監測壁爐裝置的方法和系統的製作方法
2024-03-11 00:29:15
專利名稱：監測壁爐裝置的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種監測壁爐裝置的系統和方法，它包含監測一個內置的或中央封閉 的壁爐，或壁爐插件和/或一個鋼製煙囪系統。
背景技術：
在最近幾年，小型住宅中出現了越來越多的火災。這些火災的發生，常常與壁 爐裝置有關，壁爐裝置包括內置的或中央封閉的壁爐或設置有絕緣的鋼質煙囪系統的 壁爐插件。這些壁爐裝置可參考歐盟類型，如SS-N1856-1 ；T450-Nl-D/ff-Vm-L60100-G (50) ；SS-N1856-1 ；T450-N1-D/W-VM- L20100 - G 的(50)或 SS-EN1856-1/T250-N1-D/ W-Vm-L20100-G50。這些火災大多發生在小型家庭裡，而且往往不知道火災究竟是因為什麼原因開始 的。無論如何，因為用戶對壁爐的處理不當而引起火災的機率很高。更精確的講，火災的原 因很難證明，但一般認為是由於用戶對壁爐的不當使用所造成的。幾乎所有用戶都會經常 讓壁爐保持過強的火勢。在這些案例中，該熱量容易迅速升高並把周圍的易燃材料點燃。應 該進一步指出的是，即使用戶使壁爐保持了它的正常工作溫度，仍然有可能出現由於這類 壁爐的用戶的誤操作而使壁爐周圍的易材料溫度過高。為了克服上述問題，一些製造商提供了一個模擬溫度計，它安裝在鋼製煙囪內來 測量煙囪中煙氣的溫度。為使溫度刻度從外部可見，此溫度計需要在煙囪中鑿一個洞並且 安裝一個套管。但是，這個煙囪套管和開洞可能會導致問題，因為煙氣洩漏到住宅房間的風 險加大了。該種溫度計的另一個問題是，在清洗煙囪時必須將其卸下，清洗後又必須重新安裝。美國專利US2006/0105280描述了一個這樣的傳感器，它可以測量煙囪的表面溫 度。當煙囪在牆或者其它類似物的後面時，它的效果更好。這樣它可以控制接近牆體的部 分溫度不會太高，否則牆體會開始燃燒，該發明是針對傳感器是如何穿過牆壁，以便對磚制 煙囪表面溫度進行測量。英國專利GB2275099測量煙囪表面溫度來控制煙氣在煙囪裡的流動。溫度數值用 於控制來自於壁爐的熱氣流動。以上這些已知的來測量溫度以防止火災的方法相對簡單，對用戶也沒有給予充分 的資料和信息。因此產生了對一種更能增加消防安全，並在用戶使用壁爐火災絕緣鋼質煙 囪時給予用戶反饋的方法和系統的強烈需要。
發明內容
本發明將通過在三個不同的關鍵地方測量溫度的方法來解決上面提到的壁爐消 防安全問題。從第一個方面來講，本發明涉及到一種監測壁爐裝置的方法，壁爐裝置包含了內 置的或者中心封閉的壁爐、壁爐插件和/或鋼製煙囪，這種監測壁爐裝置的方法包括以下步驟首先，測量通過第一層天花板結構的鋼製煙囪系統的外部表面溫度，即測量第一個溫 度；然後，測量進入住宅房的熱迴風的溫度，即測量第二個溫度；接下來，測量連接到內置 的或中央封閉的壁爐或壁爐插件的鋼煙囪系統的煙氣溫度，即測量第三個溫度；最後，將這 些測量到的溫度值傳輸到一個顯示單元，安裝壁爐的用戶能方便地看到這個顯示單元的數
值。
進一步的，本發明的方法還包括在一個指定的時間間隔內存儲讀取出來的溫度 數值，並使用這些存儲的數值為不同的溫度測量值以及壁爐使用的不同場合創建圖表或者 統計表。更進一步的，本發明的方法還包括通過設置一個聲音發生器來向壁爐用戶發出 警報，當有有任何一個測量值和任何一個監測區域的溫度超過第一組預先設定值時，即向 用戶發出警報。再進一步的，本發明的方法還包括如果監測到的溫度數值超過了第二組預先設 定值時，向外部發出求救信號。本發明還涉及一種監測包含內置的或者中心封閉的壁爐、壁爐插件和/或鋼製煙 囪的壁爐裝置的系統，這種系統包括
一個第一溫度傳感器，它穿過第一個天花板結構，用於測量鋼製煙囪系統的表面溫
度；
一個第二溫度傳感器，用來測量住宅房的熱迴風，即對流空氣的溫度； 一個第三溫度傳感器，它接在內置的或中心封閉的壁爐或在壁爐插件裡；用來測量鋼 鐵煙囪系統裡的管道氣的熱量情況；
