CN109724260A - 防电阀及燃气热水器 - Google Patents
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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、断电执行元件和气体检测模块，所述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；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；以及，在所述供电电源处于关闭状态，且所述气体浓度小于预设阈值时，控制所述断电执行元件接通所述供电电源。本发明提出的防电阀同时具备漏电保护作用和燃气泄漏检测作用，大幅提高了燃气热水器的安全性能。
Description
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
随着城市燃气管道的普及，燃气热水器以其即开即热、出水迅速的特点，得到了广泛的应用，因此，燃气热水器安全问题尤为重要。首先是燃气泄漏和不完全燃烧产生的CO等有毒气体和甲烷等易燃易爆炸气体；其次是燃气热水器的漏电问题，现有的燃气热水器为了解决漏电的问题，在燃气热水器上设有防电阀，防电闸的主要功能是在检测到热水器在工作过程中有漏电、短路、过载等使用场景时迅速断开主电源，保护用户的生命安全。现有的防电闸虽然能够达到较好的漏电保护作用，但是无法检测燃气热水器附近的是否有燃气泄露，当燃气热水器的输气管道破损泄露出可燃气体时，如果燃气热水器再点火工作，则容易产生爆炸、火灾事故，极大地威胁到了用户的安全。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种防电阀，旨在提高燃气热水器的安全性能。
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、断电执行元件和气体检测模块，所述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；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；以及，在所述供电电源处于关闭状态，且所述气体浓度小于预设阈值时，控制所述断电执行元件接通所述供电电源。
优选地，所述控制器还用以在第一预设时长内，所述气体浓度始终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，且在第二预设时长内，所述气体浓度始终小于预设阈值时，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。
优选地，所述防电阀还包括气流调节模块，所述防电阀的外壳上设有贯通所述外壳设置的进风口和出风口，所述气流调节模块具有对应所述进风口设置的进气端和对应所述出风口设置的出气端，所述气体检测模块对应所述气流调节模块的出气端设置。
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。
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、断电执行元件和气体检测模块，所述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；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；以及，在所述供电电源处于关闭状态，且所述气体浓度小于预设阈值时，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。
本发明防电阀通过设置气体检测模块使得该防电阀同时具有漏电保护作用和燃气泄露检测作用。当燃气热水器发生燃气泄漏时，气体检测模块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，控制器根据所述电信号判断气体浓度的大小控制断电执行元件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。
更重要的是，当供电电源处于关闭状态时，气体检测模块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，控制器控制断电执行元件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达到安全值后恢复燃气热水器的正常使用，如此，本发明提出的防电阀在具备漏电保护作用的同时还具备燃气泄漏检测作用，从而大幅提高了燃气热水器的安全性能。
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：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 防电阀 | 500 | 警报模块 |
| 100 | 控制器 | 600 | 气流调节模块 |
| 200 | 漏电检测模块 | 610 | 进气端 |
| 300 | 断电执行元件 | 620 | 出气端 |
| 400 | 气体检测模块 |
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，该防电阀同时具有漏电保护作用和燃气泄露检测作用，从而提高了燃气热水器的安全性能。
在本发明实施例中，如图1所示，该防电阀10用于控制燃气热水器供电电源的关闭和接通，所述防电阀10包括控制器100、漏电检测模块200、断电执行元件300以及气体检测模块400，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；以及，在所述供电电源处于关闭状态，且所述气体浓度小于预设阈值时，控制所述断电执行元件300接通所述供电电源。
现结合图1对本发明防电阀10的工作原理做进一步地说明。普通的防电阀10一般包括控制器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10的漏电保护作用。本发明在普通防电阀10的基础上设置了气体检测模块400，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。
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。
更重要的是，当供电电源处于关闭状态时，气体检测模块400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10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。
为了提高气体检测模块400检测目标气体浓度时的准确性，在本发明另一实施例中，气体检测模块400在一定时间段内持续监测目标气体的浓度变化，控制器100根据该时间段内目标气体的浓度变化情况控制断电执行元件300。具体地，所述控制器100还用以在第一预设时长内，所述气体浓度始终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，且在第二预设时长内，所述气体浓度始终小于预设阈值时，控制所述断电执行元件300接通所述供电电源。
本实施例中的控制器100是根据一段时间内目标气体的浓度情况来控制断电执行元件300的，因此，当空气中的目标气体在极短的时间内出现异常时，控制器100不会控制断电执行元件300立即关闭燃气热水器的供电电源，如此，不会影响用户的正常使用；同理，当空气中的目标气体在极短的时间内恢复正常时，控制器100不会控制断电执行元件300立即接通燃气热水器的供电电源，如此，防电阀10的安全系数更高，能够保障用户的安全。
考虑到燃气是多种可燃气体的混合物，因此，本发明防电阀10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10还包括与所述控制器100电连接的警报模块500，所述警报模块500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500发出警报提示。具体地，警报模块500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。
考虑到目标气体扩散到气体检测模块400的速度较慢，气体检测模块400无法在燃气泄漏的第一时间触发控制器100，因此断电执行元件300无法迅速地关闭供电电源。为了提高目标气体的扩散速度，本发明防电阀10还包括气流调节模块600，所述防电阀10的外壳上设有贯通所述外壳设置的进风口和出风口，所述气流调节模块600具有对应所述进风口设置的进气端610和对应所述出风口设置的出气端620，所述气体检测模块400对应所述气流调节模块600的出气端620设置。该气流调节模块600可以但不限于抽气泵，气流调节模块600能够将气体由外界抽送至气体检测模块400，从而提高气体的流动速度，进而加快气体检测模块400的反应速度。
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10，该防电阀10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，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；
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；以及，在所述供电电源处于关闭状态，且所述气体浓度小于预设阈值时，控制所述断电执行元件接通所述供电电源。
2.如权利要求1所述的防电阀，其特征在于，所述控制器还用以在第一预设时长内，所述气体浓度始终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，且在第二预设时长内，所述气体浓度始终小于预设阈值时，控制所述断电执行元件接通所述供电电源。
3.如权利要求2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。
4.如权利要求2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。
5.如权利要求4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。
6.如权利要求1至5任一项所述的防电阀，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。
7.如权利要求1至5任一项所述的防电阀，其特征在于，所述防电阀还包括气流调节模块，所述防电阀的外壳上设有贯通所述外壳设置的进风口和出风口，所述气流调节模块具有对应所述进风口设置的进气端和对应所述出风口设置的出气端，所述气体检测模块对应所述气流调节模块的出气端设置。
8.如权利要求1至5任一项所述的防电阀，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。
9.一种燃气热水器，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的防电阀。
10.如权利要求9所述的燃气热水器，其特征在于，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。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110715454A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-21 | 宁波方太厨具有限公司 | 漏电保护器及其控制方法、燃气热水器 |
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- 2017-10-31 CN CN201711054886.8A patent/CN109724260A/zh active Pending
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