專利名稱：熱水器缺氧保護(hù)新方法及全自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種用于燃?xì)鉄崴鞯陌踩詣?dòng)控制裝置。
燃?xì)鉄崴魅找鎻V泛地進(jìn)入千家萬戶，給現(xiàn)代生活帶來方便和舒適，但同時(shí)也帶來一種潛在危險(xiǎn)，近年因熱水器造成的人員中毒甚至死亡的事故屢有發(fā)生，引起了社會(huì)各方面的關(guān)注。
分析各次事故的產(chǎn)生，除用戶使用方面的原因之外，主要因熱水器沒有安全裝置，或者裝置可靠性不高所至，而這又是國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)尚未完滿解決的。如對(duì)至關(guān)重要的缺氧保護(hù)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品大多數(shù)沒有此裝置，少數(shù)生產(chǎn)廠從國(guó)外引進(jìn)的該裝置，是利用缺氧時(shí)主燃燒器火焰拉長(zhǎng)燒到一個(gè)熱電偶，它產(chǎn)生的電勢(shì)與熄火保護(hù)熱電偶電勢(shì)相反，二者抵消使電磁閥失電而關(guān)閉燃?xì)狻＿@種保護(hù)方式從原理上和器件上都有許多不足之處，如用主燃燒器主火作為缺氧保護(hù)的參考，這本身就不可靠，因主火的大小，不只與缺氧情況有關(guān)，它受其它多種因素的影響，如燃?xì)夤苈芳伴y門等的阻力、燃?xì)獾某煞?、壓?即氣源)以及當(dāng)時(shí)的使用情況等等。尤其是氣源，我國(guó)氣源品種多、情況復(fù)雜，幾乎是一個(gè)地區(qū)一個(gè)樣，而該裝置調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)困難，不可能都適用，更何況是火焰的大小是用戶隨時(shí)改變的。這些裝置選用熱電式，無論缺氧還是熄火保護(hù)，存在有點(diǎn)火較麻煩、發(fā)生意外時(shí)動(dòng)作緩慢、制造難度大、造價(jià)高等缺點(diǎn)。再如，一般熱水器上很少設(shè)防干燒過熱保護(hù)，少數(shù)此裝置也是一次性的，損壞后要修理后方可使用。至于定時(shí)以及其它功能，在燃?xì)鉄崴魃仙形匆姴捎谩?br> 本發(fā)明的目的，是制造一種能克服上述缺點(diǎn)、可適用于各種氣源、可靠性高、保護(hù)功能齊全的安全自控裝置，以方便使用，確保用戶安全。
為此，必須設(shè)計(jì)出一種不受上述各種可變、不穩(wěn)定因素影響的缺氧保護(hù)新方法，幾種高性能的火焰?zhèn)鞲衅鳎环N造價(jià)低、制造易、耗電少、與原相應(yīng)機(jī)構(gòu)配套的電磁閥門以及一個(gè)能在低電壓下工作、低功耗、多功能、高可靠性的自動(dòng)控制電路。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
附

圖1是本發(fā)明的原理圖，圖2是本發(fā)明的長(zhǎng)明小火構(gòu)造示意圖。圖中(1)是燃?xì)忾y門，在該閥門機(jī)構(gòu)里設(shè)有電磁閥(2)，(2)可以是原來熱電式的，也可以用該發(fā)明提供的取而代之。(4)是長(zhǎng)明小火燃燒器，如前所講，利用主火火焰作缺氧保護(hù)因諸多可變因素而"形同虛設(shè)"，能否利用長(zhǎng)明小火呢？回答是肯定的。這里的關(guān)鍵有兩個(gè)，一是小火的大小必須可方便地調(diào)節(jié);二是它必須與主火隔開以防主火燃燒時(shí)被"吞沒"。為此目的，可以從燃?xì)忾y門直接引一個(gè)專門用于缺氧探測(cè)的小火，但更簡(jiǎn)便有效的方法是將原有的長(zhǎng)明小火"一分為二"，即在燃?xì)馀c空氣首次混合的混合氣通路中設(shè)有分流板(24)，將長(zhǎng)明小火燃燒器件(4)的內(nèi)筒分為前后兩部分，在其后部管側(cè)有出氣孔(21)，引出點(diǎn)火長(zhǎng)明火(5)，在其后部上方開有孔(23)，引出缺氧檢測(cè)長(zhǎng)明火(9)，螺釘(7)可以調(diào)節(jié)孔(23)的大小，從而方便地調(diào)節(jié)火焰的高低。