JPH01116451A - 回転数検出回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転体の回転を検知する回転検知手段と、こ
の回転検知手段から発生されるパルス信号に基づいて回
転体の回転数に応じた電圧を出力するＦ／Ｖ変換回路を
備えた回転数検出回路に関する。

［従来の技術］ 給湯器等の給水設備においては、熱交換器内に供給され
る水量に応じて燃焼装置の燃焼量を制御するようになり
、このために水の供給量を検出するための一羽根車の回
転による水量センサが備えられ、羽根車の回転数に応じ
た信号を発生する回転センサからの信号に基づいて水量
が検出され、水量を検出する際には、回転センサからの
パルス信号をその信号数に基づいてＦ／Ｖ変換し、回転
数に応じた出力電圧として発生している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、水量センサの羽根車は水量に応じて確実に回転
しなければならないとともに、水の圧力に対して耐久性
がなければならないため、あまり多くの回転をさせるこ
とができない。このため水量センサでは、羽根車の回転
軸の回転を検知するために設けられた回転センサからの
信号は多くない。

ところが、Ｆ／Ｖ変換では入力信号が少ない場合には出
力電圧が低下するため精度が低くなり、水量センサのよ
うにパルス信号が少ないものでは、その精度を向上させ
ることが困難であるという問題点がある。

本発明は、回転子の回転数に応じたパルス信号をＦ／Ｖ
変換する制御装置において、回転数が少ない場合にもそ
の検出精度を向上させることができる回転数検出回路を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、使用状態に応じて回転数が変化する回転体の
回転数に応じたパルス信号を発生する回転検知手段と、
該回転検知手段のパルス信号に基づいて前記回転体の回
転数に応じた出力電圧を発生するＦ／Ｖ変換手段とから
なる回転数検出回路において、 前記Ｆ／Ｖ変換手段は、前記回転検知手段からのパルス
信号を複数のパルス信号に変換する信号変換手段を備え
ることを技術的手段とする。

［作用］ 本発明の回転数検出回路では、回転検知手段によって発
生されたパルス信号は、Ｆ／Ｖ変換手段に備えられた信
号変換手段によって複数のパルス信号に変換される。こ
の変換された複数のパルス信号はＦ／Ｖ変換手段によっ
て回転数に応じた出力電圧となる。

［発明の効果］ 本発明では、Ｆ／Ｖ変換手段には、信号変換手段によっ
て変換された信号が入力される。この信号変換手段では
、信号検知手段からのパルス信号を複数のパルス信号に
しているため、Ｆ／Ｖ変換手段に入力されるパルス信号
が多くなる。従って、Ｆ／Ｖ変換手段は多くのパルス信
号に基づいてＦ／Ｖ変換するため、その出力電圧は安定
し、検出精度を向上させることができる。

［実施例］ 次に本発明の回転数検出回路を図面に示す実施例に基づ
き説明する。

第２図に示すガス燃焼式給湯器１の給湯器ケース２内に
は燃焼器ケース１Ｇが設けられ、さらにその内部にはガ
ス供給管２０により供給される燃料ガスを燃焼させる２
連式のバーナ１１が設けられている。また、燃焼器ケー
ス１０には３相Ｙ結線のブラシレスＤＣモータを使用し
た燃焼用ファン１２が備えられ、バーナ１１はこの燃焼
用ファン１２によって供給される燃焼用空気によって燃
焼する強制送風式燃焼器となっており、燃焼排ガスは排
気口３から外部へ排気される。

燃焼器ケース１０内の上方には水供給管３０と接続され
た熱交換器１３が設けられ、内部を通過する水はバーナ
１１により発生する熱により加熱される。

また燃焼器ケース１０内のバーナ１１の近傍には、点火
装置としてのスパーカ１４と、炎検知手段としてのフレ
ームロッド１５とが設けられている。さらに燃焼器ケー
ス１０の上方外部には、異常燃焼により燃焼器ケース１
０が高温になったとき溶断して、このガス燃焼式給湯器
の作動を停止するための温度ヒユーズ１６が備えられて
いる。

ガス供給管２０には、上流側より通電時に燃料ガスを通
過させる元電磁弁２１、主電磁弁２２．燃料ガスの供給
量を供給圧力を制御することにより調節するガバナ比例
弁２３．２連式バーナ１１の一方への燃料ガスを使用状
態に応じて遮断する切替用電磁弁２４がそれぞれ設けら
れ、前述のバーナ１１へ燃料ガスを供給する。

