熱水器的電子連鎖點火安全控制器的製作方法

2023-06-15 10:07:31

專利名稱：熱水器的電子連鎖點火安全控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種點火安全控制器，特別是涉及一種以單極感應針檢測熱水器火焰，及控制煤氣電磁閥啟閉與點火順序的熱水器的電子連鎖點火安全控制器。
熱水器的發明給人類帶來許多方便，卻也給人們帶來生命威脅，因熱水器安裝於室內密閉空間時，經常會有空氣中含氧量不足，而造成煤氣燃燒不完全產生對人體有害的氣體，且這類有害氣體一般人不易察覺，再加以通風不良，尤其是在冬天或氣候寒冷的天氣，門窗總是緊閉著，容易造成煤氣中毒的意外事故。
以往的煤氣熱水器，因先進國家對煤氣熱水器的安全性有法令的規定，所以裝設有各種不同的安全檢知及控制裝置，而這種裝置通常是利用熱電偶感應器，可檢知母火及主火的點火狀況，而當母火與主火的點燃動作不完全時，一般是僅關閉主火煤氣，而母火則任其外洩，並繼續不斷的點火，結果是火沒點燃，煤氣已散布滿屋內，容易發生危險，且不斷的點火，縮短了電池的壽命；另外，部分熱水器裝設有火焰燃燒缺氧程度檢測裝置，而其多是設一組熱電偶感應器，相對的增加熱水器的複雜度，更造成裝配上的困難及成本的提高，在二者不可兼得的情況下只有放棄缺氧檢測裝置。
本實用新型的主要目的在於提供一種熱水器的電子連鎖點火安全控制器，其藉由電路的控制而以一感應電極即能完成缺氧及點火的檢測，並能節省電池電力，提高熱水器的安全性。
依據本實用新型所提供的電子連鎖點火安全控制器，其包括有一計時控制開關電路、一缺氧防爆與火焰檢知電路、一煤氣閥門時序控制電路及一高壓點火電路等，計時開關控制電路是由電晶體、電阻和電容組成一充電電路，藉以建立直流電壓來推動由四個電晶體所組成的電源開關電路；缺氧防爆與火焰檢知電路是由單支傳統火焰感應電極，配合升壓線圈、電阻及電晶體共同產生高頻交流電，藉以提供一偏壓保持電路，缺氧防爆檢知電路並包括有一低通濾波電路，可將所需頻段信號接至一場效應電晶體，以用來區分火焰的有無以及是否缺氧及感應電極是否短路；而煤氣閥門時序控制電路可用來控制高壓點火推動升壓變壓器的開關以及控制母火與主火電磁閥的啟閉，並產生時序動作控制母火開關及產生控制信號使電流持續供應；高壓點火電路則將直流電壓通過單晶飽和振蕩器產生高頻交流升壓電壓，再將高頻信號轉換成低頻點火電壓，以延長線路壽命。
當熱水器的水龍頭打開，水由水管經水壓推舉水盤，並將導杆往上提時，會觸動微動開關呈導通狀態，使電池負極與電路的負極接通，煤氣閥門時序控制電路會輸出一正電壓供給母火煤氣閥門開啟，以提供母火煤氣，並導通高壓點火電路，使其產生高壓放電點燃母火；而當有異常現象時，諸如水壓太低、煤氣不夠、壓力不足或煤氣閥門故障時，會使母火一直無法點燃，則計時開關電路的電容器會持續放電，直到設定時間仍無法點火，則計時開關電路無法動作以關掉電源(使電源中斷)，而停止所有動作；當母火被點燃後，火焰電流導通缺氧防爆火焰檢知電路，使其產生高電壓送入煤氣閥門時序控制電路，而高電壓信號分成三路輸出，一路將主火煤氣閥門打開，使其順利點燃主火，另一路則控制高壓點火電路停止動作，以節省電池電力，最後一路則感知主火確實點燃後而關掉母火煤氣閥門，所以整個點火過程控制確實，且能防止煤氣外洩及節省電池電力。
所述煤氣閥門時序控制電路接有一電晶體，以產生控制信號使電流持續供應。
當熱水器在正常使用下，因燃燒而消耗大量氧氣，若室內缺乏氧氣達低於空氣中含氧量的18％時，缺氧防爆檢知電路會檢出偏壓降低，而促使閥門控制電路隨即將主火煤氣閥門關掉，且高壓點火電路繼續點火，母火煤氣閥門則再將開啟，如持續空氣中含氧量不足，則接著將所有動作停止，防止煤氣大量燃燒不完全產生有毒氣體。
下面通過最佳實施例及附圖對本實用新型的熱水器的電子連鎖點火安全控制器進行詳細說明，附圖中


圖1是本實用新型的電路圖。
圖2是本實用新型的點火及煤氣閥門動作流程圖。
本實用新型的一種熱水器的電子連鎖點火安全控制器，如
