CN111550836A - 一种高能效天然气智能安全点火监控装置及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高能效天然气智能安全点火监控装置及其控制系统，涉及天然气/燃气灶操作使用技术领域。本发明中：燃气灶面板上嵌入安装有若干个位于锅体支撑架边角位置处的边位压力传感板；燃气管道上入户段的管道上设置有位于自闭阀下游的流速控制器；燃气管道上入户段的管道上设置有位于流速控制器下游的电磁阀门；包括对燃气灶上放置的专用锅体进行传感监测；包括对电子点火器点火成功和失败状态进行判断；包括对点火失败后进行二次点火；包括点火成功后对满载专用锅体进行线性化供火。本发明辅助判断燃气灶点火成功状态，有效实现燃气灶智能化点火，也能够根据实时的加热状态进行线性化供气、供火，实现高效化、节能化的天然气使用。

Description

一种高能效天然气智能安全点火监控装置及其控制系统

技术领域

本发明属于天然气/燃气灶操作使用技术领域，特别是涉及一种高能效天然气智能安全点火监控装置及其控制系统，具体为对天然气燃气灶上的明火打火、加热进行智能化配合控制。

背景技术

现有燃气灶是指以液化石油气、人工煤气、天然气等气体燃料进行直火加热的厨房用具，燃气灶又叫炉盘，其大众化程度无人不知，但又很难见到一个通行的概念。随着人们家居生活智能化需求的发展下，燃气灶作为较为常使用的家居厨卫设备，人们对其智能需求也逐渐增强。例如在打火过程中，燃气灶可能无法一次成火，长时间对打火旋钮的压按会逸出较多天然气气体，再次打火存在安全隐患；其次，在燃气灶上进行蒸煮操作时(炒菜时，人们一般不会离开厨房)，对燃气灶上的锅内倒好水或其他汤体后，都会开上大火进行蒸煮，然后离开厨房，这种情景下，一旦忘记及时关火，不仅浪费天然气，而且会造成十分危险的后果。

而本申请通过设计智能化天然气燃气灶装置以及其控制系统，对天然气燃气灶的打火、用火安全进行智能化操控，并通过动态线性化供气供火，实现天然气燃气灶的家居智能化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高能效天然气智能安全点火监控装置及其控制系统，从而辅助判断燃气灶点火成功状态，有效实现燃气灶智能化点火，也能够根据实时的加热状态进行线性化供气、供火，实现高效化、节能化的天然气使用。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种高能效天然气智能安全点火监控装置，包括用于安装天然气罩的燃气灶面板，燃气灶面板上装设有若干圈的燃气环罩圈层；燃气灶面板上活动安放有位于燃气环罩圈层外围的锅体支撑架；燃气灶面板上嵌入安装有若干个位于锅体支撑架边角位置处的边位压力传感板；燃气灶面板上嵌入设置有用于快捷操控燃气使用的控制面板；燃气灶面板上设置有位于锅体支撑架外围的外围环绕基体；外围环绕基体共设有三个板块；外围环绕基体的每个板块的内侧都嵌入装设有一温度传感板；外围环绕基体的每个板块的内侧都嵌入装设有至少一对关于温度传感板对称分布的天然气传感探头。

燃气灶面板的底侧连接有导入天然气的燃气管道；燃气管道上入户段的管道上游位置设置有自闭阀；燃气管道上入户段的管道上设置有位于自闭阀下游的流速控制器；燃气管道上入户段的管道上设置有位于流速控制器下游的电磁阀门；燃气管道上入户段的管道上设置有独立手动操控的手动阀门。

作为本发明的一种优选技术方案，锅体支撑架边角位置处下侧固定连接有支架边柱体；燃气灶面板上开设有用于锅体支撑架的支架边柱体插入的插槽结构；边位压力传感板位于该插槽结构的底部位置。

作为本发明的一种优选技术方案，燃气灶面板上设有位于若干燃气环罩圈层间的电子点火器；燃气灶面板上的控制面板上设置有开始/点火按键。

作为本发明的一种优选技术方案，外围环绕基体的内侧面上设置有包围在天然气传感探头外围的隔尘罩。

作为本发明的一种优选技术方案，燃气管道上入户段管道上设置有位于自闭阀上游的控制总阀；流速控制器上设置有用于监测燃气管道内燃气流速/流量的气体流速传感器。

一种高能效天然气智能安全点火监控装置的控制系统：

包括对燃气灶上放置的专用锅体进行传感监测：系统内设定有专用锅体的初始质量、锅体支撑架的质量；专用锅体放置在锅体支撑架上后，将盛有待熬煮食物的满载专用锅体平稳放置在锅体支撑架上；燃气灶面板内的边位压力传感板对满载专用锅体的重量进行传感监测，并将相应的重量信息传输给控制处理器。

