CN102625892B - 用于家用器具的防止可燃气体泄漏的安全装置 - Google Patents

Abstract

用于具有至少一个气体旋塞或类似物(1)的设备的防止气体泄漏的安全装置包括控制器件(11)，安全器件(22)和检测器件(12,53)，其用于检测气体在周围环境中的可能存在。检测器件(？12,53)与控制器件(11)成信号连通，控制器件(11)配置为用于根据检测器件(12,53)执行的检测来控制安全器件(22)，以便防止或中断可燃气体流入到燃烧器。控制器件(11)和安全器件(22)属于该装置(A,B)的第一功能单元(A)，其联接、或配置为联接着旋塞(1)主体(2)的一部分。优选地，安全器件(22)可受到控制器件(11)控制以用以遵从由检测器件(12,53)所生成的命令信号来中断到旋塞的螺线管的供电，且因此造成该阀通向相应关闭条件。

Description

用于家用器具的防止可燃气体泄漏的安全装置

技术领域

本发明涉及防止气体泄漏或排放的安全装置，用于具有一个或多个气体燃烧器的家用器具、或者被供应气体的类似火焰发生器。更特定而言，本发明有关于被配置为这样的装置以用于：在燃烧器周围环境中检测出认为潜在危险气体存在的情况下，中断通过相应旋塞/龙头（tap）或阀向燃烧器供应的气体流入。

背景技术

已知在家用领域中使用的防止气体泄漏的安全装置。在家用领域中使用的已知装置包括通常由电动气阀构成的安全器件，电动气阀的关闭根据来自气体传感器的信号而受控制。螺线管阀安装在用于从家用供应系统抽取气体的点与整个设备的供应管路之间，无论其具备一个燃烧器(例如，锅炉或热水器)还是多个燃烧器(例如炊具)。通过接线而连接到螺线管阀的气体传感器被安装于内置盒中的阀的控制电路旁侧、或者预先布置为壁装式的；通常在距天花板或者距装设房间的地板为大约20-30cm处。传感器盒的不同高度定位基本上取决于经受检测的气体类型，取决于当释放到环境内时该气体为倾向于上升还是下降的气体。

现有技术的典型缺陷在于以下现实：必须在限定家庭电系统的步骤期间就已提供前述传感器的使用，以便预先布置合适的壁装电管或壁装电缆沟来用于使得线通过，在传感器的定位、以及布置于气体供应系统的管道上的前述阀的定位方面都是如此。而且，螺线管阀具有显著总尺寸，因此常常意味着装设困难，特别是在内置电器具的情况下，诸如烹饪炉架。此外，在干预之后出于安全目的，这种气体螺线管阀通常提供进行手动复位或恢复，这由于螺线管阀本身定位于安装着内置家用器具的柜内而复杂化。气体螺线管阀的安装也意味着额外成本，其增加了相对装设成本，常常由于与其定位有关的前述困难而增加成本。

发明内容

考虑上文，本发明的目的在于提供一种具有简单结构，大小较小，易于组装，廉价，易于接近/触及且通用的安全装置。

根据本发明由具有权利要求1所示的特征的安全装置来达成这些和其它目的，其它目的将在下文中更清楚。本发明的优选特征在附属权利要求中指示。这些权利要求形成关于本发明在本文中所提供的技术公开的整体部分。

附图说明

从下文的详述说明和附图，本发明的另外的目的、特征和优点将会显而易见，提供这些只是为了示例说明且为非限制性实例，在附图中：

图1为带有相关联的根据本发明的装置的旋塞或气阀的透视局部示意图。

图2为图1的气体旋塞和安全装置的示意截面图。

图3和图4为图1和图2的安全装置的功能单元的两个示意透视图。

图5为图1至图4的安全装置的简化电路图。

图6为根据本发明的第二实施例的安全装置的简化电路图。

图7为相对于本发明的第三实施例与图2的示意截面图类似的示意截面图。

图8、图9和图10分别为本发明的第四实施例、第五实施例和第六实施例的示意图示。

具体实施方式

在本说明中所称作的“一实施例”指示了：关于该实施例所描述的特定配置、结构或特征被包括于至少一个实施例中。因此，在本描述的各个部分中存在的诸如“在一实施例中”或类似表达未必指的是同一实施例。而且，特定配置、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何合适方式组合。在本文中所用的附图标记是为了用来便利于读者且因此它们并不限定保护范围或实施例的范围。

在图1和图2中，附图标记1整体指示了具有通常已知设计的气体旋塞或阀，其具有旋塞主体2，优选地由金属材料制成、且被配置为在可燃气体供应管线上连接到通用设备的单个气体燃烧器，或者类似气体燃烧室，此处假定为家庭烹饪器具，诸如烹饪炉架或炉灶；但本发明可应用于具备至少一个燃烧器的其它类型的设备，诸如家庭加热和/或水和卫生设备(诸如壁锅炉或气体热水器)。

为此目的，旋塞主体2具备了预期连接到未表示的气体供应管线的入口3、以及预期连接到也未表示的管道的出口4，以用于将气体递送到受旋塞1控制的燃烧器。具有本身已知设计的用于调整容许从入口3到出口4的气体流量的器件被安装于旋塞主体2中，这种器件例如由可通过操纵轴杆5调整位置的活门（shutter）构成。前述轴杆5从旋塞主体2近端在轴向突出、且适于绕其轴线旋转，目的是为了获得对气体流量的前述调整。在此实例中由旋钮6构成的相应控制器件被联接到操纵轴杆5；手动地对旋钮6施加旋转造成了轴杆5的旋转、和因此对气体流量的前述调整，这些全都根据已知的技术。

