TWI500894B - 具有震動感測之熱水器及其控制方法 - Google Patents

Description

具有震動感測之熱水器及其控制方法

本發明係有關於一種具有震動感測之熱水器及其控制方法，尤指一種藉由偵測內部各構件之震動頻率，以確保熱水器穩定運轉及使用者安全之熱水器。

熱水器的問世，使人們隨時可享受到熱水浴洗的便利，不必像人們早期生活時，為了以熱水將身體洗淨，使繃緊的心情和肢體得以舒暢，還必須費時費力炊燒柴料燒水，比較之下，現代人藉由熱水器的使用，得到浴洗的便利，實在不可言喻。

習見的熱水器在使用過程中，熱水器內部構件或是機體本身常會發生震動，其原因可能為燃氣與助燃空氣匹配不佳，因而造成火焰離焰(火焰脫離火口)，進而發生震動問題(火焰脫離火口後，又再次回到火口，此來回顫動即為震動源)，且當其震動之頻率與機體本身之固有頻率或兩者頻率相位差恆定時，會進一步使機體產生共振現象。使用者在使用過程中，遇到上述震動情況時，若不即時調整熱水器相關構件之參數，恐有安全上之疑慮。

本發明之主要目的在於提供一種具有震動感測之熱水器，藉由裝設於熱水器內部之至少一個震動感測器，以感測各內部構件之震動頻率，據以控制調整熱水器相關參數，以確保熱水器穩定 運轉及使用者安全。

為了實現上述目的，本發明提供一種具有震動感測之熱水器，其具有一機體，該機體內部包括：一風機、至少一熱交換器、一燃燒器、至少一震動感測器(可以是單維、雙維或三維加速規、速度規及位移計)及一處理模組。至少一震動感測器設置於機體內壁、風機、至少一熱交換器、至少一水管管線組、至少一瓦斯管線組其中之一或其組合，以即時偵測其對應之一震動頻率，並產生對應之一震動訊號。處理模組電性連接風機、至少一熱交換器、燃燒器、至少一水管管線組、至少一瓦斯管線組及至少一震動感測器；處理模組接收至少一震動感測器傳送之至少一震動訊號，據以控制風機、至少一熱交換器、至少一水管管線組、至少一瓦斯管線組及燃燒器。

為了實現上述目的，本發明提供一種具有震動感測之熱水器之控制方法，其包括下列步驟：步驟S1：藉由一處理模組，接收裝設於熱水器內之至少一震動感測器傳送之至少一震動訊號；步驟S2：藉由處理模組依據至少一震動訊號，判斷其對應之一震動頻率是否小於或等於一預定值；若震動頻率大於預定值，則進行步驟S3；若震動頻率小於或等於預定值，則進行步驟S4；步驟S3：當處理模組判斷震動頻率大於預定值時，處理模組使熱水器停止運作；以及步驟S4：當處理模組判斷震動頻率小於或等於預定值時，處理模組對應控制熱水器之瓦斯流量、進出水量、風機轉速之其中之一或其組合。

進一步的，在上述步驟中更可包含下列判斷步驟：步驟S11：藉由處理模組判斷至少一震動訊號對應之震動頻率，是否介於一容許震動頻率範圍，若震動頻率超出容許震動頻率範圍時，則接 續進行步驟S2；步驟S31：當處理模組判斷震動頻率大於預定值時，處理模組傳送一警示訊號至一警示單元，以警示使用者；步驟S41或步驟S42，藉由設置計數器及計時器，以判斷步驟S4執行之時間及重複執行之次數，進而判斷是否停止熱水器之運作。

本發明具有以下有益的效果：本發明之具有震動感測之熱水器及其控制方法，於熱水器內部設置至少一個震動感測器，藉以即時偵測熱水器內部各構件之震動頻率，並據以控制調整各構件之各項參數，以確保熱水器正常運作。

