CN1101916C - 燃烧控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供不明显提高成本而能够提高安全性的燃烧装置。作为这种燃烧装置之一的煤气快速热水器包含，具备通过晶体管5、6连接于干电池3的吸引线圈12、开阀维持电路23、调节电路9、和具有通过水流开关40连接于干电池3的维持线圈13的电磁安全阀1，通过晶体管5连接于干电池3的点火电路211，检测出着火即送出高电平信号223的着火检测电路221，以及根据高电平信号223开始向维持线圈13通电的开阀维持电路23。

Description

燃烧控制装置

发明领域

本发明涉及一种燃烧控制装置，尤其涉及煤气热水器中的燃烧控制装置。

背景技术

燃烧控制装置，例如煤气热水器在通往煤气燃烧器的煤气供给管道中设置有电磁阀。人们知道，这种电磁阀具有产生大的电磁力打开阀体的吸引线圈(数十欧姆)和在吸引后维持通电、保持阀门处于开通状态的维持线圈(数百欧姆)。而作为煤气燃烧器的点火装置，已知有如通电产生高电压火花放电的点火装置。而上述吸引线圈、维持线圈和点火装置分别经过晶体管等开关元件连接于直流电源(例如干电池)上，导通信号一输入晶体管，吸引线圈等即通电。

再有如，在控制吸引线圈和点火装置通电的各晶体管上连接着，在规定的时间当中，根据检测水流的水流开关的闭合送出导通信号的各定时器电路。

并且，为了使点火成功，使点火装置动作的时间设定的比较长(例如5秒)，另一方面，使吸引线圈动作的时间设定为能够吸引的最短时间(例如0.5秒)。为此在控制吸引线圈通电的晶体管上连接比较短的定时器电路；在控制点火装置通电的晶体管上连接比较长的定时器电路。

发明者在采用上述已有技术的热水器中发现，一旦晶体管发生导通故障，就会产生如下麻烦。

一旦控制吸引线圈通电的晶体管发生导通故障，电磁阀持续打开(有放出未燃烧煤气的危险)。

为此，发明者研究了通过两个串联的晶体管向吸引线圈通电的办法。在这种情况下，即使某一个晶体管有导通故障，只要另一个晶体管正常，就能够控制阀门关闭。

但是，又新发现了如下问题。

一旦两个晶体管发生导通故障，就会发生相同的现象(电磁阀持续打开，有流出未燃烧煤气的危险)。

虽然增加串联的晶体管数目，就能制造安全性高的燃烧控制装置，但是，由于会使成本上升，这是不希望的。

本发明的目的在于，提供安全性提高、同时又不显著增加成本的燃烧控制装置。

发明内容

为了解决上述课题，本发明采用如下结构。

(1)在包含具有借助于通电打开阀门的吸引线圈和在吸引后通电维持阀门继续保持打开状态的维持线圈，配设在向燃烧器供给燃料的燃料供给通道中的电磁阀，对上述燃烧器点火的点火装置，以及供给上述电磁阀与点火装置工作用电的电源的燃烧控制装置中，其特征在于，上述吸引线圈通过第1开关元件和第2开关元件连接于上述电源，上述点火装置通过上述第1开关元件连接于所述电源。

(2)在(1)所述的燃烧控制装置中，其特征在于，所述电源为干电池，所述点火装置通过上述第1开关元件连接于上述干电池，一旦点火指示发出，连接于上述第1开关元件的第1定时器电路使上述第1开关元件在第1段规定时间内处于导通状态，同时，连接于上述第2开关元件的第2定时器电路使上述第2开关元件在比第1段规定时间短的第2段规定时间内处于导通状态。

