JPS6089746A - 炎電流感知センサ− - Google Patents
炎電流感知センサ−Info
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- JPS6089746A JPS6089746A JP58197650A JP19765083A JPS6089746A JP S6089746 A JPS6089746 A JP S6089746A JP 58197650 A JP58197650 A JP 58197650A JP 19765083 A JP19765083 A JP 19765083A JP S6089746 A JPS6089746 A JP S6089746A
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Classifications
-
- 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
- G01N27/626—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 heat to ionise a gas
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃焼機器のパイロットバーナーのたち消え等の
監視装置または燃料制御装置等に使用される炎電流感知
センサーに関する。
監視装置または燃料制御装置等に使用される炎電流感知
センサーに関する。
石油ファンヒーター等には燃料を制御するための炎電流
感知センサーが使用されている。この炎電流感知センサ
ーのフレームロッドは長時間繰り返し高温に加熱される
ため、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ１合金、ＦｅＣｒｕ−Ｙ合金、ニ
ッケルクロム合金、ステンレス鋼等耐酸化性の優れた材
料が用いられるが、一般には比較的安価で加工性が良く
、耐酸化性が優れたＦｅ −Ｃｒ −１ｄＪ、合金やＹ
の添加によりさらに高温強度を向上させ寿命の増大を計
ったＦｅ −Ｃｒ −Ｍ−Ｙ合金が用いられる。
感知センサーが使用されている。この炎電流感知センサ
ーのフレームロッドは長時間繰り返し高温に加熱される
ため、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ１合金、ＦｅＣｒｕ−Ｙ合金、ニ
ッケルクロム合金、ステンレス鋼等耐酸化性の優れた材
料が用いられるが、一般には比較的安価で加工性が良く
、耐酸化性が優れたＦｅ −Ｃｒ −１ｄＪ、合金やＹ
の添加によりさらに高温強度を向上させ寿命の増大を計
ったＦｅ −Ｃｒ −Ｍ−Ｙ合金が用いられる。
また炎電流感知センサーのフレームロットハ耐酸化性と
同時に長時間経過後も検知能力が低下しないことが必要
であるため、表面に生成する酸化皮膜は高温で導電性が
あることが要求される。
同時に長時間経過後も検知能力が低下しないことが必要
であるため、表面に生成する酸化皮膜は高温で導電性が
あることが要求される。
Ｆｅ Ｃｒ Ａ１合金、Ｆｅ−Ｃｒ Ａｌ −Ｙ合金の
場合、燃焼初期では酸化皮膜は主に高温でも電気抵抗の
高いＡｔ、 Ｏｓ （１０００℃で９．ＩＸｌ□ｓ ｆ
ｌ・ ）と電気抵抗の小さい（Ｆａ、 Ｃｒ）ｔ Ｏｓ
（１０００℃で０．４〜ＯＪ３Ω・ｍ）とからなシ酸
化皮膜は高温である程度の導電性がち）炎電流感知セン
サーとしての機能を果たすが、時間の経過と共に地金中
のＡＭが選択酸化されて（Ｆｅ、 Ｃｒ ）ｔ Ｏｓと
置換され、はとんどＡＩｔ０３となって地金と炎間はほ
