TW201937109A - 瓦斯器具及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種瓦斯器具，包含一燃燒器、一瓦斯閥、一點火器、一熱電耦及一控制裝置，控制裝置用以執行一控制方法，包含下列步驟：控制點火器點火及瓦斯閥開啟；接收熱電耦輸出的偵測電壓；在偵測電壓上升達到一第一電壓值時，停止點火器點火並維持瓦斯閥開啟瓦斯管路；D、持續接收熱電耦輸出的偵測電壓，並在偵測電壓由高於一第二電壓值降至低於第二電壓值時，控制瓦斯閥阻斷瓦斯管路，其中第二電壓值高於第一電壓值。藉此，可加快點火流程及在熄火時提早阻斷瓦斯。

Description

瓦斯器具及其控制方法

本發明係與瓦斯器具有關；特別是指一種使用熱電耦偵測火焰的瓦斯器具。

瓦斯器具是最常用於加熱裝置，相較於電熱式的加熱裝置，燃燒瓦斯所產生的熱能大於使用電力產生的熱能，且加熱時間及反應時間均較電熱式加熱裝置快。

習用的瓦斯器具1如圖１所示，以瓦斯爐為例，包含一燃燒器10、一手動瓦斯調節閥總成12、一點火器14、一點火電路16與一熱電耦18。燃燒器10用以燃燒瓦斯產生火焰。手動瓦斯調節閥總成12包括一閥體122、一旋鈕124及一開關126，閥體122設置於連通燃燒器10的一瓦斯管路p上，閥體122內部設有電磁閥（圖未示），用以開啟或阻斷瓦斯管路p，旋鈕124結合於閥體122且受使用者操作而頂開電磁閥，且旋鈕124轉動時可調節輸出至燃燒器10的瓦斯流量。此外，旋鈕124被旋動至點火位置時，將觸動開關126。點火器14位於燃燒器10的出火口旁，點火器14電性連接點火電路16，在開關126被觸動後，將觸發點火電路16控制輸出高壓至點火器14而相對燃燒器10產生火花，以引燃自燃燒器10輸出的瓦斯。熱電耦18位於燃燒器10旁，用以偵測火焰並輸出對應的一偵測電壓，熱電耦18電性連接閥體122的電磁閥，以使偵測電壓輸出至閥體122內部的電磁閥。

使用者操作習用的瓦斯器具1時，使用者係按壓旋鈕124，以頂開閥體122內的電磁閥讓瓦斯通入燃燒器10，並且轉動旋鈕124至點火位置，以觸動開關126，使點火器14點火。請配合圖２，在瓦斯引燃之後，熱電耦18的偵測電壓之電壓值逐漸上升，在偵測電壓上升至一預定電壓值V後，電磁閥將會保磁，使用者放開旋鈕124後而電磁閥仍維持開啟，讓瓦斯持續通過，如此即完成點火的流程。

在點火的過程中，火焰產生之初，使用者即使眼晴看到火焰，但仍需等待一段時間後熱電耦18才會被加熱到其偵測電壓達到預定電壓值V，之後使用者才能放開旋鈕124。若提前放開旋鈕124，電磁閥無法保磁，將立即阻斷瓦斯管路p。然而，但使用者並無法得知電磁閥已保磁，只能依自身的經驗判斷，造成使用上的不便。

續參圖２，此外，在點火成功之後，若火焰被風吹熄，熱電耦18的偵測電壓之電壓值將會逐漸下降，當下降到預定電壓值V以下，電磁閥不再保磁而阻斷瓦斯管路p，藉此，避免瓦斯持續由燃燒器10外洩。

然而，熱電耦18的偵測電壓下降的速度遠大於加熱時偵測電壓上升的速度，因此，在火焰被吹熄後，往往都要隔較久的時間（1分鐘以上）偵測電壓才會下降到預定電壓值V以下，換言之，在火焰被吹熄後，需隔1分鐘以上電磁閥才會阻斷瓦斯管路p。

試想，若在大瓦斯流量時熄火，燃燒器10將會有大量的瓦斯外洩1分鐘以上，如此，將會影響瓦斯器具1的使用安全，更甚者，若有額外的火花引燃外洩的瓦斯，其後果更不堪設想。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種瓦斯器具及其控制方法，可以縮短點火成功的判斷時間。

