TWM515685U - 使用熱電晶片的氣體警報器 - Google Patents

Description

使用熱電晶片的氣體警報器

本創作是有關一種氣體警報器，尤指一種能夠自行供電而運轉的使用熱電晶片的氣體警報器。

目前居家生活中，瓦斯(天然氣)的使用極為普遍，例如應用於廚房的瓦斯爐或供應熱水系統的熱水器等瓦斯器具。此外，其他可燃性氣體，例如：瓦斯、酒精氣、沼氣、氫氣及一氧化碳氣體等容易引發可燃、爆炸之火災，或因一氧化碳濃度過高，導致屋內人員窒息等意外事件，因此對於人類的生命安全造成極大損害，因此，各式警報偵測產品遂應運而生。

如中華民國公告第290152號「簡便型家用瓦斯、沼氣、壙坑瓦斯、一氧化碳、氫氣之安全監測裝置」新型專利案，該安全監測裝置包括有電源供應電路、CPU中央微處理器、氣體感應器、階梯波產生電路、狀態指示燈電路、氣體訊號比較器、電池電壓比較器及警報驅動電路等裝置。藉此當氣體感應器感應到可燃性氣體時，CPU中央微處理器會控制各狀態指示燈LED產生依設定狀況之閃爍或全亮。警報驅動電路可依據氣體濃度不同而發出不同頻率之警報聲，而提供立即顯示可燃性氣體之存在、外漏處，達到防範災害發生之安全功效。

又如中華民國公告第290154號「熱水器之一氧化碳偵測裝置」新型專利案，包括裝設於熱水器內部的一主控電路及一可移式之輔助電路。該主控電路包含有電源保持線路、升壓線路、微電腦處理線路、警報線路、編碼器及狀態指示線路。藉由遙控輔助電路中的一氧化碳偵測線路可偵測熱水器或瓦斯按裝空間及浴室內之一氧化碳濃度，於異常時發聲警告，避免一氧化碳中毒之憾事發生。

然而上述現有的各式警報偵測產品，雖可提供必要的聲光警報訊息，但是當市電停電時，各產品在沒有電力的提供下即無法順利運作。另有內建電力裝置(即安裝電池)的各種警報偵測設備，也會有電池電力耗盡而沒有及時更換的狀況，因此使現有的警報偵測產品無法發揮應有的功能。

有鑑於此，如何設計出一種警報偵測產品，能夠不須外接電源或安裝電池的情況下而能自行運作的設計，即成為本創作人所改良之目標。

本創作目的之一，在於提供一種能夠自行供電而運轉的使用熱電晶片的氣體警報器。

本創作另一目的，在於提供一種不須外接電源或內建電池的使用熱電晶片的氣體警報器。

為達上述目的，本創作提供一種使用熱電晶片的氣體警報器，適用於一燃氣裝置並與一工作液體配合使用。氣體警報器包括一警告單元、一檢測模組及一熱電晶片。警告單元用以發出一警告訊息。檢測模組耦接警告單元，檢測模組設有檢測一環境參數的一預設值。當環境參數超過預設值時，檢測模組控制警告單元，使警告單元發出警告訊號。熱電晶片耦接檢測模組，熱電晶片的兩端面分別連接一冷水管及一熱水管。藉由所述工作液體的溫差來產生提供給檢測模組及警告單元的一電能。

較佳地，警告單元更包含一蜂鳴器及至少一指示燈的其中之一或其組合，該警告訊息則包含一聲音、一聲響、一光線、一不同的顏色或一閃光。

較佳地，檢測模組更包含一控制晶片及耦接該控制晶片的一偵測器，該控制晶片設有該預設值，用以判斷該環境參數是否超過該預設值。

較佳地，偵測器用以偵測一甲烷或一氧化碳、一甲烷或一氧化碳的氣體濃度，來產生該環境參數。

較佳地，當該偵測器偵測該環境參數且該控制晶片判斷該環境參數超過該預設值時，該控制晶片輸出一警告訊號給該警告單元，使該警告單元發出該警告訊息。

較佳地，更包含貼設於該熱電晶片的兩端面的一冷水腔室及一熱水腔室，其中該冷水腔室與該冷水管連接，該熱水腔室則與該熱水管連接。

較佳地，更包含一蓄電池/一電容，用以儲存該電能，其中該蓄電池/電容分別耦接該熱電晶片及該警告單元與該檢測模組。

有關本創作之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

如圖1至圖6所示，本創作提供一種使用熱電晶片的氣體警報器100，與一工作液體20配合使用。本實施例較佳是適用於流通有所述工作液體20的一燃氣裝置10，例如熱水器或其他可燃性氣體的裝置中使用。在此所指的工作液體20例如水或自來水等。

