JP3798138B2

JP3798138B2 - Fluid flow rate detection device and combustion device

Info

Publication number: JP3798138B2
Application number: JP36358797A
Authority: JP
Inventors: 正登近藤; 正徳榎本
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: JPH11183224A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯器等の機器内に配置された管路等の流体を案内する流体通路に配置され、流体の流量を正確に検出する検出装置に係り、さらに、このような検出装置を備える燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内部に流体の通路を備える機器としては、例えば給湯器等内部に管路を備える燃焼装置があげられる。
このような燃焼装置は、給水を加熱して湯（温水）を供給する給湯系もしくは、浴槽の温水を循環加熱する追焚き系の管路を備えており、この管路と連通した受熱管を、バーナにより加熱される熱交換器に通して、加熱するようにしている。
【０００３】
そして、このような給湯系または循環系の管路には、この管路を通る温水の流量を検出する流体流量検出装置を備えており、その検出信号に基づいて、上記バーナ等の燃焼部の燃焼制御を行っている。
【０００４】
このような流体流量検出装置としては、具体的には、例えば図７に示すような流量センサとしてのフローセンサが用いられている。このフローセンサ１は、筒状のボディ２内に給水が入ると、ボディ２内に配置されたタービン３を回転させる。タービン３には回転する周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に着磁されたリング状の磁石４が設けられており、タービン３の回転に対応してこの磁石４による磁界の位相変化をホールＩＣ５により検出して、信号としてとりだすようになっている。
したがって、上記ホールＩＣ５の信号に基づいて、管路内の温水の有無及び温水の流量が検出できるようになっている。
【０００５】
一方、図８は温水の流量ではなく、流水の有無を確認するための流水スイッチの例を示している。
流水スイッチ６は、ボディ７を備えており、このボディ７内には空間Ｓ１が形成されていて、空間Ｓ１には入り側管路７ａと出側管路７ｂが連通している。
また、空間Ｓ１内には、スイングプレート８が設けられており、空間Ｓ１内に給水が進入すると、その水圧を受けてスイングプレート８が揺動するようになっている。このスイングプレート８には、磁石８ａが取付けられている。一方、ボディ７側にはリードスイッチ９が配置されている。
これにより、図８において、給水が入り側管路７ａから空間Ｓ内に入り、スイングプレート８を矢印方向に揺動させると、スイングプレート８の磁石８ａの磁界がリードスイッチ９に作用してその接点をオンさせることになる。これにより、管路内に流水が存在することが検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のようなフローセンサ１や流水スイッチ６にあっては、それぞれタービン３やスイングプレート８のように、流水に直接触れて、流水の流れに応じて機械的に動作する部分を備えている。このような動作部を有していると、例えば流水中のゴミや、例えば追焚き管路を流れる髪の毛等が絡むと、動作不良を生じて、正しい検出が不可能になるという問題がある。
また、このような動作部を設けないようにして、管路内の流水が触れる位置に半導体によるセンサを設ける方法もある。
しかしながら、このようなセンサ部を流水の流れる管路内に配置すると、長期間使用するうちに、水の不純物が原因となるスケールや湯あか（水あか），ゴミ等の異物が上記センサ部に付着し、検出値にくるいが生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、動作不良を生じる機械的な動作部を必要とせず、長期間使用した場合にも、高い検出性能を維持できる流体流量検出装置およびこれを利用した燃焼装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１の発明にあっては、浴槽から引き込まれた水を案内する流体通路に配置される流体流量検出装置であり、流体通路内に配置され、この流体通路を流れる前記水に接触する流量センサと、この流量センサが前記水の流量を測定する際に流量センサの出力を温度補正するために設けられる温度補正用センサとを備え、前記流体通路の内部には、この通路を横切る方向に延びる支持部が設けられており、この支持部の先端部に前記流量センサが配置され、この支持部の側面側であって、流体通路を流れる前記水の下流側に面した箇所に前記温度補正用センサが配置されている、流体流量検出装置により、達成される。
【０００９】
請求項１の発明の構成によれば、流量センサと温度補正用センサは共に流体通路を流れる水の温度が伝えられる位置に配置されている。そして、流体通路の内部でこの通路を横切る方向に支持部が設けられ、支持部の先端部に流量センサが配置されることにより、この流量センサは流体通路内で、管路の壁際からはなれた位置にあるから、実際の流速流量に対応した流量を検出することができる。また、温度補正用センサは、前記支持部の側面側であって、流体通路を流れる水の下流側に面した箇所に配置されることから、流体内の溶存物質等が拡散する領域に配置されることになり、このような異物の影響を受けることなく正確な温度を検出することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、請求項１の構成において、前記支持部が流体通路の中央付近まで延びるようにしてもよい。
【００１５】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の構成において、前記支持部は円筒状に形成されており、この円筒状の支持部の先端部には前記流量センサが配置されるとともに、前記円筒状支持部の流体通路を流れる前記水の下流側に面した側面には凹部が形成されており、この凹部に前記温度補正用センサが配置されるようにしてもよい。
【００１６】
請求項３の構成によれば、前記支持部が円筒状に形成されていることによって、この支持部が流体通路内に延びている状態では、流体はその円筒表面を回り込んで流れる。これにより、この支持部の流体の下流側に面した側面は、乱流により、流体の溶存物質が効果的に拡散される。
【００１７】
また、上記目的は、請求項４の発明によれば、燃料ガスを燃焼させて、流体通路に通した浴槽から引き込まれた水を加熱するための燃焼部と、この燃焼部に接続され燃焼制御を行う制御装置と、前記流体通路を流れる前記水の流量を検出して、その検出値を前記制御装置に送る流体流量検出装置とを備える燃焼装置であって、前記流体流量検出装置は、流体通路内に配置され、この流体通路を流れる前記水に接触する流量センサと、この流量センサが前記水の流量を測定する際に流量センサの出力を温度補正するために設けられる温度補正用センサとを備え、前記流体通路の内部には、この通路を横切る方向に延びる支持部が設けられており、この支持部の先端部に前記流量センサが配置され、この支持部の側面側であって、流体通路を流れる前記水の下流側に面した箇所に前記温度補正用センサが配置されている、燃焼装置により、達成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る流体流量検出装置を備えた燃焼装置の構成例を示している。
図１において、この燃焼装置１０は、ひとつの缶（熱交換器の内胴）内に単一もしくは複数のバーナとひとつの熱交換器を収容して、この熱交換器に給水系と追焚き系の水路を通した一缶二水路の燃焼装置の例である。
まず、燃焼装置１０の構成について説明する。
【００２１】
燃焼装置１０は、缶１１内に１つの熱交換器１３を有している。熱交換器１３の下方には、燃焼部１２が設けられており、燃焼部１２には、ひとつのバーナ１５が備えられている。
バーナ１５には、外部から引き込まれた燃料ガスの供給管１５ａが接続されており、ガス供給管１５ａには、主電磁開閉弁２２と、電磁比例弁２１が接続されている。これにより、主電磁開閉弁２２を開いて、外部から燃料ガスを引き込み、電磁比例弁２１にて燃料ガスの供給量を調整するようにしている。
【００２２】
バーナ１５の下方には燃焼空気を送る電動ファン１７が配置されている。
