專利名稱：多級可變輸出閥單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于控制具有氣閥的燃?xì)庥镁叩南到y(tǒng)，且更具體而言涉及用于控制到這種用具的氣流的氣閥。
背景技術(shù)：
本部分提供涉及本公開的背景信息，其不必是現(xiàn)有技術(shù)。以兩個固定氣流速度操作的燃?xì)狻⑴瘹鉅t子一般被稱為兩級爐。比起單級爐，業(yè)主可能更優(yōu)先選擇兩級爐，因為兩級爐提供提高的性能和舒適度。

發(fā)明內(nèi)容
本部分提供本公開的一般描述，且并不是其全部范圍或其全部特征的全面公開。公開了用于兩級加熱設(shè)備的閥單元和相關(guān)閥控制器的各個示例性實施例。示例性實施例包括用于調(diào)節(jié)到兩級燃燒設(shè)備的氣流的閥單元。閥單元包括閥構(gòu)件，該閥構(gòu)件可通過線圈產(chǎn)生的磁場移動，以改變通過閥單元的氣流速度。第一和第二連接器配置成分別接收高級激活信號和低級激活信號。閥單元包括閥控制器，該閥控制器配置成控制線圈，以在存在高級激活信號時建立高級氣流速度，且配置成控制線圈以在存在低級激活信號時建立低級氣流速度，直到預(yù)定低級時間限制。閥控制器還配置成，在超過預(yù)定低級時間限制存在低級激活信號時，建立低級和高級氣流速度之間的至少一個氣流速度。從此處提供的描述，將顯見其他應(yīng)用領(lǐng)域。該概述部分中的描述和特定示例僅旨在用于說明目的且并不旨在限制本公開的范圍。


此處描述的附圖僅用于所選實施例且并非所有可能實現(xiàn)方式的說明性目的，且并不旨在限制本公開的范圍。圖I示出兩級控制器的示意圖，該兩級控制器在具有可與兩級控制器一同操作的閥單元的兩級加熱設(shè)備內(nèi)；圖2示出用于控制兩級加熱設(shè)備內(nèi)的氣流的多級閥單元的示例性實施例的剖面圖；圖3示出根據(jù)本公開的原理、圖2中的多級閥單元的透視圖；圖4示出用于控制兩級加熱設(shè)備內(nèi)的氣流的多級閥單元的另一示例性實施例的剖面圖；以及圖5示出根據(jù)本公開的原理的閥控制器的示意圖。
貫穿若干附圖，相應(yīng)的參考數(shù)字指示相應(yīng)的部件。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考附圖更充分地描述示例實施例。如上面背景技術(shù)中所解釋，與單級爐相比，業(yè)主可能更優(yōu)先選擇兩級爐，因為兩級爐提供提高的性能和舒適度。但是如果使用兩級加熱爐，爐子控制僅配置成以固定高氣流速度和固定低氣流速度操作兩級氣閥。這種兩級氣閥不能提供可變加熱，且不能通過調(diào)制氣閥而容易地更換。發(fā)明人因此意識到對于改進(jìn)閥單元和改進(jìn)對當(dāng)前兩級加熱系統(tǒng)的相關(guān)控制的需要，且相應(yīng)地公開了可以與兩級控制器一同操作的多級閥單元的示例性實施例，該兩級控制器用于控制具有固定高和低氣流速度的常規(guī)兩級氣閥。
根據(jù)本公開的各方面，公開了可以與兩級控制器一同操作的多級閥單元的各個示例性實施例，該兩級控制器用于控制具有固定高和低氣流速度的常規(guī)兩級氣閥。在一個示例性實施例中，用于調(diào)節(jié)到兩級燃燒設(shè)備的氣流的閥單元包括閥構(gòu)件，該閥構(gòu)件可以通過線圈產(chǎn)生的磁場移動以改變通過閥單元的氣流速度。第一和第二連接器配置成分別接收高級激活信號和低級激活信號。閥單元包括閥控制器，該閥控制器配置成控制線圈以在存在高級激活信號時建立高級氣流速度，且配置成控制線圈以在存在低級激活信號時產(chǎn)生低級氣流速度直到預(yù)定低級時間限制。閥控制器進(jìn)一步配置成，在超過預(yù)定低級時間限制存在低級激活信號時，建立在低級和高級氣流速度之間的至少一個氣流速度。在另一示例性實施例中，閥單元包括上面公開的閥構(gòu)件以及第一和第二連接器，其中閥構(gòu)件經(jīng)由產(chǎn)生的磁場移動以改變通過閥單元的氣流速度，第一和第二連接器配置成分別接收高級激活信號和低級激活信號。