如在图2中可观察到的，在旋塞1的装设条件下，主体2的至少一大部分或主要部分(且优选地基本上整个主体2)定位于该设备的结构或柜中，该柜仅部分地表示且由附图标记7示意性地指示。旋塞根据已知技术通过未表示的合适器件而固定到结构7上。图2也示出在上文所提到的旋塞1的装设条件下，旋钮6位于结构7以外，以便允许使用者对设备进行手动操作。

旋塞1在内部具备安全阀(未图示)，其适合于通过电磁体或螺线管来被维持处于相应打开条件下。这种阀以本领域中熟知的方式构思，且因此其将不在本文中详细地描述。在此情况下，应简单地指出这些阀分别为开/关型，以允许或阻碍气体到燃烧器的流动。阀的螺线管通过热电发电机（thermoelectricgenerator）供电，热电发电机在附图表示的实例中由连接到旋塞主体远端的热电偶8构成；该热电偶具有敏感部分8a或者热接头，预期将要装设于受旋塞1控制的燃烧器附近，这种燃烧器在图5中仅示意性地表示，其中它用附图标记9来指示。

类似于在现有技术中，当燃烧器9开启时，热电偶8的敏感部分8a响应于由燃烧器9上的火焰所生成的热而生成电压和/或电流。在相应打开条件下，此电流供应给前述安全阀的螺线管，其维持螺线管的活门(与受螺线管吸引的可移动的芯相关联)，对抗弹簧的作用。因此，基本上，只要燃烧器开启，则产生电流且螺线管保持阀打开；当燃烧器9被手动地切断时，或者非故意地关掉时，则中断到螺线管的供电，且关闭阀，因而由前述弹簧促动阀，从而防止气体在旋塞主体2的入口3与出口4之间通过。

由于前述原因，在一实施例中，旋塞1是其中操纵轴杆5适合于沿着其轴线在促动方向上克服旋塞主体2内的弹性器件作用而平移的类型。这种平移或滑动可在最初旋转旋钮6之后朝向旋塞主体2或朝向该结构7按压所述旋钮6而获得，从而允许气体流动到燃烧器。因此，通过对旋钮6操作而手动地造成的轴杆5轴向移位导致了安全阀的初始打开；旋钮保持在按压条件下，直到在燃烧器上点燃了火焰：如所提到的那样，在火焰存在的情况下，热电偶8生成电流，电流穿过螺线管保持了阀处于打开条件下；因此，在点燃火焰之后，使用者可释放旋钮6。

在一实施例中，与旋塞1在操作上相关联的是气体点火器系统，其为适合于在燃烧器附近产生火花以便点燃火焰的类型。同样，这种点火器系统以本领域中本身已知的方式构思，且因此其将不在本文中描述。在此情况下，应简单地指出：点火器系统包括两个控制端子，在图5中以S+和S-指示，属于包括已知类型的两个电极的电路(未示出)，在放电之后在电极之间生成上述火花。有利地、且根据本身已知的技术，点火器可利用旋塞1的配置、且具体地所述操纵轴杆5沿着其自身轴线滑动或平移的可能性，而得以被启动。因此在至少略微旋转该旋钮6之后按压该旋钮6，在造成安全阀初始打开的同时也通过开关或电接触件使得前述点火器系统启动，如在下文中所提到的那样。

在图1和图2中，整体上以A和B来指示出：构成本发明的具体目的的防止气体泄漏或排放的安全装置的两个功能单元部分。这种装置被预先布置以相对于单个或相应燃烧器执行至少一个安全功能，且为此目的，其包括属于功能单元A的控制器件和属于功能单元B的检测器件，控制器件和检测器件在图2中分别整体上以11和12来指示出。

根据本发明的优选特征，与单元B的检测器件12成信号连通的单元A的控制器件11被预先布置成：在若检测器件12检测到存在着认为潜在危险的气体(诸如可燃气体)的情况下，控制器件11对适于中断、或控制到前述安全阀螺线管的供电的安全器件进行控制，且因此造成阀本身通向相应关闭条件。根据本发明，控制器件11所属于的单元A至少部分地联接或配置以用于与旋塞主体2的一部分相联接，优选地与在旋塞1和该装置的装设条件下在设备的结构7内的主体2的一部分相联接。

在图示非限制性实施例中，前述安全器件包括电开关器件，其在热电发电机或热电偶8的至少一个电连接件与安全阀的螺线管之间串联。

在当前优选的形式中，控制器件11包括电路布置，特别地为电子电路，在附图中大体上以附图标记13指示，其也集成了前述安全器件。在该实例中，这种电路布置13包括印刷电路板或PCB，以13a指示，在印刷电路板上安装了电路构件，其中的某些电路构件以13b指示。在本发明的优选但非排他性的实施例中，电路布置也构思为目的是控制所述燃烧器9上火焰的点火器系统S+、S-。

从检测器件12接收信号且因而控制安全器件的电路13是可通过任何已知方法获得的，且因此其将不在本文中详细描述。在此情况下，应简单地指出这种电路优选地包括器件，例如适于控制至少一个可控制的电动或电子装置的至少一个集成电路或微控制器，这提供安全器件，该装置适合于受到控制以打开或改变热电偶8的电路。

