JPH08304438A - 風速検知装置 - Google Patents

風速検知装置

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JPH08304438A
JPH08304438A JP10552895A JP10552895A JPH08304438A JP H08304438 A JPH08304438 A JP H08304438A JP 10552895 A JP10552895 A JP 10552895A JP 10552895 A JP10552895 A JP 10552895A JP H08304438 A JPH08304438 A JP H08304438A
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英夫 富田
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啓次郎 国本
Yukiro Komai
幸郎 古米
Shiro Takeshita
志郎 竹下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 風速センサの起動時でも、風速を検知する。 【構成】 風速センサ12の温度を検知するセンサ温度
検知部15、風速演算部を選択する風速演算選択部1
7、電流を印加するセンサ電源制御手段18の入力から
風速を演算する定温時演算部19、時間的温度変化演算
部16の出力から風速を演算する定電流時演算部20及
び空気比制御手段22を備えている。センサ温度検知部
15が検知した風速センサ12の温度から風速演算選択
部17が定電流時演算部20を選択した場合には、定電
流時演算部20は時間的温度変化演算部16が演算した
風速センサ12の時間的温度変化から実際の風速を予測
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、風速を検知する風速検
知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の風速検知装置を図3に基づいて説
明する(特開平4−36508号公報参照)。図3に示
すように、バーナ1にはファン2から供給される空気の
風速を検知する風速検知装置が搭載されていた。この風
速検知装置は風速センサ3と、空気の温度を検知する温
度補正センサ4と、風速センサ3に電流を印加するセン
サ電源制御手段5とから構成されていた。また、ファン
2には風速センサ3の風速値に応じてファン2を制御す
る空気比制御装置6が設けられていた。一般に、風速セ
ンサ3は放熱が風速によって変わることを利用した熱線
風速計、サーミスタ風速計などが用いられている。風速
センサ3が検知する風速は放熱(加熱用入力)と風速の
関係を示す半経験的なKingの法則(式1)から求め
られる。
【0003】 Q/△T=A+BU1/2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(式1) ただし、Q:放熱量(入力) △T:風速センサと温度補正センサとの温度差 A、B:定数 U:風速 なお、風速センサ3が定温になるようにセンサ電源制御
手段5が風速センサ3に電流を印加する、すなわち、空
気に奪われる放熱量Qはセンサ電源制御手段5の入力に
等しくなる。したがって、放熱量Qにはセンサ電源制御
手段5の入力が代入される。
【0004】空気比制御装置6は予め設定した目標風速
と風速センサ3の風速とを比較し、この風速偏差を減少
させる方向にファン2の送風量を制御する。
【0005】このように、バーナ1は空気の過不足の検
知、調整により最適燃焼状態となるように制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の風速検知装置の構成では、例えば風速センサ3の起
動中にバーナ1が着火を開始した場合、図4に示すよう
に、風速センサ3にはセンサ電源制御手段6から最大許
容電流が印加され、風速センサ3が温度上昇して定温に
近づくまで最大許容電流が風速センサ3に印加され続け
る。そして、風速センサ3は空気に熱を奪われながら温
度上昇するので、当然温度差△Tも徐々に大きくなる。
一方、最大許容電流を印加しているので、センサ電源制
御手段5の入力が代入される放熱量Qは最大になる。し
たがって、(式1)から演算される風速センサ3の風速
は実際の風速に比べて非常に大きい数値を示すという課
題があり、この結果、バーナ1を最適燃焼状態に制御で
きない。
【0007】なお、風速センサ3の起動時に風速センサ
3を使わないと、耐風やごみ詰まりによる空気不足に対
