CN102518850A - 民宅独立式智能燃气安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于民宅厨房内的独立式智能燃气安全系统装置，燃气计量装置通过燃气输送软管及专用快装接头分别与气源、燃气设备连接，燃气计量装置设有燃气泄漏、不完全燃烧和火灾信号输入插口的壳体和设置在壳体内的执行机构、紧急切断机构和无线远传模块、异常流量感应器、地震感应器，紧急切断机构和地震感应器分别与执行机构连接；燃气输送软管之专用快装接头上设有微型燃气泄漏探测器，具有及时探测燃气输送软管内燃气泄漏；燃气过流切断阀安装在燃气设备之前，在超过设定流量条件下予以切断；微型燃气泄漏探测器和空间燃气探测报警装置与执行机构连接；燃气超浓度断电保护装置与用电设备连接，当室内空间已有燃气泄漏，并使室内空间燃气泄漏探测装置报警，燃气超浓度断电保护装置切断室内电源，避免室内泄漏燃气燃爆，造成次生灾害。

Description

民宅独立式智能燃气安全装置

技术领域

本发明涉及一种民宅厨房室内的燃气供应系统装置，特别是一种独立式智能燃气安全系统装置。

背景技术

燃气用于城市居民生活，在我国已有一百多年历史。从上个世纪九十年代开始，我国的城市燃气事业有了迅猛的发展，目前已有1亿多户，约4亿人口在日常生活中使用各种燃气，并且还以每年新增用户八百万左右的速度在发展。随着燃气的广泛使用，城市居住安全问题日益突出，由于各种原因造成的燃气爆炸、中毒等事故在增多。其中民宅燃气事故在各类事故总量中所占的比例最大，民宅内燃气燃爆，更是难于防范。随着建筑物密闭性增加，由于燃气不完全燃烧、燃气泄露等造成中毒和燃爆成为主要的突发事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种有效监测、预警，并能紧急自动切断电源及燃气的用于民宅的独立式智能燃气安全装置。

该装置是在一幢独立式民宅的市电进线线路串接一断电保护装置，在燃气计量装置后面的燃气输送管路中串接一燃气过流切断阀；民宅室内安装一燃气检测报警装置，在民宅的燃气进气软管的专用块装接头上安装一微型燃气检测器，燃气检测报警装置检测室内的泄露燃气值与设定值比较后，转换为电信号，分别送至断电保护装置和燃气计量装置，切断民宅供电并关断燃气进气阀；所述微型燃气检测器检测的燃气输送软管泄露的燃气转换为电信号，与燃气检测装置连接。

所述燃气检测报警装置还设有数据存储器，记录25小时内的检测数据。

所述燃气检测报警装置还设有温度传感器，检测室内温度超过设定值时，输出控制信号，分别切断民宅供电和民宅燃气进气管路。

所述燃气计量装置，设有紧急切断阀，受燃气检测报警装置控制信号控制，关闭或开启紧急切断阀。

所述燃气计量装置，还设有震动传感器，当民宅震动幅度超过规定值时，便自动关闭紧急切断阀。

所述燃气计量装置还设有无线发送模块，该模块将民宅内的燃气泄露情况，发送到外部接收器。

所述燃气过流切断阀，是在燃气输送软管内的燃气流量超过规定值时，自动切断输气管路。

所述微型燃气检测器，是在一壳体一侧有连接结构和导流孔，另一侧有排气孔，连接结构与专用块装接头连接，壳体内设有电路板模块，气体传感器以及检测处理模块，并用信号线与燃气检测报警装置连接。

本发明的有益功效在于：

1）本发明既能有效监测和处置管路系统的事故，更能及时监测和处置民宅室内空间的燃气事故；不仅能预测、预警，也能紧急自动处置，确保民宅厨房燃气系统本质安全；

2）本发明的膜式燃气计量装置内置紧急切断装置，并与外界多个信号源留有接口，一旦接受到各种事故信号，即能紧急切断，有效处置，又省略了计量装置外独立的紧急切断阀，达到安全处置目的，简化了工艺，减少了投资，并备有无线远传功能；

3）本发明的膜式燃气计量装置内设有地震感应器，既能接受地震信号，又能感受邻舍因燃爆等震动的影响，且能有效防止窃气；只要膜式燃气计量装置突发倾斜和震动信号，紧急切断装置便能自动处置，其切断装置和地震感应器耗能均由干电池提供；

