JP2939122B2 - 熱線式風速センサの取付構造 - Google Patents

熱線式風速センサの取付構造

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JP2939122B2 JP6143469A JP14346994A JP2939122B2 JP 2939122 B2 JP2939122 B2 JP 2939122B2 JP 6143469 A JP6143469 A JP 6143469A JP 14346994 A JP14346994 A JP 14346994A JP 2939122 B2 JP2939122 B2 JP 2939122B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、送風気体の流路に配置
される風速検出用の抵抗発熱体及び温度補償抵抗を含む
回路から前記送風気体の送風量に応じた信号を出力する
熱線式風速センサの取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】熱線式風速センサとしては、例えば図3
に示すような定温度差型のものが知られている。この熱
線式風速センサは、例えば白金線からなる抵抗発熱体1
と、発熱体1と同じ温度係数の感熱素子からなる温度補
償用抵抗2と、一組の固定抵抗値のリファレンス抵抗
3,4とにより構成されたブリッジ回路5を備える。風
速の検出に際しては、抵抗発熱体1と温度補償用抵抗2
とが送風気体の流路に配置され、また、抵抗発熱体1は
温度補償用抵抗2よりその抵抗値が小さくなっている。
【0003】そして、該熱線式風速センサはブリッジ回
路5にオペアンプ6やトランジスタ7を用いて構成され
た帰還増幅器8を介して給電することにより、抵抗発熱
体1の発熱温度が流路を流れる気体の温度に対して常に
一定温度だけ高い温度となるように該抵抗発熱体1に電
流を流し、この状態でブリッジ回路5の出力点P(ブリ
ッジ回路5への給電部)に生じる電圧を抵抗発熱体1の
位置における風速を示す検出信号として増幅器9を介し
て出力するようにしている。尚、抵抗発熱体1の位置に
おける風量は、その風速に流路の断面積を乗算したもの
となるので、増幅器9の出力レベルにより風量を検出す
ることもできる。
【0004】かかる熱線式風速センサにおいては、抵抗
発熱体1の位置における風速が増加すると、該発熱体1
が冷やされるため、該発熱体1の発熱温度を流路を流れ
る気体の温度に対して一定温度だけ高い温度とするため
にブリッジ回路5への給電電流が帰還増幅器8により増
加される。このため、前記増幅器9の出力レベルが風速
に応じて増加し、該増幅器9の出力レベルにより風速を
検出することができる。
【0005】また、温度補償用抵抗2は、抵抗発熱体1
と同じ温度係数の感熱素子を用いることで、流路を流れ
る気体の温度が変化した場合に、上述したように抵抗発
熱体1の発熱温度を流路を流れる気体の温度に対して一
定温度だけ高い温度にすべく、温度補償用抵抗2に接触
する該気体の温度変化に応じて抵抗発熱体1の温度を補
正して該抵抗発熱体1と気体との温度差を一定に維持す
るためのもので、これにより、風速が一定であれば、気
体の温度が変化しても、風速センサの出力レベル(増幅
器9の出力レベル)は一定となる。この場合、抵抗発熱
体1と温度補償用抵抗2とに接触する気体の温度や風速
が同じであることが前提条件となる。
【0006】ところで、図4は、抵抗発熱体1及び温度
補償用抵抗2を燃焼機器における送風ファンからバーナ
への送風通路10に取り付けた状態を示すものであり、
抵抗発熱体1及び温度補償用抵抗2は、回路基板11の
下方に形成された切欠部12に、送風通路10の径方向
の上下に離間して配置されている。
【0007】しかしながら、このように抵抗発熱体1及
び温度補償用抵抗2が送風通路10の径方向に離間して
配置されると、送風通路10の中央部と内周壁部とを流
れる燃焼用空気に温度差や風速差が生じているため、抵
抗発熱体1と温度補償用抵抗2とに接触する空気の温度
や風速が相違する場合がある。