とんど絶縁状態となり、炎電流検出感度が低下してセン
サー機能を果たさなくなる。
場合、燃焼初期では酸化皮膜は主に高温でも電気抵抗の
高いＡｔ、 Ｏｓ （１０００℃で９．ＩＸｌ□ｓ ｆ
ｌ・ ）と電気抵抗の小さい（Ｆａ、 Ｃｒ）ｔ Ｏｓ
（１０００℃で０．４〜ＯＪ３Ω・ｍ）とからなシ酸
化皮膜は高温である程度の導電性がち）炎電流感知セン
サーとしての機能を果たすが、時間の経過と共に地金中
のＡＭが選択酸化されて（Ｆｅ、 Ｃｒ ）ｔ Ｏｓと
置換され、はとんどＡＩｔ０３となって地金と炎間はほ
とんど絶縁状態となり、炎電流検出感度が低下してセン
サー機能を果たさなくなる。
本発明の目的は、比較的安価で被加工性、耐酸化性の優
れたＦｅ −Ｃｒ ＭＡ系合金及びＦｅＣｒ Ａｉ −
Ｙ合金を高温（８００〜１３００℃）で長時間加熱した
後の酸化皮膜を導電化することによシ、炎電流検知能力
を持続する炎電流感知センサーを提供すしめ、かつ有効
量を０．１〜０．５チとなるようＮ含有量をコントロー
ルした合金をフレームロッドとして使用した炎電流感知
センサーである。しかして本発明センサーのフレームロ
ッドは上記公知の合金におけると同様、その酸化被膜は
ＡＬｔ Ｏｓを主成分として母材を酸化から保護すると
同時に、有効ＴｉはＴｉ１ｔ（１０００℃で７４．９０
１の低電気抵抗を有する）となってＡｌｔ Ｏｓ皮膜中
に分散析出し、高温（８００〜１３００℃）かつ長時間
の酸化加熱の後においても皮膜を導電性に保持し炎電流
感知能力を保つのである。
れたＦｅ −Ｃｒ ＭＡ系合金及びＦｅＣｒ Ａｉ −
Ｙ合金を高温（８００〜１３００℃）で長時間加熱した
後の酸化皮膜を導電化することによシ、炎電流検知能力
を持続する炎電流感知センサーを提供すしめ、かつ有効
量を０．１〜０．５チとなるようＮ含有量をコントロー
ルした合金をフレームロッドとして使用した炎電流感知
センサーである。しかして本発明センサーのフレームロ
ッドは上記公知の合金におけると同様、その酸化被膜は
ＡＬｔ Ｏｓを主成分として母材を酸化から保護すると
同時に、有効ＴｉはＴｉ１ｔ（１０００℃で７４．９０
１の低電気抵抗を有する）となってＡｌｔ Ｏｓ皮膜中
に分散析出し、高温（８００〜１３００℃）かつ長時間
の酸化加熱の後においても皮膜を導電性に保持し炎電流
感知能力を保つのである。
次に実施例を述べる。
第１図は、炎電流感知センサーの原理を示す図である。
実線の如くフレーム（炎）４を介した電気回路において
、炎４の大小により炎内体の電気抵抗が変動する。この
変動を電流検知器２で検出し、燃料制御弁３にフィード
バックすることによシ炎を一定にするものである。
、炎４の大小により炎内体の電気抵抗が変動する。この
変動を電流検知器２で検出し、燃料制御弁３にフィード
バックすることによシ炎を一定にするものである。
第２図は、Ｃ０，０３％、ＳｉＯ，５％、Ｍｎ０．５＊
、Ｃｒ１８嗟、Ｍ４．０９！Ｉ、 Ｙｏ、１％のＦｅ−
Ｃｒ−ＡＩＹ合金に有効Ｔｉを０．１５％になるようＮ
量を調整したものと無添加のものとについて炎温度１０
００〜１１００℃で通算燃焼時間２００時間経過後の炎
電流特性を比較した結果を示す図である。
、Ｃｒ１８嗟、Ｍ４．０９！Ｉ、 Ｙｏ、１％のＦｅ−
Ｃｒ−ＡＩＹ合金に有効Ｔｉを０．１５％になるようＮ
量を調整したものと無添加のものとについて炎温度１０
００〜１１００℃で通算燃焼時間２００時間経過後の炎
電流特性を比較した結果を示す図である。
安定基準とは、燃焼初期の段階で炎点火後炎電流が一定
の炎電流値に達するまでの時間である。
の炎電流値に達するまでの時間である。
従来のＦｅ −Ｃｒ −ＡＩ −Ｙ合金（Ｔｉ無添加）
ａの場合、初期は安定基準内で安定時の炎電流値に達す