バーナ１５の炎口付近には、図示しない点火手段であるイグナイタと、燃焼確認のためのフレームロッド１６等が設けられている。フレームロッド１６はその先端が、燃焼火炎中に配置され、燃焼中は火炎電流を検出するようになっている。
【００２３】
バーナ１５の上方には、１つの熱交換器１３が配置され、熱交換器１３の上方には、排気通路４８が設けられている。これにより、バーナ１５の燃焼により熱交換器１３が加熱され、その排気は排気通路４８を介して外部に導かれるようになっている。
熱交換器１３には、多数のフィン１４が設けられており、このフィン１４を貫通するように給湯系の受熱管３０ａと追焚き系（風呂系）５０の受熱管５０ａが配置されている。これにより、各受熱管３０ａと５０ａは同時に一つの熱交換器１３によって加熱されるようになっている。
また、熱交換器１３の近傍には、温度ヒューズ４７が配置され、熱交換器１３が異常に高い温度に上昇した場合に、このヒューズ４７が溶断するようになっている。これによって、温度ヒューズ４７に接続された配線の通電が切れて、後述する制御装置１８に検出されるようになっている。
【００２４】
上記した追焚き系５０の受熱管５０ａには、浴槽５７の循環金具５８との間に設けられた追焚き用の循環管路５１が接続されている。受熱管５０ａの一端側（入り側）には管路５１の戻り管５２が、受熱管５０ａの他端（出側）には追焚き管路５１の往き管５３が接続され、全体として循環管路を構成するようになっている。
【００２５】
浴槽５７からの水を引き込む戻り管５２には、水量を検出するための風呂用の流体流量検出装置１００と、浴槽の湯温を検出するための風呂サーミスタ５５と、浴槽５７の水を引き込むための循環ポンプ５４が設けられている。追焚き管路５１もしくは分岐管４２の所定箇所には、図示しない圧力センサが設けられ、浴槽５７の水位を検出できるようになっている。流体流量検出装置１００の構造については後で詳しく説明する。
【００２６】
これに対して、給湯系３０は、その受熱管３０ａの一端（入り側）に外部から水を引き込む給水管３１が接続され、他端側（出側）に、加熱された湯を出湯するための給湯管３２が接続されている。
給水管３１は、外部から導かれた水流の存在とその水量を検出するフローセンサ３５と、例えば、後述するギヤモータで構成された水量制御弁３６と、導入された水の温度を検出する入水サーミスタ３７とが接続されている。
また、給湯系の受熱管３０ａの途中で熱交換器１３の近傍には、温度検出手段であるサーミスタ４４が取付けられている。
【００２７】
この受熱管３０ａから熱交換器１３の外に出た箇所に接続される給湯管３２には、サーミスタ３９が接続されている。給水管３１のフローセンサ３５より下流で水量制御弁３６より上流の箇所を分岐させて、給湯管３２のサーミスタ３９より下流の箇所をつないで、バイパス手段３４が設けられている。このバイパス手段３４にはそのバイパス流量を可変するためのバイパス弁３８が設けられており、このバイパス弁３８は後述するように例えばギヤモータにより制御されるようになっている。
給水管３１の入水サーミスタ３７より下流を分岐させて、給湯管３２の第２のサーミスタ３９より上流の箇所をつないで、流量が変化しない固定バイパス３３が設けられている。
【００２８】
給湯管３２のバイパス手段３４との接続箇所より下流には、サーミスタ４１が設けられている。さらに、給湯管３２は、サーミスタ３９より下流を分岐させて分岐管（注湯管）４２の一端が接続されており、この分岐管４２の他端は、上述した追焚き管路５１のポンプ５４より下流に接続されている。この分岐管４２には、注湯電磁弁４３が設定されている。
【００２９】
この燃焼装置１０には、図１に示す制御装置１８が設けられている。制御装置１８は、例えば燃焼装置１０の制御基板として構成されている。制御装置１８にはリコートコントロール装置（以下「リモコン」という）１９と接続されており、このリモコンを介してユーザが設定した設定温度になるように、給湯系３０を制御したり、また設定水位になるように浴槽５７を湯張りし、これを設定温度にまで追焚きできるように追焚き系５０を制御したりする所謂自動運転を行うようになっている。
【００３０】
この燃焼装置１０は例えば、以下のように運転される。
先ず給湯動作について簡単に述べる。リモコン１９の電源を入れて、ユーザが給湯管３２の図示しない給湯栓を開くと、給水管３１に外部から水が供給され、フローセンサ３５がこれを検出して、制御装置１８に信号を送る。制御装置１８は燃焼部に指示を出し、主電磁開閉弁２２及び比例電磁弁２１にそれぞれ指示して、燃料をバーナ１５に導入し、図示しないイグナイタ等の点火手段を用いて燃焼を開始する。フレームロッド１６は、燃焼火炎中の火炎電流を検出して、点火確認や燃焼継続状態をモニタする。
【００３１】
バーナ１５の燃焼により、熱交換器１３のフィン１４が加熱され、この熱は、給水管３１から受熱管３０ａに流れた水と熱交換され、給湯管３２を介して出湯される。
また、入水サーミスタ３７は外部から導入される入水温を検出し、サーミスタ４４は、熱交換器１３内で受熱管３０ａ内の滞留水の温度を検出している。サーミスタ３９は熱交換器１３の出側の給湯管内の温水の温度を検出しており、サーミスタ４１は、バイパス手段３４によるミキシング後の実際の出湯温度をモニタしている。
【００３２】
したがって、制御装置１８は、フローセンサ３５の検出結果を見ながら水量制御弁３６による取り込み総水量を検出する。制御装置１８は、この入水温度を入水サーミスタ３７によって、モニタして、リモコン１９により設定された温度に加熱するのに必要な燃焼号数と燃料供給量を所定の演算により求めて、燃焼制御する。そして、制御装置１８は、サーミスタ３９により、熱交換器１３から出てくる湯の温度を検出し、バイパス弁３８を調整してバイパス流量を決定し、加熱された温水と、バイパス手段３４を通す水の流量を決めて、サーミスタ４１にて検出される湯温が設定温度に一致するように、水量制御弁３６とバイパス弁３８との開度制御を行って適切な流量比となるようにミキシングを行う。
【００３３】
また、追焚きする場合には、リモコン１９を介してユーザが追焚きの指示を与えることにより、制御装置１８は追焚きポンプ５４を駆動して、追焚き管路５１に浴槽５７の水をひきこむ。制御装置１８は流体流量検出装置１００の水流検出の信号を確認して、上述したような点火動作を行い、浴槽水を追焚き管路５１内に引き込んで、ポンプ循環させながら、受熱管５０ａ内の水を熱交換器１３で加熱する。この時、制御装置１８は、サーミスタ３７の検出温度が例えば、７５度Ｃに達したときに燃焼部１２ではバーナ１５の燃焼を中止させ、７０度Ｃより下がったら燃焼を再開するようにしている。このような間欠燃焼を行うのは、熱交換器１３内で受熱管５０ａに滞留する湯が沸騰しないようにしつつ、短時間で追焚きを行うためである。そして、風呂サーミスタ５５の検出温度が上記リモコン１９を介して指示された設定温度となったら追焚きを終了する。
【００３４】
尚、浴槽５７に水が張ってない状態での自動運転は、分岐管４２の注湯電磁弁４３を開いて、バーナ１５を燃焼させつつ給湯管３２から、追焚き管路５１内に温水を導入し、これを循環金具５８から浴槽５７に導入して湯張りをした後、上記追焚き運転を行って、沸き上げるようにする。
また、上記給湯運転と追焚き運転はこれを同時に行うことができる。
【００３５】
図２ないし図４は流体流量検出装置１００の構成例を示しており、図５は流体流量検出装置１００を燃焼装置１０に組み込んだ場合の電気的構成を示している。この流体流量検出装置１００は、流体通路としての例えば戻り管５２の管路内に配置された、流量センサ１１１と温度補正用センサ１１２とを有している。
【００３６】
先ず、流体流量検出装置１００の構成を説明する。
流体流量センサ１００は、上述のように、管路５２の内面に露出する露出面をそれぞれ有する流量センサ１１１と温度補正用センサ１１２とを備えている。
流量センサ１１１は、例えば図３に示すように、熱式の流量センサが用いられている。この熱式流量センサは、例えば流体通路である（循環）管路５２内に露出部１１１ａを備えた例えば銅等で形成した熱伝導部１０１を備えている。この熱伝導部１０１の外側（上側）には上記熱伝導部に熱的に接触するように設けた図示しない発熱部である発熱抵抗体１０２と、この発熱抵抗体に隣接して設けた温度サーミスタ１０３とを有している。この温度サーミスタ１０３は、例えば温度変化に対応して抵抗値が大きく変化する感温半導体により構成されている。この発熱抵抗体１０２と温度サーミスタ１０３とはひとつのチップ上に配置されている。
【００３７】
