KR920002014B1

KR920002014B1 - 유량측정장치

Info

Publication number: KR920002014B1
Application number: KR1019890011009A
Authority: KR
Inventors: 이꾸로오 아다찌
Original assignee: 린나이코리아 주식회사; 강성모; 린나이 가부시기가이샤; 나이또 스스무
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1989-08-01
Publication date: 1992-03-09
Also published as: JPH0244210A; KR910005034A; JPH0629747B2

Abstract

내용 없음.

Description

유량측정장치

제1도는 본 발명의 개략 블럭도.

제2도는 가스급탕기의 개략 구성도.

제3도는 제어회로의 개략 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호와 설명

1 : 회전체 55 : 회전속도 검출수단

56 : 회전속도 인식수단

본 발명은 물이나 공기등 유체의 회전체의 회전으로 검출하는 유량측정장치에 관한 것이다.

종래, 유량을 검출수단으로서 유체의 흐름에 따라서 회전하는 회전체를 유체의 흐름방향으로 유로에 배설하고, 회전체의 회전속도를 검출하므로서 유체의 유속 즉, 유량을 검출했었다.

그러나 유체의 흐름중에 배설된 회전체는 유속이 안정되어 있어도 흐름에서 존재하는 와류등의 나류에 의하여 회전속도가 불균형하게 되는 현상(출렁거림)이 생긴다. 또한 이 흐름의 난류는 회전체의 상류에 작은 고무제로 정류 수단을 형성하는 정도에서는 큰 효과를 볼 수 없고, 회전체의 상류에 정류기능이 큰 정류수단을 형성하면 정류수단은 유체의 흐름에 큰 저항을 주게됨과 도시에 정류수단 자체가 고가이어서 유량을 검출하기 위한 장치가 고가고 되는 문제점을 갖고 있다. 그러므로 회전체의 회전속도를 평균화하여 유체의 유속을 검출하는 것이 고려되나, 이것은 반응속도가 저하된다는 문제점이 뒤따르게 된다.

본 발명은 상기 사정을 감안한 것으로, 본 발명의 목적은 유체의 흐름속도를 안정하게 검출할 수 있음과 동시에, 유체의 흐름속도의 변화에 대하여 응답성이 양호하게 검출될 수 있는 유량측정장치를 제공코저 하는 것이다. 따라서 이 목적을 달성하기 위하여 제1도에 표시한 바와 같이, 유체의 흐름에 의하여 회전하는 회전체(1)와; 이 회전체(1)의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출수단(55)과; 이 회전속도 검출수단(55)이 검출된 상기 회전체(1)의 회전속도의 변화율이 소정변화율보다도 낮을때는, 검출한 상기 회전체(1)의 회전속도와 이전의 회전속도등을 평균화하여 평균화한 회전속도를 상기 회전체(1)의 회전속도로 인식하고, 소정변화율보다도 높을때는 상기 회전속도 검출수단(55)이 검출한 회전속도를 그대로 상기 회전체(1)의 회전속도로 인식하여 소정의 제어신호를 구동회로(43)에 인가시켜 주는 회전속도 인식수단(56)으로 된 기술적 수단을 채용한다.

상기 구성으로 된 본 발명은 유체의 흐름의 난류에 의하여 회전체가 흔들리는 경우는 회전속도의 변화율이 작음으로 회전속도 인식수단(56)에 의하여 이전의 회전속도를 사용 평균화한다. 따라서 회전체의 회전속도가 안정되고, 회전체의 출렁임에 의하여 검출유량의 변동을 작게 억제할 수 가 있다. 또, 유량의 변화로 회전체의 회전속도의 변화율이 소정변화율보다도 커지면, 회전속도 인식수단에서는 상기 회전속도 검출수단에서 검출된 회전속도를 그대로 회전체의 회전속도로서 인정한다. 따라서 응답성 좋게 유량의 급격한 변화를 검출할 수가 있다.

본 발명은 유체의 흐름에 따른 난류에 대하여 유체의 흐름속도를 안정하게 검출할 수 있음과 동시에 유체의 흐름속도의 변화를 응답특성 양호하게 검출할 수가 있다.

본 발명의 유량측정장치를 급탕기에 적용한 일 실시예에 의거 도면에 따라 설명한다.

