JPS6089623A - 燃焼安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス器具等において、炎の立ち消えなどによる
燃焼の停止、あるいは酸素の欠乏による不完全燃焼の発
生時に、これらを検知して安全装置を作動させる燃焼安
全装置の改良に関する。

従来からガス器具等燃焼器の安全装置として熱電対やフ
レームロンドを利用した不完全燃焼検知方式おるいは酸
素イオン伝導性固体電解質から成る酸素センサを利用し
た検知方式（以下酸素センサ方式という）がある。これ
らの検知方式の中で。

酸素センサ方式は酸欠による不完全燃焼の検知が正確に
できる上に、外部電源を必要とせずに安全装置を作動さ
せることができる。

この酸素センサ方式は大別して次の２種に分けられる。

一つの方式は、第１図に示す如く酸欠時にガスバーナー
２の燃焼炎が伸長して、センサ１を包むとセンサ１の内
外の酸素濃度に差を生じセンサ出力が生ずる方式である
。他の一つの方式は第２図に示す如くセンサ１の開口す
る先端にＬ字形の燃焼排ガスの導入管３を接続し、この
燃焼排ガスの導入管３内に燃焼排ガスを流し、そしてセ
ンサ１の片面は常に還元炎を接触させ、他の一面は燃焼
状態に応じ、正常時は酸化炎、酸欠時は還元炎が触れる
ようにしである。この方式によると正常時には８００ｍ
Ｖ程の高い起電力が得られるが、酸欠時には低い起電力
となシ、さらに炎の立ち消えでは瞬時に起電力かＯｍＶ
となシ、またセンサが劣化あるいは破損した時は起電力
が低下するため、これらの異常は全て一個のセンサで検
知できる。しかし第１図の方式ではセンサの劣化あるい
は破損時には検知できない欠点がある。また第２図の方
式に２いて、燃焼炎が短い熱器具９例えばガス赤外線ス
トーブなどでは、酸素センサの片面に酸化炎が十分に接
触しないため、センサ出力が不安定で、十分な出力が得
られない欠点がある。

なお第１図および第２図においてＡは還元炎。

Ｂは酸化炎、Ｃは不完全燃焼時の炎の先端、第１図にお
いて１２は空気、第２図において２はガスバーナー、１
３は燃焼排ガスの流れを示す。

本発明は上記欠点のない燃焼安全装置を提供することを
目的とするものである。

本発明者らは上記の欠点について種々検討した結果、内
外周表面に耐熱性電極を形成した酸素イオン伝導性固体
電解質の管状焼結体と、前記管状焼結体内部に還元性ガ
ス及び／又は生ガスを送シこむガス導入管とからなり、
前記管状焼結体は外周電極が正常燃焼時には酸化炎と、
不完全燃焼時には還元炎と接触する位置に配設され、さ
らに内周電極と外周電極間に生ずる起電力により駆動さ
れ正常燃焼時には開、不完全燃焼時には閉となるが短い
熱器具でもガスバーナーの酸欠、炎の立ち消え等を検知
でき、またセンサの劣化、センサの破損等の異常を同一
のセンサで確認することができた。

本発明は内外周表面に耐熱性電極を形成した酸素イオン
伝導性固体電解質の管状焼結体と、前記管状焼結体内部
に還元性ガス及び／又は生ガスを送シこむガス導入管と
からなり、前記管状焼結体は外周電極が正常燃焼時には
酸化炎と、不完全燃焼時には還元炎と接触する位置に配
設され、さらに内周電極と外周電極間に生ずる起電力に
より駆動され正常燃焼時には開、不完全燃焼時には閉と
なるように構成された電磁弁をガス供給パイプに設けた
燃焼安全装置に関する。

なお本発明において酸素イオン伝導性固体電解質の材料
としてはイツトリア、カルシア、マグネシーｒ、セリア
、ストロンチア等で安定化したジルコニア、ドリア等が
用いられ、また電極材料としては白金、ロジウム、パラ
ジウム等の金属またはそれらの合金が用いられる。