4）本发明的膜式燃气计量装置内置无线远传模块，它能将接受到的系统内多个信号源传输来的信息，及时、可靠、可信的传输至外界接收器，便于及时监测系统装置的情况，达到预测、预警和紧急处置；

5）埋墙的燃气输送软管，其始端出墙处的专用快装接头上设有微型燃气泄露探测器，其上有引流装置，当防护套内部波纹管体破损而产生燃气泄露，必定流向该探测器，能及时有效收到信号，并与膜式燃气计量装置内置的紧急切断装置连接，且能及时探测到包覆管内不锈钢波纹管的完好情况，若其有破损，微型探测器便能收到信号予以处置，确保膜式燃气计量装置后的用气管的运行安全；

6）与燃具连接处采用过流切断阀，其作用为管内燃气流量突然增大时，该过流切断阀自动机械地切断管路，可确保因与燃具连接管的脱落或人为损坏时的安全；

7）本发明的空间燃气探测报警装置具有燃气泄漏、不完全燃烧和火灾等报警功能，这些信号被送至膜式计量装置内置的切断装置，只要燃气泄漏浓度、不完全燃烧产生的一氧化碳浓度值和室内空间温度超过设定值，切断装置便执行。且空间燃气探测报警装置内置事故记录器，能适时记录事故发生前25h内每隔4min时段的燃气泄漏浓度、温度和一氧化碳浓度等数值，便于追溯，利于事故取证和分析；

8）本发明的燃气超浓度断电保护，当燃气泄漏并超过泄漏报警浓度的设定值后，自动切断电源，以防因室内人为或自然缘故产生电火花而爆发次生灾害；

9）本发明除了微型燃气泄漏探测器需要220V强电通过断电保护装置内置交直流转换装置提供低压电流外，膜式燃气计量装置信号的接受和处置均由干电池供能，寿命一般为5年，整个自动控制系统装置全部用信号总线连接；

10）总而言之，本发明不仅能及时了解和处置管道系统的事故工况，且能及时了解和处置室内空间事故工况；不仅能及时预测、预警和处置，另有超浓度断电保护装置避免次生灾害的发生；系统又具远传功能，且万一因故未能及时处置，也能适时记录之前25h工况，便于追溯，利于取证和分析，所以，本发明具有燃气泄漏、不完全燃烧、火灾和地震等信号探测采集、远传和自动处置、燃气流量过流切断、超浓度燃气泄漏断电保护和事故追溯、取证、分析等功能。

附图说明

图1是本发明的方框图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的微型燃气泄漏探测器结构示意图；

图4为本发明的微型燃气泄漏探测器的安装示意图；

图5为本发明的燃气超浓度断电保护装置的电路原理框图；

图6为本发明的超浓度断电装置切断整个电源的电路图；

图7为本发明的超浓度断电装置切断局部电源的电路图；

图中标号说明

100—气源；

200—膜式燃气计量装置；

201—壳体；                          202—执行机构；

203—紧急切断机构；                  204—地震感应器；

1—电源；

11—信号线；                         12—电气连接线；

10—断电保护装置；

101—输入接口；                       102—输出接口；

103—控制模块；

1031—驱动电路；                      1032—控制电路

106—连接端口；

20—空间燃气探测报警装置；

2—微型泄露探测器；               

21—壳体；

   211—导流孔；                      212—连接结构；

   213—排气孔 ；                      

22—探测部件；

    221—电路板模块；                 222—气体传感器；

    223—检测处理模块；

3—使用的燃气设备；

4—燃气管道；

41—波纹管；                          42—护套；

5—出墙管快装接头；                              

51—螺纹孔；

6—用电设备；                            7—过流切断阀。

具体实施方式

请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。

如图1所示，该装置是在一幢独立式民宅的市电进线线路串接一断电保护装置10，在燃气计量装置200后面的燃气输送管路中串接一燃气过流切断阀7；民宅室内安装一燃气检测报警装置20，在民宅的燃气进气软管的专用块装接头5上安装一微型燃气检测器2，燃气检测报警装置20检测室内的泄露燃气值与设定值比较后，转换为电信号，分别送至断电保护装置10和燃气计量装置200，切断民宅供电并关断燃气进气阀；所述微型燃气检测器2检测的燃气输送软管4泄露的燃气转换为电信号，与燃气检测装置连接。