在下文描述的一实施例中，前述可控制装置是由机电型(例如继电器)或电子型(例如金属氧化物半导体场效应管(mosfet)或三端双向可控硅开关（triac）)开关构成的，其可控以打开热电偶8的电路。根据可能的变型，前述可控制装置被配置为用以改变螺线管或热电偶8的电路，且包括这样的装置：例如被配置为用于通过使热电偶端子短路或者并联插入负载或电阻器(其减少通向螺线管的电流)来切断或控制螺线管的供电。

在未示出的一可能实施例中，热电偶8并非直接连接到螺线管SV，或者热电偶的信号由电子电路检测到，电子电路被配置为用于因此控制螺线管，这种电路可以是根据本发明的装置的部分，其检测出热电偶的信号、且对其进行处理，然后控制螺线管。

而且，与点火器系统S+、S-有关的电路部分可以任何已知方式获得，优选地至少部分地集成于电路布置13中，特别地，在此布置中提供点火器系统的至少一个装置或控制元件。

在图1和图2所示出的实例中，该功能单元B包括盒形壳体50，例如由模制热塑性材料制成，其中容纳了检测器件12。优选地，在壳体50的至少一个壁中形成孔或通路51，其将壳体本身的内部设置成与外部环境相连通，例如检测气体在环境中的可能存在；在未图示的一可能实施例中，单元B还特别地在壳体50内和/或检测器件12附近包括吸入或强制通风器件，以便于待检测的气体的移动或循环。

检测器件12包括电路布置，特别是电子电路，在图2中以52指示。在该实例中，这种电路布置52包括印刷电路板或PCB，在其上安装所需电和/或电子部件。而且，可通过任何已知方法获得电路52，电路52被预先布置成至少发送信号到功能单元A的控制器件11、且因此其将不在本文中详细描述。在此情况下，应简单地指出在图示实例中，电路13包括：以附图标记53指示出的至少一个传感器或气体检测器；集成电路或微控制器54；以及用于由附图标记56指示出的多极电线的连接件或接口元件55，用以连接到存在于功能单元A的电路13中的同源连接件或接口元件13c；线56用于向电路52供电且用于至少从电路52向电路13传输信号。

在单元A与B之间的通信格式或协议可为任何类型，标准或专用型，且数据传送未必是串行的，优选地但并非必需为双向型。实际上，在可能的实施例中，根据本发明的装置可预先布置成使得单元B也可接收信息或数据，例如校准和/或同步控制数据，诸如用于使得能传送由传感器53所测量的值；因此，若需要，单元B可从单元A或从诸如外部编程装置这样的另一装置接收信息。

传感器53可为本身已知类型的传感器，其适用于检测气体的存在以及量/浓度。在一实施例中，传感器53为MOS(金属氧化物半导体)传感器，例如包括含加热器元件的陶瓷支承件，该支承件和加热器元件由半导体金属氧化物膜(通常为氧化锡、氧化镓或氧化钛)覆盖。所淀积的一种或多种氧化物可为n型半导体或p型半导体，根据待检测的气体类型(分别为氧化或还原分子)而定；这种氧化物也可与其它金属或其它氧化物相掺杂以增加朝向给定化学物种的敏感性/灵敏度和选择性，或者用于减小对于与湿度和温度有关的测量的影响。这种类型的传感器也可通过MEMS技术来提供。

可用于该目的的另一类型传感器为MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)或者GASFET(气体敏感场效应晶体管)传感器，其也为基于金属氧化物的传感器，但具有类似于晶体管的结构；这些传感器通常由三个淀积层形成：硅半导体、绝缘氧化硅和金属催化剂(铂、钯、铑、铱)。在操作期间，金属与待分析的蒸气的相互作用触发了生成电阻的可检测变化的晶体管电流的改动。

传感器53可能为导电聚合物传感器。敏感元件可由本身导电的聚合物(聚吡咯、聚苯胺)或者通过导电炭黑的淀积而形成。因此这种化合物合适地掺杂着非导电有机分子，目的是为了提高朝向具体化学物种的选择性和敏感性/灵敏度。导电聚合物传感器的特征为：当向敏感挥发性物质暴露时则导电性变化；吸收气体分子导致了导电膜的部件的肿胀和继而传感器的电阻率值的更改。

在本发明的保护范围内包括了不同于所图示气体传感器的气体传感器类型的使用，诸如光学传感器，其利用待检测气体对一部分光束的吸收。

在图2中所例示的实施例中，相应检测单元B通过接线56而连接到控制单元A，但如在下文中显而易见的，若干控制单元A可与相同检测单元B相关联。在变型实施例中，例如位于不同位置处的若干检测单元B可与相同的控制单元A或与若干控制单元A相关联。在任何情况下，单元B可装设于认为合适的检测点处，在装设该设备的环境中和在设备本身内。

图5示出根据本发明的装置的电路布置的可能简化图。在此图5中，以附图标记20指示出控制电路，例如由商业微控制器构成，该微控制器利用附图标记21指示的稳定化电源级来供应低的直流电压(例如3-12Vdc)，按已知方式所构思的那样。该级21从供电系统、或从该设备的另一发电机接收电压，其阳极和接地极分别以V和GND指示。

