JPS6161012B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6161012B2 JPS6161012B2 JP54061190A JP6119079A JPS6161012B2 JP S6161012 B2 JPS6161012 B2 JP S6161012B2 JP 54061190 A JP54061190 A JP 54061190A JP 6119079 A JP6119079 A JP 6119079A JP S6161012 B2 JPS6161012 B2 JP S6161012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- sensor
- comparator
- resistance value
- solenoid valve
- 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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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は経済的でありかつ非常に安全で実用性
の高いガス、石油等の燃焼安全器に関するもので
ある。
の高いガス、石油等の燃焼安全器に関するもので
ある。
従来より用いられている燃焼安全器として酸化
ジルコニア等の燃料電池型の燃焼センサーを利用
したものがある。これは、円筒形の酸化ジルコニ
ア等の固体電解質の両面に白金電極等の多孔質の
電極を設け、円筒形の内面と外面との酸素濃度差
により起電力が変化することを利用したもので、
燃焼器具が不完全燃焼した場合燃焼を停止させる
ので非常に便利であつたが、円筒形の形状の為に
内面にススやホコリなどがつまり易く、その為に
正常動作せず安全でないという問題があつた。
又、電極は常に高温にさらされるので耐久的に優
れた材質が必要で、白金等の貴金属を必要としコ
スト的にも高くなり経済的にも普及性に乏しかつ
た。又、酸化物半導体センサーはこの点では勝る
が、断線、短絡故障し易く、故障のまま使用され
事故につながることもあり、安全性に乏しかつ
た。
ジルコニア等の燃料電池型の燃焼センサーを利用
したものがある。これは、円筒形の酸化ジルコニ
ア等の固体電解質の両面に白金電極等の多孔質の
電極を設け、円筒形の内面と外面との酸素濃度差
により起電力が変化することを利用したもので、
燃焼器具が不完全燃焼した場合燃焼を停止させる
ので非常に便利であつたが、円筒形の形状の為に
内面にススやホコリなどがつまり易く、その為に
正常動作せず安全でないという問題があつた。
又、電極は常に高温にさらされるので耐久的に優
れた材質が必要で、白金等の貴金属を必要としコ
スト的にも高くなり経済的にも普及性に乏しかつ
た。又、酸化物半導体センサーはこの点では勝る
が、断線、短絡故障し易く、故障のまま使用され
事故につながることもあり、安全性に乏しかつ
た。
本発明の構成をガス器具に応用した一実施例に
より説明する。第１図Ａ，Ｂに燃焼センサーであ
る酸化チタンの特性を示す。Ａ軸に室内の酸素濃
度、Ｂ軸に800℃付近でのセンサ抵抗値を示す。
例えば、酸素濃度19％の時センサ抵抗は1KΩで
あるので、制御回路によりセンサ抵抗が1KΩ以
下になると燃焼が停止する様にすれば酸素欠乏に
よる不完全燃焼が防止できる。又、Ｃ軸には燃焼
センサーの温度、Ｄ軸にはその抵抗値を示す。正
常燃焼時には燃焼センサーは燃焼炎により800℃
位に加熱されるので、500KΩ以上になると燃焼
が停止する様にしておけば、立消え等の場合も生
燃料の流出による火炎、爆発等を防ぐことができ
る。本グラフでは酸化チタンにより説明したが、
WO3，Fe2O3MO等の還元型半導体も同等の性質
を示す。これらの半導体は、一般に周囲の酸素分
圧により、酸化あるいは還元され抵抗値が変化す
ることが知られている。又、同一酸素圧でも雰囲
気中にCO，H2、煙等の未然ガスが発生した場合
も同様の性質を示す。すなわち、TiO2→TiO＋
Ｏの反応が生じ電気抵抗が変化する。
より説明する。第１図Ａ，Ｂに燃焼センサーであ
る酸化チタンの特性を示す。Ａ軸に室内の酸素濃
度、Ｂ軸に800℃付近でのセンサ抵抗値を示す。
例えば、酸素濃度19％の時センサ抵抗は1KΩで
あるので、制御回路によりセンサ抵抗が1KΩ以
下になると燃焼が停止する様にすれば酸素欠乏に
よる不完全燃焼が防止できる。又、Ｃ軸には燃焼
センサーの温度、Ｄ軸にはその抵抗値を示す。正
常燃焼時には燃焼センサーは燃焼炎により800℃
位に加熱されるので、500KΩ以上になると燃焼