閥單元還包括閥控制器，該閥控制器備選地配置成基于存在低級激活信號的至少一個加熱循環(huán)時間段的百分比，確定低級時間限制。閥控制器配置成控制線圈以在存在高級激活信號時建立高級氣流速度，且配置成控制線圈以在低級激活信號存在時，建立低級氣流速度直到低級時間限制。閥控制器配置成在超過預(yù)定低級時間限制存在低級激活信號時，建立在低級和高級氣流速度之間的至少一個氣流速度。在此處公開的各個示例性實施例中，多級閥單元適用于連接到用于爐子或加熱單元的兩級控制器或可以與該兩級控制器一同操作，其中兩級控制器基于來自單級或兩級溫度調(diào)節(jié)器(thermostat)的信號啟動加熱單元的操作。為了更好地說明各個閥單元實施例的功能，出于解釋系統(tǒng)操作的目的，描述用于爐子或加熱單元的兩級控制器。圖I中示出的兩級控制器20包括微控制器22和用于經(jīng)由布線42接收電能的連接。兩級控制器20還包括用于接收來自溫度調(diào)節(jié)器的熱激活信號的第一輸入端子24 (經(jīng)由典型地在溫度調(diào)節(jié)器上能找到的“W”端子)。在溫度調(diào)節(jié)器是單級溫度調(diào)節(jié)器的情形下，溫度調(diào)節(jié)器經(jīng)由布線40向第一端子24僅發(fā)送單個“W”信號，該布線40穿過壁48連到加熱單元50的兩級控制器20。在檢測至IJ“W”信號(且建立點火)之后的預(yù)定時間內(nèi)，兩級控制器20配置成向閥單元100發(fā)送信號以建立低級氣流速度預(yù)定時間段。兩級控制器20此后可以向閥單元100發(fā)送信號，以在預(yù)定時間段過去之后建立高級氣流速度。具體而言，兩級控制器20控制第一切換器件30，用于(經(jīng)由布線42)將電壓源切換到繼電裝置32，該繼電裝置32將電壓切換到閥單元100以建立低級氣流速度。兩級控制器20還控制第二切換器件36，用于(經(jīng)由布線42)將電壓源切換到繼電裝置38，該繼電裝置38將電壓切換到閥單元100上的第二連接，以建立到燃燒器58的高級滿容量氣流速度。相應(yīng)地，兩級控制器20能夠在第一端子24接收單個請求信號，且相應(yīng)地切換第一和第二切換器件30、36，以建立第一級或第二級加熱模式的操作。兩級控制器20配置成控制閥單元100的操作，以提供低級操作，且在低級加熱操作的預(yù)定時間段過去之后提供高級滿容量操作。在采用兩級溫度調(diào)節(jié)器的情形，兩級溫度調(diào)節(jié)器經(jīng)由布線40向兩級控制器20的第一端子24發(fā)送“W1”低級信號，且經(jīng)由第二布線44向兩級控制器20的第二端子34發(fā)送“W2”高級信號。響應(yīng)“W1”信號，兩級控制器20配置成控制閥單元100的操作以提供低級加熱操作。響應(yīng)“W2”信號，兩級控制器20配置成控制閥單元100的操作以提供高級加熱操作。相應(yīng)地，如下面所解釋，兩級控制器20配置成 發(fā)送用于控制閥單元100的操作的低級加熱激活信號和高級加熱激活信號，以建立低級加熱操作和高級滿容量加熱操作。參考圖2，示出了閥單元100的示例性實施例，其用于調(diào)節(jié)到兩級加熱單元或燃燒設(shè)備的氣流。閥單元100包括閥構(gòu)件122，該閥構(gòu)件122響應(yīng)線圈120產(chǎn)生的磁場可移動，以相對閥座122移動，從而改變通過閥單元100到閥出口 105的氣流速度。閥構(gòu)件122配置成基于產(chǎn)生的磁場的幅度移動以改變氣流速度，該產(chǎn)生的磁場的幅度與施加到線圈120的輸入電壓相關(guān)。具體而言，閥單元100包括第一閥座102、與第一閥座102基本同軸對準(zhǔn)的第二閥座103以及出口 105。閥單元100包括第一閥元件112，當(dāng)?shù)谝婚y元件112處于開啟位置時，其與第一閥座102間隔開。但是當(dāng)?shù)谝婚y元件112處于關(guān)閉位置時，第一閥元件112與第一閥座102相抵靠。