TWM555453U

TWM555453U - 瓦斯熱水器

Info

Publication number: TWM555453U
Application number: TW106213319U
Authority: TW
Inventors: Jia-Song Zhuang
Original assignee: Zhuang Jia Song
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2018-02-11

Description

瓦斯熱水器

本創作係關於一種瓦斯熱水器，尤指一種使用水力發電或AC/DC轉換器供給直流電源，並且配合一對電磁閥開閉瓦斯通路的熱水器。

瓦斯熱水器按照其點火順序及使用的閥大致區分成兩種，一種是先點燃少量瓦斯形成母火，俟母火點著後，再以母火引燃多量瓦斯形成主火，此種熱水器使用壓力差原理操作的壓差閥控制瓦斯通路的開閉；一種是直接點燃主火的熱水器，其使用電磁閥開閉瓦斯通路。其中，先點燃母火再引燃主火的熱水器工作原理為：打開熱水龍頭→冷水從水管的進水端流過利用文氏管原理工作的水盤使其動作而推開安全閥，同時觸動微動開關接通電源→啟動電子點火控制器，一方面打開常閉型電磁閥釋出少量瓦斯，一方面輸出高壓電流使點火針放電產生火花，藉以引燃瓦斯形成母火→電子點火控制器接收到感應針檢知的火焰信號時使點火針停止點火→關閉常開型電磁閥→壓差閥作動成開閥位→供給燃燒器多量瓦斯由母火引燃成為主火，對盤繞水箱的水管中的水加熱，使其升溫成熱水後從水管的出水端流出供應所需。

至於直點主火的瓦斯熱水器80則如第1圖所示，其工作原理為：打開熱水龍頭→冷水從水管81的進水端流過利用文氏管原理工作的水盤82使其動作而推開安全閥83，同時觸動微動開關84接通電源→啟動電子點火控制器85，一方面打開電磁閥86釋出多量瓦斯至燃燒器87，一方面輸出高壓電流使點火針88放電產生火花引燃瓦斯形成主火，對盤繞水箱89的水管81中的水加熱，使其升溫成熱水後從水管81的出水端流出供應所需，同時電子點火控制器85接收到感應針90檢知的火焰信號時使點火針88停止點火。本創作所要探討的是後者，也就是使用電磁閥86開閉瓦斯通路的熱水器。

由於電磁閥86為線圈製成，屬於感應負載，故會產生相當大的啟動電流或感應電壓。因此，藉由電磁閥86開閉瓦斯通路的熱水器80必須將兩顆1.5V的1號電池91串聯使用，始能供給熱水器80工作所需的直流電源(配合壓差盤操作的熱水器僅需一顆電池供電)，結果，造成必須時常更換電池的不便，既不經濟，也增加對自然資源的消耗，同時增加因為使用電池而對環境所造成的傷害。

另一方面，機械式水盤82採用銅質材料製成，成本高、體積大，同時瓦斯熱水器80係靠水壓啟動，一旦水壓低於水盤82的啟動水壓時便無法工作。因此，利用水盤82啟動直點主火的瓦斯熱水器80，並非十分理想。

本創作乃為解決上述問題所成，其目的在於提供一種瓦斯熱水器，可以將水流能量轉換成直流電源供應所用，同時對蓄電池充電，免除使用電池供電必須時常更換的不便，減少對自然資源的消耗，以及降低因為使用電池而對環境所造成的傷害。