包括天然气通断控制部分：自闭阀在管道天然气泄漏达到一定时间后进行锁死/闭阀动作，与自闭阀动作相连的机构包括相应的延时继电器或时钟控制模块；开始/点火按键按下后，燃气管道上的电磁阀门进行开阀动作，天然气开始入户管道内流通；气体流速传感器对流通的气体流速/流量进行传感监测；流速控制器对流通的气体流速/流量进行调控；同时电子点火器进行相应的点火动作。

包括对电子点火器点火成功和失败状态进行判断：外围环绕基体上若干位置的温度传感板对燃气环罩圈层产生的温度/热量进行实时监测；外围环绕基体上若干位置的天然气传感探头对实时的天然气浓度进行监测；温度传感板监测到的温度剧增、天然气传感探头监测到的天然气气体浓度先增大后快速降低，判断为点火成功；温度传感板监测到的温度没有变化、天然气传感探头监测到的天然气气体浓度剧增，判断为点火失败。

包括对点火失败后进行二次点火：上述监测判断为点火失败后，入户燃气管道上的电磁阀门自动关闭；通过室内/燃气灶面板上的排风机构/系统将点火失败泄露的天然气气体排出；天然气传感器实时监测到燃气灶面板周围的天然气气体浓度，天然气气体浓度降低至系统设定的安全浓度指标后，入户燃气管道上的电磁阀门再次打开，再次进行燃气灶点火；系统设定对应点火失败次数，达到最大失败次数后，不在打开电磁阀门，并进行相应提示/警报。

包括点火成功后对满载专用锅体进行线性化供火：边位压力传感板对满载专用锅体的重量进行监测判断，燃气管道上的流速控制器根据实际专用锅体内的待蒸煮重量进行天然气流速控制；温度传感板对燃气环罩圈层上明火周围的温度进行实时传感监测；控制器内设定最低供热温度，温度传感板传感监测到燃气环罩圈层上明火周围的温度降低至最低供热温度后，流速控制器不在降低气体流速。

作为本发明的一种优选技术方案，系统内设专用锅体的空载初始质量为Mc，锅体支撑架的重量为Mz，满载/加载后的专用锅体重量为Mf，则系统内对待蒸煮加热的食物、物品重量差值进行分析：重量差值为Mx，Mx＝Mf-Mz-Mc。

作为本发明的一种优选技术方案，边位压力传感板对锅体上所发生的重量变化进行动态传感监测，当重量变化达到系统内设定的额定值后，进行远程提示或警报。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过在燃气罩面板上设置外围环绕基体，在外围环绕基体内侧设置若干方位的温度传感板，对燃气灶上的明火温度进行传感监测，同时能够辅助判断燃气灶点火成功状态；通过设置天然气传感探头，对点火过程中的天然气浓度状态变化进行监测，对燃气灶的天然气流出供给、泄露状态进行辅助判断，有效实现燃气灶智能化点火；

2、本发明通过设置边位压力传感板，对燃气灶上的加热专用锅体进行重量变化进行动态化传感监测，通过流速控制器/气体流速传感器对天然气的通量进行控制，从而对燃气灶上的明火进行调控，根据实时的加热状态进行线性化供气、供火，实现高效化、节能化的天然气使用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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获得其他的附图。

图1为本发明中高能效天然气智能安全点火监控装置的结构示意图；

图2为图1中A处局部放大的结构示意图；

图3为本发明中天然气燃气灶点火系统逻辑示意图；

图4为本发明中天然气燃气灶线下供热/供火的系统逻辑示意图；

图5为本发明中远程及相应强制控制的结构示意图；

图6为本发明中天然气流速与压力重量差值变化的关系示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-燃气灶面板；2-燃气环罩圈层；3-锅体支撑架；4-支架边柱体；5-边位压力传感板；6-电子点火器；7-控制面板；8-开始/点火按键；9-外围环绕基体；10-燃气管道；11-自闭阀；12-电磁阀门；13-流速控制器；14-手动阀门；15-温度传感板；16-天然气传感探头；17-隔尘罩；18-气体流速传感器。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上游”、“下游”、“内侧”、“端面”、“下方”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