以下９本発明の実施例を図面を引用して説明する。

安全装置の概略図である。

１はイツトリアで安定化したジルコニアを外径４　ｍｍ
　、内径２　ｍｍ　、長さ５０ｍｍに成形したセンサで
。

その内外周表面に白金ペーストを焼き付け、内周電極お
よび外周電極を形成した。次に還元性ガス導入管４の一
端を第３図に示すものはメインバーナー５の上部に、第
４図に示すものはメインバーナー５の側面に接続し、他
の一端を前記センサ１に接続して内周電極に常時還元性
ガス１４が接触するようにした。そして外周電極には酸
化炎Ｂが接触するようにセンサ１の高さをバーナー面よ
９５ｍｍ上方に設置した。

次に上記のように構成した燃焼安全装置の動作について
説明する。

まずメインバーナー５を点火するとセンサ１が加熱され
、約７秒後には約８００　ｍＶの高起電力が発生し、こ
の起電力で電磁弁６が開状態に保持される。次に正常に
燃焼しているとき何らかの原因で不完全燃焼となると燃
焼炎が伸延し、外周電極に還元炎Ａが接触するようにな
り、センサ１の温度が低下し、しかも内外の酸素分圧比
が小さくなシ、起電力が低下し、電磁弁６を閉状態にし
てガスの供給を停止させる。

第５図は本発明の他の一実施例になる燃焼安全装置を示
すもので生ガス導入管９の一端をガスコック７に接続し
、他の一端をノズル８および空気吸入取付具（ノズル８
から排出する生ガス１５の圧力によって空気吸入穴１１
がら空気を吸入して生ガス１５を還元性ガス１４に変換
するための治具）１０を介してセンサｌに接続し、内周
電極に常時還元性ガスが接触するようにした。また外周
電極には酸化炎Ｂが接触するように第３図および第４図
に示したものと同様にセンサ１の高さをバーナー面より
５ＩＩＩｍ上方に設置した。

このように構成した燃焼安全装置の動作は前記実施例と
同じである。

なお第３図、第４図および第５図においてＣは不完全燃
焼時の炎の先端でアシ、また第５図において５はメイン
バーナー、６は電磁弁および１１は空気吸入穴である。

第５図に示す燃焼安全装置を用いたときの起電力と酸素
濃度との関係を第６図に示す。

本発明になる燃焼安全装置は、内外周表面に耐熱性電極
を形成した酸素イオン伝導性固体電解質の管状焼結体と
、前記管状焼結体内部に還元性ガス及び／又は生ガスを
送りこむガス導入管とからなり、前記管状焼結体は外周
電極が正常燃焼時には酸化炎と、不完全燃焼時には還元
炎と接触する位置に配設され、さらに内周電極と外周電
極間に生ずる起電力によシ駆動され正常燃焼時には開。

不完全燃焼時には閉となるように構成された電磁弁をガ
ス供給パイプに設けるので、燃焼炎が短い熱器具でもガ
スバーナーの酸欠、炎の立ち消え等を検知でき、またセ
ンサの劣化、センサの破損等の異常を同一のセンサで確
認することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の燃焼安全装置の概略図、第
３図は本発明の一実施例になる燃焼安全装置の概略図、
第４図および第５図は本発明の他の一実施例になる燃焼
安全装置の概略図、第６図は起電力と酸素濃度との関係
を示すグラフである。 符号の説明 １・・・センサ　２・・・ガスバーナー３・・・燃焼排
ガスの導入管４・・・還元性ガス導入管５・・・メイン
バーナー　６・・・電磁弁７・・・ガスコック　８・・
・ノズル ９・・・生ガス導入管　１０・・・空気吸入取付具１１
・・・空気吸入穴　１２・・・空気１３・・・燃焼排ガ
ス　１４・・・還元性ガス１５・・・生ガス　Ａ・・・
還元炎 Ｂ・・・酸化炎 Ｃ・・・不完全燃焼時の炎の先端

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　内外周表面に耐熱性電極を形成した酸素イオン伝
   導性固体電解質の管状焼結体と、前記管状焼結体内部に
   還元性ガス及び／又は生ガスを送シこむガス導入管とか
   らなシ、前記管状焼結体は外周電極が正常燃焼時には酸
   化炎と、不完全燃焼時には還元炎と接触する位置に配設
   され、さらに内周電極と外周電極間に生ずる起電力によ
   シ駆動され正常燃焼時には開、不完全燃焼時には閉とな
   るように構成された電磁弁をガス供給パイプに設けた燃
   焼安全装置。