제2도는 바이패스 믹싱식의 가스급탕기를 개략적으로 표시한 것으로, 물배관(30)과, 제어회로(40)등으로 구성되고, 연소기(10)는 세라믹스제의 표면 연소식 버너(11)를 내부에 배설된 연소케이스(12)와; 이 연소케이스(12)내에 연소용 공기를 공급하는 송풍기(13)등으로 이루어지며, 송풍기(13)에 의하여 연소케이스(12)내에 유도된 연소용 공기는 연소후 연소가스로서 도시없는 배기구로 배출된다. 가스공급배관(20)은 송풍기(13)의 원심식팬(14)의 내주에 트여진 노즐(21)에 연료의 가스를 공급하는 것으로, 상류측에서 원전자밸브(22), 주전자밸브(23), 비례밸브(24)가 순차로 배치되어 있다. 비례밸브(24)의 하류는 2개로 분기되어 일방에는 절환용 전자밸드(25), 타방에는 오리피스(26)가 형성되어 있다.

또, 원전자밸브(22), 주전자밸브(23) 및 절환용전자밸브(25)는 통전제어에 의하여 가스공급배관(20)을 개폐하는 것으로, 비례밸브(24)는 통전량에 따라 트인구멍비로 변화시켜, 노즐(21)에 공급되는 가스량을 조절하는 것이다. 물배관(30)은 일방이 물의 공급원에 접속되고, 타측은 급탕구에 접속된 것으로, 버너(11)의 표면에서 가스의 연소에 의하여 발생하는 열로 내부를 흐르는 물을 가열하는 열교환기(31) 및 이 열교환기(31)를 바이패스하는 바이패스수로(32)를 구비한다. 열교환기(31) 및 바이패스수로(32)의 상류 물배관(30)에는 수압을 조절하는 가버너 기능과 수량을 조절하는 수량조절기능등이 조합된 전동수량 제어장치(33)가 형성되어 있다.

또, 바이패스수로(32)에는 바이패스수로(32)를 통과하는 수량을 조절하는 개수팰브(34)가 형성되어 있다. 전동 수량 제어장치(33)와 개구밸브(34)는 수량을 조절하는 수단으로서 수로를 개폐가능한 밸브체를 기어모터에 의하여 구한다. 제어회로(40)는 제3도에서와 같이 마이크로 컴퓨터(41), 릴레이회로(42) 및 구동회로(43)로 구성되는 것으로, 사용자에 의하여 조작되는 콘트롤러(44)나 각종센서의 출력에 맞추어 버너(11)에 착화하는 점화기(45), 원전자밸브(22), 주전자밸브(23), 비례밸브(24), 절환용전자밸브(25), 전동수량 제어장치(33), 개구밸브(34)를 통전제어하는 것이다.

제어회로(40)의 각종센서는 버너(11)의 불꽃검출 및 공연비를 검출하기 위한 후레임로드(46) 및 서머커플(47), 전동수량 제어장치(33) 및 개구밸브(34)의 변체에 연동하고, 열림도를 검출하는 열림도미터(48), (49), 송풍기(13)의 회전속도를 검출하는 풍량검출센서(50), 열교환기(31) 및 바이패스수로(32)에 유입하는 수온을 검출하는 입수온센서(51), 열교환기(31)를 통과한 탕온을 검출하는 탕온센서(52), 열교환기(31) 및 바이패스수로(32)를 통과하고 혼합된 탕온을 검출하는 출탕온도센서(53), 열교환기(31) 및 바이패스수로(32)에 유입하는 수량을 검출하는 수량검출센서(54)를 구비하고 있다.

수량검출센서(54)는 전동수량 제어장치(33)의 하류에 형성하고, 물에 흐름에 따라서 회전하는 날개차로된 회전체(도시없음)를 내부에 내장하고 회전체의 회전에 따른 펄스신호를 발생하는 것이다. 수량검출센서(54)에서 보내져오는 펄스신호는 컴퓨터(41)의 회전속도 검출수단(55)에 의하여 펄스폭으로 회전체의 회전속도(유속)를 산출한다. 이때 회전체의 회전속도는 열교환기(31) 및 바이패스수로(32)에 유입하는 수량에 비례한다. 그리고 회전속도 검출수단(55)으로 산출된 회전속도는 회전속도 인식수단(56)에 의하여 열교환기(31) 및 바이패스수로(32)를 통과하는 회전속도(수량)으로 인식된다.

