專利名稱:熱水器燃燒室傳感系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃燒燃料的熱水器。
發(fā)明背景一種被廣泛使用的燃燒燃?xì)獾臒崴魇谴鎯?chǔ)式的，通常包括水箱、提供熱量至水箱的主燃?xì)馊紵?、一?jīng)請(qǐng)求則啟動(dòng)主燃燒器的立式導(dǎo)燃器、位于外殼基座附近并與燃燒器相鄰的空氣入口、廢氣煙道以及覆蓋這些元件的外殼的組合件。另一種燃燒燃?xì)獾臒崴魇撬矔r(shí)式的，該類型的熱水器具有通過(guò)熱交換器的水流通道，所述熱交換器同樣是由導(dǎo)燃器火焰啟動(dòng)的主燃燒器來(lái)加熱的。為了說(shuō)明的方便，下述說(shuō)明依照儲(chǔ)存式熱水器來(lái)進(jìn)行。然而，本發(fā)明并不局限于此類型。
設(shè)置熱水器的許多位置所具有的特殊困難在于這些位置也會(huì)被用于放置其他設(shè)備，如割草機(jī)、修剪器、除雪機(jī)等。通常會(huì)向位于所述位置的機(jī)器補(bǔ)給燃料。
已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了許多關(guān)于泄漏的汽油和相關(guān)的煙霧被意外點(diǎn)燃的事件。存在許多可用的點(diǎn)火源，例如冰箱、正在運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電燈開(kāi)關(guān)等。然而，燃?xì)鉄崴饔袝r(shí)會(huì)成為被懷疑的對(duì)象，因?yàn)樗鼈兺ǔ＞哂谐掷m(xù)燃燒的引燃火焰以及設(shè)置在地面或者地面附近的燃燒空氣入口，而這些位置正是泄漏可能發(fā)生的地方。
為了限制由于在燃燒燃?xì)獾臒崴鞲浇剂系囊馔庑孤┒赡軐?dǎo)致的點(diǎn)火，許多制造商已經(jīng)在其熱水器的設(shè)計(jì)中包含了消焰器。這種設(shè)計(jì)的一個(gè)示例在Valcic等的第6,293,230號(hào)美國(guó)專利中公開(kāi)。在這種設(shè)計(jì)中所使用的消焰器包括特定尺寸和形狀的出入口，所述的特定尺寸與形狀使得空氣與外部煙霧能夠以高于外部煙霧的火焰速度的速度通過(guò)出入口，從而將外部煙霧的點(diǎn)火和燃燒限制在燃燒室內(nèi)。
與這種火焰限制器的出入口相關(guān)的一個(gè)潛在問(wèn)題是，這些出入口可被位于其中或者其周圍的纖維屑、灰塵、油或者任何其他成分逐漸阻塞。當(dāng)出入口變得阻塞時(shí)，可能導(dǎo)致燃燒器不完全燃燒并且產(chǎn)生更多的CO。
放出CO以及蒸汽點(diǎn)火的一個(gè)通常結(jié)果是使得燃燒室中的溫度升高到超出正常的操作水平。提供這樣一種熱水器是有益的，該熱水器具有改進(jìn)系統(tǒng)，用于檢測(cè)燃燒室中溫度的上升并削減送達(dá)燃燒器的燃料，從而終止燃燒室中的燃燒的。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及燃燒燃料的熱水器以及用于感測(cè)燃燒燃料的熱水器的燃燒室的裝置的領(lǐng)域。
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種熱水器，該熱水器具有水容器；設(shè)置于該水容器下方的燃燒室，燃燒室至少部分地由具有內(nèi)表面的外殼形成；設(shè)置于燃燒室內(nèi)部的燃燒器；連接至燃燒器的燃料供應(yīng)管路；與燃料供應(yīng)管路相關(guān)的閥門；設(shè)置于外殼的內(nèi)部、并位于外殼的內(nèi)表面近端的可移動(dòng)的燃燒室傳感器，該燃燒室傳感器適于檢測(cè)對(duì)燃燒室中的異常進(jìn)行指示的溫度升高；以及與傳感器相關(guān)并與閥門可操作地相關(guān)的開(kāi)關(guān)，從而該開(kāi)關(guān)能夠響應(yīng)于傳感器所檢測(cè)到的溫度而觸發(fā)閥門切斷到達(dá)燃燒器的燃料。
另一方面涉及一種燃燒室溫度傳感系統(tǒng)，其包括具有傳感延伸部分和筒部的殼體；設(shè)置于筒部?jī)?nèi)部的傳感器，傳感器適于在到達(dá)預(yù)定溫度時(shí)從凹入位置操作至凸出位置；包括一構(gòu)件的開(kāi)關(guān)，所述構(gòu)件具有連接至第一接線端的固定的第一端部分以及向第二接線端偏壓的可移動(dòng)的第二端部分；以及設(shè)置于傳感器與所述構(gòu)件之間的軸部分，所述軸部分適于在傳感器從凹入位置轉(zhuǎn)移至凸處位置時(shí)使第二端部分遠(yuǎn)離第二接線端運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的又一個(gè)方面包括一種熱水器，該熱水器包括水容器；設(shè)置于水容器下方的燃燒室，燃燒室至少部分地由具有內(nèi)表面的外殼形成；設(shè)置于燃燒室內(nèi)部的燃燒器；連接至該燃燒器的燃料供應(yīng)管路；與所述燃料供應(yīng)管路相關(guān)的閥門；設(shè)置于外殼內(nèi)部、并位于內(nèi)表面近端的可移動(dòng)的燃燒室傳感器，該傳感器適于檢測(cè)對(duì)燃燒室中存在的一氧化碳的選定量進(jìn)行指示的溫度升高；以及與傳感器相關(guān)的開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)與閥門可操作地相關(guān)，從而所述開(kāi)關(guān)能夠響應(yīng)于傳感器所檢測(cè)的溫度而觸發(fā)閥門切斷供應(yīng)至燃燒器的燃料。
附圖簡(jiǎn)述為了達(dá)到闡述本發(fā)明的目的，附圖示出了目前優(yōu)選方式；應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不精確地局限于所示的裝置與手段。
圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的燃?xì)鉄崴鞯木植科书_(kāi)的側(cè)部正視圖；圖2是圖1所示的燃?xì)鉄崴鞯木植科书_(kāi)的前部正視圖；圖3是圖2所示的燃?xì)鉄崴飨虏康倪x定部分的前部正視圖；圖3A是圖3所示的部分結(jié)構(gòu)的分解圖；圖4是為了便于理解而去除燃燒器的燃料供應(yīng)管路組件的側(cè)視圖；圖5是圖4所示組件的俯視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的傳感系統(tǒng)的側(cè)部分解正視圖；圖7是圖6所示殼體部分的俯視圖；圖8是圖6所示隔板的俯視圖；圖9是圖6所示線路部分的仰視圖；圖10是圖6所示的傳感系統(tǒng)處于組裝狀態(tài)的一個(gè)實(shí)施方案的截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的、圖7所示傳感系統(tǒng)在閉合電路條件下插入了觀察孔蓋的截面圖；圖12是圖8所示傳感系統(tǒng)在電路斷開(kāi)條件下的截面圖。
具體實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)理解，下述說(shuō)明意欲參照附圖中選擇用來(lái)描述的本發(fā)明的各個(gè)具體方面，而并非用來(lái)限定或限制本發(fā)明，本發(fā)明應(yīng)由所附權(quán)利要求
來(lái)限定。
現(xiàn)在參照所有附圖，特別參照?qǐng)D1和圖2，數(shù)字“2”表示儲(chǔ)存式燃?xì)鉄崴?。熱水器2包括圍繞水箱6的外殼4以及位于燃燒室15中的主燃燒器14。煙道10穿過(guò)水箱6的中央，所述煙道10結(jié)合有一系列的隔片12，以更好傳遞主燃燒器14所產(chǎn)生的能量。水箱6優(yōu)選能夠使得加熱后的水的壓力保持為等于或大于可向熱水器2饋送的給水總管的壓力。優(yōu)選地，水箱6通過(guò)泡沫隔熱物8來(lái)隔熱。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，可選擇的隔熱物可包括玻璃纖維或者其它類型的纖維隔熱物。優(yōu)選地，玻璃纖維9圍繞燃燒室15以及水箱6的最底部。如果需要，可使用耐熱泡沫隔熱物。泡沫擋板7將泡沫隔熱物8與玻璃纖維隔熱物9分開(kāi)。
使用天然氣或者諸如LPG的其它燃?xì)獾闹魅紵?4位于水箱6的下面。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，可以替換使用其它合適的燃料。主燃燒器14使得燃?xì)馀c空氣的混合物燃燒，燃燒所產(chǎn)生的熱產(chǎn)物可能與熱空氣一起經(jīng)由煙道10上升。優(yōu)選地，水箱6設(shè)置有用于耐腐蝕的玻璃涂層。優(yōu)選在水箱6的底部5的內(nèi)表面3和外表面11上進(jìn)行涂覆。外表面11的涂層厚度優(yōu)選約為內(nèi)表面3的涂層厚度的一半。此外，優(yōu)選在煙道10下部相對(duì)的兩個(gè)表面上進(jìn)行涂覆。暴露于煙道氣體的表面厚度優(yōu)選約為暴露于水箱6中的水的表面厚度的一半。玻璃涂層有助于避免煙道和水箱表面結(jié)垢。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1-5，燃燒室15還具有導(dǎo)燃器49，導(dǎo)燃器49通過(guò)輔助燃料供應(yīng)管路47而連接至燃?xì)饪刂崎y門48。優(yōu)選由銅制成的套管52容納有來(lái)自火焰檢測(cè)熱電偶51的導(dǎo)線(未示出)，以確保在導(dǎo)燃器49沒(méi)有火焰時(shí)，燃?xì)饪刂崎y門48能夠切斷燃?xì)夤?yīng)。熱電偶51可選自本領(lǐng)域公知的器件。Robertshaw Model No.TS 750U是一種優(yōu)選的熱電偶。燃?xì)饪刂崎y門48通過(guò)燃料供應(yīng)管路21向燃燒器14供應(yīng)燃料。
圖1-5示出了從板25向外延伸的燃料供應(yīng)管路21和輔助燃料供應(yīng)管路47。板25能夠相對(duì)于構(gòu)成燃燒室15側(cè)壁的邊緣60可拆卸地密封。板25通過(guò)一對(duì)螺釘62或者其他合適的裝置固定到位。輔助燃料供應(yīng)管路47與燃料供應(yīng)管路21優(yōu)選穿過(guò)處于基本固定和密封狀態(tài)的板25。與點(diǎn)火線路64相同，套管52也延伸穿過(guò)處于基本固定和密封狀態(tài)的板25。點(diǎn)火線路64的一端連接到點(diǎn)火按鈕22而另一端連接到壓電點(diǎn)火器66(參見(jiàn)圖3和圖5)。例如，點(diǎn)火按鈕22可從通道產(chǎn)品公司(Channel Products)獲得，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，也可使用點(diǎn)火按鈕22的各種變型。輔助燃料供應(yīng)管路47、燃料供應(yīng)管路21和套管52中的每一個(gè)可分別通過(guò)壓緊螺母68、70和72可拆卸地連接到燃?xì)饪刂崎y門。壓緊螺母68、70和72中的每一個(gè)都是帶螺紋的，并與控制閥門48螺紋接合。
現(xiàn)在參考圖1-5，在熱量已經(jīng)從燃燒的產(chǎn)物傳遞到水箱6中所容納的水之后，燃燒的產(chǎn)物向上移動(dòng)并經(jīng)由煙道出口16移出外殼17的頂部。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，煙道出口16在常規(guī)情況下排氣到通風(fēng)換向器(draft diverter)17中，通風(fēng)換向器17隨后與向室外導(dǎo)氣的排氣道相連接。