そして、この発熱抵抗体１０２に対して、外部回路を介して所定の電圧を加えることで、この発熱抵抗体１０２を発熱させ、その熱は上記熱伝導部１０１に伝えられるようになっている。
ここで、管路５２内を水等の流体が通ると、この露出面１１１ａに触れて、冷やされることにより、熱伝導部１０１の温度が下がり、その温度が下降したことを上記温度サーミスタ１０３により検出する。温度サーミスタ１０３の検出する温度は流体の流量に対応しており、これにより、管路５２内を流れる流体のその時の流量を検出するようになっている。
しかしながら、管路５２を流れる流体の温度によっても上記温度サーミスタ１０３の検出値は変化するので、温度補正用センサ１１２を設けている。
【００３８】
温度補正用センサ１１２は、例えば温度変化に対応して抵抗値が変化する温度サーミスタが用いられており、露出面１１２ａを有する熱伝導部１２１と、この熱伝導部１２１に熱的に接触して配置された半導体等でなる感温素子１２２を備えている。これにより、温度補正用センサ１１２の露出面１１２ａに触れる流体の温度は熱伝導部１２１に伝えられ、この熱伝導部１２１に熱的に接している感温素子１２２の抵抗値がその熱伝導部１２１の温度に応じて変化するようになっている。
これにより、温度補正用センサ１１２の出力信号を利用することにより、次のようにして水温に基づく流量センサ１１１の出力の温度誤差の補正を行うようになっている。
【００３９】
例えば、図５は、流量センサ１１１と温度補正用センサ１１２を含むブリッジ回路の一例を示している。流量センサ１１１と比較抵抗Ｒ１は、電源側とアース側の間に直列接続されており、さらに、同じ電源側とアース側の間に、温度補正用センサ１１２と比較抵抗Ｒ２が直列接続されている。
流量センサ１１１と比較抵抗Ｒ１の間の接点と、温度補正用センサ１１２と比較抵抗Ｒ２の間の接点とは、差動アンプ１１３の反転入力端子と非反転入力端子とに各別にそれぞれ接続されている。これにより、差動アンプ１１３は、流量センサ１１１側と温度補正用センサ１１２側の電圧の差動出力値をその出力端子から取ることで（例えばＶ１−Ｖ２）、水Ｘの温度に応じて、流体通路５２内を通る水Ｘの正確な流量の検出をすることができる。
【００４０】
即ち、例えば流体通路５２内の流体の流量が一定の場合を考えると、水Ｘの温度が変わると、流量センサ１１１及び温度補正用センサ１１３の両端の電圧は共に同じだけ上がったり下がったりする。即ち水の温度が上がると、流量センサ１１１と温度補正用センサ１１３の両端の電圧は同じだけ下がり、水温が下がると、両端の電圧は同じだけ上がる。
従って、水の温度が変わっても、差動出力値（Ｖ１−Ｖ２）の値は一定であるが、流量が変わると、差動出力値（Ｖ１−Ｖ２）が変化することで、流量の変化を検出することができる。
【００４１】
ところで、上記した流量センサ１１１と温度補正用センサ１１２においては、図示の場合、管路５２内に各センサの露出部１１１ａと１１２ａが配置されている。
そして、管路５２に流体が流れることで、この流体に触れる露出部１１１ａと１１２ｂに流体に含まれる異物である水あかや湯あか、ゴミや髪の毛やスケールといったものが付着する場合がある。そうすると、各センサ１１１，１１２の検出値にくるいが生じて正確な流量が検出できなくなる。
そこで、本実施形態では、以下のような手段でこのような事態を防止するようにしている。
【００４２】
図２に示されているように、流体通路である戻り管の管路５２には、その内面に突出するように支持部１３５が装着されている。この支持部１３５は、その本体１３６が例えば耐腐食性の金属等で形成した中空の円筒状であり、基部１３５はフランジ状に形成されていて、図示しないシール手段を介して管路５２の貫通孔５２ａに装着されている。そして、支持部１３５の本体１３６は、管路５２に装着した状態において、この管路５２を横切る方向に延びており、好ましくは、その先端部が管路５２のほぼ中央付近に位置するようにその長さが選定されている。さらに支持部１３５は、その内部の中空部を利用して必要な配線を施すことにより流量センサ１１１及び温度補正用センサ１１２が取付けられている。
【００４３】
図６（ａ）はこの支持部１３５を下から見た状態の概略斜視図である。
支持部１３５の円筒状の本体１３６の先端部１３７には、流量センサ１１１の露出部１１１ａが配置されている。これにより、流量センサ１１１は、管路５２の中央付近に位置することになる。この場合、矢印Ａに示すように流れてくる流体は、管路５２の管壁に隣接した領域では、その流速が失速して流体の実際の流れより遅くなっている。
これに対して、管路５２の中央付近では、上述のような管壁の影響がなく、流体の実際の流速が検出できるので、流量センサ１１１の検出値はより正確なものとなる。
【００４４】
しかしながら、この流量センサ１１１は、流体通路である管路５２内に流体の流れに対する障害物として、流速が早い箇所に存在しているので、流体の溶存物質が付着しやすい場所に配置されていることになる。
ここで、本発明者等の実験によれば、このような異物として、特にスケールは、装置を使用した時間に応じて、堆積し、付着の程度が多くなることが判明している。また、流量センサ１１１と、温度補正用センサ１１２とを比較すると、スケールに関しては、発熱している流量センサ１１１のほうが付着しにくいことが判明している。
このため、本実施形態では、流量センサ１１１においてはスケール等の影響はすくないことから、流体通路内の実際の流速に対応した箇所にて流量を計測するために、管路５２の中央領域に流量センサ１１１を配置している。
【００４５】
一方、支持部１３５の側面側であって、流体の流れの方向Ａに関して、下流側に面した箇所には凹部１３６ａが設けられている。そして、支持部１３５の円筒状の側面の上記凹部１３６ａ内には、温度補正用センサ１１２の露出面１１２ａが配置されている。
上記凹部１３６ａ内に配置することにより、図６（ｂ）に示されているように、矢印Ａ方向に沿って流れてきた流体は、支持部本体１３６の側面を矢印Ｂ及びＣに示すように回り込んで、凹部１３６ａ側で乱流となる。これにより、流体に溶存している異物も拡散するので、この位置に設けた温度補正用センサ１１２の露出面１１２ａには上記異物が付着しにくい。
【００４６】
したがって、本実施形態の流体流量検出装置１００では、流量センサ１１１が実際の流速に対応して正確な流量を検出でき、しかも温度補正用センサ１１２はスケール等の異物の付着がほとんどなく、流体の正確な温度を検出できるので、正確な温度補正が可能となる。これによって、長期間使用しても、正確な流体流量の検出が可能となる。
しかも、この流体流量検出装置１００は、機械的に動作する箇所はないので、従来のように、ゴミなどが引っ掛かって動作不良を起こす心配がなく、この点においても常に正確な検出結果を得られる。
【００４７】
そして、このような流体流用検出装置１００を利用した燃焼装置１０においては、長期間使用した場合にも、管路を流れる流体流量を正確に検出して、従来より正確な自動運転が可能となる。
【００４８】
ところで、上述の実施形態の流体流量検出装置１００において、流量センサ及び温度補正用センサが配置される支持部１３５は、図示のような円筒形に限るものではなく、断面楕円形や多角形等種々の形状のものが選択できるが、検出すべき流体の流れに対する影響を考えると、この断面は円形や楕円形等の曲面状の外周を備えたものであることが好ましい。
また、支持部１３５の凹部１３６ａに流量センサ１１１と温度補正用センサ１１２の両方の露出部を配置するようにしてもよい。この場合には、流量センサ１１１についても異物の付着を逓減できるので、検出する流体の汚れの程度や溶存物質の種類等に応じていずれの配置方法も適宜選択できる。
また、流体流量検出装置１００は戻り管以外のいかなる管路にも、また、燃焼装置以外のいかなる流体通路に配置してもよい。そして、これらの流体通路において、異物の付着しにくい場所とは、上述の支持部１３５の凹部１３６ａ以外にも、流体の流れの性質や管構造において、同等もしくは同種の現象を生じる箇所にいかなる場所も選択される。
【００４９】
図７ないし図９は、このような異物の付着しにくい場所を形成もしくは選択した他の例を示している。このような異物の付着しにくい箇所としては、▲１▼流体の流れのはやい箇所や、▲２▼流体の流れが乱れている箇所，渦を生じている箇所であることが判明している。
図７は第１の変形例を示している。図において、管路６１内には、矢印の方向に流体が流れている。温度補正用センサ１１２及びその露出面１１２ａは、管路６１の流れのなかでなく、管体の中に埋め込まれていて、流体と接触しないようになっている。