して燃焼状態を維持できない。
【0008】次に、風速センサ3に油やごみの付着量が
多くなると、風速センサ3から空気への熱伝達率が変化
する。そのために、放熱と風速の関係を示す(式1)か
ら演算した風速は実際の風速と異なるという課題があ
り、この結果、バーナ1を最適燃焼状態に制御できな
い。
【0009】そして、風速センサ3が常に風速を測定で
きるように、風速センサ3を定温に維持しなければなら
ない。そのために、センサ電源制御手段5から電流が風
速センサ3に印加され続けているので、電気代がかかる
という課題があった。
【0010】また、風速センサ3の経時変化により風速
センサ3自身の特性が変化するので、風速センサ3の風
速は誤差が大きくなるという課題があり、この結果、バ
ーナ1を最適燃焼状態に制御できない。
【0011】本発明は上記課題を解決するもので、風速
センサの起動時でも最適燃焼状態に維持することを目的
としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の風速検知装置は電流の印加により自己発熱す
る風速センサと、風速センサの温度を検知するセンサ温
度検知部と、風速センサを定温に維持するように風速セ
ンサに電流を印加するセンサ電源制御手段と、センサ電
源制御手段が風速センサに印加した電流から風速を演算
する定温時演算部と、風速センサの温度から風速センサ
の時間的温度変化を演算する時間的温度変化演算部と、
風速センサの時間的温度変化から風速を演算する定電流
時演算部と、風速センサの温度から定温時演算部または
定電流時演算部を選択する風速演算選択部とを備えたも
のである。
【0013】
【作用】本発明は課題解決手段によって、風速センサの
起動時にはセンサ電源制御手段から最大許容電流が風速
センサに印加され、風速センサが温度上昇して定温に近
づくまで最大許容電流が風速センサに印加され続ける。
その際に、バーナが着火動作を開始し、風速演算選択部
はセンサ温度検知部が検知した風速センサの温度から定
電流時演算部を選択した場合、定電流時演算部は時間的
温度変化演算部が演算した風速センサの時間的温度変化
から風速を予測する。その後、風速センサが定温になる
と、風速演算選択部が定温時演算部を選択する。そし
て、定温時演算部はセンサ電源制御手段が風速センサに
印加した電流から実際の風速を演算する。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。
【0015】図1において、7はバーナで、バーナ7の
上流側には燃料と空気をそれぞれ供給する比例弁8およ
びファン9が設けられ、バーナ7の下流側には燃焼室1
0と熱交換器11とを設けている。ファン9の出口側に
は、電流の印加により自己発熱する風速センサ12と空
気の温度を検知する温度補正センサ13が設けられてい
る。14は空気比制御装置で、風速センサ12の温度を
検知するセンサ温度検知部15と、センサ温度検知部1
5の出力から時間的温度変化を演算する時間的温度変化
演算部16と、風速センサ12の温度とその定温との温
度偏差により風速センサ12の風速演算方法を選択する
風速演算選択部17と、風速センサ12を定温に維持す
るように風速センサ12に電流を印加するセンサ電源制
御手段18と、風速演算選択部17が温度偏差を設定偏
差値内と判定した場合にセンサ電源制御手段18の出力
から風速を演算する定温時演算部19と、風速演算選択
部17が温度偏差を設定偏差値外と判定した場合に時間
的温度変化演算部16の出力から風速を演算する定電流
時演算部20と、目標風速を設定する風速設定手段21
と、定温時演算部19または定電流時演算部20が演算
した風速と目標風速とを比較し、両者の風速偏差に応じ
た制御信号を出力する空気比制御手段22と、空気比制
御手段22の信号に応じてファン9を駆動制御するファ
ン駆動回路23と、燃焼量設定手段24の設定信号に応
じて比例弁8を駆動する比例弁駆動回路25とより構成
される。
【0016】次に、上記構成における風速センサ12の
起動について説明する。図2の点線に示すように、セン
サ電源制御手段18は風速センサ12の温度θと定温θ
Sとの温度偏差(θS−θ)に応じて風速センサ12に電
流を印加する。特に、風速センサ12の起動初期では、
温度偏差(θS−θ)が正で、かつ、定温偏差値よりも
大きいので、センサ電源制御手段18が風速センサ12
に最大許容電流、すなわち、定電流を印加し、風速セン
サ12を急激に温度上昇させる。その後、温度偏差(θ
S−θ)が定温偏差値内になると、センサ電源制御手段
18は温度偏差(θS−θ)に応じて風速センサ12へ
の印加電流を減少させて風速センサ12を定温に維持し
