JPH0765738B2 - 燃焼過程制御方法 - Google Patents
燃焼過程制御方法Info
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- JPH0765738B2 JPH0765738B2 JP59177361A JP17736184A JPH0765738B2 JP H0765738 B2 JPH0765738 B2 JP H0765738B2 JP 59177361 A JP59177361 A JP 59177361A JP 17736184 A JP17736184 A JP 17736184A JP H0765738 B2 JPH0765738 B2 JP H0765738B2
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- waste gas
- ultraviolet lamp
- combustion process
- gas
- control method
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
-
- 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
- G01N27/64—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 wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
- G01N27/66—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 wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber and measuring current or voltage
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は酸素燃料混合比を制御する燃焼過程制御方法、
詳しくは燃焼廃ガスの少なくとも一部が紫外線ランプを
通過し、紫外線ランプの照射により発生する正負の電荷
担体か又はこれらの電荷により発生した電流を測定し、
この測定値又は取得値に応じて酸素燃料混合比を制御す
るものに関する。
詳しくは燃焼廃ガスの少なくとも一部が紫外線ランプを
通過し、紫外線ランプの照射により発生する正負の電荷
担体か又はこれらの電荷により発生した電流を測定し、
この測定値又は取得値に応じて酸素燃料混合比を制御す
るものに関する。
（従来の技術） 木材，石炭，天然ガス，石油および他の有機物質が家庭
用，工業用燃焼器，熱機関において大規模に燃やされ
る。この燃焼に供給する空気または酸素が多すぎると過
剰の空気量が熱を運び去るので損失を生じ、供給する空
気が少なすぎるとススの他有害な一酸化炭素や炭化水素
が発生する。これらのなかには例えばベンゾピレンのよ
うに高発癌性のものも幾つかある。発癌性物質による空
気の汚染が進むことは一般市民にとって重大な脅威であ
る。更にこれら有害物質の発生に伴なう爆発の危険を防
ぐため特に暖房システム、および触媒の後焼きを欠いた
自動車は、常に空気を或る程度過剰に送りながら運転せ
ねばならない。だが他面で過剰空気を多くしすぎて高価
な燃料を不必要に浪費することも望ましくない。
用，工業用燃焼器，熱機関において大規模に燃やされ
る。この燃焼に供給する空気または酸素が多すぎると過
剰の空気量が熱を運び去るので損失を生じ、供給する空
気が少なすぎるとススの他有害な一酸化炭素や炭化水素
が発生する。これらのなかには例えばベンゾピレンのよ
うに高発癌性のものも幾つかある。発癌性物質による空
気の汚染が進むことは一般市民にとって重大な脅威であ
る。更にこれら有害物質の発生に伴なう爆発の危険を防
ぐため特に暖房システム、および触媒の後焼きを欠いた
自動車は、常に空気を或る程度過剰に送りながら運転せ
ねばならない。だが他面で過剰空気を多くしすぎて高価
な燃料を不必要に浪費することも望ましくない。
燃焼過程にとって燃料−空気比λが重要であることは以