所述燃气检测报警装置20还设有数据存储器，记录25小时内的检测数据。

所述燃气检测报警装置20还设有温度传感器，检测室内温度超过设定值时，输出控制信号，分别切断民宅供电和民宅燃气进气管路4。

所述燃气计量装置200，设有紧急切断阀203，受燃气检测报警装置20控制信号控制，关闭或开启紧急切断阀203。

所述燃气计量装置200，还设有震动传感器204，当民宅震动幅度超过规定值时，便自动关闭紧急切断阀203。

所述燃气计量装置200还设有无线发送模块，该模块将民宅内的燃气泄露情况，发送到外部接收器。

所述燃气过流切断阀7，是在燃气输送软管内的燃气流量超过规定值时，自动切断输气管路。

所述微型燃气检测器2，是在一壳体一侧有连接结构212和导流孔211，另一侧有排气孔213，连接结构212与专用块装接头5连接，壳体21内设有电路板模块221，气体传感器222以及检测处理模块223，并用信号线11与燃气检测报警装置20连接。

如图2所示，本发明提供的一种用于民宅厨房内的独立式智能燃气安全系统装置，包括气源100、燃气计量装置200、空间燃气探测报警装置20和燃气设备3，所述燃气计量装置200通过燃气管道4分别与气源100及燃气设备3连接，所述微型燃气泄漏探测器2置于燃气输送用不锈钢波纹软管之专用快装接头5上。燃气计量装置200为膜式燃气计量装置，其内置异常流量感应器和地震感应器204和紧急切断装置，并接收异常流量、地震、燃气泄露、不完全燃烧和火灾信号的内、外通信接口信号，一旦接收到上述信号，即自动切断处置，预防和减少燃气事故的发生。接受信号和自动处置所需能耗来自其内置的干电池。本实施例中，该膜式燃气计量装置200包括壳体201和设置在壳体201内的执行机构202、紧急切断机构203和异常流量、地震感应器204，紧急切断机构203和异常流量、地震感应器204分别与执行机构202连接.所述燃气探测报警装置20与执行机构202连接。

所述空间燃气探测报警装置20包括燃气泄露探测报警模块、不完全燃烧探测报警模块及火灾探测报警模块（温度传感器），燃气泄露探测报警模块、不完全燃烧探测报警模块及火灾探测报警模块分别与执行机构202连接。所述空间燃气探测报警装置20还包括事故记录器（图未示），事故记录器分别与燃气泄露探测报警模块、不完全燃烧探测报警模块及火灾探测报警模块连接。该空间燃气探测报警装置20兼具燃气泄露探测报警、不完全燃烧探测报警和火灾探测报警等功能于一体，用于探测室内空间内的信号，并通过通信总线，通过200内置的执行机构202，及时有效地控制紧急切断机构203予以切断处置。其中的事故记录器，则能适时记录一旦事故发生前25h内每隔4min时段的燃气泄露浓度、一氧化碳浓度和温度等数值，便于追溯，利于事故取证和分析。

如图3和图4所示，所述微型泄露探测器2与燃气泄露探测报警模块连接，微型泄露探测器2安装在燃气计量装置200与燃气设备3之间的燃气管道4上。燃气管道4为波纹包覆管，波纹包覆管上设置有导流结构且安装有出墙管快装接头5，微型泄露探测器2安装在出墙管快装接头5上。本实施例中优选暗埋于墙体内、外覆PVC防护套的燃气输送用不锈钢波纹软管及专用快装接头，其外覆PVC防护套的内壁设有轴向导流槽作为导流结构，一旦内置不锈钢波纹管损伤引起燃气泄露，便能顺导流槽至始端的出墙管快装接头5，该出墙管快装接头5上设置了微型泄露探测器2，以感知由导流槽引流来的泄露燃气信号，并通过直流低电压通信总线，传至燃气计量装置200内置的执行机构202，通过紧急切断机构203及时有效地予以切断处置。

如图3所示，所述微型泄露探测器2包括壳体21及安装在壳体21内的探测部件22，壳体21的侧壁上设置有导流孔211，导流孔211上设置有用于与出墙管快装接头5连接的连接结构212。微型泄露探测器2通过连接结构212安装在燃气管道4体的出墙管快装接头5上。其中，该连接结构212为内螺纹或外螺纹结构，也可为其他常用连接结构。本实施例中，所述连接结构212为沿导流孔211向壳体21外延伸的螺纹接头结构，出墙管快装接头5上设置有与螺纹接头结构212适配的螺纹孔51。本发明的连接结构212还可为设置于导流孔211内壁的内螺纹结构，出墙管快装接头5上设置有连接头，连接头内部为通孔，连接头的外壁为与内螺纹结构适配的外螺纹结构。壳体21上还设置有排气孔213，以保证燃气泄漏时，壳体21内部气压大于外部大气气压，起到引流作用。