本實施例中的氣體警報器100包括一警告單元110、一檢測模組150及一熱電晶片200。警告單元110及檢測模組150較佳是設置於一電路板104上，且以一蓋體102將警告單元110、檢測模組150及電路板104罩設定位於熱電晶片200上。警告單元110用以發出一警告訊息(圖略)。檢測模組150耦接警告單元110，且設有檢測一環境參數(圖略)的一預設值(圖略)。當環境參數超過預設值時，檢測模組150控制警告單元110，使警告單元110發出例如聲音或閃光的警告訊號。

警告單元110更包含一蜂鳴器130及至少一指示燈140的其中之一或其組合。警告訊息根據使用的警示裝置的不同而產生不同的訊息，包含例如一聲音、一聲響、一光線、一不同的顏色、一閃光或其他適合的聽覺或視覺的警告訊息。在如圖1至圖3所示的實施例中，蜂鳴器130較佳為一喇叭，該至少一指示燈140則為一LED燈。因此如圖5所示的實施例中，當警告單元110接收到檢測模組150的一警告訊號172時，能夠同時發出聲音/聲響及光線或閃光，以通知使用者採取必要的緊急措施。

然而在其他不同實施例中，蜂鳴器130及該至少一指示燈140也可以各別地產生相對的警訊，不必然需要一起發出警訊，視需要而改變。再者，本實施例的警告單元110較佳包含成並排的複數指示燈140，根據環境參數超過預設值的多寡能夠相對應的顯示對應的指示燈。也就是說，當環境參數超過預設值1個數值，指示燈140就會顯示1個燈、2個數值顯示2個燈，以此類推。

如圖3或圖5所示，檢測模組150更包含一控制晶片170及耦接控制晶片170的一偵測器180。控制晶片170設有預設值(圖略)，用以判斷環境參數是否超過預設值。熱電晶片200耦接檢測模組150，熱電晶片200的兩端面分別連接一冷水管210及一熱水管220。藉由流經冷水管210的冷水30及流經熱水管220的熱水40所產生的溫差，來產生提供給檢測模組150及警告單元110的一電能。

偵測器180用以偵測一甲烷(CH4)或一氧化碳(CO)、一甲烷或一氧化碳的氣體濃度等有毒氣體，來產生環境參數。當偵測器180偵測環境參數且控制晶片170判斷環境參數超過預設值時，控制晶片170輸出一警告訊號172給警告單元110，使警告單元110發出警告訊息。

本實施例的熱電晶片(Thermoelectric Chip)200較佳是使用一種溫差發電晶片(Thermoelectric Power Generating Chip)，它具有體積小，無噪音，不使用冷煤，無環保公害，壽命長，可倒立或側立使用，且無方向限制。特別適用於航空器或太空艙，日後幾乎不需維護等優點。目前已廣泛地使用於日常生活用品，例如航太工業，醫學生物化驗，軍事/民生/工業等環境中。

在本實施例中，更包含貼設於熱電晶片200的兩端面的一冷水腔室212及一熱水腔室222，其中冷水腔室212與冷水管210連接，熱水腔室222則與熱水管220連接。請一併參考圖1至圖3所示，熱電晶片200還包含複數N型半導體204、複數P型半導體206、覆蓋各N型半導體204及各P型半導體206的上下金屬板202、208。上金屬板202進一步遮蔽冷水腔室212，下金屬板208則遮蔽熱水腔室222，以利工作流體20流經熱電晶片200的兩端面。

根據塞貝克效應(Seebeck Effect)，利用不同的半導體，例如各N型半導體204及各P型半導體206，由於各N型半導體204及各P型半導體206具有不同的自由電子密度，當上述兩種不同的半導體相互接觸時，在接觸面上的電子就會擴散以消除電子密度的差異。當電子的擴散速率與接觸區的溫度持續成正比時，兩金屬間同樣維持溫差，就能使電子持續擴散，在上下金屬板202、208的另兩個端點就會形成穩定的電壓。

因此本實施例更包含一蓄電池/一電容190，用以儲存電能，其中蓄電池/電容190分別耦接熱電晶片200及警告單元110與檢測模組150。換言之，警告單元110與檢測模組150能夠直接使用蓄電池/電容190所儲存的電能，不會因為市電斷電或內建電池電力耗盡而無法產生警告訊息。然而當偵測器180偵測環境參數且控制晶片170判斷環境參數低於預設值時，控制晶片170不會產生供電訊號給偵測器180，而偵測器180繼續接收蓄電池/電容190提供的電能，以持續檢測環境參數。