前から知られている。内燃機関，燃焼器の効率，有害物
質放出量はλによって決まる。正確にはλは λ＝ｎ（O2）（実際）/n（O2）（理想） の比によって定義されている。ｎ（O2）（実際）とは現
実に供給された空気量または酸素量であり、ｎ（O2）
（理想）とは完全燃焼に必要な空気量または酸素量であ
る。触媒の後焼きを欠く自動車および暖房システムの場
合には、λ＝1.2であれば運転条件は一般に最適であ
る。λ＝1.1では有害物質放出や爆発の危険性が生じ、
λ＝1.3では効率が低下する。しかしλ最適値は場合場
合で異なり、熱機関や燃焼器の種類および燃焼材料に左
右される。
前から知られている。内燃機関，燃焼器の効率，有害物
質放出量はλによって決まる。正確にはλは λ＝ｎ（O2）（実際）/n（O2）（理想） の比によって定義されている。ｎ（O2）（実際）とは現
実に供給された空気量または酸素量であり、ｎ（O2）
（理想）とは完全燃焼に必要な空気量または酸素量であ
る。触媒の後焼きを欠く自動車および暖房システムの場
合には、λ＝1.2であれば運転条件は一般に最適であ
る。λ＝1.1では有害物質放出や爆発の危険性が生じ、
λ＝1.3では効率が低下する。しかしλ最適値は場合場
合で異なり、熱機関や燃焼器の種類および燃焼材料に左
右される。
更に、例えば酸化ジルコニウム・酸素プローブを使って
空気係数λを自動調整できることが知られている。これ
により例えば暖房システムの場合５〜10％の燃料が節約
され、廃ガス値も著しく改善された。だが酸化ジルコニ
ウム・酸素プローブは鉛およびその他廃ガスに含まれる
ことのある物質によりその機能が損なわれ、従って特定
の燃焼材料のときにのみ使用できる点に欠点がある。廃
ガスに暴露される電極は多孔質セラミックで保護せねば
ならず、汚れの恐れも生じる。更にセラミックによるO2
の拡散は特に温度が低い場合には比較的ゆっくりであ
り、それに応じて調整サイクルもゆっくりしたものとな
る。しかも更に、温度に依存した切換え信号は空気係数
λ＝１のときのみ現われる。それゆえ燃焼器や触媒あと
燃えなしの自動車では、廃ガスを固体電解質プローブに
供給する以前に、H2の滴定により、最適λのとき存在す
る過剰酸素をまず除去せねばならない。このため機構が
かなり複雑にまたそれに応じて高価となり、従来は大型
燃焼器においてのみ使用することができた。
空気係数λを自動調整できることが知られている。これ
により例えば暖房システムの場合５〜10％の燃料が節約
され、廃ガス値も著しく改善された。だが酸化ジルコニ
ウム・酸素プローブは鉛およびその他廃ガスに含まれる
ことのある物質によりその機能が損なわれ、従って特定
の燃焼材料のときにのみ使用できる点に欠点がある。廃
ガスに暴露される電極は多孔質セラミックで保護せねば
ならず、汚れの恐れも生じる。更にセラミックによるO2
の拡散は特に温度が低い場合には比較的ゆっくりであ
り、それに応じて調整サイクルもゆっくりしたものとな
る。しかも更に、温度に依存した切換え信号は空気係数
λ＝１のときのみ現われる。それゆえ燃焼器や触媒あと
燃えなしの自動車では、廃ガスを固体電解質プローブに
供給する以前に、H2の滴定により、最適λのとき存在す
る過剰酸素をまず除去せねばならない。このため機構が
かなり複雑にまたそれに応じて高価となり、従来は大型
燃焼器においてのみ使用することができた。
それに対し、本発明は、一般に空気供給量が不十分な場
合には廃ガス中に完全燃焼していない被酸化物質または
基が現われるとの知識が出発点である。こうした物質は
周知の如く電子を放出する傾向を有する。すなわち、電
子のイオン化エネルギーまたは仕事関数が比較的小さ
い。これらの物質または基の検出は電子の光電子放出に
よる周知の浮遊粒子帯電法を利用して行われ、その原理
は刊行物『大気環境』（1983年刊）第17巻第３号第665
〜657頁および『応用物理ジャーナル』（1982年５月
刊）第53巻第５号第3787〜3791頁に記載してある。つま
り光電帯電法を利用すると光電仕事関数が低くて視覚的
にはまだ確認できないきわめて微細なエーロゾル粒子
（すす粒子）を効果的かつ選択的に、すなわち別の粒子
