TWI471508B - Gas fireplace and its energy saving device and energy saving control method - Google Patents

Description

瓦斯壁爐及其節能裝置與節能控制方法

本發明係與瓦斯燃燒裝置有關，更詳而言之是指一種瓦斯壁爐及其節能裝置與節能控制方法。

在早期空調技術不發達之前，壁爐的設置係為了產生熱能，以增加室內的溫度。隨著空調技術的進步，現今的壁爐係以觀賞用途居多，透過壁爐產生的火焰增加居家或營業場所的氣氛。請參閱圖1，為習用的瓦斯壁爐100之結構，其包含有一瓦斯閥10、一流量調節件12與一燃燒裝置14。該瓦斯閥10連接一瓦斯管路16，用以控制瓦斯的流通與關閉，該瓦斯閥10具有一母火管路10a的一火焰口10b位於該燃燒裝置14附近，該火焰口10b供產生母火以點燃輸送至該燃燒裝置14的瓦斯；該流量調節件12設於該瓦斯閥10與該燃燒裝置14之間，用以限制輸送至該燃燒裝置14的瓦斯流量，使瓦斯流量維持定量輸出；該燃燒裝置14用以燃燒瓦斯，並產生火焰。

請續參閱圖2，前述已知瓦斯壁爐100在運作過程中，經該瓦斯管路16所輸送至該燃燒裝置14的瓦斯流量在單位時間內的每一刻皆維持著定量輸出。換言之，瓦斯消耗量與燃燒時間的長短成正比，然在瓦斯價格不斷上揚之際，燃燒時間越長，不僅代表瓦斯消耗量越多，更表示瓦斯使用成本增加。基 此，若能在使用者視覺感受不到火焰減小的前提下，而於不變的單位時間內減少瓦斯用量，當可節省使用瓦斯費用，亦可收節能減碳之效。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種瓦斯壁爐及其節能裝置與節能控制方法，係可在使用者視覺感受不到火焰減小的狀態下，有效節省瓦斯用量。

緣以達成上述目的，本發明所提供之瓦斯壁爐包含有一瓦斯閥、一燃燒裝置與一節能裝置。其中，該瓦斯閥連通該瓦斯管路；該燃燒裝置用以燃燒瓦斯；該節能裝置包含有一本體、一電磁閥與一控制器。其中，該本體具有一入口端、一出口端、一第一瓦斯流道與一第二瓦斯流道，其中，該入口端連通該瓦斯閥，該出口端連通該燃燒裝置；該第一瓦斯流道與該第二瓦斯流道之兩端各別連通該入口端與該出口端；該電磁閥位於該第一瓦斯流道之路徑上，該電磁閥係可受控制地開啟或關閉該第一瓦斯流道；該控制器用以控制該電磁閥重覆地開啟及關閉該第一瓦斯流道。

其中，該節能裝置包含有一流量調節件，係設於該本體的出口端與該燃燒裝置之間；該流量調節件呈管狀，具有一最小口徑，該最小口徑限制通過的瓦斯流量，該流量調節件的最小口徑之截面積大於該第二瓦斯流道的最小口徑之截面積。

其中，該電磁閥為一常閉式電磁閥；該控制器具有一訊號產生單元，該訊號產生單元發送一控制訊號以控制該電磁閥，且該控制訊號為高準位時，該電磁閥開啟該第一瓦斯流道。

其中，該電磁閥為一常開式電磁閥；該控制器具有一訊號產生單元，該訊號產生單元發送一控制訊號以控制該電磁閥，且該控制訊號為高準位時，該電磁閥關閉該第一瓦斯流道。

其中，該電磁閥一次的開啟及關閉該第一瓦斯流道的時間在0.2秒以內。

其中，該電磁閥係設於該節能裝置的本體上。

其中，該瓦斯閥具有一母火管路，該母火管路的一火焰口位於該燃燒裝置附近，該火焰口供產生母火以點燃該燃燒裝置的瓦斯。

依據上述構思，本發明更提供有一節能控制方法係在該瓦斯壁爐使用過程中執行下列步驟：A.依一第一時間計時，並控制該節能裝置使其以一第一瓦斯流量輸出瓦斯，直到該第一時間到達；B.依一第二時間計時，並控制該節能裝置使其以一第二瓦斯流量輸出瓦斯，直到該第二時間到達；以及C.重覆步驟A與步驟B，直至關閉瓦斯壁爐為止。