请参阅图1，在燃气灶面板1上设置半包围的外围环绕基体9，外围环绕基体外围环绕基体9的内侧设置温度传感板15，温度传感板15对燃气灶上的温度进行传感监测，辅助判断是否点火成功、以及辅助传感监测线性化供火过程。

外围环绕基体9内侧设置的若干方位的天然气传感探头16，对点火过程中的气体浓度变化进行传感监测，正常点火过程中的气体浓度变化是先增大后快速降低；点火失败或是气体泄漏时的气体浓度变化为快速增大，而且不降低。

燃气管道10上的流速控制器13配合气体流速传感器16，对燃气管道10的天然气流通量进行调节控制，便于根据蒸煮重量差值变化量进行线性化的气体供给调控。

电磁阀门12，对燃气管道10中的天然气进行直接开闭控制，在二次点火前进行必要的关闭，联合天然气传感探头16传感监测，使用相应排风机构进行排风，将危险气体浓度降至安全指标内，进行安全环境下的二次点火。

手动阀门14，在电磁阀门12等机构发生故障或停电状态下，可采用手动阀门14控制燃气管道的气体流通，与之匹配的燃气灶面板1可加设传统手动控制的旋钮打火机构。

请参阅图2，在天然气传感探头16外围设置隔尘罩17，防止长期的做饭产生的碎屑、油体等对糊在天然气传感探头16上，导致天然气传感探头16无法精准传感监测天然气浓度。

锅体支撑架2的下侧连接支架边柱体4，支架边柱体4的下方设置边位压力传感板5，边位压力传感板5对上方所负载的重量进行传感监测，对明火蒸煮过程中上方负载的重量变化进行传感监测，便于系统对天然气通量进行调控，实现线性化加热。

实施例二

请参阅图4、图6，专用锅体的空载初始质量为Mc，锅体支撑架的重量为Mz，满载/加载后的专用锅体重量为Mf，则系统内对待蒸煮加热的食物、物品重量差值进行分析：重量差值为Mx，Mx＝Mf-Mz-Mc。这里的重量差值随着明火加热时间逐渐减小，燃气管道上的天然气流速也随之降低，燃气灶上产生的明火也随之减小。为了保证对专用锅体内的食物进行有效的蒸煮，可设置最低供热温度，由温度传感器进行传感监测，当明火降低时，温度传感器传感监测到明火达到最低供热温度后(例如，正常蒸煮时，锅内水温仅需达到100℃，外界的明火温度假设仅需达到150℃，温度传感器监测到明火周围温度降至150℃)，燃气管道上的气流控制不再减少，保持最低加热状态(为了提高温度传感器的监测精准性，可将温度传感器设置在产生明火的燃气罩圈层附近)。

在初始加热时，燃气通量大，明火较旺，蒸煮温度上升快，随着蒸煮过程的推移，无需大火供应，逐渐线性化转为小火，既提高了蒸煮效率，也节省了天然气的使用量。

请参阅图5，燃气灶上的压力传感器监测到锅体重量变化，可通过远程/无线方式进行传输，进行有效的提示或警报；同时可以根据具体蒸煮的物品，选定最大明火加热时长，防止出现过度蒸煮或是干烧。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种高能效天然气智能安全点火监控装置，包括用于安装天然气罩的燃气灶面板(1)，其特征在于：