このようにすることで、管路６１を流れる流体の温度は、熱伝導率のよい金属でなる管体を通じて温度補正用センサ１１２に伝えられるが、温度補正用センサ１１２の露出面１１２ａは流体に接触しないから、この流体中の異物が付着することはない。
一方、流量センサ１１１とその露出面１１１ａは、管路６１の内面に露出していて、流体に直接接触するように配置されている。これにより、流体の温度は効率よく流量センサ１１１に伝えられる。
このように、温度補正用センサ１１２は必ずしも管路の内面に露出していて、流体に直接接触しなくてもよく、流体の温度が適切につたえられるようになっていれば、むしろ接触しない構成とすると、異物の付着の心配がないので好ましい。
【００５０】
図８は第２の変形例を示している。
この図においては、管路６２は、その内径ｄ２に対して、これよりも小さな内径ｄ２を形成した箇所６２ａを備えている。
そして、温度補正用センサ１１２及びその露出面１１２ａは、この管路内径が小さくなった箇所の内面に露出するように配置され、流量センサ１１１とその露出面１１１ａは、上記管路６２の通常の内径ｄ２の箇所に配置されている。
このため、温度補正用センサ１１２が配置された箇所は、管路の内径が小さくなっているために、流路断面積が小さくなっているので、矢印方向に流れる流体の流速がこの箇所６１ａで早くなっている。これに対して、流量センサ１１１の配置箇所は、上記６１ａの箇所よりも流路断面積が大きいから、流体の流速がこれより遅くなっている。
したがって、箇所６１ａに配置された温度補正用センサ１１２に対しては、配置箇所６１ａにおいては流体の流速が早いので、そのぶんだけ異物が付着がしにくくなっている。
尚、このような異物の付着しにくい流速とは、例えば図１の燃焼装置の戻り管等において、流速が毎秒３ｍ以上であると、よい効果が認められる。
【００５１】
図９は、第３の変形例を示している。
ここでは、管路６３において、オリフィス６４が設けられた箇所の近傍が示されている。管路６３内では、矢印方向に流体が流れていると、オリフィス６４の背面側の箇所では、矢印Ｄに示すように渦を生じる。この渦を生じる箇所に温度補正用センサ１１２及びその露出面１１２ａを配置すると、流体中の異物が付着しにくい。
これに対して、流量センサ１１１とその露出面１１１ａは、オリフィス６４から離れた位置の管路６３内面に露出して設けられている。
これにより、温度補正用センサ１１２には、異物が付着しにくく、検出結果に誤差が生じにくい。
【００５２】
尚、温度補正用センサを配置する箇所は、上記の他にも、折れ曲がった管路等において、その流速が早まる箇所等種々選択することができる。
さらに、流体通路を形成している管は、円筒状の管に限らず他の断面形状を有するものであってもよい。
本発明の流体流量検出装置が適応されている機器として、所謂一缶二水路形の燃焼装置を例にあげているが、これに限らず他の種類の装置或いは全く領域の異なる分野機器であって、流体を通す通路を有するものであれば、いずれにおいても適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、動作不良を生じる機械的な動作部を必要とせず、長期間使用した場合にも、高い検出性能を維持できる流体流量検出装置およびこれを利用した燃焼装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体流量検出装置を備えている機器の一例として燃焼装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る流体流量検出装置を管路内に配置した状態を示す説明図である。
【図３】図２の流体流量検出装置の流量センサの構成例を示す図である。
【図４】図２の流体流量検出装置の温度補正用センサの構成例を示す図である。
【図５】流量センサと温度補正用センサを有するブリッジ回路を示す図である。
【図６】図２の流体流量検出装置の配置構造を説明するための（ａ）概略斜視図、（ｂ）図２の流体流量検出装置の検出の様子を示す説明図である。
【図７】図５の配置構造の第１の変形例を示す概略図である。
【図８】図５の配置構造の第２の変形例を示す概略図である。
【図９】図５の配置構造の第３の変形例を示す概略図である。
【図１０】従来の流体流量検出装置の一例を示す図である。
【図１１】従来の流体検出装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０燃焼装置
１２燃焼部
１５バーナ
１８制御装置
１９リモコン
３０給湯系
４２分岐管
５０追焚き系
５２追焚き管
５７浴槽
７１タイマ
７２メモリ
７３出力値補正手段
１００流体流量検出装置
１１１流量センサ
１１２温度補正用センサ
１３５支持部
１３６支持部本体
１３６ａ凹部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a detection device that is disposed in a fluid passage that guides a fluid such as a pipe disposed in a device such as a water heater, and that accurately detects the flow rate of the fluid, and further includes such a detection device. The present invention relates to a combustion apparatus.
[0002]
[Prior art]
An example of a device having a fluid passage inside is a combustion device having a pipe line inside a water heater or the like.
Such a combustion apparatus has a hot water supply system for heating hot water to supply hot water (hot water) or a reheating system pipe for circulatingly heating hot water in a bathtub, and a heat receiving pipe communicating with the pipe is provided. The heat is passed through a heat exchanger heated by a burner.
[0003]
Such a hot water supply system or circulation system pipe line is provided with a fluid flow rate detection device for detecting the flow rate of hot water passing through the pipe line, and based on the detection signal, the combustion part such as the burner is provided. Combustion control is performed.
[0004]
Specifically, as such a fluid flow rate detection device, for example, a flow sensor as a flow rate sensor as shown in FIG. 7 is used. The flow sensor 1 rotates a turbine 3 disposed in the body 2 when water is supplied into the cylindrical body 2. The turbine 3 is provided with a ring-shaped magnet 4 in which N poles and S poles are alternately magnetized along the rotating circumferential direction, and the phase change of the magnetic field by the magnets 4 corresponds to the rotation of the turbine 3. Is detected by the Hall IC 5 and extracted as a signal.
