JPH0456210B2 - - Google Patents

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JPH0456210B2
JPH0456210B2 JP56159550A JP15955081A JPH0456210B2 JP H0456210 B2 JPH0456210 B2 JP H0456210B2 JP 56159550 A JP56159550 A JP 56159550A JP 15955081 A JP15955081 A JP 15955081A JP H0456210 B2 JPH0456210 B2 JP H0456210B2
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JP
Japan
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sensor
value detector
water heater
combustion
oxygen
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Application number
JP56159550A
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Japanese (ja)
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Guroopu Fuerudeinanto
Mauraa Herumuuto
Myuraa Kurausu
Riigaa Furantsu
Shumito Yoozefu
Zeebauaa Manfureeto
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Robert Bosch GmbH
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Publication of JPH0456210B2 publication Critical patent/JPH0456210B2/ja
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/06Regulating fuel supply conjointly with draught
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
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  • 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)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガス又は油により加熱され、殊に貫
流原理で作動する湯沸器であつて、バーナと、燃
焼ガスが内部もしくは外部を流過する熱交換器
と、燃焼ガスの流過通路内で該熱交換器の下流に
配置されている酸素センサとを有しており、該酸
素センサが電気化学的固体−測定値検出器として
形成されていて、この固体−測定値検出器の両方
の電極が燃焼ガスにさらされており、さらに前記
酸素センサが燃焼の空気過剰率を一定に保持する
か、あるいは空気過剰率をコントロールするため
に制御器の制御素子に作用するようになつている
形式のものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The invention relates to a water heater heated by gas or oil, in particular operating on the once-through principle, in which a burner and combustion gases flow inside or outside. It has a heat exchanger and an oxygen sensor arranged downstream of the heat exchanger in the flow path of the combustion gases, the oxygen sensor being configured as an electrochemical solid-state measurement value detector. Both electrodes of this solid-state reading detector are exposed to the combustion gases, and the oxygen sensor is connected to a controller to maintain a constant combustion air ratio or to control the air ratio. of the type adapted to act on a control element.

従来の技術 前述の形式の湯沸器に使用される酸素センサは
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2631819号明細
書により公知である。この公知の酸素センサは電
位差測定式のセンサに較べて、当該湯沸器がしば
しば運転されるような燃料・空気混合気の希薄範
囲でも感度が高く、さらに酸素センサによつて与
えられる信号が著しい範囲にわたつて燃焼ガスの
酸素含有量に対して比例しており、それ故に調整
のために簡単に評価されるという利点を有してい
る。さらに、両方の電極が測定ガス基準を有して
いる、つまり燃焼ガスにさらされていることによ
つて、測定装置に簡単に組込むことができるが、
勿論この場合には、λ<1の範囲でλが低下する
のに伴つてセンサ特性曲線が再び上昇し、それ故
にセンサ信号がそれぞれ異なる2つのλ値のため
に同じ大きさを有しているので、センサ特性曲線
は二義的である。それ故に、λがすでに値1以下
に低下していて、制御器が燃焼空気量を上昇させ
なければならないのに、制御器は大きいセンサ信
号を大きいλとして示して、燃料・空気混合気を
濃厚化しようとする。従つて、混合気の濃厚化に
よつて最終的に制御器が空気の供給を全く止めて
しまうまで、燃焼空気量はなお一層絞られること
になる。
BACKGROUND OF THE INVENTION An oxygen sensor for use in water heaters of the type mentioned above is known from DE 26 31 819 A1. Compared to potentiometric sensors, this known oxygen sensor has a high sensitivity even in the lean range of fuel-air mixtures in which the water heater is often operated, and the signal given by the oxygen sensor is also significant. It has the advantage that it is proportional to the oxygen content of the combustion gas over a range and is therefore easily evaluated for adjustment. Furthermore, both electrodes have a measuring gas reference, that is, they are exposed to the combustion gas, so that they can be easily integrated into the measuring device.
Of course, in this case, as λ decreases in the range λ<1, the sensor characteristic curve rises again, so that the sensor signal has the same magnitude for each of the two different λ values. Therefore, the sensor characteristic curve is secondary. Therefore, even though λ has already fallen below a value of 1 and the controller has to increase the amount of combustion air, the controller indicates a large sensor signal as a large λ to enrich the fuel-air mixture. try to become Therefore, due to the enrichment of the air-fuel mixture, the amount of combustion air is reduced even further until the controller finally stops supplying air altogether.

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は簡単な手段によつて、制御器
が、センサ信号の誤つた指示により燃料・空気混
合気を不都合に強く濃厚化しないようにすること
である。
OBJECT OF THE INVENTION It is an object of the invention to ensure, by simple measures, that the controller does not enrich the fuel/air mixture unnecessarily strongly due to erroneous indications of sensor signals.

課題を解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた手段は、セ
ンサ信号が空気の酸素含有量に相応したλ値に関
係づけられたある値に達した際に、湯沸器のバー
ナへの燃料供給を中断することができるように、
測定値検出器が安全回路の作動素子をも形成して
おり、さらに前記測定値検出器が限界電流センサ
とλセンサとを有している複式センサとして構成
されており、λセンサの電圧がλ=1の下方で高
電圧に上昇させられていると、測定値検出器の最
終的な出力信号の符号が逆転されているように各
センサの電極が互いに電気的に接続されているこ
とにある。
Means for Solving the Problem The measures taken to solve the aforementioned problem are such that when the sensor signal reaches a certain value, which is related to the λ value corresponding to the oxygen content of the air, the water heater so that the fuel supply to the burner can be interrupted,
The measured value detector also forms the actuating element of the safety circuit, and the measured value detector is configured as a dual sensor with a limiting current sensor and a λ sensor, the voltage of the λ sensor being λ = 1, the electrodes of each sensor are electrically connected to each other such that when raised to a high voltage, the sign of the final output signal of the measured value detector is reversed. .

発明の効果 空気過剰率λが値1を下回ると、センサ信号
は、燃料供給を遮断する値まで急勾配で上昇し、
このことによつて空気過剰率λは、センサ信号が
正しい意味で空気過剰率のコントロールを制御す
るような、λ=1の値の上方に位置する範囲に迅
速に案内される。さらに本発明により、熱が必要
であるにもかかわらず燃料供給が生じない場合
に、湯沸器の安全スイツチがレリーズされる。限
界電流センサ(ポーラログラフ式センサ)におけ
る酸素含有量とセンサ信号との比例関係が良好で
あることにより、センサ信号におけるセンサの上
方のカツトオフ点が申し分なく規定される。
Effects of the invention When the excess air ratio λ falls below the value 1, the sensor signal rises steeply to a value that cuts off the fuel supply;
This quickly guides the air ratio λ to a range that lies above the value λ=1, in which the sensor signal controls the air ratio in the correct sense. Additionally, the invention allows a water heater safety switch to be released if heat is required but no fuel supply occurs. Due to the good proportionality between the oxygen content and the sensor signal in the limiting current sensor (polarographic sensor), the cut-off point above the sensor in the sensor signal is well defined.

さらに、センサが限界電流センサとλセンサと
を有している複式センサとして構成されているの
で、センサの両方の電極の測定ガス基準における
一義的なセンサ信号が得られる。λセンサがλ<
1において高電圧に上昇していると、このλセン
サは限界電流センサの出力信号の符号を逆転させ
る。
Furthermore, since the sensor is constructed as a dual sensor with a limiting current sensor and a lambda sensor, a unique sensor signal is obtained in reference to the measuring gas of both electrodes of the sensor. λ sensor is λ<
1, this λ sensor reverses the sign of the output signal of the limiting current sensor.

限界電流センサとλセンサとを有している複式
センサは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第
2855012号明細書により公知である。
A dual sensor with a limiting current sensor and a λ sensor is disclosed in patent application no.
It is known from specification No. 2855012.

実施例 次に図面につき本発明の実施例を説明する。Example Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図で示した湯沸器はガスバーナ10を有し
ており、該ガスバーナには導管12および連続制
御される電磁弁14を介して燃料が供給される。
このガスバーナ10の上には燃焼筒16が配置さ
れており、該燃焼筒16内の上部には熱交換器1
8が取付けられている。この熱交換器18は、加
熱しようとする水を案内する蛇管20により貫通
されているフインブロツクとして構成されてい
る。この蛇管20は導管22と接続されており、
該導管22は燃焼筒16の回りを取り巻く複数の
巻条で案内されていてかつ加熱された水を取り出
すことができる給湯弁24内に開口している。熱
交換器18の上には箱形の廃ガス集合フード26
が配置されており、該廃ガス集合フード26の上
方の端壁にはフアン28が固定されている。この
フアン28は集合フード26の上方端壁の排出開
口と一致する中央の吸入開口と接線方向の吹出接
続管部30とを有しており、該吹出接続管部30
は当該装置に取り付けられた状態で室の壁を通つ
て外部へ通じている。
The water heater shown in FIG. 1 has a gas burner 10, which is supplied with fuel via a conduit 12 and a continuously controlled solenoid valve 14.
A combustion tube 16 is arranged above the gas burner 10, and a heat exchanger 1 is disposed in the upper part of the combustion tube 16.
8 is installed. The heat exchanger 18 is constructed as a fin block penetrated by a corrugated pipe 20 which guides the water to be heated. This flexible pipe 20 is connected to a conduit 22,
The conduit 22 is guided by a plurality of turns surrounding the combustion tube 16 and opens into a hot water valve 24 from which heated water can be removed. A box-shaped waste gas collection hood 26 is placed above the heat exchanger 18.
A fan 28 is fixed to the upper end wall of the waste gas collection hood 26. This fan 28 has a central suction opening that coincides with the exhaust opening in the upper end wall of the collecting hood 26 and a tangential outlet connection 30 .
is attached to the device and communicates with the outside through the wall of the chamber.

この湯沸器は、独立の2つの制御回路31およ
び32から成つている連続作用する制御装置を備
えている。この制御回路31の制御量は、流出口
における温度フイーラ33によつて検出されかつ
電子制御器34によつて所定の目標値W1に修正
される放出水温度x1である。この場合電子制御器
34は外乱量z1として、速度測定器36によつて
検出される放出水流量を考慮する。この制御回路
31の制御素子は電磁弁14であり、該電磁弁1
4を介して電子制御器34が当該湯沸器を始動し
たり停止させたりしかつガスバーナ10の出力を
該ガスバーナ10の定格出力のほぼ50%の値にま
で絞つて下げることができる。
This water heater is equipped with a continuously operating control device consisting of two independent control circuits 31 and 32. The controlled variable of this control circuit 31 is the discharge water temperature x 1 which is detected by the temperature feeler 33 at the outlet and corrected by the electronic controller 34 to a predetermined target value W 1 . In this case, the electronic controller 34 considers the discharged water flow rate detected by the speed measuring device 36 as the disturbance amount z 1 . The control element of this control circuit 31 is a solenoid valve 14.
4, an electronic controller 34 can start and stop the water heater and throttle the output of the gas burner 10 to a value approximately 50% of the rated output of the gas burner 10.

前記制御回路32の制御量x2は空気過剰率λで
あり、該空気過剰率λによつて燃焼が経過し、し
かも該空気過剰率λにとつては燃焼ガス中の酸素
含有量が一要素である。この空気過剰率λは酸素
センサ38により検出されて電子制御器40に送
られ、該電子制御器40にその調整量x2を所定の
目標値w2と比較する。制御回路32の制御素子
はフアン28であり、このフアン28はその駆動
装置に分割極モータを有しており、該分割極モー
タの回転数は位相制御によつて無段調節可能にな
つている。前記の電子制御器40は制御量x2と目
標値w2とから制御信号y2を生ぜしめ、該制御信
号y2は位相制御のための部材を相応に制御する。
酸素センサ38は本発明によれば電気化学的固体
−測定値検出器であり、該固体−測定値検出器は
特別の拡散層と、ほぼ600℃に調節された固有加
熱器とを備えている。このセンサは第4図に示し
てあり、後でさらに詳しく述べる。
The control variable x 2 of the control circuit 32 is an excess air ratio λ, and combustion progresses according to the excess air ratio λ, and oxygen content in the combustion gas is one factor for the excess air ratio λ. It is. This excess air ratio λ is detected by the oxygen sensor 38 and sent to the electronic controller 40, which compares the adjustment amount x 2 with a predetermined target value w 2 . The control element of the control circuit 32 is a fan 28, and this fan 28 has a split-pole motor as its drive device, and the rotation speed of the split-pole motor can be adjusted steplessly by phase control. . The electronic controller 40 generates a control signal y 2 from the control variable x 2 and the setpoint value w 2 , which control signal y 2 correspondingly controls the components for the phase control.
According to the invention, the oxygen sensor 38 is an electrochemical solid-state measurement value detector, which is equipped with a special diffusion layer and a specific heater adjusted to approximately 600°C. . This sensor is shown in FIG. 4 and will be described in more detail later.

前記の両方の制御回路31および32は互いに
無関係に作動し、それによつて両方の制御素子
(電磁弁14およびフアン28)の接続は省略さ
れるが、付加的に制御装置42(第2図)が設け
られており、該制御装置42は所要熱信号が突然
増大すると所定の限界値だけ空気過剰率のための
制御回路32を一時的に不作用にしてフアン28
を完全回転数に切換え、従つて燃料と空気の混合
気の空気不足もしくは過剰な濃厚化を避けること
ができる。しかしながら、湯沸器を通る信号通過
時間に時間的に相応している制御回路31に対す
る、制御回路32の不可避な応動遅れのために空
気不足になることがある。制御装置42の個々の
切換素子は例えば電子制御器34内に集積されて
いてかつ制御ライン44(第1図)を介して制御
回路32と接続されている。また両方の電子制御
器34および40ならびに制御装置42は1つの
構成ユニツトにまとめられて共通のケーシング内
に収納されていてもよい。次に第2図で示したブ
ロツク回路図を用いて制御装置42の作用形式を
述べる。
The two control circuits 31 and 32 described above operate independently of each other, so that the connection of the two control elements (magnetic valve 14 and fan 28) is omitted, but in addition the control device 42 (FIG. 2) A controller 42 is provided which temporarily disables the control circuit 32 for the air excess rate by a predetermined limit value when the required heat signal suddenly increases.
can be switched to full speed, thus avoiding starvation or overenrichment of the fuel/air mixture. However, air starvation may occur due to the unavoidable response delay of the control circuit 32 relative to the control circuit 31, which corresponds in time to the signal transit time through the water heater. The individual switching elements of control device 42 are integrated, for example, in electronic controller 34 and are connected to control circuit 32 via control lines 44 (FIG. 1). The two electronic controllers 34 and 40 and the control device 42 can also be combined into one component and housed in a common housing. Next, the mode of operation of the control device 42 will be described using the block circuit diagram shown in FIG.

前記の制御回路32はその前方の範囲内で電子
制御器40およびフアン28を介して燃焼空気量
を調節する。ガスバーナ10の所である交点では
ガス流が上方から付与される。その混合器は燃焼
筒16内で燃焼しかつその燃焼時間の後に集合フ
ード26内に入り、そこで酸素センサ38を介し
てフイードバツクされる。制御装置42は電子制
御器34の制御信号y1の変化を検出して微分素子
42.1で微分する。大きさおよび速度に応じて
制御信号y1の変化が所定の限界値を上回ると、そ
の場合非対称のオンオフ素子42.2が応動し、
該オンオフ素子42.2は緩慢に下降する特性を
有する素子42.3を介してフアン28を制御す
る。
The aforementioned control circuit 32 regulates the amount of combustion air in its front region via an electronic controller 40 and a fan 28 . At the intersection point at the gas burner 10, a gas flow is applied from above. The mixer burns in the combustion tube 16 and after the combustion period enters the collecting hood 26 where it is fed back via the oxygen sensor 38. The control device 42 detects a change in the control signal y 1 of the electronic controller 34 and differentiates it with a differentiating element 42.1. If the variation of the control signal y 1 , depending on magnitude and speed, exceeds a predetermined limit value, then the asymmetric on-off element 42.2 reacts;
The on-off element 42.2 controls the fan 28 via an element 42.3 having a slow falling characteristic.

またこの緩慢に下降する特性を有する素子4
2.3の代わりに時限素子が制御装置内に取付け
られていてもよく、該時限素子は、燃焼筒16内
の信号伝送時間を継続するための回転数−制御信
号y2を、オンオフ素子42.2により調節された
値で保持ししかもその後で積分的にかあるいは緩
慢に下降する特性を有するように低下させる。両
方の場合にはフアン28は完全に回転数に調節さ
れ、従つて電子制御器40は常にガスが薄い範囲
から作業開始ししかも廃ガス内に有害な成分が生
じることは確実に避けられるようになる。
In addition, the element 4 having this slowly falling characteristic
Instead of 2.3, a timing element may be installed in the control device, which controls the rotational speed-control signal y 2 for continuing the signal transmission time in the combustion tube 16 to the on-off element 42. It is held at the value adjusted by .2 and then lowered so as to have an integral or slow decreasing characteristic. In both cases, the fan 28 is perfectly adjusted to the rotational speed, so that the electronic controller 40 always starts working from a thin gas range, yet ensures that no harmful components are formed in the waste gas. Become.

前記センサの両方の電極が測定ガス基準を有し
ており、即ち燃焼ガスにさらされていると、電気
化学的固体−測定値検出器の比較的簡単な構造と
有利な組込状態とが得られる。しかしながらこの
場合には第3図で示してあるようにセンサ特性曲
線はもはや一義的ではない。はじめはλが小さく
なるのに伴つてセンサ信号sが減少ししかもλ=
1で値0を得る。しかしながらλがさらに減少す
るとセンサ信号sは再び最小許容値λminに相応
している最小センサ信号s minの上方に位置し
ている範囲内に急激に上昇する。そのような限界
電流センサが、λ値の低下の際に当該湯沸器を安
全に遮断するために関係されると、センサおよび
該センサにより制御される電子制御器が誤応答す
るケースが論理上想定される。このケースは、燃
焼ガスの排出中の不規則性か、あるいは当該湯沸
器の不規則性が燃料のλ値を急激に降下する場合
に生じるが、これはセンサがこの短時間の間に全
く応動しないか、あるいは迅速には十分に応動で
きないからである。それに応じてセンサ信号はλ
=1の下方に位置している範囲内に達するように
なり、この範囲内ではセンサが電子制御器に誤つ
て大きいλ値を信号するようになる。それによつ
て、電子制御器は燃料と空気との混合気をさらに
濃厚化するようになり、そのことで再びセンサ信
号がさらに上昇して、燃焼用空気の供給がさらに
著しく絞られることになつてしまう。
If both electrodes of the sensor have a measuring gas reference, i.e. are exposed to the combustion gas, a relatively simple construction and advantageous installation conditions of the electrochemical solid-state measurement value sensor are obtained. It will be done. However, in this case, as shown in FIG. 3, the sensor characteristic curve is no longer unambiguous. Initially, as λ becomes smaller, the sensor signal s decreases, and λ=
1 gives the value 0. However, as λ decreases further, the sensor signal s again rises sharply into a range lying above the minimum sensor signal s min, which corresponds to the minimum permissible value λ min. If such a limiting current sensor is involved in order to safely shut off the water heater in case of a decrease in the λ value, there is a logical case that the sensor and the electronic controller controlled by it respond incorrectly. is assumed. This case occurs when irregularities in the discharge of combustion gases or irregularities in the water heater in question cause the λ value of the fuel to drop rapidly, which means that the sensor does not detect any Either they don't respond, or they can't respond quickly enough. Accordingly, the sensor signal is λ
=1, in which the sensor signals an erroneously large λ value to the electronic controller. This causes the electronic controller to enrich the fuel/air mixture even more, which again causes the sensor signal to rise further and further restricts the combustion air supply even more significantly. Put it away.

このような不完全燃焼を除去するためには、安
全装置が測定値検出器の所定の上方限界値信号s
maxにも応答するようにすることが提案され、
この上方限界値信号s maxはλ値が前述の特
例においても著しく1から下がることがないよう
に選ばれている。このセンサ信号のための上方の
限界値s maxは例えば空気の酸素含有量に相
応している酸素含有量に関係づけられていてもよ
い。この場合にセンサは、燃料供給が不足してい
ることをも信号化し、そのことは同様に当該湯沸
器の安全スイツチを切ることを可能にする。
In order to eliminate such incomplete combustion, a safety device must detect a predetermined upper limit value signal s of the measured value detector.
It was proposed to make it also responsive to max,
This upper limit value signal s max is selected so that the λ value does not drop significantly from 1 even in the above-mentioned special case. The upper limit value s max for this sensor signal can be associated with the oxygen content, which corresponds to the oxygen content of the air, for example. In this case, the sensor also signals a lack of fuel supply, which likewise makes it possible to switch off the safety switch of the water heater.

両方の電極が測定ガス基準を有している電気化
学的固体−測定値検出器のセンサ信号の二義性
は、検出器を第4図ないし第6図による、二重作
用を有する測定センサとして構成することによつ
て取除くことができる。このセンサは同形式の2
つのセンサ素子50を備えており、該センサ素子
50のどちらも、支え基礎部材として酸素イオン
を通すセラミツク製の板51を有している。この
板51の一方の端面側の測定ガス側には2つの測
定電極52および53(第5図)が圧着又は蒸着
されており、該測定電極52および53から導体
路54もしくは55が板51の、接点側の端部5
6に達している。これらの導体路54および55
は同様に圧着されていてもあるいは蒸着されてい
てもよい。測定電極52および53は拡散層5
8、例えばスピネル層で被覆されている。板51
の他方の端面側には絶縁層を介して、金属薄板形
状の固有加熱器60としての熱導体が固定されて
おり、該熱導体は同様に板51の、接点側の端部
56につながる2つの導体回路61および62を
備えている。この加熱器は、該加熱器がセンサ素
子50の、測定ガス側の端部をほぼ600℃に加熱
するように設計されている。
The ambiguity of the sensor signal of an electrochemical solid-state measuring value detector in which both electrodes have a measuring gas reference makes it possible to convert the detector into a dual-acting measuring sensor according to FIGS. 4 to 6. Can be removed by configuring. This sensor has two of the same type.
Two sensor elements 50 are provided, each of which has a ceramic plate 51 as a support base member through which oxygen ions pass. Two measuring electrodes 52 and 53 (FIG. 5) are crimped or vapor-deposited on one end face of the plate 51 on the measuring gas side. , contact side end 5
It has reached 6. These conductor tracks 54 and 55
may likewise be crimped or vapor-deposited. Measuring electrodes 52 and 53 are connected to the diffusion layer 5
8, coated with, for example, a spinel layer. Board 51
A heat conductor in the form of a metal thin plate serving as a specific heater 60 is fixed to the other end surface side of the plate 51 via an insulating layer, and the heat conductor is connected to the end 56 of the plate 51 on the contact side. Two conductor circuits 61 and 62 are provided. This heater is designed in such a way that it heats the end of the sensor element 50 on the measuring gas side to approximately 600°C.

前記センサ素子50はケーシング64内に配置
されており、該ケーシング64は測定ガス側で廃
ガス集合フード26(第1図)の壁孔内に固定さ
れるためのねじ接続管部65を有している。ケー
シング64内でセンサ素子50を保持するために
はプラスチツク部材66が役だち、該プラスチツ
ク部材66はケーシング64内に注入されかつ同
時にセンサ素子50の、接点側の端部56のまわ
りに射出成形されている。ケーシング64内の突
起68とプラスチツク部材66との間には、該プ
ラスチツク部材66のための熱保護材として役だ
つセラミツク部材69が固着されている。ケーシ
ング64とねじ接続管部65との間には保護周壁
70のフランジが締込まれており、該保護周壁7
0は測定ガス側のセンサ素子端部を間隔をおいて
取り囲んでいてかつ該保護周壁の底部で燃焼ガス
を通すための穴71を有している。
The sensor element 50 is arranged in a housing 64, which has a threaded connection tube 65 for fixing on the measuring gas side in a wall hole of the exhaust gas collecting hood 26 (FIG. 1). ing. A plastic part 66 serves to hold the sensor element 50 in the casing 64, which plastic part 66 is injected into the casing 64 and is simultaneously injection molded around the contact-side end 56 of the sensor element 50. There is. A ceramic part 69 is fixed between the projection 68 in the casing 64 and the plastic part 66, which serves as a thermal protection for the plastic part 66. A flange of a protective peripheral wall 70 is tightened between the casing 64 and the threaded connection pipe portion 65.
0 surrounds the end of the sensor element on the measuring gas side at a distance and has a hole 71 at the bottom of the protective wall for passage of the combustion gas.

前記の両方のセンサ素子50の一方はλセンサ
として働き、他方のセンサ素子50は限界電流セ
ンサとして運転させられる。限界電流センサとし
て運転させられる素子の電極に外部電圧を印加す
るための部材と、λセンサ電圧をとり出すタツプ
部材とが、図示されていない接続部材内に設けら
れており、該接続部材は接点側のセンサ素子50
の端部56上に取り付け可能である。λセンサは
スイツチとして使用され、該スイツチは、プラス
の濃厚化する電圧が発生すると、比較器によつて
限界電流センサの出力信号の符号を逆転させる。
この測定値検出器の、二重作用を有している構成
によつて、第7図で示したセンサ特性曲線が得ら
れ、該センサ特性曲線はλが値1を下回るとさら
に下方へ向かう傾向があり、それ故に一義的であ
る。
One of the two sensor elements 50 acts as a λ sensor and the other sensor element 50 is operated as a limit current sensor. A member for applying an external voltage to the electrode of the element operated as a limiting current sensor and a tap member for taking out the λ sensor voltage are provided in a connecting member (not shown), and the connecting member is connected to a contact point. side sensor element 50
can be mounted on the end 56 of. The λ sensor is used as a switch which, by means of a comparator, reverses the sign of the output signal of the limiting current sensor when a positive enriching voltage occurs.
This double-acting configuration of the measured value detector results in the sensor characteristic curve shown in FIG. 7, which tends to move further downwards as λ falls below the value 1. , and therefore it is unique.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明による湯沸器の1実施例を示した
ものであつて、第1図はその略示図、第2図は第
1図で示した湯沸器の制御装置のブロツク回路
図、第3図は電気化学的固体−測定値検出器のセ
ンサ特性曲線図、第4図は二重作用を有する測定
値検出器の縦断面図、第5図は第4図で示した測
定値検出器を90゜だけずらした縦断面図、第6図
は第4図および第5図の部分的詳細図、第7図は
第4図および第5図で示した測定値検出器のセン
サ特性曲線図である。 10……ガスバーナ、12……導管、14……
電磁弁、16……燃焼筒、18……熱交換器、2
0……蛇管、22……導管、24……給湯弁、2
6……廃ガス集合フード、28……フアン、30
……吹出接続管部、31,32……制御回路、3
3……温度フイーラ、34……電子制御器、36
……速度測定器、38……酸素センサ、40……
電子制御器、42……制御装置、44……制御ラ
イン、42.1……微分素子、42.2……オン
オフ素子、42.3……素子、50……センサ素
子、51……板、52,53……測定電極、5
4,55……導体路、56……端部、58……拡
散層、60……固有加熱器、61,62……導体
路、64……ケーシング、65……ねじ接続管
部、66……プラスチツク部材、68……突起、
69……セラミツク部材、70……保護周壁、7
1……穴。
The drawings show one embodiment of a water heater according to the present invention, in which FIG. 1 is a schematic diagram thereof, and FIG. 2 is a block circuit diagram of a control device for the water heater shown in FIG. Fig. 3 is a sensor characteristic curve diagram of the electrochemical solid-state measured value detector, Fig. 4 is a vertical cross-sectional view of the measured value detector with dual action, and Fig. 5 is the measured value detection shown in Fig. 4. 6 is a partial detail view of FIGS. 4 and 5, and FIG. 7 is a sensor characteristic curve of the measured value detector shown in FIGS. 4 and 5. It is a diagram. 10... Gas burner, 12... Conduit, 14...
Solenoid valve, 16... Combustion cylinder, 18... Heat exchanger, 2
0...Serial pipe, 22...Conduit, 24...Hot water valve, 2
6... Waste gas collection hood, 28... Fan, 30
...Blowout connection pipe section, 31, 32...Control circuit, 3
3...Temperature feeler, 34...Electronic controller, 36
... Speed measuring device, 38 ... Oxygen sensor, 40 ...
Electronic controller, 42... Control device, 44... Control line, 42.1... Differential element, 42.2... On/off element, 42.3... Element, 50... Sensor element, 51... Board, 52, 53...Measuring electrode, 5