如图3所示，所述探测部件22包括电路板模块221、气体传感器222和检测处理模块223，以保证数据处理的可靠性和精确性。气体传感器222和检测处理模块223安装在电路板模块221上，电路板模块221安装在壳体21上，电源1与电路板模块221连接，电路板模块221与燃气泄露探测报警模块20连接。本实施例中，检测处理模块223优选为单片机，报警部件优选为声光报警部件。微型泄露探测器2与声光报警部件为有线或无线连接。

所述紧急切断阀7安装在燃气管道4上并与报警部件连接。其中，报警部件的电源为电池或电源适配器。微型泄露探测器2也可以由声光报警部件供电。

所述空间燃气探测报警装置20由超浓度断电装置10供电，也可以独立供电。所述空间燃气探测报警装置20与超浓度断电装置10通过有线或无线的方式进行通信。

如图5所示，所述燃气超浓度断电保护装置10的本质是控制电力供应的装置，一旦空间燃气探测报警装置20探测到室内空间燃气泄露超过一定浓度的信号，超浓度断电装置10即自动关闭电源1，防止因人为开灯和冰箱等家用电器的自动启动所造成的恶性爆炸等次生灾害的发生。一旦危险信号消失，超浓度断电装置10可自动回复电力供应。超浓度断电装置10可内置交直流转换装置，并提供所有低压电源1。燃气超浓度断电装置10设置在电源1与用电设备6的连接线路12上，包括用于与电源1连接的输入接口101、用于与用电设备6连接的输出接口102和控制模块103，输入接口101与输出接口102通过后续电源电路104连接，控制模块103安装在后续电源电路上，控制模块103分别与空间燃气探测报警装置20及燃气计量装置200连接。控制模块103包括驱动电路1031和控制电路1032，驱动电路1031和控制电路1032分别与后续电源电路连接。输入接口101和输出接口102可以是接线端子或插头座任意组合。控制电路1032的控制元件可以为继电器或接触器。控制电路1032包括整个电源切断电路、局部电源切断电路或单点电源切断电路。

如图6、图7所示，粗实线代表220V交流电源1走线，虚线代表空间燃气探测报警装置20报警时控制切断的走线。空间燃气探测报警装置20一旦探测到气体泄漏达到设定浓度或者室内发生火灾，则立即输出切断信号，进而切断直接连接到主空气开关上的接触器，关闭室内所有的电源。如果可能发生泄漏的厨房室内空间较小且密闭性好，泄漏气体难以扩散流通，这样会造成室内局部泄漏燃气浓度较高，则仅切断厨房内的电源。另一种情况，厨房内燃气泄漏不致危紧挨的房间，也可以仅切断厨房电源的方案，如图6。还有一些特殊用途，其燃烧设备中带有可以控制燃气阀门的装置，一旦出现泄漏，空间燃气探测报警装置20将关闭该设备的电源，进而实现关闭阀门，切断泄漏气源及打火源，防止灾害的发生，参见图5。上述提及的三种不同的切断方式，根据实际应用的情况，可以选择合适的方案。如新施工的用户，可以采用图5的方案，提前设计安装可控切断装置及相关走线，可实现全部环境电源的切断功能；而针对普通家庭用户，基于经济性和实用性的考虑，可以采用图6的方案，在确保燃气不会泄漏到相邻房间的情况下，可实现局部电源的切断功能。而对于一些特殊应用的场合，可使用图4的方案，在不需要任何改动的情况下，以最经济实用的方式实现燃气的安全应用。

