CN109724259A - 防电阀及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防电阀和燃气热水器，其中，所述防电阀用于控制燃气热水器供电电源的关闭和接通，所述防电阀包括控制器、漏电检测模块、断电执行元件、气体检测模块和气流调节模块，其中，气体检测模块与控制器电连接，气流调节模块对应气体检测模块设置，控制器用以判断气体浓度大小，并在气体浓度大于或等于预设阈值时控制断电执行元件关闭供电电源。由于气流调节模块能够使得目标气体快速地流动至气体检测模块，因此能够提高防电阀对目标气体的检测速度，使得一旦发生燃气泄漏，断电执行元件能够迅速地关闭供电电源，从而停止燃气热水器的工作，保证用户的生命安全。

Description

防电阀及燃气热水器

技术领域

本发明涉及燃气热水器领域，特别涉及一种防电阀和燃气热水器。

背景技术

燃气热水器又称燃气热水炉，它是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式，将热量传递到流经热交换器的冷水中，以达到制备热水目的的一种燃气用具。燃气的主要成分为氢气、甲烷和一氧化碳，氢气、甲烷和一氧化碳均为易燃气体，燃气泄漏至浓度达到一定值时，容易发生爆炸；而一氧化碳可与人体中血红蛋白结合，导致携氧能力变差，甚至导致死亡，因此燃气热水器对燃气泄漏的检测至关重要。

现有的燃气热水器大都采用扩散式采样的检测方法，例如将被检测区域的气体缓慢地扩散至传感器以实现传感器对泄漏燃气的检测，这种方式对泄漏燃气的检测速度慢、检测时间长，且传感器的安装位置不同，检测结果差距很大，因此无法及时准确地反应燃气泄漏的真实情况。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种防电阀，旨在快速准确地对燃气的泄漏情况进行检测和处理。

为实现上述目的，本发明提出的防电阀用于控制燃气热水器供电电源的关闭或者接通，所述防电阀包括控制器、漏电检测模块和断电执行元件，所述防电阀还包括：气体检测模块，与所述控制器电连接，所述气体检测模块用于检测目标气体的气体浓度，并将所述气体浓度转换为相应的电信号；以及气流调节模块，对应所述气体检测模块设置，所述气流调节模块用以调节气体流速，以缩短所述目标气体流至所述气体检测模块的时间；所述控制器用于根据所述电信号在确定所述气体浓度大于或等于预设浓度阈值时，控制所述断电执行元件关闭所述供电电源。

优选地，所述防电阀具有集气间室，所述气流调节模块具有进风管路和出风管路，所述出风管路与所述集气间室相连通，所述气体检测模块设于所述集气间室内。

优选地，所述集气间室具有进风口，所述气流调节模块设于所述集气间室内，所述进风管路与所述进风口相连通，所述出风管路对应所述气体检测模块设置。

优选地，所述出风管路的出风口与所述气体检测模块呈间隔设置。

优选地，所述气体检测模块用以检测多种目标气体的气体浓度，并将各种目标气体的气体浓度转换为相应的电信号；所述控制器还用以接收所述电信号并判断每种目标气体的气体浓度大小，并在任一一种目标气体的所述气体浓度大于或等于预设阈值时控制所述断电执行元件关闭所述供电电源；以及，在所述供电电源处于关闭状态，且所有目标气体的气体浓度均低于预设阈值时，控制所述断电执行元件接通所述供电电源。

优选地，所述目标气体包括CH4，所述CH4气体浓度阈值为0.1％和0.4％；当CH4气体浓度低于0.1％或CH4气体浓度持续保持在0.1％-0.4％范围内不超过50s时，所述控制器控制所述断电执行元件接通所述供电电源；当CH4气体浓度持续保持在0.1％-0.4％范围内超过50s或CH4气体浓度高于0.4％时，所述控制器控制所述断电执行元件关闭所述供电电源。

优选地，所述目标气体还包括CO，所述CO气体浓度阈值为140ppm和300ppm；当CO气体浓度低于140ppm或CO气体浓度持续保持在140ppm-300ppm范围内不超过10min时，所述控制器控制所述断电执行元件接通所述供电电源；当CO气体浓度保持在140ppm-300ppm范围内超过10min或CO气体浓度高于300ppm时，所述控制器控制所述断电执行元件关闭所述供电电源。