以及一個顯示單元，該顯示單元用於告知用戶每個溫度傳感器的溫度值。進一步的，本發明的系統還包括一個存儲器，用於在一個指定的時間間隔內存儲 讀取出來的溫度數值。更進一步的，本發明的系統還包括一個聲音發生器，用於在任何一個溫度傳感器 監測到的溫度超過一個預先設定值時，向用戶發出警報。再進一步的，本發明的系統還包括一個自動撥號器，當任何一個溫度傳感器監測 到的溫度超過第二組預先設定值時，該自動撥號器撥通外部求救號碼或自動連接到報警中 心。根據本發明，這三個測量區域確實互相影響，但沒有直接的關係。一個區域直接影 響另一個區域熱量發展的觀點是不正確的。在每一個壁爐裝置的安裝過程中，壁爐內不同 區域的相互影響程度是複雜的、獨特的。那些確定的影響因素有很多，例如內置的或中央封 閉壁爐或壁爐插件的尺寸、非絕緣煙囪部分的長度、通過消防室的內置的或中央封閉或壁 爐插件的外殼體積、通風孔的大小、自誘導通風或主動通風系統、離第一個煙囪的頂端的距 離、壁爐裝置的質量、所用木柴的種類、所用木柴的溼度等。這些區域的相互影響程度也取決於用戶如何使用壁爐裝置，例如用戶允許火苗充 分燃燒填充的木柴或者用戶添木柴較早等都會有影響。另外，所用木柴的量以及如何控制 空氣進入燃燒室，這些因素當然也會有影響。此外，在一個區域熱量的發展與另一個區域熱量的發展沒有直接聯繫。例如，通過 第一天花板結構的煙囪的煙氣溫度可以在煙氣溫度已經下降的情況下仍然上升。此外，如
4果通過內置的或中心封閉的壁爐或壁爐插件的通風被一些因素阻止，從住宅房間返回的熱 空氣(即對流空氣)的溫度可能上升。很明顯，壁爐裝置的用戶必須能夠控制所有這些影響因素，才能安全地使用他的 壁爐。只監測上述確定的區域之一是不夠的，為了提供一個良好的防火水平，每一次壁爐使 用時必須對所有三個區域的溫度進行連續測量。根據本發明，本系統會為用戶提供反饋信息，以使得用戶能迅速地了解自己的壁 爐裝置的特性以及熱量在各個區域的發展，並據此調整自己的壁爐使用方法和避免易燃材 料的燃燒。此外，通過了解反饋信息，用戶還可以判斷他的壁爐裝置是否需要作任何調整。根據本發明，即使是很複雜的環境中的壁爐裝置，也可得到很好的監測和防火保 護。
下面通過不同的實施例和附圖來更加詳細地描述本發明。
圖1是本發明的結構及工作原理示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。圖1為一個壁爐裝置。本發明要解決的問題是，針對包括了內置的或中央封閉壁爐、壁爐插件或絕緣鋼 制煙囪系統的壁爐裝置，現今的用戶對於如何使用這種壁爐裝置知之甚少。根據瑞典救援 服務機構的統計顯示，小住宅的火警數量在急劇增加。用戶也經常在不適合的方式下，過多 地使用了他們的壁爐。通常他們的壁爐只有一個模擬溫度計來進行測量。該模擬溫度計無 法為用戶提供任何主動預警，它只能對壁爐煙氣溫度進行測量。現在也有一些用於一般溫 度測量的預防和報警系統，但沒有一個系統可以像本發明一樣總體地將問題解決。這些系 統大部分關注於煙氣溫度或煙囪內的溫度測量而不管煙囪外的溫度。本發明的目的是為用戶提供了從整體上控制這種類型的壁爐裝置的方法，從而挽 救生命，保護財產並教導用戶通過高溫傳感器測量下列重要區域來了解壁爐裝置具體的性 能
區域一通過第一個天花板結構的絕緣鋼製煙囪系統的外部溫度。瑞典國家房屋建設 及規劃委員會對歐盟批准的煙囪規定的最高允許溫度為85°C。使用壁爐時，溫度超過最大 值85°C是相對容易的。用戶通常不知道溫度在超過85°C後會繼續上升並有可能引起燃燒， 甚至在火苗燃燒結束之後溫度也可能超過85°C。當火苗即將熄滅，用戶通常會再添加更多 的木柴，這進一步提高了在第一天花板結構中的煙囪的外部溫度。區域二 住宅房的熱迴風(對流空氣)，意味著住宅房的空氣通常從接近地面，或 從外面或其他通風區域獲取，然後經由燃燒室加熱，熱空氣再回到住宅房。