熱水器2優(yōu)選安裝在支腳24上。該熱水器具有底盤26，支腳24將底盤26提升脫離地面。優(yōu)選地，底盤26具有用于接納燃燒空氣以及允許燃燒空氣穿過(guò)的一個(gè)或多個(gè)孔28或者其他機(jī)構(gòu)(未示出)。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，優(yōu)選以電子方式操作燃?xì)饪刂崎y門48。優(yōu)選地，當(dāng)向氣體控制閥門48提供功率時(shí)，閥門48可操作為開(kāi)啟位置。優(yōu)選地，閥門48控制通過(guò)燃料供應(yīng)管路21和輔助燃料供應(yīng)管路47的燃?xì)饬鲃?dòng)。優(yōu)選地，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，閥門48通過(guò)外部燃料供應(yīng)管路(未示出)而連接至燃料源。電能可以是由熱電偶產(chǎn)生的毫伏級(jí)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電能可以來(lái)自任何合適來(lái)源。電能被測(cè)量的范圍為從毫伏至240伏特的交流電壓。
優(yōu)選地，當(dāng)連接到閥門48的電源停止時(shí)，閥門48變?yōu)殛P(guān)閉。閥門48以眾所周知的方式關(guān)閉。僅作為一種實(shí)施例，閥門48可被彈簧偏壓為關(guān)閉位置，以及被電子致動(dòng)器開(kāi)啟。當(dāng)供應(yīng)至電子致動(dòng)器的電能停止時(shí)，彈簧可迫使閥門48到達(dá)關(guān)閉位置。
現(xiàn)在參考圖2、3和5，其示出了燃燒室傳感系統(tǒng)100。雖然并不是必須的，但所示的燃燒室傳感系統(tǒng)100設(shè)置在板25上。如果需要，燃燒室傳感系統(tǒng)100可以設(shè)置于例如邊緣60上。優(yōu)選地，傳感系統(tǒng)100可通過(guò)導(dǎo)線86而電連接到閥門48。為了描述傳感系統(tǒng)100的目的，術(shù)語(yǔ)“近(proximal)”和“遠(yuǎn)(distal)”分別表示與設(shè)置在燃燒室15內(nèi)部的燃燒器14接近和遠(yuǎn)離的方向。
現(xiàn)在參考圖6至12，系統(tǒng)100優(yōu)選包括傳感器殼體102、傳感器104、軸106，隔板108以及開(kāi)關(guān)部分110。該系統(tǒng)進(jìn)一步包含近端部分103、遠(yuǎn)端部分105和從近端部分103向遠(yuǎn)端部分105延伸的縱向軸線101。
優(yōu)選地，傳感器104設(shè)置于殼體102內(nèi)。隔板108設(shè)置于傳感器104的遠(yuǎn)側(cè)，軸106通過(guò)隔板108的中心通道148被插入。開(kāi)關(guān)部分110相對(duì)于隔板108設(shè)置在遠(yuǎn)側(cè)，位于隔板108的、朝向殼體102的面的相反側(cè)。當(dāng)傳感系統(tǒng)100被設(shè)置穿過(guò)板25時(shí)，殼體102是傳感系統(tǒng)100中被設(shè)置為最接近燃燒器14的部分。對(duì)應(yīng)地，開(kāi)關(guān)部分110是傳感系統(tǒng)中被設(shè)置為最遠(yuǎn)離燃燒器14的部分。雖然本文中描述了傳感系統(tǒng)100具有殼體102、傳感器104以及開(kāi)關(guān)部分110，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，應(yīng)用多種其他特定結(jié)構(gòu)并未偏離本發(fā)明的范圍。
優(yōu)選地，殼體102從其遠(yuǎn)端向其近端部分依次包括筒部120、凸緣部分122以及傳感延伸部分124。傳感延伸部分124在遠(yuǎn)離筒部120的方向上從凸緣部122向近端延伸。優(yōu)選地，筒部120通常是柱狀和中空的。筒部120包括通常為圓周的外壁126，外壁126限定了內(nèi)腔128。內(nèi)腔128的近端部分進(jìn)一步由內(nèi)壁130所限定。內(nèi)壁130通常與縱向軸線101相垂直。圓周脊132設(shè)置于內(nèi)腔128的內(nèi)部。圓周脊132基本圓周地繞內(nèi)壁130的外緣并沿著外壁126內(nèi)表面延伸。優(yōu)選地，遠(yuǎn)端的殼體唇緣166從外壁126朝向縱向軸線101且向遠(yuǎn)端延伸。雖然這里公開(kāi)了圓周的筒部120，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解筒部120可為任何合適的形狀。
凸緣部分122優(yōu)選設(shè)置在筒部120近端。優(yōu)選地，凸緣部分122具有位于其近端表面上的近端凸緣壁134，近端凸緣壁134通常垂直于縱向軸線101。優(yōu)選地，凸緣部分122的外表面136通常為六邊形。外表面136由多個(gè)外部平面部分136a和外部轉(zhuǎn)角136b組成。六邊形外表面136的外部轉(zhuǎn)角136b與筒部120的圓周外壁126相比，通常從縱向軸線101延伸距離較遠(yuǎn)。雖然這里示出了六邊形凸緣部分122，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，凸緣部分122可以具有許多不同的形狀，而不偏離本發(fā)明的范圍。
優(yōu)選地，傳感延伸部分124從近端凸緣壁134沿縱向軸線101向近端方向延伸。傳感延伸部分124包括通常為細(xì)長(zhǎng)的柱。優(yōu)選地，傳感延伸部分124的外表面138帶有螺紋，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，外表面138可以是平滑的或者具有其它某些合適的紋理，而并未偏離本發(fā)明的范圍。帶有螺紋的外表面138的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，其它部件可以相對(duì)容易地與傳感延伸部分124連接。一旦安裝在熱水器2中，傳感延伸部分則優(yōu)選地成為傳感系統(tǒng)100的、與燃燒器14最接近的部分。