本創作另一目的在於提供一種瓦斯熱水器，平時由AC/DC轉換器供給熱水器直流電源，同時向蓄電池充電，停電時自動轉成蓄電池供電，確保瓦斯熱水器停電時仍能正常工作。

本創作又一目的在於提供一種瓦斯熱水器，可以使用體積小、造價低的水流傳感器取代機械式水盤，降低瓦斯熱水器的材料成本。

具體實現本創作的瓦斯熱水器，包含有電源供應器、電子點火控制器、閥總成、點火針、感應針、燃燒器、水箱及水管。該電源供應器包括一連接於該水管進水端以產生交流電的水力發電機、一將該交流電整流濾波成直流電的控制電路，及一受該控制電路控制充電與放電的蓄電池。該閥總成包括一內部形成有瓦斯通路的殼體，在該瓦斯通路的流入側和流出側分別設有一第一電磁閥和一第二電磁閥，該第一電磁閥具有一啟動線圈、一保持線圈及一第一閥塞，該第二電磁閥包含一啟動線圈、一保持線圈及一第二閥塞。當該直流電壓大於該控制電路預設的基準電壓時，該蓄電池通過該電子點火控制器供給啟動電流和保持電流至該第一電磁閥的啟動線圈和保持線圈，隔一定時間後再供給啟動電流和保持電流至該第二電磁閥的啟動線圈和保持線圈，並且各自在一定時間後切斷該第一和第二電磁閥的啟動電流，使該第一和第二閥塞依序作動並保持在開閥位，打開該瓦斯通路，釋出瓦斯至該燃燒器，同時該電子點火控制器輸出高壓電流使該點火針放電產生火花，引燃該瓦斯形成火焰，對盤繞該水箱的水管中的水加熱，使其升溫成熱水後從該水管的出水端流出供應所用，並且該電子點火控制器藉由感應針檢知火焰產生的電氣信號，使該點火針停止點火；當該瓦斯點燃後且該直流電壓大於該蓄電池的輸出電壓時，該蓄電池停止供電，而由該水力發電機產生的電能接續供電，並且經由該控制電路對該蓄電池充電，補充該蓄電池消耗的電流。

另一實現本創作的瓦斯熱水器包含有AC/DC轉換器、電子點火控制器、水流傳感器、閥總成、點火針、感應針、燃燒器、水箱及水管。該AC/DC轉換器連接於該電子點火控制器與交流電源之間，以將該交流電轉換成直流電，供給該電子點火控制器直流電源；該水流傳感器安裝於該水管的進水端用以檢知水流量，並且輸出相應的脈衝信號至該電子點火控制器，由該電子點火控制器判斷該水流量大小。該閥總成包括一內部形成有瓦斯通路的殼體，在該瓦斯通路的流入側和流出側分別設有一第一電磁閥和一第二電磁閥，該第一電磁閥具有一啟動線圈、一保持線圈及一第一閥塞，該第二電磁閥包含一啟動線圈、一保持線圈及一第二閥塞。當該水流量低於預設的啟動水流量時，該電子點火控制器保持靜止；當該水流量高於預設的啟動水流量時，該AC/DC轉換器通過該電子點火控制器供給啟動電流和保持電流至該第一電磁閥的啟動線圈和保持線圈，隔一定時間後再供給啟動電流和保持電流至該第二電磁閥的啟動線圈和保持線圈，並且各自在一定時間後切斷該第一和第二電磁閥的啟動電流，使該第一和第二閥塞依序作動並保持在開閥位，打開該瓦斯通路，釋出瓦斯至該燃燒器，同時該電子點火控制器輸出高壓電流使該點火針放電產生火花，引燃該瓦斯形成火焰，對盤繞該水箱的水管中的水加熱，使其升溫成熱水後從該水管的出水端流出供應所用，並且該電子點火控制器藉由感應針檢知火焰產生的電氣信號，使該點火針停止點火。

所述瓦斯熱水器進一步包含一蓄電池，該蓄電池在該交流電源中斷時，經由該電子點火控制器中的轉換電路供應電力；該蓄電池在該交流電源正常供電時，由該AC/DC轉換器補充消耗的電流。