(3)在包含具有借助于通电打开阀门的吸引线圈和在吸引后通电维持阀门继续保持打开状态的维持线圈，配设在向燃烧器供给燃料的燃料供给通道中的电磁阀，对上述燃烧器点火的点火装置，贮存工作电力的干电池，具有由燃烧器加热的热交换部的热交换水路，在上述热交换水路中配设检测部，以及一旦测出水流即关闭的水流开关的燃烧控制装置中，其特征在于，所述吸引线圈通过第1开关元件和第2开关元件连接于所述干电池；所述点火装置通过第1开关元件连接于所述干电池；下述第1、第2定时器电路通过上述水流开关连接于所述干电池，一旦所述水流开关闭合，连接在所述第1开关元件上的第1定时器电路使所述第1开关元件在第1段规定时间内处于导通状态，同时，连接在所述第2开关元件上的第2定时器电路使所述第2开关元件在比第1段规定时间短的第2段规定时间内处于导通状态。

在上述(1)的情况下，一旦发出点火指示，第1、第2开关元件一起闭合，电源通过第1、第2开关元件向电磁阀的吸引线圈通电，阀体(阀门)打开，同时，电源通过第1开关元件向点火装置供电，点火装置开始动作。

一旦第2开关元件发生导通故障(常通)，使用正常的第1开关元件使电磁阀的吸引线圈的电力中断。

而一旦第1开关元件发生导通故障，使用正常的第2开关元件使电磁阀的吸引线圈的电力中断。

如果两个开关元件同时发生导通故障，吸引线圈通电，电磁阀处于打开状态，但是，由于第1开关元件的导通故障，点火装置也处于工作状态，因而，燃烧器点火。

在上述(2)的情况下，一旦发出点火指示，第1定时器电路使第1开关元件在第1段规定时间内处于导通状态，第2定时器电路使第2开关元件在第2段规定时间内处于导通状态。据此，干电池在考虑到电力消耗的比较短的第2段规定时间内向电磁阀的吸引线圈供给电力，阀体打开。同时干电池在考虑到点火成功的比较长的第1段规定时间内向点火装置供给电力。

一旦第2开关元件发生导通故障，就通过正常的第1开关元件将电磁阀的吸引线圈的电力中断。

而一旦第1开关元件发生导通故障，就通过正常的第2开关元件将电磁阀的吸引线圈的电力中断。

如果两个开关元件同时发生导通故障，吸引线圈即通电，电磁阀处于开阀状态，而由于第1开关元件的导通故障，点火装置也处于动作状态，将燃烧器点火。

在上述(3)的情况下，一旦水流开关的检测部检测出流过热交换水路的水流，第1定时器电路使第1开关元件在第1段规定时间内处于导通状态；第2定时器电路使第2开关元件在第2段规定时间内处于导通状态。据此，干电池在考虑到电力消耗的比较短的第2段规定时间内向电磁阀的吸引线圈供给电力，阀体打开。同时，干电池在考虑到成功点火的比较长的第1段规定时间内向点火装置供给电力。

燃烧器一点火，水在热交换部被加热成热水从热交换水路的出口流出。

一旦第2开关元件发生导通故障，由正常的第1开关元件将电磁阀的吸引线圈的电力中断。

而一旦第1开关元件发生导通故障，就由正常的第2开关元件将电磁阀的吸引线圈的电力中断。

如果两个开关元件同时发生导通故障，吸引线圈通电，电磁阀处于打开的状态，但是由于第1开关元件的导通故障，点火装置也处于工作状态，将燃烧器点火。

结果是，在上述(1)的情况下，由于是采用通过第1、第2开关元件向吸引线圈供给电力的装置，任何一方的开关元件发生导通故障时都可以借助另一方的正常的开关元件控制吸引线圈的供电，比用一个开关元件控制吸引线圈供电的情况安全程度有所提高。

而在两个开关元件同时发生导通故障的情况下，处于吸引线圈通电、电磁阀打开的状态，燃烧器得到燃料供给。但是同时，由于点火装置也动作，燃烧器点火，以此不会发生燃料流出的情况。

在上述(2)、(3)的情况下，由于采用通过第1、第2开关元件向吸引线圈供给电池电力的结构，在任何一个开关元件发生导通故障时，都可以借助另一个正常的开关元件控制吸引线圈的供电，比起用一个开关元件控制吸引线圈通电的情况安全程度有所提高。