るが、２００時間経過後は第２図の如く安定時の炎電流
値に達する時間が安定基準を越えてしまう。
ａの場合、初期は安定基準内で安定時の炎電流値に達す
るが、２００時間経過後は第２図の如く安定時の炎電流
値に達する時間が安定基準を越えてしまう。
一方、Ｆｅ−Ｃｒ Ａｉ−Ｙ合金に有効ＴｉＯ，１５％
になるようＮ量を調整した本発明合角Ａの場合は、２０
０時間経過後も初期特性のままであシ、５００時間経過
後も変化はみられなかった。
になるようＮ量を調整した本発明合角Ａの場合は、２０
０時間経過後も初期特性のままであシ、５００時間経過
後も変化はみられなかった。
Ｆｅ−Ｃｒ７Ｍ合金についても上記Ｆａ Ｃｒ ＡＩ
Ｙ合金と同様の結果が得られた。
Ｙ合金と同様の結果が得られた。
次にＴｉ、 Ｎ含有量及び有効Ｔｌ限定理由について説
明する。
明する。
前述の如く、本合金の特徴はＭ、０３の酸化皮膜中にＴ
ｉｅ、を分散析出させることを特徴としている。
ｉｅ、を分散析出させることを特徴としている。
材料に添加されたＴ１は地金中に、溶は込んでいるＴＩ
（以下Ｓｏ１．ＴＩという）とＴｉの炭化物、窒化物（
酸化物も含むが本合金系の場合極めて少量のため無視出
来る。）のように析出したＴｔ（以下ｉｎ＠ｏＬ’ｌ’
１という。）に区別できる。材料を８００〜１３００℃
前後に加熱した場合、Ｓｏｌ、ＴＩは拡散して表面で酸
化されＴｌＯ２となるが、この他１ｎｓｏｌ、 ’ｌ’
ｉの内、Ｔｌの炭化物も高温では分解され、Ｔｉは地金
中に溶は込みＳｏｌ、ＴＩとなり拡散し、皮膜中にＴ
１０ ｔとして析出する。しかし、Ｔｉの窒化物は１３
５０℃位まで杜全く分解しないため分解、拡散せず材料
中にとどまっている。つまシ、本発明の目的である酸化
皮膜中にＴｉＯ□を分散析出させるためにＳｏｌ、Ｔｉ
とＴ１の炭化物は有効Ｔ１と考えることができる。いい
かえれば、ＴｏｔａｌＴｌからＴｉの窒化物となるＴ１
量を差し引Ｙ０．１％をほぼ一定とし、Ｎ、Ｔｉ含有量
つまシ、有効Ｔｉ量を変化させて大気中で１０００℃×
２００時間の燃焼試験を行なった場合の高温での導電性
の評価を行なったものである。
（以下Ｓｏ１．ＴＩという）とＴｉの炭化物、窒化物（
酸化物も含むが本合金系の場合極めて少量のため無視出
来る。）のように析出したＴｔ（以下ｉｎ＠ｏＬ’ｌ’
１という。）に区別できる。材料を８００〜１３００℃
前後に加熱した場合、Ｓｏｌ、ＴＩは拡散して表面で酸
化されＴｌＯ２となるが、この他１ｎｓｏｌ、 ’ｌ’
ｉの内、Ｔｌの炭化物も高温では分解され、Ｔｉは地金
中に溶は込みＳｏｌ、ＴＩとなり拡散し、皮膜中にＴ
１０ ｔとして析出する。しかし、Ｔｉの窒化物は１３
５０℃位まで杜全く分解しないため分解、拡散せず材料
中にとどまっている。つまシ、本発明の目的である酸化
皮膜中にＴｉＯ□を分散析出させるためにＳｏｌ、Ｔｉ
とＴ１の炭化物は有効Ｔ１と考えることができる。いい
かえれば、ＴｏｔａｌＴｌからＴｉの窒化物となるＴ１
量を差し引Ｙ０．１％をほぼ一定とし、Ｎ、Ｔｉ含有量
つまシ、有効Ｔｉ量を変化させて大気中で１０００℃×
２００時間の燃焼試験を行なった場合の高温での導電性
の評価を行なったものである。
※評価基準：第２図においてＡは○、ａは×その中間は
Δを示す。
Δを示す。
表より、有効Ｔｉ量は０．１ ％以上必要であることが
わかる。又、第３図に上記条件にて燃焼試験を行なった
場合の有効Ｔｉ量と酸化増量の関係を示す。
わかる。又、第３図に上記条件にて燃焼試験を行なった
場合の有効Ｔｉ量と酸化増量の関係を示す。
第３図より、有効Ｔ１の増加と共に酸化増量は増えるこ
とがわかる。従来のＦｅ−Ｃｒ−Ｍ系合金および、Ｆｅ
−Ｃｒ −ｕ−Ｙ系合金においては、加熱された場合