本發明之另一目的在於提供一種瓦斯器具及其控制方法，在火焰熄滅後可以提早阻斷瓦斯，提升使用的安全性。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種瓦斯器具的控制方法，其中該瓦斯器具包含一燃燒器、一瓦斯閥、一點火器與一熱電耦，其中，該燃燒器具有至少一出火口；該瓦斯閥設置於連通該燃燒器的一瓦斯管路上，該瓦斯閥受控制而開啟或阻斷該瓦斯管路；該點火器位於該燃燒器的出火口旁，該點火器受控制而點燃自該出火口輸出的瓦斯；該熱電耦位於該燃燒器旁，用以偵測火焰並輸出對應的一偵測電壓；該控制方法包含下列步驟；A、控制該點火器點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路；B、接收該熱電耦輸出的該偵測電壓；C、在該偵測電壓上升達到一第一電壓值時，停止該點火器點火並維持該瓦斯閥開啟該瓦斯管路；D、持續接收該熱電耦輸出的該偵測電壓，並在該偵測電壓由高於一第二電壓值降至低於該第二電壓值時，控制該瓦斯閥阻斷該瓦斯管路，其中該第二電壓值高於該第一電壓值。 本發明提供的一種瓦斯器具，包含：一燃燒器、一瓦斯閥、一點火器、一熱電耦與一控制裝置，其中，該燃燒器具有至少一出火口；該瓦斯閥設置於連通該燃燒器的一瓦斯管路上，該瓦斯閥受控制而開啟或阻斷該瓦斯管路；該點火器位於該燃燒器的出火口旁，該點火器受控制而點燃自該出火口輸出的瓦斯；該熱電耦位於該燃燒器旁，用以偵測火焰並輸出對應的一偵測電壓；該控制裝置電性連接該瓦斯閥、該點火器及該熱電耦，該控制裝置控制該點火器進行點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路，且在該熱電耦輸出的該偵測電壓達到一第一電壓值時，控制該點火器停止點火並維持該瓦斯閥開啟；之後，該控制裝置在該熱電耦輸出的該偵測電壓由高於一第二電壓值降至低於該第二電壓值時，控制該瓦斯閥阻斷該瓦斯管路，其中該第二電壓值高於該第一電壓值。

本發明之效果在於以熱電耦輸出的偵測電壓為第一電壓值作為點火成功的判斷基礎，可以加快點火器的點火流程，縮短點火的時間及減少點火時電能的消耗；以大於第一電壓值的第二電壓值作為火焰熄滅的判斷基礎更可以提早阻斷瓦斯，提升瓦斯器具使用的安全性。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖３所示，為本發明第一較佳實施例之瓦斯器具2，包含一燃燒器20、一瓦斯閥22、一點火器24、一熱電耦26與一控制裝置28，本實施例中瓦斯器具為瓦斯爐，但不以此為限，亦可為壁爐、熱水器等任何的瓦斯加熱裝置。

該燃燒器20具有至少一出火口，用以燃燒瓦斯產生火焰。該瓦斯閥22設置於連通該燃燒器20的一瓦斯管路P上。該瓦斯閥22受控制而開啟或阻斷該瓦斯管路P，以及受控制而調節輸出至該燃燒器20的瓦斯流量。該點火器24位於該燃燒器20的出火口旁，該點火器24受控制而相對該燃燒器20產生火花，以點燃自燃燒器20之出火口輸出的瓦斯。該熱電耦26位於該燃燒器20旁，用以偵測火焰並輸出對應的一偵測電壓。

該控制裝置28電性連接該瓦斯閥22、該點火器24及該熱電耦26，且該控制裝置28連接一以開關30為例的觸發訊號源，該開關30受使用者觸動而產生一觸發訊號輸出至該控制裝置28。該控制裝置28具有一點火電路（圖未示）以控制該點火器24。該控制裝置28用以執行本實施例的瓦斯器具2的控制方法，該控制方法包含圖４所示之下步驟，其中：

