热水器缺氧保护新方法及全自动控制装置制造方法及图纸

一种用于燃气热水器的安全自控装置。它提供了一种可适用于各种气源的缺氧保护新方法，利用火焰的燃烧特性，设计出几种性能优异的电子式火焰传感器，配以一个高效能电子线路，使该装置具有缺氧、熄火、过热、定时“四大保护”以及自检－复燃－速关－报警－定时“五道防线”，高自动化、高可靠性、低成本、微功耗，安全保障可做到“万无一失”。其可贵之处还在于：它提供的新型电磁阀，可直接替换原热水器上相应热电式机构，而且整个控制装置的造价与替换部分相差无几。本发明专利技术切实解决了燃气热水器安全保护这个一直令生产厂及用户犯愁的难题，是燃气热水器发展的一个重大突破。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开了一种用于燃气热水器的安全自动控制装置。燃气热水器日益广泛地进入千家万户，给现代生活带来方便和舒适，但同时也带来一种潜在危险，近年因热水器造成的人员中毒甚至死亡的事故屡有发生，引起了社会各方面的关注。分析各次事故的产生，除用户使用方面的原因之外，主要因热水器没有安全装置，或者装置可靠性不高所至，而这又是国内外现有技术尚未完满解决的。如对至关重要的缺氧保护，国内产品大多数没有此装置，少数生产厂从国外引进的该装置，是利用缺氧时主燃烧器火焰拉长烧到一个热电偶，它产生的电势与熄火保护热电偶电势相反，二者抵消使电磁阀失电而关闭燃气。这种保护方式从原理上和器件上都有许多不足之处，如用主燃烧器主火作为缺氧保护的参考，这本身就不可靠，因主火的大小，不只与缺氧情况有关，它受其它多种因素的影响，如燃气管路及阀门等的阻力、燃气的成份、压力(即气源)以及当时的使用情况等等。尤其是气源，我国气源品种多、情况复杂，几乎是一个地区一个样，而该装置调节、实验困难，不可能都适用，更何况是火焰的大小是用户随时改变的。这些装置选用热电式，无论缺氧还是熄火保护，存在有点火较麻烦、发生意外时动作缓慢、制造难度大、造价高等缺点。再如，一般热水器上很少设防干烧过热保护，少数此装置也是一次性的，损坏后要修理后方可使用。至于定时以及其它功能，在燃气热水器上尚未见采用。本专利技术的目的，是制造一种能克服上述缺点、可适用于各种气源、可靠性高、保护功能齐全的安全自控装置，以方便使用，确保用户安全。为此，必须设计出一种不受上述各种可变、不稳定因素影响的缺氧保护新方法，几种高性能的火焰传感器，一种造价低、制造易、耗电少、与原相应机构配套的电磁阀门以及一个能在低电压下工作、低功耗、多功能、高可靠性的自动控制电路。下面结合附图，对本专利技术作详细说明。附附图说明图1是本专利技术的原理图，图2是本专利技术的长明小火构造示意图。图中(1)是燃气阀门，在该阀门机构里设有电磁阀(2)，(2)可以是原来热电式的，也可以用该专利技术提供的取而代之。(4)是长明小火燃烧器，如前所讲，利用主火火焰作缺氧保护因诸多可变因素而"形同虚设"，能否利用长明小火呢？回答是肯定的。这里的关键有两个，一是小火的大小必须可方便地调节;二是它必须与主火隔开以防主火燃烧时被"吞没"。为此目的，可以从燃气阀门直接引一个专门用于缺氧探测的小火，但更简便有效的方法是将原有的长明小火"一分为二"，即在燃气与空气首次混合的混合气通路中设有分流板(24)，将长明小火燃烧器件(4)的内筒分为前后两部分，在其后部管侧有出气孔(21)，引出点火长明火(5)，在其后部上方开有孔(23)，引出缺氧检测长明火(9)，螺钉(7)可以调节孔(23)的大小，从而方便地调节火焰的高低。在(9)与主燃烧器之间设有隔板(8)以减少主火燃烧时对小火(9)的干扰，该隔板上火焰高度标志(20)，当热水器安装完备试用时，用户可从观察孔看一下小火的高度是否与该标志一致，如不一致只需拧一下螺钉(7)，十分方便。这个简单的动作，巧妙地排除了各种因素 对火焰初始高度的影响，且该小火在以后的使用中与大火情况没什么关系，所以稳定、可靠。在该小火上方适当位置(即缺氧到国家规定的标准火焰能达到处)设有传感器(11)，它可以是常见的热电偶，也可是一个加有电压的耐热金属探棒或探针与长明小火燃烧器件(4)组成。，利用火焰燃烧的电离特性，与控制器(13)配合作电子式缺氧保护。图1中其它未交待的部分(14)是水管及热交换器，(12)是置于水管某处作过热保护的温度传感器，(3)是主火燃烧器。图3是本专利技术提供的电磁阀构造示意图，它有一个用电工铁(或其它软磁材料)制成的中部有园环台(34)的园筒(18)兼有外磁铁、保护外筒、密封连接等数种功能，园筒底部中心固定有磁芯(33)，装有线圈(17)。