傳感器104設(shè)置在內(nèi)腔128的內(nèi)部以及完全設(shè)置在邊緣60的內(nèi)部。傳感器104是通常為圓形的盤。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，傳感器104優(yōu)選為雙金屬速動(dòng)盤(snap disc)。傳感器104包含外圓周部分140和中央部分142。通常，如果從遠(yuǎn)端方向觀察，傳感器104偏置為凹入位置；而如果從近端方向觀察，該傳感器則偏置為凸出位置。為了本說(shuō)明書的目的，凹入位置與解開(kāi)(unsnapped)位置可互換使用。
優(yōu)選地，當(dāng)傳感器104插入內(nèi)腔128時(shí)，外圓周部分140與圓周脊132接合。圓周脊132從內(nèi)壁130提升足夠的高度，使得在外圓周部分140與圓周脊132接合時(shí)，中央部分142不會(huì)與內(nèi)壁130相接觸。傳感器104通常偏置為凹入位置，但在到達(dá)預(yù)定溫度時(shí)，其優(yōu)選操作至凸出位置。
隔板108通常為圓盤形，具有中心通道148，并適于在殼體部分102的內(nèi)腔128之內(nèi)部分配合。優(yōu)選地，隔板108通常被設(shè)置為與縱向軸線101垂直。隔板108包括近端隔板表面144和遠(yuǎn)端隔板表面146。隔板108包括中心隔板通道148，中心隔板通道148適于使得軸106能夠沿縱向軸線101穿過(guò)。遠(yuǎn)端唇緣150從遠(yuǎn)端隔板表面146向遠(yuǎn)端延伸，并遠(yuǎn)離邊緣60朝向外殼4延伸。優(yōu)選地，遠(yuǎn)端唇緣150沿中心隔板通道148在圓周上延伸。圓周框152沿遠(yuǎn)端隔板表面146的外邊緣設(shè)置。近端唇緣154從近端隔板表面144向近端延伸。優(yōu)選地，近端唇緣154沿近端表面144的外邊緣而圓周地設(shè)置。當(dāng)傳感系統(tǒng)100被組裝后，近端唇緣154與殼體部分102的圓周脊132接合。近端脊156沿近端唇緣154的內(nèi)邊緣155和近端表面144設(shè)置。
當(dāng)傳感器104插入內(nèi)腔128并且隔板108被設(shè)置于傳感器104上方或遠(yuǎn)端時(shí)，近端唇緣154圍繞傳感器104，從而限制了傳感器104的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。近端脊156并未與傳感器104壓縮接合來(lái)限制傳感器104沿縱向軸線101的運(yùn)動(dòng)；而只是設(shè)置于傳感器104的遠(yuǎn)端，從而寬松地限制了傳感器104的圓周部分140的縱向運(yùn)動(dòng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，近端脊156可與傳感器104壓縮接合，從而擠壓傳感器104抵靠殼體部分102的圓周脊132。優(yōu)選地，近端脊156在距離隔板108的近端表面144具有足夠距離處近端地設(shè)置，使得當(dāng)傳感器104從凹入位置操作為凸出位置時(shí)，傳感器104的中央部分142不與隔板108的近端表面144相接觸。
優(yōu)選地，軸部分106通常為細(xì)長(zhǎng)的堅(jiān)固柱狀件。軸部分106包括近軸端部分106a與遠(yuǎn)軸端部分106b。優(yōu)選地，軸106適于穿過(guò)中心通道148。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然這里示出的軸106與中心通道148通常具有柱狀外形，但也可使用任意形狀的外形。
優(yōu)選地，在傳感系統(tǒng)100的組裝期間，軸106通過(guò)中心通道148插入，從而與傳感器104的中央部分142接合。優(yōu)選地，軸106可通過(guò)中心通道148滑動(dòng)，而且即使具有摩擦阻力也不會(huì)很大。
開(kāi)關(guān)部分110包括為柱狀的開(kāi)關(guān)殼體158，所述殼體158具有包含近端唇緣162的近端160。近端唇緣162沿開(kāi)關(guān)殼體158的近端160圓周地延伸。優(yōu)選地，近端唇緣162的外直徑略小于筒部120的外壁126的內(nèi)直徑。優(yōu)選地，近端唇緣162的內(nèi)直徑大于遠(yuǎn)端隔板表面146的外直徑，從而使得唇緣162在圍繞遠(yuǎn)端隔板表面146時(shí)與圓周框152的遠(yuǎn)端表面相接觸。近端唇緣162的遠(yuǎn)端邊緣164限定了近端唇緣162的遠(yuǎn)側(cè)末端。近端唇緣162的遠(yuǎn)端邊緣164幾乎沿著開(kāi)關(guān)殼體158近端地設(shè)置，以至于當(dāng)開(kāi)關(guān)部分110插入殼體部分102的內(nèi)腔128中時(shí)，遠(yuǎn)端殼體唇緣166外壁126向近端唇緣162的遠(yuǎn)端邊緣164遠(yuǎn)端延伸。
包含第一引線168的電路位于開(kāi)關(guān)部分110的內(nèi)部，所述電路與第一接線端170可操作地連接。第一接線端170設(shè)置于開(kāi)關(guān)殼體158的內(nèi)部。第一接線端170與導(dǎo)電部件172固定地導(dǎo)電連接，所述導(dǎo)電部件172具有固定部分和撓性的可移動(dòng)部分。導(dǎo)電部件172優(yōu)選包括固定的第一接觸端174、可移動(dòng)的第二接觸端176和設(shè)置于固定的第一接觸端174與可移動(dòng)的第二接觸端176之間的U形彈簧部分178。導(dǎo)電部件172在第一接觸端174處與第一接線端170相連接。