所述閥總成進一步包含一瓦斯調節桿，該瓦斯調節桿組裝在該瓦斯通路的流出側，用以調節瓦斯流量。

所述閥總成進一步包含一調壓閥，該調壓閥設置在該第一和第二電磁閥之間的瓦斯通路上，用以設定出口壓力。

本創作對照先前技術的功效在於，結合水力發電機與蓄電池，並在控制電路的作用下，先由蓄電池供給瓦斯熱水器用電，發電機再接續供應電力，並補充蓄電池消耗的電流；也可使用AC/DC轉換器結合蓄電池，並且配合水流傳感器檢知進水流量，達到平時由市電供應熱水器用電及對蓄電池充電，停電時自動轉成蓄電池供電，從而能夠免除使用電池供電的不便，並且取代造價高、體積大的機械式水盤，降低瓦斯熱水器的材料成本。

至於本創作的詳細技術內容及其他目的與特點參照下面配合附圖的實施例說明即可完全明白。

10,10a‧‧‧瓦斯熱水器

11‧‧‧電源供應器

12‧‧‧電子點火控制器

13‧‧‧閥總成

14‧‧‧點火針

15‧‧‧感應針

16‧‧‧燃燒器

17‧‧‧水箱

18‧‧‧水管

19‧‧‧AC/DC轉換器

20‧‧‧水流傳感器

21‧‧‧蓄電池

22‧‧‧電源開關

31‧‧‧水力發電機

32‧‧‧控制電路

33‧‧‧蓄電池

41‧‧‧殼體

42‧‧‧瓦斯通路

43‧‧‧進氣口

44‧‧‧出氣口

45‧‧‧第一閥口

46‧‧‧第二閥口

47‧‧‧第一出口

48‧‧‧第二出口

50‧‧‧第一電磁閥

51‧‧‧啟動線圈

52‧‧‧保持線圈

53‧‧‧第一閥塞

54‧‧‧第一彈簧

55‧‧‧第二電磁閥

56‧‧‧啟動線圈

57‧‧‧保持線圈

58‧‧‧第二閥塞

59‧‧‧第二彈簧

60‧‧‧瓦斯調節桿

61‧‧‧節流口

65‧‧‧調壓閥

66‧‧‧膜片

67‧‧‧彈簧

68‧‧‧調壓螺絲

69‧‧‧閥門

70‧‧‧出口

80‧‧‧瓦斯熱水器

81‧‧‧水管

82‧‧‧水盤

83‧‧‧安全閥

84‧‧‧微動開關

85‧‧‧電子點火控制器

86‧‧‧電磁閥

87‧‧‧燃燒器

88‧‧‧點火針

89‧‧‧水箱

90‧‧‧感應針

91‧‧‧電池

第1圖為習用瓦斯熱水器的局部剖面圖，顯示安全閥和電磁閥作動成開閥位的狀態，其中實心箭頭表示水流方向，空心箭頭表示瓦斯流動方向，下同。

第2圖為本創作瓦斯熱水器第一實施例靜止狀態的剖面圖。

第3圖為本創作第一實施例作動狀態的剖面圖。

第4圖為本創作第二實施例靜止狀態的剖面圖。

第5圖為本創作第二實施例作動狀態的剖面圖。

如第2圖所示，本創作揭示的瓦斯熱水器10係由一電源供應器11、一電子點火控制器12、一閥總成13、至少一點火針14(圖中顯示兩支點火針)、一感應針15、一燃燒器16、一水箱17及一水管18構成。其中：

電源供應器11，為如本申請人名義提出的本國新型專利第M512113號『瓦斯熱水器電源供應器』所形成者，其包含一連接於水管18進水端以將水流能量轉換成電能的水力發電機31、一將該水力發電機31產生的交流電整流濾波成直流電的控制電路32，及一受該控制電路32控制充電與放電的蓄電池33。由於該瓦斯熱水器電源供應器11已公開見於前揭專利，係屬習用技術，故進一步說明實無必要。

電子點火控制器12，係由電阻、電容、二極體、電晶體及線圈等必要的電子元件按照一定的線路邏輯連接而成，以控制第一和第二電磁閥50,55的開閉、產生點火需要的高壓電流、接收到火焰感應信號時停止輸出高壓電流，及執行既定的功能，包括一定時間內未點燃、超時使用或空燒造成過熱時等，自動關閉電源及瓦斯。

