TWI511096B - 煙道氣體分析安全裝置 - Google Patents

Description

煙道氣體分析安全裝置

本發明係有關一種煙道氣體分析安全裝置，尤指一種具有電氣連接且與該裝置整合之氣體或油料燃燒鍋爐，以及一種方法，利用該煙道氣體分析安全裝置，以防止或限制一氧化碳或其他危害氣體由一具有電氣連接而有缺陷的氣體或油料燃燒鍋爐組中外洩。

由一破裂、受損或安裝不正確的煙道中之一氧化碳或二氧化碳的外洩係具有危險性，且可能造成死亡。獨立式的一氧化碳警示器係可廣泛地取得，但其僅在大量外洩到該警示器上方區域的情況已經發生時才會被啟動。效率低及受損的鍋爐會產生具有危險程度的一氧化碳或其他危害氣體，該等氣體係從超過延長期限的煙道所洩露，且可能常年未被注意。當該煙道接著變有受損或堵塞情形，該帶有危險程度的一氧化碳或其他氣體之煙道氣體會洩露到建築物的內部，並造成嚴重的危害。

本發明試圖對於這些問題提供一解決方案，藉以在外洩到建築物內部的情形發生前，監控並控制鍋爐所產生的一氧化碳或其他危害氣體。

本發明的第一個目的在提供一種煙道氣體分析安全裝置，供一具有電氣連接之氣體或油料燃燒裝置，以及一用以燃燒氣體之煙道使用，該煙道氣體分析安全裝置包括：一危害氣體偵測元件，供設置於該煙道中以監測煙道氣體，以及一控制器，其係根據一來自該危害氣體偵測元件的訊號，自動調節煙道氣體中的氣體/空氣比例，藉以於煙道氣體中的氣體/空氣比例無法調節減少到一預定安全參數內時，該控制器係可停止輸送到該氣體或油料燃燒裝置的電流。

本發明的第一個目的之較佳及/或選擇性特徵係於專利範圍第2至14項中提出。

本發明之第二個目的在提供一種具有電氣連接之氣體或油料燃燒裝置，該裝置具有一用以燃燒氣體之煙道，該煙道係依照上述本發明之第一個目的而設置在該煙道氣體分析安全裝置的危害氣體偵測元件內，並根據該危害氣體偵測元件的輸出訊號，係可藉由該控制器而自動控制煙道氣體中的氣體/空氣比例與該裝置之電氣連接。

本發明之第三個目的在提供一種防止或限制危害氣體由一具有電氣連接而有缺陷的氣體或油料燃燒裝置中外洩之方法，其依照本發明之第一個目的而利用煙道氣體分析安全裝置，該方法係包括下列步驟：a)設置該危害氣體偵測元件於一氣體或油料燃燒裝置之煙道中；以及b)根據一來自該危害氣體偵測元件的訊號，自動調節煙道氣體中的氣體/空氣比例而調節減少到一預定安全參數內，並停止輸送到該氣體或油料燃燒裝置的電流，藉以於無法達到該預定安全參數時，關閉該裝置。

為進一步了解本創作，以下舉較佳之實施例，配合圖示、圖號，將本創作之具體構成內容及其所達成的功效詳細說明如后：

首先請參閱第1-5圖，其為該煙道氣體分析安全裝置10之第一實施例，其包括一至少可偵測一氧化碳之氣體偵測元件12、一控制器14及一一氧化碳遠距偵測裝置16。本實施例中的氣體偵測元件12係包括一伸長彈性棒18、一設置在該伸長彈性棒18末端之一氧化碳感測器20，以及一設置於該伸長彈性棒18基部之薄型殼體22。該薄型殼體22內設有一電池室及一無線發射器。在一較佳的實施方式中，係使用電池而提供電力至該一氧化碳感測器20及該無線發射器。然而，可另外或選擇讓該氣體偵測元件12可與一電源電力供應器相連接。

因為該氣體偵測元件12係預定設置在該鍋爐的煙道中，故具有防水性及耐熱性。

該控制器14係獨立於該氣體偵測元件12而與其相隔開，並包括一典型塑料成型之控制器殼體24，其與控制電路一起控制供應到該鍋爐30的電氣插頭28之電力供應。一無線發射器係亦用以與該氣體或油料燃燒裝置之一控制器溝通，該氣體或油料燃燒裝置包括至少一電子可調空氣調節閥，且在較佳的實施方式中其亦包括一電子可調氣體調節閥。該控制器14之控制電路會經由該控制器及調節閥，或該等氣體或油料燃燒裝置之調節閥，根據來自氣體偵測元件的反饋，自動控制煙道氣體中的氣體/空氣比例，以謀求一落在預定參數內的安全比例。