や物質が存在する場合でも、検出することができる。燃
焼廃ガス中に前記エーロゾル粒子が現われるということ
は酸素不足の兆候であり、これをもって空気係数λの調
整に利用することができる。
合には廃ガス中に完全燃焼していない被酸化物質または
基が現われるとの知識が出発点である。こうした物質は
周知の如く電子を放出する傾向を有する。すなわち、電
子のイオン化エネルギーまたは仕事関数が比較的小さ
い。これらの物質または基の検出は電子の光電子放出に
よる周知の浮遊粒子帯電法を利用して行われ、その原理
は刊行物『大気環境』（1983年刊）第17巻第３号第665
〜657頁および『応用物理ジャーナル』（1982年５月
刊）第53巻第５号第3787〜3791頁に記載してある。つま
り光電帯電法を利用すると光電仕事関数が低くて視覚的
にはまだ確認できないきわめて微細なエーロゾル粒子
（すす粒子）を効果的かつ選択的に、すなわち別の粒子
や物質が存在する場合でも、検出することができる。燃
焼廃ガス中に前記エーロゾル粒子が現われるということ
は酸素不足の兆候であり、これをもって空気係数λの調
整に利用することができる。
低い光電仕事関数を有する微細粒子発生の有り得べき機
構として、廃ガス中に浮遊するエーロゾル粒子の微細の
分散質が殻状に成長することが考えられる。従ってまず
高温燃焼ゾーンにエーロゾル粒子の難揮発性石炭核また
は灰核が発生する。それより温度の低いゾーンに移る
と、空気供給が不十分なことから揮発性炭化水素および
その基が存在する場合それらが前記核の表面に凝縮す
る。この炭化水素凝縮物は粒子の光電仕事関係を低下さ
せるかまたはそれ自身のイオン化電位が低く、紫外線を
照射すると凝縮物は帯電し、従って検出器内に当該信号
を発生させ得る状態となる。特に重要な点として、安定
性が低く従って特に有毒な炭化水素およびその断片は電
子を容易に放出し、従って効果的にかつきわめて高い感
度で検出できることを指摘しておかねばならない。場合
によっては、超微細でまだ可視可能なエーロゾル粒子の
僅かな表面部分を前述の不安定な炭化水素の単原子膜で
覆って光電帯が起きるようにせねばならないことがあ
る。
構として、廃ガス中に浮遊するエーロゾル粒子の微細の
分散質が殻状に成長することが考えられる。従ってまず
高温燃焼ゾーンにエーロゾル粒子の難揮発性石炭核また
は灰核が発生する。それより温度の低いゾーンに移る
と、空気供給が不十分なことから揮発性炭化水素および
その基が存在する場合それらが前記核の表面に凝縮す
る。この炭化水素凝縮物は粒子の光電仕事関係を低下さ
せるかまたはそれ自身のイオン化電位が低く、紫外線を
照射すると凝縮物は帯電し、従って検出器内に当該信号
を発生させ得る状態となる。特に重要な点として、安定
性が低く従って特に有毒な炭化水素およびその断片は電
子を容易に放出し、従って効果的にかつきわめて高い感
度で検出できることを指摘しておかねばならない。場合
によっては、超微細でまだ可視可能なエーロゾル粒子の
僅かな表面部分を前述の不安定な炭化水素の単原子膜で
覆って光電帯が起きるようにせねばならないことがあ
る。
また、米国特許第388111号明細書に開示される如く、1.
236オングストローム（10eVに略相当する）の光子エネ
ルギーをもつ紫外線光を供給するシールドクリプトンラ
ンプを使用して紫外線照射することにより、燃焼過程に
おい非常に高い燃焼温度で酸素過剰（λ＞１）の場合に
のみ生成される9.25eVの一酸化窒素をイオン化し、この
イオン化された一酸化窒素からの信号に基づいて燃焼過
程の燃料、空気混合物を制御する方法がある。
236オングストローム（10eVに略相当する）の光子エネ
ルギーをもつ紫外線光を供給するシールドクリプトンラ
ンプを使用して紫外線照射することにより、燃焼過程に
おい非常に高い燃焼温度で酸素過剰（λ＞１）の場合に
のみ生成される9.25eVの一酸化窒素をイオン化し、この
イオン化された一酸化窒素からの信号に基づいて燃焼過
程の燃料、空気混合物を制御する方法がある。
（発明が解決しようとする課題） しかし、米国特許第3881111号明細書のものでは、一酸
化窒素が生成しているか否かを検知することしかできな
