TWI417492B - A gas appliance with a feedback control system - Google Patents

Description

具回饋式控制系統之瓦斯器具

本發明係與瓦斯器具有關，更詳而言之是指一種具回饋式控制系統之瓦斯器具。

有鑑於技術的不斷開發與創新，已知包括熱水器、瓦斯爐及壁爐等電子式瓦斯器具，除了可利用放電引燃主火的方式來達成燃燒加熱目的外，其電子控制技術更廣泛地被應用在瓦斯器具之各項操控上，期使瓦斯器具之運作更為精確且安全。

以一種使用瓦斯作為燃料之電子式熱水器為例，其電子控制技術經常用於放電點火、啟閉鼓風機、設定水溫、設定瓦斯流量大小、設定燃燒火焰大小...等，藉由精準的控制各項運作參數，以使熱水器發揮最大的使用效率。惟，上述電子式熱水器之操控介面係設置在熱水器之機殼表面，又，熱水器基於安全考量而被安裝在室外，導致吾人必須走至室外方能進行調整設定，例如使用水溫的調高或調低控制，然此情形將造成使用之不便。

而為解決上述缺失，有業者開發出一種遠端控制技術，即在室內(例如：浴室)安裝一與熱水器電性連接之外部控制器(如：控制面板)，利用直接在控制面板上進行設定，俾達到自室內即時對熱水器進行調整之控制目的。誠然前述技術雖能解決使用不便之缺失，惟，該已知遠端控制技術僅具單向訊息傳輸功能，亦即熱水器僅受有來自控制面板所傳送的控制訊號並單純地執行控制命令而已，然此模式因無法確知實際執行情況，導致潛藏使用不安全性，申言之，吾人雖確知並確信已透過室內的控制面板而傳送出期待的控制訊號，如水溫設定、瓦斯流量大小或火焰大小等控制訊號，但，熱水器於實際執行過程中，是否有因故導致水溫未能到達設定溫度、瓦斯流量不如預期、火焰大小難以切換等執行不彰之情形，或火焰熄滅、鼓風機故障無法運轉時，該等異常訊息皆不為吾人及時知悉，導致繼續使用熱水器時，可能伴隨有瓦斯外洩等不安全之情事。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種具回饋式控制系統之瓦斯器具，係利用訊號雙向傳輸技術作為控制訊號之傳送，以及作為瓦斯器具運作狀態之即時回報，以提升使用安全性。

緣以達成上述目的，本發明所提供具回饋式控制系統之瓦斯器具包含一外部控制器、一電子式燃燒器與一資料交換裝置。其中，外部控制器具有一設定單元與一顯示單元，該設定單元受控制而產生一控制訊號；電子式燃燒器包括有一控制電路板、一加熱單元與一偵測模組，該偵測模組用以偵測該電子式燃燒器之運作狀態，並產生一即時偵測訊號；該資料交換裝置包括有與該外部控制器電性連接之一第一傳送模組與一第一接收模組，以及與該電子式燃燒器電性連接之一第二傳送模組與一第二接收模組；該第一傳送模組用以傳送該外部控制器之控制訊號至該第二接收模組，該控制電路板依據該第二接收模組所接收訊息而控制該加熱單元運作；該第二傳送模組用以收集該電子式燃燒器之即時偵測訊號，並傳送至該第一接收模組，且透過該外部控制器之顯示單元呈現偵測結果。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后。

請參閱第一至三圖所示，本發明一較佳實施例之具回饋式控制系統之瓦斯器具係以熱水器100為例，其包括有一外部控制器10、一電子式燃燒器20與一資料交換裝置30；其中：

外部控制器10係裝設於室內(如：浴室)，請配合第四圖所示，其包括有一設定單元12與一顯示單元14，該設定單元12具有複數個作用不同但一同設置於一面板16上之控制鍵12a，各控制鍵12a受觸壓後產生一控制訊號；該顯示單元14為設置於該面板16表面之螢幕。

