专利名称：用于控制阀门单元、特别是水加热设备阀门单元内可燃气体输送的控制单元以及包括该 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制阀门单元中可燃气体的输送，尤其是用于水加热设备的控制单元中可燃气体的输送。
本发明还涉及一种包括上述控制单元的阀门单元。
背景技术：
本发明特别适用于但不仅限于例如家用贮存式水加热器的洁净水加热设备的控制领域。
此类设备典型地包含阀门装置，所述阀门装置用于将气体输送至具有恒温控制的燃烧器，也即一种包括“热机械恒温(thermo-mechanicalthermostat)”控制设备的燃烧器，这种控制设备的优点在于其运行不需要任何外部供给。在例如以本申请人名义申请的意大利专利申请PD2000A000138中描述了此种控制设备。
在贮存式水加热器的特殊方面，已知的是，在例如用于停放机动车和/或储存诸如溶剂油、清漆、汽油和类似物质的易燃材料的车库的环境中使用上述设备。在这些场合，由于这些物质从储存容器的泄漏或燃料从机动车中的泄漏，液体或者气化物有可能被水加热器的燃烧器中出现的火焰点燃，从而导致严重的后果。
至少是作为解决此问题的部分方案，现有技术提出在水加热器的燃烧室进气口处使用特殊防火网，这些网的网格很密，用于限制火焰进入燃烧室内部，防止火焰扩散到水加热器外并从而蔓延至周围空气中。
此种解决方案的主要局限在于，这些防火网极易被通常存在于此类环境中的灰尘阻塞，从而使燃烧性能恶化，例如使一氧化碳(CO)产量增加。所有这些都明显地给在水加热器周围空气附近的人员带来危险。所以有必要控制该气体的输送，以便在空气中检测到易燃汽时切断该气体流，例如通过使用能检测到超过可接收阈值的此类物质的存在的传感器装置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种控制单元来控制可燃气体的输送，并能够处理传感器装置所检测到的值，该传感器装置用于控制阀门装置的打开和/或关闭，该阀门装置用于将该气体输送至水加热器的燃烧器。
由下面的说明可以清楚了解这一目的以及其它目的，这些目的由用于控制阀门单元内可燃气体输送的控制单元来实现，所述阀门单元具有如所附权利要求中所限定的特性。
参照附图，本发明的特性和优点在对其优选示意实施例之一的说明中会更加清楚，该实施例以非限定方式进行说明描述，其中图1是根据本发明的用于阀门组的控制单元的相关框图，图2是本发明的一个可选实施例相应于前图的框图，图3是上述各图中阀门单元的控制单元的示意图，该阀门单元与该根据本发明的控制单元相连接，图4是本发明的又一种方案中相应于图3的示意图。
具体实施方案首先参考图1，附图标号1表示控制单元的整体，所述控制单元用于控制例如家用贮存式水加热器的水加热设备(未示出)的阀门单元2内气体的输送。
可燃气体通过作为气体通道的主管道3进入该阀门单元。
阀门单元2包括在管道3内的安全阀门4，该安全阀由手动设置的磁性单元5控制，该磁性单元本质上为传统结构，适于阀门的开启和管道3中气体的流动。
相对于气体流向(图1中以箭头F表示)，在阀门4下游，管道3与第二管道6相连通，以将气体供给到标记为7的引燃喷嘴。
主管道3上还安装有以恒温方式操作的伺服阀门8，用于调节输往主燃烧器9的气体的压力。上述伺服阀门8包括本质上是传统结构的一个热机械型致动装置，该致动装置由一个对水温变化敏感的调温元件来控制，此类致动装置的一个例子在以本申请人名义申请的意大利专利申请PD2000A000138中说明。
磁性单元5由引燃喷嘴7的火焰所加热的热电偶10所产生的电能来供电。
磁性单元5和热电偶10通过电路11(图3所示)电连接。
按照本发明，控制单元包括电路组件12，该电路组件12可以以例如电子卡的形式制造，其一端与阀门单元2相连，而另一端与检测易燃汽的传感器装置13相连，下面将会更清楚地对其进行说明。
方便的是，传感器13是这样一种类型，其包括转换装置，该转换装置能够将表示周围空气中出现易燃汽的信号转换为电学量，该电学量作为输入信号被传输到电路组件12。此电学量为例如欧姆电阻R，但也可由所采用的不同转换装置来产生其它数值。