該煙道氣體分析安全裝置10之控制器14亦包括一與該控制電路電性相連接之警示電路。該警示電路係包括一輸出裝置36，在本實施例中，其為一用以輸出一可聽見的音訊警示訊號之喇叭38，以及一用以輸出視覺訊號且設置在該控制器殼體24上之發光元件40，如LED。

在本實施例中，其係有三個上述發光元件40設置成該警示電路的一部份。該第一發光元件42係可顯示該氣體偵測元件12的狀態，且會在提供到該氣體偵測元件12之電力供應失敗時改變其狀態。在這種情況下，該喇叭38一發出一第一可聽見的警示訊號。

該第二發光元件44會在該氣體偵測元件12偵測到一氧化碳超過一預定程度時改變其狀態。再者，該喇叭38亦發出一第二可聽見的警示訊號，在較佳的實施方式中其係不同於該第一可聽見的警示訊號。

該第三發光元件46係顯示該遠距一氧化碳偵測裝置16的狀態。當提供到該遠距偵測裝置16的電力供應失敗，或當該遠距偵測裝置16所偵測到一氧化碳超過一預定程度時，其接著會顯示出顏色的變化。在這種情況下，該喇叭益發出一第三可聽見的警示訊號，在較佳的實施方式中其係不同於該第一、第二可聽見的警示訊號。

該一氧化碳遠距偵測裝置16係包括一由典型塑料成型，且具有一電池室、一無線發射器與接收器、一一氧化碳感測器電路以及一警示電路之裝置殼體48。該無線發射器與接收器係可以無線方式與該控制器14溝通，且在一較佳的實施方式中亦可與該氣體偵測元件12無線溝通。該警示電路的較佳實施方式係包括一用以輸出一可聽見的警示訊號之喇叭50，以警告房間和/或建築物的使用者。該警示電路係可包括一發光元件52，亦如上述之LED，以輸出一視覺訊號而顯示該遠距偵測裝置16的狀態。雖然該遠距偵測裝置16的較佳的實施方式係以電池運作，但其可另外或選擇性地連接至一電源電力供應器。

實施時，如第2-4圖所示，該無線遠距偵測元件12係滑入一氣體或油料燃燒鍋爐30之煙道54內。一般而言，該煙道54係包括一水平部56，供釋放氣體到其外部58。該排放口通常係為一格柵或烤架所蓋合。藉由移開該烤架60，該無線遠距偵測元件12係可輕易滑入該煙道54，藉以使該感測器20背對該排放口而位於上游的位置。該烤架60係接著重新放回原本的位置處。

該控制器係接著被插入一毗鄰該鍋爐30之牆壁插座34中，而該鍋爐插頭28係被插入到該控制器殼體24之插座26內。該控制器14的較佳實施方式係以電力電源供電，但亦可另外以電池供應其其電力。

該遠距偵測裝置16的較佳實施方式係附固在毗鄰該鍋爐30之一表面上，該表面係可為一牆壁或頂棚62。

一旦運轉後，該偵測元件12係持續監控從鍋爐30釋放出來以及順著該煙道54的燃燒氣體中，其一氧化碳和/或其他危害氣體的濃度。該遠距偵測裝置16亦連續監控其所設置的房間中之一氧化碳濃度。

如果該偵測元件12感應到一氧化碳的濃度超過一預定的限度或比例，其將傳送一訊號至該控制器14。該警示電路改變該第二發光元件44而輸出一視覺警告，且該喇叭38係被啟動而輸出一可聽見的警告。該控制電路同時自動地遠距控制該鍋爐30的控制器，以調節該煙道氣體之氣體/空氣比例，將其帶回到一預定安全參數內。在該控制器14之一內建定時器所指定的預定時間，且收到一來自該氣體偵測元件12的反饋後，如果無法達到該預定安全參數，該控制器將接著停止輸送到該殼體插座26的電流，藉以關閉或停用該鍋爐30。一但一氧化碳的濃度該預定限度以下時，該氣體偵測元件12將發出一訊號而重新啟動該控制器14。因此，該鍋爐30係可在檢修修復後而重新啟動。

從該氣體偵測元件12輸出的訊號係亦可為該遠距偵測裝置16所接收，並轉而輸出一警示訊號。該遠距偵測裝置16係亦可在該氣體偵測元件12所偵測到的一氧化碳濃度下降後而重新啟動。

