TWI551835B - Water heaters and anti-air burners for water heaters - Google Patents

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Description

熱水器以及用於熱水器的防空燒裝置
本發明係與熱水器有關，特別是關於一種具有防空燒效果的熱水器以及用於熱水器的防空燒裝置。
習用的熱水器包含有一輸水管、一加熱單元、一水流偵測器與一控制器。該輸水管一端連接至一供水的水管，另一端連接到一水龍頭。該加熱單元用以加熱該輸水管，該水流偵測器用以偵測該輸水管內的水流狀態。當該水龍頭被打開後，該水流偵測器偵測到該輸水管內的水開始流動後，該控制器即啟動該加熱單元加熱該輸水管，使該熱水器輸出熱水。
然，在特定情況下，如停水過後，該水管內可能會蓄積空氣，當使用者將該水龍頭打開後，空氣通過該水流偵測器時，亦會帶動該水流偵測器作動而造成該控制器誤判該輸水管內有水流動，因此該控制器仍會啟動該加熱單元加熱。由於該輸水管內實際上沒有水存在，此將造成該輸水管持續受熱空燒而損壞，或是突然有水注入該輸水管，注入的水通過高溫的輸水管時，產生蒸氣自該水龍頭竄出，而傷及使用者。是以，習用的熱水器之設計仍未臻完善，尚有待改進之處。
本發明之主要發明目的在於提供一種熱水器以及用於熱水器的防空燒裝置與防空燒方法，可判斷輸水管通 過的流體是空氣或水，並在判斷流體為空氣後停止加熱。
為達成前述之發明目的，本發明所提供之熱水器，包含有一輸水管、一加熱單元、一第一偵測器與一控制器，其中，該加熱單元用以加熱該輸水管；該第一偵測器設置於該輸水管，用以偵測該輸水管內的該流體之電阻值；該控制器電性連接該第一偵測器，該控制器在該第一偵測器測得的電阻值大於一預定電阻並維持經過一預定時間後，控制停止該加熱單元加熱。
本發明所提供之用於熱水器的防空燒裝置，該熱水器包括一輸水管，該防空燒裝置包含有一第一偵測器與一控制器，其中，該第一偵測器設置於該輸水管上，該第一偵測器偵測該輸水管內之流體的電阻值；該控制器電性連接該第一偵測器，該控制器在該第一偵測器測得的電阻值大於一預定電阻值並維持經過一預定時間後，控制停止該熱水器加熱。
本發明更提供一種用於熱水器的防空燒方法，該熱水器包括一輸水管，該防空燒方法包含有下列步驟：偵測該輸水管內的流體之電阻值；以及在所偵測的該流體之電阻值高於一預定電阻值並維持經過一預定時間後，停止該熱水器加熱。
藉此，透過該熱水器、防空燒裝置與防空燒方法，可有效避免熱水器發生空燒的情形。
10‧‧‧輸水管
12‧‧‧入水管
14‧‧‧加熱管
16‧‧‧出水管
20‧‧‧加熱單元
22‧‧‧熱交換器
222‧‧‧吸熱片
24‧‧‧燃燒器
26‧‧‧瓦斯管路
28‧‧‧瓦斯閥
30‧‧‧點火器
32‧‧‧偵測模組
322‧‧‧入水溫偵測器
324‧‧‧出水溫偵測器
326‧‧‧水流偵測器
328‧‧‧水偵測器
328a‧‧‧電極
328b‧‧‧絕緣體
34‧‧‧控制器
36‧‧‧水龍頭
40‧‧‧水偵測器
402‧‧‧電極
圖1為本發明一較佳實施例之熱水器示意圖。
圖2為本發明一較佳實施例之水偵測器示意圖。
圖3為本發明一較佳實施例之防空燒方法流程圖。
圖4為本發明之水偵測器的另一實施態樣。
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。請參閱圖1所示，本發明一較佳實施例之熱水器，包含有一輸水管10、一加熱單元20、一偵測模組32與一控制器34。
該輸水管10為金屬材質製成，包含有相連通的一入水管12、一加熱管14與一出水管16，該入水管12供水注入，所注入的水流經加熱管14自該出水管16輸出，該出水管16連通至一水龍頭36。該加熱單元20包含有一熱交換器22、一燃燒器24、一瓦斯管路26、一瓦斯閥28與一點火器30。該熱交換器22具有複數個吸熱片222，該輸水管10的加熱管14穿過該些吸熱片222，且與該些吸熱片222連接。該燃燒器24位於該熱交換器22下方，該燃燒器24連通該瓦斯管路26，該瓦斯閥28設置於該瓦斯管路26上，本實施例的瓦斯閥28係可受控制導通或阻斷通過的瓦斯、以及調節通過的瓦斯流量。該點火器30設於該燃燒器24附近，用以點燃自該燃燒器24輸出的瓦斯，使該燃燒器24產生火焰以加熱位於其上方的吸熱片222及加熱管14。