如圖6所示，當工作流體20從冷水管210流經燃氣裝置10產生熱水，再從熱水管220流出並經過氣體警報器100的熱電晶片200即會產生所述的電能。因此本創作部須外加電源，也不須內建電池，而提供氣體警報器100內部組件必要的電力而自行運作。

在此須特別說明的是，如圖3及圖4所示，熱電晶片200的一側壁(即下金屬板208)還設有複數聚熱塊230，各聚熱塊230與熱水腔室222相對應設置，使熱水流經熱水腔室222時，更具有聚熱效果，進而使熱電晶片200的兩端面產生更明顯的溫差效果。

綜上所述，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本創作，而非用以限制本創作。本創作的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

10‧‧‧燃氣裝置

20‧‧‧工作液體

30‧‧‧冷水

40‧‧‧熱水

100‧‧‧氣體警報器

102‧‧‧蓋體

104‧‧‧電路板

110‧‧‧警告單元

130‧‧‧蜂鳴器

140‧‧‧指示燈

150‧‧‧檢測模組

170‧‧‧控制晶片

172‧‧‧警告訊號

180‧‧‧偵測器

190‧‧‧蓄電池/電容

200‧‧‧熱電晶片

202、208‧‧‧金屬板

204‧‧‧N型半導體

206‧‧‧P型半導體

210‧‧‧冷水管

212‧‧‧冷水腔室

220‧‧‧熱水管

222‧‧‧熱水腔室

230‧‧‧聚熱塊

圖1為繪示本創作氣體警報器的分解示意圖。

圖2為繪示本創作氣體警報器的立體示意圖。

圖3為繪示本創作氣體警報器的剖視圖。

圖4為繪示本創作熱電晶片的一外側壁的立體示意圖。

圖5為繪示本創作應用於一燃氣裝置的平面圖。

圖6為繪示本創作氣體警報器的方塊流程圖。

20‧‧‧工作液體

100‧‧‧氣體警報器

104‧‧‧電路板

110‧‧‧警告單元

130‧‧‧蜂鳴器

140‧‧‧指示燈

150‧‧‧檢測模組

170‧‧‧控制晶片

172‧‧‧警告訊號

180‧‧‧偵測器

190‧‧‧蓄電池/電容

200‧‧‧熱電晶片

210‧‧‧冷水管

212‧‧‧冷水腔室

220‧‧‧熱水管

222‧‧‧熱水腔室

Claims (10)

1. 一種使用熱電晶片的氣體警報器，與一工作液體配合使用，該氣體警報器包括: 一警告單元，用以發出一警告訊息； 一檢測模組，耦接該警告單元，該檢測模組設有檢測一環境參數的一預設值，當該環境參數超過該預設值時，該檢測模組控制該警告單元，使該警告單元發出該警告訊號；以及 一熱電晶片，耦接該檢測模組，該熱電晶片的兩端面分別連接一冷水管及一熱水管，藉由所述工作液體的溫差來產生提供給該檢測模組及該警告單元的一電能。
2. 如請求項1所述的氣體警報器，其中該警告單元更包含一蜂鳴器及至少一指示燈的其中之一或其組合，該警告訊息則包含一聲音、一聲響、一光線、一不同的顏色或一閃光。
3. 如請求項2所述的氣體警報器，其中該蜂鳴器為一喇叭，該至少一指示燈為一LED燈。
4. 如請求項1所述的氣體警報器，該檢測模組更包含一控制晶片及耦接該控制晶片的一偵測器，該控制晶片設有該預設值，用以判斷該環境參數是否超過該預設值。
5. 如請求項4所述的氣體警報器，其中該偵測器用以偵測一甲烷或一氧化碳、一甲烷或一氧化碳的氣體濃度，來產生該環境參數。
6. 如請求項4所述的氣體警報器，其中當該偵測器偵測該環境參數且該控制晶片判斷該環境參數超過該預設值時，該控制晶片輸出一警告訊號給該警告單元，使該警告單元發出該警告訊息。
7. 如請求項4所述的氣體警報器，其中當該偵測器偵測該環境參數且該控制晶片判斷該環境參數低於該預設值時，該控制晶片產生一供電訊號給該偵測器，以持續檢測該環境參數。
8. 如請求項1所述的氣體警報器，更包含貼設於該熱電晶片的兩端面的一冷水腔室及一熱水腔室，其中該冷水腔室與該冷水管連接，該熱水腔室則與該熱水管連接。
9. 如請求項8所述的氣體警報器，其中該熱電晶片的一側壁還設有複數聚熱塊，各該聚熱塊與該熱水腔室相對應設置。
10. 如請求項1所述的氣體警報器，更包含一蓄電池/一電容，用以儲存該電能，其中該蓄電池/電容分別耦接該熱電晶片及該警告單元與該檢測模組。