在(9)與主燃燒器之間設(shè)有隔板(8)以減少主火燃燒時(shí)對(duì)小火(9)的干擾，該隔板上火焰高度標(biāo)志(20)，當(dāng)熱水器安裝完備試用時(shí)，用戶可從觀察孔看一下小火的高度是否與該標(biāo)志一致，如不一致只需擰一下螺釘(7)，十分方便。這個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作，巧妙地排除了各種因素 對(duì)火焰初始高度的影響，且該小火在以后的使用中與大火情況沒什么關(guān)系，所以穩(wěn)定、可靠。在該小火上方適當(dāng)位置(即缺氧到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)火焰能達(dá)到處)設(shè)有傳感器(11)，它可以是常見的熱電偶，也可是一個(gè)加有電壓的耐熱金屬探棒或探針與長(zhǎng)明小火燃燒器件(4)組成。[該燃燒器用金屬制作，它與控制器(13)保持良好的電接通(如與控制器電源的負(fù)端相連)]，利用火焰燃燒的電離特性，與控制器(13)配合作電子式缺氧保護(hù)。圖1中其它未交待的部分(14)是水管及熱交換器，(12)是置于水管某處作過熱保護(hù)的溫度傳感器，(3)是主火燃燒器。
圖3是本發(fā)明提供的電磁閥構(gòu)造示意圖，它有一個(gè)用電工鐵(或其它軟磁材料)制成的中部有園環(huán)臺(tái)(34)的園筒(18)兼有外磁鐵、保護(hù)外筒、密封連接等數(shù)種功能，園筒底部中心固定有磁芯(33)，裝有線圈(17)。其閥片(15)、壓簧(31)、連桿(32)可用原來的，動(dòng)片(16)相應(yīng)加大并改用廉價(jià)的軟磁材料(如電工鐵)制作，電磁開關(guān)裝好后，其臺(tái)階(34)的上部與閥門(15)的上部間的距離也與原先相同，臺(tái)階(34)的大小以能與原熱水器上相應(yīng)部分(35)良好連接、密封為宜，(36)是線圈引出線，一般一根即可，另一根在內(nèi)部接園筒(18)。該電磁閥受控制器(13)控制、用干電池(或其它直流電源)供電。
圖4是點(diǎn)火放電針與火焰探針"合二為一"的原理示意圖，這樣是為了減少探針數(shù)量，其方法是高壓包(B)的高壓不是直接而是經(jīng)小間隙(42)、(43)與探針(10)或(6)相通，而火焰探測(cè)放大單元(54)的輸入經(jīng)隔離電阻(或電容)(44)、(45)與探針(10)或(6)相連。
圖5是電子線路原理圖。整個(gè)電路用干電池(DC)經(jīng)開關(guān)K供電，K受燃?xì)忾y門的旋鈕控制。電路中可設(shè)有變調(diào)聲報(bào)警器(55)，它在控制器件(如三極管BG2)的驅(qū)動(dòng)下可作一般報(bào)警(定時(shí)、過熱及熄火)，若輸入端③同時(shí)有信號(hào)，則可作緊急報(bào)警(缺氧保護(hù)急促的斷續(xù)蜂鳴聲)。還可設(shè)有連續(xù)電子脈沖點(diǎn)火器(50)，它可由按鈕AN手動(dòng)開關(guān)，也可經(jīng)自動(dòng)機(jī)構(gòu)(如經(jīng)三極管BG3開，BG4關(guān))啟動(dòng)和停止。電路中設(shè)有四個(gè)探測(cè)放大單元定時(shí)(51)、過熱(52)、缺氧(53)、熄火(54)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到或水溫超熱時(shí)，(51)或(52)發(fā)出的信息先驅(qū)動(dòng)BG2使(55)報(bào)警，再經(jīng)延時(shí)電路(如R1、C1阻容延時(shí)約二十秒左右)經(jīng)門I使三極管BG1截止，電磁閥線圈J(17)失電，斷閉燃?xì)?。