專利名稱：氧含量檢測新法及燃氣熱水器缺氧保護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種用于氧含量檢測特別是用于燃氣熱水器的缺氧保護裝置。
燃氣熱水器給人類帶來現(xiàn)代文明的福音，但有時也會成為可怕的″殺手″，因它引起人身傷亡事故，國內(nèi)外時有發(fā)生。
追其原因，主要是因熱水器沒有安全裝置，或者該裝置(尤其是缺氧保護)可靠性不高所至一這又是現(xiàn)有技術尚未完滿解決的。
為此，發(fā)明人在半年前曾申報過一項中國專利(申請?zhí)?2109156.7)提出了解決這一問題的新方法，后在樣機制作的反復試驗中，觀察到一種自然現(xiàn)象——這是前人從未留心的，它的發(fā)現(xiàn)，尤其是對它的巧妙利用，是燃氣熱水器發(fā)展的一個重大突破。
本發(fā)明的目的，是利用新發(fā)現(xiàn)，進一步完善原設計，從根本上解決熱水器安全保護——尤其是缺氧保護這一國際難題。
下面，結合附圖對本發(fā)明作說明。
附


圖1是本發(fā)明裝置的結構示意圖，它主要由置于火焰(1)里的探極(2)、置于火焰周圍的柵極(3)、以及相應的電路(4)、執(zhí)行機構(5)組成，其中探極(2)上加有測試電壓(測試信號)，柵極(3)直接或通過燃燒器(21)或盒(7)與電路(4)保持良好的電接通。
本發(fā)明在專用于缺氧保護時，可巧借原熱水器的長明小火有關機構，只是將小火燃燒器加以更換，其結構如圖2所示。它將長明小火″一分為二″，即在燃氣與空氣首次混合的混合氣通路設有隔離檔板(22)，將長明火燃燒器分為兩部分其中靠近主燃燒器部分的管側適當位置設有出氣孔6(D)，引出點火小火1(D)，它有相應的探極2(D)、柵極3(D)；另部分上部開出氣孔6(T)，引出探測小火1(T)，它也有相應的探極2(T)，柵極3(T)上述的探極、柵極以及火焰共同組成了一個氧含量傳感器，與早期的電子管有些相似，其兩個極的材料、形狀、大小以及與火焰的相對位置依不同需要確定，下面提供的是經(jīng)過反復試驗優(yōu)選的，″來之不易″。選用耐熱、導電但導熱性較差的材料(如鎳鉻合金)制成，針狀探極在用于氧含量測量時，它垂直向下指向火焰出氣孔的中心，并與火焰保持良好的接觸；在用于缺氧保護時，在探測小火部分，它水平或近似水平指向，與垂直向上的火焰1的交角在(90°±80°)范圍內(nèi)選取，探極尖端伸入火焰里，離出氣孔中心相距(8±6)mm，在點火小火部分，探極深入點火小火1(D)內(nèi)，與出氣孔相距(10±8)mm。柵極在用于探測小火時，可以制成如圖3所示的前四種形狀，即柵狀(31)、籠狀(32)、網(wǎng)狀(33)垂直安裝的彈簧狀(34)，它們均布置在以垂直向上的火焰為軸心的圓柱或棱柱面上，而在用于缺氧保護的點火小火部分，其形狀可以是水平或近似水平安裝的彈簧狀(35)或平面彈簧狀(36)或別的形狀，各種柵極的大小以及與火焰的相對位置以能在火焰變化中始終與火焰外部保持良好的接觸為佳。
本發(fā)明的另一個關鍵也即難點是它的電子電路，圖4畫出了原理框圖。在電路中，探極2(T)和2(D)各設有靈敏度調(diào)節(jié)單元41(T)和41(D)，它們可方便地選擇氧含量，其中41(T)的靈敏度比41(D)高，它在氧含量較高時首先發(fā)出相應控制信號，氧含量再低時41(D)后發(fā)出相應信號，作為″二道保險″。靈敏度調(diào)節(jié)和信號及放大單元(42)組成缺氧檢測部分，該部分發(fā)出的控制信號經(jīng)報警單元(43)使發(fā)光二極管(LD)發(fā)出閃光報警信號，隨著缺氧量的下降，經(jīng)(44)使報警器(FM)發(fā)出斷續(xù)報警聲，繼續(xù)下降到一定值，經(jīng)(45)單元使執(zhí)行機構(5)關閉燃氣，報警聲長鳴，電路中框(46)設有與缺氧保護并列的其它功能，如熄火、超溫、過熱、定時等保護及電子脈沖點火等。
在用于氧含量測量時，它還需設有其它附屬機構，如燃氣調(diào)壓、穩(wěn)壓機構、貯燃氣瓶、空氣采樣及預處理機構等(圖中沒畫出)，此時的執(zhí)行機構(5)即是調(diào)整與顯示，它可方便地讀出氧氣的含量。
火焰出氣孔也有講究，它的形狀、大小、氣孔數(shù)要依不同需要確定，在用于氧含量測量時，可在噴嘴上以中心孔為圓心的圓環(huán)上開(4-6)個φ(0.2-1.5)mm的孔，在用于缺氧保護的探測時，在噴嘴中心開一個φ(0.2-4)mm的孔，而用于點火小火時，則在管側開(1-3)個(φ0.5-3)mm的孔，孔間可由(0-1)mm的窄縫勾通火焰可設隔離盒(7)，它的形狀和大小，在用于氧含量測量時，可制成圓筒形，而在氧含量探測小火時，可制成長方形或(矩形)盒形，它的頂部可設有防水蓋(25)，前部可設有蓋(27)，(27)上有若干觀察孔(28)，其點火小火不設盒，僅利用探測部分的盒即可。
該裝置的點火采用電子脈沖點火，其點火針可以借用探極(2)，也可專設，在用于缺氧保護時，也可利用原點火機構，此時，小盒(7)靠近點火噴火口一側設有點火進火孔(26)，或者利用蓋(25)與盒(7)間形成的縫隙(29)。