而在两个开关元件发生导通故障的情况下，处于吸引线圈通电、电磁阀打开的状态，燃烧器得到燃料供应。但是同时，点火装置也动作，因此，燃烧器点火，燃料不流出。

附图概述

图1为本发明一实施例的煤气快速热水器的外观图。

图2为该煤气快速热水器的结构图。

图3为该煤气快速热水器的电气接线图。

具体实施例

下面根据图1至3对本发明一实施例(对应于上述(1)、(2)、(3))加以说明。

如图所示，煤气快速热水器A具备：配设在向煤气燃烧器供给煤气的煤气管道11中的电磁安全阀1，用于点火的点火装置21，检测是否着火的着火检测装置22，维持电磁安全阀1处于打开状态的开阀维持电路23，贮存工作电力的干电池3，具有由煤气燃烧器10加热的热交换器41的热交换水路4，一检测到水流即闭合的水流开关40，下述晶体管5、6，定时器电路7、8，以及调节电路9。

煤气燃烧器10设置于热交换器41的下方，由煤气管11供给煤气燃烧。煤气管11上从上流侧起配设电磁安全阀1、连结于水控制阀422的水压应动阀112、煤气控制阀113、以及煤气量调节阀114。

水压应动阀112是热交换水路4内一旦有水流动即打开的阀门。煤气量调节阀114是与水量调节阀423一起连结于热水水温设定控制杆L，与热水水温设定控制杆L的滑移量对应的煤气量、水量分别供给煤气燃烧器10和热交换器41。当热水水温设定控制杆L置于左端时，冷水/热水切换开关(未图示)处于开路状态，煤气燃烧器10不点火，从淋浴龙头431流出冷水。

电磁安全阀1，具有通电打开阀门的吸引线圈12(13.7欧姆)和在吸引后通电维持阀门于打开状态的维持线圈13(500欧姆)，配设于煤气管11的最上流侧。吸引线圈12，如图3所示，通过晶体管6、5连接于干电池3。

3是用作直流电源的干电池，在本实施例中，用两个1.5伏特的锰干电池串联，有3伏特的电动势，备作各电路的工作电源。

2是控制单元，包含有点火电路211、着火检测装置22、开阀维持电路23、晶体管5、6、定时器电路7、8、和调节电路9等。

点火装置21由一加上电池电压即产生点火用的高压的点火电路211和在临近燃烧器10的地方配设的电极212组成。如图3所示，点火电路211通过晶体管5连接于干电池3。

着火检测装置22由着火检测电路221和火焰探棒222构成。着火检测电路221根据火焰探棒222的输出检测火焰电流，一检测出火焰电流(检测出着火)即将高电平信号223输出到开阀维持电路23。

开阀维持电路23，在得到工作电力供给后5秒钟内是强制地，在其后只是在高电平信号223输入的时候，将维持电流通入维持线圈13，维持电磁安全阀1于开阀状态。

定时器电路7由运算放大器、CR充电电路等构成，由工作电源供给电力，并且，一输入计时开始信号(在本实施例为+3伏特)即向晶体管5持续5秒钟(第1段规定时间)送出导通信号71。

定时器电路8由运算放大器、CR充电电路等构成，由工作电源供给电力，并且一输入计时开始信号(在本实施例为+3伏特)即向晶体管6持续0.5秒钟(第2段规定时间)送出导通信号81。

晶体管5、6分别在导通信号71，81输入期间导通。

调节电路9由升压电路和稳压电源电路组合而成，即使电池电压下降(有一定的限度)也能够使电压维持于3伏特。

热交换水路4依序设置有给水管42、热交换器41、热水出水管43。给水管42最上流配设水阀421，其下流设置水控制阀422作为水压应动部件，水控制阀422的下流侧设置水量调节阀423。

热水出水管43是金属制的，下流侧由金属软管被覆树脂管构成，末端嵌着淋浴龙头431。该淋浴龙头431上装有水流切换器432，可用来选择喷淋水流或直通水流433。

水流开关40连接于水控制阀422和水压应动阀112，水一流到水控制阀422，电气接点即导通。

下面叙述煤气快速热水器A的动作。

在晶体管5、6正常的时候，使用者一打开水阀421使水流入热交换水路4，水控制阀422由于水流的作用而打开，水流开关40闭合，同时水压应动阀112打开。

水流开关40一闭合，调节电路9即(稳定地)输出+3伏特。因此，定时器电路7、8、开阀维持电路23、着火检测电路221得到电力供应。定时器电路7将导通信号71输出到晶体管5，定时器电路8将导通信号81输出到晶体管6。