第二引線180與固定的第二接線端182可操作地連接?？梢苿?dòng)的第二接觸端176被U形彈簧部分178朝向固定的第二接線端182偏壓。當(dāng)可移動(dòng)的第二接觸端176與固定的第二接線端182接觸時(shí)，在第一引線168和第二引線180之間具有持續(xù)的電連接。在這種情況下，第一引線168和第二引線180之間具有閉合電路。通過(guò)向可移動(dòng)的第二接觸端176向遠(yuǎn)端方向施力，可移動(dòng)的第二接觸端176可操作地遠(yuǎn)離第二接線端182，從而使得U形彈簧部分178壓縮。
如圖10所示，當(dāng)傳感系統(tǒng)100被組裝時(shí)，遠(yuǎn)軸端106b設(shè)置為剛好位于的第二接觸端176的下方。升高的凸出接觸表面184設(shè)置在可移動(dòng)的第二接觸端176的近端表面上。如果軸106朝向?qū)щ姴考?72在遠(yuǎn)端方向上平移，則升高的凸出接觸表面184適于與遠(yuǎn)軸端106b相接觸。當(dāng)軸106在遠(yuǎn)端方向上平移時(shí)，遠(yuǎn)軸端106b與升高的凸出接觸表面184相接觸。換言之，凸出接觸表面184基本與軸106的運(yùn)動(dòng)一致地相對(duì)于開(kāi)關(guān)部分110的平衡而移動(dòng)。如果軸106進(jìn)一步向遠(yuǎn)端平移，則第二接觸端176也向遠(yuǎn)端平移，并遠(yuǎn)離固定的第二接線端182。因而，可移動(dòng)的接觸端176也基本與軸106一致地相對(duì)于開(kāi)關(guān)部分110的平衡而移動(dòng)。當(dāng)可移動(dòng)的第二接觸端176遠(yuǎn)離固定的第二接線端182平移時(shí)，第一引線168與第二引線180之間的導(dǎo)電連接斷開(kāi)，從而使得開(kāi)關(guān)部分110斷開(kāi)(最好參照?qǐng)D12)。
優(yōu)選地，殼體部分120由黃銅或者其它具有相似導(dǎo)熱性質(zhì)的金屬構(gòu)成。傳感器104由本技術(shù)領(lǐng)域：
技術(shù)人員所熟知的用于雙金屬開(kāi)口盤的材料制成。隔板108與軸106優(yōu)選由陶瓷材料構(gòu)成。開(kāi)關(guān)部分110優(yōu)選包含多種材料的組合，每一種材料適于滿足特定的目的。作為實(shí)施例，優(yōu)選地，引線168、180、接線端170、182以及撓性的導(dǎo)電部件172傳導(dǎo)電流。開(kāi)關(guān)殼體158與復(fù)位軸186由通常對(duì)傳導(dǎo)的電流絕緣以及不能促進(jìn)其間電流流動(dòng)的材料制成，例如陶瓷。
在組裝時(shí)(最好如圖10所示，該圖的下部是近端方向而該圖的上部是遠(yuǎn)端方向)，傳感器104首先插入殼體部分102的內(nèi)腔128中。如果從上部或者遠(yuǎn)端方向觀察，傳感器104插入為凹入位置。這導(dǎo)致了傳感器104的中央部分142設(shè)置為與圓周部分140相比距離內(nèi)壁130近。
隔板108插入內(nèi)腔128中并在隔板104上方，以至于隔板的近端唇緣154與殼體部分102的圓周脊132接合。當(dāng)隔板的近端唇緣154與殼體部分102的圓周脊132接合時(shí)，傳感器104設(shè)置于殼體部分102與隔板108之間。在殼體部分102與隔板108之間應(yīng)當(dāng)具有足夠的空間，以允許傳感器104在凹入和凸出配置之間操作。
軸106經(jīng)由中心通道148插入，以使得近軸端106a與傳感器104的中央部分142的遠(yuǎn)端側(cè)相接合。當(dāng)近軸端106a與傳感器104的中央部分142的遠(yuǎn)端側(cè)接合時(shí)，近軸端106a從隔板108的遠(yuǎn)端唇緣150向近端方向延伸。
于是，開(kāi)關(guān)部分110的近端唇緣162插入筒部120的內(nèi)腔128中。開(kāi)關(guān)部分110在內(nèi)腔128中插入得足夠遠(yuǎn)，以使得近端唇緣162的遠(yuǎn)端邊緣164位于遠(yuǎn)端殼體唇緣166的近端。在組裝期間，遠(yuǎn)端殼體唇緣166朝向縱向軸線101卷起，因此使得開(kāi)關(guān)部分110部分保留在殼體部分102內(nèi)。通過(guò)設(shè)計(jì)合理的零件尺寸，開(kāi)關(guān)部分110進(jìn)一步部分保留于殼體部分102的內(nèi)部，因此，在近端唇緣162的外圓周表面與筒部120的外壁126的內(nèi)表面之間存在壓配合。
可移動(dòng)的復(fù)位軸186沿縱向軸線101穿過(guò)開(kāi)關(guān)部件110延伸。復(fù)位軸186的近端188適于與可移動(dòng)的第二電路端176的遠(yuǎn)端表面177相接合。因此，復(fù)位軸基本與軸176、凸出接觸表面184和可移動(dòng)的接觸端176一致地相對(duì)于開(kāi)關(guān)部件110的平衡而移動(dòng)。如果復(fù)位軸186向遠(yuǎn)端延伸超出了電路部分110的遠(yuǎn)端表面111，則遠(yuǎn)端190顯現(xiàn)。
當(dāng)傳感系統(tǒng)100被組裝時(shí)，從遠(yuǎn)端方向觀察，傳感器104位于凹入位置中，可移動(dòng)的第二接觸端176優(yōu)選地與固定的第二接線端182接觸。優(yōu)選地，軸106設(shè)置于傳感器104的中央部分142的遠(yuǎn)端表面與升高的凸出接觸表面184之間，而完全沒(méi)有與升高的凸出表面184接合，或者可選擇地，沒(méi)有向升高的凸出接觸表面184施加足夠的力以使得可移動(dòng)的第二電路端176遠(yuǎn)離固定的第二接線端182移動(dòng)。