用8和SV指示前述热电偶、以及旋塞1的安全阀的前述螺线管，或者串联或并联在一起的至少两个相应连接点，且插置了前述可控制装置，其在此处出于例示和非限制目的而被表示为开关22，诸如继电器或金属氧化物半导体场效应管。

开关22优选地但并非必需为常开型，可通过由时序电路/计时电路20所指令的脉冲或信号来进行开关/切换。

优选地，传感器23连接到了螺线管SV和/或热电偶8的电路，诸如电流传感器，例如由电路上串联的分流电阻器制成，在其顶端，检测到了与循环电流成比例的电压(根据在下文描述的可能的变型，传感器23可为电压传感器)。

以S+和S-来指示气体点火器系统的前述电端子，包括电极，在电极之间生成火花，火花适合于点燃燃烧器9上的气体。两个端子S+和S-通过另一可控制的电动或电子装置而串联，在本文中出于示例性且非限制性目的而被描述为开关24，诸如继电器或金属氧化物半导体场效应管，或者另一开关或电子控制元件。而且优选地为常开型的开关24可通过由电路20生成的脉冲或信号而进行开关，其优选地被配置为也用于控制所述点火器系统的目的。

以附图标记12指示前述检测器件，其与控制电路20相通信，以便向控制电路20提供在环境中可能存在认为危险的气体的信息。

仍在图5中，以附图标记26指示信令器件，其由光源，例如发光二极管或LED制成，适合于在电路20的控制下生成适用于装置10使用者的光信号，诸如所发生的根据本发明的装置的安全干预；作为补充或作为替代，根据本发明的装置可具备显示器或另一类型的信令器件，甚至为声波型。

以附图标记27指示命令元件，在其它附图中未表示，其适于提供命令信号。

在图示非限制性实例中，由开关表示命令元件27，其可在操作上与旋塞的轴杆5或与旋钮6相关联，以便当打开旋塞1时在按压旋钮6时进行开关。该开关27也可为装设于与旋塞1分开的位置处的类型，例如由在使用者可操作的位置处安装于结构7上的按钮来构成。在一实施例中，控制元件或开关27用于向电路20提供命令信号，有利地，该元件27也可用于控制使用者设备7的其它装置，诸如特别地为气体点燃器S+、S-。在图2至图4中，以附图标记28指示出根据本发明的装置的功能单元A的主体，其中容纳着电路布置13。所表示的主体28被配置为用于与旋塞主体2相联接、且为此目的在其中设置了联接器件28a，联接器件28a允许将主体28联接到旋塞主体2。在该实例中，这些联接器件被配置为弹性钩，其允许在主体28与2之间的实质地按扣或快速联接，但显然，这种器件的配置可不同。在该实例中，至少部分地由绝缘材料，诸如模制热塑性材料制成的主体28限定了支座或盲腔29，其被配置为用于至少部分地容纳旋塞主体2，因此该主体28可在横向上被装配到主体2内。腔29所具有的轮廓匹配着其中所接纳主体2部分的轮廓，特别地基本上互补。

在旋塞1的正常使用中，使用者旋转所述旋钮6且按压它，以产生前述安全阀的初始打开。应记住，参考所描述的实施例，按压所述旋钮6也造成控制元件27进行开关，其在该实例中用来生成针对图5的电路20的命令信号。

图5的电路优选地被配置为用来保证在相应备用条件下的最低消耗，且通过命令元件27的开关来“唤醒”。在操作的一优选实例中，在元件进行这种开关之后，该电路20：

-控制着开关22的闭合，其因此将热电偶8连接到安全阀的螺线管SV的绕组；该开关22保持处于闭合条件；

-控制着开关24的闭合，继而在连接到端子S+、S-的电极之间生成火花，火花造成火焰点燃；在脉冲之后，开关27重新打开；

-在很短的唤醒时间间隔之后，其通过传感器23监视电流的存在，指示出了电路闭合且继而启动螺线管SV和在所述燃烧器9处的火焰(如所提到的那样，传感器23可为电压传感器：在此情况下，传感器23监视由热电偶8生成的电压的存在，指示出在燃烧器9上的火焰实际点燃且因此促动螺线管SV)。

如所提到的那样，由火焰生成的热具有这种结果是由于以下现实：给定所述开关22的闭合条件，则热电偶的敏感部分8a生成用来保持安全阀打开所需的电流。在此条件下，传感器23检测由热电偶8生成的电流(或电压)的存在、且由电路20采集到了相应信号。但应记住，也可不存在安全传感器23。

在通过功能单元B的传感器53来检测到认为潜在危险的气体(例如未燃烧的可燃气体)的存在或浓度的情况下，电路52发送了相对应的干预信号给功能单元A的控制器件11且具体地给电路20。在接收到此信号后，电路20生成信号或脉冲来对开关22进行开关，造成其打开；以此方式，热电偶8-螺线管SV电路开路，继而关闭旋塞1的安全阀：燃烧器9因此关掉。

在本发明的一实施例中，功能单元A有利地被配置为用来便利于在模块本身与热电偶之间的快速连接。为此目的，在图示实例中，在单元A的主体28中在远端处具有连接器元件，诸如管状部件32，其由导电材料(例如金属)制成，在外部带螺纹或配备与热电偶8的端部连接元件8b的电和/或机械联接件，这种元件8b优选地为标准型，例如呈内螺纹套管的形式。该单元10的主体28可能被模制或包覆模制于部件32上。

