CN102954500A - 瓦斯器具及其调控方法 - Google Patents

Abstract

一种瓦斯器具，包含有一加热器、一瓦斯管路、一瓦斯致动装置、一压力传感器以及一控制器；其中，该瓦斯管路与该加热器连接，用以传输瓦斯予该加热器；该瓦斯致动装置用以调整该加热器的加热效能；该压力传感器与该瓦斯管路连接，用以侦测该瓦斯管路的瓦斯气压，并依据测得瓦斯气压的大小产生一相对应的电气讯号；该控制器与该压力传感器与该瓦斯致动装置电性连接，用以接收该压力传感器输出的该电气讯号，并依据该电气讯号控制该瓦斯致动装置对应调整该加热器的加热效能；另外，本发明还提供有该瓦斯器具的调控方法。

Description

瓦斯器具及其调控方法

技术领域

本发明与瓦斯燃烧装置有关，更详细地的是指一种瓦斯器具及其调控方法。

背景技术

随着工业科技的进步，如热水器、壁炉、瓦斯炉等瓦斯器具已日渐普及于各个家庭，而为了使人们能在安全无虞的情况下使用瓦斯器具，越来越多与瓦斯器具相关的安全装置或自动化的调控方法问世，祈以当瓦斯器具老化、故障或其它可能危害到使用者安全的问题产生时，能迅速排除问题或及时停止瓦斯器具的运转，以提升瓦斯器具使用上的安全性。

而常见的安全装置或调控方法大多是通过侦测瓦斯器具的加热效能、瓦斯浓度、瓦斯气压或其内部构件的运转情况来推算瓦斯器具是否有老化、故障或其它可能危害到使用者安全的问题产生。其中，业界通常是利用U型管压力计、或是布顿式压力计(Bourdon-tube gage)等压力感测装置来量测瓦斯气压大小，上述的U型管压力计通常用水或水银做为管内的标准液体；当U型管两端开口不加压力时，其两管液面在同一水平面上。如两端存有压力差，则两管液柱高度将有高低差别，此液柱的高度差可适当的表现出U型管两端的压力差，以量测出瓦斯气压大小。

而上述的布顿式压力表是将具椭圆形断面的铜合金薄管弯成圆弧形，而该铜合金薄管的一端密封且允许有活动伸展空间，其另一端不封闭且焊固于一管接头上。当气体或液体压力自管接头处引入时，会使弯管有向外伸展的趋势，该铜合金薄管末端经由一连杆牵引，使附有指针的扇形齿轮产生摆动。当铜合金薄管外圆周与内圆周受力的差等于弯管本身的弹力时，指针便会固定在刻度盘的某个位置上，其指向的刻度即表示出瓦斯气压大小。

然而，该U型管压力计不仅量测的精密度较低，且所使用的管体大多是利用玻璃材料制成，而容易有破碎及保存不便的疑虑；另外，该U型管压力计内部液体常因温度变化而改变体积导至量测时容易有误差产生。而该布顿式压力表的弯管的体积亦会随着环境或压力源温度变化而变化，且其弯管伸展一定次数后亦容易有金属疲乏的情况产生，而容易造成压力量测时的准确度降低。

由上述说明即可得知，通过压力感测做为自动控制依据的瓦斯气具的设计仍未臻完善，且尚有待改进之处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种瓦斯器具及其调控方法，以通过电气讯号来传输所测得的瓦斯气压信息，并依据电气讯号进行内部构件的调整。

