JPS6165153A - 燃焼安全装置用センサ - Google Patents
燃焼安全装置用センサInfo
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- JPS6165153A JPS6165153A JP59185967A JP18596784A JPS6165153A JP S6165153 A JPS6165153 A JP S6165153A JP 59185967 A JP59185967 A JP 59185967A JP 18596784 A JP18596784 A JP 18596784A JP S6165153 A JPS6165153 A JP S6165153A
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- Japan
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- combustion
- electrodes
- electrode
- oxygen
- electromotive force
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- Pending
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-
- 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
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4075—Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts
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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】
(産業上の利用分野)
本発明は家庭用燃焼機器において、炎の立ち消えなどに
よる燃焼の停止、又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
全装置用センナの改良に関する。
よる燃焼の停止、又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
全装置用センナの改良に関する。
(従来技術)
従来、燃焼機器内燃焼安全装置用のセンナは酸素イオン
伝導性固体電解質の管状又は袋管状の焼結体の内外周表
面に耐熱性t&を形成したものが使用されていた。
伝導性固体電解質の管状又は袋管状の焼結体の内外周表
面に耐熱性t&を形成したものが使用されていた。
第4図はその一例を示しくa)は正面図、(b)は(a
)の請=肴断面図で、酸素イオン伝導性固体電解質の管
状の焼結体3に耐熱性の内周電極」及び外周電極2を形
成したセンサである。このセンサは酸素イオン伝導性固
体電解質の隔壁を介して内周電極と外周電極における酸
素分圧の差により9周知のネルンストの式による起電力
Eを発生する。即ち起電力はE= (RT/4F)In
(P1/P2.)の式で表わされる。ここでRは気体定
数、Fはファラデ一定数+ Ptは内周電極における酸
素分圧、Pzは外周電極における酸素分圧、Tは検知部
の絶対温度である。
)の請=肴断面図で、酸素イオン伝導性固体電解質の管
状の焼結体3に耐熱性の内周電極」及び外周電極2を形
成したセンサである。このセンサは酸素イオン伝導性固
体電解質の隔壁を介して内周電極と外周電極における酸
素分圧の差により9周知のネルンストの式による起電力
Eを発生する。即ち起電力はE= (RT/4F)In
(P1/P2.)の式で表わされる。ここでRは気体定
数、Fはファラデ一定数+ Ptは内周電極における酸
素分圧、Pzは外周電極における酸素分圧、Tは検知部
の絶対温度である。
上記センサを第5図に示すように強弱燃焼等の火力調節
機能を有するガス又は石油7ア/ヒーター等のバーナー
11に設置した場合、内周電極1は下端を通して大気に
接触し、酸素量が正常のときは第5図(a)に示すよう
に外周電極2は燃焼炎6に接触して両電極間での酸素分
圧が大きくなって起電力が発生する。同図において7は
内炎、8は火力が小さいとき(弱燃焼時)の外炎、10
は火力が大きいとき(強撚焼時)の外炎で、火力の大小
によって燃焼炎の長さが変化する。又強燃焼で酸欠状態
になったときには第5図(b)に示すように更に外炎が
12のように伸延すると共に、内炎も伸長して生じた未