在该实例中，单元A还具备为了旨在允许在单元A的电部件与特别地至少开关22，安全阀的螺线管和热电偶之间实现快速电连接的电接触件。

为此目的，以附图标记33a和33b指示出了与电路13相关联的两个接地接触件，被布置成用于将部件32(和因此热电偶8的接地导体8')连接到旋塞主体2(和因此连接到螺线管的接地)。

用附图标记34a和34b指示了两个另外的接触件，其分别联接到以SV指示的螺线管的相端子，从旋塞2主体的远端和热电偶8的中央导体8"突出。如可观察到的那样，在表示的实例中，在两个接触件34a-34b之间串联着的是开关22(作为非说明性变型，在端子33a与33b之间可插置的可以是可控制的装置或开关或类似于利用附图标记22所示的命令元件)。

显然，通过此布置，单元A的主体28可装配到旋塞主体2上，因此分别获得接触件33b和34b的连接且分别连接到旋塞主体2和连接到螺线管的端子SV'。然后，套管8b被旋拧到构件23的底部上，因此也获得热电偶8的导体8'和8"的电连接。

在例示性实施例中，各种接触件33a-33b和34a-34b被配置为板式接触件，从端子板13a朝向单元A主体28的腔29的内部而突出，在腔29内联接着旋塞1。显然，前述接触件可以按不同于图示方式成形或配置，和/或连接到不同控制器件22。

在图6中示出了根据一实施例的可能简化电气图，其大致类似于图5的电气图。唯一显著差别在于以下现实：在此情况下提供仅一个可控制的装置或开关22，其起到之前所述的功能，而在此情况下图5的可控制装置或开关24的功能是由命令元件或开关27直接地执行的，命令元件或开关27甚至在此情况下可例如通过旋塞的操纵轴杆5(在其被按压时)的轴向移位而直接受控制；在此实例中，控制元件或开关27并联至点火器模块的端子S+、S-以及并联至模块或电路20。在此实施例中该装置的操作基本上类似于先前所述的操作。

在图7中示出图2实施例的替代实施例，根据该实施例，单元A和B的连接并非是有线型，控制器件和检测器件具备无线型通信器件，在此实施例中，在两个单元之间的数据通信以无线方式发生，诸如射频或RF通信。

为此目的，图2的接口元件13c、55和线56由无线发射器55'和无线接收器13c'替换，例如以射频或红外线方式操作(部件55'和13c'可由无线收发器构件构成，认为如所提到的那样在本发明的可能实施例中，甚至单元B被配置为从单元A或另一外部装置接收信息或数据)。

在此实施例中，功能单元B优选地具备其自己的自主电源，诸如电池，或者其通过供电系统馈送(在此情况下，电路52优选地具备合适电源级)。

在一可能实施例中，特别地在单元B位于单元A附近的情况下、或者两个单元A和B邻近地定位或位于使用者设备中或在彼此靠近的家用设备中的情况下，两个单元A和B的连接基于特色为没有自主电源的射频无源电气装置的技术，也被称作RFID、应答器或标签。这种射频装置为本身已知的且并不需要深入描述。在此情况下，应记住：无源应答器为载有数据的电气装置且无电池，其对于由相应阅读器所生成的特定感应电磁场做出反应，响应地提供表示数据的调制射频；不具有内部能源，无源应答器从由阅读器生成的相同电磁场汲取其电力。

因此，在所考虑的实施例中，控制器件11包括应答器阅读器器件和检测器件12，没有供电线或电池，除了传感器53之外，还包括相应电子控制电路，相应电子控制电路实施应答器的功能，能够通过从由前述应答器阅读器器件所辐射的射频信号生成的电磁场提取能量而获得其供电电压。在检测器件12中所实施的前述电路被预先布置成用于向所述阅读器器件发送，在存在由相同阅读器器件辐射的前述射频信号的情况下，该数据表示借助于传感器53执行的检测。

无论实施什么解决方案，在无线信号通信中放置两个功能单元A和B的可能性保证了：在具备安全装置的设备所装设的环境中定位监测单元B、以及直接将监测单元B定位于该设备中时的高度灵活性。在此意义上的实例是，将一个或多个单元A装设于灶具中或者烹饪炉架中、且然后将单元B装设于安装在该灶具或烹饪炉架上方的抽吸罩中。

在单元B装设于抽吸罩中、或位于承载着所述单元A的设备附近的任何其它家用器具中的情况下，单个传感器53和/或单个单元B可发射信号或值到装设于使用者设备或烹饪炉架中的一个或多个单元；前述传感器53或单个单元B可能从一个或多个单元A接收信号。

如之前所提到的那样，电路20可控制一个或多个信令器件(无论它们是光源和/或显示器和/或声波信号)，其在图5和图6的电路实例中由发光二极管26表示。在一实施例中，二极管26安装于印刷电路板13a上且通过光引导件，所生成的光信号可在确定区域中传送，例如在旋钮6上或在设备的结构7的前部上。

在一实施例中，自主供电器件为了在甚至不存在来自主电力网的供电的情况下保证安全功能，该自主供电器件与功能单元A和B相关联(在两个单元的标准无线连接的情况下)或者与功能单元A相关联(在两个单元的有线连接或RFID连接的情况下)。这些供应器件可例如包括已知的缓冲电池。