为实现上述目的，本发明提供的瓦斯器具，包含有：

一加热器；

一瓦斯管路，与该加热器连接，用以传输瓦斯予该加热器；

一瓦斯致动装置，用以调整该加热器的加热效能；

一压力传感器，与该瓦斯管路连接，用以侦测该瓦斯管路的瓦斯气压，并依据测得瓦斯气压的大小产生一相对应的电气讯号；以及

一控制器，与该压力传感器与该瓦斯致动装置电性连接，用以接收该压力传感器输出的该电气讯号，并依据该电气讯号控制该瓦斯致动装置对应调整该加热器的加热效能。

所述的瓦斯器具，其中，该瓦斯致动装置一与该瓦斯管路连接的流道开关，该控制器依据该电气讯号控制该流道开关阻断或导通该瓦斯管路。

所述的瓦斯器具，其中，该瓦斯致动装置是一与该瓦斯管路连接的瓦斯比例阀，该控制器依据该电气讯号控制该瓦斯比例阀对应调整供予该加热器的瓦斯流量。

所述的瓦斯器具，其中，该瓦斯致动装置是一鼓风机，该控制器依据该电气讯号控制该鼓风机根据一预定的空燃比调整供予该加热器的空气流量。

所述的瓦斯器具，其中，该压力传感器包含有一壳体、一导电线圈、一伸缩膜以及一磁性件，该壳体具有一探测孔，该探测孔的一端与该瓦斯管路连接；该导电线圈设于该壳体上；该伸缩膜设于该壳体中且密封该探测孔的另一端，并可受该瓦斯管路的瓦斯气压挤推而伸展；该磁性件以可相对该导电线圈移动的方式设于该壳体中，并与该伸缩膜连接；当该磁性件移动时，该导电线圈受磁力影响感应产生相对应的电气讯号。

所述的瓦斯器具，其中，该压力传感器包含有一弹簧，其一端与该壳体接抵，而另一端则与该磁性件抵接；该伸缩膜受该瓦斯气压挤推而伸展时，带动该磁性件往该弹簧的方向移动。

所述的瓦斯器具，其中，该壳体包含有一基座以及一封盖；该基座上设有该探测孔；该封盖设于该基座上，且该封盖内部具有一容置空间；该磁性件与该弹簧皆设于该容置空间中。

所述的瓦斯器具，其中，该封盖包含有一主体以及一调整旋钮，该主体具有该容置空间以及一与该容置空间连通的螺孔；该调整旋钮螺设于该螺孔中，且与该弹簧的该端接抵，并可通过旋动该调整旋钮推动该弹簧来调整该磁性件的位置。

本发明提供的瓦斯器具的调控方法，该瓦斯器具包含有一加热器、一传输瓦斯予该加热器的瓦斯管路、以及一用以调整该加热器加热效能的瓦斯致动装置；该调控方法包含有下列步骤：

A)侦测该瓦斯管路的瓦斯气压，并依据测得瓦斯气压的大小产生一相对应的电气讯号；

B)接收该电气讯号，并依据该电气讯号控制该瓦斯致动装置对应调整该加热器的加热效能。

所述的瓦斯器具的调控方法，其中，该瓦斯致动装置是一与该瓦斯管路连接的流道开关，于步骤B中，是依据该电气讯号控制该流道开关阻断或导通该瓦斯管路。

所述的瓦斯器具的调控方法，其中，该瓦斯致动装置是一与该瓦斯管路连接的瓦斯比例阀，步骤B中，是依据该电气讯号控制该瓦斯比例阀对应调整供予该加热器的瓦斯流量。

所述的瓦斯器具的调控方法，其中，该瓦斯致动装置是一鼓风机，步骤B中，是依据该电气讯号控制该鼓风机根据一预定的空燃比调整供予该加热器的空气流量。

所述的瓦斯器具的调控方法，于步骤A中，是利用引导该瓦斯气压驱动一磁性件接近或远离一导电线圈，以通过该磁性件移动时的磁力变化，使该导电线圈产生相对应瓦斯气压变化量大小的电气讯号。

通过上述设计便可利用该压力传感器产生的电气讯号传输所测得的瓦斯气压信息，并依据电气讯号来控制该瓦斯致动装置，以达到对应调整该加热器加热效能的目的。

附图说明

图1为本发明第一实施例的瓦斯器具结构图。

图2为本发明压力传感器的结构图。

图3揭示压力传感器利用磁力变化产生电气讯号来侦测压力。

图4为本发明第一实施例的调控方法流程图。

图5本发明第二实施例的瓦斯器具结构图。

图6为本发明第二实施例的调控方法流程图。

附图中主要组件符号说明：

1瓦斯器具；10该加热器；20瓦斯管路；30瓦斯比例阀；40鼓风机；40a入风口；40b出风口；50压力传感器；51壳体；511主体；511a探测孔；512封盖；512a主体；512b调整旋钮；512c容置空间；512d螺孔；52导电线圈；53伸缩膜；54磁性件；55弹簧；60控制器；2瓦斯器具；70该加热器；75瓦斯管路；80瓦斯比例阀；85流道开关；90压力传感器；95控制器；101输水管；102瓦斯管；103瓦斯管。

