專利名稱：用于控制閥門單元、特別是水加熱設(shè)備閥門單元內(nèi)可燃?xì)怏w輸送的控制單元以及包括該 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制閥門單元中可燃?xì)怏w的輸送，尤其是用于水加熱設(shè)備的控制單元中可燃?xì)怏w的輸送。
本發(fā)明還涉及一種包括上述控制單元的閥門單元。
背景技術(shù)：
本發(fā)明特別適用于但不僅限于例如家用貯存式水加熱器的潔凈水加熱設(shè)備的控制領(lǐng)域。
此類設(shè)備典型地包含閥門裝置，所述閥門裝置用于將氣體輸送至具有恒溫控制的燃燒器，也即一種包括“熱機械恒溫(thermo-mechanicalthermostat)”控制設(shè)備的燃燒器，這種控制設(shè)備的優(yōu)點在于其運行不需要任何外部供給。在例如以本申請人名義申請的意大利專利申請PD2000A000138中描述了此種控制設(shè)備。
在貯存式水加熱器的特殊方面，已知的是，在例如用于停放機動車和/或儲存諸如溶劑油、清漆、汽油和類似物質(zhì)的易燃材料的車庫的環(huán)境中使用上述設(shè)備。在這些場合，由于這些物質(zhì)從儲存容器的泄漏或燃料從機動車中的泄漏，液體或者氣化物有可能被水加熱器的燃燒器中出現(xiàn)的火焰點燃，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。
至少是作為解決此問題的部分方案，現(xiàn)有技術(shù)提出在水加熱器的燃燒室進氣口處使用特殊防火網(wǎng)，這些網(wǎng)的網(wǎng)格很密，用于限制火焰進入燃燒室內(nèi)部，防止火焰擴散到水加熱器外并從而蔓延至周圍空氣中。
此種解決方案的主要局限在于，這些防火網(wǎng)極易被通常存在于此類環(huán)境中的灰塵阻塞，從而使燃燒性能惡化，例如使一氧化碳(CO)產(chǎn)量增加。所有這些都明顯地給在水加熱器周圍空氣附近的人員帶來危險。所以有必要控制該氣體的輸送，以便在空氣中檢測到易燃汽時切斷該氣體流，例如通過使用能檢測到超過可接收閾值的此類物質(zhì)的存在的傳感器裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種控制單元來控制可燃?xì)怏w的輸送，并能夠處理傳感器裝置所檢測到的值，該傳感器裝置用于控制閥門裝置的打開和/或關(guān)閉，該閥門裝置用于將該氣體輸送至水加熱器的燃燒器。
由下面的說明可以清楚了解這一目的以及其它目的，這些目的由用于控制閥門單元內(nèi)可燃?xì)怏w輸送的控制單元來實現(xiàn)，所述閥門單元具有如所附權(quán)利要求中所限定的特性。


參照附圖，本發(fā)明的特性和優(yōu)點在對其優(yōu)選示意實施例之一的說明中會更加清楚，該實施例以非限定方式進行說明描述，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于閥門組的控制單元的相關(guān)框圖，圖2是本發(fā)明的一個可選實施例相應(yīng)于前圖的框圖，圖3是上述各圖中閥門單元的控制單元的示意圖，該閥門單元與該根據(jù)本發(fā)明的控制單元相連接，圖4是本發(fā)明的又一種方案中相應(yīng)于圖3的示意圖。
具體實施方案首先參考圖1，附圖標(biāo)號1表示控制單元的整體，所述控制單元用于控制例如家用貯存式水加熱器的水加熱設(shè)備(未示出)的閥門單元2內(nèi)氣體的輸送。
可燃?xì)怏w通過作為氣體通道的主管道3進入該閥門單元。
閥門單元2包括在管道3內(nèi)的安全閥門4，該安全閥由手動設(shè)置的磁性單元5控制，該磁性單元本質(zhì)上為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，適于閥門的開啟和管道3中氣體的流動。
相對于氣體流向(圖1中以箭頭F表示)，在閥門4下游，管道3與第二管道6相連通，以將氣體供給到標(biāo)記為7的引燃噴嘴。
主管道3上還安裝有以恒溫方式操作的伺服閥門8，用于調(diào)節(jié)輸往主燃燒器9的氣體的壓力。上述伺服閥門8包括本質(zhì)上是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個熱機械型致動裝置，該致動裝置由一個對水溫變化敏感的調(diào)溫元件來控制，此類致動裝置的一個例子在以本申請人名義申請的意大利專利申請PD2000A000138中說明。
磁性單元5由引燃噴嘴7的火焰所加熱的熱電偶10所產(chǎn)生的電能來供電。
磁性單元5和熱電偶10通過電路11(圖3所示)電連接。
按照本發(fā)明，控制單元包括電路組件12，該電路組件12可以以例如電子卡的形式制造，其一端與閥門單元2相連，而另一端與檢測易燃汽的傳感器裝置13相連，下面將會更清楚地對其進行說明。
方便的是，傳感器13是這樣一種類型，其包括轉(zhuǎn)換裝置，該轉(zhuǎn)換裝置能夠?qū)⒈硎局車諝庵谐霈F(xiàn)易燃汽的信號轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，該電學(xué)量作為輸入信號被傳輸?shù)诫娐方M件12。此電學(xué)量為例如歐姆電阻R，但也可由所采用的不同轉(zhuǎn)換裝置來產(chǎn)生其它數(shù)值。