在一特别有利的实施例中，用于向单元A供电的器件包括热电发电机，其可由第二热电偶、或者由两个或多个热电偶构成，具有至少三个导体，用作为先前以附图标记8标注的一个导体的替代，用于提供供应给螺线管的电流以保持安全阀在相应打开条件下、以及用向电路13提供供电电压。

假如由热电偶生成的电压通常较低(数百毫伏)，可有利地通过使用已知类型的升压电路来增加此电压到适合于保证控制电路和相应装置或可控制开关的供电的值，其将会优选地由低消耗电子开关构成。呈集成电路形式的此类型的升压电路例如为由SeikoInstrumentsInc生产和销售的S-882Z系列的那些，参考它们的技术文献(参看，例如http://wwwsii.co.jp/info/eg/soil.html)来获得进一步细节。

针对可能使用诸如继电器这样的电子开关器件的情况，可使用低消耗解决方案，诸如使用双稳态继电器、或者需要高电压脉冲来关闭以及低消耗脉冲来维持(即，实质上具有与旋塞的安全阀的螺线管的操作类型类似的操作类型)的继电器。

在一实施例中，根据本发明的装置的电路13被配置为用于与外部显示模块呈接口连接、且用于发射信息到外部显示模块；这种显示模块可以是可选的，或者其可安装或不安装于具备至少一个旋塞（其具有与根据本发明相关联的、或者与其它家用设备相关联的控制装置）的设备上。在此实施例中，前述模块从功能单元A接收信号，特别地是关于安全干预的信息、或者待显示的值或数据，诸如所检测气体的浓度值。

显然，当若干单元A连接到显示模块时，每个单元A的安全干预或数据可在属于前述模块的单个显示器上显示。出于连接目的，每个单元A的电路配备有电连接(诸如从带两个端子的PCB获得的小连接器)以用于相对于显示模块发射和/或接收数据，优选地发射和/或接收串行数据。甚至在单元A与显示模块之间的通信格式或协议可为任何类型，未必为串行的；同样地，该连接可为有线或无线的。在图8中示出了前述显示模块的示意性实例，其中显示模块以附图标记40指示、且与到相应单元A的数据线41相连接，仅示意性地表示。显示模块40可在相对于具备安全装置A、B的设备较远的位置处，例如安装于抽吸罩中，在抽吸罩下方为具备根据本发明的一个或多个安全装置的烹饪炉架、或者其可合并于该设备中。

尽管为可选元件，根据所提出的变型的显示模块允许产生具有简化基础结构和因此低成本的安全装置。实际上，安全装置的单元A可总是相同的(低成本标准产品)、且可用或不可用于与额外显示模块40相结合而使用，这取决于要求。这种解决方案也允许获得安全装置和显示模块40，且它们带有的部件具有耐受操作温度的不同特征。

图9示出一实施例，根据该实施例，仅示意性地表示的多个控制单元A与相同检测单元B以有线方式在操作上相关联。显然，相同的概念也可适用于无线连接的情况，例如在图10中所图示的那样。而且，在此图10中，甚至显示模块40与一个或多个单元A以无线方式通信，且其为此目的其具备合适的接收器或无线收发器。因而，在图9和图10的实施例中，单个检测单元B可发射信息给与相应旋塞1相关联的所有单元A，其个别地控制着相应热电偶。

在由电路13和/或电路52实施的控制逻辑中，优选地实施了标准或算法以用于评估或推导出由传感器53执行的可能气体检测是否将被认为是潜在危险的。

可能的标准例如基于由图5和图6的开关27所表示的控制元件的开关。由这种开关所生成的信号告知控制单元20的是：该设备的使用者试图点燃燃烧器9。在此步骤中，显然，少量可燃物可从燃烧器泄漏，特别是当火焰点燃在第一次尝试不成功时，其尽管并不危险但可由传感器53检测到，特别是在其直接地装设于设备上在燃烧器处的情况下。为此目的，可实施控制逻辑从而使得：在开关该元件27之后、在给定时间间隔(例如10秒)内在环境中所检测到的可燃气体的检测不被认为是危险的，且因此并不造成热电偶电路开路。在前述时间间隔之后仍存在可燃气体的情况下，热电偶电路开路，且继而关闭旋塞1的安全阀。

作为前述标准的补充或替代，可在控制逻辑中实施的另一可能标准是，比较由热电偶8生成的信号与由气体传感器53所检测的信号。类似于先前逻辑的这种逻辑有利地(但并非排他性地)可用于具有单个燃烧器的设备的情况下，甚至为在没有点燃系统下点燃火焰的类型。如先前的情况，在燃烧器处获得火焰点燃之前，可存在未燃烧气体泄漏。为了避免启动安全装置，特别是在检测单元B安装于相对地靠近燃烧器的位置处的应用中，可实施控制逻辑，从而使得：在热电偶8的电信号检测(由电压或电流传感器23执行)后的较短时间间隔(例如10秒)内，对环境中可燃气体的检测不被认为是危险的，且因此其并不造成热电偶电路开路。反之亦然，在传感器53初始检测之后、且在不存在热电偶信号的情形中保持气体检测的情况下，使热电偶电路开路，且继而关闭旋塞1的安全阀。

