JPH0315696B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0315696B2 JPH0315696B2 JP16233382A JP16233382A JPH0315696B2 JP H0315696 B2 JPH0315696 B2 JP H0315696B2 JP 16233382 A JP16233382 A JP 16233382A JP 16233382 A JP16233382 A JP 16233382A JP H0315696 B2 JPH0315696 B2 JP H0315696B2
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- JP
- Japan
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- flame
- alloy
- flame current
- oxidation
- oxide film
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- Expired
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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
- G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
- G01N27/626—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using heat to ionise a gas
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- Control Of Combustion (AREA)
Description
本発明は燃焼機器のパイロツトバーナーのたち
消え等の監視装置または燃料制御装置等に使用さ
れる炎電流感知センサーに関する。 石油フアンヒーター等には燃料を制御するため
の炎電流感知センサーが使用されている。この炎
電流感知センサーのフレームロツドは長時間繰り
返し高温に加熱されるため、Fe−Cr−Al合金、
Fe−Cr−Al−Ｙ合金、ニツケルクロム合金、ス
テンレス鋼等耐酸化性の優れた材料が用いられる
が、一般には比較的安価で加工性が良く、耐酸化
性が優れたFe−Cr−Al合金やFe−Cr−Al−Ｙ合
金が用いられる。 また炎電流感知センサーのフレームロツドは耐
酸化性と同時に長時間経過後も検知能力が低下し
ないことが必要であるため、表面に生成する酸化
被膜は高温で導電性があることが要求される。 Fe−Cr−Al合金、Fe−Cr−Al−Ｙ合金の場
合、燃焼初期では酸化被膜は主に高温でも電気抵
抗の高いAl2O3（1000℃で9.1×105Ω・ｍ）と電気
抵抗の小さい（Fe、Cr）2O3（1000℃で0.4〜
0.8Ω・ｍ）とからなる。そして酸化被膜は高温
である程度の導電性があり炎電流感知センサーと
しての機能を果たすが、時間の経過と共に地金中
のAlが選択酸化されて（Fe、Cr）2O3と置換され、
ほとんどAl2O3となつて地金と炎間はほとんど絶
縁状態となり、炎電流検出感度が低下してセンサ
ー機能を果たさなくなる。 本発明の目的は、比較的安価で被加工性、耐酸
化性の優れたFe−Cr−Al系合金及びFe−Cr−Al
−Ｙ合金の高温で長時間加熱後の酸化被膜を導電
化することにより、炎電流検知能力を持続する炎
電流感知センサーを提供することにある。 本発明は公知の上記合金にTiを0.04〜0.50％含
有せしめた合金をフレームロツドとして使用した
炎電流感知センサーである。しかして本発明セン
サーのフレームロツドは上記公知の合金における
と同様、その酸化被膜はAl2O3を主成分として母
材を酸化から保護すると同時に、TiはTiO2（1000
℃で74.9Ω・ｍの低電気抵抗を有する）となつて
Al2O3被膜中に分散析出し、高温かつ長時間の酸
化加熱の後においても被膜を導電性に保持し炎電
流感知能力を保つのである。 本発明センサーのフレームロツドに使用する
Fe−Cr−Al−Ti合金、Fe−Cr−Al−Ｙ−Ti合
金の成分範囲は第１表の通りである。
消え等の監視装置または燃料制御装置等に使用さ
れる炎電流感知センサーに関する。 石油フアンヒーター等には燃料を制御するため
の炎電流感知センサーが使用されている。この炎
電流感知センサーのフレームロツドは長時間繰り
返し高温に加熱されるため、Fe−Cr−Al合金、
Fe−Cr−Al−Ｙ合金、ニツケルクロム合金、ス
テンレス鋼等耐酸化性の優れた材料が用いられる
が、一般には比較的安価で加工性が良く、耐酸化
性が優れたFe−Cr−Al合金やFe−Cr−Al−Ｙ合
金が用いられる。 また炎電流感知センサーのフレームロツドは耐
酸化性と同時に長時間経過後も検知能力が低下し
ないことが必要であるため、表面に生成する酸化
被膜は高温で導電性があることが要求される。 Fe−Cr−Al合金、Fe−Cr−Al−Ｙ合金の場
合、燃焼初期では酸化被膜は主に高温でも電気抵
抗の高いAl2O3（1000℃で9.1×105Ω・ｍ）と電気
抵抗の小さい（Fe、Cr）2O3（1000℃で0.4〜