閥單元100包括第二閥元件114，其與第一閥元件112基本同軸對準(zhǔn)，且相對第二閥座103可移動。當(dāng)?shù)诙y元件114處于開啟位置時，第二閥元件114與第二閥座103間隔開。但是當(dāng)?shù)诙y元件114處于關(guān)閉位置時，第二閥元件114與第二閥座103相抵靠。閥單元100還包括線圈120和閥構(gòu)件122，該閥構(gòu)件122響應(yīng)線圈120產(chǎn)生的磁場操作地移動第一閥元件112和第二閥元件114。閥構(gòu)件122還配置成相對至少第二閥座103移動第一和第二閥元件112、114，以改變其間的開放區(qū)域。閥構(gòu)件122配置成移動第一距離，以相對第一閥座102將第一閥元件112從關(guān)閉位置拉開，且移動超過第一距離以相對第二閥座103從關(guān)閉位置拉開第二閥構(gòu)件114且拉向開啟位置。這種閥設(shè)計的一個示例在 2011 年 2 月 21 日提交的名為 “Valves And Pressure Sensing Devices For HeatingAppliances”的美國臨時專利申請序列號61/444，956中公開,通過參考將該申請并入本文中。線圈120優(yōu)選地是螺線管線圈，該螺線管線圈配置成相對閥座102、103移動閥構(gòu)件122，以基于產(chǎn)生的磁場的幅度改變閥座和閥構(gòu)件之間的開放區(qū)域，其中產(chǎn)生的磁場的幅度與作用于線圈120的輸入電壓相關(guān)。相應(yīng)地，閥構(gòu)件122可以從閥座102和103移開第一閥元件122和第二閥元件144，且改變第一和第二閥元件112、114與第一和第二閥座102、103之間的開放區(qū)域，以由此控制出口 105處的壓力。通過控制用于產(chǎn)生磁場的輸入電壓，其中該磁場用于移動閥構(gòu)件122，閥單元100可以改變第一和第二閥座102、103與第一和第二閥元件112、114之間的開放區(qū)域的大小。
參考圖3，閥單元100包括控制器130，用于控制到線圈120的輸入。閥單元100包括配置成接收高級激活信號的第一連接器132，和配置成接收低級激活信號的第二連接器134。以如下面所解釋，基于低級和高級激活信號，閥單元100控制到線圈120的電壓輸入，且利用閥控制器來控制閥構(gòu)件122的移動，改變通過閥單元100的出口 105的氣流速度。閥單元100包括閥控制器130，該閥控制器130配置成響應(yīng)低級激活信號(第二連接器134接收來自加熱單元50的兩級控制器20的低級激活信號)，控制到線圈120的輸入以建立低級氣流速度。閥控制器130配置成在存在高級激活信號時(第一連接器132接收來自兩級控制器120的高級激活信號)，控制線圈120以建立高級氣流速度。另外，閥控制器130配置成控制線圈120，以在低級激活信號存在時，建立低級氣流速度直到低級時間限制，且在超過低級時間限制存在低級激活信號時，建立低級和高級滿容量氣流速度之間的至少一個中間氣流速度。如所解釋，圖2中的閥單元100配置成基于產(chǎn)生的磁場移 動閥構(gòu)件122以改變氣流速度，其中該產(chǎn)生的磁場與作用于線圈120的輸入電壓相關(guān)。在圖2中示出的特定實施例中，閥單元100包括螺線管操作器，其中線圈120配置成基于線圈120產(chǎn)生的磁場移動閥元件112，以改變通過閥單元100的氣流速度。閥構(gòu)件122配置成直接改變相對至少一個閥座102、103的開放區(qū)域，以改變氣流速度。相應(yīng)地，閥構(gòu)件122是直接作用的，因為它響應(yīng)電信號移動來改變開放區(qū)域，而不是像一些常規(guī)兩級氣閥裝置中那樣，使用到隔板的任意機(jī)械聯(lián)動裝置來移置閥構(gòu)件122。作用于螺線管線圈120的輸入電壓，是提供所需低級氣流速度和高級滿容量氣流速度的輸入電壓。但是可以預(yù)期閥單元的其他示例性實施例，其中，如下面解釋，到線圈的輸入移動閥構(gòu)件以改變氣流速度。