瑞典國家房屋建設及規劃委員會沒有規定任何這方面的最高氣溫值，只是規定通風孔應該距離天花板至少 50釐米的距離。然而，有不少舊式裝置錯誤地把通風出氣口設在太接近天花板的位置。在 這些情況下，應使用上述提到的通過第一天花板結構的煙 的最高值來控制。天花板通常 含有易燃材料，如木頭。在這個區域也就相對容易超過最高溫度值，即天花板上對流通風孔 的熱混合對流空氣的溫度不應超過85度。區域三燃燒室出口的煙氣的溫度，即壁爐的標識工作溫度是由內置的或中央封 閉的壁爐或壁爐插件的製造商設定的。如果內置的或中央封閉壁爐或壁爐插件可防火，那 麼即使溫度超出標識溫度通常也不存在火警危險。問題在於內置的或中央封閉的壁爐或壁 爐插件在高溫下可能會裂縫，那麼煙氣洩漏到住宅房的風險將增加。經觀察煙氣溫度與上 述區域一沒有直接聯繫。儘管煙氣溫度在一個燃燒單元後會急劇下降，在上述區域一所述 的煙 外部溫度還會繼續上升。間接地，儘管在燃燒室內火苗已經熄滅，往往在上述區域一 仍然經常存在火災的危險性，特別是當用戶增加了更多的木柴，情況會更糟。上述三個溫度傳感器的溫度會通過有線或無線傳輸到一個中央顯示器上，該顯示 器會顯示溫度，如果上述任意一個區域的溫度超過一個設定值，顯示器也會第一時間主動 報警。對於無線傳輸，433，92兆赫頻段可使用(與氣象站相同)。在中央顯示器上，可以對上述提到的所有區域的最高溫度進行預先設置。無線連 接的情況，溫度顯示的更新頻率為20秒一次，有線連接的情況下為連續更新。本領域技術 人員應該明白，其它的更新頻率也是可以的。一旦溫度超過預設溫度，會發出聲音報警，同 時代表受影響的區域的指示燈同時也會閃爍。在區域一的溫度下，如果溫度繼續上升，通過第一層天花板結構的煙囪的二級報 警將啟動，並以85分貝的音量發出報警聲。中央顯示器還可以以家庭報警系統的無線接口 連接到第二級報警中心。中央顯示器可以通過無線接口與家庭報警系統連接，構成雙重報 警系統。中央顯示器還可以通過無線網絡接口與家庭區域網的計算機軟體解決方案連接。上述區域的所有溫度改變都能很容易地被用戶所掌握，這樣用戶就能迅速地知道 他應該怎麼使用自己的壁爐裝置，如設法降低進入燃燒室的空氣量，或者在溫度已經足夠 高的情況下不再添加木柴等。這些都是現有的其它的系統不能提供的。如果上述區域一報警，表明壁爐已被過度使用、火焰將上升到煙囪、燃燒室裡 太多木柴在燃燒等，那麼用戶通過較少燃燒室的進入空氣就可很容易地減少熱量，並且暫 停使用壁爐，直到煙囪已冷卻下來。如果上述區域二報警，表明通過內置的或中心封閉壁爐或壁爐插件的通風量過 少、通風孔堵塞或通風孔太小。有了這些了解，用戶可以增加通風孔或安裝主動通風口。在 這種情況下，用戶可確保有足夠的空間通風，直到解決這個問題。如果區域三報警，表明火勢太強，火焰已到達煙囪，太多的木柴或燃燒室的進氣口 設置過高。經觀察可知，用戶在多數情況下並不知道不同的木柴加熱的水平不同。用戶可 以很容易地減少進入燃燒室的空氣以減少熱量。第二級警報可以在用戶沒有聽到正常警示的情況下進一步保護，如用戶已經睡 覺，或者在另一個房間。此警報信號的目的在於喚醒用戶，並可以連接到報警中心。當然， 這種報警通常得設置在火災發生前就能響起。有多種類型的傳感器可以用於本發明。例如K型熱電偶有線傳感器可以被用於測量溫度，因為它們可以抵禦非常高的溫度。對於煙氣傳感器，最好是使用金屬護套有線傳感器，它可以抵禦120(TC高溫。該傳 感器頂端可安置到燃燒室頂的煙囪外部。這將稍稍延遲煙氣溫度讀數，因為鋼製煙囪需要 先加熱。這種解決方案的優點是煙囪不需要穿孔。任何穿孔都可導致煙氣洩漏進入住宅房 間。為消除從煙囪表面熱在傳感器的尖端位置耗散，保溫礦棉須附在連接區。這將消除流 動的空氣對溫度讀數的影響。對於熱迴風(對流風)的溫度測量，最好是使用玻璃纖維絕緣K型熱電偶傳感器，它 可以抵抗500°C的高溫。它是附加的，所以它的末端位於熱空氣回流中。同一類型的傳感器，玻璃纖維絕緣有線傳感器能抵禦500 0°C，也可用於測量通過 第一天花板的煙囪的外界溫度。