회전속도 인식수단(56)은 먼저 수량검출센서(54)의 회전체 회전속도의 변화율(α)을 산출한다. 또 변화율(α)은, 금회(今回)회전속도 검출수단(55)으로 독취한 회전속도를 a₁, 전회(1펄스전)회전속도 인식수단(56)으로 인식된 회전속도를 bo라 하면, α=(a₁-bo)/bo의 식으로 표현된다. 그리고 변화율(α)이 소정의 변화율(예를 들면 10%)미만인 경우는 금회 회전속도도 검출수단(55)으로 독취한 회전속도(a1)와, 전회 회전속도 인식수단(56)으로 인식된 회전속도(bo)등을 평균화한 값을 금회의 회전속도(수량)b1으로서 인식한다. 이 평균화는,

b=bo+(a₁-bo)/5

식으로 표현된다.

또 변화율(α)이 소정의 변화율(예를 들면 10%) 이상인 경우는, 금회 회전속도 검출수단(55)으로 산출된 회전속도(a₁)를 그대로 금회의 회전속도(수량)b₁으로서 인식한다.

이것은 b₁=a₁의 식으로 표현된다.

또, 상기 수량검출센서(54), 회전속도 검출수단(55) 및 회전속도 인식수단(56)에 의하여 본 발명의 유량측정장치를 구성한다.

다음에 컴퓨터(41)에 의한 연소제어 및 수량제어에 대하여 간단히 설명한다.

연소제어는 사용자가 급탕구에 접속된 기기를 조작하여 물배관(30)에 물이 흐르면 수량검출센서(54)내의 회전체가 회전하여 연소가 개시된다. 이 연소량은 조절기(44)에 의하여 설정된 출탕온을 얻도록 각종 센서에 의하여 얻어진 수량, 입수온 열교환기(31)와 바이패스수로(32)등의 혼합탕온(출탕온)등으로 연소량에 맞춘 회전속도가 되도록 송풍기(13)를 전향 또는 후향 제어에 따른 통전량을 결정하여, 통전제어한다. 그리고, 송풍기(13)의 회전속도나 버너(11)의 화염온도에서 비례밸브(24) 및 절환용 전자밸브(25)를 통전제어하는 것이다.

또, 개구밸브(34)는 입수온 열교환기(31)를 통과한 탕온, 출탕온에서 적절한 개도를 고정되도록 통전제어된다. 또 전동수량 제어장치(33)는 출탕온을 얻는데 필요한 최대유량을 넘지 않도록 통전제어 된다.

본 실시예는 열교환기(31) 및 바이패스수로(32)에 유입하는 물의 흐름의 난류에 의하여 수량검출센서(54)내의 회전체가 흔들릴 경우에는 변화율(α)이 10% 미만이므로 컴퓨터(41)내의 회전속도 검출수단((55) 및 회전속도 인식수단(56)에 의하여 이전의 값과 평균화시키게 되므로, 유입되는 물의 흐름속도(유량)를 안정하게 검출할 수가 있다. 또, 열교환기(31) 및 바이패스수로(32)에 유입하는 수량이 변화하고, 변화율(α)이 10%이상이 되면, 컴퓨터(41)의 회전속도 인식수단(56)에 의하여 회전속도 검출수단(55)으로 산출된 회전속도를 그대로 회전체의 회전속도로서 인정한다. 따라서 입수량 변화를 응답특성이 양호하게 검출할 수가 있다.

본 실시예의 회전속도 검출수단은 회전체의 회전에 맞추어 발생하는 펄스에 의하여 회전속도를 검출했으나, 예를 들면 회전체의 회전에 의하여 전력을 발생시켜, 그 전압으로 회전속도를 검출하는 등 기타의 수단을 이용하여 회전속도를 검출해도 무방하다. 또 본 실시예에서는 회전체의 회전속도를 기준으로 하고 있으나, 회전체의 회전속도와 유량과는 비례관계에 있기 때문에 유량을 기준으로 하여, 예를 들면 유량의 변화율이나, 평균화해도 된다. 또, 본 발명을 가스급탕기의 입수량을 검출하는 것에 이용한 예를 들었으나 급탕기이외의 수량이나 액체의 유량을 검출하거나, 공기등의 기체의 흐름을 검출하는 것에 사용해도 된다.

Claims

관체내의 유체의 흐름에 따라서 회전하는 회전체(1)와; 상기 회전체의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출수단(55)과; 상기 회전속도 검출수단이 검출한 회전체의 회전속도 변화율을 비교하여 소정변화율보다도 낮으면, 검출한 상기 회전체의 회전속도와 전회의 회전속도를 평균화하여 회전체의 회전속도로 인식하고, 소정변화율보다도 높으면, 상기 회전속도 검출수단이 검출한 회전속도를 그대로 상기 회전체의 회전속도로 인식하여 소정의 제어신호를 구동회로(43)에 인가시켜 주는 회전속도 인식수단(56)으로 된 유량측정장치.