燃ガスと一次空気の混合気9と外周電極が接触して内外
周電極間での酸素分圧の差が小さくなって起電力が低下
する。このように火力変動により燃焼炎の長さが異なり
、室内酸素濃度に対する起電力変化が火力変動に対して
異なるために不完全燃焼の検知が困難になる問題がめっ
た。尚第5図(al、 (blにおいて13及び14は
外部計器に接続用のリード線である。
機能を有するガス又は石油7ア/ヒーター等のバーナー
11に設置した場合、内周電極1は下端を通して大気に
接触し、酸素量が正常のときは第5図(a)に示すよう
に外周電極2は燃焼炎6に接触して両電極間での酸素分
圧が大きくなって起電力が発生する。同図において7は
内炎、8は火力が小さいとき(弱燃焼時)の外炎、10
は火力が大きいとき(強撚焼時)の外炎で、火力の大小
によって燃焼炎の長さが変化する。又強燃焼で酸欠状態
になったときには第5図(b)に示すように更に外炎が
12のように伸延すると共に、内炎も伸長して生じた未
燃ガスと一次空気の混合気9と外周電極が接触して内外
周電極間での酸素分圧の差が小さくなって起電力が低下
する。このように火力変動により燃焼炎の長さが異なり
、室内酸素濃度に対する起電力変化が火力変動に対して
異なるために不完全燃焼の検知が困難になる問題がめっ
た。尚第5図(al、 (blにおいて13及び14は
外部計器に接続用のリード線である。
(発明の目的)
本発明は上記した問題を解消し火力変動においても不完
全燃焼等を検知できる燃焼安全装置用センサを提供する
ことを目的とする。
全燃焼等を検知できる燃焼安全装置用センサを提供する
ことを目的とする。
(発明の構成)
本発明は、管状又は袋管状の酸素イオン伝導性固体電解
質焼結体の外周面に2個以上の耐熱性電極及び内周面に
耐熱性の電極を設けてなる燃焼安全装置用センサに関す
る。
質焼結体の外周面に2個以上の耐熱性電極及び内周面に
耐熱性の電極を設けてなる燃焼安全装置用センサに関す
る。
本発明において酸素イオン伝導性固体電解質焼結体(以
下焼結体という)は、材料としてイツトリア、カルシア
、マグネシア、セリア、ストロンテア等で安定化したジ
ルコニア、ドリア等が用いられ、断面円形又は角形の管
状又は袋管状に成形し焼結される。耐熱性電極(以下電
極という)は。
下焼結体という)は、材料としてイツトリア、カルシア
、マグネシア、セリア、ストロンテア等で安定化したジ
ルコニア、ドリア等が用いられ、断面円形又は角形の管
状又は袋管状に成形し焼結される。耐熱性電極(以下電
極という)は。
材料として白金、ロジウム、パラジウム等の金属又はこ
れらの合金が用いられ、ペーストにして印刷法等により
前記焼結体の内外周表面に塗布され。
れらの合金が用いられ、ペーストにして印刷法等により
前記焼結体の内外周表面に塗布され。
焼付けられる。電極は外周面に2個以上及び内周面に1
個設ける(以下外周電極及び内周電極と呼ぶ)。
個設ける(以下外周電極及び内周電極と呼ぶ)。
電極の大きさ、形状及び位置関係は使用する燃料、バー
ナー、燃焼機器の性能等を検討して選定され%に制限は
ないが、内周電極は内周面の長さ方向に連続しリード線
と結合する端子部を外周面に外周電極と接触しないよう
に設けるとリード線と接続し易く好ましい。又外周電極
は1例えば円筒状の焼結体の場合周方向に180【れた
反対の位置に一つの電極は第2図の5のように燃焼炎と
接する先端部まで、もう一方の電極は同図の4のように
排ガスとは接するが燃焼炎とは接しないように途中まで
設けることが好ましい。
ナー、燃焼機器の性能等を検討して選定され%に制限は
ないが、内周電極は内周面の長さ方向に連続しリード線
と結合する端子部を外周面に外周電極と接触しないよう
に設けるとリード線と接続し易く好ましい。又外周電極
は1例えば円筒状の焼結体の場合周方向に180【れた
反対の位置に一つの電極は第2図の5のように燃焼炎と
接する先端部まで、もう一方の電極は同図の4のように
排ガスとは接するが燃焼炎とは接しないように途中まで
設けることが好ましい。
又電極表面にはジルコニア粉等を溶射した保護膜を設け
れば電極の耐腐蝕性が向上して好ましい。
れば電極の耐腐蝕性が向上して好ましい。
(作 用)
センサを上記のように構成した場合の作用を第2図を例
にして説明する。第2図のように焼結体3に内周電極1
及び二つの外周電極4.5を形成したセンサをバーナー
上に設置すると内周電極1は大気に接触する。酸素量が
正常のときは9弱燃焼時には第2図(a)に示すように
外周電極4は燃焼排ガスに他の外周電極5は燃焼炎に接
触し、電極1.4間の酸素分圧差が小さいため起電力は
低いが、電極3.5間の酸素分圧差は大きく、高い起電
力を示し1強燃焼時には第2図(blに示すように外周