水供給管３０の最上流部には水フィルタ３１を備えた水
抜き栓３２が設けられ、その下流には熱交換器１３内へ
の水の流入量を調整するギヤドモータによる水量制御弁
３３が設けられ、この水量制御弁３３は開度検出のため
のポテンショメータ３４を備えている。水量制御弁３３
で流入量が調整された水は、すぐ下流に設けられた入水
温サーミスタ３５によって温度が検出され、さらにその
下流の水量センサ３６により流入量が検出される。この
水量センサ３６は、水供給管３０内に図示しない羽根車
を備えていて、この羽根車は水供給管３０内を通過する
水量に応じた回転数を示し、羽根車の回転数に応じたパ
ルス信号を発生する本発明の回転検知手段である。

水供給管３０を通過した水は熱交換器１３へ送られる。

熱交換器１３には残火安全スイッチ３７が備えられ、バ
ーナ１１の消火と、水供給管３０内の水の制御とのタイ
ミングが悪く、残火によって熱交換器１３内の水温が異
常に上昇したときその作動を停止する。

熱交換器１３の下流側の水供給管３０には、加熱された
水の温度を検出する出湯温サーミスタ３８が設けられ、
さらに下流には沸騰防止スイッチ３９が設けられている
。

また給湯器ケース２内の水供給管３０近傍には数箇所に
凍結予防し−タ４０が備えられ、給湯器ケース２内の低
温感知スイッチ４１により低温が感知されたとき通電さ
れ、寒冷時の凍結による機器の破損を防止している。ま
た、水供給管３０の最下流には水供給管３０内の水圧が
異常に高くなったとき、水を外部へ逃がしてこのガス燃
焼式給湯器１を保護するために、加圧安全弁４２が設け
られている。

以上の構成からなるガス燃焼式給湯器１は、制御装置５
０により制御される。

制御装置５０は、第３図に示すとおり、屋内配線のコン
セントに接続される電源コード５１に低温感知スイッチ
４１を介して接続される凍結予防ヒータ４０からなるヒ
ータ回路５２と、このヒータ回路５２に並列に設けられ
た制御回路６０とから構成され、制御回路６０は、残火
安全スイッチ３７、温度ヒユーズ１６および沸騰防止ス
イッチ３９を介して接続された電源部５３により作動し
、制御装置５０にはガス燃焼式給湯器１を操作するため
にメインコントローラ５４とサブコントローラ５４ａと
が備えられている。

これらのコントローラにはそれぞれ図示しない運転スイ
ッチ、この運転スイッチによる運転中を示す表示ランプ
、水温を設定する水温設定スイッチと、この設定水温を
２桁の数字によって表示する７セグメントが設けられ、
この７セグメントでは、制御回路６０の異常発生時に予
め指定したエラーコードを表示することもできるように
なっている。

制御回路６０には、マイクロコンピュータ７０（以下Ｃ
ＰＵ７０とする）を中心として、スパーカ回路６１、フ
ァン回路６２、比例弁回路６３、ギヤドモータ回路６４
、位置検出回路６５、水量検出回路６６があり、これら
の回路はＣＰＵ７０により所定の制御が行われる。

スパーカ回路６１は、スパーカ１４の放電ギャップに火
花放電をさせるとともに、この放電ギャップの火花放電
を検知して検知信号をＣＰＵ７０へ送る。

ファン回路６２は、燃焼用ファン１２を設定水温等の燃
焼要求量に応じて回転させるとともに、３相Ｙ結線のブ
ラシレスＤＣモータに備えられたホールＩＣによりその
回転数を検出して検出信号をＣＰＵ７０へ送るものであ
る。

比例弁口路６３は、バーナ１１における燃焼が所望の空
燃比で行われるように燃料ガスの供給量を調整するため
にガバナ比例弁２３への通電量を制御する回路で、ガバ
ナ比例弁２３への通電量は点火時を除いて燃焼用ファン
１２の回転数に基づいて制御される。

ギヤドモータ回路６４は、熱交換器１３へ流入する水量
を調節するための水量制御弁３３のギヤドモータを駆動
する回路で、水量制御弁３３を制御信号に応じた開度に
するものである。

位置検出回路６５は、水量制御弁３３にその開度を検出
するために備えられたポテンショメータ３４カらの信号
を解析するための回路である。

水量検出回路６６は本発明の回転数検出回路であり、第
１図に示すように水量検出のために水量センサ３６から
のパルス信号を入力端子７１から入力してＦ／Ｖ変換回
路７２によりＦ／Ｖ変換し、水量センナ３６の羽根車の
回転数に応じた電圧を発生するもので、出力される電圧
は出力端子１３からＣＰＵ１０へ送られ、水量に応じた
出力電圧として、各制御におけるデータとなる。

