安全型燃氧火焰控制器的製作方法
2023-09-18 06:42:10 1
專利名稱：安全型燃氧火焰控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及燃氣用具，尤其是涉及安裝在燃氣快速熱水器和家用煤氣灶中的燃氣點火及安全裝置。
目前，大多數煤氣仍使用火柴點火，隨著燃具製造業的發展和人們生活水平的提高，近年來採用單次壓電陶瓷點火煤氣灶的使用面逐年增加，但這些灶具均無相應的安全裝置。壓電陶瓷點火存在著火率低、操作不便、機構磨損大、壽命短、需配置引火裝置以及點火時燃氣洩出量大等缺點。無安全裝置則在遇到火焰被風吹滅或被湯水淋滅等意外熄火情況發生時，燃氣大量溢出，造成嚴重事故。最近，連續式脈衝點燃裝置和熱電偶式安全裝置已開始用於煤氣灶，但從安全性講仍不能從根本上解決問題，因為熱電偶具有較大的熱慣性，熱電偶控制的電磁閥吸合或脫開需有一段時間，雖然在熄火時最終能關閉氣源，防止事態擴大，但熱電偶的溫度降至使電磁閥脫開和關閉氣源的時間需30秒左右，因此仍有大量燃氣溢出，對安全和人體健康極為不利，同時消耗了大量燃氣。對於熱水器，其點火操作通常採用壓電陶瓷式為多，也有採用連續脈衝點火方式，在熄火保護方面大多採用熱電偶式安全裝置。在缺氧保護上採用能產生反電勢的熱電偶，但還有部分產品無熄火和缺氧安全裝置。因此，熱水器同樣存在與灶具類似的缺陷，從現有煤氣灶和熱水器這二類燃氣用具的使用情況看，由於在安全裝置使用上存在上述問題，故因燃氣大量溢出造成火災或因缺氧造成人身傷亡事故時有發生，所以必須對燃氣用具使用安全性問題要引起足夠重視。
本實用新型的目的是為了克服上述缺點，在點火上採用大能量連續式火花發生電路，確保燃氣具有極高的著火率，有效地減少點火時燃氣的洩出。並且還具有操作方便、機械磨損小、壽命長、不需引火裝置、結構簡單等優點，在安全裝置方面，可提供三種不同的方式供不同型式的燃氣用具採用。
本實用新型的控制器包括火花發生電路1、火花控制電路2、火焰檢測電路3、火焰檢測器4、欠壓顯示電路5、電磁閥驅動電路6、缺氧火焰檢測器7、缺氧火焰檢測電路8。根據不同配置，本實用新型可以有以下三種形式1、維持火焰的熄火保護型(見圖1)在開啟燃氣閥門並接通電源後，火花發生電路的由變壓器102、振蕩管103和電阻101組成的一次升壓電路將升壓後電壓經過二極體104向電容109充電，同時通過電阻105向電容106充電，當電容106的電壓大於觸發管107的觸發電平時，可控矽108導通，使電容109放電，通過變壓器110實現二次升壓並在高壓端發出點火火花，由於電容106放電，使可控矽108觸發端電平下降，可控矽108即進入截止狀態，電容109復至充電狀態，重複上述過程，使火花發生電路發生連續點火火花。當火花將噴出燃燒器的燃氣點燃後，火焰與火焰檢測器4接觸，形成火焰電流，火焰電流通過電晶體305將電晶體304基極取自於電容109的交變電壓拉平，從而使開關電晶體206截止，電晶體206的截止，使開關電晶體201形成基極電流而導通，電晶體201導通使電晶體103失去基極電流，致使火花發生電路1停止工作，因此當燃氣一旦點燃後，控制器即自行停止點火，只要有火焰，就一直維持這種狀態。如果在燃燒過程中火焰突然熄滅或火焰偏離檢測器，則火焰電流立即消失，此時，電晶體304發射極轉為低電平，電晶體207產生基極電流並導通，使電晶體201失去基極電流而截止，電晶體103又復至工作狀態，即又進入點火狀態，直至將燃氣點燃後自行停止點火。這種型式可以確保因熄火而溢出的燃氣立即被點燃，達到熄火保護的目的。採用這種方法具有耗能省，電路簡單，無電磁閥被燃氣腐蝕等優點，但不宜用於熄火後必須切斷氣源的場合。
2、關閉氣源的熄火保護型(見圖2)這種型式的火花發生電路1、火花控制電路2、火焰檢測電路3、和火焰檢測器與上述型式相同，不同之處是增加了電磁閥驅動電路6。在開啟燃氣閥門和接通電源時，點火頭即開始對燃燒器點火，同時，由於電晶體304集電極呈高電平，電晶體604截止，使電晶體601形成基極電流而導通，向電磁閥線圈供電，因為在開啟燃氣閥門時，操作機構已將推桿按出使動磁體與定磁體相碰，所以線圈在通電後將動磁體吸合，在推桿退出後仍處吸合狀態，此時燃氣通道是打開的。與上述型式相同，在燃燒器被點燃後，立即自行停止點火，只要有火燃，就一直維持燃燒狀態。如果火焰消失，即火焰電流消失，電晶體304發射極轉低電平，電晶體604導通，電晶體601截止，由於電容器606的作用，線圈在延時數秒後自動失電，動磁體在彈簧作用下脫開，並使密封件關閉燃氣通道，達到了熄火保護的目的。延時時間可根據需要隨意設定，採用延時方式的目的是防止因偶然出現的火焰偏離造成線圈失電。使用此種型式的控制器時，在因熄火而關閉氣源後如需繼續使用燃具，則需先關閉電源後對燃具重新進行啟動操作。