電極は4.5共に燃焼炎に接触して内周電極1との間の
酸素分圧差が大きく高い起電力を示す。
にして説明する。第2図のように焼結体3に内周電極1
及び二つの外周電極4.5を形成したセンサをバーナー
上に設置すると内周電極1は大気に接触する。酸素量が
正常のときは9弱燃焼時には第2図(a)に示すように
外周電極4は燃焼排ガスに他の外周電極5は燃焼炎に接
触し、電極1.4間の酸素分圧差が小さいため起電力は
低いが、電極3.5間の酸素分圧差は大きく、高い起電
力を示し1強燃焼時には第2図(blに示すように外周
電極は4.5共に燃焼炎に接触して内周電極1との間の
酸素分圧差が大きく高い起電力を示す。
一方酸欠状態になると第5図(blの場合と同様に外周
電極5に燃焼炎中の一次空気の一部が接触し。
電極5に燃焼炎中の一次空気の一部が接触し。
強撚焼時には室内の酸素濃度が18〜19チで。
電極1.5間で生じる起電力が急激に低下し、不完全燃
焼を前記室内酸素i度で検知する。更に室内の酸素濃度
が低下すると外周電極4にも燃焼炎中の一次空気の一部
が接触して室内の酸素濃度が17〜18%で電極1.4
間で生じる起電力が急激に低下し不完全燃焼を検知する
。また弱燃焼時に酸欠状態になると、電極1.5間で生
じる起電力は室内の酸素濃度が17〜18%で急激に低
下し、電極1.4間で生じる起電力は室内の酸素濃度が
15〜16チで急激に低下する。
焼を前記室内酸素i度で検知する。更に室内の酸素濃度
が低下すると外周電極4にも燃焼炎中の一次空気の一部
が接触して室内の酸素濃度が17〜18%で電極1.4
間で生じる起電力が急激に低下し不完全燃焼を検知する
。また弱燃焼時に酸欠状態になると、電極1.5間で生
じる起電力は室内の酸素濃度が17〜18%で急激に低
下し、電極1.4間で生じる起電力は室内の酸素濃度が
15〜16チで急激に低下する。
上記したことから強撚焼時には電極1,4間で生じる起
電力を2弱燃焼時には電極1.5間で生じる起電力を利
用することにより9強弱燃焼等の火力変動時においても
酸素欠乏による不完全燃焼を検知し得る。
電力を2弱燃焼時には電極1.5間で生じる起電力を利
用することにより9強弱燃焼等の火力変動時においても
酸素欠乏による不完全燃焼を検知し得る。
(実施例)
以下本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例になる燃焼安全装置用センナ
で[a)l’j正面図、 fb)#′if、i)の断面
図でhる。
で[a)l’j正面図、 fb)#′if、i)の断面
図でhる。
3はイツトリアで安定化したジルコニア粉を外径4鵬、
内径2un及び長さ35onに成形し焼成し円筒状の焼
結体で、その外周上の互いに180°離れた位置及び内
周全面に白金ペースト(徳力化学製◆8103)を塗布
後焼付けて外周電極4.5及び内周電極1tl−形成し
、外周面にジルコニア粉を溶射し100μの保護膜(図
示せず)を形成し。
内径2un及び長さ35onに成形し焼成し円筒状の焼
結体で、その外周上の互いに180°離れた位置及び内
周全面に白金ペースト(徳力化学製◆8103)を塗布
後焼付けて外周電極4.5及び内周電極1tl−形成し
、外周面にジルコニア粉を溶射し100μの保護膜(図
示せず)を形成し。
センサとしたものである。構外周電極5は先端部を焼結
体3の左端部まで、外周電極4は先端部を焼結体の左端
から右側にずらして設け、内周電極1の1部は第1図(
a)に示すように内周から連続して外周に設はリード線
接続部とした。
体3の左端部まで、外周電極4は先端部を焼結体の左端
から右側にずらして設け、内周電極1の1部は第1図(
a)に示すように内周から連続して外周に設はリード線
接続部とした。
このセンサを第2図(alに示すように燃焼室内に設け
た石油ファンヒーターのバーナー11の上に。
た石油ファンヒーターのバーナー11の上に。
外周電極5の先端が燃焼炎6に接触し、外周電極4が燃
焼排ガスに接触するように設置し、リード線13及び1
4により外部計器に接続したのち。
焼排ガスに接触するように設置し、リード線13及び1
4により外部計器に接続したのち。
室内の酸素濃度を変化させその起電力を測定したところ
、第3図に示すように、酸素濃度が20%以上の正常燃
焼時には強燃焼1弱燃焼のいずれの場合にも0.7部以
上の高い起電力を示し、室内の酸素濃度の低下と共に起
電力が低下し2強撚焼。
、第3図に示すように、酸素濃度が20%以上の正常燃
焼時には強燃焼1弱燃焼のいずれの場合にも0.7部以
上の高い起電力を示し、室内の酸素濃度の低下と共に起
電力が低下し2強撚焼。
弱燃焼いずれの場合にも酸素濃度が17〜19%で急激