【0008】詳述すると、燃焼用空気が燃焼室の周囲を
通って送風通路10内に取り入れられるものでは、燃焼
用空気は送風通路10の外部の温度より高温となるた
め、送風通路10の内周壁部を流れる燃焼用空気は該周
壁部を介して放熱し、中央部を流れる燃焼用空気よりも
温度が低くなる。
【0009】また、燃焼用空気が燃焼機器の外部から直
接送風通路10内に取り入れられるものでは、燃焼用空
気は送風通路10の外部の温度よりも低温となるため、
送風通路10の内周壁部を流れる燃焼用空気は該周壁部
を介して受熱し、中央部を流れる燃焼用空気よりも高温
となる。
【0010】一方、風速については、一般に、内周壁部
を流れる燃焼用空気は、中央部を流れる燃焼用空気より
も遅くなることが知られている。
【0011】従って、このような場合には、抵抗発熱体
1及び温度補償用抵抗2の設置環境が相違するため、上
述したように温度補償用抵抗2に接触する燃焼用空気の
温度に応じて抵抗発熱体1の温度を補正しても、風速の
検出精度に誤差が生じてバーナの燃焼量に対応した風量
を供給することができなくなるという不都合があった。
【0012】また、回路基板11の基板面が送風通路1
0に跨がるように配置されているため、送風通路10を
流れる燃焼用空気が該基板面にぶつかってしまい、該送
風通路10での燃焼用空気のスムーズな流れが阻害され
るという不都合があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消するためになされたものであり、送風気体の風速
あるいは風量を正確に検出することができるようにした
熱線式風速センサの取付構造を提供することを目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、送風通路内に流れる送風気体の送風量
に応じた信号を出力する風速検出用の抵抗発熱体及び温
度補償抵抗を含む回路構成部を備えた熱線式風速センサ
の取付構造であって、前記回路構成部が取着される回路
基板は、前記送風通路内に配置される部分と、前記送風
通路外に配置される部分とからなり、前記回路基板の前
記送風通路内に配置される部分の先端部は、前記送風通
路外から挿入されて該送風通路の内壁部に形成された溝
部に嵌め込まれ、前記回路基板の前記送風通路内に配置
される部分に前記送風通路の上流側に向けて開口した切
欠部が設けられ、該切欠部に前記抵抗発熱体が前記温度
補償用抵抗より下流側になるように前記抵抗発熱体及び
前記温度補償用抵抗が前記送風気体の流れ方向に沿って
並設され、前記回路基板の前記送風通路外に配置される
部分に前記抵抗発熱体及び前記温度補償抵抗以外の回路
構成部が設けられていることを特徴とするものである。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【作用】本発明によれば、抵抗発熱体及び温度補償用抵
抗が、送風気体の流れ方向に沿って並設されているの
で、該抵抗発熱体と該温度補償用抵抗とに略同一の温度
であり、かつ、略同一の風速である送風気体を接触させ
ることが可能となる。
【0019】また、抵抗発熱体及び前記温度補償用抵抗
を、回路基板に形成された切欠部に設け、該回路基板の
切欠部の開口を前記流路の上流側に向けて配置したの
回路基板の基板面が送風気体の流れの方向に沿って
配置されるため、該基板面が流れの邪魔にならないよう
になり、送風気体の流れをスムーズなものとすることが
可能となる。
【0020】さらに、抵抗発熱体及び前記温度補償用抵
抗をその他の回路構成部と共に回路基板に設けているの
、電気配線が大幅に省略されて風速センサの構成を簡
略化することが可能となる。
【0021】さらに、抵抗発熱体を通過する送風気体は
抵抗発熱体によって温められる。この場合、抵抗発熱体
を温度補償用抵抗より下流側に配置することで、抵抗発
熱体によって温められた送風気体が温度補償用抵抗に接
触しないようにすることができるため、両者を近接して
配置することが可能となる。
【0022】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1及び図2を参