0.8Ω・ｍ）とからなる。そして酸化被膜は高温
である程度の導電性があり炎電流感知センサーと
しての機能を果たすが、時間の経過と共に地金中
のAlが選択酸化されて（Fe、Cr）2O3と置換され、
ほとんどAl2O3となつて地金と炎間はほとんど絶
縁状態となり、炎電流検出感度が低下してセンサ
ー機能を果たさなくなる。 本発明の目的は、比較的安価で被加工性、耐酸
化性の優れたFe−Cr−Al系合金及びFe−Cr−Al
−Ｙ合金の高温で長時間加熱後の酸化被膜を導電
化することにより、炎電流検知能力を持続する炎
電流感知センサーを提供することにある。 本発明は公知の上記合金にTiを0.04〜0.50％含
有せしめた合金をフレームロツドとして使用した
炎電流感知センサーである。しかして本発明セン
サーのフレームロツドは上記公知の合金における
と同様、その酸化被膜はAl2O3を主成分として母
材を酸化から保護すると同時に、TiはTiO2（1000
℃で74.9Ω・ｍの低電気抵抗を有する）となつて
Al2O3被膜中に分散析出し、高温かつ長時間の酸
化加熱の後においても被膜を導電性に保持し炎電
流感知能力を保つのである。 本発明センサーのフレームロツドに使用する
Fe−Cr−Al−Ti合金、Fe−Cr−Al−Ｙ−Ti合
金の成分範囲は第１表の通りである。
【表】
第１図は、炎電流感知センサーの原理を示す図
である。実線の如くフレーム（炎）４を介した電
気回路において、炎４の大小により炎自体の電気
抵抗が変動する。この変動を電流検知器２で検出
し、燃料制御弁３にフイードバツクすることによ
り炎を一定にするものである。 第２図は、Si0.5％、Mn0.5％、Cr18％、Al3.0
％のFe−Cr−Al−Ｙ合金にTiを0.15％添加した
ものと無添加のものとについて、炎温度1000〜
1100℃で通算燃焼時間200時間経過後の炎電流特
性を比較した結果を示す図である。横軸は点火後
の経過時間、縦軸は電流値である。 安定基準とは、使用初期の点火後炎電流が一定
の炎電流値に達するまでの時間である。 従来のFe−Cr−Al−Ｙ合金（Ti無添加）ａの
場合、初期は安定基準内で安定時の炎電流値に達
するが、200時間経過後は第２図の如く安定時の
炎電流値に達する時間が安定基準を大幅に越えて
しまう。一方、Fe−Cr−Al−Ｙ合金に0.15％の
Tiを添加した本発明合金Ａの場合は、200時間経
過後も初期特性のままであり、500時間経過後も
変化はみられなかつた。 Fe−Cr−Al合金についても上記Fe−Cr−Al−
Ｙ合金とほぼ同様の結果が得られた。 以上述べたように、Tiはフレームロツドの表
面に生成された酸化被膜中に介在して、該被膜に
導電性を与えるために必要な元素である。しか
し、その含有量が0.5％を越えると酸化増量が急
激に増加し、ロツドの酸化消耗を促進することと
なる。一方、0.03％程度以下では、添加効果、つ
まり酸化被膜への導電性付与効果が低下し、ロツ
ドとしての実用性能を満足しなくなる。 次にTi含有量の限定理由について説明する。 第３図は、0.5％Si、0.5％Mn、18％Cr、３％
Alをほぼ一定としＣ、Ti含有量を変化させて、
大気中で1000℃×200時間の燃焼試験を行つた場
合の酸化増量の関係を示す。この図よりＣ及び
Tiの増加と共に酸化量は増えることがわかる。
特にTiが0.5％を越えるとＣの増加に伴い酸化量
が急激に増加し耐酸化性が低下する。 また第２表は第２図と同一条件下でのTi含有
量と酸化被膜の導電性の評価を行つたものであ
る。 評価は、安定時の炎電流値に達するまでの時間
が30秒を越えるものを不良とした。
である。実線の如くフレーム（炎）４を介した電
気回路において、炎４の大小により炎自体の電気
抵抗が変動する。この変動を電流検知器２で検出
し、燃料制御弁３にフイードバツクすることによ
り炎を一定にするものである。 第２図は、Si0.5％、Mn0.5％、Cr18％、Al3.0
％のFe−Cr−Al−Ｙ合金にTiを0.15％添加した
ものと無添加のものとについて、炎温度1000〜
1100℃で通算燃焼時間200時間経過後の炎電流特
性を比較した結果を示す図である。横軸は点火後
の経過時間、縦軸は電流値である。 安定基準とは、使用初期の点火後炎電流が一定
の炎電流値に達するまでの時間である。 従来のFe−Cr−Al−Ｙ合金（Ti無添加）ａの
場合、初期は安定基準内で安定時の炎電流値に達
するが、200時間経過後は第２図の如く安定時の
炎電流値に達する時間が安定基準を大幅に越えて
しまう。一方、Fe−Cr−Al−Ｙ合金に0.15％の
Tiを添加した本発明合金Ａの場合は、200時間経
過後も初期特性のままであり、500時間経過後も
変化はみられなかつた。 Fe−Cr−Al合金についても上記Fe−Cr−Al−
Ｙ合金とほぼ同様の結果が得られた。 以上述べたように、Tiはフレームロツドの表
面に生成された酸化被膜中に介在して、該被膜に
導電性を与えるために必要な元素である。しか
し、その含有量が0.5％を越えると酸化増量が急
激に増加し、ロツドの酸化消耗を促進することと
なる。一方、0.03％程度以下では、添加効果、つ
まり酸化被膜への導電性付与効果が低下し、ロツ
ドとしての実用性能を満足しなくなる。 次にTi含有量の限定理由について説明する。 第３図は、0.5％Si、0.5％Mn、18％Cr、３％
Alをほぼ一定としＣ、Ti含有量を変化させて、
