・・・・・・電子素子（セラミックセンサ：酸
素センサ）１．２０．２１・・・・・・スイッチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 加熱体により所定温度に維持される電子素子に電圧が印
加され、この印加電圧の変化にかかわらず、前記電子素
子に流れる一定の限界電流値から、前記電子素子に接触
反応させた燃焼排気ガス中の酸素濃度で燃焼制御を行う
ために検知する燃焼制御用電子素子の長寿命化方法であ
って、 燃焼停止と電子素子の作動停止とは連動させ、加熱体の
電源のみ常時通電させておくことを特徴とする燃焼制御
用電子素子の長寿命化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015999A JPH02195244A (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 燃焼制御用電子素子の長寿命化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015999A JPH02195244A (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 燃焼制御用電子素子の長寿命化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02195244A true JPH02195244A (ja) | 1990-08-01 |
Family
ID=11904334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1015999A Pending JPH02195244A (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 燃焼制御用電子素子の長寿命化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02195244A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0604388A1 (de) * | 1992-12-22 | 1994-06-29 | Kurt Pfisterer | Vorrichtung zur Regelung der Verbrennungsluftzufuhr bei einem Ofen |
| US6136358A (en) * | 1998-11-24 | 2000-10-24 | Lamb-Weston, Inc. | Process for preparing parfried, frozen potato strips |
| EP1113224A3 (de) * | 1999-12-31 | 2003-09-17 | Robert Bosch Gmbh | Gasbrenner |
-
1989
- 1989-01-25 JP JP1015999A patent/JPH02195244A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0604388A1 (de) * | 1992-12-22 | 1994-06-29 | Kurt Pfisterer | Vorrichtung zur Regelung der Verbrennungsluftzufuhr bei einem Ofen |
| US6136358A (en) * | 1998-11-24 | 2000-10-24 | Lamb-Weston, Inc. | Process for preparing parfried, frozen potato strips |
| US6514554B1 (en) | 1998-11-24 | 2003-02-04 | Lamb-Weston, Inc. | Process for preparing frozen potato or root vegetable strips |
| EP1113224A3 (de) * | 1999-12-31 | 2003-09-17 | Robert Bosch Gmbh | Gasbrenner |
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