其中，該第二瓦斯流量係小於該第一瓦斯流量。

其中，該第一時間與該第二時間的總和係小於或等於0.2秒。

藉此，透過該瓦斯壁爐及其節能裝置與節能控制方法，可節省瓦斯用量，且在視覺上感受不到因瓦斯用量減少而造成火焰減小之情形。

為能更清楚地說明本發明，茲舉下列實施例並配合圖示詳細說明如后。

圖3所示為本發明一較佳實施例之瓦斯壁爐200，係連接一瓦斯管路201，包含有一瓦斯閥202、一燃燒裝置203與一節能裝置20。其中：該瓦斯閥202連接該瓦斯管路201，且該瓦斯閥202具有一母火管路202a。該母火管路202a的一火焰口202b位於該燃燒裝置203附近，該火焰口202b供產生母火以點燃該燃燒裝置203的瓦斯。

該節能裝置20包含有一本體22、一電磁閥24、一控制器26與一流量調節件30。其中：該本體22具有一入口端222、一出口端224、一第一瓦斯流道226與一第二瓦斯流道228。其中，該入口端222供來自該瓦斯閥202的瓦斯注入；該出口端224連通該燃燒裝置203。該第一瓦斯流道226與該第二瓦斯流道228之兩端各別連通該入口端222與該出口端224。

該電磁閥24設於本體22且位於該第一瓦斯流道226之 路徑上，其可受控制的開啟或關閉該第一瓦斯流道226。在本實施例中，該電磁閥24為常閉式電磁閥。

該控制器26電性連接該電磁閥24，該控制器26具有一訊號產生單元28。該訊號產生單元28發送一控制訊號以控制該電磁閥24重覆地開啟及關閉該第一瓦斯流道226。其中，當該控制訊號為高準位時，該電磁閥24開啟該第一瓦斯流道226，此時，自該本體22的出口端224輸出的瓦斯流量為通過該第一瓦斯流道226與該第二瓦斯流道228的瓦斯流量之總和；當該控制訊號於低準位時，該第一瓦斯流道226為該電磁閥24所阻斷，此時，自該本體22的出口端224所輸出的瓦斯流量僅為通過該第二瓦斯流道228的瓦斯流量。

該流量調節件30係設於該燃燒裝置203與該出口端224之間。該流量調節件30呈管狀，具有一最小口徑，該最小口徑限制輸送至該燃燒裝置203的瓦斯流量。特別的是，該流量調節件30的最小口徑之截面積大於該第二瓦斯流道228的最小口徑之截面積。爰以前述基礎，在該控制訊號於低準位時(即該第一瓦斯流道226被關閉)，使得輸送至該燃燒裝置203的瓦斯流量即為通過該第二瓦斯流道228的瓦斯流量。

為便於說明，茲定義該控制訊號為高準位時，所輸送至該燃燒裝置203的瓦斯流量為一第一瓦斯流量；該控制訊號為低準位時，所輸送至該燃燒裝置203的瓦斯流量為一第二 瓦斯流量，且該第一瓦斯流量大於該第二瓦斯流量。

請參閱圖4A，該訊號產生單元28在單位時間內以固定頻率方式發送該控制訊號至該電磁閥24，進一步地控制輸送至該燃燒裝置203的瓦斯。該控制訊號具有一作動周期，利用該制訊號重覆地控制該電磁閥24作動，藉以重覆地開啟及關閉該第一瓦斯流道226。在每一作動周期中，該電磁閥24各別開啟及關閉一次，使該第一瓦斯流道各別開啟及關閉一次。為便於說明，茲定義在每一作動周期中，該控制訊號於高準位所持續的時間為一第一時間，該控制訊號於低準位所持續的時間為一第二時間。請續參閱圖4B，為輸送至該燃燒裝置203的瓦斯流量與時間的關係圖，藉由該控制訊號於高準位與低準位的切換，使得該節能裝置20輸送至該燃燒裝置203的瓦斯分別在該第一瓦斯流量與該第二瓦斯流量間切換。

藉此，相較於習用的瓦斯壁爐，在一單位時間內，使用本發明之瓦斯壁爐200所耗用的瓦斯總量係低於習用的瓦斯壁爐，具有節省瓦斯的效果。此外，在每一作動周期中，該第一時間與該第二時間的比例亦是影響該瓦斯壁爐200節能的因素。該第二時間愈長，在同一單位時間內該瓦斯壁爐200所耗用的瓦斯總量則愈低。

另外，當該控制訊號的作動周期較長時，該燃燒裝置203產生的火焰即會有大小的變化。然，為了讓使用者肉眼感覺不到火焰大小的變化，並同時達到節省瓦斯的效果，在本實施例 中，該作動周期以0.2秒以內為佳，亦即該第一瓦斯流道各別開啟及關閉一次的時間在0.2秒以內。藉此，當輸送至該燃燒裝置203的瓦斯流量由該第一瓦斯流量切換到該第二瓦斯流量時，使用者肉眼還來不及感覺到火焰變小之前，瓦斯流量即切換為該第一瓦斯流量，讓火焰變大。換言之，即利用人眼視覺殘留以及該電磁閥24的切換速率高於該燃燒裝置203的反應速率之特性，讓火焰大小在視覺上維持一致。

藉此，利用上述結構設計，透過以下所述之節能控制方法來達到節省瓦斯之目的。該節能控制方法係在該瓦斯壁爐200使用過程中執行下列步驟：

A.依該第一時間計時，並控制該節能裝置20使其以該第一瓦斯流量輸出瓦斯以供給該燃燒裝置203，直到該第一時間到達。

在本步驟中，該控制器26的訊號產生單元28於每一個作動周期開始時，依該第一時間計時。在該第一時間內維持該控制訊號於高準位，控制該電磁閥24開啟該第一瓦斯流道226，使輸送至該燃燒裝置203的瓦斯維持於該第一瓦斯流量。此時該燃燒裝置203產生之火焰較大。

B.依該第二時間計時，並控制該節能裝置20使其以該第二瓦斯流量輸出瓦斯以供給該燃燒裝置203，直到該第二時間到達。

在本步驟中，該控制器26的訊號產生單元28於該第一 時間到達時，立即依該第二時間計時，同時將該控制訊號切換為低準位，控制該電磁閥24關閉該第一瓦斯流道226，使輸送至該燃燒裝置203的瓦斯切換為該第二瓦斯流量，直到該第二時間到達。由於該第二瓦斯流量小於該第一瓦斯流量，因此，該燃燒裝置203產生之火焰減小。

C.重覆步驟A與步驟B，直至關閉瓦斯壁爐為止。

在本步驟中，該控制器26的訊號產生單元28於該第二時間到達時，亦即該控制訊號的一個該作動周期結束後，重新進入下一個該作動周期。該作動周期以0.2秒以下為佳，亦即該第一時間與該第二時間之總和小於或等於0.2秒。

在上述中，透過該節能裝置20，使輸送至該燃燒裝置203的瓦斯在短暫的作動周期中各別於二種瓦斯流量間切換，在使用者視覺感受不到火焰減小的狀態下，有效節省瓦斯用量。

另外，在實務上，該節能裝置亦可不需設置流量調節件30，直接以第一瓦斯流道226與第二瓦斯流道228的最小口徑之截面積限制通過的瓦斯流量。同樣可使該節能裝置在不同時刻各別於二種瓦斯流量間切換。該電磁閥24亦可採用常開式電磁閥；當採用常開式電磁閥時，該控制訊號為高準位時該第一瓦斯流道226關閉，反之，該控制訊號為低準位時該第一瓦斯流道226開啟。

以上所述僅為本發明較佳可行之實施例而已，並非本發明之所有可實施態樣。舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所 為之等效結構及方法之變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

100‧‧‧瓦斯壁爐

10‧‧‧瓦斯閥

10a‧‧‧母火管路

10b‧‧‧火焰口

12‧‧‧流量調節件

14‧‧‧燃燒裝置

16‧‧‧瓦斯管路

200‧‧‧瓦斯壁爐

201‧‧‧瓦斯管路

202‧‧‧瓦斯閥

202a‧‧‧火母管路

202b‧‧‧火焰口

203‧‧‧燃燒裝置

20‧‧‧節能裝置

22‧‧‧本體

222‧‧‧入口端

224‧‧‧出口端

226‧‧‧第一瓦斯流道

228‧‧‧第二瓦斯流道

24‧‧‧電磁閥

26‧‧‧控制器

28‧‧‧訊號產生單元

30‧‧‧流量調節件

圖1為習用的瓦斯壁爐結構；圖2為習用的瓦斯壁爐之瓦斯流量與時間關係圖；圖3為本發明第一較佳實施例之瓦斯壁爐；圖4A為第一較佳實施例之控制訊號波形圖；以及圖4B為第一較佳實施例隨控制訊號切換之瓦斯流量圖。

200‧‧‧瓦斯壁爐

201‧‧‧瓦斯管路

202‧‧‧瓦斯閥

202a‧‧‧火母管路

202b‧‧‧火焰口

203‧‧‧燃燒裝置

20‧‧‧節能裝置

22‧‧‧本體

222‧‧‧入口端

224‧‧‧出口端

226‧‧‧第一瓦斯流道

228‧‧‧第二瓦斯流道

24‧‧‧電磁閥

26‧‧‧控制器

28‧‧‧訊號產生單元

30‧‧‧流量調節件

Claims (16)