它是附著在煙囪引入口內部的表面上。通常這部分不通 風，但可以通過絕緣礦棉絕緣。它應確保至少覆蓋了傳感器附件以絕緣。應消除所有的氣 流圍繞這在導致外界煙 尖端傳感器通過第一天花板，以及用於測量煙氣溫度的傳感器末 端，因為空氣流動會影響溫度的讀取。由於熱量的進一步消散，建築物更高一點的引道不用被檢測，因此它們的溫度通 常比第一層的引道低。應當注意的是，由於對與易燃材料的距離要求不同，其他國家可能對壁爐的最高 溫度有不同的規定。不同國家對用於煙囪通風管道的材料和煙囪與天花板的最小距離也可 能有所不同。本領域技術人員應根據每個國家的不同規定對報警溫度設置進行調整。因此， 上述提到的溫度設置水平只是作為其中一種實施例。本發明的關鍵點是讓用戶了解三個不 同區域的所有溫度水平的信息，並且如果任何溫度超過這些限制，警報將主動提醒用戶。
權利要求
一種監測壁爐裝置的方法，它包含監測一個內置的或中央封閉的壁爐，或壁爐插件和/或一個鋼製煙囪系統，包括以下幾個步驟第一步，測量通過第一層天花板結構的鋼製煙囪系統的外部表面溫度，即測量第一個溫度；第二步，測量進入住宅房的熱迴風，即對流空氣的溫度，即測量第二個溫度；第三步，測量連接到內置的或中央封閉的壁爐或壁爐插件的鋼煙囪系統的煙氣溫度，即測量第三個溫度；並將這些測量到的溫度值傳輸到一個中央顯示單元，安裝壁爐的用戶能方便地看到這個中央顯示單元的數值。
2.根據權利要求1所述的監測壁爐裝置的方法，其特徵在於，還包括以下步驟在規定 的時間間隔內連續存儲測量到的溫度值到一個存儲器，並且從所述存儲器中採集這些溫度 值，為每個壁爐的使用場合創建熱量圖。
3.根據權利要求1或2所述的監測壁爐裝置的方法，其特徵在於還包括一個向用戶 發出警報的步驟，設置一個聲音發生器，當測量到的任何一個溫度值超過一個預先設定值 時，該聲音發生器即發出警報。
4.根據權利要求3所述的監測壁爐裝置的方法，其特徵在於還包括一個自動撥通外 部警報中心的步驟，如果測量到的溫度值超過一個第二水平的預先設定值時，自動撥通外 部警報中心。
5.一種監測壁爐裝置的系統，它包含監測一個內置的或中央封閉的壁爐，或壁爐插件 和/或一個鋼製煙囪系統，所述監測壁爐裝置的系統包括一個第一溫度傳感器，它穿過第一個天花板結構，用於測量鋼製煙囪系統的表面溫度；一個第二溫度傳感器，用來測量住宅房的熱迴風，即對流空氣的溫度；一個第三溫度傳感器，它接在內置的或中心封閉的壁爐或在壁爐插件裡；用來測量鋼 鐵煙囪系統裡的管道氣的熱量情況；一個中央顯示單元，所述中央顯示單元用於告知用戶每個溫度傳感器的溫度值。
6.根據權利要求5所述的監測壁爐裝置的系統，其特徵在於還包括一個存儲器，用於 在規定的時間間隔內連續存儲測量到的溫度值。
7.根據權利要求5或6所述的監測壁爐裝置的系統，其特徵在於還包括一個聲音發 生器和一個閃爍顯示器，用於在所述任意一個溫度傳感器的溫度超過一個預先設定值時， 向用戶發出警報。
8.根據權利要求7所述的監測壁爐裝置的系統，其特徵在於還包括一個自動撥號器， 它在測量到的溫度值超過一個第二水平的預先設定值時，自動撥通外部警報中心。
全文摘要
本發明涉及一種監測壁爐裝置的方法和系統，壁爐裝置包括一個內置的或中央封閉的壁爐和/或一個鋼製煙囪系統。該系統包括一個第一溫度傳感器，它穿過第一個天花板結構，用於測量鋼製煙囪系統的表面溫度；一個第二溫度傳感器，用來測量住宅房的熱迴風，即對流空氣的溫度；一個第三溫度傳感器，它接在內置的或中心封閉的壁爐或在壁爐插件裡，用來測量鋼鐵煙囪系統裡的管道氣的熱量情況，還包括一個中央顯示單元，該顯示單元用於告知用戶每個溫度傳感器的溫度，並且，如果溫度水平超過正常範圍，該顯示單元向用戶發出警告。
文檔編號G01K13/00GK101983323SQ200980110694
公開日2011年3月2日 申請日期2009年4月6日 優先權日2008年4月4日
發明者本特·米哈伊洛夫 申請人:本特·米哈伊洛夫