該偵測模組包含一入水溫偵測器322、一出水溫偵測器324、一水流偵測器326、一水偵測器328。該入水溫偵測器322設置於該入水管12，用以偵測該入水管12的水溫。該出水溫偵測器324設置於該出水管16，用以偵測該出水管16的水溫。該水流偵測器326及水偵測器328設置於該入水管12，其中該水偵測器328即為本發明定義的第一偵測器，該水流偵測器326即為本發明定義的第二偵測器。該水偵測器328用以偵測該入水管12內流體的電阻值，該水流偵測器326偵測流經該入水管12的水流量。
該控制器34電性連接該點火器30與該瓦斯閥28與該偵測模組32，該控制器34依據該偵測模組32所測得的入水溫度、出水溫度及水流量計算燃燒器所需的瓦斯量，控制點火器30進行點火、該瓦斯閥開啟瓦斯以及控制該瓦斯閥28調節通過的瓦斯流量，以使出水溫度達到使用者所設定的出水溫度，致於如何控制出水溫度非本發明之重點，於此容不贅述。
請參閱圖2，在本實施例中，該水偵測器328具有二個電極328a，各該電極328a一端電性連接該控制器34，另一端伸入該入水管12內。該二電極328a相隔一距離，且該二電極328a與入水管12的管壁以絕緣體328b隔離。在本實施例中，該控制器34自其中一電極328a輸入一預定電流，並測量該二電極328a之電壓，如此，利用所測得之電壓與該預定電流計算該二電極328a間的電阻值。當通過該水偵測器328的電極328a之流體為水時，該二電極328a間的電阻值為第一電阻值；當通過的流體為空氣時，該二電極328a間的電阻值將為高於該第一電阻值的第二電阻值，藉此，利用電阻值的不同即可判斷通過入水管12的流體為水或空氣。
前述的水流偵測器326、水偵測器328及控制器34則構成本實施例的防空燒裝置，藉由該防空燒裝置即可進行圖3所示之防空燒方法。
此外，由於各地區的水中雜質有所不同，水中雜質將影響水偵測器328所測得的第一電阻值；通過水偵測器328的空氣中亦可能含有水氣，而影響水偵測器328所測得的第二電阻值。為了正確地區分入水管12內的流體為水或空氣，該控制器34內建有一預定電阻值，該預定電阻值係介於該第一電阻值與第二電阻值之間，只要水偵測器328測得的電阻值高於該預定電阻值即判斷流體為空氣，電阻值低於該預定電阻值即判斷流體為水。
在實際使用時，可能會有瞬間一小段空氣通過水 偵測器328的電極328a，造成水偵測器328測得的電阻值瞬間升高，但隨即而來水又跟著通過，該水偵測器328測得的電阻值又回復到第一電阻值。為避免此情形造成誤判斷為無水通過，在本實施例中，更設定該水流偵測器326測到流體為流動狀態時，且該水偵測器328測得的電阻值高於該預定電阻值並持續一預定時間後，才判斷為無水狀態。反之，在該水流偵測器326測得流體為流動狀態時，且該水偵測器328測得的電阻值小於該預定電阻值時，則判斷為有水通過之狀態。
在該燃燒器24未點火之前(即使用者剛打開水龍頭36時)，該輸水管10內的流體(空氣或水)開始流動，若該控制器34判斷為無水狀態時，則該控制器34控制該瓦斯閥28阻斷瓦斯的供給，並且不啟動該點火器30點火。
在該燃燒器24輸出的瓦斯為引燃的狀態下(即熱水器正在運作中)，若該控制器34判斷為無水狀態時，則該控制器34控制該瓦斯閥28阻斷供應至該燃燒器24的瓦斯，藉以停止對該熱水器進行加熱，如此，即可避免有大量空氣進入該加熱管14時，該燃燒器24持續對該加熱管14加熱，造成該熱交換器22及加熱管14因高溫而損壞，或產生高溫蒸氣自該水龍頭36竄出。
在實務上，水偵測器亦可設計成如圖4所示之態樣，該水偵測器40具有一電極402，該電極402伸入入水管12內，該入水管12金屬材質之管壁直接與該控制器34電性連接，如此，該電極402與入水管12的管壁之間同樣可以測得電阻值。