步驟S01：接收由該開關30產生的觸發訊號。

步驟S02：控制該點火器24進行點火，以及控制該瓦斯閥22開啟該瓦斯管路P，使瓦斯流通至該燃燒器20。

步驟S03：持續接收該熱電耦26輸出的該偵測電壓。

請配合圖５，由該燃燒器20之出火口輸出的瓦斯被引燃後（時間點t1），則該偵測電壓將會持續上升。

步驟S04：在該偵測電壓達到一第一電壓值V1時（時間點t2），控制裝置28判斷點火成功，此時，則停止該點火器24點火並控制維持該瓦斯閥22開啟該瓦斯管路P，使瓦斯持續流通至該燃燒器20。火焰持續加熱該熱電耦26，使該偵測電壓由該第一電壓值V1持續上升到一預定電壓值V，其中該預定電壓值V值是隨著火焰的大小而定（亦即隨著輸出至該燃燒器20的瓦斯流量而會有所變化）。為便於說明，圖５中係以控制該瓦斯閥22輸出最大的瓦斯流量，使該預定電壓值V為該熱電耦26於瓦斯器具在最大瓦斯流量下所能輸出最大電壓值為例說明。

步驟S05：而後，該控制裝置28仍持續接收該熱電耦26輸出的該偵測電壓。若火焰非因瓦斯閥22阻斷瓦斯而熄滅（時間點t3），例如火焰被風吹熄、瓦斯流量太小或不足，該熱電耦26的偵測電壓將會由高於一第二電壓值V2的該預定電壓值V逐漸往下降，當該偵測電壓下降至低於該第二電壓值V2時（時間點t4），該控制裝置28判斷火焰熄滅，並控制該瓦斯閥22阻斷該瓦斯管路P，其中該第二電壓值V2高於該第一電壓值V1，且於本實施例中該第二電壓值V2為該第一電壓值V1的二倍以上。

藉由上述之流程，本案的瓦斯器具2相較於習用的瓦斯器具1，可加快點判斷火成功的流程，減少點火器24持續點火的時間，並且在異常熄火時較早阻斷瓦斯，避免瓦斯由燃燒器20的出火口外洩過久。

為了避免火焰只是暫時被風吹至未接觸到熱電耦26，隨後又接觸熱電耦26，使得熱電耦26的偵測電壓之在短暫的時間低於第二電壓值V2隨後又高於第二電壓值V2，造成判斷為熄火而阻斷瓦斯，在第二實施例中，更可以在偵測電壓持續一預定時間低於該第二電壓值V2時，控制該瓦斯閥22阻斷該瓦斯管路P，即可避免因火焰短暫離開熱電耦26而阻斷瓦斯。較佳者，該預定時間為10秒以內，亦即在圖５中時間點t4之後的10秒內（時間點t5）控制瓦斯閥22阻斷瓦斯管路P。

在第三實施例中，亦可在步驟S04之後包含由控制裝置28判斷瓦斯閥22調節輸出至燃燒器20的瓦斯流量（例如由瓦斯閥22的開度判斷瓦斯流量或以流量偵測器測量瓦斯流量），且在輸出至燃燒器20的瓦斯流量達到一預定流量且維持一預定時間（本實施例中為2~5分鐘）後，或該偵測電壓相對於時間的斜率減少至一預定斜率後（即火焰的溫度程穩定之狀態），記錄該偵測電壓的一電壓值，並依據所記錄的該電壓值設定新的該第一電壓值V1，以供下次重新點火時使用，前述中預定斜率為大於或等於零。本實施例中，係將所記錄的該電壓值至少除以二後設定為新的該第一電壓值V1，較佳者，可以將該第一電壓值V1設定為該電壓值的三分之一~四分之一之間的任意一個數值。較佳者，該預定流量為該瓦斯閥22輸出的最大瓦斯流量，因此，該電壓值可以等於圖５中的該預定電壓值V。藉此，可以校正因熱電耦26老化、氧化或髒汙造成的偵測電壓的誤差。

此外，同樣可以依據該電壓值設定步驟S05中的該第二電壓值V2，本實施例中，該第二電壓值V2為大於該電壓值的二分之一，較佳者，可以將該第二電壓值V2設定為該電壓值的三分之二~四分之三之間的任意一個數值。