閥總成13，包括一殼體41，在殼體41的內部形成有瓦斯通路42，該瓦斯通路42的進氣口43連接瓦斯輸送管(圖未示)，出氣口44連接燃燒器16。此外，瓦斯通路42的流入側設有一第一閥口45，用以組裝第一電磁閥50，流出側設有一第二閥口46，用以設置第二電磁閥55，以開閉瓦斯通路42。所述第一電磁閥50包括一啟動線圈51、一保持線圈52、一第一閥塞53和一第一彈簧54，該二線圈51,52分別從電子點火控制器12獲得啟動電流和保持電流，其細節留待後述，暫且表過。第二電磁閥55同樣具有一啟動線圈56、一保持線圈57、一第二閥塞58和一第二彈簧59。所述第一和第二彈簧54,59分別作為第一和第二閥塞53,58在第一和第二電磁閥50,55的電流被切斷時自動復歸閉閥位，也就是密合於第一和第二出口47,48的動力源。該第一和第二出口47,48構成瓦斯通路42的一部分。在較佳的實施例中，電子點火控制器12包含一電源開關22，以提高使用瓦斯熱水器10時的安全性。

如第3圖所示，本實施例揭示的瓦斯熱水器10工作原理為：在電源開關22為On狀態下打開熱水龍頭時，冷水從水管18的進水端流過水力發電機31，在此水的能量被轉換成電能而產生一交流電，此交流電經控制電路32整流濾波成直流電，當該直流電壓大於控制電路32預設的基準電壓時，先由蓄電池33通過電子點火控制器12分別供給啟動電流和保持電流至第一電磁閥50的啟動線圈51和保持線圈52，使第一閥塞53作動及保持在開閥位，並且約0.5秒後切斷該啟動電流，以達省電目的；而在第一電磁閥50作動後約1秒，再向第二電磁閥55的啟動線圈56和保持線圈57供給啟動電流和保持電流，使第二閥塞58作動及保持在開閥位，並且約0.5秒後切斷該啟動電流，以達省電目的，如此打開瓦斯通路42，釋出瓦斯至燃燒器16，同時電子點火控制器12輸出高壓電流使點火針14放電產生火花，引燃該瓦斯形成火焰，對盤繞水箱17的水管18中的水加熱，使其升溫成熱水後從水管18的出水端流出供應所用，並且電子點火控制器12藉由感應針15檢知火焰產生的電氣信號，使點火針14停止點火。當點火成功後且該直流電壓大於蓄電池33的輸出電壓時，蓄電池33即停止供電，而由水力發電機31產生的電能接替蓄電池33繼續供應瓦斯熱水器10用電，讓蓄電池33的使用時間能夠更長，並且經由控制電路32對蓄電池33充電，補充蓄電池33消耗的電流，保持蓄電池33於充滿狀態，供應瓦斯熱水器10下次啟動用電。

當流過水力發電機31的水流量低於啟動水流量，致其產生的交流電經控制電路32整流濾波後的直流電壓小於其預設的基準電壓時，蓄電池33將停止供電，確保瓦斯熱水器10需要最低啟動水流量才能正常工作。

在較佳的實施例中，閥總成13進一步包含一瓦斯調節桿60和一調壓閥65。該瓦斯調節桿60組裝在瓦斯通路42的流出側，藉著手動扭轉使其前端節流口61在瓦斯通路42內轉動，而產生調節瓦斯流量的作用。

所述調壓閥65設置在第一電磁閥50和第二電磁閥55之間的瓦斯通路42上，用以設定出口壓力。調壓閥65的出口70壓力受膜片66所控制。膜片66一側受出口壓力，另一側則承受彈簧67的壓力，彈簧力受一調壓螺絲68調整而設定出口壓力。在出口壓力高於彈簧力時，將迫使膜片66向一側移動，使連結於膜片67的閥門69同步而限制瓦斯流入量，甚至可完全封閉出口70而遮斷瓦斯通路42。出口壓力降低時，彈簧67通過其彈性力移動膜片66使閥門69打開。如此，可以藉膜片67移動來穩定出口壓力。