电路组件12还包括比较装置(未示出)，该比较装置用于比较传感器13所产生的电阻R和电路组件逻辑中预设的阈值，每次检测到的数值超过阈值时便产生一个用于控制阀门单元的信号S。
电路组件12还包括一个电子型开关14，例如金属氧化物半导体场效应晶体管，它可操作地与多个与热电偶10的电路11相连，用于断开所述电路，从而，当电路组件12所产生的信号S操作开关14时就会操作安全阀门4，从而切断气体管道3。
更特别的是，电子开关14为低欧姆电阻型，便于在电路11中与热电偶10和磁性单元5串联(图3)。
与传感器13连接的电路组件12由热电堆发电装置12a供电，该热电堆发电装置12a由引燃喷嘴7的火焰加热。所述热电堆装置12a用于产生向电路组件12供电所必需的至少零点几伏量级的电压。
控制单元1还包括电池电能产生装置15，该电能产生装置15设置得主要用于向电路组件12供电，且限于在引燃喷嘴点火的初始阶段，在该阶段热电堆装置12a还无法向电路组件12提供足够电能。热电堆发电装置的应用有利地使得电池15的有效充电时间增加。
电池电能产生装置15还用来向点火装置16供电，该点火装置16用于点燃引燃喷嘴的火焰，所述点火装置包括电路组件12控制的电极17，以使得在传感器装置13检测到易燃汽存在时便无法点燃。
标号18表示电子按钮，在引燃喷嘴7的点火阶段由该按钮电触动点火装置16。
为使得所述电阻性部分可以由热电偶装置10所产生的电能直接供电，采取了措施来适当设置电路组件12的电阻性部分的尺寸，以减少电能消耗。
操作中，采取的措施是首先按压磁性单元5的致动装置，以使气体经由管道6直接到达引燃喷嘴7，在继续按压上述致动装置时，对电子按钮18的同时按压使得以电池15的方式对电极17供电并在引燃喷嘴7点燃火焰具有可能。
一旦引燃喷嘴处的火焰充分加热了热电偶10，磁性单元5就被置位，气体的输送就由伺服阀门8的恒温控制装置来进行调节。
一旦传感器13检测到易燃汽的含量超出允许的阈值，欧姆电阻R就会超过(在逻辑电路中)预设的阈值，从而，被传输到电子开关14的后续信号S就会断开电路11，通过关闭安全阀门4和切断气体管路来阻止磁性单元5动作。
在引燃喷嘴7的点火阶段(电子按钮18已按下时)，设置得使电池15可以提供足够电能，向电路组件12供电，从而，当传感器13检测到易燃汽存在时，防止点火装置16中的电子点火放电。
一旦点燃了引燃喷嘴7处的火焰，且进入了阀门单元2的正常工作阶段，热电堆发电装置12a便代替电池15，产生足够的电能，向电路供电。
图2示出了本发明的可选实施例的框图，与前例的不同之处主要在于，点火装置16由电路组件12独立控制，此类点火装置为例如压电型。
操作时，本发明的可选实施例的不同之处在于，在初始点火阶段(为使气体能够通向引燃喷嘴)时，为了点燃引燃喷嘴处的火焰，使用者必须在按压磁性单元的致动装置的同时，手动地触动点火装置16。点燃后，火焰加热热电偶10，该热电偶接着将磁性单元5置位，从而使得气体能够输送到引燃喷嘴。
一旦引燃火焰被点燃，按钮18的触动就使传感器13能够进行检测任何易燃汽的操作。在传感器13检测到的易燃汽超过容许阈值之处，类似前例，产生并传输到电子开关14的信号S使得电子线路11的断开和安全阀门4的随之关闭(通过松开磁性单元5的磁体，并且例如使用用有弹性的弹簧装置来迫使安全阀门4的阀片闭合)具有可能。
图4示出与图3对应的、要应用在图1和图2的本发明的结构的另一变化例的框图。
在该变化例中，类似于前例的细节以同一附图标号示出，该变化例的不同之处主要在于，电路组件12仅仅以电池15的方式供电，而未用到热电堆发电装置。而且，与传感器相连的电路组件12的电阻性部分由热电偶供电。这样构成的电路吸收低，可以由电池供电，同时能确保较长的工作周期。
本发明相对于现有技术具有所要求的优点，因而达到了所提出的目的。
权利要求
