JPS6023256B2 - 燃焼安全装置 - Google Patents
燃焼安全装置Info
- Publication number
- JPS6023256B2 JPS6023256B2 JP3170276A JP3170276A JPS6023256B2 JP S6023256 B2 JPS6023256 B2 JP S6023256B2 JP 3170276 A JP3170276 A JP 3170276A JP 3170276 A JP3170276 A JP 3170276A JP S6023256 B2 JPS6023256 B2 JP S6023256B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flame
- combustion
- secondary air
- gas
- oxygen concentration
- 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
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガス燃焼器具および設備において、此等器具
等に使用する燃料ガスに天然ガス、プロパンガス（ＬＰ
ガス）、都市ガス等の種類の相違があるにかかわらず、
如何なる種類の燃料ガスを使用する器具であっても容易
に適用でき、且つ上記器具等の燃焼用空気の酸素濃度の
低下を正確に検出できる燃焼安全装置に関するものであ
る。
等に使用する燃料ガスに天然ガス、プロパンガス（ＬＰ
ガス）、都市ガス等の種類の相違があるにかかわらず、
如何なる種類の燃料ガスを使用する器具であっても容易
に適用でき、且つ上記器具等の燃焼用空気の酸素濃度の
低下を正確に検出できる燃焼安全装置に関するものであ
る。
即ち、従来においてもガス器具の酸素濃度の低下に伴う
不完全燃焼を検知するための検出装置が考えられたが、
使用燃料ガスには上記の如く天然ガス、プロパンガス、
都市ガス等の如き性状の異なるものが多々あるため、核
検出装置はどの燃焼ガスを使用するガス器具にも適用で
きる（ユニバーサル性）と云うわけにはゆかず、単一も
しくはそれに類する燃料ガスを目安にして検出装置をそ
れぞれ製作し、ガス器具の使用燃焼ガスに応じて此等検
出装置を選択使用しなければならなかったのである。本
発明はかかる不都合を除去しようとするものであって、
その特徴とするところは、二次空気を規制する燃焼筒内
部に火炎を形成するバーナであって、上記燃焼筒内の火
炎上方位置で且つ酸欠時等の異常燃焼時のみ上記火炎の
外炎にて包囲可能な位置に酸素濃度差センサを配置した
点に存する。
不完全燃焼を検知するための検出装置が考えられたが、
使用燃料ガスには上記の如く天然ガス、プロパンガス、
都市ガス等の如き性状の異なるものが多々あるため、核
検出装置はどの燃焼ガスを使用するガス器具にも適用で
きる（ユニバーサル性）と云うわけにはゆかず、単一も
しくはそれに類する燃料ガスを目安にして検出装置をそ
れぞれ製作し、ガス器具の使用燃焼ガスに応じて此等検
出装置を選択使用しなければならなかったのである。本
発明はかかる不都合を除去しようとするものであって、
その特徴とするところは、二次空気を規制する燃焼筒内
部に火炎を形成するバーナであって、上記燃焼筒内の火
炎上方位置で且つ酸欠時等の異常燃焼時のみ上記火炎の
外炎にて包囲可能な位置に酸素濃度差センサを配置した
点に存する。
以下、本発明の詳細を図面に基づき説明する。
第１図乃至第４図は本発明の一実施例構成を示すもので
、二次空気を規制する燃焼筒１を有するバーナ２とセン
サ３を主たる構成として検知部Ａを形成している。また
、燃焼筒１内部位置にはバーナ炎孔４が閉口され、該バ
ーナ炎口４の上部近傍に、二次空気を規制するための第
１の二次空気孔５が、更にその上方位置で且つ正常燃焼
状態（第２図）にある火炎６の高さ位贋付近に第２の二
次空気孔７がそれぞれ開設されている。８は該第２の二
次空気孔７から燃焼筒１内への第２の二次空気流入を助
けるための傘状鍔部を示す。