優(yōu)選地，通過(guò)首先將組裝的系統(tǒng)100在末端105通過(guò)接入板25的孔插入而將系統(tǒng)100安裝到板25中。當(dāng)板25安裝在熱水器2上時(shí)，系統(tǒng)100優(yōu)選地從板25的內(nèi)側(cè)插入?？梢栽诎?5安裝到熱水器2上之前將系統(tǒng)100安裝到板中。參照?qǐng)D3A，沖模(die)接觸板25，以為系統(tǒng)100打孔，并形成從板25向外延伸的突起(tab)。系統(tǒng)100于是經(jīng)由新形成的孔從內(nèi)部設(shè)置于板25中。然后，壓力機(jī)(press)接觸突起，將它們形成在開(kāi)關(guān)部分110的圓帽部分202之上。
現(xiàn)在參照?qǐng)D11和圖12，系統(tǒng)100通過(guò)板25插入，其插入距離僅能使得開(kāi)關(guān)部分110延伸穿過(guò)板25。優(yōu)選地，筒部120的全部或者至少一部分設(shè)置于板25的孔內(nèi)部或者板25的內(nèi)(近端)側(cè)。在凸緣部分122的遠(yuǎn)端側(cè)與板25的近端面25a之間具有空間。隔板190可以設(shè)置于凸緣部分122與板25之間，以限制傳感組件100向遠(yuǎn)端的運(yùn)動(dòng)。，開(kāi)關(guān)部分110優(yōu)選地完全設(shè)置于板25的外部，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，開(kāi)關(guān)部分110的所有或者一部分可設(shè)置于板25或者燃燒室15的內(nèi)部。
傳感組件100可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的滑環(huán)緊固件(slipring fastner)192或者壓螺母緊固件(push nut fastener)而相對(duì)于板25保持到位。緊固件192優(yōu)選地與電路殼體158接合，從而在傳感組件100上施加向內(nèi)和向遠(yuǎn)端的力。優(yōu)選地，緊固件192向遠(yuǎn)端偏壓傳感系統(tǒng)，因此，凸緣122使隔板190抵靠板25的近端面25a壓縮接合。將系統(tǒng)100安裝至板25的各種可選的方法也是可能的。作為實(shí)施例，殼體158的一部分或者筒部120的外壁126可以是帶有螺紋的。相應(yīng)地，板25上可設(shè)置有與配對(duì)的螺紋(未示出)。另外，組件100和板25上相應(yīng)的槽(未示出)可以被成形用以在組件與板之間創(chuàng)建機(jī)械接合，例如直角轉(zhuǎn)向鎖合(quarter-turn lock)。也可以使用“C”或者“E”夾，或者通過(guò)將組件100的一部分點(diǎn)焊至板25，從而將組件100相對(duì)于板25保持?？蛇x地，在開(kāi)關(guān)部分110中具有至少一個(gè)、或者優(yōu)選兩個(gè)孔，并在板25上具有相對(duì)應(yīng)的孔。組件100可以使用雙頭螺栓(stud)或者其他熟知的緊固件與板25保持連接。
因?yàn)橥膊?20設(shè)置于板25的內(nèi)部或者板25的近端，因此傳感器104安裝在板25的內(nèi)部。傳感器104設(shè)置在沿縱向軸線101的某點(diǎn)處，該點(diǎn)通常與凸緣122的遠(yuǎn)端邊緣相齊平。這種設(shè)置確保了傳感器104設(shè)置在板25的內(nèi)部。板25的近端面25a與傳感器104之間的距離足夠大，以使得即使當(dāng)傳感器104從凹入配置操作至凸處配置時(shí)，傳感器104的全部都位于板25的內(nèi)部。
操作時(shí)，開(kāi)關(guān)部分110在一端與電源串聯(lián)，另一端與閥門48串聯(lián)。通常，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)部分110在一般設(shè)置于閉合位置，因此開(kāi)關(guān)部分110促進(jìn)了從電源至燃?xì)饪刂崎y門48的電流流動(dòng)。當(dāng)電能供應(yīng)因?yàn)殡娐窋嚅_(kāi)而中斷時(shí)，閥門48關(guān)閉。當(dāng)閥門48關(guān)閉時(shí)，流向燃燒器14的燃料流動(dòng)就會(huì)停止。
通常，在預(yù)定溫度時(shí)燃燒室15中會(huì)發(fā)生燃燒。該溫度是根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法設(shè)定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)理解，某些特定條件會(huì)導(dǎo)致燃燒室15內(nèi)的溫度升高至上述預(yù)定水平之上。這種在燃燒室15中的溫度升高可能指示了燃燒室15中的某些操作特性的改變，例如易燃蒸氣情況、或者在燃燒空氣輸入?yún)^(qū)域內(nèi)的纖維屑、灰塵、油或其它碎屑的積累，從而導(dǎo)致燃燒器14為不完全的富燃料燃燒。當(dāng)發(fā)生不完全的富燃料燃燒時(shí)，會(huì)放出不希望數(shù)量的一氧化碳。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，燃燒室15中升高的溫度還可指示某些其他不希望的情況。
殼體部分102是傳感系統(tǒng)100中的、設(shè)置為距離燃燒器最接近的部分。因此，殼體部分直接暴露于燃燒室15的熱量。熱量通過(guò)殼體部分102傳導(dǎo)至內(nèi)腔128。傳感器104檢測(cè)內(nèi)腔128的溫度。通過(guò)檢測(cè)內(nèi)腔128的溫度，傳感器104檢測(cè)燃燒室15的溫度。