优选地，所述气体检测模块包括一氧化碳传感器、烷类传感器、空气质量传感器、烟雾传感器以及温度传感器中的至少一种传感器。

优选地，所述防电阀还包括与所述控制器电连接的警报模块，所述警报模块用于在所述气体浓度信号大于或等于预设阈值时发出警报提示。

本发明还提出一种燃气热水器，所述燃气热水器包括所述防电阀，其中，该防电阀用于控制燃气热水器供电电源的关闭和接通，所述防电阀包括：

控制器、漏电检测模块和断电执行元件，所述防电阀还包括：气体检测模块，与所述控制器电连接，所述气体检测模块用于检测目标气体的气体浓度，并将所述气体浓度转换为相应的电信号；以及气流调节模块，对应所述气体检测模块设置，所述气流调节模块用以缩短所述目标气体流至所述气体检测模块的时间；所述控制器用以接收所述电信号并判断所述气体浓度大小，并在所述气体浓度大于或等于预设阈值时控制所述断电执行元件关闭所述供电电源。

本发明防电阀通过设置气体检测模块和气流调节模块，使得防电阀能够快速准确地对燃气的泄漏情况进行检测和处理。具体地，气体检测模块用于检测目标气体的气体浓度，并将所述气体浓度转换为相应的电信号，气流调节模块用以缩短所述目标气体流至所述气体检测模块的时间，由于气流调节模块能够使得目标气体快速地流动至气体检测模块，因此能够提高防电阀对目标气体的检测速度，使得一旦发生燃气泄漏，气体检测模块能够立即检测出结果并使得所述控制器迅速地控制所述断电执行元件关闭所述供电电源，从而停止燃气热水器的工作，保证用户的生命安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明防电阀一实施例的结构框图；

图2为本发明防电阀另一实施例的结构示意图；

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种防电阀，该防电阀能够快速准确地对燃气的泄漏情况进行检测和处理。

在本发明一实施例中，如图1所示，该防电阀用于控制燃气热水器供电电源的关闭和接通，所述防电阀包括控制器100、漏电检测模块200、断电执行元件300、气体检测模块400和气流调节模块500，其中，所述气体检测模块400与所述控制器100电连接，所述气体检测模块400用于检测目标气体的气体浓度，并将所述气体浓度转换为相应的电信号；所述气流调节模块500对应所述气体检测模块400设置，所述气流调节模块500用以缩短所述目标气体流至所述气体检测模块400的时间；所述控制器100用以接收所述电信号并判断所述气体浓度大小，并在所述气体浓度大于或等于预设阈值时控制所述断电执行元件300关闭所述供电电源。

现结合图1对本发明防电阀的工作原理做进一步地说明。普通的防电阀一般包括控制器100、漏电检测模块200和断电执行元件300，其中，漏电检测模块200用于检测燃气热水器供电回路中的电信号，控制器100用于根据所述电信号控制该断电执行元件300，从而实现防电阀的漏电保护作用。本发明在普通防电阀的基础上设置了气体检测模块400和气流调节模块500，该气体检测模块400用于检测CH4(甲烷)CO(一氧化碳)等目标气体的含量，气流调节模块500用以缩短所述目标气体流至所述气体检测模块400的时间。

当燃气热水器发生燃气泄漏时，空气中目标气体的含量有所上升，气体检测模块400将检测到的气体浓度信号转换为相应的电信号并传递至控制器100，控制器100根据所述电信号判断气体浓度的大小，当气体浓度大于或等于预设阈值(该预设阈值一般为易燃易爆气体的爆炸临界浓度以及有毒气体危害人体健康时的浓度等)时，控制器100控制断电执行元件300关闭燃气热水器的供电电源，从而避免用户在开启燃气热水器时，发生爆炸等安全事故。

本专利为了提高目标气体的扩散速度，使得防电阀能够快速准确地对燃气的泄漏情况进行检测和处理，在防电阀上设置有气流调节模块500，该气流调节模块500对应所述气体检测模块400设置，所述气流调节模块500用以缩短所述目标气体流至所述气体检测模块400的时间，由于气流调节模块500能够使得目标气体快速地流动至气体检测模块400，如此，能够提高防电阀对目标气体的检测速度，使得一旦发生燃气泄漏，气体检测模块400能够立即检测出结果并使得所述控制器100迅速地控制所述断电执行元件300关闭所述供电电源，从而停止燃气热水器的工作，保证用户的生命安全。

具体地，气流调节模块500可以为但不限于抽气泵等能够加快气体流动速度的装置，由于气流调节模块500能够缩短目标气体流至所述气体检测模块400的时间，因此，当燃气泄漏时，由于气流调节模块500的作用，泄漏的燃气(含有甲烷、一氧化碳等目标气体)能够快速流动至气体检测模块400，因此，本发明防电阀的响应时间短，能够及时、快速地对燃气泄漏情况进行检测和处理；此外，由于本发明提出的燃气热水器设置的气流调节模块500能够加快气体流动速度，因此，本发明提出的防电阀即使安装在不同的位置，也都能够保证检测到目标气体的时间基本相同，因此，本发明提出的防电阀的检测结果具有普遍性，不会因为防电阀安装位置不同而导致检测结果差距很大。