電路組件12還包括比較裝置(未示出)，該比較裝置用于比較傳感器13所產(chǎn)生的電阻R和電路組件邏輯中預(yù)設(shè)的閾值，每次檢測到的數(shù)值超過閾值時便產(chǎn)生一個用于控制閥門單元的信號S。
電路組件12還包括一個電子型開關(guān)14，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，它可操作地與多個與熱電偶10的電路11相連，用于斷開所述電路，從而，當(dāng)電路組件12所產(chǎn)生的信號S操作開關(guān)14時就會操作安全閥門4，從而切斷氣體管道3。
更特別的是，電子開關(guān)14為低歐姆電阻型，便于在電路11中與熱電偶10和磁性單元5串聯(lián)(圖3)。
與傳感器13連接的電路組件12由熱電堆發(fā)電裝置12a供電，該熱電堆發(fā)電裝置12a由引燃噴嘴7的火焰加熱。所述熱電堆裝置12a用于產(chǎn)生向電路組件12供電所必需的至少零點幾伏量級的電壓。
控制單元1還包括電池電能產(chǎn)生裝置15，該電能產(chǎn)生裝置15設(shè)置得主要用于向電路組件12供電，且限于在引燃噴嘴點火的初始階段，在該階段熱電堆裝置12a還無法向電路組件12提供足夠電能。熱電堆發(fā)電裝置的應(yīng)用有利地使得電池15的有效充電時間增加。
電池電能產(chǎn)生裝置15還用來向點火裝置16供電，該點火裝置16用于點燃引燃噴嘴的火焰，所述點火裝置包括電路組件12控制的電極17，以使得在傳感器裝置13檢測到易燃汽存在時便無法點燃。
標(biāo)號18表示電子按鈕，在引燃噴嘴7的點火階段由該按鈕電觸動點火裝置16。
為使得所述電阻性部分可以由熱電偶裝置10所產(chǎn)生的電能直接供電，采取了措施來適當(dāng)設(shè)置電路組件12的電阻性部分的尺寸，以減少電能消耗。
操作中，采取的措施是首先按壓磁性單元5的致動裝置，以使氣體經(jīng)由管道6直接到達(dá)引燃噴嘴7，在繼續(xù)按壓上述致動裝置時，對電子按鈕18的同時按壓使得以電池15的方式對電極17供電并在引燃噴嘴7點燃火焰具有可能。
一旦引燃噴嘴處的火焰充分加熱了熱電偶10，磁性單元5就被置位，氣體的輸送就由伺服閥門8的恒溫控制裝置來進行調(diào)節(jié)。
一旦傳感器13檢測到易燃汽的含量超出允許的閾值，歐姆電阻R就會超過(在邏輯電路中)預(yù)設(shè)的閾值，從而，被傳輸?shù)诫娮娱_關(guān)14的后續(xù)信號S就會斷開電路11，通過關(guān)閉安全閥門4和切斷氣體管路來阻止磁性單元5動作。
在引燃噴嘴7的點火階段(電子按鈕18已按下時)，設(shè)置得使電池15可以提供足夠電能，向電路組件12供電，從而，當(dāng)傳感器13檢測到易燃汽存在時，防止點火裝置16中的電子點火放電。
一旦點燃了引燃噴嘴7處的火焰，且進入了閥門單元2的正常工作階段，熱電堆發(fā)電裝置12a便代替電池15，產(chǎn)生足夠的電能，向電路供電。
圖2示出了本發(fā)明的可選實施例的框圖，與前例的不同之處主要在于，點火裝置16由電路組件12獨立控制，此類點火裝置為例如壓電型。
操作時，本發(fā)明的可選實施例的不同之處在于，在初始點火階段(為使氣體能夠通向引燃噴嘴)時，為了點燃引燃噴嘴處的火焰，使用者必須在按壓磁性單元的致動裝置的同時，手動地觸動點火裝置16。點燃后，火焰加熱熱電偶10，該熱電偶接著將磁性單元5置位，從而使得氣體能夠輸送到引燃噴嘴。
一旦引燃火焰被點燃，按鈕18的觸動就使傳感器13能夠進行檢測任何易燃汽的操作。在傳感器13檢測到的易燃汽超過容許閾值之處，類似前例，產(chǎn)生并傳輸?shù)诫娮娱_關(guān)14的信號S使得電子線路11的斷開和安全閥門4的隨之關(guān)閉(通過松開磁性單元5的磁體，并且例如使用用有彈性的彈簧裝置來迫使安全閥門4的閥片閉合)具有可能。
圖4示出與圖3對應(yīng)的、要應(yīng)用在圖1和圖2的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的另一變化例的框圖。
在該變化例中，類似于前例的細(xì)節(jié)以同一附圖標(biāo)號示出，該變化例的不同之處主要在于，電路組件12僅僅以電池15的方式供電，而未用到熱電堆發(fā)電裝置。而且，與傳感器相連的電路組件12的電阻性部分由熱電偶供電。這樣構(gòu)成的電路吸收低，可以由電池供電，同時能確保較長的工作周期。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有所要求的優(yōu)點，因而達(dá)到了所提出的目的。
權(quán)利要求