又，本創作並非限制於上述實施例，亦可為其他不同的型態。如第4圖所示，本實施例揭示的瓦斯熱水器10a包括一電子點火控制器12、一閥總成13、至少一點火針14、一感應針15、一燃燒器16、一水箱17、一水管18、一AC/DC轉換器(Adapter)19和一水流傳感器20，其與上述實施例構造大致相同，差異部分在於AC/DC轉換器19和水流傳感器20，因此相同的部分均以相同的符號標示，且先前對於上述實施例的說明，亦適用於本實施例，不再贅述。

所述AC/DC轉換器19能夠很經濟便利的將電力公司供應的60Hz交流電源經過降壓後，再加以整流濾波成直流電源供應瓦斯熱水器10a工作需用。

水流傳感器20安裝在瓦斯熱水器10a的進水端，用以檢知進水流量，當水流過內部的轉子元件時，磁性轉子轉動(按水流傳感器20為公知技術，故未圖式其內部構造)，並且轉速隨著流量成線性變化，從而可以通過對水流量的感應而輸出脈衝信號(或電流、電壓等信號)至電子點火控制器12，經由電子點火控制器12中的控制電路實現當水流量大於啟動水流量時瓦斯熱水器10a啟動工作；在水流量小於啟動水流量時，瓦斯熱水器10a停止工作。以水流傳感器20作為水流開關使用時，其性能優於機械式水盤，並且體積輕小、造價便宜，因此有助於降低瓦斯熱水器10a的生產成本。

以下配合第5圖說明第二實施例揭示的瓦斯熱水器 10a的工作原理：在電源開關22為On操作時打開熱水龍頭，冷水從水管18的進水端流過水流傳感器20，經由水流傳感器20對水流量的感應而輸出相應的脈衝信號至電子點火控制器12，由電子點火控制器12判斷水流量的大小而啟動或保持靜止。當電子點火控制器12判斷水流量高於預設的啟動水流量時，同上述實施例的供電順序，先供給第一電磁閥50的啟動線圈51和保持線圈52啟動電流和保持電流，約隔1秒後再供給啟動電流和保持電流至第二電磁閥55的啟動線圈56和保持線圈57，並且各自在一定時間後切斷第一和第二電磁閥50,55的啟動電流，使第一和第二閥塞53,58依序作動並保持在開閥位，打開瓦斯通路42，釋出瓦斯至燃燒器16，同時電子點火控制器12輸出高壓電流使點火針14放電產生火花，引燃該瓦斯形成火焰，對盤繞水箱17的水管18中的水加熱，使其升溫成熱水後從水管18的出水端流出供應所用，並且電子點火控制器12藉由感應針15檢知火焰產生的電氣信號，使點火針14停止點火。

當流經水流傳感器20的水流量低於啟動水流量時，電子點火控制器12將保持靜止狀態。也就是說，瓦斯熱水器10需要基本啟動水流量才能正常工作。

在較佳的實施例中，第4圖揭示的瓦斯熱水器10a進一步包含一可重複充電使用的蓄電池21。該蓄電池21採用鋰電池，並且與電子點火控制器12整合在一塑膠盒體內，平時由AC/DC轉換器19補充電能而保持於充滿狀態。當交流電源中斷，透過電子點火控制器12中的轉換電路自動轉成蓄電池21供電的模式，確保瓦斯熱水器10a在停電時仍能正常工作，供應生活用熱水。也就是說，瓦斯熱水器10a平時由市電供電，停電時由蓄電池21供電。

當然，以上所述僅為本創作的較佳實施例，並非因此限制本創作的專利範圍，凡是利用本創作說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本創作的專利保護範圍內。

10‧‧‧瓦斯熱水器