電子式燃燒器20係設置於室外，其包括有一機體21、一控制電路板22、一鼓風機23、複數火排24、一進水管路25、一瓦斯管路26與一偵測模組27，其中，鼓風機23、火排24與瓦斯管路26構成一加熱單元，茲就前述構件細說如下：控制電路板22、鼓風機23、火排24及進水管路25係位於該機體21內部；瓦斯管路26外接至一瓦斯供應源(圖未示)，用以供輸該電子式燃燒器20燃燒所需之瓦斯；偵測模組27是由偵測器27a至偵測器27e構成，其等依被偵測對象不同而被安裝於不同處並各司不同偵測任務，如第一、二圖所示，偵測器27a係用以偵測鼓風機23之馬達轉速、偵測器27b用以偵測火排24是否被引燃及其火焰大小、偵測器27c用以偵測進水管路25之水流量大小、偵測器27d用以偵測進水管路25之出水口25a處之水溫、偵測器27e用以偵測瓦斯管路26之瓦斯流量大小及氣壓；以上各偵測器之偵測結果將一併產生一即時偵測訊號。另說明的是，偵測模組27尚得依偵測任務之增加再於適當處加裝必要的偵測器。

資料交換裝置30包括有與該外部控制器10電性連接之一第一傳送模組31、一第一接收模組32與一第一轉換單元33，以及與該電子式燃燒器20電性連接之一第二傳送模組34、一第二接收模組35與一第二轉換單元36。前述傳送模組及接收模組在本實施例中，係選擇架構簡單、且具有低電耗及低功率之無線通訊技術，即，傳送模組為Zigbee無線網路傳送模組；接收模組為Zigbee無線網路接收模組。茲就其等配置及作用說明如下：

請配合第五圖，第一傳送模組31、第一接收模組32與第一轉換單元33係設置在該外部控制器10內部，在吾人使用該熱水器100，並依期待而選擇觸壓設定單元12之特定控制鍵12a，且產生相對應之控制訊號時，該第一轉換單元33將轉換控制訊號成一資料訊號，該資料訊號再為該第一傳送模組31傳送至設於電子式燃燒器20內部之該第二接收模組35，該第二接收模組35於接收該資料訊號後，復由該第二轉換單元36將之轉換成控制訊號並傳遞至該控制電路板22，俾透過該控制電路板22而進行水溫之調整、燃燒火焰設定、瓦斯流量設定...等控制動作，於此同時，該顯示單元14亦將顯示出所設定之訊息，例如設定後之期待水溫溫度。

請配合第六圖，在熱水器100的運作過程中，該些偵測器27a~27e將同時被啟動並對被偵測對象進行監控，以及各別產生即時偵測訊號傳遞至該控制電路板22，進一步地與控制電路板22之一比對單元22a進行判斷，不論比對後的偵測結果是否為異常，前述即時偵測訊號皆將透過該第二轉換單元36而被轉換成一資料訊號，並經該第二傳送模組34而傳送至該第一接收模組32，該第一接收模組32於接收該資料訊號後，復由該第一轉換單元33將之轉換成回報訊號，並透過該外部控制器10之顯示單元14呈現出偵測結果。前述回報功能，除了具有提供吾人確認其自外部控制器10而設定的運作狀態是否如實進行或達成(例如出水口25a之水溫是否到達預設溫度)，更在偵測結果有異常情況發生時(例如火排24未被引燃或鼓風機23馬達轉速異常等)，可在顯示單元14上即時顯示出異常訊息，俾作為吾人是否繼續使用熱水器100之參考，或決定停用以待檢修之依據。當然，為確實引起吾人注意到異常之發生，該外部控制器10更可電性連接一警示器18，俾在該控制電路板22之比對單元22a判斷偵測結果為異常，且該異常之即時偵測訊號被轉換成回報訊號之同時，可發出警告訊息，例如以高頻聲響或閃爍亮光呈現，俾達有效提醒之目的。

是以，本發明利用訊號雙向傳輸技術作為該外部控制器10之控制訊號傳送，以及作為該電子式燃燒器20運作狀態之即時回報，除具有提供操控確認之效外，更提升了使用安全性，且訊號雙向傳輸技術選擇以Zigbee無線傳輸技術為之，不僅兼具有低成本、低功率外，更因低電耗而得確保在長時間內的訊號交換傳輸運作正常。另說明的是，上述實施例之瓦斯器具係以熱水器為例，然不以此為限，如瓦斯爐及壁爐等，皆屬本發明所定義之瓦斯器具。