圖1所示，其包括有計時控制開關電路10、缺氧防爆火焰檢知電路20、煤氣閥門時序控制電路30及高壓點火電路40。
計時開關控制電路10包括一充電電路及一電源開關電路，充電電路由兩電晶體11、12、兩電阻13、14和一電容器15組成，藉以建立直流電壓來推動由四個電晶體161、162、163、164所組成的電源開關電路。
所述充電電路由兩電晶體11、12、兩電阻13、14和一電容器15組成，電晶體11的基極與電晶體12的集電極連接，充電電容器15接於電晶體11的集電極與電源負極間，一電阻14連接於二電晶體的公共端與電源負極間，利用電晶體11的導通使電容器15充、放電，並觸發電晶體12導通，以推動開關電路。
缺氧防爆與火焰檢知電路20包括一升壓振蕩電路、一傳統火焰感應電極21及一低通濾波電路；振蕩電路包括一變壓器22、一電阻23及一電晶體24共同產生高頻交流電，電晶體24的基極經電阻23及變壓器的線圈與計時開關控制電路10連接，振蕩電路的輸出信號經變壓器線圈耦合至低通濾波器，感應電極21與變壓器線圈串接，一個二極體25連接線圈22至電源的負極，作偏壓保護用，並藉一電阻261及兩電容262、264組成的低通濾波電路，將所需頻段信號接至煤氣閥門時序控制電路30，以用來區分火焰的有無，及是否缺氧及感應電極21是否短路。所述火焰感應電極21為一熱敏電阻。
煤氣閥門時序控制電路30是由一場效電晶體31接收缺氧防爆與火焰檢知電路20所輸出的不同電流信號，而分成三路分別控制主火、母火與點火電路；其中一路由場效應電晶體的輸出端經由一電阻321及兩電晶體322、323控制主火煤氣電磁閥門37；另一路由場效應電晶體的輸出端經一電阻331及一電晶體332控制高壓點火推動升壓變壓器41的開關43，第三路由場效應電晶體的輸出端經一電阻341、一電容342接至一電晶體345產生時序動作，而電晶體345的集電極再連接二個電晶體，由電晶體35的集電極輸出一正電壓，以控制母火煤氣電磁閥門38；另於第一路並接有一電晶體36，在電晶體36的發射極及所述開關電路間連接一隻二極體，以產生控制信號使電流持續供應。
高壓點火電路40則將直流1.5V電壓通過一升壓振蕩電路及一單晶飽和振蕩器產生高頻交流升壓電壓，升壓振蕩電路是由一變壓器41、一電阻42及一電晶體43所組成，再將高頻信號轉換成低頻點火電壓，以延長線路壽命。
如圖2所示，當熱水器的水龍頭打開，水由水管經水壓推舉水盤，並將導杆往上提時，會觸動微動開關51呈導通狀態，使電池52負極與電路的負極接通，煤氣閥門時序控制電路30的電晶體35輸出一正電壓供給母火煤氣閥門38開啟，以提供母火煤氣，並導通高壓點火電路，使產生高壓放電點燃母火；而當有異常現象時，諸如水壓太低、煤氣不夠、壓力不足或煤氣閥門障礙時，會使母火一直無法點燃，由計時控制開關電路10的電容器15會持續放電，其時間約為60秒，直到設定時間60秒仍無法點火，則計時控制開關電路10無法動作關掉電源(使電源中斷)，而停止所有動作。
當母火被點燃後，火焰電流導通缺氧防爆火焰檢知電路20，使其產生高電位送入煤氣閥門時序控制電路30，而高電位信號分成三路輸出，一路將主火煤氣閥門37，使其順利點燃主火，另一路則控制高壓點火和停止動作，最後一種則感知主火確實點燃後而關掉母火煤氣閥門，以節省電池電力，所以整個點火過程控制確實，且能防止煤氣外洩及節省電池電力。
當熱水器在正常使用下，因燃燒而消耗大量氧氣，如果室內缺乏氧氣，遠低於空氣中含氧量18％時，缺氧防爆檢知電路20會檢出偏壓降低，而促使煤氣閥門控制電路隨即將主火煤氣閥門關掉，且高壓點火電路繼續點火，母火煤氣閥門38則再開啟，如持續空氣中含氧量不足，則接著將所有動作停止，防止煤氣大量燃燒不完全而產生有毒氣體。
由以上的電路組合及動作流程可發現本實用新型具有如下效果(1)、其僅以一感應電極，配合缺氧防爆與火焰檢知電路，判斷主火、母火、點火與缺氧等各種狀況，減化了多重控制的複雜程度，且降低成本，並避免由純電阻與火焰電阻間隨溫度變化所產生的差異性。
(2)、缺氧防爆與火焰檢知電路利用火焰導電及單向電流檢知，因而不受溼氣、水氣或短路所引起的煤氣燃爆，且無高壓點火所造成的意外事件。