當(dāng)傳感器104到達(dá)預(yù)定溫度時(shí)，傳感器104從凹入位置(如圖11所示)操作至凸出位置(如圖12所示)。當(dāng)傳感器104從凹入操作至凸出位置時(shí)，傳感器104的中央部分142向遠(yuǎn)端的運(yùn)動(dòng)使得軸106向遠(yuǎn)端平移，以至于軸106完全不會(huì)延伸或者突出進(jìn)入燃燒室15中，因此使得可移動(dòng)的第二電路端176向遠(yuǎn)端平移并遠(yuǎn)離固定的第二接線端182。通常，對(duì)于天然氣的設(shè)計(jì)，傳感器104從凹入位置操作為凸出位置的預(yù)定溫度處于華氏400度至460度的范圍內(nèi)。傳感器104的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案是適于在華式450度時(shí)從凹入位置操作至凸出位置。在使用丙烷作為燃料的設(shè)計(jì)中，優(yōu)選地設(shè)定預(yù)定溫度為華式300度至350度之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，傳感器104從凹入位置操作至凸出位置的預(yù)定溫度可變化而超出上述的范圍。
當(dāng)可移動(dòng)的第二電路端176遠(yuǎn)離固定的第二接線端182運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路斷開(kāi)并且電流不再經(jīng)由開(kāi)關(guān)部分110從第一引線168流向第二引線180。經(jīng)由開(kāi)關(guān)部分110流至閥門48的電流中斷將觸發(fā)閥門48的關(guān)閉且限制燃料向燃燒器14流動(dòng)。當(dāng)供應(yīng)至閥門48電能終止時(shí)，閥門48的關(guān)閉是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的過(guò)程。
優(yōu)選地，當(dāng)電路斷開(kāi)并且供應(yīng)至燃?xì)饪刂崎y門48的電能終止時(shí)，燃?xì)獠辉倌軌蛄髦寥紵鳌．?dāng)燃?xì)馔Ｖ沽飨蛉紵?4時(shí)，在燃燒室15內(nèi)的燃燒停止。
可通過(guò)向近端方向推動(dòng)復(fù)位軸186而使傳感系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)向近端方向推動(dòng)復(fù)位軸186時(shí)，復(fù)位軸186與可移動(dòng)的第二電路端176接合，第二電路端176與軸106接合，而軸106與傳感器104接合。當(dāng)使用者向復(fù)位軸186施加近端力時(shí)，上述的接合鏈將最終向傳感器104的中央部分142施力，并使得傳感器104從凸出位置“翻轉(zhuǎn)”回到凹入位置。
根據(jù)本文提供的內(nèi)容，對(duì)所描述的多個(gè)方面的變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)。因此，本發(fā)明的各個(gè)方面可通過(guò)其他具體形式來(lái)實(shí)施，而不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或?qū)傩裕虼吮景l(fā)明的范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求
來(lái)限定，而不應(yīng)由以上說(shuō)明書來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種熱水器，包括水容器；燃燒室，其設(shè)置于所述水容器下方，并至少部分地由具有內(nèi)表面的外殼形成；燃燒器，其設(shè)置于所述燃燒室的內(nèi)部；燃料供應(yīng)管路，其與所述燃燒器連接；閥門，其與所述燃料供應(yīng)管路相關(guān)；可移動(dòng)的燃燒室傳感器，其設(shè)置于所述外殼的內(nèi)部，位于所述外殼的所述內(nèi)表面近端，適于檢測(cè)對(duì)所述燃燒室中的異常進(jìn)行指示的溫度升高；以及開(kāi)關(guān)，其與所述傳感器相關(guān)，并可操作地與所述閥門相關(guān)，從而所述開(kāi)關(guān)響應(yīng)于由所述傳感器檢測(cè)的溫度而觸發(fā)所述閥門切斷供應(yīng)至所述燃燒器的燃料。
2.如權(quán)利要求
1所述的熱水器，其中，所述開(kāi)關(guān)進(jìn)一步包括可移動(dòng)的復(fù)位軸。
3.如權(quán)利要求
1所述的熱水器，其中，所述燃燒室傳感器進(jìn)一步包括具有中空部分的殼體以及遠(yuǎn)離所述中空部分延伸的傳感突起。
4.如權(quán)利要求
4所述的熱水器，其中，所述燃燒室傳感器設(shè)置在所述中空部分的內(nèi)部，并且適于檢測(cè)所述燃燒室傳感器殼體的溫度。
5.如權(quán)利要求
1所述的熱水器，其中，所述燃燒室傳感器是通常為圓形的盤，其在正常情況下偏置為凹入位置，并適于在到達(dá)預(yù)定溫度時(shí)操作為凸出位置。
6.如權(quán)利要求
5所述的熱水器，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述傳感器與所述開(kāi)關(guān)之間的軸部分，所述軸部分適于在所述傳感器從所述凹入位置轉(zhuǎn)換為所述凸出位置時(shí)朝向所述開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)，從而所述軸不會(huì)突起或延伸進(jìn)入所述燃燒室中。
7.如權(quán)利要求
6所述的熱水器，其中，所述開(kāi)關(guān)在正常情況下閉合，所述燃燒室傳感器從所述凹入位置至所述凸出位置的操作使得在正常情況下閉合的電路斷開(kāi)，從而使所述閥門關(guān)閉。
8.如權(quán)利要求
1所述的熱水器，其中，所述傳感器能夠復(fù)位。
9.如權(quán)利要求
1所述的熱水器，其中，所述開(kāi)關(guān)與所述閥門串聯(lián)。
10.如權(quán)利要求