初期においては、Ａｌｌ、Ｏ，と（Ｆｅ、 Ｃｒ ）１
０３の混合した酸化皮膜が形成され、時間の経過と共に
（Ｆｅ、 Ｃｒ ）ｔｏｓがＭ、０．に置換される。つ
まり、わずかに酸化増量が増えるが、表面が全てＡｌ１
２０．で覆われた後は、酸素はＡｔ、Ｏ８に遮断され酸
化は進行しない。しかし、有効Ｔｉが存在するとＵ、Ｏ
８皮膜中にＴｉＯ２が析出し、このＴｌ０ｔはＡｌ、Ｏ
８皮膜中を長側から表層部に移動する。つまり、不動態
のＡｇ２Ｏ，皮膜に比べ、”ｚ Ｏｓ ＋Ｔ ｉ Ｑ
ｔの場合は完全に不動態皮膜ではなく、半年動態皮膜に
なっており、有効Ｔ１がなくなるまで酸化は進行してい
る、本実験結果から、この酸化の進行は有効’ｒｉ量が
多い程大きいことがわかる。
とがわかる。従来のＦｅ−Ｃｒ−Ｍ系合金および、Ｆｅ
−Ｃｒ −ｕ−Ｙ系合金においては、加熱された場合
初期においては、Ａｌｌ、Ｏ，と（Ｆｅ、 Ｃｒ ）１
０３の混合した酸化皮膜が形成され、時間の経過と共に
（Ｆｅ、 Ｃｒ ）ｔｏｓがＭ、０．に置換される。つ
まり、わずかに酸化増量が増えるが、表面が全てＡｌ１
２０．で覆われた後は、酸素はＡｔ、Ｏ８に遮断され酸
化は進行しない。しかし、有効Ｔｉが存在するとＵ、Ｏ
８皮膜中にＴｉＯ２が析出し、このＴｌ０ｔはＡｌ、Ｏ
８皮膜中を長側から表層部に移動する。つまり、不動態
のＡｇ２Ｏ，皮膜に比べ、”ｚ Ｏｓ ＋Ｔ ｉ Ｑ
ｔの場合は完全に不動態皮膜ではなく、半年動態皮膜に
なっており、有効Ｔ１がなくなるまで酸化は進行してい
る、本実験結果から、この酸化の進行は有効’ｒｉ量が
多い程大きいことがわかる。
以上の結果から、有効Ｔｉ量は、、０．１１以上含有さ
れれば本発明の目的は達成されるが、０．５％をこえる
と酸化増量も急増するため有効Ｔｉ量は０．１〜０．５
チとした。なお、コスト、耐酸化性、熱間加工性、冷間
加工性を考慮すれば、有効Ｔｉ量は０．１〜０．２％と
することが望ましい。
れれば本発明の目的は達成されるが、０．５％をこえる
と酸化増量も急増するため有効Ｔｉ量は０．１〜０．５
チとした。なお、コスト、耐酸化性、熱間加工性、冷間
加工性を考慮すれば、有効Ｔｉ量は０．１〜０．２％と
することが望ましい。
その他の成分範囲は、公知のＦｅ −Ｃｒ −Ａｌｌ系
合金及びＦｅ−Ｃｒ−Ｍ−Ｙ系合金の成分範囲である。
合金及びＦｅ−Ｃｒ−Ｍ−Ｙ系合金の成分範囲である。
以上述べたように本発明は、比較的安価でかつ被加工性
の良好なＦｅ−ＣｒＡｌ及びＦｅ−Ｃｒ−ＭＹ系合金に
有効Ｔｉ量が０．１〜０．５％になるようＮ量を調整し
たフレームロッドを用いたことにより、耐酸化性が良好
で長時間安定して初期と同様に炎電流の検出が可能な炎
電流感知センサーが提供できるようになったものである
。
の良好なＦｅ−ＣｒＡｌ及びＦｅ−Ｃｒ−ＭＹ系合金に
有効Ｔｉ量が０．１〜０．５％になるようＮ量を調整し
たフレームロッドを用いたことにより、耐酸化性が良好
で長時間安定して初期と同様に炎電流の検出が可能な炎
電流感知センサーが提供できるようになったものである
。
第１図は炎電流感知センサーの原理及び燃料制御系統を
示す図、第２図は、Ｆｅ −Ｃｒ ｕ −Ｙ合金に有効
Ｔｉ Ｏ，１５％になるようＮ量を調整したものと１＝
フレームロツド、２：電流検出器、３：燃料制御パルプ
、４：フｌ／−ム（炎） 代理人 弁理士 本 間 崇 第１図 第 ２ 図 、を太腹の経通り時間（ｅ） 第３図 θ Ｏ７Ｏ６２Ｏ３Ｏ４Ｏ５θｌ 賃効Ｔｔ量（％） 手続補正書（自発） 昭和５９年１１月２７日 特許庁長官 志賀 学 殿 １、事件の表示 昭和 ５８年 特 許 願第１９７６５０号２、発明の
