JPH0315092B2 - - Google Patents

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JPH0315092B2
JPH0315092B2 JP58088787A JP8878783A JPH0315092B2 JP H0315092 B2 JPH0315092 B2 JP H0315092B2 JP 58088787 A JP58088787 A JP 58088787A JP 8878783 A JP8878783 A JP 8878783A JP H0315092 B2 JPH0315092 B2 JP H0315092B2
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JP
Japan
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main burner
combustion
timer
ignition
light receiving
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JP58088787A
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JPS59215516A (ja
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Mitsuji Kira
Shozo Marumitsu
Nobuaki Murakami
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Rinnai Corp
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Rinnai Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/22Timing network
    • F23N2223/26Timing network with capacitors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12Fuel valves
    • F23N2235/14Fuel valves electromagnetically operated

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)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、失火や不完全燃焼を防止するため
の安全燃焼方法の改良に関するもので、燃料の種
類を問はず各種の燃焼機器に広く用いることがで
きる。
特公昭55−39729号は第1図に示す安全燃焼方
法を開示している。熱電素子2をパイロツトバー
ナにより加熱し、失火の検出を行うとともに回路
電源として用いる。ガス検知素子4を排ガス流路
に設置し、素子4の加熱と不完全燃焼の検出とを
行う。素子4の抵抗値の変化、あるいは熱電素子
2の起電力の変化により、常閉型の電磁弁6を制
御する。
この方法の基本的な利点は、 外部電流が不用であること、 ガス検知素子を排ガスにより加熱し、消費電
力を節減すること、 にある。
発明者らはこの方法の実用化について検討した
ところ、メインバーナの着火時に素子4が異常な
挙動を示すことを発見した。試験回路として、第
1図の回路から電磁弁6と制御用トランジスタ
Tr1とを取り外ずしたものを用いる。熱電素子
2として、パイロツトバーナ着火時に200mVの
起電力が得られるものを用いる。ガス検知素子4
としてSnO2の焼結体に一対の電極を接続したも
のを用い、メインバーナにより約200℃に加熱す
るようにした。素子4の抵抗値は正常燃焼時には
約10KΩ、不完全燃焼時(この明細書では、排ガ
ス中のCO濃度が300ppm以上である場合を不完全
燃焼とする。しかしこの定義は純技術的なもので
有り、他の条件を不完全燃焼とする場合を排除す
るものではない。)には100Ω以下の抵抗値となつ
た。そして負荷抵抗RLとして、100Ωのものを用
いた。
ここでメインバーナを1分ごとにオン−オフさ
せると、(偶数分にオン、奇数分にオフ)、第2図
に示す結果が得られた。メインバーナへの着火後
の1〜3秒程度の間、素子4の抵抗値が50Ω程度
に低下し負荷抵抗RLへの印加電圧VRLに鋭いピー
クが生ずる。このことはメインバーナの着火のご
とに、安全装置が誤動作することを意味する。こ
の現象は、メインバーナのオン−オフの間隔や用
いた燃焼機器の種類によらず広く一般に生じた。
メインバーナの着火時の排ガス組成を分析した
ところ、着火直後には高濃度のCO(300ppm以上)
が含まれることがわかつた。着火燃焼状態が安定
するまでの過渡期に大量のCOが発生し、ガス検