いため、比較的低い燃焼温度で酸素不足（λ＜１）の場
合に生成されるエーロゾル粒子（すす粒子）を検出でき
ないと共に、高い光子エネルギーをもつ紫外線光が一酸
化窒素だけでなく他の気体をもイオン化して好ましくな
い副作用が発生し、しかもシールドクリプトンランプは
扱い難くて使用勝手が悪いだけでなく、非常に高価であ
るからコストも高くなってしまい、これらの理由から燃
焼過程を制御するのに最良の方法とはいえないという問
題がある。
化窒素が生成しているか否かを検知することしかできな
いため、比較的低い燃焼温度で酸素不足（λ＜１）の場
合に生成されるエーロゾル粒子（すす粒子）を検出でき
ないと共に、高い光子エネルギーをもつ紫外線光が一酸
化窒素だけでなく他の気体をもイオン化して好ましくな
い副作用が発生し、しかもシールドクリプトンランプは
扱い難くて使用勝手が悪いだけでなく、非常に高価であ
るからコストも高くなってしまい、これらの理由から燃
焼過程を制御するのに最良の方法とはいえないという問
題がある。
そこで、本発明は斯かる従来事情に鑑み、扱い安く安価
な紫外線ランプにより気体粒子のイオン化を防止しなが
らエーロゾル粒子だけを敏感に検知して燃焼過程を制御
することを目的とする。
な紫外線ランプにより気体粒子のイオン化を防止しなが
らエーロゾル粒子だけを敏感に検知して燃焼過程を制御
することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、燃焼廃ガスの少なくとも一部が紫外線ランプ
を通過し、紫外線ランプの照射により発生する正負の電
荷担体か又はこれらの電荷により発生した電流を測定
し、この測定値又は取得値に応じて酸素燃料混合比を制
御する燃焼過程制御方法において、前記紫外線ランプと
して、燃焼廃ガス中に浮遊する気体粒子より遥かにイオ
ン化電位の低いエーロゾル粒子のみをイオン化するため
に、低圧水銀燈の光子エネルギーに本質的に相当する気
体粒子のイオン化電位より遥かに低い光子エネルギーが
紫外線光に供給されるタイプを使用することを特徴とす
るものである。
を通過し、紫外線ランプの照射により発生する正負の電
荷担体か又はこれらの電荷により発生した電流を測定
し、この測定値又は取得値に応じて酸素燃料混合比を制
御する燃焼過程制御方法において、前記紫外線ランプと
して、燃焼廃ガス中に浮遊する気体粒子より遥かにイオ
ン化電位の低いエーロゾル粒子のみをイオン化するため
に、低圧水銀燈の光子エネルギーに本質的に相当する気
体粒子のイオン化電位より遥かに低い光子エネルギーが
紫外線光に供給されるタイプを使用することを特徴とす
るものである。
更に、低い光電仕事関数を有する粒子の少なくとも二三
は廃ガスを凝縮点以下に冷やすと生き延びることが観察
された。つまり、廃ガスを冷やしそして液状または霧状
の凝縮物を析出したのちに粒子の光電帯電を行うことが
できる。直径約１μｍ以上の大きな廃ガス粒子は光電子
の逆拡散のゆえに元々ほとんど帯電することができず、
それゆえプローブ汚れを防ぐため光電帯電前に荒い濾過
器を使って容易に選別除去することができる。
は廃ガスを凝縮点以下に冷やすと生き延びることが観察
された。つまり、廃ガスを冷やしそして液状または霧状
の凝縮物を析出したのちに粒子の光電帯電を行うことが
できる。直径約１μｍ以上の大きな廃ガス粒子は光電子
の逆拡散のゆえに元々ほとんど帯電することができず、
それゆえプローブ汚れを防ぐため光電帯電前に荒い濾過
器を使って容易に選別除去することができる。
燃焼中にすでに帯電した粒子は暗騒音（バックグラウン
ドノイズ）を防ぐためやはり光電帯電前に周知の電気的
予備フィルタにおいて分解することができる。
ドノイズ）を防ぐためやはり光電帯電前に周知の電気的
予備フィルタにおいて分解することができる。
（実施例） 以下、添付図面を参考に本発明方法の１実施例を詳しく
説明する。
説明する。
第１図に示した装置はなかんずく油式暖房システムにお
いて空気係数λを調節するのに適している。廃ガスは吸
込管４を介して煙突２から取り出す。吸込管４は選定し
た吸込速度に応じて廃ガスが煙突２から出たのち事実上
周囲温度に冷やされるような長さとする。また吸込管４