具体实施方式

本发明所提供的瓦斯器具，包含有一加热器、一瓦斯管路、一瓦斯致动装置、一压力传感器以及一控制器；其中，该瓦斯管路与该加热器连接，用以传输瓦斯予该加热器；该瓦斯致动装置用以调整该加热器的加热效能；该压力传感器与该瓦斯管路连接，用以侦测该瓦斯管路的瓦斯气压，并依据测得瓦斯气压的大小产生一相对应的电气讯号；该控制器与该压力传感器与该瓦斯致动装置电性连接，用以接收该压力传感器输出的该电气讯号，并依据该电气讯号控制该瓦斯致动装置对应调整该加热器的加热效能。

另外，依据上述构思，本发明还提供有上述瓦斯器具的调控方法，其包含有下列步骤：

A)侦测该瓦斯管路的瓦斯气压，并依据测得瓦斯气压的大小产生一相对应的电气讯号；

B)接收该电气讯号，并依据该电气讯号控制该瓦斯致动装置对应调整该加热器的加热效能。

为能更清楚地说明本发明，举较佳实施例并配合附图详细说明如后。

请参阅图1，本发明第一较佳实施例的瓦斯器具1为一热水器，其包含有一加热器10、一瓦斯管路20、一第一瓦斯致动装置、一第二瓦斯致动装置、一压力传感器50以及一控制器60。其中：

该加热器10设置于一输水管101的下方，用以对输水管101内的水进行加热。

该瓦斯管路20与一瓦斯管102连通，用以传输瓦斯予该加热器10。

该第一瓦斯致动装置在本实施例中为一瓦斯比例阀30，与该瓦斯管路连接，且具有调节供给该加热器10瓦斯量达到调整该加热器加热效能的功效，该瓦斯比例阀30可参考申请人申请的美国专利公开第20090206291A1号所示的「gas flow rate control valve 」，是利用电流提供使阀门作比例式开启，亦即当电流提供越大，阀门开度比例式地增大，所提供的瓦斯流量亦比例式地增大，当然在设计上，亦可利用其它机构的设计，例如旋转式的错位开门方式，只要能控制及计算出瓦斯量的提供。

该第二瓦斯致动装置在本实施例中为一鼓风机40，设置于加热器10下方，且内部设有一运转马达(图未示)，该运转马达作动时可将外部空气由入风口40a导入鼓风机40中，再经由出风口40b而排放至该加热器10，以与瓦斯混合而达到助燃，进而达到调整该加热器加热效能的目的；众所周知，该运转马达的转速提供的空气量成正比关系，亦即，当该运转马达的转速越高，所提供的空气量越多，而该运转马达的转速越低，所提供的空气量越少。

请参阅图2，该压力传感器50与该瓦斯管路20连接，用以侦测该瓦斯管路20的瓦斯气压。该压力传感器50主要包含有一壳体51、一导电线圈52、一伸缩膜53、一磁性件54以及一弹簧55。其中，该壳体51包含有一基座511以及一封盖512。该基座511上具有一探测孔511a，且该探测孔511a的一端用以与该瓦斯管路20连通，而使该瓦斯管路20中的瓦斯可通过该探测孔511a引导进入该壳体51中。该封盖512设于该基座511上，且该封盖512具有一主体512a以及一调整旋钮512b，该主体512a内部具有一容置空间512c，且该主体512a上具有一与该容置空间512c连通的螺孔512d；该调整旋钮512b设于该螺孔512d中。

该导电线圈52是以如铜、铁、银等导电材料制成。该导电线圈52是以环绕该容置空间512c周围的方式设置在该封盖512的主体512a上。

该伸缩膜53是以具伸缩效果的材料制成。该伸缩膜53套设于该基座511上，用以密封该探测孔511a的另一端。且可受该瓦斯气压挤推而往该容置空间512c的方向伸展。

该磁性件54以可相对该导电线圈52移动的方式设于该容置空间512c中，并与该伸缩膜53连接。另外，于本实施例中，该磁性件54是以永久磁铁为例，但不以此为限，亦可使用电磁铁、磁石或是其它具有磁力的磁性件代替。

该弹簧55设于该容置空间512c中。该弹簧55一端与该调整旋钮512d接抵、且另一端与该磁性件54接抵，以通过旋动该调整旋钮512b推动该弹簧55来调整该磁性件54的位置。