所述燃气灶面板(1)上装设有若干圈的燃气环罩圈层(2)；

所述燃气灶面板(1)上活动安放有位于燃气环罩圈层(2)外围的锅体支撑架(3)；

所述燃气灶面板(1)上嵌入安装有若干个位于锅体支撑架(3)边角位置处的边位压力传感板(5)；

所述燃气灶面板(1)上嵌入设置有用于快捷操控燃气使用的控制面板(7)；

所述燃气灶面板(1)上设置有位于锅体支撑架(3)外围的外围环绕基体(9)；

所述外围环绕基体(9)共设有三个板块；

所述外围环绕基体(9)的每个板块的内侧都嵌入装设有一温度传感板(15)；

所述外围环绕基体(9)的每个板块的内侧都嵌入装设有至少一对关于温度传感板(15)对称分布的天然气传感探头(16)；

所述燃气灶面板(1)的底侧连接有导入天然气的燃气管道(10)；

所述燃气管道(10)上入户段的管道上游位置设置有自闭阀(11)；

所述燃气管道(10)上入户段的管道上设置有位于自闭阀(11)下游的流速控制器(13)；

所述燃气管道(10)上入户段的管道上设置有位于流速控制器(13)下游的电磁阀门(12)；

所述燃气管道(10)上入户段的管道上设置有独立手动操控的手动阀门(14)。

2.根据权利要求1所述的一种高能效天然气智能安全点火监控装置，其特征在于：

所述锅体支撑架(3)边角位置处下侧固定连接有支架边柱体(4)；

所述燃气灶面板(1)上开设有用于锅体支撑架(3)的支架边柱体(4)插入的插槽结构；

所述边位压力传感板(5)位于该插槽结构的底部位置。

3.根据权利要求1所述的一种高能效天然气智能安全点火监控装置，其特征在于：

所述燃气灶面板(1)上设有位于若干燃气环罩圈层(2)间的电子点火器(6)；

所述燃气灶面板(1)上的控制面板(7)上设置有开始/点火按键(8)。

4.根据权利要求1所述的一种高能效天然气智能安全点火监控装置，其特征在于：

所述外围环绕基体(9)的内侧面上设置有包围在天然气传感探头(16)外围的隔尘罩(17)。

5.根据权利要求1所述的一种高能效天然气智能安全点火监控装置，其特征在于：

所述燃气管道(10)上入户段管道上设置有位于自闭阀(11)上游的控制总阀；

所述流速控制器(13)上设置有用于监测燃气管道(10)内燃气流速/流量的气体流速传感器(18)。

6.一种高能效天然气智能安全点火监控装置的控制系统，其特征在于：

包括对燃气灶上放置的专用锅体进行传感监测：

系统内设定有专用锅体的初始质量、锅体支撑架的质量；

专用锅体放置在锅体支撑架上后，将盛有待熬煮食物的满载专用锅体平稳放置在锅体支撑架上；

燃气灶面板内的边位压力传感板对满载专用锅体的重量进行传感监测，并将相应的重量信息传输给控制处理器；

包括天然气通断控制部分：

自闭阀在管道天然气泄漏达到一定时间后进行锁死/闭阀动作，与自闭阀动作相连的机构包括相应的延时继电器或时钟控制模块；

开始/点火按键按下后，燃气管道上的电磁阀门进行开阀动作，天然气开始入户管道内流通；

气体流速传感器对流通的气体流速/流量进行传感监测；

流速控制器对流通的气体流速/流量进行调控；

同时电子点火器进行相应的点火动作；

包括对电子点火器点火成功和失败状态进行判断：

外围环绕基体上若干位置的温度传感板对燃气环罩圈层产生的温度/热量进行实时监测；

外围环绕基体上若干位置的天然气传感探头对实时的天然气浓度进行监测；

温度传感板监测到的温度剧增、天然气传感探头监测到的天然气气体浓度先增大后快速降低，判断为点火成功；

温度传感板监测到的温度没有变化、天然气传感探头监测到的天然气气体浓度剧增，判断为点火失败；

包括对点火失败后进行二次点火：

上述监测判断为点火失败后，入户燃气管道上的电磁阀门自动关闭；

通过室内/燃气灶面板上的排风机构/系统将点火失败泄露的天然气气体排出；

天然气传感器实时监测到燃气灶面板周围的天然气气体浓度，天然气气体浓度降低至系统设定的安全浓度指标后，入户燃气管道上的电磁阀门再次打开，再次进行燃气灶点火；

系统设定对应点火失败次数，达到最大失败次数后，不在打开电磁阀门，并进行相应提示/警报；

包括点火成功后对满载专用锅体进行线性化供火：

边位压力传感板对满载专用锅体的重量进行监测判断，燃气管道上的流速控制器根据实际专用锅体内的待蒸煮重量进行天然气流速控制；

温度传感板对燃气环罩圈层上明火周围的温度进行实时传感监测；

控制器内设定最低供热温度，温度传感板传感监测到燃气环罩圈层上明火周围的温度降低至最低供热温度后，流速控制器不在降低气体流速。

7.根据权利要求6所述的一种高能效天然气智能安全点火监控装置的控制系统，其特征在于：

系统内设专用锅体的空载初始质量为Mc，锅体支撑架的重量为Mz，满载/加载后的专用锅体重量为Mf，则系统内对待蒸煮加热的食物、物品重量差值进行分析：重量差值为Mx，Mx＝Mf-Mz-Mc。

8.根据权利要求6所述的一种高能效天然气智能安全点火监控装置的控制系统，其特征在于：

边位压力传感板对锅体上所发生的重量变化进行动态传感监测，当重量变化达到系统内设定的额定值后，进行远程提示或警报。

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