JPH033124B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH033124B2 JPH033124B2 JP57095123A JP9512382A JPH033124B2 JP H033124 B2 JPH033124 B2 JP H033124B2 JP 57095123 A JP57095123 A JP 57095123A JP 9512382 A JP9512382 A JP 9512382A JP H033124 B2 JPH033124 B2 JP H033124B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color sensor
- oxygen concentration
- current ratio
- short
- circuit current
- 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 - Lifetime
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
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は構造の異なつた燃焼機器に対して用い
ることのできる不完全燃焼状態の検知装置を提供
するものである。
ることのできる不完全燃焼状態の検知装置を提供
するものである。
燃焼器具を密閉度の高い部屋で燃焼させた場合
時間経過と共に酸素濃度は減少し、さらに酸素不
足の状態に陥いると、燃焼器具は不完全燃焼を起
し、排ガス中には不燃ガスや一酸化炭素が増加し
てくるために生理上有害となり、時には死亡につ
ながる危険な雰囲気をかもし出していた。
時間経過と共に酸素濃度は減少し、さらに酸素不
足の状態に陥いると、燃焼器具は不完全燃焼を起
し、排ガス中には不燃ガスや一酸化炭素が増加し
てくるために生理上有害となり、時には死亡につ
ながる危険な雰囲気をかもし出していた。
このため空気中の酸素濃度を燃焼炎から検知す
る後述するような色センサを用いてこのような事
故を未然に防ぐ装置（特願昭56−73868号）が考
えられているが、この色センサの検知レベルは一
義的に決つており、酸素濃度を幅広く正確に検知
することができない欠点がある。すなわち、一般
に燃焼機器は酸素濃度が19％から18％のとき、不
完全燃焼が始まるといわれている。従つて、室内
に赤ん坊等空気の汚れに弱い人がいるような状況
や安全性、健康への影響を考えると、19％で換気
するのが良い。しかし、換気の回数が多くなる
と、部屋を暖めるための灯油の消費量が多くなる
という欠点がある。しかも、不完全燃焼（COの
発生）は酸素濃度だけでなく、燃焼器具の構造と
密接に関係している。（例：石油フアンヒータの
場合のO2濃度18.5〜19％が瞬間湯沸器の時のO2
濃度20％に対応する。）よつて、燃焼器具の構造
の変化に対応して、数々の酸素濃度に対する検知
レベルを設定し、換気をおこなうことが燃焼機器
の安全性、健康への影響、灯油の適切な消費を満
たすことにとつて重要であるが、これまでの色セ
ンサではそれができなかつた。
る後述するような色センサを用いてこのような事
故を未然に防ぐ装置（特願昭56−73868号）が考
えられているが、この色センサの検知レベルは一
義的に決つており、酸素濃度を幅広く正確に検知
することができない欠点がある。すなわち、一般
に燃焼機器は酸素濃度が19％から18％のとき、不
完全燃焼が始まるといわれている。従つて、室内
に赤ん坊等空気の汚れに弱い人がいるような状況
や安全性、健康への影響を考えると、19％で換気
するのが良い。しかし、換気の回数が多くなる
と、部屋を暖めるための灯油の消費量が多くなる
という欠点がある。しかも、不完全燃焼（COの
発生）は酸素濃度だけでなく、燃焼器具の構造と
密接に関係している。（例：石油フアンヒータの
場合のO2濃度18.5〜19％が瞬間湯沸器の時のO2
濃度20％に対応する。）よつて、燃焼器具の構造
の変化に対応して、数々の酸素濃度に対する検知
レベルを設定し、換気をおこなうことが燃焼機器
の安全性、健康への影響、灯油の適切な消費を満
たすことにとつて重要であるが、これまでの色セ
ンサではそれができなかつた。
本発明は上記の問題点を鑑みなされたもので、
色センサにフイルタ効果を持たせることにより、
検知レベルを調整し、各種燃焼器における不完全
燃焼検知を正確に行えるようにしたものである。
まず灯油気化式燃焼器に色センサを付設した場合
について図面を参照して説明する。
色センサにフイルタ効果を持たせることにより、
検知レベルを調整し、各種燃焼器における不完全
燃焼検知を正確に行えるようにしたものである。
まず灯油気化式燃焼器に色センサを付設した場合
について図面を参照して説明する。
第１図は気化式燃焼器の正面図であつて、１は
油タンク２を１側に備えた燃焼器本体である。３
は油タンク２と連通した気化器で液体灯油を気化
ガスに変換する。４はこの気化ガスを燃焼させる
ブンゼン式のバーナで、当該気化ガスはここで還
元炎５、酸化炎６からなる青炎として燃焼する。
７はバーナ４を囲繞する如く設けられた炉で上方
に排気口８を有する。この排気口８からの熱気９
は本体１内の後部に設けられたフアン（図示せ
ず）で温風として本体１前面に送風される。１０