Therefore, the presence / absence of warm water in the pipe and the flow rate of warm water can be detected based on the signal from the Hall IC 5.
[0005]
On the other hand, FIG. 8 shows an example of a running water switch for confirming the presence or absence of running water, not the flow rate of hot water.
The flowing water switch 6 includes a body 7. A space S <b> 1 is formed in the body 7, and the inlet side conduit 7 a and the outlet side conduit 7 b communicate with the space S <b> 1.
Also, a swing plate 8 is provided in the space S1, and when the water supply enters the space S1, the swing plate 8 swings due to the water pressure. A magnet 8 a is attached to the swing plate 8. On the other hand, a reed switch 9 is disposed on the body 7 side.
Accordingly, in FIG. 8, when water enters the space S from the inlet side pipe line 7a and swings the swing plate 8 in the direction of the arrow, the magnetic field of the magnet 8a of the swing plate 8 acts on the reed switch 9 and The contact is turned on. Thereby, it is detected that flowing water exists in the pipe line.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the flow sensor 1 and the flowing water switch 6 as described above, a portion that directly touches the flowing water and mechanically operates according to the flow of the flowing water, such as the turbine 3 and the swing plate 8, respectively. Yes. When such an operation unit is provided, for example, when dust in running water or hair that flows in a chasing conduit is entangled, there is a problem that a malfunction occurs and correct detection becomes impossible.
In addition, there is a method in which a semiconductor sensor is provided at a position where the running water in the pipe touches without providing such an operating part.
However, when such a sensor unit is arranged in a pipeline through which flowing water flows, foreign substances such as scales, water scales, and dusts caused by water impurities adhere to the sensor unit over a long period of use. There was a problem that the detection value was crumpled.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and does not require a mechanical operation unit that causes malfunction, and a fluid flow rate detection device capable of maintaining high detection performance even when used for a long period of time. The object is to provide a combustion apparatus that utilizes the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In the invention of claim 1, the object is a fluid flow rate detecting device disposed in a fluid passage for guiding water drawn from a bathtub, and the water flowing in the fluid passage is disposed in the fluid passage. And a temperature correction sensor provided to correct the temperature of the output of the flow rate sensor when the flow rate sensor measures the flow rate of the water.In the fluid passage, a support portion extending in a direction crossing the passage is provided, and the flow rate sensor is disposed at a front end portion of the support portion. The temperature correction sensor is disposed at a location facing the downstream side of the water flowing through the water.This is achieved by a fluid flow rate detection device.
[0009]
  According to the configuration of the first aspect of the present invention, both the flow rate sensor and the temperature correction sensor are arranged at positions where the temperature of the water flowing through the fluid passage is transmitted. AndA support is provided inside the fluid passage in a direction crossing the passage, and a flow sensor is disposed at the tip of the support, so that the flow sensor is located at a position away from the wall of the pipeline in the fluid passage. Therefore, the flow rate corresponding to the actual flow rate flow rate can be detected. Further, since the temperature correction sensor is disposed on the side surface side of the support portion and facing the downstream side of the water flowing through the fluid passage, the temperature correction sensor is disposed in a region where the dissolved substance in the fluid diffuses. Therefore, an accurate temperature can be detected without being affected by such foreign matter.
[0014]
  According to the invention of claim 2, in the configuration of claim 1,The support portion may extend to the vicinity of the center of the fluid passage.
[0015]
  According to invention of Claim 3, in the structure of Claim 1 or 2,The support portion is formed in a cylindrical shape, and the flow rate sensor is disposed at the tip of the cylindrical support portion, and the downstream surface of the water flowing through the fluid passage of the cylindrical support portion is faced. A concave portion is formed on the side surface, and the temperature correction sensor may be disposed in the concave portion.
[0016]
  Configuration of claim 3According to the above, when the support portion is formed in a cylindrical shape, the fluid flows around the cylindrical surface when the support portion extends into the fluid passage. Thereby, the dissolved material of the fluid is effectively diffused by the turbulent flow on the side surface of the support portion facing the downstream side of the fluid.
[0017]
  The above purpose isAccording to the invention of claim 4,Combustion unit for burning fuel gas and heating water drawn from a bathtub passed through the fluid passage, a control device connected to the combustion unit and performing combustion control, and a flow rate of the water flowing through the fluid passage And a fluid flow rate detection device for detecting the detected value and sending the detected value to the control device, wherein the fluid flow rate detection device is disposed in the fluid passage and contacts the water flowing through the fluid passage. And a temperature correction sensor provided to correct the temperature of the output of the flow sensor when the flow sensor measures the flow rate of the water.In the fluid passage, a support portion extending in a direction crossing the passage is provided, and the flow rate sensor is disposed at a front end portion of the support portion. The temperature correction sensor is disposed at a location facing the downstream side of the water flowing through the water.This is achieved by a combustion device.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The embodiments described below are preferred examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.
[0020]
FIG. 1 shows a configuration example of a combustion apparatus provided with a fluid flow rate detection device according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, this combustion apparatus 10 accommodates a single or a plurality of burners and one heat exchanger in one can (inner cylinder of a heat exchanger), and supplies a water supply system and a replenishment to this heat exchanger. It is an example of the combustion apparatus of the one can two water channel through the water channel of the system.
First, the configuration of the combustion apparatus 10 will be described.
[0021]
The combustion apparatus 10 has one heat exchanger 13 in the can 11. A combustion unit 12 is provided below the heat exchanger 13, and the combustion unit 12 is provided with one burner 15.
A fuel gas supply pipe 15a drawn from the outside is connected to the burner 15, and a main electromagnetic on-off valve 22 and an electromagnetic proportional valve 21 are connected to the gas supply pipe 15a. As a result, the main electromagnetic on-off valve 22 is opened, fuel gas is drawn from the outside, and the fuel gas supply amount is adjusted by the electromagnetic proportional valve 21.
[0022]
Below the burner 15, an electric fan 17 for sending combustion air is arranged.
In the vicinity of the flame opening of the burner 15, an igniter (not shown) as ignition means, a frame rod 16 for confirming combustion, and the like are provided. The flame rod 16 has its tip disposed in a combustion flame, and detects a flame current during combustion.
[0023]
One heat exchanger 13 is disposed above the burner 15, and an exhaust passage 48 is provided above the heat exchanger 13. Thereby, the heat exchanger 13 is heated by the combustion of the burner 15, and the exhaust gas is guided to the outside through the exhaust passage 48.
A large number of fins 14 are provided in the heat exchanger 13, and a heat receiving pipe 30 a for a hot water supply system and a heat receiving pipe 50 a for a chasing system (bath system) 50 are disposed so as to penetrate the fins 14. As a result, the heat receiving tubes 30a and 50a are heated by the single heat exchanger 13 at the same time.
Further, a thermal fuse 47 is disposed in the vicinity of the heat exchanger 13, and the fuse 47 is blown when the heat exchanger 13 rises to an abnormally high temperature. As a result, the energization of the wiring connected to the thermal fuse 47 is cut off and detected by the control device 18 described later.
[0024]
A circulation pipe 51 for chasing provided between the heat receiving pipe 50a of the chasing system 50 and the circulation fitting 58 of the bathtub 57 is connected. The return pipe 52 of the pipe 51 is connected to one end side (entry side) of the heat receiving pipe 50a, and the forward pipe 53 of the tracking pipe 51 is connected to the other end (outlet side) of the heat receiving pipe 50a. The road is configured.