1.一種控制單元，用于控制閥門單元(2)中可燃?xì)怏w的輸送，這種閥門單元(2)包括用于在具有熱電偶(10)的磁性安全單元(5)的操作控制下切斷氣體的閥門裝置(4)，所述控制單元包括一個電路組件(12)，所述電路組件(12)設(shè)置得與適于檢測易燃汽或其它危險物質(zhì)的存在的傳感器(13)相連，所述電路組件(12)由電能產(chǎn)生裝置供電，所述電路組件(12)包括一個電子型開關(guān)(14)，所述電子型開關(guān)作用于電路(11)上，用于向磁性單元(5)供電，以便當(dāng)所述感應(yīng)器(13)檢測到易燃汽的存在時斷開所述電路并操作所述閥門裝置(4)以將其關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制單元，其中，所述電能產(chǎn)生裝置包括熱電堆裝置(12a)，所述熱電堆裝置由與所述閥門單元(2)相連的引燃噴嘴(7)的火焰提供能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制單元，其中，所述電能產(chǎn)生裝置具有電池(15)，且所述電路組件(12)設(shè)置得僅由所述具有電池(15)的電能產(chǎn)生裝置供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的控制單元，其中，所述傳感器(13)包括轉(zhuǎn)換裝置，所述轉(zhuǎn)換裝置適于把指示易燃汽存在的信號轉(zhuǎn)換為一個傳輸?shù)诫娐方M件的電學(xué)量，所述電路組件(12)包括用于比較該量的值與預(yù)設(shè)閾值的比較裝置，從而，每當(dāng)該電學(xué)量的值超過設(shè)定閾值時，所述比較裝置就會發(fā)出用于接通所述電子開關(guān)(14)的操作信號(S)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制單元，其中，所述電學(xué)量為歐姆電阻(R)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制單元，其中，所述電路組件(12)的電阻性部分由所述熱電偶(10)供電。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的控制單元，其中，所述電子開關(guān)(14)為低電阻型，并在所述電路(11)中與所述熱電偶(10)和所述磁性單元(5)串聯(lián)，以便為磁性單元(5)供電。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的控制單元，其中，所述電子開關(guān)(14)是金屬氧化物場效應(yīng)晶體管型的電子開關(guān)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的控制單元，還包括具有電池(15)的電能產(chǎn)生裝置，所述電池(15)設(shè)置為限于在引燃噴嘴(7)的點火階段向電路組件(12)供電，直到熱電堆發(fā)電裝置(12a)所產(chǎn)生的電能足以供給電路組件(12)為止。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的控制單元，其中，具有電池(15)的所述產(chǎn)生裝置與一個用于點燃引燃噴嘴(7)火焰的點火裝置(16)電連接，以便在點火階段為所述裝置(16)提供足夠電能。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制單元，其中，所述點火裝置(16)被所述電路組件(12)控制，從而，當(dāng)所述傳感器裝置(13)檢測到易燃汽的存在時，所述點火裝置(16)無法工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任意一項或多項所述的控制單元，其中，用于點燃引燃噴嘴(7)處火焰的點火裝置(16)被獨立于電路組件(12)設(shè)置并操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制單元，其中，所述點火裝置(16)為壓電型點火裝置。
14，一種閥門單元，用于輸送可燃?xì)怏w，特別是用于輸送水加熱設(shè)備中的可燃?xì)怏w，其中，所述閥門單元包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項或多項所述的用于控制氣體輸送的控制單元(1)。
全文摘要
一種控制單元，用于控制閥門單元(2)中可燃?xì)怏w的輸送，這種閥門單元(2)包括閥門裝置(4)，所述閥門裝置(4)用于在具有熱電偶(10)的磁性安全單元(5)的操縱控制下切斷氣體。所述控制單元包括一個電路組件(12)，所述電路組件(12)與適于檢測易燃汽或其它危險物質(zhì)的存在的傳感器(13)相連，所述電路組件由電能產(chǎn)生裝置供電。所述電路組件(12)包括一個電子型開關(guān)(14)，所述電子型開關(guān)(14)作用于電路(11)上，用于向磁性單元(5)供電，以便在所述感應(yīng)器(13)檢測到易燃汽的存在時斷開所述電路，并操縱所述閥門裝置(4)以使其關(guān)閉。
文檔編號F23N5/24GK1628228SQ02829194
公開日2005年6月15日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月21日
發(fā)明者馬西莫·賈科梅利, 妮古拉·特雷維薩納托, 布魯諾·巴爾博利尼 申請人:斯特拉普萊奇薩公開有限公司