再者，本發明藉由即時監測各構件之震動頻率，可即時判斷熱水器運作之狀況，當熱水器產生不正常震動頻率時，處理模組可以即時停止熱水器之運作，並據以發出警示訊號，以確保使用者之安全。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

1‧‧‧熱水器

10‧‧‧機體

11‧‧‧風機

12‧‧‧熱交換器

13‧‧‧燃燒器

14‧‧‧震動感測器

15‧‧‧處理模組

16‧‧‧水管管線組

161‧‧‧進水管

162‧‧‧出水管

163‧‧‧水量控制單元

17‧‧‧瓦斯管線組

S1~S4‧‧‧流程步驟

圖1為本發明具有震動感測之熱水器之示意圖。

圖2為本發明具有震動感測之熱水器之控制方法之實施例之步驟流程圖。

圖3為本發明具有震動感測之熱水器之控制方法之另一實施例之步驟流程。

圖4為本發明具有震動感測之熱水器之控制方法之再一實施例之步驟流程。

圖5為本發明具有震動感測之熱水器之控制方法之又一實施例之步驟流程。

〔第一實施例〕

請參閱圖1，其係為本發明之具有震動感測之熱水器之示意圖。如圖所示，熱水器1包含：機體10、風機11、熱交換器12、燃燒器13、震動感測器14、處理模組15、水管管線組16及瓦斯管線組17。關於機體10、風機11、熱交換器12及燃燒器13之相關配置方式與其相關運作方式，為本領域相關技術人員所熟知，於此不多加贅述。震動感測器14可以設置於機體10內壁、風機11、熱交換器12、燃燒器13、水管管線組16(包含進水管161、出水管162及水量控制單元163)或瓦斯管線組17(包含瓦斯流量控制單元)上，藉以即時偵測上述各構件之震動頻率，並據以產生對應之震動訊號，以傳送至處理模組15。處理模組15接收各震動感測器14傳送之震動訊號後，據以控制風機11、熱交換器12、燃燒器13、水管管線組16及瓦斯管線組17之相關參數(例如：風機轉速、進出水管流量、瓦斯流量等)。需注意的是，於圖1中震動感測器14所配置之位置，僅為本發明之其中一示範態樣，實際應用可以依據需求加以更變其設置位置及其數量，並不為圖1所限制。在實際應用中，上述之震動感測器14可以是單維、雙維或三維加速規、速度規、位移計或是相關可偵測震動頻率之電子構件；而處理模組15則可以是目前市面常見之各式數位控制熱水器之中央處理單元，當然亦可以是一獨立組件，於圖中僅為示意，並不以此為限。

〔第二實施例〕

請參閱圖2，其為本發明之具有震動感測之熱水器之控制方法之流程示意圖。如圖所示，具有震動感測之熱水器之控制方法包含下列步驟：步驟S1：藉由一處理模組，接收裝設於熱水器內之至少一震 動感測器傳送之至少一震動訊號；步驟S2：藉由處理模組依據至少一震動訊號，判斷其對應之一震動頻率是否小於或等於一預定值；若震動頻率大於預定值，則進行步驟S3；若震動頻率小於或等於預定值，則進行步驟S4；步驟S3：當處理模組判斷震動頻率大於預定值時，處理模組使熱水器停止運作；以及步驟S4：當處理模組判斷震動頻率小於或等於預定值時，處理模組對應控制熱水器之瓦斯流量、進出水量、風機轉速之其中之一或其組合。

值得一提的是，在實際應用中，熱水器內部可能裝設有多個震動感測器，因此在上述步驟S2中處理模組判斷震動頻率的過程中，可能遇到僅有其中一個(或相對少數個)震動頻率大於預定值，而其他震動頻率小於或等於預定值之情況，而在此一情況下，可以依據實際應用狀態，於處理模組處理判斷程序上進行設計，於此並不限定當其中一震動頻率大於預定值即為停止熱水器運作之情況。