知素子4がこのCOに感応してVRLにピークが生
じたのである。
この発明は、メインバーナ着火時の誤動作のな
い安全燃焼方法の提供を目的とする。
この発明の安全燃焼方法では、 パイロツトバーナにより熱電素子を加熱し、
その起電力を電源とし、また起電力の有無から
失火の検出を行う、 ガス敏感性金属酸化物半導体の抵抗値の変化
を利用したガス検知素子により不完全燃焼の検
出を行う、 メインバーナの着火を検出するための受光素
子と、タイマー要素を設けて、メインバーナの
着火により受光素子でタイマー要素を起動し、
タイマー要素の動作期間中にはメインバーナの
燃焼を継続させるようにする。
以下に実施例を説明する。
熱電素子としては、サーモパイル等の熟を起電
力に転換し得るものを用いる。ここではクロメル
−アルメル等の熱電対を10本程度直列に接続した
サーモパイルを用い、パイロツトバーナにより
600℃程度に加熱し、200mV程度の起電力を得て
用いる。
ガス検知素子には、SnO2、ZnO、NiO等のガ
ス敏感性金属酸化物半導体の抵抗値の変化を利用
したものを用いる。このような素子はガスへの感
度が高く、加熱温度の変動等によらず、不完全燃
焼を安定して検出できる。ここではSnO2の焼結
体に一対の電極を接続したものを用い、メインバ
ーナからの排ガス流路に設置し、排ガスにより約
200℃程度に加熱する。この素子の抵抗値は正常
燃焼時に約10kΩ、不完全燃焼時に100Ω以下と
なつた。なお排ガス中の不完全燃焼成分は、主と
してCOとH2である。そしてCOとH2の発生比は、
燃焼機器や用いる燃料により定まるので、COへ
の選択性のない素子も用い得る。
燃焼の続行あるいは停止は、燃焼供給のオン−
オフにより行うことが好ましい。ガス燃料に対し
ては電磁弁を用いることが好ましく、液体燃料に
対しては灯芯の落下機構等を用いることが好まし
い。
受光素子としては、CdSやCdSe、CdTe等を用
いた光導電素子やフオトダイオード、フオトトラ
ンジスタ、あるいは太陽電池等が好ましい。受光
素子として用い得るものは、光の有無をインピー
ダンスや起電力の変化に変換し得るものである。
そして受光素子をメインバーナの着火を検出し得
る位置に、また必要に応じて光フアイバーやフイ
ルター等の中間媒体を介して、設置する。
タイマー要素としては、充放電を利用したコン
デンサを用いることが好ましい。他の例として
は、フオトクロミズムフイルター(照度とともに
透光性が低下するフイルター)の時定数を利用し
たものや、極端に応答性の低い光導電素子を用い
たもの、(例えば一秒以上の応答時間を要する
CdSやCdSe光導電素子)、等が有る。
受光素子とタイマー要素とを組み合せ着火検出
機構とする。この組み合せとしては、メインバー
ナの着火と同時に受光素子を明状態におきコンデ
ンサにより時間の経過を検出するもの、フオトク
ロミズムフイルターにより着火後の所定の期間だ
け受光素子を明状態におくもの、応答性の悪い受
光素子をタイマー要素に兼用し着火後所定の時間
経過後に受光素子のインピーダンスを変化させる
もの等が有る。そして必要な所定の時間として
は、メインバーナ着火時の誤動作を防ぎ得る時
間、例えば1秒以上、好ましくは3〜5秒、とす
る。なお所定の時間とは常に一定の時間であるこ
とを要せず、ガス検知素子の抵抗値により変化す
る時間であつても良い。例えば、排ガス中の可燃
性ガス濃度が高くガス検知素子の抵抗値変化が大
きい場合、所定の時間を素子の抵抗値変化の大小
により変化させても良い。メインバーナが頻繁に
オン−オフされる場合に備え、メインバーナのオ
フ時のタイマー要素の復帰を速めるのが好まし
い。この場合例えば放電用や充電用のダイオード
により、メイバーナのオフと同時にコンデンサを
充放電させるようにする。
付帯回路としては任意のものを用い得るが、電
源容量に乏しいことから簡素なものが好ましい。
電源電圧も低いので、好ましくはゲルマニウムト
ランジスタやゲルマニウムダイオード等を用いる
ようにする。
図面を基に各回路例を説明する。
第3図の回路例では、熱電素子2に直列的にガ
ス検知装置4と100Ωの負荷抵抗RLとを接続し、
P−N−P型のゲルマニウム制御用トランジスタ
Tr1により常閉型の電磁弁6を制御する。受光
素子として光導電素子10を用い、メインバーナ
の着火によりタイマー要素としてのコンデンサC
1の充電を開始させる。ゲルマニウムトランジス
タTr2により、コンデンサC1の充電が終了す
るまでの間、電磁弁6を開放させ誤動作を防ぐ。
また放電用ダイオードD1により、メインバーナ
の消火と同時にコンデンサC1を放電させる。
第4図の回路例は、コンデンサC2の配置を変
更したもので、他の点は同一である。
第5図の回路例は、付帯回路を変更し、メイン
バーナの着火によりゲルマニウムトランジスタ
Tr3をオンさせてコンデンサC1の充電を開始
させ、充電の完了後に他のゲルマニウムトランジ
スタTr4をオンさせるようにしたものである。