工作时，将本发明的燃气超浓度断电保护装置10的输入接口101安装或插接到电源1上，将常用用电设备6如电冰箱、热水器、电灯及其控制开关安装或插接到燃气超浓度断电装置10的输出接口102。电源1接通后，燃气探测报警装置20的蜂鸣器发出声响，提示电源已接通。这时断电指示灯为熄灭状态，说明正在正常为家用电器供电。将微型燃气泄露探测器2通过其螺纹接头结构212固定到燃气输送用不锈钢波纹软管41的出墙管快装接头5的螺纹孔51上。不锈钢波纹管管体41发生泄漏后，泄漏气体沿着波纹管管体41与护套42之间的导流结构从泄漏部位流向波纹管管体41的出墙管快装接头5的螺纹孔51，经导流孔211流入壳体21中，再经过壳体21上的排气孔213排出。进入壳体21后的泄漏气体被气体传感器222检测到后，气体传感器222输出信号给检测处理模块223处理，通过气体传感器222的输出信号与设定报警门限值的对比，一旦确定达到报警浓度，检测处理模块223通过自身的通信接口发出报警信号，经信号线11传给声光报警部件3。声光报警部件3确认信号线11传递的报警信号后，立即发出声光报警，空间燃气探测报警装置20通过连接端口106发出报警信号给燃气超浓度断电装置10的控制模块103，控制模块103的继电器或接触器动作并切断输入接口101和输出接口102的电源连接，防止后续电源电路上的用电设备6自动或人为启动造成打火而引发爆炸，有效避免安全事故的发生；当燃气事故排除后，随着燃气浓度的下降，空间燃气探测报警装置20停止对燃气超浓度断电装置10发出报警信号，燃气超浓度报警装置的控制模块103自动恢复输入接口101和输出接口102的电源连接。当空间燃气探测报警装置20检测到甲烷（CH4）或一氧化碳（CO）、火灾高温发生并报警后，燃气超浓度断电装置10立即切断家用电器电源，同时断电指示灯105点亮，指示报警情况。

如图1所示，本发明还包括过流切断阀7，过流切断阀7安装在燃气计量装置200与所述燃气设备3之间的所述燃气管道4上。当经过该过流切断阀7的燃气流量突然增大，便自动切断燃气管道4。这是置于燃气设备3之前的一种安全保护装置，它能有效防止自然（接管脱落等）和人为（自杀等）原因导致的燃气大量泄露。

本发明设于室内空间的空间燃气探测报警装置20所需的低压电源，均由断电保护装置内置交直流转换装置提供，一旦其接到不完全燃烧和火灾等信号，则通过通信总线传入燃气计量装置200的执行机构202控制并通过执行机构202控制紧急切断机构203，切断燃气计量装置200的气源100，并通过燃气超浓度断电装置10切断室内电源1。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种民宅独立式智能燃气安全装置，其特征在于：在一幢独立式民宅的市电进线线路串接一断电保护装置，在燃气计量装置后面的燃气输送管路中串接一燃气过流切断阀；民宅室内安装一燃气检测报警装置，在民宅的燃气进气软管的专用块装接头上安装一微型燃气检测器，燃气检测报警装置检测室内的泄露燃气值与设定值比较后，转换为电信号，分别送至断电保护装置和燃气计量装置，切断民宅供电并关断燃气进气阀；所述微型燃气检测器检测的燃气输送软管泄露的燃气转换为电信号，与燃气检测装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种民宅独立式智能燃气安全装置，其特征在于：所述燃气检测报警装置还设有数据存储器，记录25小时内的检测数据。

3.根据权利要求1所述的一种民宅独立式智能燃气安全装置，其特征在于：所述燃气检测报警装置还设有温度传感器，检测室内温度超过设定值时，输出控制信号，分别切断民宅供电和民宅燃气进气管路。

4.根据权利要求1所述的一种民宅独立式智能燃气安全装置，其特征在于：所述燃气计量装置，设有紧急切断阀，受燃气检测报警装置控制信号控制，关闭或开启紧急切断阀。

5.根据权利要求1或权利要求4所述的一种民宅独立式智能燃气安全装置，其特征在于：所述燃气计量装置，还设有震动传感器，当民宅震动幅度超过规定值时，便自动关闭紧急切断阀。

6.根据权利要求1或权利要求4所述的一种民宅独立式智能燃气安全装置，其特征在于：所述燃气计量装置还设有无线发送模块，该模块将民宅内的燃气泄露情况，发送到外部接收器。

7.根据权利要求1所述的一种民宅独立式智能燃气安全装置，其特征在于：所述燃气过流切断阀，是在燃气输送软管内的燃气流量超过规定值时，自动切断输气管路。

8.根据权利要求1所述的一种民宅独立式智能燃气安全装置，其特征在于：所述微型燃气检测器，是在一壳体一侧有连接结构和导流孔，另一侧有排气孔，连接结构与专用块装接头连接，壳体内设有电路板模块，气体传感器以及检测处理模块，并用信号线与燃气检测报警装置连接。

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