如果該遠距偵測裝置16本身先感應到一氧化碳量超過一預定限度時，其將接著輸出一可聽見的警告，並經由其發射器輸出一訊號到該控制器14，使煙道氣體的氣體/空氣比例可自動被調節到一安全程度，並於無法達到該比例時，其將以上述方式關閉該鍋爐30。在這種情形下，該警示電路將改變該控制器殼體24之第三發光元件46的視覺外觀。

請參閱第6圖，其為該煙道氣體分析安全裝置10之第二實施例。在下面的說明中，將省略本實施例中與第一實施例之近似組件的相關敘述。

在本實施例中，該氣體偵測元件12及該遠距偵測裝置16係為相同的裝置。然而，該控制器14係無法被移動。在這種情形下，該控制器14係直接與一電源電力供應器電性相連接。該氣體或油料燃燒鍋爐30係可直接以非可動方式與該控制器14電性相連接，或可插上如第一實施例所述之電源。

本實施例之其他特徵係與第一實施例之所述相同。

請參閱第7圖，其為該煙道氣體分析安全裝置10之第三實施例。在下面的說明中，將省略本實施例中與第一實施例之近似組件的相關敘述。

在本實施例中，該氣體偵測元件12及該遠距偵測裝置16係與第一實施例之所述相同。然而，該控制器14係為內建且整合成該氣體或油料燃燒鍋爐30本身的部份組件，以簡化上述實施例中該控制器上的發射器之自動調節、關閉及執行需求。在這種情況下，該控制器殼體24形成為該鍋爐殼體64的一部份，且通常該控制電路及該警示電路係設置成該鍋爐30本身的電子電路的一部份。

該鍋爐30因而以一般的方式而插入或連接至一電力供應器，但當偵測到一氧化碳和/或其他危害氣體超過一預定限度時，該控制電路將自動調節到一安全的比例，並於無法達到該比例一段時間後，其將停止輸送到該鍋爐電路的電流，而關閉該鍋爐30。

雖然特別應用在氣體或油料燃燒鍋爐，該煙道氣體分析安全裝置係可能應用在任何具有煙道之氣體或油料燃燒裝置，例如一暖氣裝置。

如果該氣體偵測元件12之電源供應或該遠距偵測裝置16被關閉，舉例來說，因電池沒電而關閉，該氣體偵測元件12或該遠距偵測裝置16所輸出訊號將停止輸出，該控制器14之警示電路將因此輸出一可聽見的警告，並改變該第一發光元件42的視覺外觀。

該偵測元件、遠距偵測裝置和/或控制器係都可包括一具有一測試鈕之測試功能，用以周期性檢測該裝置。

該測試元件係可不需要該伸長彈性棒18。然而，該伸長彈性棒之較佳實施方式係可彈性調整，其優點在於該感測器20係可設置在鄰近該鍋爐本體之煙道入口位置處，而不必讓該氣體偵測元件陷入鍋爐本體內部。

雖然該氣體偵測元件在圖示中係平放在該煙道的底部表面，其亦可包括一夾子或其他裝置，而保持在與該底部表面相隔開的位置處，以防止其與冷凝液的接觸。

為使該控制器、氣體偵測元件及遠距偵測裝置能彼此相溝通，其係可利用任何適合的無線資料協定或裝置，例如無線相容性認證(Wi-Fi)，藍牙量產發表版(Bluetooth RTM)，無線電通訊(radio)或微波(microwave)。

雖然無線的方式係為較佳的實施方式，該無線偵測元件及遠距偵測裝置係可以有線方式而彼此相連接。

該警示電路之一個、多個或全部發光元件係可包括一預先警示警報，用以於偵測到一危害氣體，或偵測到煙道中之氣體的比例改變時發出。

該遠距偵測裝置的較佳實施方式係可在需要時分佈在許多地方。作為選擇之一，係可使用二個或更多個遠距遠距偵測裝置。在這種情況下，該等遠距偵測裝置之較佳的實施方式係可使其彼此相溝通、和該氣體偵測元件溝通，和/或該控制器溝通。該或每一遠距偵測裝置係可設在如該鍋爐之同一空間中，或任何如臥室或客廳等適合的空間。

雖然適合用以一氧化碳的偵測，該氣體偵測元件及該(等)遠距偵測裝置係可另外或選擇性地偵測另一氣體或其他多種氣體，尤其是如二氧化碳等有危害性的氣體。煙道中的組成氣體之比例或比例的改變係可由該氣體偵測元件代替或額外為其監控。