實務上，前述中的該電壓值可以是熱電耦26處於一預定溫度時所能輸出的最大電壓值，預定流量為使熱燃器產生的火焰能達到該預定溫度時的任意瓦斯流量。

此外，前述各實施例的控制方法亦可應用於具有鼓風機的預混式的瓦斯器具，以將空氣與瓦斯預混後輸送至燃燒器。

據上所述，本發明藉由以熱電耦26輸出的偵測電壓為第一電壓值V1作為點火成功的判斷基礎，可以加快點火器的點火流程，縮短點火的時間及減少點火時電能的消耗。以大於第一電壓值V1的第二電壓值V2作為火焰熄滅的判斷基礎更可以提早阻斷瓦斯，提升瓦斯器具2使用的安全性。

以下再提供一第四較佳實施例之控制方法，其係以第一實施例為基礎，於步驟S05之後，即在控制裝置28控制該瓦斯閥22阻斷該瓦斯管路P之後進行下列步驟：

該控制裝置28仍持續接收該熱電耦26輸出的該偵測電壓。控制裝置28判斷偵測電壓高於該第一電壓值時，控制裝置28會設定為一禁止點火之狀態，在該禁止點火之狀態下，若於接收到該開關30產生的該觸發訊號後，控制裝置28不控制該點火器點火，並且仍維持該瓦斯閥關閉該瓦斯管路P。

直到控制裝置28判斷偵測電壓低於該第一電壓值時，控制裝置28會取消該禁止點火之狀態，並設定為一允許點火之狀態，在該允許點火之狀態下，若於接收到該開關30產生的該觸發訊號後，則該控制裝置28控制該點火器24點火及該瓦斯閥22開啟該瓦斯管路P。

藉此，確保在該熱電耦26輸出的偵測電壓低於該第一電壓值以下才能點火。

以下再提供一第五較佳實施例之控制方法，其係以第一實施例為基礎，於步驟S05之後，即在控制裝置28控制該瓦斯閥22阻斷該瓦斯管路P之後且在該偵測電壓高於該第一電壓值時，進行下列步驟：

請配合圖６，以時間點t6為控制裝置28控制瓦斯閥22阻斷瓦斯管路P的時間點為例說明，但不以此為限，在時間點t6之後，該控制裝置28仍持續接收該熱電耦26輸出的該偵測電壓。控制裝置28判斷偵測電壓是否在一預定期間內持續下降，預定期間例如是10~20秒的期間，換言之，偵測在時間點t6之後偵測電壓對時間的斜率是否為負值。若在該預定期間內熱電耦26輸出的偵測電壓有持續下降的情形，代表瓦斯閥22有正常阻斷瓦斯管路P，此時，控制裝置28會設定為一允許點火之狀態，在該允許點火之狀態下，若於接收到該開關30產生的該觸發訊號後，則該控制裝置28控制該點火器24點火及該瓦斯閥22開啟該瓦斯管路P。藉此，在瓦斯閥22關閉且偵測電壓在第一電壓值以上，只要經過該預定期間即可再次點火，以加快在關火後能夠再次點火的時間。

若在該預定期間內熱電耦26輸出的偵測電壓沒有持續下降，代表瓦斯閥22沒有正常阻斷瓦斯管路P，燃燒器20仍有火焰產生，此時控制裝置28會設定為一禁止點火之狀態，在該禁止點火之狀態下，若於接收到該開關30產生的該觸發訊號後，控制裝置28不控制該點火器點火，並且發出一警示訊息。

以下再提供一第六較佳實施例之控制方法，其係以第一實施例為基礎，於步驟S05之後，即在控制裝置28控制該瓦斯閥22阻斷該瓦斯管路P之後，進行下列步驟：

控制裝置28接收該熱電耦26輸出的該偵測電壓，在判斷該偵測電壓高於一第三電壓值時，控制裝置28會設定為一禁止點火之狀態，在該禁止點火之狀態下，若於接收到該開關30產生的該觸發訊號後，控制裝置28不控制該點火器24點火，並且仍維持該瓦斯閥22關閉該瓦斯管路P。前述之第三電壓值介於該第一電壓值與該第二電壓值之間，較佳者，第三電壓值與第二電壓值之電壓差為第一電壓值與第二電壓值之電壓值的三分之一以下。

