CN105674343A - 燃气用具 - Google Patents
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Abstract
燃气用具(100)具有导燃器(300)和主燃烧器(200)，其具有各自的气体通道(310&210)以用于在电磁阀组件(600)的控制下向其供应气体。阀组件(600)具有用于控制向至少第一气体通道(310)供应气体的第一阀(610)、用于控制向第二气体通道(210)供应气体的第二阀(620)、用于首先随着按下打开第一阀(610)并随后随着释放而打开第二阀(620)的按钮(630)、以及用于保持第一阀(610)打开的电磁线圈(640)。该用具(100)包括用于火焰检测的火焰离子化检测器(700)、和与检测器(700)和线圈(640)电路连接的电子控制单元(800)，以用于只要检测器(700)检测到火焰，就使线圈(640)保持第一阀(610)打开。
Description
技术领域
本发明大体上涉及特别地、但不是专门地用于烹调或准备食物的燃气用具。
背景技术
燃气用具通常利用民用燃气、天然气、丙烷、丁烷、液化石油气或任何其它适当的可燃气体作为燃料。为了安全的原因，燃气用具通常包含火焰中断或防爆装置以便防止未点燃的气体进入燃烧区或泄漏到大气中。可燃气体的累积是有危险的。
正如本领域所已知的，防爆装置可在下面的情形中无火焰时通过切断主气源来工作：
-主燃烧器或导燃器在施加点火时未能点燃；以及
-在已经点着之后，主燃烧器或导燃器熄灭。
存在不同的方式来检测燃气用具中火焰的存在。在它们其中，最普遍的方法是利用：
-检测来自于火焰的热量的热电偶导线(在香港和中国最常用于商用和家用烹调设备)；以及
-火焰离子化检测(FID)系统或火焰整流(FR)系统，以便检测在碳氢化合物燃烧期间由火焰产生的中离子。
尽管BSEN-203标准要求在火焰中断后的不到60秒内切断气源，切断时间应尽可能的短以便使可燃气体(以及在某些情况下的有毒气体)在用具内或密闭环境中的泄漏和累积最小化。
本发明寻求提供一种新的、或相反改进的燃气用具，其对火焰中断的反应较快。
发明内容
根据本发明，提供一种燃气用具，其包括燃烧区域、在燃烧区域保持引燃火焰的导燃器、在燃烧区域点燃气体以产生热量的主燃烧器、以及为导燃器和主燃烧器供应气体的气体供应入口。电磁阀组件用于控制向导燃器和主燃烧器供应的气体。燃气用具包括邻近于导燃器设置以用于检测引燃火焰存在的火焰离子化检测器。其特征在于：该燃气用具包括第一气体通道及第二气体通道，经由该第一气体通道及该第二气体通道各自为该导燃器和该主燃烧器供应气体；该电磁阀组件，其被设置在该气体供应入口与该第一气体通道及该第二气体通道之间，以用于控制向该第一气体通道及该第二气体通道供应气体；该电磁阀组件具有用于控制向至少该第一气体通道供应气体的第一阀、用于控制向该第二气体通道供应气体的第二阀、用于首先随着手动操作打开该第一阀并随后随着释放而打开该第二阀的手动操作器、以及用于保持该第一阀打开的电磁装置。该燃气用具包括与火焰离子化检测器和电磁装置电路连接的电子控制单元，以用于只要火焰离子化检测器检测到引燃火焰的存在，就使电磁装置保持第一阀打开。
在具体的实施例中，燃烧区域向上打开，烹调器具将放在在其上面以用于加热食物。
优选地，手动操作器被设置成首先随着手动操作打开第一阀而关闭第二阀，并随后随着释放打开第二阀，同时第一阀由电磁装置保持打开。
优选，第一阀包括常闭电磁阀。
优选地，第二阀包括常开手动操作阀。
在优选的实施例中，第一阀设置在第一及第二气体通道的上游，并可操作用于切断流向第一及第二气体通道的气体。
更具体地，第二阀设置在第二气体通道的上游、第一气体通道的下游，并可操作用于切断流向第二气体通道的气体。
有利的，电磁阀组件具有单个壳体，其同时容纳第一及第二阀。
优选地，电磁阀组件包括第一传感器，其用于感测第一阀的打开，且用于随着感测到的第一阀的打开，触发火花发生器的操作以点燃导燃器。
进一步优选地，该第一传感器被设置成参考手动操作器的操作位置而感测第一阀的打开。
进一步优选地，火花发生器被连接到电子控制单元以便由该电子控制单元操作，以及第一传感器被连接到电子控制单元，以用于经由电子控制单元触发火花发生器的操作。