3、關閉氣源的熄火及缺氧保護型(見圖3)此種型式是在上述型式的基礎上增設了缺氧火焰檢測電路8和缺氧火焰檢測器7。火焰在缺氧條件下燃燒時，由於一次、二次空氣中的氧含量下降，從燃燒器火孔噴出的燃氣不能正常燃燒，具體表現在出現黃焰和由於燃燒過程延長造成火焰高度增加，如果在火焰上方的適當高度處設置火焰檢測器即能對是否缺氧作出判定，因此，缺氧火焰檢測器就其原理而言，實質上也是火焰檢測器。缺氧火焰檢測器7在火焰正常燃燒時與火焰不發生接觸，當出現缺氧情況時，就會與火焰發生接觸，因接觸而形成的火焰電流使電晶體812發射極轉為高電平，同時使電晶體804截止，電晶體805導通，電晶體604導通，電晶體601截止，從而使電磁閥失電並關閉氧源，停止燃燒，達到防止缺氧造成的人身傷亡事故的目的。
上述所說的火焰檢測器4和缺氧火焰檢測器7是由一種耐高溫和耐氧化的導電金屬製成的。
本實用新型各部分的工作電壓均為直流3V，可使用二節1.5V的乾電池或輸出電壓為3V，輸出電流大於200mA的整流器。欠壓顯示電路5是通過發光二極體503的發光來表示乾電池能否正常工作。
上述三種型式可以根據燃氣用具的使用特點選用，三種型式的基本電路是一致的，因此有很好的通用性。
本實用新型的最明顯特點是其火焰檢測部分所能達到的優異性能和低的製造成本。與熱電偶式安全裝置和光電式安全裝置的比較情況見下表
綜上所述，本實用新型的控制器特別適用於各類燃氣用具中，是新一代的燃氣點火和安全裝置，對提高燃氣用具使用性能和使用安全性將起到積極的作用。
圖1是維持火焰的熄火保護型電氣原理圖。
圖2是關閉氣源的熄火保護型電氣原理圖。
圖3是關閉氣源的熄火和缺氧保護型電氣原理圖。
實施例本實用新型的電子元器件參數分別標註在圖1、圖2和圖3上。
權利要求1.一種由火花發生電路1、火花控制電路2、火焰檢測電路3、火焰檢測器4、欠壓顯示電路5、電磁閥驅動電路6、缺氧火焰檢測器7、缺氧火焰檢測電路8組成的安全型燃氣火焰控制器(以下簡稱控制器)，其特徵在於所說的火焰檢測電路3是利用火焰整流作用檢測火焰電流的方法，並根據檢測結果實現對火花發生電路1和電磁閥驅動電路6的控制，其所說火焰檢測器4和缺氧火焰檢測器8是一種直接伸入火焰中的傳感元件。
2.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是所說的火花發生電路1是通過二次升壓的方法獲取高壓的。
3.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是所說的火焰檢測電路3的輸入信號取自火花發生電路1中電容109的左端。
4.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是所說的火焰檢測器4和缺氧火焰檢測器7是由耐高溫和耐氧化的導電金屬製成的。
5.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是所說的各部分電路的工作電壓為直流3伏，可使用二節1.5伏的乾電池或輸出電壓為3伏，輸出電流大於200毫安的整流器。
6.根據權利要求5所述的控制器，其特徵是當採用乾電池作為電源時，是通過欠壓顯示電路的發光二極體表示乾電池是否能正常工作。
7.根據權利要求1或權利要求2所述的控制器，其特徵是所說的火花發生電路1的啟動與停止是通過控制電晶體103的基極電流實現的。
8.根據權利要求1所述的控制器，其特徵是根據不同的電路單元配置，可以有以下三種型式(1)維持火焰的熄火保護型，由火花發生電路1、火花控制電路2、火焰檢測電路3、火焰檢測器4、欠壓顯示電路5組成；(2)關閉氣源的熄火保護型，由火花發生電路1、火花控制電路2、火焰檢測電路3、火焰檢測器4、欠壓顯示電路5、電磁閥驅動電路6組成；(3)關閉氣源的熄火及缺氧保護型，由火花發生電路1、火花控制電路2、火焰檢測電路3、火焰檢測器4、欠壓顯示電路5、電磁閥驅動電路6、缺氧火焰檢測器7、缺氧火焰檢測電路8組成。
專利摘要本實用新型是一種安裝在燃氣熱水器和家用煤氣灶中的燃氣點火及安全裝置。控制器的火焰檢測電路是利用火焰整流作用直接檢測火焰電流的方法，對火花發生電路，電磁閥驅動電路實現三種不同型式的控制。與熱電偶式安全裝置和光電式安全裝置相比，本實用新型具有著火率高、工作穩定可靠、抗幹擾能力強、壽命長、靈敏度高、功能齊全和製造成本低等優點。各類燃氣用具採用本控制器後，使操作更為方便，並可有效地防止因熄火而造成燃氣外溢和防止因缺氧而造成人身傷亡。
文檔編號F24C3/12GK2088208SQ90226510
公開日1991年11月6日 申請日期1990年12月20日 優先權日1990年12月20日
發明者金國強 申請人:寧波市海曙燃氣用具經營部