照して説明する。図1は本発明の実施の一例である熱線
式風速センサの取付構造の説明的断面図、図2は図1の
II−II線断面図である。尚、本実施例では、燃焼機
器における送風ファンからバーナへの送風通路10に熱
線式風速センサを取り付ける構造を例にとる。また、熱
線式風速センサはその基本的回路構成が従来と同一であ
るので、同一部分については同一符号を付してその説明
を省略する。
【0023】図1及び図2に従って全体構成を説明する
と、熱線式風速センサは、上下方向に長い略長方形状の
回路基板13の基板面上側に、一組の固定抵抗値のリフ
ァレンス抵抗3,4と、オペアンプ6やトランジスタ7
を用いて構成された帰還増幅器8と、増幅器9とがそれ
ぞれ取着されている。回路基板13の下部の右側縁部に
は四角形状の切欠部14が形成されている。該切欠部1
4には、白金線からなる抵抗発熱体1と、該抵抗発熱体
1より抵抗の大きい白金線からなる温度補償用抵抗2と
が左右方向に互いに離間して平行配置されている。配置
に際しては、抵抗発熱体1を温度補償用抵抗2の左側に
配置する。このように、抵抗発熱体1及び温度補償用抵
抗2をその他のブリッジ回路構成部と共に回路基板13
に設けることにより、複雑な電気配線を省略して熱線式
風速センサの構成の簡略化を図っている。回路基板13
の大きさは、送風通路10の大きさにより決まり、本実
施例では、送風通路10は直径50mmであり、回路基
板13は幅20mm、厚さ1mm、切欠部14の径方向
の長さは25mmとなっている。
【0024】かかる構成の熱線式風速センサは、図1に
示すように、切欠部14の開口部15を送風通路10の
上流側、即ち、送風ファン側に向けて取り付けられて抵
抗発熱体1及び温度補償用抵抗2が送風通路10を流れ
る燃焼用空気の流れ方向に沿って並設されている。この
ように回路基板13の切欠部14の開口15を送風通路
10の上流側に向けて取り付けることにより、回路基板
13は燃焼用空気の流れに対して板厚が対向するように
配置されて該燃焼用空気のスムーズな流れが確保される
と共に、抵抗発熱体1及び温度補償用抵抗2に対して燃
焼用空気が直接当たるようになる。
【0025】また、取付時には、抵抗発熱体1は温度補
償用抵抗2より下流側に配置されており、一組の固定抵
抗値のリファレンス抵抗3,4、帰還増幅器8及び増幅
器9は送風通路10外に配置されている。さらに、回路
基板13の下端部は、送風通路10の内壁部に形成され
た溝部16に嵌め込まれて取付強度の向上が図られてい
る。
【0026】かかる構成の熱線式風速センサにおいて
は、抵抗発熱体1の位置における風速が増加すると、該
発熱体1が冷やされるため、該発熱体1の発熱温度を送
風通路10を流れる燃焼用空気の温度に対して一定温度
だけ高い温度とするためにブリッジ回路5への給電電流
が帰還増幅器8により増加される。これにより、前記増
幅器9の出力レベルが風速に応じて増加し、該増幅器9
の出力レベルにより風速を検出する。そして、温度補償
用抵抗2は、送風通路10を流れる燃焼用空気の温度が
変化した場合に、該温度補償用抵抗2に接触する該燃焼
用空気の温度変化に応じて抵抗発熱体1の温度を補正す
る。
【0027】この時、抵抗発熱体1及び温度補償用抵抗
2が、燃焼用空気の流れ方向に沿って並設されているの
で、該抵抗発熱体1と該温度補償用抵抗2が燃焼用空気
の同じ流れの場に配置されて略同一の温度、かつ、略同
一の風速の燃焼用空気が接触する。従って、抵抗発熱体
1及び温度補償用抵抗2の設置条件が同じになるので、
温度補償用抵抗2に接触する燃焼用空気の温度に応じて
抵抗発熱体1の温度を補正するに際して、正確な風速検
出がなされてバーナの燃焼量に対応した風量を供給する
ことができる。
【0028】また、抵抗発熱体1を通過する燃焼用空気
は抵抗発熱体1によって温められる。この場合、抵抗発
熱体1が温度補償用抵抗2より上流側に配置されるとき
は、抵抗発熱体1によって温められた燃焼用空気が温度
補償用抵抗2に接触して両者に接触する燃焼用空気の温