1. 一種瓦斯壁爐，係連接一瓦斯管路，包含有：一瓦斯閥，連通該瓦斯管路；一燃燒裝置，用以燃燒瓦斯；以及一節能裝置，包含有：一本體，具有一入口端、一出口端、一第一瓦斯流道與一第二瓦斯流道，其中，該入口端連通該瓦斯閥，該出口端連通該燃燒裝置；該第一瓦斯流道與該第二瓦斯流道之兩端各別連通該入口端與該出口端；一電磁閥，位於該第一瓦斯流道之路徑上，該電磁閥係可受控制地開啟或關閉該第一瓦斯流道；一控制器，用以在該燃燒裝置燃燒瓦斯的過程中控制該電磁閥周期性地重覆開啟及關閉該第一瓦斯流道。
2. 如請求項1所述之瓦斯壁爐，其中該節能裝置包含有一流量調節件，係設於該本體的出口端與該燃燒裝置之間；該流量調節件呈管狀，具有一最小口徑，該最小口徑限制通過的瓦斯流量，該流量調節件的最小口徑之截面積大於該第二瓦斯流道的最小口徑之截面積。
3. 如請求項1所述之瓦斯壁爐，其中該電磁閥為一常閉式電磁閥；該控制器具有一訊號產生單元，該訊號產生單元發送一控制訊號以控制該電磁閥，且該控制訊號為高準位時，該電磁閥開啟該第一瓦斯流道。
4. 如請求項1所述之瓦斯壁爐，其中該電磁閥為一常開式電磁閥；該控制器具有一訊號產生單元，該訊號產生單元發送一控制訊號以控制該電磁閥，且該控制訊號為高準位時，該電磁閥關閉該第一瓦斯流道。
5. 如請求項1所述之瓦斯壁爐，其中該電磁閥一次的開啟及關閉該第一瓦斯流道的時間在0.2秒以內。
6. 如請求項1所述之瓦斯壁爐，其中該電磁閥係設於該節能裝置的本體上。
7. 如請求項1所述之瓦斯壁爐，其中該瓦斯閥具有一母火管路，該母火管路的一火焰口位於該燃燒裝置附近，該火焰口供產生母火以點燃該燃燒裝置的瓦斯。
8. 一種瓦斯壁爐之節能裝置，包含有：一本體，具有一入口端、一出口端、一第一瓦斯流道與一第二瓦斯流道，其中，該入口端供瓦斯注入，該出口端輸出瓦斯；該第一瓦斯流道與該第二瓦斯流道之兩端各別連通該入口端與該出口端；一電磁閥，位於該第一瓦斯流道之路徑上，該電磁閥係可受控制地開啟或關閉該第一瓦斯流道；以及一控制器，用以在該燃燒裝置燃燒瓦斯的過程中控制該電磁閥周期性地重覆開啟及關閉該第一瓦斯流道。
9. 如請求項8所述瓦斯壁爐之節能裝置，包含有一流量調節件，係設於該本體的出口端與該燃燒裝置之間；該流量調節件呈 管狀，具有一最小口徑用以限制通過的瓦斯流量；該流量調節件的最小口徑之截面積大於該第二瓦斯流道的最小口徑之截面積。
10. 如請求項8所述瓦斯壁爐之節能裝置，其中該電磁閥一次的開啟及關閉該第一瓦斯流道的時間在0.2秒以內。
11. 如請求項8所述瓦斯壁爐之節能裝置，其中該電磁閥係設於該節能裝置的本體上。
12. 一種節能控制方法，係應用於具有一節能裝置的瓦斯壁爐，該節能裝置具有一供瓦斯注入的入口端以及一供瓦斯輸出的出口端，該出口端連通至一燃燒裝置；該方法係在該燃燒裝置燃燒瓦斯的過程中周期性地重複執行下列步驟：A.依一第一時間計時，並控制該節能裝置使其以一第一瓦斯流量輸出瓦斯，直到該第一時間到達；以及B.依一第二時間計時，並控制該節能裝置使其以一第二瓦斯流量輸出瓦斯，直到該第二時間到達。
13. 如請求項12所述之節能控制方法，其中該節能裝置具有一本體與一電磁閥，該本體具有該入口端、該出口端、一第一瓦斯流道與一第二瓦斯流道；該第一瓦斯流道與該第二瓦斯流道之兩端各別連通該入口端與該出口端；該電磁閥位於該第一瓦斯流道之路徑上；其中在步驟A中，係控制該電磁閥開啟該第一瓦斯流道，使該節能裝置以該第一瓦斯流量輸出瓦斯。
14. 如請求項13所述之節能控制方法，其中在步驟B中，係控制該電磁閥關閉該第一瓦斯流道，使該節能裝置以該第二瓦斯 流量輸出瓦斯。
15. 如請求項12所述之節能控制方法，其中該第二瓦斯流量係小於該第一瓦斯流量。
16. 如請求項12所述之節能控制方法，其中該第一時間與該第二時間的總和係小於或等於0.2秒。