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結構及製作方法變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

100．．．熱水器

10．．．外部控制器

12．．．設定單元

12a．．．控制鍵

14．．．顯示單元

16．．．面板

18．．．警示器

20．．．電子式燃燒器

21．．．機體

22．．．控制電路板

22a．．．比對單元

23．．．鼓風機

24．．．火排

25．．．進水管路

25a．．．出水口

26．．．瓦斯管路

27．．．偵測模組

27a~27e．．．偵測器

30．．．資料交換裝置

31．．．第一傳送模組

32．．．第一接收模組

33．．．第一轉換單元

34．．．第二傳送模組

35．．．第二接收模組

36．．．第二轉換單元

第一圖為本發明一較佳實施例熱水器之前側示意圖。

第二圖為本發明上述較佳實施例熱水器之側視圖。

第三圖為本發明上述較佳實施例之訊號傳輸示意圖。

第四圖為本發明外部控制器之示意圖。

第五圖為本發明外部控制器之控制訊號傳輸至電子式燃燒器之示意圖。

第六圖為本發明電子式燃燒器之即時偵測訊號傳輸至外部控制器之顯示單元之示意圖。

100．．．熱水器

10．．．外部控制器

12．．．設定單元

14．．．顯示單元

18．．．警示器

20．．．電子式燃燒器

22．．．控制電路板

27．．．偵測模組

30．．．資料交換裝置

31．．．第一傳送模組

32．．．第一接收模組

33．．．第一轉換單元

34．．．第二傳送模組

35．．．第二接收模組

36．．．第二轉換單元

Claims (6)

1. 一種具回饋式控制系統之瓦斯器具，包含：一外部控制器，具有一設定單元與一顯示單元，該設定單元受控制而產生一控制訊號；一電子式燃燒器，包括有一控制電路板、一進水管路、一加熱單元與一偵測模組，該加熱單元包括有複數火排，該偵測模組包含有複數偵測器，該些偵測器用以偵測該電子式燃燒器之運作狀態，並產生一即時偵測訊號，前述電子式燃燒器之運作狀態包含有該進水管路之水流量、該進水管路之出水口處之水溫、及該些火排出口的瓦斯是否被引燃產生火焰；以及一資料交換裝置，包括有與該外部控制器電性連接之一第一傳送模組與一第一接收模組，以及與該電子式燃燒器電性連接之一第二傳送模組與一第二接收模組，其中，該第一傳送模組用以傳送該外部控制器之控制訊號至該第二接收模組，該控制電路板依據該第二接收模組所接收訊息而控制該加熱單元運作；該第二傳送模組用以收集該電子式燃燒器之即時偵測訊號，並傳送至該第一接收模組，且透過該外部控制器之顯示單元呈現偵測結果。
2. 如請求項1所述具回饋式控制系統之瓦斯器具，其中該資料交換裝置之傳送模組為Zigbee無線網路傳送模組；該資料交換裝置之接收模組為Zigbee無線網路接收模組。
3. 如請求項2所述具回饋式控制系統之瓦斯器具，其中該資料交換裝置更包括有一第一轉換單元及一第二轉換單元，該第一 轉換單元用以將該外部控制器之控制訊號轉換成一資料訊號，並傳遞至構成該第一傳送模組之Zigbee無線網路傳送模組；該第二轉換單元用以將該電子式燃燒器之即時偵測訊號轉換成一資料訊號，並傳遞至構成該第二傳送模組之Zigbee無線網路傳送模組。
4. 如請求項1所述具回饋式控制系統之瓦斯器具，其中該電子式燃燒器之控制電路板具有一比對單元，用以即時判斷該偵測模組之偵測結果是否異常。
5. 如請求項4所述具回饋式控制系統之瓦斯器具，更包括有一警示器，該警示器係電性連接於該外部控制器，且在該控制電路板之比對單元判斷偵測結果為異常時發出警告訊息。
6. 如請求項1所述具回饋式控制系統之瓦斯器具，其中該電子式燃燒器之加熱單元包括一鼓風機與一瓦斯管路，該偵測模組的偵測器所偵測的電子式燃燒器之運作狀態更包含有該鼓風機的轉速及該瓦斯管路的瓦斯流量。