度差が広がるので、両者を所定寸法離して配置する必要
が生じ、回路基板13が大きなものとなる。しかし、本
実施例では、上述したように、抵抗発熱体1を温度補償
用抵抗2より下流側に配置して抵抗発熱体1によって温
められた燃焼用空気が温度補償用抵抗2に接触しないよ
うにしているので、両者を近接して配置することができ
る。このため、回路基板13を小さなものとすることが
でき、センサの小型化を図ることができる。
【0029】尚、上記実施例では、抵抗発熱体1及び温
度補償用抵抗2を送風通路10の中央部に設けたが、送
風通路10の内周壁部に設けるようにしてもよい。
【0030】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、抵抗発熱体と温度補償用抵抗とに略同一の温
度であり、かつ、略同一の風速である送風気体を接触さ
せることができるので、温度補償用抵抗に接触する送風
気体の温度に応じて抵抗発熱体の温度を補正するに際し
て、正確な風速の検出を行うことができる。
【0031】また、抵抗発熱体及び前記温度補償用抵抗
を、回路基板に形成された切欠部に設け、該回路基板の
切欠部の開口を前記流路の上流側に向けて配置すること
により、該基板面が送風気体の流れの邪魔にならないよ
うに配置されるので、送風気体の流れをスムーズなもの
とすることができる。
【0032】さらに、抵抗発熱体及び温度補償用抵抗を
その他の回路構成部と共に回路基板に設けることによ
り、電気配線が大幅に省略されて風速センサの構成を簡
略化することができるので、該センサの製造コストの低
減を図ることができる。
【0033】さらに、抵抗発熱体を、温度補償用抵抗よ
り下流側に配置するようにしたので、抵抗発熱体及び温
度補償用抵抗を近接して配置することができるため、回
路基板等が小さくて済みセンサの小型化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一例である熱線式風速センサの
取付構造の説明的断面図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】熱線式風速センサの回路構成図である。
【図4】従来の熱線式風速センサの取付構造を説明する
ための斜視図である。
【符号の説明】
1…抵抗発熱体、2…温度補償抵抗、5…ブリッジ回
路、10…送風通路、13…回路基板、14…切欠部、
15…開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−72221(JP,A) 特開 平6−18303(JP,A) 実開 昭61−3425(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01P 5/12 G01F 1/68

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送風通路内に流れる送風気体の送風量に応
    じた信号を出力する風速検出用の抵抗発熱体及び温度補
    償抵抗を含む回路構成部を備えた熱線式風速センサの取
    付構造であって、 前記回路構成部が取着される回路基板は、前記送風通路
    内に配置される部分と、前記送風通路外に配置される部
    分とからなり、前記回路基板の前記送風通路内に配置さ
    れる部分の先端部は、前記送風通路外から挿入されて該
    送風通路の内壁部に形成された溝部に嵌め込まれ、前記
    回路基板の前記送風通路内に配置される部分に前記送風
    通路の上流側に向けて開口した切欠部が設けられ、該切
    欠部に前記抵抗発熱体が前記温度補償用抵抗より下流側
    になるように前記抵抗発熱体及び前記温度補償用抵抗が
    前記送風気体の流れ方向に沿って並設され、前記回路基
    板の前記送風通路外に配置される部分に前記抵抗発熱体
    及び前記温度補償抵抗以外の回路構成部が設けられてい
    ることを特徴とする熱線式風速センサの取付構造。
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