直到控制裝置28判斷偵測電壓低於該第三電壓值時，控制裝置28會取消該禁止點火之狀態，並設定為一允許點火之狀態，在該允許點火之狀態下，若於接收到該開關30產生的該觸發訊號後，則該控制裝置28控制該點火器24點火及該瓦斯閥22開啟該瓦斯管路P。

藉此，該熱電耦26輸出的偵測電壓在該第三電壓值至該第一電壓值之間時，仍可以進行關火後的再次點火，以及縮短關火後再次點火的時間。

前述第四至第六實施例的控制方法同樣可以應用於第二、第三實施例中。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［習用］

1‧‧‧瓦斯器具

10‧‧‧燃燒器

12‧‧‧手動瓦斯調節閥總成

122‧‧‧閥體

124‧‧‧旋鈕

126‧‧‧開關

14‧‧‧點火器

16‧‧‧點火電路

18‧‧‧熱電耦

p‧‧‧瓦斯管路

V‧‧‧預定電壓值

［本發明］

2‧‧‧瓦斯器具

20‧‧‧燃燒器

22‧‧‧瓦斯閥

24‧‧‧點火器

26‧‧‧熱電耦

28‧‧‧控制裝置

30‧‧‧開關

P‧‧‧瓦斯管路

S01~S05‧‧‧步驟

t1~t6‧‧‧時間點

V1‧‧‧第一電壓值

V2‧‧‧第二電壓值

V3‧‧‧第三電壓值

V‧‧‧預定電壓值

圖１為習用的瓦斯器具示意圖。 圖２為習用的瓦斯器具之熱電耦的偵測電壓與時間的關係曲線。 圖３為本發明第一較佳實施例之瓦斯器具示意圖。 圖４為上述較佳實施例之控制方法流程圖。 圖５為上述較佳實施例熱電耦的偵測電壓與時間的關係曲線。 圖６為本發明第五較佳實施例熱電耦的偵測電壓與時間的關係曲線。 圖７為本發明第六較佳實施例熱電耦的偵測電壓與時間的關係曲線。

Claims (19)