、二次空気を規制する燃焼筒１を有するバーナ２とセン
サ３を主たる構成として検知部Ａを形成している。また
、燃焼筒１内部位置にはバーナ炎孔４が閉口され、該バ
ーナ炎口４の上部近傍に、二次空気を規制するための第
１の二次空気孔５が、更にその上方位置で且つ正常燃焼
状態（第２図）にある火炎６の高さ位贋付近に第２の二
次空気孔７がそれぞれ開設されている。８は該第２の二
次空気孔７から燃焼筒１内への第２の二次空気流入を助
けるための傘状鍔部を示す。
尚、上記センサ３は上記こ次空気孔５，７よりも上方位
置において上記火炎６に触れないように且つ少なくとも
一方の電極３ａが燃焼筒１内に突入する如く設けられ、
他方の電極３ｂは、上記燃焼筒１外の空気に触れる位置
に配してある。火炎６は、当然のことながらバーナ炎孔
４のところで空気と燃料ガスの混合気が燃焼するに伴い
形成される。６ａは内炎、６ｂは外炎である。
置において上記火炎６に触れないように且つ少なくとも
一方の電極３ａが燃焼筒１内に突入する如く設けられ、
他方の電極３ｂは、上記燃焼筒１外の空気に触れる位置
に配してある。火炎６は、当然のことながらバーナ炎孔
４のところで空気と燃料ガスの混合気が燃焼するに伴い
形成される。６ａは内炎、６ｂは外炎である。
一方、センサ３で発生する起電力は導電部９を通して検
出回路１０に入力され、該入力電圧に応じて図外のガス
弁の開閉を司る。尚、使用するセンサ３としては酸化ジ
ルコニウム等の酸化イオン伝導性の高温固体電解質を用
いた酸素濃淡電池が考えられるが、後述するような同種
の作用を成し且つ酸素濃度差を良好に検出するものであ
れば、その他如何なるものを使鼠するもよい。次に上記
横成の作用を説明する。
出回路１０に入力され、該入力電圧に応じて図外のガス
弁の開閉を司る。尚、使用するセンサ３としては酸化ジ
ルコニウム等の酸化イオン伝導性の高温固体電解質を用
いた酸素濃淡電池が考えられるが、後述するような同種
の作用を成し且つ酸素濃度差を良好に検出するものであ
れば、その他如何なるものを使鼠するもよい。次に上記
横成の作用を説明する。
燃焼はすでに述べたように空気−燃焼ガス混合気にて行
なわれるが、予混合された該混合気中の酸素は第５図に
示すように内炎６ａにてほぼ消費され、内炎６ａと外炎
６ｂとの境界面ではほぼ零となる。また、温度は燃焼反
応が行なわれる内炎６ａが高く、内炎６ａと外炎６ｂと
の境界面では１０００午○前後になる。これに対し外炎
６ｂの外表面は第１の二次空気孔５より流入する第１の
二次空気１１と接触する。故に、外炎６ｂ内では第１の
二次空気１１との接触面（外表面）に近づくにつれて酸
素濃度が徐徐に上昇し、燃焼が完結した火炎６外では排
ガスは大気中希釈されて酸素濃度は急激に増加する。逆
に温度は火炎６外において下がる。このように大気中で
は一般に正常燃焼時堂２図の如く、空気−燃焼ガス混合
気はバーナ炎孔４で第１の二次空気孔５から第１の二次
空気１１を吸込んで火炎６を形成し、バーナ炎孔４から
吐出する空気−燃焼ガス混合気中の酸素は内炎６ａのフ
レームフロント近傍で主に消費され、内炎６ａと外炎６
ｂとの境界面のフレームフロント後流では酸素濃度はほ
ぼ零になる。
なわれるが、予混合された該混合気中の酸素は第５図に
示すように内炎６ａにてほぼ消費され、内炎６ａと外炎
６ｂとの境界面ではほぼ零となる。また、温度は燃焼反
応が行なわれる内炎６ａが高く、内炎６ａと外炎６ｂと
の境界面では１０００午○前後になる。これに対し外炎
６ｂの外表面は第１の二次空気孔５より流入する第１の
二次空気１１と接触する。故に、外炎６ｂ内では第１の
二次空気１１との接触面（外表面）に近づくにつれて酸
素濃度が徐徐に上昇し、燃焼が完結した火炎６外では排
ガスは大気中希釈されて酸素濃度は急激に増加する。逆
に温度は火炎６外において下がる。このように大気中で
は一般に正常燃焼時堂２図の如く、空気−燃焼ガス混合
気はバーナ炎孔４で第１の二次空気孔５から第１の二次
空気１１を吸込んで火炎６を形成し、バーナ炎孔４から
吐出する空気−燃焼ガス混合気中の酸素は内炎６ａのフ
レームフロント近傍で主に消費され、内炎６ａと外炎６