該伸長彈性棒18的末端為了該或每一可偵測道的煙道氣體，係可包括一過濾元件。在這種情形下，該過濾元件通常在使用期間係可更換和/或互換。

雖然無線的氣體偵測元件係為其較佳的實施方式，其係可有線方式而與該控制器相連接。

因此，係可提供一種會立即警告該氣體或油料燃燒裝置之持有人或使用者，該煙道中的一氧化碳或其他危害氣體超過一預定濃度之煙道氣體分析安全裝置。亦可提供一種會自動調節氣體/空氣比例而試著達到一安全參數，且在無法達到時接著在一氧化碳或其他危害氣體超過預定濃度一段預定的時間後，會立即關閉鍋爐之煙道氣體分析安全裝置。該煙道氣體分析安全裝置之控制器係可為一插入型裝置，而可快速簡捷地裝配到既有的鍋爐上，或為一遠離該鍋爐的永久固定裝置，或者是整合成該鍋爐的組件。該感測器的較佳實施方式係為以無線方式而與該控制器溝通，並可藉此而輕易設置在該煙道中。

藉此，該煙道氣體分析安全裝置係可降低帶有超過任何延長期限之故障氣體或油料燃燒裝置的機會，因而可拯救使用者的性命。該煙道氣體分析安全裝置亦可藉由突顯出可能的缺陷，而降低該氣體或油料燃燒裝置的運作成本，甚至降低故障的氣體或油料燃燒裝置對於環境的衝擊。

本發明僅以上述該等實施例作為一些實施上的範例，而本領域的技術人員可在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，依據本發明的教導進行不同的變化。

10．．．煙道氣體分析安全裝置

12．．．氣體偵測元件

14．．．控制器

16．．．遠距偵測裝置

18．．．伸長彈性棒

20．．．感測器

22．．．薄型殼體

24．．．控制器殼體

26．．．插座

28．．．電氣插頭

30．．．鍋爐

34．．．牆壁插座

36．．．輸出裝置

38．．．喇叭

40．．．發光元件

42．．．第一發光元件

44．．．第二發光元件

46．．．第三發光元件

48．．．裝置殼體

50．．．喇叭

52．．．發光元件

54．．．煙道

56．．．水平部

58．．．外部

60．．．烤架

62．．．頂棚

64．．．鍋爐殼體

第1圖係為依照本發明第一個目的之煙道氣體分析安全裝置的第一實施例之示意圖；

第2-4圖係為該煙道氣體分析安全裝置之使用示意圖；

第5圖係為該煙道氣體分析安全裝置之控制器於使用時之前視圖；

第6圖係為該煙道氣體分析安全裝置之第二實施例之部份示意圖；

第7圖係為該煙道氣體分析安全裝置之第三實施例之部份示意圖。

10．．．煙道氣體分析安全裝置

12．．．氣體偵測元件

14．．．控制器

16．．．遠距偵測裝置

18．．．伸長彈性棒

20．．．感測器

22．．．薄型殼體

24．．．控制器殼體

26．．．插座

36．．．輸出裝置

38．．．喇叭

50．．．喇叭

52．．．發光元件

Claims (19)