其阀片(15)、压簧(31)、连杆(32)可用原来的，动片(16)相应加大并改用廉价的软磁材料(如电工铁)制作，电磁开关装好后，其台阶(34)的上部与阀门(15)的上部间的距离也与原先相同，台阶(34)的大小以能与原热水器上相应部分(35)良好连接、密封为宜，(36)是线圈引出线，一般一根即可，另一根在内部接园筒(18)。该电磁阀受控制器(13)控制、用干电池(或其它直流电源)供电。图4是点火放电针与火焰探针"合二为一"的原理示意图，这样是为了减少探针数量，其方法是高压包(B)的高压不是直接而是经小间隙(42)、(43)与探针(10)或(6)相通，而火焰探测放大单元(54)的输入经隔离电阻(或电容)(44)、(45)与探针(10)或(6)相连。图5是电子线路原理图。整个电路用干电池(DC)经开关K供电，K受燃气阀门的旋钮控制。电路中可设有变调声报警器(55)，它在控制器件(如三极管BG2)的驱动下可作一般报警(定时、过热及熄火)，若输入端③同时有信号，则可作紧急报警(缺氧保护急促的断续蜂鸣声)。还可设有连续电子脉冲点火器(50)，它可由按钮AN手动开关，也可经自动机构(如经三极管BG3开，BG4关)启动和停止。电路中设有四个探测放大单元定时(51)、过热(52)、缺氧(53)、熄火(54)。当定时时间到或水温超热时，(51)或(52)发出的信息先驱动BG2使(55)报警，再经延时电路(如R1、C1阻容延时约二十秒左右)经门I使三极管BG1截止，电磁阀线圈J(17)失电，断闭燃气。熄火保护放大单元有两个探针(如前所述)，当其中任一个(或两个同时)熄火时，该单元迅速发出信号④，或者直接经门(I)切断燃气，或先使点火器(50)点火(复燃)，若点不着，经适当延长(如R2C2)后使(50)停止放电，并经调整单元(57)切断燃气并报警。缺氧保护放大单元(53)是本专利技术重点放大单元，当缺氧达到一定程度小火焰拉长烧着探针(11)时，该单元能在几十分之一秒内发出几种信号信号①经门(I)快速关闭燃气，信号②、③共同驱动报警器(55)作紧急报警。至此，本专利技术的要点已全部介绍了，依本说明书所述，一般技术人员完全可施，但若按专利技术人员提供的详细资料，选用CMOS为核心的电子电路，全部原材料、原器件的价格在13元以内。与现有技术相比，本专利技术有许多独到之处和优点，现简述于下本专利技术提供出的缺氧保护方法切实解决了这个一直令生产厂、有关领导部门以及广大用户犯愁的难题，可能引起燃气热水器生产、管理以及使用的变革。本专利技术提供的新型电磁阀，选用普通电工材料，加工容易、成本低、耗电少、寿命长、工作可靠，可贵的是它可直接替换原热电式熄火保护有关机构，对原热水器除长明小火外均可不作变动，且整个自控装置的造价，与原来的熄火保护机构的价格差不多，这又解决了一个热水器生产中的一个大问题。本专利技术在燃气热水器上采用电子式熄火保护及自动复燃技术，提高了自动化程度，使它的使用更方便、安全、舒适并且省电;探针和放电针"合二为一"，简化结构、降低成本、使安装容易;本专利技术的过热保护温度可调、工作可靠，用几万次也坏不了，省去了过热故障发生后要到专门机构修理的麻烦;定时，这是本专利技术首先采用的，这不仅是为了节能，也是一种得力的安全保护措施假若前面的诸多保护措施均失灵，定时时间到后仍会切断燃气，这就是安全保护的"第五道防线"。关于"五道防线"，概本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气热水器的安全自控装置，由燃气阀门、长明小火燃烧器、火焰传感器以及自动控制器等组成，其特征在于：它设有专用于检测缺氧情况的长明小火［如长明小火燃烧器（４）上设置的小火（９）］，该长明小火的高度可以调节［如调（４）上出气孔（２３）的大小以改变火苗的高低］，目与主火隔离［如在（２３）后靠近主燃烧器（３）的适当位置设一隔离板（８）］，在该小火上方适当地方，设有缺氧火焰传感器（如热电偶或耐热金属探针）。在燃气通路内可设有一个受控制器（１３）控制、用干电池（或其它直流电源）供电的电磁阀［如在燃气阀门（１）内有电磁阀（２）］，金属制的长明小火燃烧器［如（４）］与控制器（１３）保持良好的电接通［如控制器电源的负端与（４）相连］，它与一加有电压、置于长明小火内［或缺氧到一定程度会被小火烧着，如上所说探针（１１）］的耐热金属（棒或针）组成电子（或离子）式火焰传感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张腾广，
申请(专利权)人：张腾广，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]