この回路では他のゲルマニウムトランジスタTr
4がオンするまでの間、制御用トランジスタTr
1はオンし続ける。
第6図の回路例は、フオトクロミズムフイルタ
ー12と光導電素子10とを組み合せた着火検出
機構を示すもので、メインバーナの着火後フオト
クロミズムフイルター12の変色するまでの間
は、光導電素子10の抵抗値が低下し、ゲルマニ
ウムトランジスタTr2がオンする。
第7図は、応答性の低い(例えば1秒以上の時
定数の)CdSやCdSe、CdTe光導電素子11を用
いたもので、メインバーナの着火後所定の期間経
過までは、光導電素子11の抵抗値が高くゲルマ
ニウムトランジスタTr2がオンし続ける。
第8図は、太陽電池14とコンデンサC1とを
組み合せた着火検出機構を示すものである。ここ
では太陽電池14を熱電素子2と逆極性に配置す
る。メインバーナの着火後コンデンサC1の充電
が完了するまでの間は、制御用トランジスタTr
1はオフしない。コンデンサC1の充電が完了す
ると、ガス検知素子4の抵抗値の減少により負荷
抵抗RLにはベース電流を阻止する方向の電圧が
太陽電池14から加わり、制御用トラジスタTr
1がオフする。このようにして不完全燃焼を防止
する。
第9図の回路例はフオトクロミズムフイルター
12と太陽電池15とを組み合せたもので、メイ
ンバーナの着火後フオトクロミズムフイルター1
2が変色するまでの間、ゲルマニウムトランジス
タTr2がオンし続ける。
以上述べたように、この発明ではメインバーナ
着火時の安全装置の誤動作を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の回路図、第2図はメインバー
ナ着火時のガス検知素子の特性図である。第3図
〜第9図は実施例の回路図である。 2……熱電素子、4……ガス検知素子、6……
電磁弁、10,11……光導電素子、14,15
……太陽電池、C1,C2……コンデンサ、12
……フオトクロミズムフイルター、Tr1,Tr
2,Tr3,Tr4……トランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 パイロツトバーナの着火を熱電素子により検
    出し、熱電素子からの起電力を電源としてガス敏
    感性金属酸化物半導体からなるガス検知素子によ
    り不完全燃焼を検出し、パイロツトバーナの失火
    時と不完全燃焼時とに燃焼を停止させる方法にお
    いて、 メインバーナの着火を検出するための受光素子
    と、タイマー要素とを設けて、メインバーナの着
    火により受光素子でタイマー要素を起動し、タイ
    マー要素の動作期間中はメインバーナの燃焼を継
    続させることを特徴とする、安全燃焼方法。 2 前記受光素子は光導電素子であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の安全燃焼方
    法。 3 前記受光素子は太陽電池であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の安全燃焼方法。 4 前記タイマー要素はコンデンサであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の安全燃焼
    方法。 5 前記タイマー要素は、フオトクロミズムフイ
    ルターであることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の安全燃焼方法。 6 前記光導電素子は1秒以上の応答時間を要す
    るもので、これをタイマー要素に兼用したことを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の安全燃焼
    方法。
JP58088787A 1983-05-19 1983-05-19 安全燃焼方法 Granted JPS59215516A (ja)

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JP58088787A JPS59215516A (ja) 1983-05-19 1983-05-19 安全燃焼方法

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JPS5421573A (en) * 1977-07-19 1979-02-17 Ito Kuranosuke Wiring circuit board
JPS5539729A (en) * 1978-09-12 1980-03-19 Takashi Hagiwara Magnetic powder containing aluminium wire and growth enhancing of hortcultural plant byusing same

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