ｂとの境界面のフレームフロント後流では酸素濃度はほ
ぼ零になる。
一方、不足する酸素分は第１の二次空気１１により供給
されるが、この酸素は外炎６ｂの周辺部で消費され、外
炎６ｂの内側は外炎６ｂとの境界面までの間において酸
素濃度が零になっている。更に、外炎６ｂの外側に位置
する排ガスは、新鮮空気中の酸素濃度よりも若干低く、
外気との拡散により酸素濃度が上昇する。この上昇を急
激に促がす意味で第２の二次空気孔７より第２の二次空
気１３を吸引する。なお二次空気孔の流入口を第１の二
次空気孔５と第２の二次空気孔７とに分割してあるが、
第１の二次空気孔５により二次空気が必要限度供給され
ている場合、第２の二次空気孔７は必ずしも必要としな
い。このようにして排ガスはセンサ３の位置する付近で
大気に近い酸素濃度になる。かかる正常燃焼状態におい
て、センサ３の一方の電極は火炎上方の若干酸素がある
所に、他方の電極は新鮮空気中に位置させてあるために
ほとんど起電力が生じない。故に検出回路１０を介して
電気的にガス弁を開にし、上記正常燃焼状態を接続させ
る。ところが、燃焼用空気の酸素濃度が低下してくると
、混合ガスの燃焼速度とバーナ炎孔４からの噴出速度の
バランスが頼れ、第３図に示すように火炎６はリフトし
始めると共に、これにつれ外炎６ｂが大きく伸びる。こ
れはリフト発生現象に伴い第１の二次空気孔５から流入
する第１の二次空気１１の流れによって増々リフト現象
が助長されるからである。即ち、この時に供給される空
気−燃焼ガス混合気と第１の二次空気孔５から流入する
第１の二次空気流との両方を予浪合気として内炎６ａが
第１の二次空気孔５直上位置で形成され〔火炎６がバー
ナ炎孔４より離れる〕、該混合気中の酸素は先に述べた
如く、内炎６ａでほぼ消費され且つ外炎６ｂとの境界面
では零に近くなるから、不足する酸素分は第２の二次空
気孔７から流入する空気により不充分ながら供給される
ため、外炎６ｂは燃焼筒１一様に拡がり、上に大きく伸
びながら燃焼炎を形成する。ためにセンサ３は外炎６ｂ
に包まれ、該センサ表面はＣＯなどの不完全燃焼物に露
され、第６図酸素濃度曲線に示すようにこの部分の酸素
濃度がほぼ零であるが故に、センサ３は起電力を生じ、
電気的にガス弁を開成してし、た電圧とキャンセルさせ
ることによりガス弁を閉止させ、ガスの供給を停止させ
るものである。以上は天然ガス、ＬＰガス等のりフト性
の燃焼ガスについて説明した。
されるが、この酸素は外炎６ｂの周辺部で消費され、外
炎６ｂの内側は外炎６ｂとの境界面までの間において酸
素濃度が零になっている。更に、外炎６ｂの外側に位置
する排ガスは、新鮮空気中の酸素濃度よりも若干低く、
外気との拡散により酸素濃度が上昇する。この上昇を急
激に促がす意味で第２の二次空気孔７より第２の二次空
気１３を吸引する。なお二次空気孔の流入口を第１の二
次空気孔５と第２の二次空気孔７とに分割してあるが、
第１の二次空気孔５により二次空気が必要限度供給され
ている場合、第２の二次空気孔７は必ずしも必要としな
い。このようにして排ガスはセンサ３の位置する付近で
大気に近い酸素濃度になる。かかる正常燃焼状態におい
て、センサ３の一方の電極は火炎上方の若干酸素がある
所に、他方の電極は新鮮空気中に位置させてあるために
ほとんど起電力が生じない。故に検出回路１０を介して
電気的にガス弁を開にし、上記正常燃焼状態を接続させ
る。ところが、燃焼用空気の酸素濃度が低下してくると
、混合ガスの燃焼速度とバーナ炎孔４からの噴出速度の
バランスが頼れ、第３図に示すように火炎６はリフトし
始めると共に、これにつれ外炎６ｂが大きく伸びる。こ
れはリフト発生現象に伴い第１の二次空気孔５から流入
する第１の二次空気１１の流れによって増々リフト現象
が助長されるからである。即ち、この時に供給される空
気−燃焼ガス混合気と第１の二次空気孔５から流入する
第１の二次空気流との両方を予浪合気として内炎６ａが
第１の二次空気孔５直上位置で形成され〔火炎６がバー
ナ炎孔４より離れる〕、該混合気中の酸素は先に述べた
如く、内炎６ａでほぼ消費され且つ外炎６ｂとの境界面