1. 一種煙道氣體分析安全裝置，供一具有電氣連接之氣體或油料燃燒裝置，以及一用以燃燒氣體之煙道使用，該煙道氣體分析安全裝置包括：一危害氣體偵測元件，供設置於該煙道中以監測煙道氣體，以及一控制器，其係根據一來自該危害氣體偵測元件的訊號，自動調節煙道氣體中的氣體/空氣比例，藉以於煙道氣體中的氣體/空氣比例無法調節減少到一預定安全參數內時，該控制器在一預定時間之後停止輸送到該氣體或油料燃燒裝置的電流，從而關閉或停用該氣體或油料燃燒裝置；該煙道氣體分析安全裝置還包括一遠距危害氣體偵測裝置，供設置在離該氣體或油料燃燒裝置遠距離的位置處，用以於偵測到危害氣體時輸出一警示訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該危害氣體偵測元件係包括一無線發射器，且該控制器係包括一無線接收器，藉以使危害氣體偵測元件可以無線方式與該控制器溝通。
3. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該危害氣體偵測元件係包括一伸長棒，且該伸長棒的末端具有一危害氣體感測器。
4. 如申請專利範圍第3項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該伸長棒係可彈性靈活調整。
5. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該控制器係包括一用以於調節氣體/空氣比例時，輸出警示訊號之警示元件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該控制器係包括一用以於中斷與危害氣體偵測元件的連線時，輸出警示訊號之警示元件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該遠距危害氣體偵測裝置係可與該控制器溝通，以停止輸送到該氣體或油料燃燒裝置的電流。
8. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該遠距危害氣體偵測裝置係包括一無線發射器及接收器，供傳送一訊號至該控制器，以停止該氣體或油料燃燒裝置，並接收一來自控制器和/或危害氣體偵測元件的訊號，以輸出該警示訊號。
9. 如申請專利範圍第8項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該遠距危害氣體偵測裝置接收危害氣體偵測元件輸出的訊號；在接收到危害氣體偵測元件所檢測到危害氣體超過預定安全參數時，該遠距危害氣體偵測裝置輸出警示訊號；在接收到危害氣體偵測元件所檢測到危害氣體回落到預定安全參數內時，該遠距危害氣體偵測裝置重新啟動。
10. 如申請專利範圍第8項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該遠距危害氣體偵測裝置首先檢測到危害氣體超過預定安全參數時，其經由其無線發射器輸出可聽見的警告及訊號到該控制器，該控制器自動調節煙道氣體中的氣體與空氣的比例，若該煙道氣體中的氣體與空氣的比例不能調節為落入預定安全參數內，則該控制器在該預定時間之後停止輸送到該氣體或油料燃燒裝置的電流，從而關閉或停用。
11. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該控制器係包括一用以於接受到來自該遠距危害氣體偵測裝置的訊號時，輸出一警示訊號之警示元件。
12. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該控制器係包括一獨立可拆式殼體，該獨立可拆式殼體具有一插座及複數叉指，該插座係供容置一氣體或油料燃燒裝置之電氣插頭，而該等叉指係供插入一電氣插座內。
13. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該控制器係包括一非可拆卸式表面固定殼體，其係直接連接到一電源電力供應器，且該殼體包括一供容置氣體或油料燃燒裝置之電氣插頭的插座。
14. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該控制器係內建為該氣體或油料燃燒裝置的零件。
15. 如申請專利範圍第1項所述之煙道氣體分析安全裝置，其中該危害氣體偵測裝置至少係可偵測一氧化碳。
16. 一種具有電氣連接之氣體或油料燃燒裝置，該裝置具有一用以燃燒氣體之煙道，該煙道係設置在如申請專利範圍第1項中該煙道氣體分析安全裝置之危害氣體偵測元件內，且根據該危害氣體偵測元件的輸出訊號，係可藉由該控制器而自動控制煙道氣體中的氣體/空氣比例與該裝置之電氣連接。
17. 如申請專利範圍第16項所述之具有電氣連接之氣體或油料燃燒裝置，其中該裝置係為一鍋爐。
18. 一種防止或限制危害氣體由一具有電氣連接而有缺陷的氣體或油料燃燒裝置中外洩之方法，其利用如申請專利範圍第 1項中之煙道氣體分析安全裝置，該方法係包括下列步驟：a)設置該危害氣體偵測元件於一氣體或油料燃燒裝置之煙道中；以及b)根據一來自該危害氣體偵測元件的訊號，自動調節煙道氣體中的氣體/空氣比例而調節減少到一預定安全參數內，在一預定時間之後停止輸送到該氣體或油料燃燒裝置的電流，藉以於無法達到該預定安全參數時，關閉或停用該裝置。
19. 一種煙道氣體分析安全裝置，供一具有電氣連接之氣體或油料燃燒裝置，以及一用以燃燒氣體之煙道使用，該煙道氣體分析安全裝置包括：一危害氣體偵測元件，供設置於該煙道中以監測煙道氣體，以及一控制器，其係根據一來自該危害氣體偵測元件的訊號，自動調節煙道氣體中的氣體/空氣比例；其中，該控制器包括一定時器，且該危害氣體偵測元件可產生一反饋訊號供傳送至該控制器，藉以於該控制器無法自動調節該煙道氣體之氣體/空氣比例及在該定時器所指定的一預定時間內將該煙道氣體之氣體/空氣比例帶回到一預定安全參數內，該控制器將接著停止輸送電流至該氣體或油料燃燒裝置以關閉或停用該氣體或油料燃燒裝置，且於關閉或停用該氣體或油料燃燒裝置後及當煙道氣體減少到該預定安全參數內時，該危害氣體偵測元件發出一訊號至該控制器以重新啟動該控制器。