は上記炉７の酸化炎６に対応した位置に穿設され
た透視窓で、その外周部には断熱材１１を介して
〓字状の素子取付アングル１２がビス１３でもつ
て締着されている。１４は上記アングル１２で挿
通固定された保護管でその一端に色センサ１５が
設けられている。この保護管１４は素子１５の保
護と同時にその性能を向上させるため外部からの
光をしや断する役目も兼ねている。１６は素子１
５のリード線である。なお素子１５の取り付け位
置（Ｘ…高さ）はバーナ面上から10〜50mmの適当
な位置にするが、青炎との関係で最適位置を選べ
ばよい。
油タンク２を１側に備えた燃焼器本体である。３
は油タンク２と連通した気化器で液体灯油を気化
ガスに変換する。４はこの気化ガスを燃焼させる
ブンゼン式のバーナで、当該気化ガスはここで還
元炎５、酸化炎６からなる青炎として燃焼する。
７はバーナ４を囲繞する如く設けられた炉で上方
に排気口８を有する。この排気口８からの熱気９
は本体１内の後部に設けられたフアン（図示せ
ず）で温風として本体１前面に送風される。１０
は上記炉７の酸化炎６に対応した位置に穿設され
た透視窓で、その外周部には断熱材１１を介して
〓字状の素子取付アングル１２がビス１３でもつ
て締着されている。１４は上記アングル１２で挿
通固定された保護管でその一端に色センサ１５が
設けられている。この保護管１４は素子１５の保
護と同時にその性能を向上させるため外部からの
光をしや断する役目も兼ねている。１６は素子１
５のリード線である。なお素子１５の取り付け位
置（Ｘ…高さ）はバーナ面上から10〜50mmの適当
な位置にするが、青炎との関係で最適位置を選べ
ばよい。
色センサの構造及び等価回路を第３図ａ，ｂに
示す。Ｐ層１７とＮ層１８とのPN接合によるホ
トダイオード（受光素子）PD１は短波長感度が
大であり、Ｐ層１９とＮ層１８とのPN接合によ
るホトダイオードPD２は長波長感度が大である。
なお、２０は絶縁膜、２１はＰ層１７に設けられ
た電極、２２はＮ層１８に設けられた電極、２３
はＰ層１９に設けられた電極である。上記両ホト
ダイオードPD１，PD２の短絡電流比ISC2／ISC1と
受光波長λとは第４図に示す如く、１：１の対応
関係を有している。従つて、逆に、両ダイオード
PD１，PD２の短絡電流比が判れば、受光した波
長すなわち色を識別することができるはずであ
る。しかしながらこの色センサは単一波長に対し
ては識別が正確であつても、燃焼炎のように複数
種類の波長を放射しているものをどのように識別
するかについては判然としていない。そこで酸素
濃度と、この時の燃焼炎の色に対する短絡電流比
との関係を実験により調べた処第２図ａの如く、
酸素濃度が19％まではその短絡電流比がほぼ一定
で、それ以下の酸素濃度になると、当該電流比が
急速に下降している。従つて、この立ち下がりを
検出することにより、不完全燃焼の開始を正確に
検知することができる。
示す。Ｐ層１７とＮ層１８とのPN接合によるホ
トダイオード（受光素子）PD１は短波長感度が
大であり、Ｐ層１９とＮ層１８とのPN接合によ
るホトダイオードPD２は長波長感度が大である。
なお、２０は絶縁膜、２１はＰ層１７に設けられ
た電極、２２はＮ層１８に設けられた電極、２３
はＰ層１９に設けられた電極である。上記両ホト
ダイオードPD１，PD２の短絡電流比ISC2／ISC1と
受光波長λとは第４図に示す如く、１：１の対応
関係を有している。従つて、逆に、両ダイオード
PD１，PD２の短絡電流比が判れば、受光した波
長すなわち色を識別することができるはずであ
る。しかしながらこの色センサは単一波長に対し
ては識別が正確であつても、燃焼炎のように複数
種類の波長を放射しているものをどのように識別
するかについては判然としていない。そこで酸素
濃度と、この時の燃焼炎の色に対する短絡電流比
との関係を実験により調べた処第２図ａの如く、
酸素濃度が19％まではその短絡電流比がほぼ一定
で、それ以下の酸素濃度になると、当該電流比が
急速に下降している。従つて、この立ち下がりを
検出することにより、不完全燃焼の開始を正確に
検知することができる。
しかし、上記で示した色センサを用いる限りに
おいては、酸素濃度と色センサの短絡電流比の関
係が一義的に決まり、酸素濃度に対する検出レベ
ルが決まつてしまう。
おいては、酸素濃度と色センサの短絡電流比の関
係が一義的に決まり、酸素濃度に対する検出レベ
ルが決まつてしまう。
そこで本発明においては、上記で示した色セン
サの前に赤外フイルタを設置することにより検出
レベルを変え、この色センサを例えば瞬間湯沸器
に設置している。図２−ｂに示すように、色セン
サの前に赤外フイルタを設置することで、酸素濃
度と色センサの短絡電流比の関係が変わり、20％
までは、その短絡電流比がほぼ一定で、それ以外
の酸素濃度になると、電流比は急激に下降してい
る。従つて、この色センサを用いると、湯沸器の
不完全燃焼の開始を正確に検知することができ
る。
サの前に赤外フイルタを設置することにより検出
レベルを変え、この色センサを例えば瞬間湯沸器
に設置している。図２−ｂに示すように、色セン
サの前に赤外フイルタを設置することで、酸素濃
度と色センサの短絡電流比の関係が変わり、20％
までは、その短絡電流比がほぼ一定で、それ以外
の酸素濃度になると、電流比は急激に下降してい
る。従つて、この色センサを用いると、湯沸器の
不完全燃焼の開始を正確に検知することができ
る。