が停止する様にしておけば、立消え等の場合も生
燃料の流出による火炎、爆発等を防ぐことができ
る。本グラフでは酸化チタンにより説明したが、
WO3，Fe2O3MO等の還元型半導体も同等の性質
を示す。これらの半導体は、一般に周囲の酸素分
圧により、酸化あるいは還元され抵抗値が変化す
ることが知られている。又、同一酸素圧でも雰囲
気中にCO，H2、煙等の未然ガスが発生した場合
も同様の性質を示す。すなわち、TiO2→TiO＋
Ｏの反応が生じ電気抵抗が変化する。
第２図に本発明の全体を示す。ガス回路は主コ
ツク３８、電磁弁３７、ノズル３５、バーナ３３
から成る。バーナ内には３４の酸化チタンからな
る燃焼センサーが設けられており、主コツクには
制御回路の電源スイツチ１及び、始動操作時に一
時的にオンされるタイマー用スイツチ２が設けら
れている。４は乾電池を示す。制御回路は、タイ
マー、発振器、比較器等より成る。タイマーは
７，９のダイオード、３，５，８，１１の抵抗、
６，１０のコンデンサーで初段が構成される。発
振器は１６のコンパレータ１２，１３，１４，１
５，１８ａ，１８ｂの抵抗及び１９のコンデンサ
で構成される。又これらの抵抗分割により振幅電
圧が構成される。比較器はコンパレータ２７と抵
抗２４，２５及びコンパレータ１７，２２と抵抗
２０，２１，２３とで構成される。さらに電磁弁
駆動回路として、トランジスタ２８、抵抗２６，
２９、トランス３０、ダイオード３１、コンデン
サ３２で成る。
ツク３８、電磁弁３７、ノズル３５、バーナ３３
から成る。バーナ内には３４の酸化チタンからな
る燃焼センサーが設けられており、主コツクには
制御回路の電源スイツチ１及び、始動操作時に一
時的にオンされるタイマー用スイツチ２が設けら
れている。４は乾電池を示す。制御回路は、タイ
マー、発振器、比較器等より成る。タイマーは
７，９のダイオード、３，５，８，１１の抵抗、
６，１０のコンデンサーで初段が構成される。発
振器は１６のコンパレータ１２，１３，１４，１
５，１８ａ，１８ｂの抵抗及び１９のコンデンサ
で構成される。又これらの抵抗分割により振幅電
圧が構成される。比較器はコンパレータ２７と抵
抗２４，２５及びコンパレータ１７，２２と抵抗
２０，２１，２３とで構成される。さらに電磁弁
駆動回路として、トランジスタ２８、抵抗２６，
２９、トランス３０、ダイオード３１、コンデン
サ３２で成る。
以上の構成を操作順に詳しく説明する。まず、
主コツク３８を開くと同時に電磁弁３７を手動に
より開成させて点火を行なう。（点火部は図示せ
ず）すると主コツクと連動された電源スイツチ１
が閉じ制御回路に通電されるとともに、タイマー
用スイツチ２により瞬時にコンデンサ１０がチヤ
ージアツプされる。通常の操作時間ではコンデン
サ６には抵抗３によりほとんどチヤージされな
い。一方コンデンサ１０にチヤージされた電荷は
抵抗８，１１を通じて徐々に放電されると同時に
コンパレータ２２に達する。又、コンパレータ１
６よりなる発振器は発振を開始し、発振電圧はコ
ンパレータ１７及び抵抗２０，２１，２３により
変圧されコンパレータ２２に達する。コンデンサ
ー１０の放電電圧が前記発振器の振幅電圧範囲内
にある間はコンパレータ２２の出力は発振出力を
示し、トランジスタ２８を発振させ、トランジス
タ３０でカツプリングされてダイオード３１、コ
ンデンサー３２で整流されソレノイド３６を励磁
し、電磁弁３７の開成は保持される。従つて燃焼
初期は３４の燃焼センサーの検知遅れはコンデン
サー１０の放電電位によりカバーされる。この間
に燃焼センサーは十分加熱され抵抗値が所定の
500KΩ以下となり、コンパレータ２７により前
記同様トランジスタ等により電磁弁は励磁されて
燃焼は続行される。すなわち、抵抗２５と、燃焼
センサ３４と抵抗２４で決められる電圧が、コン
パレータ１６の抵抗値で決められる発振電圧の上
限値以下になればコンパレータ２７の出力は発振
を開始し、電磁弁３７の開成は保持される。ここ
でタイマー部を除き、その間手動により電磁弁３
７の開成 保持を手動にすることも可能である。
燃焼中もし何らかの原因で燃焼炎が吹き消えた場
合、燃焼センサー３４は燃焼熱による加熱が停止
されるので抵抗値が所定の500KΩ以上となり、
コンパレータ２７の発振が停止し、電磁弁は閉じ
てガスの流出は防止される。又、密閉室で長時間
燃焼された場合、酸素濃度が下がり、不完全燃焼
等でガス中毒事故となるが、本発明によると酸素
濃度が低下すると前述の如く燃焼センサーの抵抗
値が1KΩ程度に下がり、抵抗２５等で決められ
る電圧がコンパレータ１６の発振電圧の下限値以
下となりコンパレータ２７の出力は発振を停止す