[0025]
In order to draw the water of the bathtub 57, the fluid flow rate detection device 100 for the bath for detecting the amount of water, the bath thermistor 55 for detecting the hot water temperature of the bathtub, and the return pipe 52 that draws the water from the bathtub 57. A circulation pump 54 is provided. A pressure sensor (not shown) is provided at a predetermined location of the tracking pipe 51 or the branch pipe 42 so that the water level of the bathtub 57 can be detected. The structure of the fluid flow rate detection device 100 will be described in detail later.
[0026]
On the other hand, in the hot water supply system 30, a water supply pipe 31 that draws water from the outside is connected to one end (entrance side) of the heat receiving pipe 30a, and hot water is discharged to the other end side (exit side). The hot water supply pipe 32 is connected.
The water supply pipe 31 includes a flow sensor 35 that detects the presence and amount of water flow introduced from the outside, a water amount control valve 36 that includes, for example, a gear motor described later, and a water thermistor that detects the temperature of the introduced water. 37 is connected.
In addition, a thermistor 44 as temperature detecting means is attached in the vicinity of the heat exchanger 13 in the middle of the heat receiving pipe 30a of the hot water supply system.
[0027]
A thermistor 39 is connected to the hot water supply pipe 32 connected to a portion of the heat receiving pipe 30a that goes out of the heat exchanger 13. A bypass means 34 is provided by branching a location downstream from the flow sensor 35 in the water supply pipe 31 and upstream from the water amount control valve 36 to connect a location downstream from the thermistor 39 in the hot water supply pipe 32. The bypass means 34 is provided with a bypass valve 38 for changing the bypass flow rate, and the bypass valve 38 is controlled by, for example, a gear motor as will be described later.
A fixed bypass 33 is provided in which the downstream of the incoming water thermistor 37 of the water supply pipe 31 is branched and connected to the upstream of the second thermistor 39 of the hot water supply pipe 32 so that the flow rate does not change.
[0028]
A thermistor 41 is provided downstream of the hot water supply pipe 32 connected to the bypass means 34. Furthermore, the hot water supply pipe 32 branches downstream from the thermistor 39 and is connected to one end of a branch pipe (pouring pipe) 42. The other end of the branch pipe 42 is connected to the pump 54 of the above-described reheating pipe line 51. Connected more downstream. A pouring electromagnetic valve 43 is set in the branch pipe 42.
[0029]
The combustion device 10 is provided with a control device 18 shown in FIG. The control device 18 is configured as a control board of the combustion device 10, for example. A recoat control device (hereinafter referred to as “remote control”) 19 is connected to the control device 18, and the hot water system 30 is controlled via the remote control so as to reach a set temperature set by the user, or the set water level is set. Thus, the bath 57 is filled with water so that the chasing system 50 is controlled so that it can be chased to a set temperature.
[0030]
For example, the combustion apparatus 10 is operated as follows.
First, a hot water supply operation will be briefly described. When the remote control 19 is turned on and the user opens a hot water tap (not shown) of the hot water supply pipe 32, water is supplied from the outside to the water supply pipe 31, and the flow sensor 35 detects this and sends a signal to the control device 18. . The control device 18 gives an instruction to the combustion section, instructs the main electromagnetic on-off valve 22 and the proportional electromagnetic valve 21 respectively, introduces fuel into the burner 15, and starts combustion using ignition means such as an igniter (not shown). The flame rod 16 detects the flame current in the combustion flame, and monitors the ignition confirmation and the combustion continuation state.
[0031]
The combustion of the burner 15 heats the fins 14 of the heat exchanger 13, and this heat is heat-exchanged with the water flowing from the water supply pipe 31 to the heat receiving pipe 30 a and is discharged through the hot water supply pipe 32.
Further, the incoming water thermistor 37 detects the incoming water temperature introduced from the outside, and the thermistor 44 detects the temperature of the accumulated water in the heat receiving pipe 30 a in the heat exchanger 13. The thermistor 39 detects the temperature of hot water in the hot water supply pipe on the outlet side of the heat exchanger 13, and the thermistor 41 monitors the actual hot water temperature after mixing by the bypass means 34.
[0032]
Therefore, the control device 18 detects the total amount of water taken in by the water amount control valve 36 while looking at the detection result of the flow sensor 35. The control device 18 monitors the incoming water temperature with an incoming water thermistor 37, obtains a combustion number and a fuel supply amount necessary for heating to a temperature set by the remote controller 19, and performs combustion control. . Then, the control device 18 detects the temperature of hot water coming out of the heat exchanger 13 by the thermistor 39, adjusts the bypass valve 38 to determine the bypass flow rate, and passes the heated hot water and the bypass means 34. The flow rate of water is determined, and mixing is performed so as to obtain an appropriate flow rate ratio by controlling the opening of the water amount control valve 36 and the bypass valve 38 so that the hot water temperature detected by the thermistor 41 matches the set temperature. I do.
[0033]
Further, when chasing, the user gives a chasing instruction via the remote controller 19, so that the control device 18 drives the chasing pump 54 and draws the water of the bathtub 57 into the chasing pipe 51. Come on. The control device 18 confirms the water flow detection signal of the fluid flow rate detection device 100, performs the ignition operation as described above, draws the bathtub water into the retrace pipe line 51, and circulates the pump while circulating in the heat receiving pipe 50a. The water is heated by the heat exchanger 13. At this time, the control device 18 stops the combustion of the burner 15 in the combustion section 12 when the temperature detected by the thermistor 37 reaches, for example, 75 degrees C. When the temperature falls below 70 degrees C, the control device 18 resumes the combustion. . The reason why such intermittent combustion is performed is that the hot water staying in the heat receiving pipe 50a in the heat exchanger 13 is chased in a short time while preventing boiling. When the temperature detected by the bath thermistor 55 reaches the set temperature instructed via the remote controller 19, the chasing is finished.
[0034]
In addition, in the automatic operation in a state in which the bathtub 57 is not filled with water, the hot water electromagnetic valve 43 of the branch pipe 42 is opened, and hot water is supplied from the hot water supply pipe 32 into the reheating pipe 51 while burning the burner 15. After being introduced and introduced into the bathtub 57 from the circulating metal fitting 58, the above-mentioned chasing operation is performed to boil.
Further, the hot water supply operation and the chasing operation can be performed simultaneously.
[0035]
FIGS. 2 to 4 show configuration examples of the fluid flow rate detection device 100, and FIG. 5 shows an electrical configuration when the fluid flow rate detection device 100 is incorporated in the combustion device 10. FIG. The fluid flow rate detection device 100 includes a flow rate sensor 111 and a temperature correction sensor 112 disposed in a conduit of, for example, a return pipe 52 as a fluid passage.
[0036]
First, the configuration of the fluid flow rate detection device 100 will be described.
As described above, the fluid flow sensor 100 includes the flow sensor 111 and the temperature correction sensor 112 each having an exposed surface exposed on the inner surface of the pipe 52.
As the flow sensor 111, for example, as shown in FIG. 3, a thermal flow sensor is used. This thermal flow sensor includes a heat conducting unit 101 formed of, for example, copper or the like provided with an exposed portion 111a in a (circulation) pipe line 52 which is a fluid passage, for example. On the outer side (upper side) of the heat conducting part 101, a heating resistor 102 which is a heating part (not shown) provided so as to be in thermal contact with the heat conducting part, and a temperature thermistor provided adjacent to the heating resistor. 103. The temperature thermistor 103 is made of, for example, a temperature-sensitive semiconductor whose resistance value changes greatly in response to a temperature change. The heating resistor 102 and the temperature thermistor 103 are arranged on one chip.