に低下し不完全燃焼を検知した。
に低下し不完全燃焼を検知した。
(発明の効果)
本発明によれば1強撚焼1弱燃焼等の火力変動時におい
ても、酸素欠乏による不完全燃焼、炎の立ち消え等を検
知できる。又センサの劣化や破損を生じた場合には起電
力が低下するからセンサの異常を他のセンサに頼らず自
己検知できる。
ても、酸素欠乏による不完全燃焼、炎の立ち消え等を検
知できる。又センサの劣化や破損を生じた場合には起電
力が低下するからセンサの異常を他のセンサに頼らず自
己検知できる。
第1図は本発明の一実施例になる燃焼安全装置用のセン
サで(alは正面図、(b)は(alの断面図、第2図
は第1図の燃焼安全装置用センナの使用状態を示す略図
、第3図は室内酸素濃度と起電力の関係を示すグラフ、
第4図は従来の燃焼安全装置用センサで(alは正面図
、(b)は(alの断面図、第5図は第4図の燃焼安全
装置用センサの使用状態を示す略図である。 符号の説明 1・・・内周電極 2・・・外周電極3・・・焼
結体 4・・・外周電極5・・・外周電極
6・・・燃焼炎7・・・内炎 8・・・
外炎(弱燃焼時)9・・・未燃ガスと一次空気の混合気
体10・・・外炎(強燃焼時)11・・・バーナー12
・・・外炎(酸欠時)13・・・リード線14・・・リ
ード線 丈α 室内乃牲を遁か(別
サで(alは正面図、(b)は(alの断面図、第2図
は第1図の燃焼安全装置用センナの使用状態を示す略図
、第3図は室内酸素濃度と起電力の関係を示すグラフ、
第4図は従来の燃焼安全装置用センサで(alは正面図
、(b)は(alの断面図、第5図は第4図の燃焼安全
装置用センサの使用状態を示す略図である。 符号の説明 1・・・内周電極 2・・・外周電極3・・・焼
結体 4・・・外周電極5・・・外周電極
6・・・燃焼炎7・・・内炎 8・・・
外炎(弱燃焼時)9・・・未燃ガスと一次空気の混合気
体10・・・外炎(強燃焼時)11・・・バーナー12
・・・外炎(酸欠時)13・・・リード線14・・・リ
ード線 丈α 室内乃牲を遁か(別
Claims (1)
- 1、管状又は袋管状の酸素イオン伝導性固体電解質焼結
体の外周面に2個以上の耐熱性電極及び内周面に耐熱性
電極を設けてなる燃焼安全装置用センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59185967A JPS6165153A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 燃焼安全装置用センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59185967A JPS6165153A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 燃焼安全装置用センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6165153A true JPS6165153A (ja) | 1986-04-03 |
Family
ID=16180006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59185967A Pending JPS6165153A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 燃焼安全装置用センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6165153A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007108133A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Paloma Ind Ltd | ガス燃焼機器の空燃比検出方法及び空燃比検出センサー並びにガス燃焼機器 |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP59185967A patent/JPS6165153A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007108133A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Paloma Ind Ltd | ガス燃焼機器の空燃比検出方法及び空燃比検出センサー並びにガス燃焼機器 |
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