は水平に設けてなく、凝縮物が発生してもそれは再び煙
突２に滴下できる。フィルタ６が粗粒子を引き留める。
それに続いた管８のなかで金属円筒10が電気的に絶縁し
て同軸保持してある。ブッシュ12を介して管８に対向し
た円筒10に直流電圧を印加すると廃ガスの流れに対し垂
直に電界が発生し、該電界が廃ガス流から帯電粒子を濾
過除去する。こうして前処理した廃ガス流は大径管14の
外縁に環状に分布した孔16を介して清浄済み外気の流れ
に至る。外気はフィルタ18を介して吸込まれ洗浄され
る。
いて空気係数λを調節するのに適している。廃ガスは吸
込管４を介して煙突２から取り出す。吸込管４は選定し
た吸込速度に応じて廃ガスが煙突２から出たのち事実上
周囲温度に冷やされるような長さとする。また吸込管４
は水平に設けてなく、凝縮物が発生してもそれは再び煙
突２に滴下できる。フィルタ６が粗粒子を引き留める。
それに続いた管８のなかで金属円筒10が電気的に絶縁し
て同軸保持してある。ブッシュ12を介して管８に対向し
た円筒10に直流電圧を印加すると廃ガスの流れに対し垂
直に電界が発生し、該電界が廃ガス流から帯電粒子を濾
過除去する。こうして前処理した廃ガス流は大径管14の
外縁に環状に分布した孔16を介して清浄済み外気の流れ
に至る。外気はフィルタ18を介して吸込まれ洗浄され
る。
廃ガスと清浄済み外気は管14を層状に流れる。この管の
中央に紫外線ランプ20が同軸で取付けてある。この紫外
線ランプ20は市販の低圧水銀燈であり、本質的に気体粒
子のイオン化電位より遥かに低い光子エネルギーに相当
する主に4.9eVの紫外線を発生する。電気的雑音を遮蔽
するため紫外線ランプ20を導電ネット22で囲繞してあ
る。管14の外縁に広がりエーロゾル粒子（すす粒子）を
含んだ廃ガス流は層流のため水銀燈を汚すことがない。
エーロゾル粒子の仕事関数が4.9eV以下の場合、紫外線
によりこのエーロゾル粒子は光電子を放出する。このエ
ーロゾル粒子は、またはこれから負の小イオンが発生し
た場合、この小イオンは、導電ネット22と管14との間に
交流電圧が印加されることにより電極22または管14に衝
突し、こうして吸収または電気的に中和されてガス流か
ら除去される。しかし交流電圧の振幅および周波数は次
のように選定してある。すなわち、残留した正帯電粒子
は電子またはそれから発生した小イオンに比べて電気的
運動が小さいので、振幅のきわめて小さい微小振動を行
うだけであり、それゆえその大部分はガス流のなかに残
る。
中央に紫外線ランプ20が同軸で取付けてある。この紫外
線ランプ20は市販の低圧水銀燈であり、本質的に気体粒
子のイオン化電位より遥かに低い光子エネルギーに相当
する主に4.9eVの紫外線を発生する。電気的雑音を遮蔽
するため紫外線ランプ20を導電ネット22で囲繞してあ
る。管14の外縁に広がりエーロゾル粒子（すす粒子）を
含んだ廃ガス流は層流のため水銀燈を汚すことがない。
エーロゾル粒子の仕事関数が4.9eV以下の場合、紫外線
によりこのエーロゾル粒子は光電子を放出する。このエ
ーロゾル粒子は、またはこれから負の小イオンが発生し
た場合、この小イオンは、導電ネット22と管14との間に
交流電圧が印加されることにより電極22または管14に衝
突し、こうして吸収または電気的に中和されてガス流か
ら除去される。しかし交流電圧の振幅および周波数は次
のように選定してある。すなわち、残留した正帯電粒子
は電子またはそれから発生した小イオンに比べて電気的
運動が小さいので、振幅のきわめて小さい微小振動を行
うだけであり、それゆえその大部分はガス流のなかに残
る。
浮遊粒子はガス流により孔24,26を介してイオン化区間
の外に運ばれる。その他、ランプ取付部28の周面、直径
の異なる孔円上に環状に分散配置した孔24,26が互いに
ずらしてあり、光はイオン化区間から出ることができな
い。粒子を含んだ空気は電気的遮蔽格子30を介して絶縁
体32に取付けたフィルタ34を通過し、粒子はすべてこの
フィルタに捕捉される。二三の粒子が正の電荷を有する
場合、正の電荷または正の電流は電極36で取り出すこと
ができる。この電流は適宜に増幅したのち空気係数λの