另一可能的标准为，例如在预定时间间隔，借助于传感器53来执行检测序列的标准。如果在点燃尝试间隔或燃烧器点燃之后的较短时间间隔(例如通过接触件27的开关，或者通过存在着由热电偶生成的信号而进行检测)后由传感器53检测到可燃气体存在，则忽略这种存在、且认为并不危险。但是，在随后的检测(例如在从先前检测开始的5秒之后)如果保持由传感器53的气体检测条件，则推断出潜在危险的情形，且继而干预该安全装置。

仍基于测量序列的另一可能标准在于，验证可能由传感器53检测的气体浓度是否增加。举例而言，如果传感器53检测到气体存在，那么控制逻辑等待预定时段，例如若干秒，且执行第二次读取。如果在第二次读取所检测的气体浓度高于先前浓度，那么该装置进行干预，造成旋塞的安全阀关闭。反之亦然，如果在第二次读取所检测的浓度低于先前浓度，则通过传感器53执行第三次读取：如果浓度揭示出为减小值，则推断该情形并不危险(例如，点燃燃烧器伴有可燃气体的微量泄漏)：否则，该装置进行随后的进一步检测，以便验证所检测气体的浓度趋势(增加或减小)，以便合适地干预(命令或不命令旋塞安全阀的关闭)。

在此实施方式中，通过传感器53检测的气体浓度阈值(超过此阈值造成上文所述程序开始)可能在该装置的控制逻辑中记住。而且，在此实施例中，根据本发明的装置可恒定地处于工作状态，关于由传感器53执行的检测；或者在点燃尝试或者燃烧器点燃之后，例如通过接触件27的开关或者通过由热电偶生成的信号存在而得以被检测到，启动或不启动前述程序。

从上文给出的描述，本发明的特征和优点将显而易见。所描述的装置具有简单结构，大小较小，易于安装且使用安全。该装置也可为多用性的，假定其可在结构上构思为将要安装于常规旋塞上，而不修改旋塞。另一方面，检测单元B可装设于所需位置，在先前所述的无线连接中以及当基于RFID技术时已显著地提高了装设灵活性。

本发明优选地适用于用于烹饪的家用器具工业，诸如烹饪炉架、炉灶、灶具，但应注意到上述控制装置适用于其它类型的设备，其中通过相应旋塞来控制气体燃烧器，诸如用于家庭系统的锅炉或者建筑物中的壁装锅炉，诸如用于在预设时段之后切换到“关”的安全性。

显然，在不偏离如由所附权利要求所限定的本发明的保护范围的情况下，作为实例所述的该装置可由本领域技术人员做出各种变型。参考实施方式或实施例在先前所述的变型、部件和解决方案可被组合、和/或与在参考不同实施方式或实施例在先前所述的变型、部件和解决方案互换，也用于获得不同于本文所例示那些的装置。

在一可能实施例中，根据本发明的装置的控制电子器件的至少一部分被容纳于旋塞的旋钮中，且与容纳于功能单元A中的电子系统的其余部分成信号连通，可例如通过射频或利用RFID技术的连接、或者利用随旋钮6旋转的导体或者利用旋转/滑动接触件的有线连接，来获得介于两个电路部分之间的连接。

先前所述的实施例参考了本发明的结合着常规地所设想的旋塞的应用，其中促动轴杆可旋转和可在轴向上平移。但是本发明的原理也可应用于：具有不同促动和/或控制移动的旋塞，或者促动轴杆被替换或通过电促动器(基本上可调整的螺线管阀)促动的旋塞。

在根据图5和图6的电路图的描述中，传感器23为电流传感器，但如所解释的那样，相同功能可通过使用电压传感器来获得，电压传感器例如连接成使得检测到螺线管绕组顶端处的电压，在图5和图6中以介于螺线管SV与传感器23的连接之间的虚线例示了这种情况。

在先前以附图标记53所示类型的气体传感器可有利地集成于与旋塞1相关联的单元A中，例如用于检测局部气体泄漏。

气体传感器可为的类型是，其适于检测和/或辨别出以下一组中的至少一个：气体(特别是可燃气体)的存在、量/浓度、类型，和/或与气体相混合以使之可检测的添加剂的类型，和/或从燃烧和/或化学反应得到的气体的类型。

Claims (31)

1.一种用于具有气体燃烧器(9)和至少一个气体旋塞(1)的设备的防止气体泄漏或排放的安全装置，所述气体旋塞(1)包括旋塞主体(2)和由螺线管(SV)驱动的阀，所述安全装置包括控制器件(11)、安全器件(22)和检测器件(12)，其用于检测气体在周围环境中的可能存在，其中所述检测器件(12)与所述控制器件(11)成信号连通，且所述控制器件(11)配置为用于根据由所述检测器件(12)所执行的检测来控制所述安全器件(22)，以便防止或中断可燃气体到所述燃烧器(9)的流入，且其中所述安全器件(22)可受到所述控制器件(11)控制以用于遵从由所述检测器件(12)所生成的命令信号来中断到所述螺线管(SV)的供电，且因此造成所述阀转换到相应关闭条件，其特征在于，所述控制器件(11)和所述安全器件(22)预先布置成用于与所述旋塞主体(2)相联接、或组装于所述旋塞主体(2)上，所述控制器件(11)和所述安全器件(22)属于第一功能单元(A)，所述第一功能单元(A)预先布置成用于与所述旋塞主体(2)的一部分进行机械联接。

2.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述检测器件(12)和所述控制器件(11)中至少一个预先布置成用于以有线方式或无线方式之一通信。