优选地，燃气用具包括手动主气阀，其被设置在电磁阀组件与主燃烧器之间的第二气体通道上，以用于对沿着第二气体通道流向主燃烧器的气体进行控制。
更具体地，手动主气阀包括第二传感器，其用于感测手动主气阀的闭合位置，并且作为响应以允许火花发生器的操作。
更进一步优选地，该第二传感器被连接到电子控制单元，以用于经由电子控制单元允许火花发生器的操作。
更进一步优选地，该第二传感器被连接到电子控制单元，以用于通过开启供电来操作电子控制单元，经由电子控制单元来允许火花发生器的操作。
优选地，燃气用具包括手动主气阀，其设置在电磁阀组件与主燃烧器之间的第二气体通道上，以用于手动调节沿着第二气体通道流向主燃烧器的气体。
附图说明
图1为根据本发明的，以燃气灶形式的，燃气用具的实施例的前视图；
图2为图1的燃气灶的左侧视图；
图3为图1的燃气灶的部分燃烧系统的剖面侧视图，其包括主燃烧器及导燃器以及相关的气体管道；
图4为图3的具有主燃烧器及气体管道的燃烧系统的示意图，其包括在电子控制单元控制下的相关的气阀、点火器和火焰离子化检测器；
图5为图4的燃烧系统的功能框图；以及
图6为阐释图4的燃烧系统的操作的操作流程图。
具体实施方式
参考附图中的全部图1-6，示出了一种以燃气灶100形式的、体现本发明的燃气用具，该燃气灶具有外壳110，其包括向上打开的燃烧区域或燃烧室120，诸如炒锅90的厨具放置在其上以用于加热来在其中烹调食物。外壳110通常为长方形的并位于四个支柱114上，其具有扁平的炉顶面111，燃烧室120设于其中。通常由圆柱形的燃烧室120具有由环形支撑物121围绕的上部开口以用于定位炒锅90。
燃气灶100包括作为它的燃烧系统的一部分的：主燃烧器200，其位于燃烧室120的中心以用于燃烧气体来产生热量；导燃器300，其邻近于主燃烧器200以用于保持引燃火焰；以及烟道130，其与燃烧室120连通以用于排出燃烧器200和300处气体燃烧产生的废气。
位于燃烧室120中心内部的大体圆柱形的结构140与分别用于从气体供应入口900向燃烧器200及300供应气体的各自水平的主气体管道(通道)210及引燃气体管道(通道)310一起，定位在并围绕在主燃烧器200和导燃器300周围。穿过结构140的垂直空气管道141向燃烧器200及300附近提供新鲜空气以支持燃烧。
结构140，除了与其共轴的、以垂直圆柱形套筒142形式的上部延伸部之外，大体位于燃烧器120之下。套筒142为双壁的设备，在它的内壁上具有一排小孔，且内壁与外壁之间的内部空间与空气管道141连通。套筒142起到多个喷嘴头的作用，以用于360°围绕着主燃烧器200在中央向它的火焰提供空气。它也限定了用于燃烧的最佳空间以便获得足够高的温度。
烟道130由电动吹风机139驱动以便经由直接在炉顶面111之下延伸的、位于外壳110中的水平通道131将废气运走，该水平通道从燃烧室120的一侧延伸，随后向上转，并在外壳110背面的架高的出口132处终止。盆133穿过炉顶面111部分安装于通道131中，以用于重新获得废气的部分热量，以便例如顺便保存热水。
燃气灶100包括设置在气体供应入口900与主气体管道210及引燃气体管道310之间的电磁阀组件600，以用于控制向主气体管道210及引燃气体管道310供应气体。阀组件600包含：第一气阀610，其用于控制向引燃气体管道310及根据阀的位置向主气体管道210供应气体；以及第二气阀620，其用于控制向主气体管道210供应气体。阀组件600包括：以按钮630形式的手动操作器，其用于首先随着手动操作，即按下，来打开第一气阀610并关闭第二气阀620，随后随着释放，而打开第二气阀620；以及电磁装置或线圈640，其用于保持第一气阀610打开。线圈640由驱动电路641激励。还存在以垂直探头700形式的火焰离子化检测器，其具有相关的火焰离子化检测电路701，邻近于导燃器300定位以用于检测引燃火焰的存在。
采用电子控制单元800来控制对燃气灶100的整个燃烧系统的操作。除了包括AD/DC电源电路810以满足所有各种元件的电力需要之外，控制单元800尤其还包括，前述的驱动电路641和火焰离子化检测电路701。燃气灶100包括主开关11，AC/DC电源电路810经由该主开关通过电力电缆连接到主电源10。