一旦晶体管5、6同时导通，电磁安全阀1的吸引线圈12通电，因而电磁安全阀1打开，从煤气燃烧器10放出煤气。同时通过晶体管5向点火电路211供给工作电力，因此，电极212与底座之间发生放电，煤气燃烧器10着火。

着火检测电路221检测到火焰电流，将高电平信号223送到开阀维持电路23。

由于定时器电路8的作用，经过0.5秒导通信号81即停止，晶体管6截止，吸引线圈12电流中断，但是，开阀维持电路23在工作电力开始供给后5秒钟内向维持线圈13通入维持电流，因而电磁安全阀1维持开阀。

在定时器电路7动作经过5秒钟后导通信号71中断，晶体管5截止，点火电路211的工作电力停止供给，火花放电停止。而煤气燃烧器10一着火，从着火检测电路221向开阀维持电路23输出高电平信号223，因此开阀维持电路23继续向维持线圈13通维持电流。

一旦使用者关闭水阀421，停止向热交换水路4通水，水控制阀422即关闭，水流开关40开路。

水流开关40一开路，调节电路9即不输出+3伏特的电压，因此对开阀维持电路23等的工作电力供给也停止，维持线圈13不再通维持电流，电磁安全阀1关闭。

由于水压应动阀112的关闭和电磁安全阀1的关闭，煤气供给停止，煤气燃烧器10熄火。

在晶体管6发生导通故障的情况下，使用者打开水阀421向热交换水路4通水，水调节阀422即开阀，水流开关40闭合，同时，水压应动阀112开阀。

水流开关40一关闭，调节电路9即(稳定地)输出3伏特。因此，定时器电路7、8、开阀维持电路23、着火检测电路221得到工作电力供应。定时器电路7将导通信号71向晶体管5输出，定时器电路8将导通信号81向晶体管6输出。

如果晶体管5、6同时导通，电磁安全阀1的吸引线圈12通电，因而电磁安全阀1的阀体打开，从煤气燃烧器10放出煤气。同时点火电路211通过晶体管5得到工作电力供给，因此，在电极212与底座之间发生放电，煤气燃烧器点火。

着火检测电路221检测出火焰电流，将高电平信号223输出到开阀维持电路23。

定时器电路8动作后经0.5秒钟，导通信号81即停止，但是，由于晶体管6有导通故障，吸引线圈12持续通电到晶体管5截止为止。又，即使晶体管5截止，也由于高电平信号223的输入使开阀维持电路23向维持线圈13通维持电流，因此电磁安全阀1维持开阀。

定时器电路7动作后经5秒钟导通信号即停止，因此，晶体管5截止，点火电路211的工作电力供给中断，火花放电停止。

使用者关闭水阀421停止向热交换水路4通水，水控制阀422即关闭，水流开关40开路。

水流开关40一开路，调节电路9的+3伏特的输出即停止，因此，向开阀维持电路23等的工作电力供给即停止，维持线圈13里没有维持电流流动，电磁安全阀1即关闭。

由于水压应动阀112的关闭和电磁安全阀1的关闭，煤气供给停止，煤气燃烧器10熄火。

而且，即使是在使用中(正在燃烧时；正在供应热水时)晶体管6发生导通故障，也由于晶体管5截止着(5秒钟以后)不会向吸引线圈12通电。然后，只要使用者关闭水阀421停止向热交换水路4通水，维持线圈13的维持电流即被切断，电磁安全阀1关闭。