(3)、火焰的短暫不正常狀況或無短暫火焰時，會予一定的計時方式判斷正確的煤氣電磁閥門動作，經一定時間的計時後，確定是誤動作，則關閉所有煤氣電磁閥門，停止所有動作，如為瞬時性的誤動作，則待正常後，並會自動恢復正常動作。
綜上所述，本實用新型的熱水器的電子連鎖點火安全控制器，其以一般化的成本完成熱水器的安全裝置，且除具有點火動作安全控制功能外，更具有缺氧防爆的功能，以增進熱水器的安全性，可提高效率、節省電力、延長電池壽命。
權利要求1.一種熱水器的電子連鎖點火安全控制器，包括一計時開關控制電路(10)，計時開關控制電路設有一充電電路及一電源開關電路；充電電路，藉以建立直流電位來推動由四個電晶體所組成的電源開關電路，作控制器的電源開關；其特徵是其還包括一缺氧防爆與火焰檢知電路(20)、一煤氣閥門時序控制電路(30)及一高壓點火電路(40)；缺氧防爆與火焰檢知電路包括有一升壓振蕩電路、一感應電極(21)及一低通濾波電路，振蕩電路包括一個電晶體(24)及接在其集電極上的變壓器(22)，所述電晶體的基極經一電阻(23)及變壓器的線圈與所述計時開關控制電路(10)連接，振蕩電路的信號經變壓器線圈耦合至低通濾波器，感應電極(21)與變壓器線圈串接，一個二極體串接變壓器線圈至電源的負極，作為偏壓保護用，低通濾波電路將所需頻段信號接至煤氣閥門時序控制電路，用以感知火焰的有無、是否缺氧和感應電極是否短路；煤氣閥門時序控制電路(30)包括有一場效應電晶體(31)其接收缺氧防爆與火焰檢知電路所輸出的不同電流信號，其輸出信號分成三路，分別控制主火、母火與點火電路；高壓點火電路將直流電壓通過一由一三極體(43)及一變壓器(41)組成的振蕩電路及一單晶飽和振蕩器產生高頻交流升壓電壓信號，再將高頻信號轉換成低頻點火電壓。
2.根據權利要求1所述的一種熱水器的電子連鎖點火安全控制器，其特徵是所述充電電路由兩電晶體(11、12)、兩電阻(13、14)和一電容器(15)組成，電晶體(11)的基極與電晶體(12)的集電極連接，充電電容器(15)接於電晶體(11)的集電極與電源負極間，一電阻(14)連接於二電晶體的公共端與電源負極間，利用電晶體(11)的導通使電容器(15)充、放電，並觸發電晶體(12)導通，以推動開關電路。
3.根據權利要求1所述的一種熱水器的電子連鎖點火安全控制器，其特徵是所述煤氣閥門時序控制電路的一路由場效應電晶體的輸出端經由一電阻(321)及兩相串接的電晶體(322、323)接至主火煤氣電磁閥(37)。
4.根據權利要求1所述的一種熱水器的電子連鎖點火安全控制器，其特徵是所述煤氣閥門時序控制電路的另一路由場效應電晶體的輸出端經一電阻(331)及一電晶體(332)控制高壓點火推動升壓變壓器(41)的開關(43)。
5.根據權利要求1所述的一種熱水器的電子連鎖點火安全控制器，其特徵是所述煤氣閥門時序控制電路的第三路由場效應電晶體的輸出端經一電阻(341)、一電容(342)接至一電晶體(345)產生時序動作，電晶體(345)的集電極再串接二個電晶體，由電晶體(35)的集電極輸出一正電壓，以控制母火煤氣閥門(38)。
6.根據權利要求1或3所述的一種熱水器的電子連鎖點火安全控制器，其特徵是所述煤氣閥門時序控制電路的一路中的電晶體(322、323)並接有一電晶體(36)，在電晶體(36)的發射極及所述開關電路間連接一隻二極體，以產生控制信號使電流持續供應。
專利摘要一種熱水器的電子連鎖點火安全控制器，其控制煤氣熱水器的母火與主火的順序開關，而以一單電極感應針檢測火焰點燃與否及缺氧程度的電子電路，以防止外在電路短路，為熱水器電磁閥及升壓點火電路作啟閉動作，使其能感應主火確實點燃，而母火煤氣閥門經時序延遲後自行關閉，以增進熱水器的安全性，提高燃燒效率，節省電力，並延長電池壽命。
文檔編號F24H9/20GK2187759SQ9324030
公開日1995年1月18日 申請日期1993年9月28日 優先權日1993年9月28日
發明者湯文聰 申請人:湯文聰