[0037]
The heating resistor 102 is heated by applying a predetermined voltage to the heating resistor 102 via an external circuit, and the heat is transferred to the heat conducting unit 101.
Here, when a fluid such as water passes through the pipe 52, the temperature of the heat conducting unit 101 is lowered by being touched and cooled by the exposed surface 111a, and the temperature thermistor 103 indicates that the temperature has dropped. To detect. The temperature detected by the temperature thermistor 103 corresponds to the flow rate of the fluid, so that the current flow rate of the fluid flowing in the pipe 52 is detected.
However, since the detection value of the temperature thermistor 103 changes depending on the temperature of the fluid flowing through the pipe 52, the temperature correction sensor 112 is provided.
[0038]
The temperature correction sensor 112 uses, for example, a temperature thermistor whose resistance value changes in response to a temperature change, and is in thermal contact with the heat conducting unit 121 having the exposed surface 112a and the heat conducting unit 121. A temperature sensitive element 122 made of a semiconductor or the like is provided. Thereby, the temperature of the fluid that touches the exposed surface 112a of the temperature correction sensor 112 is transmitted to the heat conducting unit 121, and the resistance value of the temperature sensing element 122 that is in thermal contact with the heat conducting unit 121 is the heat conducting unit. It changes according to the temperature of 121.
Thereby, by using the output signal of the temperature correction sensor 112, the temperature error of the output of the flow sensor 111 based on the water temperature is corrected as follows.
[0039]
For example, FIG. 5 shows an example of a bridge circuit including the flow sensor 111 and the temperature correction sensor 112. The flow sensor 111 and the comparison resistor R1 are connected in series between the power supply side and the ground side, and the temperature correction sensor 112 and the comparison resistor R2 are connected in series between the same power supply side and the ground side. .
A contact point between the flow sensor 111 and the comparison resistor R1 and a contact point between the temperature correction sensor 112 and the comparison resistor R2 are respectively connected to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the differential amplifier 113. Yes. Thereby, the differential amplifier 113 takes the differential output value of the voltage on the flow sensor 111 side and the temperature correction sensor 112 side from its output terminal (for example, V1-V2), and according to the temperature of the water X, The accurate flow rate of the water X passing through the fluid passage 52 can be detected.
[0040]
In other words, for example, when the flow rate of the fluid in the fluid passage 52 is constant, when the temperature of the water X changes, the voltages at both ends of the flow rate sensor 111 and the temperature correction sensor 113 both increase or decrease by the same amount. That is, when the water temperature rises, the voltage at both ends of the flow sensor 111 and the temperature correction sensor 113 decreases by the same amount, and when the water temperature decreases, the voltage at both ends increases by the same amount.
Therefore, even if the temperature of water changes, the value of the differential output value (V1-V2) is constant, but when the flow rate changes, the differential output value (V1-V2) changes, thereby changing the flow rate. Can be detected.
[0041]
By the way, in the flow sensor 111 and the temperature correction sensor 112 described above, exposed portions 111 a and 112 a of the sensors are arranged in the pipe 52 in the illustrated case.
When the fluid flows through the conduit 52, the exposed portions 111a and 112b that come into contact with the fluid may adhere to water, hot water, dust, hair, scales, and the like, which are foreign substances contained in the fluid. As a result, the detection values of the sensors 111 and 112 are distorted, and an accurate flow rate cannot be detected.
Therefore, in this embodiment, such a situation is prevented by the following means.
[0042]
As shown in FIG. 2, a support portion 135 is attached to the pipe 52 of the return pipe, which is a fluid passage, so as to protrude from the inner surface thereof. The support portion 135 has a hollow cylindrical shape whose main body 136 is formed of, for example, a corrosion-resistant metal, and the base portion 135 is formed in a flange shape. The support portion 135 penetrates the pipe line 52 through a sealing means (not shown). It is mounted in the hole 52a. The main body 136 of the support part 135 extends in a direction crossing the pipe line 52 in a state where it is attached to the pipe line 52, and preferably, the tip end part thereof is located substantially in the vicinity of the center of the pipe line 52. The length is selected. Furthermore, the flow rate sensor 111 and the temperature correction sensor 112 are attached to the support portion 135 by performing necessary wiring using a hollow portion inside thereof.
[0043]
FIG. 6A is a schematic perspective view of the support portion 135 as viewed from below.
An exposed portion 111 a of the flow rate sensor 111 is disposed at the distal end portion 137 of the cylindrical main body 136 of the support portion 135. As a result, the flow sensor 111 is located near the center of the pipeline 52. In this case, the fluid flowing as shown by the arrow A is stalled in the region adjacent to the pipe wall of the pipe line 52 and is slower than the actual flow of the fluid.
On the other hand, in the vicinity of the center of the pipe line 52, there is no influence of the pipe wall as described above, and the actual flow velocity of the fluid can be detected, so that the detection value of the flow sensor 111 becomes more accurate.
[0044]
However, since the flow rate sensor 111 exists as an obstacle to the flow of the fluid in the pipe line 52 that is a fluid passage, the flow rate sensor 111 is disposed at a place where a dissolved substance of the fluid is easily attached. It will be.
Here, according to experiments by the present inventors, it has been found that, as such foreign matter, in particular, the scale accumulates and the degree of adhesion increases according to the time of using the apparatus. Further, comparing the flow rate sensor 111 with the temperature correction sensor 112, it has been found that the flow rate sensor 111 that generates heat is less likely to adhere to the scale.
For this reason, in the present embodiment, the flow sensor 111 is not affected by a scale or the like. Therefore, in order to measure the flow rate at a location corresponding to the actual flow velocity in the fluid passage, the flow rate is measured in the central region of the pipeline 52. A sensor 111 is arranged.
[0045]
On the other hand, a concave portion 136a is provided on the side surface side of the support portion 135 and at a location facing the downstream side with respect to the fluid flow direction A. An exposed surface 112 a of the temperature correction sensor 112 is disposed in the concave portion 136 a on the cylindrical side surface of the support portion 135.
As shown in FIG. 6 (b), the fluid flowing along the direction of the arrow A as shown in FIG. It goes around and becomes a turbulent flow on the concave 136a side. As a result, foreign matter dissolved in the fluid is also diffused, so that the foreign matter is unlikely to adhere to the exposed surface 112a of the temperature correction sensor 112 provided at this position.
[0046]
Therefore, in the fluid flow rate detection device 100 of the present embodiment, the flow rate sensor 111 can detect an accurate flow rate corresponding to the actual flow velocity, and the temperature correction sensor 112 has almost no foreign matter such as a scale attached, Since accurate temperature can be detected, accurate temperature correction is possible. This makes it possible to accurately detect the fluid flow rate even when used for a long period of time.
In addition, since the fluid flow rate detection device 100 does not have a mechanically operated portion, there is no fear of causing malfunction due to dust or the like as in the past, and an accurate detection result can always be obtained also in this respect. .
[0047]
And in the combustion apparatus 10 using such a fluid flow detection device 100, even when used for a long period of time, it is possible to accurately detect the flow rate of the fluid flowing through the pipeline and to perform automatic operation more accurately than in the past. .
[0048]
By the way, in the fluid flow rate detection device 100 of the above-described embodiment, the support part 135 in which the flow rate sensor and the temperature correction sensor are arranged is not limited to the cylindrical shape as shown in the figure, and various types such as an elliptical cross section and a polygonal shape. However, considering the influence on the flow of the fluid to be detected, it is preferable that the cross section has a curved outer periphery such as a circle or an ellipse.