由此，请参阅图3，当该伸缩膜53通过该探测孔511a受该瓦斯管路20的瓦斯气压挤推而伸展时，将带动该磁性件54移动，而使该导电线圈52受该磁性件54移动时的磁力影响感应产生相对应瓦斯气压变化量大小的电气讯号。

该控制器60是与该压力传感器50、该瓦斯比例阀30以及该鼓风机40电性连接，用以接收该压力传感器50输出的该电气讯号，并依据该电气讯号控制该些瓦斯致动装置对应调整该加热器的加热效能。

由此，通过上述设计，请参阅图4，该瓦斯器具1的调控方法包含有下列步骤：

A)启动该压力传感器50侦测该瓦斯管路20的瓦斯气压，并依据测得瓦斯气压的大小产生相对应的该电气讯号。于本实施例中，是引导该瓦斯气压驱动该磁性件54接近或远离该导电线圈52，以利用该磁性件54移动时的磁力变化的方式，使该导电线圈52产生相对应瓦斯气压变化量大小的电气讯号。

B)利用该控制器60接收该电气讯号，且依据该电气讯号控制该瓦斯比例阀30依预定比例对应调整供予该加热器10的瓦斯流量，并控制该鼓风机40依预定的最佳空燃比调整供予该加热器10的空气流量。

通过上述设计的调控方法，便可有效地依据供予该加热器10的瓦斯气压大小进行调整，而达到提升该加热器10瓦斯燃烧的比例的效果。另外，上述方法除可有效地增加该加热器10的加热效率外，亦可有效地降低燃烧不完全而产生一氧化碳的机率，进而使得使用者在使用该瓦斯器具1时能更加安全无虞。

另外，除上述热水器外，本发明的调控方法亦适用于其它种类的瓦斯器具，请参阅图5，本发明第二较佳实施例的瓦斯器具2为一瓦斯炉，其包含有一加热器70、一瓦斯管路75、一第一瓦斯致动装置、一第二瓦斯致动装置、一压力传感器90以及一控制器95。

该加热器70是通过燃烧瓦斯产生烹饪所需的火焰或热能。

该瓦斯管路75是与一瓦斯管103连通，用以传输瓦斯予该加热器70。

该第一瓦斯致动装置在本实施例中为一瓦斯比例阀80，是与该瓦斯管路75连接且具有调节供给该加热器70瓦斯量来调整该加热器70加热效能的功效。

该第二瓦斯致动装置在本实施例中为一流道开关85，是与该瓦斯管路75连接且具有导通或阻断该瓦斯管路75的功效。

该压力传感器90是与该瓦斯管路75连接，用以侦测该瓦斯管路75的瓦斯气压，并产生一相对应该瓦斯气压的电气讯号。该压力传感器90的结构与前述实施例相同，于此容不再赘述。

该控制器95是与该压力传感器90、该瓦斯比例阀80以及该流道开关85电性连接，用以接收该压力传感器90输出的该电气讯号，并依据该电气讯号控制该些瓦斯致动装置对应调整该加热器的加热效能。

通过上述设计，请参阅图6，该瓦斯器具的调控方法包含有下列步骤：

A)启动该压力传感器90侦测该瓦斯管路75的瓦斯气压，并依据测得瓦斯气压的大小产生相对应的该电气讯号。

B)利用该控制器95接收该电气讯号，且依据该电气讯号控制该瓦斯比例阀依预定比例对应调整供予该加热器10的瓦斯流量，并控制该瓦斯管路85导通或阻断该瓦斯管路75，意即，当该控制器95接收该电气讯号而得知该压力传感器90测得的瓦斯气压大小落于一预设范围外时，该控制器将控制该流道开关90阻断该瓦斯管路75，而停止供应瓦斯予该加热器70。

透过上述设计的调控方法，便可有效地利用该瓦斯比例阀80调整增加该加热器70的加热效率，而可降低燃烧不完全而产生一氧化碳的机率，并当供予该加热器70的瓦斯气压异常时，亦可实时阻断瓦斯的供应，而可避免爆炸或一氧化碳中毒的意外发生。

以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，并不以上述的瓦斯器具为限，亦可是壁炉、或是其它可行的瓦斯器具，且举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构及方法变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (13)