大気中で1000℃×200時間の燃焼試験を行つた場
合の酸化増量の関係を示す。この図よりＣ及び
Tiの増加と共に酸化量は増えることがわかる。
特にTiが0.5％を越えるとＣの増加に伴い酸化量
が急激に増加し耐酸化性が低下する。 また第２表は第２図と同一条件下でのTi含有
量と酸化被膜の導電性の評価を行つたものであ
る。 評価は、安定時の炎電流値に達するまでの時間
が30秒を越えるものを不良とした。
【表】
第２表よりTi含有量は0.04％程度以上必要であ
ることがわかる。したがつて本発明ではTi含有
量を0.04〜0.50％とした。 Ti以外の成分は公知のFe−Cr−Al及びFe−Cr
−Al−Ｙ合金の成分範囲である。 以上述べたように本発明は、比較的安価でかつ
被加工性の良好なFe−Cr−Al及びFe−Cr−Al−
Ｙ系合金にTiを0.04〜0.50％含有させたフレーム
ロツドを用いたことにより、耐酸化性が良好で長
時間安定して初期と同様に炎電流の検出が可能な
炎電流感知センサーが提供できるようになつたも
のである。
ることがわかる。したがつて本発明ではTi含有
量を0.04〜0.50％とした。 Ti以外の成分は公知のFe−Cr−Al及びFe−Cr
−Al−Ｙ合金の成分範囲である。 以上述べたように本発明は、比較的安価でかつ
被加工性の良好なFe−Cr−Al及びFe−Cr−Al−
Ｙ系合金にTiを0.04〜0.50％含有させたフレーム
ロツドを用いたことにより、耐酸化性が良好で長
時間安定して初期と同様に炎電流の検出が可能な
炎電流感知センサーが提供できるようになつたも
のである。
第１図は炎電流感知センサーの原理及び燃料制
御系統を示す図、第２図は、Fe−Cr−Al−Ｙ合
金にTi0.15％添加したものＡと、無添加のものａ
との炎電流特性の比較結果を示す図、第３図は
Ｃ、Ti量と酸化増量との関係を示す図である。 １：フレームロツド、２：電流検出器、３：燃
料制御バルブ、４：フレーム（炎）。
御系統を示す図、第２図は、Fe−Cr−Al−Ｙ合
金にTi0.15％添加したものＡと、無添加のものａ
との炎電流特性の比較結果を示す図、第３図は
Ｃ、Ti量と酸化増量との関係を示す図である。 １：フレームロツド、２：電流検出器、３：燃
料制御バルブ、４：フレーム（炎）。
Claims (1)
- １ 耐酸化性を有すると共に、燃焼により表面に
生成される酸化被膜が高温で小さい電気抵抗とな
るように、重量％でTiを0.04〜0.50％含有せしめ
たFe−Cr−Al系合金またはFe−Cr−Al−Ｙ系合
金よりなるフレームロツドを備えたことを特徴と
する炎電流感知センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16233382A JPS5952747A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 炎電流感知センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16233382A JPS5952747A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 炎電流感知センサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5952747A JPS5952747A (ja) | 1984-03-27 |
| JPH0315696B2 true JPH0315696B2 (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=15752549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16233382A Granted JPS5952747A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 炎電流感知センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952747A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60253962A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-14 | Riken Corp | 火炎センサ−用金属電極 |
| JPS61176847A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Riken Corp | 火炎センサ−用金属電極 |
| JP6533407B2 (ja) | 2015-03-31 | 2019-06-19 | Ｊｏｙｓｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊａｐａｎ株式会社 | ガス圧式アクチュエータ |
-
1982
- 1982-09-20 JP JP16233382A patent/JPS5952747A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5952747A (ja) | 1984-03-27 |
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