連続的または単独の自動調整または手動調整に利用す
る。ファン38により、フィルタ18を通って清浄される外
気の流れと吸込管４を通る廃ガスの流れとを発生する。
このファンもネット40によりフィルタ室から電気的に分
離してある。吸込管４の長さと直径が廃ガスと外気との
混合差を一義的に決定する。廃ガスの部分流および／ま
たは低圧水銀燈20の強さおよび／または長さ並びに管14
の直径は、帯電粒子の信号が十分に大きく、すなわち確
実に測定できかつ空気係数λを調整すべく周知の閉ルー
プにおいて継続処理できるものとなるよう選定する。
の外に運ばれる。その他、ランプ取付部28の周面、直径
の異なる孔円上に環状に分散配置した孔24,26が互いに
ずらしてあり、光はイオン化区間から出ることができな
い。粒子を含んだ空気は電気的遮蔽格子30を介して絶縁
体32に取付けたフィルタ34を通過し、粒子はすべてこの
フィルタに捕捉される。二三の粒子が正の電荷を有する
場合、正の電荷または正の電流は電極36で取り出すこと
ができる。この電流は適宜に増幅したのち空気係数λの
連続的または単独の自動調整または手動調整に利用す
る。ファン38により、フィルタ18を通って清浄される外
気の流れと吸込管４を通る廃ガスの流れとを発生する。
このファンもネット40によりフィルタ室から電気的に分
離してある。吸込管４の長さと直径が廃ガスと外気との
混合差を一義的に決定する。廃ガスの部分流および／ま
たは低圧水銀燈20の強さおよび／または長さ並びに管14
の直径は、帯電粒子の信号が十分に大きく、すなわち確
実に測定できかつ空気係数λを調整すべく周知の閉ルー
プにおいて継続処理できるものとなるよう選定する。
尚、前述した配置を適宜に改造して本発明方法を別の適
用範囲、例えば車両機関または他の熱機関の分野に適用
する道を開くことができることは明白である。
用範囲、例えば車両機関または他の熱機関の分野に適用
する道を開くことができることは明白である。
（発明の効果） 以上のように紫外線ランプとして、燃焼廃ガス中に浮遊
する気体粒子より遥かにイオン化電位の低いエーロゾル
粒子のみをイオン化するために、低圧水銀燈の光子エネ
ルギーに本質的に相当する気体粒子のイオン化電位より
遥かに低い光子エネルギーが紫外線光に供給されるタイ
プを使用したので、扱い易く安価な紫外線ランプにより
気体粒子のイオン化を防止しながらエーロゾル粒子だけ
を敏感に検知して燃焼過程を制御できる。
する気体粒子より遥かにイオン化電位の低いエーロゾル
粒子のみをイオン化するために、低圧水銀燈の光子エネ
ルギーに本質的に相当する気体粒子のイオン化電位より
遥かに低い光子エネルギーが紫外線光に供給されるタイ
プを使用したので、扱い易く安価な紫外線ランプにより
気体粒子のイオン化を防止しながらエーロゾル粒子だけ
を敏感に検知して燃焼過程を制御できる。
従って、シールドクリプトンランプによりイオン化され
た一酸化窒素からの信号に基づいて燃焼過程を制御する
従来の方法に比べ、使用勝手に優れてコストを低減でき
ると共に、好ましくない副作用が発生せず安全であり、
その結果として燃焼過程を制御するのに最良の方法とい
える。
た一酸化窒素からの信号に基づいて燃焼過程を制御する
従来の方法に比べ、使用勝手に優れてコストを低減でき
ると共に、好ましくない副作用が発生せず安全であり、
その結果として燃焼過程を制御するのに最良の方法とい
える。
図は本発明の燃焼過程制御方法を実施する装置の一実施
例を示す概略縦断面図である。 20……紫外線ランプ、22……導電ネット 24,26……孔、28……ランプ取付部 30……遮蔽格子、32……絶縁体 34……フィルタ、36……電極 38……ファン、40……ネット
例を示す概略縦断面図である。 20……紫外線ランプ、22……導電ネット 24,26……孔、28……ランプ取付部 30……遮蔽格子、32……絶縁体 34……フィルタ、36……電極 38……ファン、40……ネット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンスークリストフ ジークマン スイス国 8049 チユーリヒ キユルベル クシユトラーセ 24 (56)参考文献 米国特許 3881111（ＵＳ，Ａ)