在一實施例中，防空燒裝置亦可不設置該水流偵測器326，而直接利用水偵測器328與該預定時間來判斷是否有水通過入水管12。換言之，只要水偵測器328偵測到電阻值高於該預定電阻值並持續該預定時間後，該控制器34即判斷為無水通過入水管12，則不進行加熱。
綜上所述，本發明利用水偵測器偵測輸入熱水器的流體之電阻值，藉以判斷流入熱水器的流體為水或空氣，並在判斷流體為空氣後停止熱水器進行加熱，有效避免熱水器空燒。此外，上述中係以瓦斯熱水器為例說明，本發明之防空燒裝置亦可應用於電熱水器的防空燒。
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變化及等效方法之變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
10‧‧‧輸水管
12‧‧‧入水管
14‧‧‧加熱管
16‧‧‧出水管
20‧‧‧加熱單元
22‧‧‧熱交換器
222‧‧‧吸熱片
24‧‧‧燃燒器
26‧‧‧瓦斯管路
28‧‧‧瓦斯閥
30‧‧‧點火器
32‧‧‧偵測模組
322‧‧‧入水溫偵測器
324‧‧‧出水溫偵測器
326‧‧‧水流偵測器
328‧‧‧水偵測器
34‧‧‧控制器
36‧‧‧水龍頭

Claims (8)

  1. 一種用於熱水器的防空燒裝置，該熱水器包括一輸水管，該防空燒裝置包含有：一第一偵測器，設置於該輸水管上，該第一偵測器偵測該輸水管內之流體的電阻值；以及一控制器，電性連接該第一偵測器，該控制器在該第一偵測器測得的電阻值大於一預定電阻值並維持經過一預定時間後，控制停止該熱水器加熱；其中，該第一偵測器具有一電極，該電極之一端伸入該輸水管內，另一端電性連接該控制器，該輸水管為金屬材質，該輸水管的管壁電性連接該控制器，該電極與該輸水管的管壁用以偵測該輸水管內該流體的電阻值。
  2. 如請求項1所述之用於熱水器的防空燒裝置，包含有一第二偵測器，設置於該輸水管上，該第二偵測器偵測該輸水管內是否有流體流動，該第二偵測器電性連接該控制器，該控制器在該第二偵測器測得該輸水管內之該流體流動時，且該第一偵測器測得的電阻值大於該預定電阻並維持經過該預定時間後，控制停止該熱水器加熱。
  3. 如請求項2所述之用於熱水器的防空燒裝置，其中該輸水管包含有一入水管供水注入，該第一偵測器及該第二偵測器設置於該入水管。
  4. 如請求項1所述之用於熱水器的防空燒裝置，其中該熱水器包含有一瓦斯管路、一燃燒器與一瓦斯閥，該瓦斯管路連通至該燃燒器，該燃燒器用以燃燒瓦斯加熱該輸水管， 該瓦斯閥設置於該瓦斯管路上，且該瓦斯閥電性連接該控制器；該控制器係控制該瓦斯閥阻斷供輸至該燃燒器的瓦斯，以停止該熱水器加熱。
  5. 一種熱水器，包含有：一輸水管；一加熱單元，用以加熱該輸水管；一第一偵測器，設置於該輸水管，用以偵測該輸水管內的該流體之電阻值；以及一控制器，電性連接該第一偵測器，該控制器在該第一偵測器測得的電阻值大於一預定電阻並維持經過一預定時間後，控制停止該加熱單元加熱；其中，該第一偵測器具有一電極，該電極之一端伸入該輸水管內，另一端電性連接該控制器，該輸水管為金屬材質，該輸水管的管壁電性連接該控制器，該電極與該輸水管的管壁用以偵測該輸水管內該流體的電阻值。
  6. 如請求項5所述之熱水器，包含有一第二偵測器，設置於該輸水管，用以偵測該輸水管內是否有流體流動；該控制器在該第二偵測器測得該輸水管內的該流體流動時，且該第一偵測器測得的電阻值大於該預定電阻並維持經過該預定時間後，控制停止該加熱單元加熱。
  7. 如請求項6所述之熱水器，其中該輸水管包含相連通的一入水管與一加熱管，該入水管供水注入，該加熱單元對該加熱管加熱，該第一偵測器及該第二偵測器設於該入水管。
  8. 如請求項5所述之熱水器，其中該加熱單元包含一瓦斯管路、一燃燒器與一瓦斯閥，該瓦斯管路連通至該燃燒器，該燃燒器用以燃燒瓦斯加熱該輸水管，該瓦斯閥設置於該瓦斯管路上，且該瓦斯閥電性連接該控制器，該控制器係控制該瓦斯閥阻斷供輸至該燃燒器的瓦斯，以停止該加熱單元加熱。
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