名称 炎電流感知センサー ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人 （Ｉ・ 所 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号氏
名（名称）（５０８）日立金属株式会社代表者 河 野
餌 夫 ４、代理 人 ２号 ） べ 補正の内容 １、明細書第２頁第３行から第４行にわたる「高温強度
」を［耐酸化性、１に訂正する。 ２、同書第８頁第１７行の［酸化は−１の後に［ゆるや
かに］を加入する。 以 上
示す図、第２図は、Ｆｅ −Ｃｒ ｕ −Ｙ合金に有効
Ｔｉ Ｏ，１５％になるようＮ量を調整したものと１＝
フレームロツド、２：電流検出器、３：燃料制御パルプ
、４：フｌ／−ム（炎） 代理人 弁理士 本 間 崇 第１図 第 ２ 図 、を太腹の経通り時間（ｅ） 第３図 θ Ｏ７Ｏ６２Ｏ３Ｏ４Ｏ５θｌ 賃効Ｔｔ量（％） 手続補正書（自発） 昭和５９年１１月２７日 特許庁長官 志賀 学 殿 １、事件の表示 昭和 ５８年 特 許 願第１９７６５０号２、発明の
名称 炎電流感知センサー ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人 （Ｉ・ 所 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号氏
名（名称）（５０８）日立金属株式会社代表者 河 野
餌 夫 ４、代理 人 ２号 ） べ 補正の内容 １、明細書第２頁第３行から第４行にわたる「高温強度
」を［耐酸化性、１に訂正する。 ２、同書第８頁第１７行の［酸化は−１の後に［ゆるや
かに］を加入する。 以 上
Claims (1)
- １、耐酸化性を有すると共に、燃焼により表面に生成さ
れる酸化皮膜が高温で小さい電気抵抗となるように、８
００〜１３００℃に加熱された時酸化皮膜中に拡散しう
るＴｉ量（以下有効Ｔｉ量という）が０．１〜０．５％
になるようＮ含有量をコントロールしたＦｅ −Ｃｒ−
Ａ！系合金またはＦｅ Ｃｒ Ａｌ−Ｙ系合金より々る
フレームロッドを備えたことを特徴とする炎電流感知セ
ンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197650A JPS6089746A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 炎電流感知センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197650A JPS6089746A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 炎電流感知センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6089746A true JPS6089746A (ja) | 1985-05-20 |
Family
ID=16378022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58197650A Pending JPS6089746A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 炎電流感知センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6089746A (ja) |
-
1983
- 1983-10-24 JP JP58197650A patent/JPS6089746A/ja active Pending
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