この水量検出回路６６には、入力端子７１から入力した
パルス信号の立上がりと立下がりとから新たに２つの信
号を得るための波形整形回路７４が備えられている。こ
の波形整形回路７４は本発明の信号変換手段であり、二
つの微分回路１５．１６によってその信号数を増やすこ
とによりＦ／Ｖ変換回路７２の出力を充電するコンデン
サ１７の電圧を安定させている。微分回路で変換される
パルス信号は通常正負２つのパルス信号に変換されるが
、Ｆ／Ｖ変換回路１２ではそのうちの正成分のみを利用
するため、本実施例ではそれぞれダイオード７５ａ、７
６ａを利用して２つ正成分のみを得ている。

ＣＰＵ７０は、メインコントローラ５４およびサブコン
トローラ５４ａのそれぞれの設定状態に応じて、上記の
各回路を所定の順序およびタイミングで作動するととも
に、入水温、入水量、設定水温および出湯温に基づき最
も効率のよい燃焼方法を計算して燃焼量および入水量を
制御する。

以上の構成からなるガス燃焼式給湯器１において、本発
明の回転数検出回路は次のとおり作動する。

使用者が図示しない蛇口を開き、給湯を開始すると、水
量センサ３６が作動してパルス信号を出力する。このパ
ルス信号は、水量検出回路６６に備えられた波形整形回
路７４の微分回路７５．７６によって２つのパルス信号
に変換されて、Ｆ／Ｖ変換回路１２で変換されたパルス
信号の数に応じた出力電圧に変換される。従って、水量
検出回路６６では、水量センサ３６からの１つのパルス
信号があると２つのパルス信号として変換されるため、
その出力電圧が上昇することになる。このため、入力端
子７１に水量センサ３６からの１つのパルス信号がある
と、Ｆ／ｖ変換回路７２の出力端子１３には、波形整形
回路７４による２つのパルス信号に基づいた出力電圧が
発生し、コンデンサ７１の充電電圧が高くなる。

従って、ＣＰＵ７０はこの高くなった出力電圧によって
水量センサ３６の作動を検知することができるため、水
量の変化を容易に検知することができる。

この水量検出回路６６によって検出された水量に基づい
て、ＣＰＵ７０による燃焼量の演算が行われ、適正な燃
焼量が決定されて、その燃焼量に合せて燃焼用ファン１
２およびガバナ比例弁２３が制御され、バーナ１１では
所望の空燃比で燃焼が行われる。

入水量が変動した場合には、その変動した流量が水量セ
ンサ３６で計測され、同様にして水量検出回路６６では
変動した流量に応じて出力信号が出力される。特に水量
が減少して水量センサ３６からの、　パルス信号が少な
くなった場合にも、Ｆ／Ｖ変換回路７２の出力端子７３
では、コンデンサ１１には２倍の充電が行われるため、
その充電電荷によって出力電圧が維持され、出力電圧が
低下しすぎることはない。

・従って、ＣＰＵ７０では水量に応じた制御を容易に行
うことができる。

以上のとおり、本発明の回転数検出回路では、パルス信
号が少ない場合にも、その出力電圧を高くすることがで
きるため、検出精度を向上させることができる。

本実施例では、本発明の回転数検出回路を水量検出回路
に使用したが、他の実施例として、車両等の速度検出回
路、機関や電動機の回転数検出回路等にも使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の水量検出回路を示す回路図、第２図
は本実施例のガス燃焼式給湯器を示す概略構成図、第３
図はガス燃焼式給湯器の制御装置を示すブロック図であ
る。 図中、３６・・・水量センサ（回転検知手段）、７２・
・・Ｆ／Ｖ変換回路（Ｆ／Ｖ変換手段）、７４・・・波
形整形回路（信号変換手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）使用状態に応じて回転数が変化する回転体の回転数
   に応じたパルス信号を発生する回転検知手段と、 該回転検知手段のパルス信号に基づいて前記回転体の回
   転数に応じた出力電圧を発生するＦ／Ｖ変換手段と からなる回転数検出回路において、 前記Ｆ／Ｖ変換手段は、前記回転検知手段からのパルス
   信号を複数のパルス信号に変換する信号変換手段を備え
   ることを特徴とする回転数検出回路。