在晶体管5发生导通故障的情况下，如果在停止使用中晶体管5发生导通故障，使用者没有打开水阀421却向点火电路211供电，因此，在电极212与底座之间发生放电，放电持续到干电池电力耗尽。这时，晶体管6正常，由于处于截止状态，不能向吸引线圈12通电，电磁安全阀1不开阀。通常，使用者发觉放电异常，因此委托修理。尽管在这种状态下，一旦打开水阀421向热交换水路4通水，水控制阀422即开阀，水流开关40闭合，同时，水压应动阀112开阀。

水流开关40一闭合，调节电路9即(稳定地)输出+3伏特。因此，定时器电路7、8、开阀维持电路23、着火检测电路221得到电力供给。定时器电路7将导通信号71输出到晶体管5，定时器电路8将导通信号81输出到晶体管6。

一旦晶体管6也导通，电磁安全阀1的吸引线圈12通电，因此，电磁安全阀1的阀体打开，煤气从燃烧器10放出，由于放电使煤气燃烧器10点火。

着火检测装置221检测到火焰电流后，将高电平信号223送给开阀维持电路23。

定时器电路8动作后经过0.5秒钟导通信号81即停止，晶体管6截止，吸引线圈12停止通电。而且，即使晶体管6截止，也由于高电平信号223的输入使开阀维持电路23向维持线圈13通维持电流，因此，电磁安全阀1维持开阀。

定时器电路7动作后经过5秒钟，导通信号71停止，但是因为晶体管5有导通故障，点火电路211继续得到供电，火花放电得以继续。

使用者关闭水阀421停止向热交换水路4通水，水控制阀422即关闭，水流开关40开路。

一旦水流开关40开路，调节电路9的+3伏特输出停止，因此，对开阀维持电路23等的工作电力供给停止，维持线圈13不再通维持电流，电磁安全阀1关闭。

水压应动阀112的关闭和电磁安全阀1的关闭使煤气供应停止，煤气燃烧器10熄火。而火花放电持续到干电池3电力耗尽为止。

还有，在使用中一旦晶体管5发生导通故障，即开始火花放电，但是由于晶体管6截止着(0.5秒钟后)，吸引线圈不会通电。然后，只要使用者关闭水阀421停止向热交换水路4供水，维持线圈13的维持电流将被切断，电磁安全阀1关闭。

在晶体管5、6发生导通故障时，如果在停止的时候晶体管5、6发生导通故障，则吸引线圈12继续通电，电磁安全阀1维持开阀直到干电池耗尽为止。又，使用者虽没有打开水阀421，但因向点火电路211供电，因此，电极212底座之间继续放电(直到干电池3耗尽为止)。通常，使用者注意到放电异常，所以，停止使用煤气快速热水器A，委托修理。

尽管是在这样的状态下，一旦水阀421打开，向热交换水路4供水，水控制阀422即开阀，在水流开关40闭合的同时，水压应动阀112开阀。

关住煤气的水压应动阀112一旦开阀，即从煤气燃烧器10放出煤气，通过放电对煤气燃烧器10点火。

水流开关40一闭合，调节电路9即将3伏特稳定电压输出。因此，定时器电路7、8、开阀维持电路23、着火检测电路221得到供电。定时器电路7将导通信号71输出到晶体管5，定时器电路8将导通信号81输出到晶体管6。

着火检测电路221检测出火焰电流，向开阀维持电路23输送高电平信号223。

电磁安全阀1借助于通往吸引线圈12的电流和通往维持线圈13的电流维持开阀。

使用者关闭水阀421，停止向热交换水路4供水，水控制阀422即关闭，水流开关40开路。借助于水压应动阀112的关闭停止煤气供给，煤气燃烧器熄火。

水流开关40一开路，调节电路9即停止将+3伏特电压输出，因此不再向开阀维持电路23等供电，维持线圈13中断了维持电流，但是，吸引线圈12通过晶体管5、6得以供电，因此，电磁安全阀1开阀，点火电路211继续放电。