では零に近くなるから、不足する酸素分は第２の二次空
気孔７から流入する空気により不充分ながら供給される
ため、外炎６ｂは燃焼筒１一様に拡がり、上に大きく伸
びながら燃焼炎を形成する。ためにセンサ３は外炎６ｂ
に包まれ、該センサ表面はＣＯなどの不完全燃焼物に露
され、第６図酸素濃度曲線に示すようにこの部分の酸素
濃度がほぼ零であるが故に、センサ３は起電力を生じ、
電気的にガス弁を開成してし、た電圧とキャンセルさせ
ることによりガス弁を閉止させ、ガスの供給を停止させ
るものである。以上は天然ガス、ＬＰガス等のりフト性
の燃焼ガスについて説明した。
これに対し都市ガス系のガスは一般にリフトはしにくし
、が、これにおいても第４図に示すように燃焼用空気の
酸素濃度が低下してくると、火炎６が伸びてくることに
よってセンサ３は前記と同様に内炎６ａ内に入ることに
なる。即ち、火炎４に供給される空気−燃焼ガス混合気
中の酸素は内炎６ａのところで全部消費され、内炎６ａ
と外炎６ｂとの境界面のところでは酸素濃度はほぼ零に
なる。不足する酸素は第１の二次空気孔５及び第２の二
次空気孔７から取入する。都市ガスは燃焼性がよいため
酸素濃度が低下してもリフトせず、バーナ炎孔４に付着
しているが、必要とする空気中の酸素が少ないため、酸
素を求めて火炎６が拡がり、上方へ伸びる。ためにセン
サ３は外炎６ｂの中に入ってしまい。第４図に示すよう
に酸素濃度がほぼ零のところに触れ、その結果空気中の
酸素濃度の低下を検知することができる。尚、上記検出
効果をより確実にするための別の実施例として、センサ
３が高温雰囲気中に存することを利用し、該センサ３の
表面に触媒作用をもたせ、外炎６ｂ中のＣＯなどと徴量
の空気と反応させ、センサ表面の酸素濃度を零にするこ
とを考えられる。
、が、これにおいても第４図に示すように燃焼用空気の
酸素濃度が低下してくると、火炎６が伸びてくることに
よってセンサ３は前記と同様に内炎６ａ内に入ることに
なる。即ち、火炎４に供給される空気−燃焼ガス混合気
中の酸素は内炎６ａのところで全部消費され、内炎６ａ
と外炎６ｂとの境界面のところでは酸素濃度はほぼ零に
なる。不足する酸素は第１の二次空気孔５及び第２の二
次空気孔７から取入する。都市ガスは燃焼性がよいため
酸素濃度が低下してもリフトせず、バーナ炎孔４に付着
しているが、必要とする空気中の酸素が少ないため、酸
素を求めて火炎６が拡がり、上方へ伸びる。ためにセン
サ３は外炎６ｂの中に入ってしまい。第４図に示すよう
に酸素濃度がほぼ零のところに触れ、その結果空気中の
酸素濃度の低下を検知することができる。尚、上記検出
効果をより確実にするための別の実施例として、センサ
３が高温雰囲気中に存することを利用し、該センサ３の
表面に触媒作用をもたせ、外炎６ｂ中のＣＯなどと徴量
の空気と反応させ、センサ表面の酸素濃度を零にするこ
とを考えられる。
以上説明したように本発明によれば、二次空気を規制す
る燃焼筒内部に火炎を形成するバーナであって、正常燃
焼時においては上記燃焼筒内の火炎上方位置に又酸欠時
等の異常燃焼時のみ上記火炎の内炎内に酸素濃度差セン
サが位置する如く配直してあるため、酸素濃度差センサ
の一方の鷲極には酸欠状態の危険時以前に二次空気規制
された火炎で包囲されるため、確実に完全動作を行なえ
、かつ燃焼稀の存在のため酸欠時にはＩＪフト性のガス
でも都市ガスでもいかなるガス種類でも酸素濃度差セン
サは火炎に包囲され、多様多種の燃競器具に適用可能と
なる。
る燃焼筒内部に火炎を形成するバーナであって、正常燃
焼時においては上記燃焼筒内の火炎上方位置に又酸欠時
等の異常燃焼時のみ上記火炎の内炎内に酸素濃度差セン
サが位置する如く配直してあるため、酸素濃度差センサ
の一方の鷲極には酸欠状態の危険時以前に二次空気規制
された火炎で包囲されるため、確実に完全動作を行なえ
、かつ燃焼稀の存在のため酸欠時にはＩＪフト性のガス
でも都市ガスでもいかなるガス種類でも酸素濃度差セン
サは火炎に包囲され、多様多種の燃競器具に適用可能と
なる。
第１図は本発明の一実施例を説明する燃焼安全装置の外