1.一种控制单元，用于控制阀门单元(2)中可燃气体的输送，这种阀门单元(2)包括用于在具有热电偶(10)的磁性安全单元(5)的操作控制下切断气体的阀门装置(4)，所述控制单元包括一个电路组件(12)，所述电路组件(12)设置得与适于检测易燃汽或其它危险物质的存在的传感器(13)相连，所述电路组件(12)由电能产生装置供电，所述电路组件(12)包括一个电子型开关(14)，所述电子型开关作用于电路(11)上，用于向磁性单元(5)供电，以便当所述感应器(13)检测到易燃汽的存在时断开所述电路并操作所述阀门装置(4)以将其关闭。
2.根据权利要求1所述的控制单元，其中，所述电能产生装置包括热电堆装置(12a)，所述热电堆装置由与所述阀门单元(2)相连的引燃喷嘴(7)的火焰提供能量。
3.根据权利要求1所述的控制单元，其中，所述电能产生装置具有电池(15)，且所述电路组件(12)设置得仅由所述具有电池(15)的电能产生装置供电。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的控制单元，其中，所述传感器(13)包括转换装置，所述转换装置适于把指示易燃汽存在的信号转换为一个传输到电路组件的电学量，所述电路组件(12)包括用于比较该量的值与预设阈值的比较装置，从而，每当该电学量的值超过设定阈值时，所述比较装置就会发出用于接通所述电子开关(14)的操作信号(S)。
5.根据权利要求4所述的控制单元，其中，所述电学量为欧姆电阻(R)。
6.根据权利要求2所述的控制单元，其中，所述电路组件(12)的电阻性部分由所述热电偶(10)供电。
7.根据前述权利要求中一项或多项所述的控制单元，其中，所述电子开关(14)为低电阻型，并在所述电路(11)中与所述热电偶(10)和所述磁性单元(5)串联，以便为磁性单元(5)供电。
8.根据前述权利要求中一项或多项所述的控制单元，其中，所述电子开关(14)是金属氧化物场效应晶体管型的电子开关。
9.根据前述权利要求中一项或多项所述的控制单元，还包括具有电池(15)的电能产生装置，所述电池(15)设置为限于在引燃喷嘴(7)的点火阶段向电路组件(12)供电，直到热电堆发电装置(12a)所产生的电能足以供给电路组件(12)为止。
10.根据前述权利要求中一项或多项所述的控制单元，其中，具有电池(15)的所述产生装置与一个用于点燃引燃喷嘴(7)火焰的点火装置(16)电连接，以便在点火阶段为所述装置(16)提供足够电能。
11.根据权利要求10所述的控制单元，其中，所述点火装置(16)被所述电路组件(12)控制，从而，当所述传感器装置(13)检测到易燃汽的存在时，所述点火装置(16)无法工作。
12.根据权利要求1至9中的任意一项或多项所述的控制单元，其中，用于点燃引燃喷嘴(7)处火焰的点火装置(16)被独立于电路组件(12)设置并操作。
13.根据权利要求12所述的控制单元，其中，所述点火装置(16)为压电型点火装置。
14，一种阀门单元，用于输送可燃气体，特别是用于输送水加热设备中的可燃气体，其中，所述阀门单元包括根据前述权利要求中任意一项或多项所述的用于控制气体输送的控制单元(1)。
全文摘要
一种控制单元，用于控制阀门单元(2)中可燃气体的输送，这种阀门单元(2)包括阀门装置(4)，所述阀门装置(4)用于在具有热电偶(10)的磁性安全单元(5)的操纵控制下切断气体。所述控制单元包括一个电路组件(12)，所述电路组件(12)与适于检测易燃汽或其它危险物质的存在的传感器(13)相连，所述电路组件由电能产生装置供电。所述电路组件(12)包括一个电子型开关(14)，所述电子型开关(14)作用于电路(11)上，用于向磁性单元(5)供电，以便在所述感应器(13)检测到易燃汽的存在时断开所述电路，并操纵所述阀门装置(4)以使其关闭。
文档编号F23N5/24GK1628228SQ02829194
公开日2005年6月15日 申请日期2002年6月21日 优先权日2002年6月21日
发明者马西莫·贾科梅利, 妮古拉·特雷维萨纳托, 布鲁诺·巴尔博利尼 申请人:斯特拉普莱奇萨公开有限公司