熄火保護(hù)放大單元有兩個(gè)探針(如前所述)，當(dāng)其中任一個(gè)(或兩個(gè)同時(shí))熄火時(shí)，該單元迅速發(fā)出信號(hào)④，或者直接經(jīng)門(I)切斷燃?xì)?，或先使點(diǎn)火器(50)點(diǎn)火(復(fù)燃)，若點(diǎn)不著，經(jīng)適當(dāng)延長(zhǎng)(如R2C2)后使(50)停止放電，并經(jīng)調(diào)整單元(57)切斷燃?xì)獠?bào)警。缺氧保護(hù)放大單元(53)是本發(fā)明重點(diǎn)放大單元，當(dāng)缺氧達(dá)到一定程度小火焰拉長(zhǎng)燒著探針(11)時(shí)，該單元能在幾十分之一秒內(nèi)發(fā)出幾種信號(hào)信號(hào)①經(jīng)門(I)快速關(guān)閉燃?xì)?，信?hào)②、③共同驅(qū)動(dòng)報(bào)警器(55)作緊急報(bào)警。
至此，本發(fā)明的要點(diǎn)已全部介紹了，依本說明書所述，一般技術(shù)人員完全可施，但若按發(fā)明人員提供的詳細(xì)資料，選用CMOS為核心的電子電路，全部原材料、原器件的價(jià)格在13元以內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有許多獨(dú)到之處和優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)簡(jiǎn)述于下本發(fā)明提供出的缺氧保護(hù)方法切實(shí)解決了這個(gè)一直令生產(chǎn)廠、有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門以及廣大用戶犯愁的難題，可能引起燃?xì)鉄崴魃a(chǎn)、管理以及使用的變革。本發(fā)明提供的新型電磁閥，選用普通電工材料，加工容易、成本低、耗電少、壽命長(zhǎng)、工作可靠，可貴的是它可直接替換原熱電式熄火保護(hù)有關(guān)機(jī)構(gòu)，對(duì)原熱水器除長(zhǎng)明小火外均可不作變動(dòng)，且整個(gè)自控裝置的造價(jià)，與原來的熄火保護(hù)機(jī)構(gòu)的價(jià)格差不多，這又解決了一個(gè)熱水器生產(chǎn)中的一個(gè)大問題。本發(fā)明在燃?xì)鉄崴魃喜捎秒娮邮较ɑ鸨Ｗo(hù)及自動(dòng)復(fù)燃技術(shù)，提高了自動(dòng)化程度，使它的使用更方便、安全、舒適并且省電;探針和放電針"合二為一"，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本、使安裝容易;本發(fā)明的過熱保護(hù)溫度可調(diào)、工作可靠，用幾萬次也壞不了，省去了過熱故障發(fā)生后要到專門機(jī)構(gòu)修理的麻煩;定時(shí)，這是本發(fā)明首先采用的，這不僅是為了節(jié)能，也是一種得力的安全保護(hù)措施假若前面的諸多保護(hù)措施均失靈，定時(shí)時(shí)間到后仍會(huì)切斷燃?xì)?，這就是安全保護(hù)的"第五道防線"。關(guān)于"五道防線"，概括起來即1.自檢;2.復(fù)燃;3.速關(guān);4.報(bào)警;5.定時(shí)。所謂"自檢"，即本控制器具有這樣的自動(dòng)檢測(cè)保護(hù)功能，即用戶若不及時(shí)排除已產(chǎn)生的故障或更換已用舊的電池，電磁閥會(huì)自動(dòng)回至"關(guān)"穩(wěn)態(tài)而無法使用。通過以上"五道防線"，產(chǎn)品的安全可靠性可以做到"萬無一失"，使用戶滿意，生產(chǎn)廠放心。
本發(fā)明可形成多種產(chǎn)品。如采用本發(fā)明的缺氧保護(hù)方法與常用的熱電式相結(jié)合，能生產(chǎn)出可靠性高的具有缺氧保護(hù)的燃?xì)鉄崴鳌?duì)本發(fā)明的功能依需要適當(dāng)增減，即能推出不同型號(hào)、不同檔次的產(chǎn)品，這里就不一一介紹。