3.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述第一功能单元(A)联接到、或配置为用于联接到所述旋塞主体(2)的一部分，所述旋塞主体(2)在装设条件下在所述设备的结构(7)内。

4.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述控制器件(11)配置为用以遵从或根据启动命令而启用。

5.根据权利要求4所述的安全装置，其中所述控制器件(11)配置为用以遵从或根据启动命令而启用，且所述第一功能单元(A)布置成使得遵从命令器件(6)和所述旋塞(1)的操纵轴杆(5)中至少一个的移位，从而造成启动命令。

6.根据权利要求1所述的安全装置，其中，所述第一功能单元(A)具有配置为用于与所述旋塞主体(2)的所述部分进行机械联接的至少一个外壳主体(28)。

7.根据权利要求6所述的安全装置，其中所述外壳主体(28)包括用于联接或钩到所述旋塞主体(2)上的器件(28a)。

8.根据权利要求1所述的安全装置，其中，所述第一功能单元(A)或所述控制器件(11)的至少部分包括电连接器件(33a-33b;34a-34b)用于将其连接到所述旋塞(1)的螺线管(SV)、所述旋塞(1)的热电发电机(8)、所述第一功能单元(A)的电源中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述安全器件(22)包括下列中的至少一个：开关；和用于改变热电发电机(8)或螺线管(SV)电路的器件。

10.根据权利要求1所述的安全装置，其还包括下列中的至少一个，

-信令器件(26)；

-自主电源；

-用于气体点火器(S+,S-)以使得气体在燃烧器(9)处点燃的控制系统。

11.根据权利要求1所述的安全装置，其中，所述检测器件(12)属于第二功能单元(B)，所述第二功能单元(B)具有不同于所述第一功能单元(A)的主体(48)的相应主体(51)。

12.根据权利要求11所述的安全装置，包括多个所述第一功能单元(A)，其中的每一个第一功能单元(A)与所述同一个第二功能单元(B)的检测器件(12)成信号连通。

13.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置，具有控制逻辑，其实施一个或多个标准或算法以用于估计由所述检测器件(12)所操作的气体检测认为是潜在危险的还是不危险的。

14.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述安全器件包括电开关器件。

15.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述检测器件(12)和所述控制器件(11)中至少一个预先布置成用于以有线方式或无线方式之一通信，用于在它们之间通信和/或与另一外部装置或设备(40)通信。

16.根据权利要求5所述的安全装置，其中所述移位是平移或旋转或倾斜移动。

17.根据权利要求10所述的安全装置，其中所述自主电源是缓冲电池或热电发电机。

18.根据权利要求10所述的安全装置，其中所述自主电源为具有与之相关联的升压电路的热电发电机。

19.根据权利要求11所述的安全装置，其中所述相应主体(51)可装设在相对于所述旋塞(1)或所述第一功能单元(A)较远的位置。

20.根据权利要求13所述的安全装置，其中至少一个标准或算法提出通过检测器件(12)执行检测序列，并且以预定的时间间隔进行。

21.根据权利要求8所述的安全装置，其中所述连接器件为快速联接型。

22.根据权利要求9所述的安全装置，其中所述开关为机械开关或机电开关或电子开关。

23.根据权利要求9所述的安全装置，其中用于改变热电发电机(8)或螺线管(SV)电路的所述器件是配置为用于与所述热电发电机(8)或所述螺线管(SV)并联以减小到所述螺线管(SV)的电流的一个负载或电阻器的装置。

24.根据权利要求10所述的安全装置，其中所述信令器件(26)是视觉信令器件和/或声波信令器件。

25.根据前述权利要求中至少一项所述的安全装置结合气体旋塞(1)的用法，所述气体旋塞(1)具有

-旋塞主体(2)，其配置为用于在可燃气体供应管线(3,4)中连接到设备的相应气体燃烧器(9)，

-螺线管促动的开/关阀，其用于分别允许或防止可燃气体流入到所述燃烧器(9)，

-热电发电机(8)，其响应于由在所述燃烧器(9)处的火焰生成的热而产生电流，用于控制螺线管(SV)和因此保持所述阀在相应打开条件的目的。

26.根据权利要求25所述的用法，其中，所述旋塞(1)包括：操纵轴杆(5)，其从所述旋塞主体(2)突伸且可操作以用于调整容许到所述燃烧器(9)的气体流量；相应命令器件(6)，其可联接到所述操纵轴杆(5)以用于允许手动地设置所述气体流量，且其中，在所述旋塞(1)的装设条件下，所述旋塞主体(2)的至少一部分在所述设备的轴承结构(7)内、且所述命令器件(6)可从所述设备结构(7)的外部进行操作。

27.根据权利要求25或26所述的用法，其中，所述旋塞(1)为其中所述命令器件(6)和所述操纵轴杆(5)中至少一个适于在相应促动或控制方向中旋转和/或平移的旋塞。

28.根据权利要求25所述的用法，其中，所述设备为烹饪或加热设备。

29.根据权利要求25或26所述的用法，其中，所述旋塞(1)为其中所述命令器件(6)和所述操纵轴杆(5)中至少一个适于在相应促动或控制方向中旋转和/或平移的旋塞，用于造成所述阀的至少一次初始打开。

30.一种气体供应设备，包括根据权利要求1至24中一个或多个的与相应气体旋塞(1)相组合的安全装置。

31.根据权利要求30所述的气体供应设备，其中，所述气体供应设备为烹饪或加热设备。