1. 一種瓦斯器具的控制方法，其中該瓦斯器具包含一燃燒器、一瓦斯閥、一點火器與一熱電耦，其中，該燃燒器具有至少一出火口；該瓦斯閥設置於連通該燃燒器的一瓦斯管路上，該瓦斯閥受控制而開啟或阻斷該瓦斯管路；該點火器位於該燃燒器的出火口旁，該點火器受控制而點燃自該出火口輸出的瓦斯；該熱電耦位於該燃燒器旁，用以偵測火焰並輸出對應的一偵測電壓；該控制方法包含下列步驟； A、控制該點火器點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路； B、接收該熱電耦輸出的該偵測電壓； C、在該偵測電壓上升達到一第一電壓值時，停止該點火器點火並維持該瓦斯閥開啟該瓦斯管路； D、持續接收該熱電耦輸出的該偵測電壓，並在該偵測電壓由高於一第二電壓值降至低於該第二電壓值時，控制該瓦斯閥阻斷該瓦斯管路，其中該第二電壓值高於該第一電壓值。
2. 如請求項1所述之瓦斯器具的控制方法，其中步驟D中，係在該偵測電壓持續一預定時間低於該第二電壓值時，控制該瓦斯閥阻斷該瓦斯管路。
3. 如請求項2所述之瓦斯器具的控制方法，其中該預定時間為10秒以內。
4. 如請求項1所述之瓦斯器具的控制方法，其中步驟C之後包含有在該偵測電壓相對於時間的斜率減少至一預定斜率後，或輸出至該燃燒器的瓦斯流量達到一預定流量且維持一預定時間後，記錄該偵測電壓的一電壓值，並依據所記錄的該電壓值設定新的該第一電壓值，其中該預定斜率不小於零。
5. 如請求項4所述之瓦斯器具的控制方法，其中步驟C之後係將所記錄的該電壓值至少除以二後設定為新的該第一電壓值。
6. 如請求項5所述之瓦斯器具的控制方法，其中該第一電壓值為該電壓值的三分之一至四分之一之間。
7. 如請求項1所述之瓦斯器具的控制方法，其中步驟C、D之間包含有在該偵測電壓相對於時間的斜率減少至一預定斜率後，或輸出至該燃燒器的瓦斯流量達到一預定流量且維持一預定時間後，記錄該偵測電壓的一電壓值；步驟D中該第二電壓值係依據所記錄的該電壓值設定，其中該預定斜率不小於零。
8. 如請求項7所述之瓦斯器具的控制方法，其中該第二電壓值大於該電壓值的二分之一。
9. 如請求項8所述之瓦斯器具的控制方法，其中該第二電壓值為該電壓值的三分之二至四分之三之間。
10. 如請求項1所述之瓦斯器具的控制方法，其中該第二電壓值為該第一電壓值的二倍以上。
11. 如請求項1所述之瓦斯器具的控制方法，其中步驟A中，係於接收一觸發訊號後控制該點火器點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路； 步驟D之後且在該偵測電壓高於該第一電壓值時，更包含： 接收該熱電耦輸出的該偵測電壓，在判斷該偵測電壓在一預定期間持續下降，則於接收該觸發訊號後，控制該點火器點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路。
12. 如請求項11所述之瓦斯器具的控制方法，其中步驟D之後在判斷該偵測電壓在該預定期間未持續下降，則於接收該觸發訊號後，不控制該點火器點火。
13. 如請求項1所述之瓦斯器具的控制方法，其中步驟A中，係於接收一觸發訊號後控制該點火器點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路； 步驟D之後更包含： 接收該熱電耦輸出的該偵測電壓，在該偵測電壓低於一第三電壓值且接收該觸發訊號後，控制該點火器點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路；其中，該第三電壓值介於該第一電壓值與該第二電壓值之間。
14. 如請求項13所述之瓦斯器具的控制方法，其中步驟D之後在判斷該偵測電壓高於該第三電壓值時，則於接收該觸發訊號後，不控制該點火器點火。
15. 如請求項13所述之瓦斯器具的控制方法，其中該第三電壓值與該第二電壓值之電壓差為該第一電壓值與該第二電壓值之電壓值的三分之一以下。
16. 如請求項1所述之瓦斯器具的控制方法，其中步驟A中，係於接收一觸發訊號後控制該點火器點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路； 步驟D之後更包含： 接收該熱電耦輸出的該偵測電壓，在該偵測電壓高於該第一電壓值時，在收到該觸發訊號後，仍維持該瓦斯閥關閉該瓦斯管路； 在該偵測電壓低於該第一電壓值時，於接收該觸發訊號後控制該點火器點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路。
17. 一種瓦斯器具，包含： 一燃燒器，具有至少一出火口； 一瓦斯閥，設置於連通該燃燒器的一瓦斯管路上，該瓦斯閥受控制而開啟或阻斷該瓦斯管路； 一點火器，位於該燃燒器的出火口旁，該點火器受控制而點燃自該出火口輸出的瓦斯； 一熱電耦，位於該燃燒器旁，用以偵測火焰並輸出對應的一偵測電壓； 一控制裝置，電性連接該瓦斯閥、該點火器及該熱電耦，該控制裝置控制該點火器進行點火及該瓦斯閥開啟該瓦斯管路，且在該熱電耦輸出的該偵測電壓達到一第一電壓值時，控制該點火器停止點火並維持該瓦斯閥開啟；之後，該控制裝置在該熱電耦輸出的該偵測電壓由高於一第二電壓值降至低於該第二電壓值時，控制該瓦斯閥阻斷該瓦斯管路，其中該第二電壓值高於該第一電壓值。
18. 如請求項17所述之瓦斯器具，其中該控制裝置係在該熱電耦輸出的該偵測電壓持續一段時間低於該第二電壓值時，控制該瓦斯閥阻斷該瓦斯管路。
19. 如請求項17所述之瓦斯器具，其中該第二電壓值為該第一電壓值的二倍以上。