總之，上述一系列優(yōu)點(diǎn)使本發(fā)明有強(qiáng)大的生命力，它的廣泛普及推廣，對(duì)于方便用戶、節(jié)省能源以及確保人們生命財(cái)產(chǎn)安全諸方面，都會(huì)起積極的作用。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)鉄崴鞯陌踩钥匮b置，由燃?xì)忾y門、長(zhǎng)明小火燃燒器、火焰?zhèn)鞲衅饕约白詣?dòng)控制器等組成，其特征在于它設(shè)有專用于檢測(cè)缺氧情況的長(zhǎng)明小火[如長(zhǎng)明小火燃燒器(4)上設(shè)置的小火(9)]，該長(zhǎng)明小火的高度可以調(diào)節(jié)[如調(diào)(4)上出氣孔(23)的大小以改變火苗的高低]，目與主火隔離[如在(23)后靠近主燃燒器(3)的適當(dāng)位置設(shè)一隔離板(8)]，在該小火上方適當(dāng)?shù)胤剑O(shè)有缺氧火焰?zhèn)鞲衅?如熱電偶或耐熱金屬探針)。在燃?xì)馔穬?nèi)可設(shè)有一個(gè)受控制器(13)控制、用干電池(或其它直流電源)供電的電磁閥[如在燃?xì)忾y門(1)內(nèi)有電磁閥(2)]，金屬制的長(zhǎng)明小火燃燒器[如(4)]與控制器(13)保持良好的電接通[如控制器電源的負(fù)端與(4)相連]，它與一加有電壓、置于長(zhǎng)明小火內(nèi)[或缺氧到一定程度會(huì)被小火燒著，如上所說探針(11)]的耐熱金屬(棒或針)組成電子(或離子)式火焰?zhèn)鞲衅鳌?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于缺氧檢測(cè)小火(9)可以專設(shè)，也可將原有的長(zhǎng)明小火"一分為二"即在燃?xì)馀c空氣首次混合的混合氣通路中設(shè)有分流板(24)，將長(zhǎng)明小火燃燒器(4)的內(nèi)筒分為前后兩部分，在其后部管側(cè)有出氣孔(21)，引出點(diǎn)火長(zhǎng)明火(5)，在其前部上方開有孔(23)，引出缺氧檢測(cè)小火(9)，螺釘(7)可以調(diào)節(jié)孔(23)的大小從而調(diào)節(jié)火焰的高低，兩小火的中間設(shè)有隔板(8)以減少主火燃燒時(shí)對(duì)小火(9)的干擾，該隔板上還設(shè)有火焰高度標(biāo)志(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于電磁閥(2)可以專設(shè)，也可以將原熱電式熄火保護(hù)電磁閥改造，其特點(diǎn)是它有一個(gè)用電工鐵(或其它軟磁材料)制成的中部有園環(huán)臺(tái)(34)的園筒(18)(兼有外磁鐵、保護(hù)外筒、密封、連接等數(shù)種功能)，園筒底部中心固定有磁芯(33)，園筒內(nèi)裝有線圈(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于火焰探針與點(diǎn)火放電針可以"合二為一"，方法是高壓包(B)的高壓引出是經(jīng)過小間隙(42)、(43)與探針(10)或(6)相通，而火焰探測(cè)放大單元(54)經(jīng)隔離元件(電阻或電容)(44)、(45)與探針(10)或(6)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于自動(dòng)控制器(13)可設(shè)有連續(xù)電子脈沖點(diǎn)火器(50)，它可由按鈕AN手動(dòng)開、關(guān)，也可經(jīng)自動(dòng)機(jī)構(gòu)(如經(jīng)BG3開，BG4關(guān))啟動(dòng)和停止。