下面叙述本实施例的煤气快速热水器A的优点。

(A)在晶体管6发生导通故障时，借助于正常的一侧的晶体管5和开阀维持电路23，可以控制电磁安全阀1的开闭。

即使晶体管5发生导通故障，也可以借助于晶体管6和开阀维持电路23控制电磁安全阀1。而由于连续向点火电路211供电，点火放电将持续。

虽然机率非常小，但还是存在在停止中晶体管5、6发生导通故障的情况，在这种情况下处于吸引线圈12通电，电磁安全阀1开阀的状态，在该状态下，一旦打开水阀421，水压应动阀112即开阀，因此，煤气燃烧器10得到供气。然而，在晶体管5发生导通故障的同时，点火放电也得以进行，因此，煤气燃烧器10点火，煤气快速热水器A不会放出未燃烧的煤气。从而煤气快速热水器A可以在不增加晶体管数目(不增加零件费用)的条件下提高安全性。

(B)一旦晶体管5发生导通故障，点火电路211连续通电，因此，点火放电继续发生。此时，使用者容易察觉到异常(由点火声音和火花发现)，停止煤气快速热水器的使用并委托厂家修理，因此能够确保安全。

(C)在晶体管5、6正常的情况下，用具有0.5秒、5秒的时间常数的定时器电路8、7，向吸引线圈12通电0.5秒，点火放电5秒。因此，煤气快速热水器A可以防止干电池3使用得太快，同时使点火少失误。

本发明除上述实施例外，还包含如下实施形态。

a.上述(1)和(2)的燃烧控制装置也可以是煤气灶、澡塘锅炉等。

b.晶体管5的发射极侧51也可以连接于水流开关40的与干电池相反的401一侧。

c.也可以将发光二极管电路连接于晶体管6的集电极61与地之间以使得能够更加容易地从外部把握晶体管6的导通故障。

在晶体管5、6正常的情况下，灯亮一瞬间(0.5秒)，一旦晶体管6发生导通故障，则灯亮时间长(5秒钟)，两个晶体管都发生导通故障的情况下则一直灯亮。

d.一旦干电池的电气容量下降，调节电路9和点火电路211的动作变得不稳定(火花放电弱，开阀维持困难)，因此，最好设置干电池电压一旦低于规定电压开阀维持电路23的动作即停止的电压下降检测电路。

e.在所述实施例中，作为开关元件述及的是晶体管，但是用继电器等也可以。

f.在所述实施例中，作为点火装置述及的是点火电路和电极，但是用点火加热器也可以。

Claims (3)

1.一种燃烧控制装置，包含：

具有借助于通电打开阀门的吸引线圈和在吸引后通电维持阀门继续保持打开状态的维持线圈，并配设在向燃烧器供给燃料的燃料供给通道上的电磁阀，

对上述燃烧器点火的点火装置，

以及供给上述电磁阀与点火装置工作用电力的电源，

其特征在于，上述吸引线圈通过第1开关元件和第2开关元件连接于上述电源，上述点火装置通过上述第1开关元件连接于所述电源。

2.根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其特征在于，

所述电源为干电池，

所述点火装置通过上述第1开关元件连接于上述干电池，

一旦点火指示发出，连接于上述第1开关元件的第1定时器电路使上述第1开关元件在第1段规定时间内处于导通状态，同时，连接于上述第2开关元件的第2定时器电路使上述第2开关元件在比第1段规定时间短的第2段规定时间内处于导通状态。

3.一种燃烧控制装置，包含：

具有借助于通电打开阀门的吸引线圈和在吸引后通电维持阀门继续保持打开状态的维持线圈，并配设在向燃烧器供给燃料的燃料供给通道上的电磁阀，

对上述燃烧器点火的点火装置，

贮存工作电力的干电池，

具有由燃烧器加热的热交换部的热交换水路，

在上述热交换水路中配设检测部，以及一旦测出水流即闭合的水流开关，

其特征在于，所述吸引线圈通过第1开关元件和第2开关元件连接于所述干电池；所述点火装置通过第1开关元件连接于所述干电池；下述第1、第2定时器电路通过上述水流开关连接于所述干电池，一旦所述水流开关闭合，连接在所述第1开关元件的第1定时器电路使所述第1开关元件在第1段规定时间内处于导通状态，同时，连接于所述第2开关元件的第2定时器电路使所述第2开关元件在比第1段规定时间短的第2段规定时间内处于导通状态。