请参照图2，根据布朗运动原理，目标气体在空气中会自由扩散，为了避免目标气体在空气中扩散后不易检测，本专利提出的防电阀还设有集气间室600，所述气体检测模块400设于所述集气间室600内，所述气流调节模块500具有进风管路510和出风管路520，所述出风管路520与所述集气间室600相连通。由于气流调节模块500的出风管路520与集气间室600相连通，因此，气流调节模块500能够快速地将含有目标气体的空气输送到所述集气间室600内，由于目标气体在集气间室600内不容易发生扩散，因此目标气体的浓度不会被稀释，如此，一旦发生燃气泄漏，设于集气间室600内的气体检测模块400能快速、够准地检测出来。具体地，所述防电阀包括壳体，所述集气间室600可以由所述壳体围合形成，也可以通过所述壳体的一部分围合形成。

更重要的是，集气间室600除了具有气体收集作用之外，还具有缓冲作用，经气流调节模块500出风管路520流入集气间室600的目标气体的流速一般较快，当目标气体流入集气间室600后，流速有所降低，此时气体检测模块400再对目标气体进行检测，能够大幅提高检测结果的准确性。

为了简化防电阀的安装结构，便于同时安装气体检测模块400和气流调节模块500，所述气流调节模块500也设置在所述集气间室600内。由于气流调节模块500和气体检测模块400均设于集气间室600内，如此，安装气体检测模块400的同时即可一并完成气流调节模块500的安装。具体地，所述集气间室600具有进风口，所述气流调节模块500设于所述集气间室600内，所述气流调节模块500的进风管路510与所述进风口相连通，所述气流调节模块500的出风管路520对应所述气体检测模块400设置。

作为一种优选方式，所述气流调节模块500出风管路520的出风口与所述气体检测模块400呈间隔设置，如此，自气流调节模块500流出的气体流动到气体检测模块400时的流速适中，不会影响气体检测模块400检测结果的准确性。

考虑到当燃气不再泄漏后，空气中目标气体的浓度会逐渐降低，为了在目标气体的浓度恢复安全值后，防电阀能够及时恢复正常工作，本发明提出的防电阀的气体检测模块400在供电电源处于关闭状态时，仍然持续地检测空气中目标气体的浓度，当气体浓度小于预设阈值时，控制器100控制断电执行元件300接通燃气热水器的供电电源，如此，本发明提出的防电阀不仅能够保障用户的安全，还能够在空气中目标气体的含量回到安全值后恢复燃气热水器的正常使用。

考虑到燃气是多种可燃气体的混合物，因此，本发明防电阀的气体检测模块400能够检测多种目标气体的气体浓度，并将各种目标气体的气体浓度转换为相应的电信号；所述控制器100还用以接收所述电信号并判断每种目标气体的气体浓度大小，并在任一一种目标气体的所述气体浓度大于或等于预设阈值时控制所述断电执行元件300关闭所述供电电源；以及，在所述供电电源处于关闭状态，且所有目标气体的气体浓度均低于预设阈值时，控制所述断电执行元件300接通所述供电电源。

具体地，该气体检测模块400包括一氧化碳传感器、烷类传感器、空气质量传感器、烟雾传感器以及温度传感器中的至少一种传感器。

由于燃气的主要成分包括CH4和CO，其中，CH4是易燃易爆气体，当空气中的CH4浓度过高时，极易发生爆炸；CO不仅是可燃气体，而且CO极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力，造成组织窒息，甚至导致死亡。因此本发明防电阀10的气体检测模块400主要检测的目标气体为CH4和CO，当CH4和CO中任意一种的浓度高于预设阈值时，控制器100控制所述断电执行元件300关闭所述供电电源以保证用户的安全；当CH4和CO的浓度均低于预设阈值时，控制器100控制所述断电执行元件300接通所述供电电源以使燃气热水器恢复正常使用状态。

考虑到当燃气不再泄漏时，CH4以及CO会因为在空气中的扩散而稀释，因此，只将浓度阈值设置为某一数值容易造成对供电电源的错误控制。为了避免上述问题，本实施例中，针对每种气体分别设置两个浓度阈值。具体地，CH4气体浓度阈值为0.1％和0.4％，当CH4气体浓度持续保持在0.1％-0.4％范围内超过50s或CH4气体浓度高于0.4％时，所述控制器100控制所述断电执行元件300关闭所述供电电源；当CH4气体浓度低于0.1％或CH4气体浓度持续保持在0.1％-0.4％范围内不超过50s时，所述控制器100控制所述断电执行元件300接通所述供电电源。CO气体浓度阈值为140ppm和300ppm，当CO气体浓度保持在140ppm-300ppm范围内超过10min或CO气体浓度高于300ppm时，所述控制器100控制所述断电执行元件300关闭所述供电电源，当CO气体浓度低于140ppm或CO气体浓度持续保持在140ppm-300ppm范围内不超过10min时，所述控制器100控制所述断电执行元件300接通所述供电电源。

为了帮助用户及时地获知燃气热水器出现了燃气泄漏，本发明提出的防电阀还包括与所述控制器100电连接的警报模块700，所述警报模块700用于在所述气体浓度信号大于或等于预设阈值时发出警报提示。如此，当气体检测模块400检测到CH4、CO等目标气体的浓度发生异常时，控制器100控制警报模块700发出警报提示。具体地，警报模块700包括蜂鸣器和LED灯，如此，能够同时提供声音警报提示和光照警报提示。

本发明还提出一种燃气热水器，该燃气热水器包括所述防电阀，该防电阀的具体结构参照上述实施例，由于本发明燃气热水器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

考虑到燃气热水器发生燃气泄漏时需要通风换气，以降低空气中有害气体的含量，本发明一实施例中，所述燃气热水器还包括排风扇，所述排风扇具有第一排风速率和第二排风速率，所述第一排风速率大于等于所述第二排风速率；当所述气体浓度大于或等于预设阈值时，所述排风扇以所述第一排风速率启动；当所述气体浓度小于预设阈值时，所述排风扇以所述第二排风速率启动。如此，当燃气泄漏时，排风扇能够以更高的排风速率运行，快速地降低空气中有害气体的含量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种防电阀，用于控制燃气热水器供电电源的关闭或者接通，所述防电阀包括控制器、漏电检测模块和断电执行元件，其特征在于，所述防电阀还包括：

气体检测模块，与所述控制器电连接，所述气体检测模块用于检测目标气体的气体浓度，并将所述气体浓度转换为相应的电信号；以及

气流调节模块，对应所述气体检测模块设置，所述气流调节模块用以调节气体流速，以缩短所述目标气体流至所述气体检测模块的时间；

所述控制器用于根据所述电信号在确定所述气体浓度大于或等于预设浓度阈值时，控制所述断电执行元件关闭所述供电电源。

2.如权利要求1所述的防电阀，其特征在于，所述防电阀具有集气间室，所述气流调节模块具有进风管路和出风管路，所述出风管路与所述集气间室相连通，所述气体检测模块设于所述集气间室内。

3.如权利要求2所述的防电阀，其特征在于，所述集气间室具有进风口，所述气流调节模块设于所述集气间室内，所述进风管路与所述进风口相连通，所述出风管路对应所述气体检测模块设置。

4.如权利要求3所述的防电阀，其特征在于，所述出风管路的出风口与所述气体检测模块呈间隔设置。

5.如权利要求1所述的防电阀，其特征在于，

所述气体检测模块用以检测多种目标气体的气体浓度，并将各种目标气体的气体浓度转换为相应的电信号；

所述控制器还用以接收所述电信号并判断每种目标气体的气体浓度大小，并在任一一种目标气体的所述气体浓度大于或等于预设阈值时控制所述断电执行元件关闭所述供电电源；以及，在所述供电电源处于关闭状态，且所有目标气体的气体浓度均低于预设阈值时，控制所述断电执行元件接通所述供电电源。

6.如权利要求5所述的防电阀，其特征在于，所述目标气体包括CH4，所述CH4气体浓度阈值为0.1％和0.4％；

当CH4气体浓度低于0.1％或CH4气体浓度持续保持在0.1％-0.4％范围内不超过50s时，所述控制器控制所述断电执行元件接通所述供电电源；

当CH4气体浓度持续保持在0.1％-0.4％范围内超过50s或CH4气体浓度高于0.4％时，所述控制器控制所述断电执行元件关闭所述供电电源。

7.如权利要求6所述的防电阀，其特征在于，所述目标气体还包括CO，所述CO气体浓度阈值为140ppm和300ppm；

当CO气体浓度低于140ppm或CO气体浓度持续保持在140ppm-300ppm范围内不超过10min时，所述控制器控制所述断电执行元件接通所述供电电源；

当CO气体浓度保持在140ppm-300ppm范围内超过10min或CO气体浓度高于300ppm时，所述控制器控制所述断电执行元件关闭所述供电电源。

8.如权利要求5所述的防电阀，其特征在于，所述气体检测模块包括一氧化碳传感器、烷类传感器、空气质量传感器、烟雾传感器以及温度传感器中的至少一种传感器。

9.如权利要求1至8任意一项所述的防电阀，其特征在于，所述防电阀还包括与所述控制器电连接的警报模块，所述警报模块用于在所述气体浓度信号大于或等于预设阈值时发出警报提示。

10.一种燃气热水器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的防电阀。