上記実施例に示すように、色センサの前に赤外
フイルタを着脱自在に設置することで、酸素濃度
と色センサの短絡電流比の関係が変わり、検知レ
ベルを変えることができる。従つて、この発明に
よる色センサを利用して、燃焼機器における適切
な換気を行ない事故を防ぐと共に燃料を効率よく
利用することができる。
フイルタを着脱自在に設置することで、酸素濃度
と色センサの短絡電流比の関係が変わり、検知レ
ベルを変えることができる。従つて、この発明に
よる色センサを利用して、燃焼機器における適切
な換気を行ない事故を防ぐと共に燃料を効率よく
利用することができる。
なお、上記実施例は色センサの前にフイルタを
設置して、色センサ内の２組のホトダイオードの
波長感度を変えたが、素子の接合の深さを変える
ことによつて、フイルタ効果を持たせてよい。
設置して、色センサ内の２組のホトダイオードの
波長感度を変えたが、素子の接合の深さを変える
ことによつて、フイルタ効果を持たせてよい。
叙上のように本発明によれば、色センサの前面
の赤外フイルタを着脱することによつて、酸素濃
度を対応する短絡電流比の立ち下がりを変えるこ
とが出来るので、燃焼器（例えば、石油フアンヒ
ータ、瞬間湯沸器）に応じた不完全燃焼の検知を
行う事が出来る。
の赤外フイルタを着脱することによつて、酸素濃
度を対応する短絡電流比の立ち下がりを変えるこ
とが出来るので、燃焼器（例えば、石油フアンヒ
ータ、瞬間湯沸器）に応じた不完全燃焼の検知を
行う事が出来る。
第１図…気化式石油燃焼器の正面図、第２図
ａ，ｂ…色センサの短絡電流比と酸素濃度との関
係を示す特性図、ａ……赤外フイルタを装着しな
い色センサによる測定、ｂ……赤外フイルタを装
着した色センサによる測定、第３図ａ，ｂ…色セ
ンサの構造図及び等価回路図、第４図…第３図色
センサの短絡電流比−波長特性を示す特性図。 符号、１５：色センサ。
ａ，ｂ…色センサの短絡電流比と酸素濃度との関
係を示す特性図、ａ……赤外フイルタを装着しな
い色センサによる測定、ｂ……赤外フイルタを装
着した色センサによる測定、第３図ａ，ｂ…色セ
ンサの構造図及び等価回路図、第４図…第３図色
センサの短絡電流比−波長特性を示す特性図。 符号、１５：色センサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 波長感度の異なる複数の受光素子を組み合わ
せて構成した色センサを燃焼炎からの光を受光す
る位置に設け、この色センサの酸素濃度に対する
短絡電流比の立ち下がりを検出して不完全燃焼を
検知するようにした不完全燃焼検知装置におい
て、 前記色センサの前面に前記酸素濃度に対する短
絡電流比の立ち下がりを変化せしめる赤外フイル
タを着脱するようにした ことを特徴とする不完全燃焼検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9512382A JPS58210411A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 不完全燃焼検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9512382A JPS58210411A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 不完全燃焼検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58210411A JPS58210411A (ja) | 1983-12-07 |
| JPH033124B2 true JPH033124B2 (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=14129048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9512382A Granted JPS58210411A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 不完全燃焼検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58210411A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5934252B2 (ja) * | 1976-10-02 | 1984-08-21 | 国際技術開発株式会社 | 炎感知器 |
| JPS5612764A (en) * | 1979-07-12 | 1981-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method for semiconductor device |
| JPS5769492A (en) * | 1980-10-18 | 1982-04-28 | Horiba Ltd | Flame sensor |
-
1982
- 1982-06-02 JP JP9512382A patent/JPS58210411A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58210411A (ja) | 1983-12-07 |
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