1所述的熱水器，其中，所述外殼進(jìn)一步包括覆蓋所述外殼中的開(kāi)口的通道門。
11.如權(quán)利要求
10所述的熱水器，其中，所述燃燒室傳感器設(shè)置在所述通道門的內(nèi)部。
12.如權(quán)利要求
10所述的熱水器，其中，所述電路設(shè)置于外部。
13.一種燃燒室溫度傳感系統(tǒng)，包括殼體，其具有傳感延伸部分和筒部；傳感器，其設(shè)置于所述筒部的內(nèi)部，并適于在到達(dá)預(yù)定溫度時(shí)從凹入位置操作至凸出位置；開(kāi)關(guān)，其包括具有連接至第一接線端的固定的第一端部分以及偏壓至第二接線端的可移動(dòng)的第二端部分的構(gòu)件；以及軸部分，其設(shè)置于所述傳感器與所述構(gòu)件之間，適于在所述傳感器從凹入位置轉(zhuǎn)移至凸出位置時(shí)使得所述第二端部分遠(yuǎn)離所述第二接線端運(yùn)動(dòng)。
14.如權(quán)利要求
13所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述構(gòu)件偏壓至所述第二接線端時(shí)，所述開(kāi)關(guān)閉合。
15.如權(quán)利要求
13所述的系統(tǒng)，其尺寸和形狀被設(shè)計(jì)為使得所述系統(tǒng)能夠至少部分地安裝在熱水器的燃燒室內(nèi)部，從而使得所述傳感器能夠設(shè)置在所述燃燒室的內(nèi)部。
16.如權(quán)利要求
13所述的系統(tǒng)，其中，所述開(kāi)關(guān)進(jìn)一步包括與所述可移動(dòng)的第二端部分相關(guān)的可移動(dòng)的復(fù)位軸。
17.如權(quán)利要求
13所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述傳感器處于所述凸出位置時(shí)，所述軸部分遠(yuǎn)離所述傳感器延伸或者突出。
18.一種熱水器，包括水容器；燃燒室，其設(shè)置于所述水容器的下方，并至少部分地由具有內(nèi)表面的外殼形成；燃燒器，其設(shè)置于所述燃燒室的內(nèi)部；燃料供應(yīng)管路，其與所述燃燒器連接；閥門，其與所述燃料供應(yīng)管路相關(guān)；可移動(dòng)的燃燒室傳感器，其設(shè)置于所述外殼的內(nèi)部，位于所述內(nèi)表面近端，適于檢測(cè)對(duì)所述燃燒室中選定數(shù)量的一氧化碳進(jìn)行指示的溫度升高；以及開(kāi)關(guān)，其與所述傳感器相關(guān)，并可操作地與所述閥門相關(guān)，從而所述開(kāi)關(guān)響應(yīng)于由所述傳感器檢測(cè)的溫度而觸發(fā)所述閥門切斷供應(yīng)至所述燃燒器的燃料。
19.如權(quán)利要求
17所述的熱水器，其中，所述開(kāi)關(guān)進(jìn)一步包括可移動(dòng)的復(fù)位開(kāi)關(guān)。
20.如權(quán)利要求
17所述的熱水器，其中，所述燃燒室傳感器進(jìn)一步包括具有中空部分的殼體以及遠(yuǎn)離所述中空部分延伸的傳感突起。
21.如權(quán)利要求
20所述的熱水器，其中，所述燃燒室傳感器設(shè)置在所述中空部分的內(nèi)部，并適于檢測(cè)所述燃燒室傳感器殼體的溫度。
22.如權(quán)利要求
17所述的熱水器，其中，所述燃燒室傳感器是通常為圓形的盤，其在正常情況下偏置為凹入位置，并適于在到達(dá)預(yù)定溫度時(shí)操作為凸出位置。
23.如權(quán)利要求
22所述的熱水器，進(jìn)一步包括設(shè)置其所述傳感器與所述開(kāi)關(guān)之間的軸部分，所述軸部分適于在所述傳感器從所述凹入位置轉(zhuǎn)移至所述凸出位置時(shí)朝向所述開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)，從而所述軸不會(huì)突起或延伸進(jìn)入所述燃燒室中。
24.如權(quán)利要求
22所述的熱水器，其中，所述開(kāi)關(guān)在正常情況下閉合，并且所述燃燒室傳感器從所述凹入位置向所述凸出位置的操作使得在正常情況下閉合的電路斷開(kāi)，從而使所述閥門關(guān)閉。
25.如權(quán)利要求
17所述的熱水器，其中，所述傳感器能夠復(fù)位。
26.如權(quán)利要求
17所述的熱水器，其中，所述異常是所述燃燒室中的一氧化碳含量的增加。
27.如權(quán)利要求
17所述的熱水器，其中，所述異常是所述燃燒室中的燃燒溫度的升高。
28.如權(quán)利要求
17所述的熱水器，其中，所述異常包括外部煙霧的燃燒。
29.如權(quán)利要求
17所述的熱水器，其中，所述開(kāi)關(guān)與所述閥門串聯(lián)。
30.如權(quán)利要求
17所述的熱水器，其中，所述外殼進(jìn)一步包括覆蓋所述外殼的開(kāi)口的通道門。
專利摘要
熱水器的水容器下方設(shè)置有燃燒室，該燃燒室至少部分地由外殼所構(gòu)成。燃燒器設(shè)置于所述燃燒室的內(nèi)部并且燃料供應(yīng)管路與所述燃燒器連接。閥門與所述燃料供應(yīng)管路相關(guān)。燃燒室傳感傳感器設(shè)置于所述燃燒室的內(nèi)部，并適于檢測(cè)對(duì)所述燃燒室內(nèi)部的異常進(jìn)行指示的溫度升高。電路與所述傳感器和所述閥門連接，從而該電路能夠響應(yīng)于傳感器所檢測(cè)到的溫度而觸發(fā)所述閥門切斷至所述燃燒器的燃料。
文檔編號(hào)F24H9/20GK1995849SQ200610145945
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年11月28日
發(fā)明者邁克爾A·加若布蘭特, 埃里克·阿諾德, 杰夫L·里昂 申請(qǐng)人:美國(guó)熱水器公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan