JPH0525152U

JPH0525152U - フレームロツド式火炎検出器

Info

Publication number: JPH0525152U
Application number: JP7276691U
Authority: JP
Inventors: 護須鎗; 和雄高橋
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1991-09-10
Publication date: 1993-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】高温高圧場でかつ水分を多量に含む雰囲気の
燃焼装置内の火炎の有無を確認する。【構成】フレームロッド式火炎検出器において、絶縁
粉末層２、４と金属管３、５で交互に二重にシースした
導線を使用するフレームロッド式火炎検出器。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フレームロッド式火炎検出器に関し、詳しくはフレームロッドを高温高圧場で、かつ水分を多量に含む雰囲気の燃焼装置に使用できるフレームロッド式火炎検出器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

フレームロッド式火炎検出器は、火炎中では高温燃焼ガスがイオン状になっていることおよび整流作用があることを利用して、火炎中に直接電極棒（フレームロッド）を挿入して、バーナ間との導電性を測ることによって、火炎の有無を確認する火炎検出器である。

【０００３】フレームロッド式火炎検出器はフレームロッドと、火炎検出部と、フレームロッドに流れる数μＡの火炎電流を火炎検出部まで導く導線から構成されている。フレームロッドの先端は燃焼装置の燃焼室内の火炎に直接挿入され、後端は燃焼室外に出ており、導線はフレームロッドの後端から火炎電流を燃焼装置外の火炎検出部まで導いている。火炎検出部は導かれた火炎電流に基づいて、火炎の有無を確認する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、燃焼装置によっては、高圧で構造が複雑な燃焼装置内部や、水分を多量に含む雰囲気内を導線を通す必要があり、また、1000℃前後の高温の燃焼ガスに導線が曝されることがあり、この場合は、従来の導線では使用に耐えられず、フレームロッド式火炎検出器が使用できないことになる。

【０００５】従来のシース導線は、絶縁材と金属管でシースされたものであり、導線にはCA 、CC線が、絶縁材にはMgO が、金属管にはSUS304やインコネル600 の素材が使用されている。しかし、絶縁材のMgO も図６に示すように、温度が上昇するとともに絶縁抵抗値が低下することがわかる。

【０００６】図６は、直流電圧 500Ｖを印加したときのMgO の絶縁抵抗値と温度との関係を示したもので、例えば、 800℃でのMgO の絶縁抵抗値は 1.5ＭΩであるから、33 3 μＡのリーク電流が生じることになる。したがって、火炎電流として検出されるはずの数μＡは、333 μＡのリーク電流のなかに埋もれてしまい、火炎検出ができなくなる。

【０００７】フレームロッドを燃焼室内に設置し、火炎電流を導線を用いて燃焼装置外に導くにしても、高温高圧場であることから絶縁碍子等で導線を機器に触れないように保護しながら、複雑な構造の燃焼装置内を引き回すためには自由に折り曲げられる導線が必要であるが、従来の導線では満足のいくものはなかった。

【０００８】また、高温下で絶縁性の高い導線も開発されているが、使用温度は 200〜300 ℃までで、耐水性が悪く使用範囲が限られている。

【０００９】本考案は、これらの問題点を解決するためになされたもので、導線を二重シース導線にすることによって、高温高圧場で、かつ水分を多量に含む雰囲気の燃焼装置にも使用できるフレームロッド式火炎検出器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

フレームロッド式火炎検出器において、絶縁粉末層と金属管で交互に二重にシースした導線を使用するフレームロッド式火炎検出器である。

【００１１】

【作用】

導線を絶縁粉末層と金属管で交互に二重にシースすることによって、内側の金属管に、中心部の導線と同電位の電圧を印加することができるため、絶縁粉末層の絶縁抵抗値の低下に関係なく、リーク電流を抑えることができる。したがって、火炎電流をより正確に検出し、火炎の有無を確認することができる。

【００１２】また、導線を絶縁粉末層でシースし、その外側を金属管でシースすることによって、導線を自由に折り曲げることができる。すなわち、導線の折り曲げに対して、絶縁粉末層は金属管内で自由に変形でき、また、金属管も自由に変形することができる。さらに、金属管と導線の間には絶縁粉末層が存在するため、金属管と導線間の絶縁も保たれる。

【００１３】さらに、金属管に耐熱、耐蝕性に優れた素材を使用することによって、高温高圧場でかつ水分を多量に含む雰囲気の燃焼装置にもフレームロッド式火炎検出器を使用することができる。

【００１４】

【実施例】

以下に、本考案の実施例について説明する。図１は、本考案のフレームロッド式火炎検出器に使用した導線の断面図で、１は材質が銅の導線で、導線１の外側をMgO の絶縁粉末層２で、その外側をステンレス製(SUS301)の金属管３でシースし、さらにMgO の絶縁粉末層４とステンレス製の金属管５で二重にシースしている。導線１の直径は0.84mm、金属管３の直径は3mm 、金属管５の直径は4.8mm である。

【００１５】図２は、この二重シース導線を使用したフレームロッド式火炎検出器を燃料電池用メタン改質器に使用した例で、図３はその部分詳細図で、図４はその回路図である。燃料電池用メタン改質器は触媒層29があるため、改質器外部から観察窓を作って、直接火炎22を観察することができず、このため、火炎22が燃焼筒28から溢れ出るのを防ぐために、燃焼筒28上部での火炎の有無を確認する必要がある。

【００１６】図中21はバーナで、22は火炎である。火炎22の上部には燃焼筒28に設置されているフレームロッド23の先端が挿入されており、フレームロッド23の後端には二重シース導線24が接続され、二重シース導線24は燃焼ガス通路27を通って計測孔 30から火炎検出部25に接続されている。

【００１７】図中矢印で示す燃焼ガスは、燃焼ガス通路27を流れ、触媒層29を加熱して排ガス孔31から排出される。このときの燃焼ガス温度は 800℃程度あり、二重シース導線24は1000℃の燃焼ガスに曝されることになる。フレームロッド23とバーナ21 間には電圧E₁が印加されている。

【００１８】図３は、フレームロッド23を燃焼筒28に設置した部分の詳細図で、フレームロッド23は後端に導線１が接続された状態で絶縁保護管32で覆われ、絶縁された状態で燃焼筒28に設置されている。さらにフレームロッド23の後端は二重シース導線24を絶縁保護管32に固定する状態で金属製保護管33で覆われている。二重シース導線24の先端は絶縁蓋34がされている。二重シース導線24の後端は図２に示すように、計測孔30から燃料電池用メタン改質器の外部に引きだされ、導線１は火炎検出部に接続されている。金属管３には、フレームロッド23と同電位の電圧E₂ がバーナ21との間に印加されている。

【００１９】図４は、本考案のフレームロッド式火炎検出器の回路図で、フレームロッド23 とバーナ21間には電圧E₁が印加されている。この電圧E₁による火炎電流を火炎検出部25で検知して、火炎の有無を確認する。また、二重シース導線24の金属管３とバーナ21間にはフレームロッド23とバーナ21間と同電位の電圧E₂が印加されている。電圧E₂を金属管３とバーナ21間に印加することによって、導線１と金属管３間のリーク電流を抑えることができるとともに、二重シース導線24とバーナ21 間の絶縁抵抗Rxを測定することによって、二重シース導線の絶縁劣化を知ることができる。

【００２０】このようにして、燃焼ガス温度1000℃の過酷な雰囲気において、燃焼筒上部の火炎の有無を確認することができた。この場合も、二重シース導線は損傷することはなかった。上記実施例以外に、導線にNi線を、金属管にインコネル600 を使用した二重シース導線を用いた場合も、正確に火炎の有無を確認することができた。なお、二重シース導線は金属管の材質を適宜選択することによって、1000℃ 以上の高温にも耐えることができる。また、絶縁粉末層にはAl₂O₃、BeO 等を使用してもよい。

【００２１】また、二重シース導線を使用することにより、図５に示すように、一つのプローブ35に２本のフレームロッド23を設置し、火炎22の局所的な燃焼診断を行うことができる。フレームロッド23、23間には電圧E₃が印加されている。この電圧E₃ による火炎電流を火炎検出部25で検知して、火炎22の局所的な燃焼診断を行うことができる。二重シース導線24の金属管３、３間にはフレームロッド23、23間と同電位の電圧E₄が印加されている。電圧E₄を金属管３、３間に印加することによって、導線１と金属管３管のリーク電流を抑えることができる。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は、絶縁粉末層と金属管で交互に二重にシースした導線を使用するフレームロッド式火炎検出器であって、この火炎検出器を使用することによって、高圧で構造が複雑な燃焼装置内部や、水分を多量に含む雰囲気内を導線を引き回し、また、1000℃前後の高温の燃焼ガスに導線が曝される燃焼装置においても、火炎の有無の確認を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のフレームロッド式火炎検出器に使用し
た導線の断面図である。

【図２】本考案のフレームロッド式火炎検出器の使用例
を示す図である。

【図３】フレームロッド23を燃焼筒28に設置した部分の
詳細図である。

【図４】本考案のフレームロッド式火炎検出器の回路図
である。

【図５】本考案の変形実施例を示す図である。

【図６】直流電圧 500Ｖを印加したときのMgO の絶縁抵
抗値と温度との関係を示す図である。

【符号の説明】

１…導線、２…絶縁粉末層、３…金属管、４…絶縁粉末
層、５…金属管、21…バーナ、22…火炎、23…フレーム
ロッド、24…二重シース導線、25…火炎検出部、27…燃
焼ガス通路、28…燃焼筒、29…触媒層、30…計測孔、31
…排ガス孔、32…絶縁保護管、33…金属製保護管、34…
絶縁蓋、35…プローブ、Rx…二重シース導線とバーナ間
の絶縁抵抗、E₁…フレームロッドとバーナ間電圧、E₂…
金属管とバーナ間電圧、E₃…フレームロッド間電圧、E₄
…金属管間電圧。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】フレームロッド式火炎検出器において、
絶縁粉末層と金属管で交互に二重にシースした導線を使
用することを特徴とするフレームロッド式火炎検出器。