Further, the exposed portions of both the flow sensor 111 and the temperature correction sensor 112 may be disposed in the recess 136 a of the support portion 135. In this case, since the adhesion of foreign matter can be gradually reduced also with respect to the flow sensor 111, any arrangement method can be appropriately selected according to the degree of contamination of the fluid to be detected, the type of dissolved substance, and the like.
Further, the fluid flow rate detection device 100 may be disposed in any pipeline other than the return pipe, or in any fluid passage other than the combustion device. Further, in these fluid passages, the place where the foreign matter is difficult to adhere is any place other than the above-mentioned recess 136a of the support part 135 in a place where the same or similar phenomenon occurs in the property of the fluid flow and the pipe structure. Is also selected.
[0049]
FIG. 7 to FIG. 9 show other examples in which such a place where foreign matter is difficult to adhere is formed or selected. It has been found that the places where such foreign substances are difficult to adhere are (1) a place where the fluid flow is fast, (2) a place where the fluid flow is disturbed, and a place where a vortex is generated.
FIG. 7 shows a first modification. In the figure, a fluid flows in the pipe 61 in the direction of the arrow. The temperature correction sensor 112 and its exposed surface 112a are embedded in the pipe body, not in the flow of the pipe 61, and are not in contact with the fluid.
By doing so, the temperature of the fluid flowing through the pipe line 61 is transmitted to the temperature correction sensor 112 through the pipe body made of a metal having good thermal conductivity, but the exposed surface 112a of the temperature correction sensor 112 becomes the fluid. Since it does not contact, the foreign material in this fluid does not adhere.
On the other hand, the flow sensor 111 and its exposed surface 111a are exposed on the inner surface of the conduit 61 and are arranged so as to be in direct contact with the fluid. Thereby, the temperature of the fluid is efficiently transmitted to the flow sensor 111.
As described above, the temperature correction sensor 112 is not necessarily exposed to the inner surface of the pipe line and does not need to be in direct contact with the fluid. If the temperature of the fluid is appropriately adjusted, the temperature correction sensor 112 is not in contact with the fluid. This is preferable because there is no fear of adhesion of foreign matter.
[0050]
FIG. 8 shows a second modification.
In this figure, the pipe line 62 is provided with a portion 62a where an inner diameter d2 smaller than the inner diameter d2 is formed.
The temperature correction sensor 112 and the exposed surface 112a thereof are arranged so as to be exposed on the inner surface of the portion where the inner diameter of the pipe line is reduced, and the flow rate sensor 111 and the exposed surface 111a are disposed on the normal line 62. It arrange | positions in the location of the internal diameter d2.
For this reason, the flow rate of the fluid flowing in the direction of the arrow is the portion 61a because the flow path cross-sectional area is small at the location where the temperature correction sensor 112 is disposed because the inner diameter of the pipe is small. It is getting faster. On the other hand, the flow rate of the fluid is slower than the location of the flow rate sensor 111 because the flow passage cross-sectional area is larger than the location of the 61a.
Accordingly, the temperature correction sensor 112 disposed at the location 61a has a high fluid flow rate at the location 61a, and accordingly, foreign matter is less likely to adhere thereto.
It should be noted that such a flow rate at which foreign matter is difficult to adhere is effective when the flow rate is 3 m or more per second, for example, in the return pipe of the combustion apparatus of FIG.
[0051]
FIG. 9 shows a third modification.
Here, in the pipeline 63, the vicinity of the location where the orifice 64 is provided is shown. If fluid flows in the direction of the arrow in the pipe 63, a vortex is generated as indicated by the arrow D at a location on the back side of the orifice 64. If the temperature correction sensor 112 and the exposed surface 112a thereof are disposed at a location where the vortex is generated, foreign matter in the fluid is difficult to adhere.
On the other hand, the flow sensor 111 and its exposed surface 111 a are provided to be exposed on the inner surface of the pipe line 63 at a position away from the orifice 64.
As a result, foreign matter is less likely to adhere to the temperature correction sensor 112, and errors in detection results are less likely to occur.
[0052]
In addition to the above, the location where the temperature correction sensor is disposed can be variously selected such as a portion where the flow velocity is increased in a bent pipe line or the like.
Furthermore, the tube forming the fluid passage is not limited to a cylindrical tube, and may have another cross-sectional shape.
As a device to which the fluid flow rate detection device of the present invention is applied, a so-called single-can two-channel combustion device is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and other types of devices or field devices with completely different areas may be used. Any one having a passage through which a fluid passes can be applied.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a fluid flow rate detection device capable of maintaining high detection performance even when used for a long period of time without requiring a mechanical operation unit that causes malfunction, and combustion using the same An apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a combustion apparatus as an example of a device equipped with a fluid flow rate detection device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which a fluid flow rate detection device according to an embodiment of the present invention is arranged in a pipeline.
3 is a diagram illustrating a configuration example of a flow rate sensor of the fluid flow rate detection device of FIG. 2;
4 is a diagram illustrating a configuration example of a temperature correction sensor of the fluid flow rate detection device of FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram showing a bridge circuit having a flow sensor and a temperature correction sensor.
6A is a schematic perspective view for explaining the arrangement structure of the fluid flow rate detection device of FIG. 2, and FIG. 6B is an explanatory view showing a detection state of the fluid flow rate detection device of FIG.
7 is a schematic diagram showing a first modification of the arrangement structure of FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a second modification of the arrangement structure of FIG. 5;
FIG. 9 is a schematic view showing a third modification of the arrangement structure of FIG. 5;
FIG. 10 is a diagram showing an example of a conventional fluid flow rate detection device.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a conventional fluid detection device.
[Explanation of symbols]
10 Combustion device
12 Combustion section
15 Burner
18 Control device
19 Remote control
30 Hot water supply system
42 Branch pipe
50 memorial system
52 Remembrance tube
57 Bathtub
71 timer
72 memory
73 Output value correction means
100 Fluid flow rate detection device
111 Flow sensor
112 Sensor for temperature correction
135 Support
136 Support body
136a recess

Claims

A fluid flow rate detection device disposed in a fluid passage for guiding water drawn from a bathtub;
A flow sensor disposed in the fluid passage and in contact with the water flowing through the fluid passage;
A temperature correction sensor provided for correcting the temperature of the output of the flow sensor when the flow sensor measures the flow rate of the water ;
A support portion extending in a direction crossing the passage is provided inside the fluid passage, and the flow rate sensor is disposed at a distal end portion of the support portion. The fluid flow rate detection device , wherein the temperature correction sensor is arranged at a location facing the downstream side of the flowing water .

The fluid flow rate detection device according to claim 1 , wherein the support portion extends to the vicinity of the center of the fluid passage.

The support portion is formed in a cylindrical shape, and the flow rate sensor is disposed at a tip portion of the cylindrical support portion and faces the downstream side of the water flowing through the fluid passage of the cylindrical support portion. The fluid flow rate detection device according to claim 1 , wherein a concave portion is formed on a side surface, and the temperature correction sensor is disposed in the concave portion.

Combustion unit for burning fuel gas and heating water drawn from a bathtub passed through the fluid passage, a control device connected to the combustion unit and performing combustion control, and a flow rate of the water flowing through the fluid passage And a fluid flow rate detection device for detecting the detected value and sending the detected value to the control device,
The fluid flow rate detection device includes:
A flow sensor disposed in the fluid passage and in contact with the water flowing through the fluid passage;
A temperature correction sensor provided for correcting the temperature of the output of the flow sensor when the flow sensor measures the flow rate of the water ;
A support portion extending in a direction crossing the passage is provided inside the fluid passage, and the flow rate sensor is disposed at a distal end portion of the support portion. The combustion apparatus , wherein the temperature correction sensor is arranged at a location facing the downstream side of the flowing water .