控制单元800经由火焰离子化检测电路701与火焰离子化探头700电路连接，以及经由驱动电路641与电磁线圈640电路连接，以用于只要火焰离子化探头700检测到引燃火焰的存在就使线圈640保持第一气阀610打开。
转到电磁阀组件600，它具有单个壳体603，其容纳位于隔板650的相对侧的第一及第二气阀610及620。隔板650完全横跨壳体603的内部延伸并将该内部分成分别容纳第一及第二气阀610及620的第一及第二室601及602。隔板650形成有中心孔口653，在其相对侧具有稍微凸起的边缘，以分别用于第一及第二气阀610及620的阀接合。
第一气阀610包括具有阀座611的弹簧承载的衔铁619，阀座弹性承载在孔口653的邻近侧，一起形成常闭阀。电磁线圈640安装在衔铁619后面，以用于在通电的情况下磁力保持衔铁619，并因此相关的阀座611关闭孔口653，即，只要火焰离子化探头700检测到引燃火焰的出现(且所有的故障保护传感器在正常情况下都返回“OK”信号)就保持气阀610打开。该气阀610为常闭电磁阀。
第二气阀620具有带有阀座622的弹簧承载的衔铁629，其弹性偏置远离孔口653的相关侧，一起形成常开阀。该气阀620为常开手动操作阀。
按钮630共轴定位于衔铁629的后面，以用于，首先随着手动操作，即在所描述的实施例的情形中为按压，将衔铁629戳入隔板650的孔口653以打开第一气阀610，并随后，随着释放，也打开第二气阀620。
衔铁629通过抵抗后面的弹簧618的作用，将后面的阀座611推离孔口653的相关侧，而打开第一气阀610。通过这么做，衔铁629也按压它自己的阀座622以弹性抵抗孔口653的相反的、相关侧，由此关闭第二气阀620。随着释放，衔铁629撤回以允许在它自己的弹簧628的作用下重新打开第二气阀620。此时，第一气阀610将不再由衔铁629作用以便保持打开，且相反，只要线圈640由于火焰离子化探头700检测到引燃火焰的出现而被通电，它由电磁线圈640保持打开。
气体供应入口900被连接到电磁阀组件600的第一室601，以使得气体在此处被引入阀组件600，并且气体的流入以及穿过隔板650流到相对的室602，由第一气阀610控制。主气体管道210被连接到第二室602，以用于将穿过隔板650的孔口653的气体传递到主燃烧器200。引燃气体管道310在隔板650内通过以便从孔口653抽取较小部分的气体来传递给导燃器300。
通常，所供应的气体从第一室601穿过隔板650流入第二室602。第一室601内的第一气阀610被设置成，对流向引燃气体管道310和主气体管道210的气体进行控制，这是因为该阀610设置在引燃气体管道310和主气体管道210的上游。第二气阀620对流入第二气室602的气体进行控制以便于经由主气体管道210排出，这是因为该阀620被设置在主气体管道210的上游，而设置在引燃气体管道310的下游。
在第二气阀620被关闭并因此切断主气体管道210的条件下，第一气阀610仅仅单独对流向引燃气体管道310的气体进行控制。当电磁阀组件600的按钮630在燃气灶100的初始点燃期间被完全按下时，产生该条件。
燃气灶100的点燃通过使用邻近于导燃器300设置的、例如为压电石英型的火花发生器或点火电极400来实现。点火电极400由点火电路410来操作，该点火电路为电子控制单元800的一部分。在正常情形下，点火电路410将通过第一传感器(660)触发，只要第二传感器(550)检测到特定的条件，这就被允许。
第一传感器(660)采取安装在电磁阀组件600的壳体603内或上的微动开关660的形式。微动开关660邻近于第二气阀620设置并被设置成检测按钮630完全按下的位置，因此，开关660被关闭以向电子控制单元800提供短路信号，或者具体地，经由电子控制单元800向点火电路410提供短路信号以作为起动点火电路410的触发信号。
在按钮630的按下位置，第一气阀610被打开以容许气体进入阀组件600中的隔板650，而第二气阀620被关闭以关掉第二室602或主气体管道210，以使得气体仅仅经由隔板650中的内部通道供给到引燃气体管道310，并因此供给到导燃器300。于是导燃器300为点火做好准备。
第二传感器(550)采取安装在手动主气阀500内或上的另一个微动开关550的形式，手动主气阀500在电磁阀组件600与主燃烧器200之间的位置处设置在主气体管道210中。主气阀500包含用于转动的操纵杆以打开和关闭、或者调节阀500。它的主要功能是能够手动控制沿着主气体管道210流向主燃烧器200的气体的速率以用于在使用中主燃烧器200的燃烧强度的可控调节。
在点火之前，主气阀500应被关闭，以使得在主燃烧器200不燃烧时切断气体。更重要的，在点火或导燃器300已被点燃提供引燃火焰后，主燃烧器200在主气阀500被打开时应由来自于低气体速率的引燃火焰点燃。在主气阀500最初未关闭、尤其完全打开的情形中，随着电磁阀组件600的按钮630释放(导致第二气阀620的重新打开)，一旦导燃器300被点燃，气体的突然流动将冲过打开的主气阀500到达主燃烧器200，由此引起主燃烧器200的突然点燃，而这可能是危险的或至少是不期望的。
微动开关550邻近于主气阀500设置并被设置成在前述的具体条件下检测主气阀的闭合位置，在它被关闭时向电子控制单元800提供短路信号、或具体地经由电子控制单元800向点火电路410提供短路信号，以仅仅在主气阀500关闭时作为允许点火电路410操作的使能信号。
通常，当第二传感器550检测到主气阀500被关闭时，第一传感器660检测到按钮630的完全按下使点火电路410工作，其随后点火电极400通电以在导燃器300的附近产生点燃导燃器的火花。
在稍微不同的实施例中，微动开关550和/或660可被连接到电源电路810，而不是直接流到点火电路410，以至于通过启动供电来操作整个电子控制单元800，来允许或触发点火电路410的工作，并反过来允许或触发点火电极400。该设置被用于图6的操作流程图所阐释的操作。
转到火焰离子化探头700，它在检测火焰上是有效的且它响应非常快。它检测在碳氢化合物燃烧期间由火焰产生的中离子。探头700可被设置成充分靠近主燃烧器200，以便检测主火焰的出现，已达到与它检测引燃火焰时相同的效果。
在燃气灶100的正常操作中，在主火焰可被关闭或还未打开时，引燃火焰将保持。在引燃火焰被意外熄灭，以及导燃器在主火焰未出现(其被熄灭或根本未打开)的情况下未重新点燃时，火焰离子化探头700立刻(大约在一秒内)终止它的输出信号，以便立即使电子控制单元800停用驱动电路641并反过来停用电磁线圈640。由于线圈640释放了相关的衔铁619，这使得立即关闭第一气阀610，由此切断向主燃烧器200和导燃器300供应气体。
火焰离子化检测系统，即火焰离子化探头700和作为电子控制单元800的一部分的相关检测电路701，替代了已知的响应速度约达60秒的火焰失效检测系统的热电偶导线和点火器。这些新的元件有效地仿效了被替换部件的输出，但是利用相当快的火焰检测速度或约为1秒的切断时间来工作。
火焰离子化探头700最简单的形式为能够感测燃烧离子的电导线，其从空气中拾取燃烧离子并将它们传导到它后面的检测电路701(或通常的控制单元800)。为了在使用热电偶探头检测火焰失效的现有燃气灶中实施，可便捷采用和连接热电偶探头的导体以用作火焰离子化探头700。就这一点而言，修改的成本小。
根据上述的操作和功能，电子控制单元800可被看作包括：起动控制电路801(参见图5)，以便为点火作准备并由点火电极400产生点火；和自保电路802(也参见图5)，以便只要火焰离子化探头700检测到火焰出现就电磁地保持第一阀610打开。
电子控制单元800提供用于实施附加功能和安全措施的附加端口，诸如，微动开关660连接在其中一个端口处以用于触发点火，微动开关550连接到另一个端口以便确保主燃烧器200的软起动，以及压力开关138安装在吹风机139的出口处并连接到再另一个端口以用于在吹风机139失效的情形下，切断到电子控制单元800的供电以关闭气体供应。气体供应或流动仅仅在燃气用具100在正常情况下正确工作时是可能的。这些开关660，550和138为故障保护传感器的示例(如图6的操作流程图中所提及的)。
电磁阀组件600中的气阀610及620、尤其(包含电磁线圈640的)电磁阀610与诸如螺线管阀的更昂贵的选项相比，成本更低且更紧凑。螺线管阀通常更贵且更大，这是因为它们需要相当大的磁力来移动衔铁，因此需要更强/更大的磁铁和线圈等等，而仅仅需要电磁阀来保持已经由手移动的衔铁。
本发明已经仅仅通过示例的方式给出，对所描述的实施例的各种改变和/或修改可由本领域技术人员实现而不脱离在附属的权利要求中所指明的本发明的范围。例如，燃气用具可为热水器。
Claims (16)
1.一种燃气用具，其包括：
燃烧区域；
在该燃烧区域保持引燃火焰的导燃器；
在该燃烧区域点燃气体以产生热量的主燃烧器；
为该导燃器和该主燃烧器供应气体的气体供应入口；
电磁阀组件用于控制向该导燃器和该主燃烧器供应的气体；
邻近于该导燃器设置以用于检测引燃火焰存在的火焰离子化检测器；
其特征在于：
该燃气用具包括第一气体通道及第二气体通道，经由该第一气体通道及该第二气体通道各自为该导燃器和该主燃烧器供应气体；
该电磁阀组件，其被设置在该气体供应入口与该第一气体通道及该第二气体通道之间，以用于控制向该第一气体通道及该第二气体通道供应气体；
该电磁阀组件具有用于控制向至少该第一气体通道供应气体的第一阀、用于控制向该第二气体通道供应气体的第二阀、用于首先随着手动操作打开该第一阀并随后随着释放而打开该第二阀的手动操作器、以及用于保持该第一阀打开的电磁装置；
该燃气用具包括与该火焰离子化检测器和该电磁装置电路连接的电子控制单元，以用于只要该火焰离子化检测器检测到引燃火焰的存在，就使该电磁装置保持该第一阀打开。
2.如权利要求1所述的燃气用具，其特征在于，该燃烧区域向上打开，烹调器具将放在在其上面以用于加热食物。
3.如权利要求1所述的燃气用具，其特征在于，该手动操作器被设置成首先随着手动操作打开该第一阀而关闭该第二阀，并随后随着释放重新打开该第二阀，同时该第一阀由该电磁装置保持打开。
4.如权利要求1所述的燃气用具，其特征在于，该第一阀包括常闭电磁阀。
5.如权利要求1所述的燃气用具，其特征在于，该第二阀包括常开手动操作阀。
6.如前述权利要求1-5中任一项所述的燃气用具，其特征在于，该第一阀设置在该第一气体通道及该第二气体通道的上游，并可操作用于切断流向该第一气体通道及该第二气体通道的气体。
7.如权利要求6所述的燃气用具，其特征在于，该第二阀设置在该第二气体通道的上游、该第一气体通道的下游，并可操作用于切断流向该第二气体通道的气体。
8.如权利要求1所述的燃气用具，其特征在于，该电磁阀组件具有单个壳体，其同时容纳该第一阀及该第二阀。
9.如前述权利要求1-5中任一项所述的燃气用具，其特征在于，该电磁阀组件包括第一传感器，其用于感测该第一阀的打开，且用于随着感测到的该第一阀的打开，触发火花发生器的操作以点燃该导燃器。
10.如权利要求9所述的燃气用具，其特征在于，该第一传感器被设置成参考该手动操作器的操作位置而感测该第一阀的打开。
11.如权利要求9所述的燃气用具，其特征在于，该火花发生器被连接到该电子控制单元以便由该电子控制单元操作，以及该第一传感器被连接到该电子控制单元，以用于经由该电子控制单元触发该火花发生器的操作。
12.如权利要求9所述的燃气用具，其特征在于，所述燃气用具包括手动主气阀，其被设置在该电磁阀组件与该主燃烧器之间的该第二气体通道上，以用于对沿着该第二气体通道流向该主燃烧器的气体进行控制。
13.如权利要求12所述的燃气用具，其特征在于，该手动主气阀包括第二传感器，其用于感测该手动主气阀的闭合位置，并且作为响应以允许该火花发生器的操作。
14.如权利要求13所述的燃气用具，其特征在于，该第二传感器被连接到该电子控制单元，以用于经由该电子控制单元允许该火花发生器的操作。
15.如权利要求14所述的燃气用具，其特征在于，该第二传感器被连接到该电子控制单元，以用于通过开启供电来操作该电子控制单元，经由该电子控制单元来允许该火花发生器的操作。
16.如前述权利要求1-5中任一项所述的燃气用具，其特征在于，所述燃气用具包括手动主气阀，其设置在该电磁阀组件与该主燃烧器之间的该第二气体通道上，以用于手动调节沿着该第二气体通道流向该主燃烧器的气体。
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