たスタンバイに移行する。一般に、定温θSが150℃
の場合、風速センサ12の起動時間は約20〜30秒で
ある。
【0017】なお、風速センサ12を定温に維持してい
るが、風速センサ12と温度補正センサ13との温度差
△Tを一定に維持してもよい。
【0018】次に、図2を用いて、風速センサ12の起
動中におけるバーナ7の着火動作を説明する。最初に、
空気比制御手段22は予め設定しておいた着火回転数を
ファン駆動回路26に出力してファン9が送風を開始す
る。同時に風速演算選択部17は現在の風速を演算方法
を選択するが、例えば温度偏差(θS−θ)を定温偏差
値外と判定した場合(センサ電源制御手段18が風速セ
ンサ12に最大許容電流を印加)、定電流時演算部20
を選択する。次に、定電流時演算部20は時間的温度変
化演算部16がセンサ温度検知部15の出力から演算し
た風速センサ12の時間的温度変化から(式2)を用い
て時定数Tを演算し、事前に得ていた時定数Tと風速と
の関係から実際の風速を予測できる。
【0019】 T=(t0−t)/ln(θ0/θ) ‥‥‥‥‥‥(式2) T:時定数 t0:初期時間 t:現在時間 θ0:風速センサの初期温度 θ:風速センサの現在温度 そして、空気比制御手段22は風速設定手段22が設定
した目標風速と定電流時演算部20が予測した風速とを
比較し、この風速偏差を減少させる方向にファン駆動回
路23を制御してファン9の送風量を制御する。また、
燃焼量設定手段24は設定燃焼量に応じて比例弁駆動回
路25を制御して燃焼を開始する。このように送風量を
適正化されるので、バーナ7は燃焼状態を維持できる。
【0020】続いて、風速センサ12が温度上昇した結
果、風速演算選択部17が温度偏差(θS−θ)を定温
偏差値内と判定した場合、定温時演算部19を選択す
る。そして、従来例と同様に、定温時演算部19はセン
サ電源制御手段18の電流値と温度補正センサ13の空
気温度とから(式1)を用いて実際の風速を演算する。
そして、空気比制御手段22は風速設定手段22が出力
した目標風速と定温時演算部19が演算した風速とを比
較し、この風速偏差を減少させる方向にファン駆動回路
23を制御してファン9の送風量を適正化しているの
で、バーナ7は最適燃焼状態を維持できる。
【0021】なお、定温時演算部19で演算した風速の
方が、定電流時演算部20で演算し時定数Tを用いて予
測した風速よりも精度がよい。
【0022】次に、風速センサ12のスタンバイ中(起
動完了後)におけるバーナ7の着火動作について説明す
る。風速センサ12がスタンバイ中、すなわち、温度偏
差(θS−θ)が定温偏差値内なので、風速演算選択部
17が選択した定温時演算部19は(式1)から実際の
風速を演算する。そして、空気比制御手段22は風速設
定手段22が出力した目標風速と定温時演算部19が演
算した風速とを比較し、この風速偏差を減少させる方向
にファン駆動回路23を制御してファン9の送風量を制
御する。このように送風量を適正値に制御しているの
で、バーナ7は最適燃焼状態を維持できる。
【0023】また、スタンバイ時間がある期間過ぎる
と、風速センサ12の定温を下げて第2定温θS2とする
第2スタンバイに移行する。その際に、センサ電源制御
手段18は風速センサ12の温度θと第2の定温θS2
の温度偏差(θS2−θ)に応じて風速センサ12に電流
を減少して印加する。この結果、電気代の大幅な削減が
図れる。
【0024】続いて、風速センサ12の第2スタンバイ
中におけるバーナ7の着火動作について説明する。まず
最初に、風速センサ12の定温は元に戻してθSとす
る。温度偏差(θS−θ)が正で、かつ、定温偏差値よ
り大きいので、センサ電源制御手段18が風速センサ1
2に最大許容電流を印加し、風速センサ12が急激に温
度上昇する。そして、フリパージが完了する頃には温度
偏差(θS−θ)が定温偏差値の近傍まで小さくなるの
で、着火初期こそ風速演算選択部17は定電流時演算部
20を選択するが、短時間で風速演算選択部17は定温
時演算部19を選択するようになる。すなわち、風速セ
ンサ12のスタンバイ中の定温を下げても、風速の精度
は短時間で回復する。
【0025】次に、風速センサ12への油やごみ付着に
よる風速センサ12の精度低下の防止方法について説明
する。油やごみの付着した分、風速センサ12の熱容量
が増加するので、起動中の風速センサ12は温度上昇が
遅くなる。すなわち、事前に得た油やごみの付着量と風
速センサ12の温度上昇との関係を用いて、風速センサ
12の起動直後で、かつ、ファン駆動回路23の停止時
における風速センサ12の時間的温度変化から定温時演