舉例來說，當處理模組判斷相對多數之震動頻率大於預定值時，處理模組則可以進行步驟S3，即停止熱水器之運作；相對地，當處理模組判斷相對少數之震動頻率大於預定值時，則可先行進行步驟S4，待完成步驟S4後，再執行步驟S1再次判斷該構件之震動頻率是否小於或等於預定值，而若仍未無法解決該震動頻率過大之問題時，則可進行步驟S3，即停止熱水器之運作。

當然，在另一較佳的示範態樣中，各構件可以是對應不同的預定值，處理模組則可依據該構件所對應之預定值進行執行步驟之判斷。另外，值得一提的是，上述步驟S4中處理模組對應控制熱水器的瓦斯流量、進出水量、風機轉速，僅為其中一示範態樣，實際應用並不以此為限。

〔第三實施例〕

請參閱圖3，其為本發明之具有震動感測之熱水器之控制方法之流程示意圖。如圖所示，具有震動感測之熱水器之控制方法包含下列步驟：步驟S1：藉由一處理模組，接收裝設於熱水器內之至少一震動感測器傳送之至少一震動訊號；步驟S11：藉由處理模組判斷至少一震動訊號對應之震動頻率，是否介於一容許震動頻率範圍；若震動頻率未超出容許震動頻率範圍時，則執行步驟S1；若震動頻率超出容許震動頻率範圍時，則執行步驟S2；步驟S2：藉由處理模組依據至少一震動訊號，判斷其對應之一震動頻率是否小於或等於一預定值；若震動頻率大於預定值，則進行步驟S3；若震動頻率小於或等於預定值，則進行步驟S4；步驟S3：當處理模組判斷震動頻率大於預定值時，處理模組使熱水器停止運作；步驟S31：當處理模組判斷震動頻率大於預定值時，處理模組傳送一警示訊號至一警示單元，以警示使用者；以及步驟S4：當處理模組判斷震動頻率小於或等於預定值時，處理模組對應控制熱水器之瓦斯流量、進出水量、風機轉速之其中之一或其組合。

值得一提的是，上述步驟S11中所提及之容許震動頻率範圍，係指熱水器在正常運作情況下會有的正常震動頻率範圍。也就是說，為避免處理模組誤判正常運作下產生的震動，而停止熱水器運作，在實際應用中，可增加上述步驟S11容許震動頻率範圍之判斷過程。另外，由於熱水器在使用多年後，可能會有構件老化 等相關問題，相對的在正常運作時之震動頻率亦可能有所變化，因此增設上述步驟S11中之容許震動頻率範圍之判斷，可有效避免處理模組之誤判。另外，在實際應用中，上述處理模組控制使熱水器停止運作時，除了可以停止熱水器之內部各構件之運作外，亦可以同時斷開熱水器所連接之瓦斯及進出水，以確保使用者之安全，關於斷開瓦斯及進出水為本領域之習知技術，於此不多加贅述。

上述警示單元可以是以燈光、聲音或是同時顯示之方式進行警示。當然，現今部份熱水器具有顯示模組，上述警示單元則可以是直接將警示訊息顯示在該顯示模組，於此特例說明之。

〔第四實施例〕

請一併參閱圖4及圖5，誠如上述第四實施例，在實際應用中，處理模組可能多次執行步驟S4後，其所偵測到之震動頻率仍無法介於容許震動頻率範圍，其可能表示該熱水器內部之構件所產生之異常震動，已無法透過處理模組控制調整而改善，因此在步驟S4後更可包含下列步驟S41或步驟S42。

步驟S41：藉由一計數器以計算步驟S4重複執行之次數是否超過一預定次數，當其重複執行之次數超過一預定次數時，則執行步驟S3，使熱水器停止運作。

步驟S42：藉由一計時器即時紀錄步驟S4執行時之一時間值，處理模組依據即時接收之時間值，判斷步驟S4重複執行之時間間隔差是否小於一預定時間值，當步驟S4重複執行之時間間隔差小於預定時間值時，則執行步驟S3使熱水器停止運作。