る。従つて燃焼は停止され、不完全燃焼による事
故も防ぐことができる。
主コツク３８を開くと同時に電磁弁３７を手動に
より開成させて点火を行なう。（点火部は図示せ
ず）すると主コツクと連動された電源スイツチ１
が閉じ制御回路に通電されるとともに、タイマー
用スイツチ２により瞬時にコンデンサ１０がチヤ
ージアツプされる。通常の操作時間ではコンデン
サ６には抵抗３によりほとんどチヤージされな
い。一方コンデンサ１０にチヤージされた電荷は
抵抗８，１１を通じて徐々に放電されると同時に
コンパレータ２２に達する。又、コンパレータ１
６よりなる発振器は発振を開始し、発振電圧はコ
ンパレータ１７及び抵抗２０，２１，２３により
変圧されコンパレータ２２に達する。コンデンサ
ー１０の放電電圧が前記発振器の振幅電圧範囲内
にある間はコンパレータ２２の出力は発振出力を
示し、トランジスタ２８を発振させ、トランジス
タ３０でカツプリングされてダイオード３１、コ
ンデンサー３２で整流されソレノイド３６を励磁
し、電磁弁３７の開成は保持される。従つて燃焼
初期は３４の燃焼センサーの検知遅れはコンデン
サー１０の放電電位によりカバーされる。この間
に燃焼センサーは十分加熱され抵抗値が所定の
500KΩ以下となり、コンパレータ２７により前
記同様トランジスタ等により電磁弁は励磁されて
燃焼は続行される。すなわち、抵抗２５と、燃焼
センサ３４と抵抗２４で決められる電圧が、コン
パレータ１６の抵抗値で決められる発振電圧の上
限値以下になればコンパレータ２７の出力は発振
を開始し、電磁弁３７の開成は保持される。ここ
でタイマー部を除き、その間手動により電磁弁３
７の開成 保持を手動にすることも可能である。
燃焼中もし何らかの原因で燃焼炎が吹き消えた場
合、燃焼センサー３４は燃焼熱による加熱が停止
されるので抵抗値が所定の500KΩ以上となり、
コンパレータ２７の発振が停止し、電磁弁は閉じ
てガスの流出は防止される。又、密閉室で長時間
燃焼された場合、酸素濃度が下がり、不完全燃焼
等でガス中毒事故となるが、本発明によると酸素
濃度が低下すると前述の如く燃焼センサーの抵抗
値が1KΩ程度に下がり、抵抗２５等で決められ
る電圧がコンパレータ１６の発振電圧の下限値以
下となりコンパレータ２７の出力は発振を停止す
る。従つて燃焼は停止され、不完全燃焼による事
故も防ぐことができる。
またタイマー用スイツチ２が何らかの原因で閉
じたままとなる故障の場合はコンデンサー６がし
だいに充電されてゆき、ダイオード９により発振
器の発振を停止させるので前記同様電磁弁３７の
開成は保持されず、スイツチの故障は安全故障と
なる。さらに、回路部品のいかなる部品が故障し
ても本発明の制御回路は安全故障となる。例えば
発振器の抵抗値がオープン故障となつた場合、い
ずれの抵抗器も発振作用を行なうのに必要な抵抗
器であるので、発振が停止するか、もしくは発振
周波数が異常に高くなり電磁弁３７の開成保持に
必要な値とならない。さらに本発明では発振器の
振幅電圧を抵抗分割で構成しているので燃焼セン
サー３４の電圧と比較するに際し、非常に精度の
高い比較ができ、かつ上述のとおりこれらのオー
プン、シヨート故障時は発振が停止するのでトラ
ンス３０の２次側に電圧が発生せず電磁弁３７は
開成され続けることはない。トランジスタのシヨ
ート故障時も発振が停止するか、もしくは発振周
波数が高くなり電磁弁３７の開成保持に必要な値
とならない。さらに本発明では発振器の振幅電圧
を抵抗分割で構成しているのでそのシヨート故障
により電磁弁が開成され続けることはない。（一
般に抵抗のシヨート故障はないとされている。）
トランジスタ２８のシヨート故障時等もトランス
が励磁されず電磁弁３７は開成を保持しない。
又、燃焼センサー３４のオープン故障時は抵抗値
が所定の500KΩ以上となり、シヨート故障時は
1KΩ以下となるので前述の如く電磁弁３７は開
かれず安全である。なお本実施例ではガス器具に
ついてのみ説明したが、石油器具等他の燃焼器具
にも応用できる。
じたままとなる故障の場合はコンデンサー６がし
だいに充電されてゆき、ダイオード９により発振
器の発振を停止させるので前記同様電磁弁３７の
開成は保持されず、スイツチの故障は安全故障と
なる。さらに、回路部品のいかなる部品が故障し
ても本発明の制御回路は安全故障となる。例えば
発振器の抵抗値がオープン故障となつた場合、い
ずれの抵抗器も発振作用を行なうのに必要な抵抗
器であるので、発振が停止するか、もしくは発振
周波数が異常に高くなり電磁弁３７の開成保持に
必要な値とならない。さらに本発明では発振器の
振幅電圧を抵抗分割で構成しているので燃焼セン
サー３４の電圧と比較するに際し、非常に精度の