算部19は(式1)の定数A、Bを変更する。この変更
の結果、油やごみの影響を抑制できる。
【0026】さらに、風速センサ12の経時変化による
風速センサ12の精度低下の防止方法について説明す
る。風速センサ12のスタンバイまたは第2スタンバイ
中に、かつ、定温時演算部19の風速が一定期間無風の
場合、定温時演算部19は風速センサ12と温度補正セ
ンサ13との温度差△Tとセンサ電源制御手段18から
の入力(放熱量Q)から(式1)の定数Aを変更する。
この変更の結果、風速センサ12の経時変化の影響を抑
制できる。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明の風速検知装置によ
れば次の効果が得られる。
【0028】(1)風速センサの時間的温度変化から風
速を予測できる定電流時演算部を設けているので、風速
センサの起動時でも風速を予測できる。
【0029】(2)風速演算選択部が風速センサの温度
を定温であると判断した場合に定温時演算部が風速を演
算し、また、風速演算選択部が風速センサの温度を非定
温であると判断した場合に定電流時演算部が風速を演算
するので、バーナは常に最適燃焼状態に維持できる。
【0030】(3)風速センサの起動時に風速センサの
時間的温度変化に応じて定温時演算部を補正するので、
油やごみによる風速センサの誤差を抑制できる。
【0031】(4)定温時演算部の風速が一定期間無風
の場合、風速センサの定温度レベルを下げて風速センサ
を他の定温度に維持しているので、電気代の削減が図れ
る。
【0032】(5)定温時演算部の風速が一定期間無風
の場合、定温時演算部を補正するので、風速センサの経
時変化の誤差を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の風速検知装置の構成図
【図2】同装置の風速センサの特性図
【図3】従来の風速検知装置の構成図
【図4】同装置の風速センサの特性図
【符号の説明】
12 風速センサ 15 センサ温度検知部 16 時間的温度変化演算部 17 風速演算選択部 18 センサ電源制御手段 19 定温時演算部 20 定電流時演算部
フロントページの続き (72)発明者 竹下 志郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流の印加により自己発熱する風速センサ
    と、前記風速センサの温度を検知するセンサ温度検知部
    と、前記風速センサを定温に維持するように前記風速セ
    ンサに電流を印加するセンサ電源制御手段と、前記セン
    サ電源制御手段が前記風速センサに印加した電流から風
    速を演算する定温時演算部と、前記風速センサの温度か
    ら前記風速センサの時間的温度変化を演算する時間的温
    度変化演算部と、前記風速センサの時間的温度変化から
    風速を演算する定電流時演算部と、前記風速センサの温
    度から前記定温時演算部または前記定電流時演算部を選
    択する風速演算選択部とを備えた風速検知装置。
  2. 【請求項2】風速演算選択部が風速センサの温度を定温
    であると判断した場合には定温時演算部が風速を演算
    し、また前記風速演算選択部が前記風速センサの温度を
    非定温であると判断した場合には定電流時演算部が風速
    を演算する請求項1記載の風速検知装置。
  3. 【請求項3】風速センサの起動時に前記風速センサの時
    間的温度変化に応じて定温時演算部を補正する請求項1
    記載の風速検知装置。
  4. 【請求項4】定温時演算部の風速が一定期間無風の場合
    には、風速センサの定温度レベルを下げて前記風速セン
    サを他の定温度に維持する請求項1記載の風速検知装
    置。
  5. 【請求項5】定温時演算部の風速が一定期間無風の場
    合、前記定温時演算部を補正する請求項1記載の風速検
    知装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100460875C (zh) * 2007-05-11 2009-02-11 东南大学 十字架结构的二维风速风向传感器及其制备方法
CN107607735A (zh) * 2017-08-18 2018-01-19 江苏省无线电科学研究所有限公司 风速传感器起动风速测量系统
CN109239389A (zh) * 2018-09-29 2019-01-18 珠海格力电器股份有限公司 一种空调器风速检测装置、方法及计算机可读存储介质

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