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于自動(dòng)控制部分(13)可設(shè)有變調(diào)聲報(bào)警器(55)，它在控制器件(如三極管BG2)驅(qū)動(dòng)下可作一般聲報(bào)警，若輸入端③同時(shí)有信號(hào)，則可作緊急報(bào)警。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于自動(dòng)控制器(13)設(shè)有電子式缺氧保護(hù)放大單元(53)，當(dāng)缺氧達(dá)到一定程度火焰拉長(zhǎng)燒著探針(11)時(shí)，該單元迅速發(fā)出幾種信號(hào)信號(hào)①經(jīng)門(I)使電磁閥線圈J失電切斷燃?xì)?信號(hào)②、③共同驅(qū)動(dòng)變調(diào)報(bào)警器(55)作緊急的報(bào)警。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于自動(dòng)控制器(13)設(shè)有熄火保護(hù)放大單元(54)，當(dāng)長(zhǎng)明小火(9)[或(5)或兩個(gè)同時(shí)]熄滅時(shí)，該單元迅速發(fā)出信號(hào)④，該信號(hào)或者直接經(jīng)門(I)切斷燃?xì)?，或者先使點(diǎn)火器(50)點(diǎn)火(復(fù)燃)，經(jīng)適當(dāng)延長(zhǎng)(如經(jīng)R2、C2)后使點(diǎn)火器停止放電，經(jīng)電壓調(diào)整單元(57)、門(I)切斷燃?xì)馔瑫r(shí)使報(bào)警器報(bào)警。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于自動(dòng)控制器(13)可設(shè)有定時(shí)單元(51)和過熱保護(hù)放大單元(52)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到或水溫超熱時(shí)，它們發(fā)出的信號(hào)先驅(qū)動(dòng)報(bào)警開關(guān)(如三極管BG2)使(55)報(bào)警，再經(jīng)延時(shí)電路(如R1、C1阻容延時(shí))經(jīng)門(I)等關(guān)閉燃?xì)狻?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征在于所述改制后的電磁閥(2)還具有以下特點(diǎn)其閥片(15)、壓簧(31)、連桿(32)可不變，動(dòng)片(16)相應(yīng)加大并改用廉價(jià)的軟磁材料(如電工鐵)制作，電磁開關(guān)裝配好后，其臺(tái)階(34)上部與閥片(15)的上部間的距離與原來相同，其臺(tái)階(34)的大小能與原熱水器上相應(yīng)部分(35)良好連接、密封為宜。
全文摘要
一種用于燃?xì)鉄崴鞯陌踩钥匮b置。它提供了一種可適用于各種氣源的缺氧保護(hù)新方法，利用火焰的燃燒特性，設(shè)計(jì)出幾種性能優(yōu)異的電子式火焰?zhèn)鞲衅?，配以一個(gè)高效能電子線路，使該裝置具有缺氧、熄火、過熱、定時(shí)“四大保護(hù)”以及自檢—復(fù)燃—速關(guān)—報(bào)警—定時(shí)“五道防線”，高自動(dòng)化、高可靠性、低成本、微功耗，安全保障可做到“萬無一失”。其可貴之處還在于它提供的新型電磁閥，可直接替換原熱水器上相應(yīng)熱電式機(jī)構(gòu)，而且整個(gè)控制裝置的造價(jià)與替換部分相差無幾。本發(fā)明切實(shí)解決了燃?xì)鉄崴靼踩Ｗo(hù)這個(gè)一直令生產(chǎn)廠及用戶犯愁的難題，是燃?xì)鉄崴靼l(fā)展的一個(gè)重大突破。
文檔編號(hào)F24H9/20GK1082179SQ9210915
公開日1994年2月16日 申請(qǐng)日期1992年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月10日
發(fā)明者張騰廣 申請(qǐng)人:張騰廣