與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明有一系列優(yōu)點，優(yōu)勢明顯。在用于氧含量檢測，現(xiàn)有裝置結構復雜、價格貴(約一萬元人民幣)，而它的價格不到其百分之一。尤其是用于燃氣熱水器缺氧保護，解決了現(xiàn)有技術無法解決的一個大難題，它可適用于各種氣源，不受氣源壓力波動及當時使用情況的影響，只要氧含量降至國標規(guī)定的17±1％范圍，會報警關閉燃氣。為了使熱水器的安全性達到″萬無一失″，本發(fā)明設計了″自檢—報警—關閉—二系統(tǒng)關—定時關″″五道防線″，挽救直排式熱水器于危難之時，使生產(chǎn)廠放心，用戶滿意。
本發(fā)明的普及推廣，將對燃氣熱水器的生產(chǎn)、管理以及使用帶來變革，有顯著的社會效益和美好的發(fā)展前景。
權利要求1.一種用于氧含量檢測特別是用于燃氣熱水器缺氧保護的裝置，其特征在于它由置于火焰(1)里的探極(2)、置于火焰周圍的柵極(3)以及相應的電路(4)、執(zhí)行機構(5)組成，其中探極(2)上加有測試電壓，柵極(3)直接或通過燃燒器(21)或盒(7)與電路(4)保持良好的電接通。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，在專用于缺氧保護時，其特征是在燃氣與空氣首次混合的混合氣通路設有隔離檔板(22)，將長明火燃燒器分為兩部分其中靠近主燃燒器部分的管側適當位置設有出氣孔6(D)，引出點火小火1(D)，它有相應的探極2(D)、柵極3(D)；另部分上部開出氣孔6(T)，引出探測小火1(T)，它也有相應的探極2(T)，柵極3(T)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于探極(2)用耐熱、導電鎳鉻絲制成，它與火焰(1)的相對位置依不同需要確定，在用于氧含量測量時，它垂直向下指向火焰出氣孔的中心， 并與火焰保持良好的接觸；在用于缺氧保護時，在探測小火部分，它與垂直向上的火焰1成適當?shù)慕唤窃?90°±80°)之間，探極尖端伸入火焰里，離出氣孔中心相距(8±6)mm，在點火小火部分，探極深入點火小火1(D)內(nèi)，與出氣孔相距(10±8)mm。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于柵極(3)用耐熱、導電鎳鉻合金制成，它的形狀、大小以及與火焰的相對位置依不同需要確定，在用于氧含量測量或缺氧保護探測部分，其優(yōu)選的形狀是柵狀(31)、籠狀(32)、網(wǎng)狀(33)及垂直安裝的彈簧狀(34)，均布置在以垂直向上的火焰為軸心的圓柱或棱柱面上，而在用于缺氧保護的點火小火部分，其形狀可以是水平安裝的彈簧狀(35)或平面彈簧狀(36)。
5.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于在電路(4)里，探極2(T)和2(D)各設有靈敏度調(diào)節(jié)單元41(T)和41(D)，其中41(T)的靈敏度調(diào)節(jié)的比41(D)高。
6.根據(jù)權利要求2或5所述的裝置，其特征在于在電路(4)里，靈敏度調(diào)節(jié)單元41(T)、41(D)和信號及放大單元(42)共同組成缺氧檢測部分，該部分發(fā)出的控制信號經(jīng)報警單元(43)使發(fā)光二極管(LD)發(fā)出閃光報警信號，隨著缺氧量的下降，經(jīng)(44)使報警器(FM)發(fā)出斷續(xù)報警聲，繼續(xù)下降到一定值，經(jīng)(45)單元使執(zhí)行機構(5)關閉燃氣。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述燃氣出氣孔(5)在用于氧含量測量時，可在噴嘴上以中心孔為圓心的圓環(huán)上開(4-6)個(φ0.2-φ1.5)mm的孔，在用于缺氧保護的探測時，在噴嘴中心開一個(φ0.2-φ4)mm的孔，而用于點火小火時，則在管側開(1-3)個(φ0.5-3)mm的孔，孔間可由(0-1)mm的窄縫勾通。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于火焰可設隔離盒(7)，在用于氧含量測量時，可制成圓筒形，而在氧含量探測小火時，可制成長方形或(矩形)盒形，它的頂部可設有防水蓋(25)，前部可設有蓋(27)，(27)上有若干觀察孔(28)，其點火小火不設盒，僅利用探測部分的盒即可。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于該裝置的點火采用電子脈沖點火，其點火針可以借用探極(2)，也可專設，在用于缺氧保護時，也可利用原點火機構，此時，小盒(7)靠近點火噴火口一側設有點火進火孔(26)，或者利用蓋(25)與盒(7)間形成的縫隙(29)。
專利摘要一種用于氧含量檢測特別是用于燃氣熱水器缺氧保護的裝置，由置于火焰里的探極、柵極及相應的電路、執(zhí)行機構組成，它結構簡單、造價低廉、調(diào)整容易、高度可靠、確實從根本上解決了熱水器缺氧保護這一難題，它的普及推廣，將引起熱水器生產(chǎn)、管理及使用的變革，有顯著的社會效益和美好的發(fā)展前景。
文檔編號F24H9/20GK2268936SQ93205549
公開日1997年11月26日 申請日期1993年3月15日 優(yōu)先權日1993年3月15日
發(fā)明者張騰廣 申請人:張騰廣