高い比較ができ、かつ上述のとおりこれらのオー
プン、シヨート故障時は発振が停止するのでトラ
ンス３０の２次側に電圧が発生せず電磁弁３７は
開成され続けることはない。トランジスタのシヨ
ート故障時も発振が停止するか、もしくは発振周
波数が高くなり電磁弁３７の開成保持に必要な値
とならない。さらに本発明では発振器の振幅電圧
を抵抗分割で構成しているのでそのシヨート故障
により電磁弁が開成され続けることはない。（一
般に抵抗のシヨート故障はないとされている。）
トランジスタ２８のシヨート故障時等もトランス
が励磁されず電磁弁３７は開成を保持しない。
又、燃焼センサー３４のオープン故障時は抵抗値
が所定の500KΩ以上となり、シヨート故障時は
1KΩ以下となるので前述の如く電磁弁３７は開
かれず安全である。なお本実施例ではガス器具に
ついてのみ説明したが、石油器具等他の燃焼器具
にも応用できる。
従つて本発明によれば、従来の如く高価な燃焼
センサーを必要とせず、安価なセンサーであるの
で経済性がよく普及性が高い。また、円筒形の形
状を必要としないので、ススやホコリづまりがな
く安全性が高い。制御回路や燃焼センサーの故障
の場合、安全故障となり安心して使用できる等の
利点がある。
センサーを必要とせず、安価なセンサーであるの
で経済性がよく普及性が高い。また、円筒形の形
状を必要としないので、ススやホコリづまりがな
く安全性が高い。制御回路や燃焼センサーの故障
の場合、安全故障となり安心して使用できる等の
利点がある。
第１図Ａ，Ｂは本発明に使用する燃焼センサー
の特性図、第２図は本発明の一実施例における燃
焼安全器の回路図である。 １６……コンパレータ、２４……抵抗、３０…
…トランス、３５……ノズル。
の特性図、第２図は本発明の一実施例における燃
焼安全器の回路図である。 １６……コンパレータ、２４……抵抗、３０…
…トランス、３５……ノズル。
Claims (1)
- １ 燃焼器具の燃焼炎の排気及び排気熱を受け燃
焼状態により抵抗値が変化する酸化物半導体等の
燃焼センサーと、上記燃焼炎を形成させる燃焼通
路中に設けられた燃焼停止装置と、上記燃焼セン
サーの抵抗値を検知して上記燃焼停止装置を開閉
する制御回路とを有し、この制御回路中に振幅電
圧を抵抗分割により構成した発振器の発振電圧と
上記燃焼センサーの信号とを比較する比較器を有
する事を特徴とする燃焼安全器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6119079A JPS55152316A (en) | 1979-05-17 | 1979-05-17 | Combustion safety device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6119079A JPS55152316A (en) | 1979-05-17 | 1979-05-17 | Combustion safety device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55152316A JPS55152316A (en) | 1980-11-27 |
| JPS6161012B2 true JPS6161012B2 (ja) | 1986-12-23 |
Family
ID=13163991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6119079A Granted JPS55152316A (en) | 1979-05-17 | 1979-05-17 | Combustion safety device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55152316A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57178959U (ja) * | 1981-05-08 | 1982-11-12 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130044Y2 (ja) * | 1979-01-19 | 1986-09-03 |
-
1979
- 1979-05-17 JP JP6119079A patent/JPS55152316A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55152316A (en) | 1980-11-27 |
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