Claims (12)
- 【請求項１】燃焼廃ガスの少なくとも一部が紫外線ラン
プを通過し、紫外線ランプの照射により発生する正負の
電荷担体か又はこれらの電荷により発生した電流を測定
し、この測定値又は取得値に応じて酸素燃料混合比を制
御する燃焼過程制御方法において、前記紫外線ランプと
して、燃焼廃ガス中に浮遊する気体粒子より遥かにイオ
ン化電位の低いエーロゾル粒子のみをイオン化するため
に、低圧水銀燈の光子エネルギーに本質的に相当する気
体粒子のイオン化電位より遥かに低い光子エネルギーが
紫外線光に供給されるタイプを使用することを特徴とす
る燃焼過程制御方法。 - 【請求項２】廃ガスのうち少なくとも紫外線ランプに照
射された分を、この照射に先立って冷却することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の燃焼過程制御方
法。 - 【請求項３】廃ガスを紫外線ランプが照射される前に、
前記廃ガス部分を凝縮点以下に冷却し、発生した凝縮水
を除去することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
載の燃焼過程制御方法。 - 【請求項４】廃ガスを紫外線ランプが照射される前に、
廃ガス中に含まれた大きな浮遊粒子を廃ガスから濾過除
去することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
燃焼過程制御方法。 - 【請求項５】廃ガスを紫外線ランプが照射される前に、
すでに帯電した浮遊粒子を廃ガスから除去することを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の燃焼過程制御方
法。 - 【請求項６】廃ガスを紫外線ランプが照射される前に、
廃ガスの少なくとも一部に光電的に不活性な気体を供給
して、紫外線ランプや電気絶縁のように汚れや腐食等に
鋭敏な部品を廃ガス流と接触させないことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の燃焼過程制御方法。 - 【請求項７】光電的に不活性な気体が標準空気または予
備清浄した空気であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の燃焼過程制御方法。 - 【請求項８】光電電荷分離により発生した正負の電荷担
体を大きさ別に選別して検出器に送り、特定の電荷等級
または大きさ等級ないし大きさスペクトル部分を検出器
により検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の燃焼過程制御方法。 - 【請求項９】拡散区間において慣性力を利用しておよび
／または定常電界または交番電界を利用して選別を行う
ことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の燃焼過
程制御方法。 - 【請求項１０】発生した電荷担体の相対数量または絶対
数量および／またはこの電荷担体により発生した電流の
相対量または絶対量を測定値量として利用と、これらを
燃焼過程および／または燃料に応じて変えることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の燃焼過程制御方
法。 - 【請求項１１】紫外線ランプが主に4.9eVの光子エネル
ギーを紫外線光に本質的に供給することを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の燃焼過程制御方法。 - 【請求項１２】紫外線ランプが照射される前に光電的に
不活性な気体を、双方のガスが薄膜状に互いに平行に紫
外線ランプに沿った区域を通って流れるように廃ガス部
へ供給し、この光電的に不活性な気体が汚染感知する紫
外線ランプを廃ガス流から孤立させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の燃焼過程制御方法。
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