4, 55...Conductor path, 56...End, 58...Diffusion layer, 60...Inherent heater, 61, 62...Conductor path, 64...Casing, 65...Screw connection pipe section, 66... ...Plastic member, 68...Protrusion,
69... Ceramic member, 70... Protective peripheral wall, 7
1...hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ガス又は油により加熱される湯沸器であつ
て、バーナと、燃焼ガスが内部もしくは外部を流
過する熱交換器と、燃焼ガスの流過通路内で該熱
交換器の下流に配置されている酸素センサとを有
しており、該酸素センサが電気化学的固体−測定
値検出器として形成されていて、この固体−測定
値検出器の両方の電極が燃焼ガスにさらされてお
り、さらに前記酸素センサが、燃焼の空気過剰率
を一定に保持するか、あるいは空気過剰率をコン
トロールするために制御器の制御素子に作用する
ようになつている形式のものにおいて、センサ信
号が空気の酸素含有量に相応したλ値に関係づけ
られたある値に達した際に、湯沸器のバーナへの
燃料供給を中断することができるように、前記測
定値検出器38が安全回路の作動素子をも形成し
ており、さらに前記測定値検出器38が限界電流
センサとλセンサとを有している複式センサとし
て構成されており、λセンサの電圧がλ=1の下
方で高電圧に上昇させられていると、測定値検出
器38の最終的な出力信号の符号が逆転されてい
るように各センサの電極52,53が互いに電気
的に接続されていることを特徴とする湯沸器。 2 前記の固体−測定値検出器38が拡散層58
と、少なくとも550℃に調整された固有加熱器6
0とを備えている特許請求の範囲第1項記載の湯
沸器。
[Claims] 1. A water heater heated by gas or oil, which includes a burner, a heat exchanger through which combustion gas flows inside or outside, and a heat exchanger in which the combustion gas flows. an oxygen sensor arranged downstream of the combustion chamber, the oxygen sensor being configured as an electrochemical solid-state measurement value detector, with both electrodes of the solid-state measurement value detector being connected to the combustion gas. and in which the oxygen sensor is adapted to act on a control element of a controller in order to maintain the combustion air excess rate constant or to control the air excess rate. , said measured value detector so that the fuel supply to the burner of the water heater can be interrupted when the sensor signal reaches a certain value, which is related to a λ value corresponding to the oxygen content of the air. 38 also forms the actuating element of the safety circuit, and furthermore the measured value detector 38 is constructed as a dual sensor having a limiting current sensor and a λ sensor, the voltage of the λ sensor being λ=1. The electrodes 52, 53 of each sensor are electrically connected to each other such that when raised to a high voltage below the sensor, the sign of the final output signal of the measured value detector 38 is reversed. A water heater featuring 2 The solid-state measurement value detector 38 is connected to the diffusion layer 58
and a specific heater 6 regulated to at least 550°C.
0. The water heater according to claim 1, comprising: 0.
JP56159550A 1980-10-08 1981-10-08 Water heater depending on heating by gas or oil Granted JPS5790542A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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DE19803037935 DE3037935A1 (en) 1980-10-08 1980-10-08 GAS OR OIL HEATED, IN PARTICULAR WATER HEATER WORKING ON THE CONTINUOUS PRINCIPLE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5790542A JPS5790542A (en) 1982-06-05
JPH0456210B2 true JPH0456210B2 (en) 1992-09-07

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Also Published As

Publication number Publication date
DE3037935A1 (en) 1982-05-13
DE3037935C2 (en) 1988-08-11
FR2491590A1 (en) 1982-04-09
JPS5790542A (en) 1982-06-05

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