観斜視図、第２図はリフト性ガスの正常燃焼状態を示す
断面図、第３図は同酸欠時の燃焼状態を示す断面図、第
４図は都市ガス系のガスの酸欠時の燃焼状態を示す断面
図、第５図は酸素濃度曲線の説明図である。 Ａ・・・・・・検出部、１・・・・・・燃焼節、２・・
・・・・バーナ、３・・・・・・センサ、４…・・・バ
ーナ炎孔、５・・・・・・第１の，二次空気孔、６・・
・・・・火炎、６ａ・・・・・・内炎、６ｂ・・・・・
・外炎、７・・・・・・第２二次空気孔、８…・・・鍔
部、９・・・・・・導軍部、１０・・・・・・検出回路
。 第１図第２図 第３‐図 第４図 第５図
観斜視図、第２図はリフト性ガスの正常燃焼状態を示す
断面図、第３図は同酸欠時の燃焼状態を示す断面図、第
４図は都市ガス系のガスの酸欠時の燃焼状態を示す断面
図、第５図は酸素濃度曲線の説明図である。 Ａ・・・・・・検出部、１・・・・・・燃焼節、２・・
・・・・バーナ、３・・・・・・センサ、４…・・・バ
ーナ炎孔、５・・・・・・第１の，二次空気孔、６・・
・・・・火炎、６ａ・・・・・・内炎、６ｂ・・・・・
・外炎、７・・・・・・第２二次空気孔、８…・・・鍔
部、９・・・・・・導軍部、１０・・・・・・検出回路
。 第１図第２図 第３‐図 第４図 第５図
Claims (1)
- １ 燃焼筒内部に火炎を形成するバーナであつて、前記
燃焼筒には二次空気を規制する二次空気孔を有するとと
もに、正常時には前記燃焼筒内の火炎上方位置でかつ前
記二次空気孔より上方位置であつて、しかも酸欠時等の
異常燃焼時には前記欠炎の外炎にて包囲可能な位置に、
酸素濃度差センサの一方の電極を配置し、前記酸素濃度
差センサの他方の電極は前記燃焼筒外の空気に触れる位
置に配置したことを特徴とする燃焼安全装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170276A JPS6023256B2 (ja) | 1976-03-22 | 1976-03-22 | 燃焼安全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170276A JPS6023256B2 (ja) | 1976-03-22 | 1976-03-22 | 燃焼安全装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52114132A JPS52114132A (en) | 1977-09-24 |
| JPS6023256B2 true JPS6023256B2 (ja) | 1985-06-06 |
Family
ID=12338391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3170276A Expired JPS6023256B2 (ja) | 1976-03-22 | 1976-03-22 | 燃焼安全装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023256B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56107548U (ja) * | 1980-01-18 | 1981-08-21 | ||
| JPS57101225A (en) * | 1980-12-13 | 1982-06-23 | Toshiba Corp | Safety device of combustion |
| JP5173788B2 (ja) * | 2008-12-24 | 2013-04-03 | 新電元工業株式会社 | 電子回路装置、電子回路装置の製造方法 |
-
1976
- 1976-03-22 JP JP3170276A patent/JPS6023256B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52114132A (en) | 1977-09-24 |
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