1.一种瓦斯器具，包含有：

一加热器；

一瓦斯管路，与该加热器连接，用以传输瓦斯予该加热器；

一瓦斯致动装置，用以调整该加热器的加热效能；

一压力传感器，与该瓦斯管路连接，用以侦测该瓦斯管路的瓦斯气压，并依据测得瓦斯气压的大小产生一相对应的电气讯号；以及

一控制器，与该压力传感器与该瓦斯致动装置电性连接，用以接收该压力传感器输出的该电气讯号，并依据该电气讯号控制该瓦斯致动装置对应调整该加热器的加热效能。

2.根据权利要求1所述的瓦斯器具，其中，该瓦斯致动装置一与该瓦斯管路连接的流道开关，该控制器依据该电气讯号控制该流道开关阻断或导通该瓦斯管路。

3.根据权利要求1所述的瓦斯器具，其中，该瓦斯致动装置是一与该瓦斯管路连接的瓦斯比例阀，该控制器依据该电气讯号控制该瓦斯比例阀对应调整供予该加热器的瓦斯流量。

4.根据权利要求1所述的瓦斯器具，其中，该瓦斯致动装置是一鼓风机，该控制器依据该电气讯号控制该鼓风机根据一预定的空燃比调整供予该加热器的空气流量。

5.根据权利要求1所述的瓦斯器具，其中，该压力传感器包含有一壳体、一导电线圈、一伸缩膜以及一磁性件，该壳体具有一探测孔，该探测孔的一端与该瓦斯管路连接；该导电线圈设于该壳体上；该伸缩膜设于该壳体中且密封该探测孔的另一端，并可受该瓦斯管路的瓦斯气压挤推而伸展；该磁性件以可相对该导电线圈移动的方式设于该壳体中，并与该伸缩膜连接；当该磁性件移动时，该导电线圈受磁力影响感应产生相对应的电气讯号。

6.根据权利要求5所述的瓦斯器具，其中，该压力传感器包含有一弹簧，其一端与该壳体接抵，而另一端则与该磁性件抵接；该伸缩膜受该瓦斯气压挤推而伸展时，带动该磁性件往该弹簧的方向移动。

7.根据权利要求6所述的瓦斯器具，其中，该壳体包含有一基座以及一封盖；该基座上设有该探测孔；该封盖设于该基座上，且该封盖内部具有一容置空间；该磁性件与该弹簧皆设于该容置空间中。

8.根据权利要求7所述的瓦斯器具，其中，该封盖包含有一主体以及一调整旋钮，该主体具有该容置空间以及一与该容置空间连通的螺孔；该调整旋钮螺设于该螺孔中，且与该弹簧的该端接抵，并可通过旋动该调整旋钮推动该弹簧来调整该磁性件的位置。

9.一种瓦斯器具的调控方法，该瓦斯器具包含有一加热器、一传输瓦斯予该加热器的瓦斯管路、以及一用以调整该加热器加热效能的瓦斯致动装置；该调控方法包含有下列步骤：

A)侦测该瓦斯管路的瓦斯气压，并依据测得瓦斯气压的大小产生一相对应的电气讯号；

B)接收该电气讯号，并依据该电气讯号控制该瓦斯致动装置对应调整该加热器的加热效能。

10.根据权利要求9所述的瓦斯器具的调控方法，其中，该瓦斯致动装置是一与该瓦斯管路连接的流道开关，于步骤B中，是依据该电气讯号控制该流道开关阻断或导通该瓦斯管路。

11.根据权利要求9所述的瓦斯器具的调控方法，其中，该瓦斯致动装置是一与该瓦斯管路连接的瓦斯比例阀，步骤B中，是依据该电气讯号控制该瓦斯比例阀对应调整供予该加热器的瓦斯流量。

12.根据权利要求9所述的瓦斯器具的调控方法，其中，该瓦斯致动装置是一鼓风机，步骤B中，是依据该电气讯号控制该鼓风机根据一预定的空燃比调整供予该加热器的空气流量。

13.根据权利要求9所述的瓦斯器具的调控方法，于步骤A中，是利用引导该瓦斯气压驱动一磁性件接近或远离一导电线圈，以通过该磁性件移动时的磁力变化，使该导电线圈产生相对应瓦斯气压变化量大小的电气讯号。

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