值得一提的是，在較佳的示範態樣中，上述步驟S41之計數器及步驟S42之計時器可以同時搭配使用。舉例來說，可以藉由計時器及計數器紀錄一段時間內，步驟S4被重複執行之次數，藉 此判斷熱水器之相關構件是否已無法透過處理模組進行調整控制，進而即時停止熱水器之運作，而達到保護使用者安全之功效。

惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉几運用本發明說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。

S1~S4‧‧‧流程步驟

Claims (8)

1. 一種具有震動感測之熱水器，具有一機體，該機體內部包括：一風機；至少一熱交換器；一燃燒器；至少一震動感測器，設置於該機體之內壁、該風機、該至少一熱交換器、至少一水管管線組、至少一瓦斯管線組其中之一或其組合，以即時偵測其對應之一震動頻率，並產生對應之一震動訊號；以及一處理模組，電性連接該風機、該至少一熱交換器、該燃燒器、該至少一水管管線組、該至少一瓦斯管線組及該至少一震動感測器，該處理模組於該熱水器運作時，接收該至少一震動感測器傳送之至少一該震動訊號，並據以啟閉或調整該風機、該至少一熱交換器、該至少一水管管線組、該至少一瓦斯管線組及該燃燒器的作動；其中，該處理模組於該震動訊號對應之一震動頻率小於或等於一預定值時，調整該風機、該至少一熱交換器、該至少一水管管線組、該至少一瓦斯管線組及該燃燒器的作動，以避免該熱水器發生共振。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有震動感測之熱水器，其中更包含一警示單元，電性連接該處理模組，當該處理模組接收至少一該震動訊號，經判斷處理後，使該具有震動感測之熱水器停止運作時，該處理模組傳送一警示訊號至該警示單元，藉以透過該警示單元警示使用者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有震動感測之熱水器，其中該至少一震動感測器為單維、雙維或三維加速規、速度規或位移計。
4. 一種具有震動感測之熱水器之控制方法，包括下列步驟： 步驟S1，藉由一處理模組，接收裝設於一具有震動感測之熱水器內之該至少一震動感測器傳送之至少一震動訊號；步驟S2，藉由該處理模組依據該至少一震動訊號，判斷其對應之一震動頻率是否小於或等於一預定值；若該震動頻率大於該預定值，則進行步驟S3；若該震動頻率小於或等於該預定值，則進行步驟S4；步驟S3，當該處理模組判斷該震動頻率大於該預定值時，該處理模組使該具有震動感測之熱水器停止運作；以及步驟S4，當該處理模組判斷該震動頻率小於或等於該預定值時，該處理模組對應控制該具有震動感測之熱水器之瓦斯流量、進出水量、風機轉速之其中之一或其組合。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具有震動感測之熱水器之控制方法，其中更包含步驟S11：藉由該處理模組判斷該至少一震動訊號對應之該震動頻率，是否介於一容許震動頻率範圍，若該震動頻率超出該容許震動頻率範圍時，則接續進行步驟S2。
6. 如申請專利範圍第4項所述之具有震動感測之熱水器之控制方法，其中更包含步驟S31：當該處理模組判斷該震動頻率大於該預定值時，該處理模組傳送一警示訊號至一警示單元，藉以透過該警示單元警示使用者。
7. 如申請專利範圍第4項所述之具有震動感測之熱水器之控制方法，其中更包含步驟S41：藉由一計數器以計算步驟S4重複執行之次數，當其重複執行之次數超過一預定次數時，則執行步驟S3使該具有震動感測之熱水器停止運作。
8. 如申請專利範圍第4項所述之具有震動感測之熱水器之控制方法，其中更包含步驟S42：藉由一計時器即時紀錄步驟S4執行時之一時間值，該處理模組依據即時接收之該時間值，判斷步驟S4重複執行之時間間隔差是否小於一預定時間值，當步驟S4重複執行之時間間隔差小於該預定時間值時，則執行步驟S3 使該具有震動感測之熱水器停止運作。