參考圖4，示出閥單元100’的第二實施例，其中線圈120是步進(jìn)電機(jī)的部件，該步進(jìn)電機(jī)基于應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)線圈120的電壓移動閥元件112。步進(jìn)電機(jī)操作的閥單元100’包括，主隔板腔室109，和布置在其中耦合到閥元件112的主隔板104。主隔板104相對閥座102可控地移動閥構(gòu)件122和閥元件112，以響應(yīng)主隔板腔室109中壓力的變化改變開放區(qū)域，由此允許調(diào)節(jié)通過閥座102的燃料流動。閥單元100’還包括伺服調(diào)節(jié)器隔板110，其配置成調(diào)節(jié)到主隔板腔室109的流體流動。伺服調(diào)節(jié)器隔板110因此控制施加到主調(diào)節(jié)器隔板104的流體壓力，以控制通過閥座102的流體的速度。步進(jìn)電機(jī)操作的閥單元100’還包括步進(jìn)電機(jī)線圈120，步進(jìn)電機(jī)線圈120配置成以步進(jìn)方式移動所述移動伺服調(diào)節(jié)器隔板110，以便調(diào)節(jié)到隔板腔室109的流體流動，以調(diào)節(jié)通過閥單元100’的流動的速度。步進(jìn)電機(jī)線圈120相應(yīng)地提供對閥座102的開放區(qū)域的控制，以提供調(diào)制的氣流操作。一個這種步進(jìn)電機(jī)操作的閥在2011年2月21日提交的名為“Control of StepperMotor Operated Valve”且此處通過引用結(jié)合的美國專利申請序列號13/031,517中公開。步進(jìn)電機(jī)操作的閥單元100’優(yōu)選地包括閥控制器130，該閥控制器130配置成經(jīng)由第一連接器132接收來自爐子控制器20 (如圖2所示)的輸入控制信號。如圖4所示，步進(jìn)電機(jī)操作的閥單元100’以逐步方式將步進(jìn)電機(jī)線圈120驅(qū)動到所期望的步進(jìn)電機(jī)線圈位置，這導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)線圈將伺服調(diào)節(jié)器隔板110和閥構(gòu)件122移動所期望的距離，且由此調(diào)節(jié)閥中的座102，以由此控制通過閥座102的燃料流動的速度。閥控制器130確定，為了移動伺服調(diào)節(jié)器隔板110建立所需燃料流動水平，步進(jìn)電機(jī)線圈120必須旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)數(shù)目。相應(yīng)地，閥單元100的各個示例性實施例包括閥構(gòu)件122,該閥構(gòu)件122響應(yīng)線圈120產(chǎn)生的磁場移動，以改變通過閥單元100的氣流速度，其中閥構(gòu)件122配置成基于產(chǎn)生的磁場可移動地改變氣流速度。如下面所解釋，閥單元的各個示例性實施例還包括閥控制器130，該閥控制器130用于控制到線圈120的輸入，用于改變閥單元100的氣流速度。閥單元100的上述實施例具有閥控制器130，該閥控制器130配置成連接到兩級控制器20且與其一同操作，該兩級控制器20設(shè)計為控制僅提供兩個固定氣流速度的常規(guī)兩級氣閥。本閥單元100和控制器130配置成，當(dāng)超過預(yù)定低級時間限制存在低級激活信號時，建立低級和高級氣流速度之間的至少一個氣流速度。相應(yīng)地，閥單元100可以替換安裝的兩級爐內(nèi)的現(xiàn)有常規(guī)固定兩級氣閥，或者可以代替新的未安裝的兩級爐的固定兩級氣閥。如下面所解釋，本閥單元100提供兩個固定低級和高級操作水平之間的填隙式加熱級或中間氣流速度，以在爐子操作的擴(kuò)展時段中提供優(yōu)于常規(guī)固定兩級氣閥的改善的舒適度和效率。閥控制器130配置成控制到線圈120的電壓輸入，以移動閥構(gòu)件 122，以在存在高級激活信號時建立高級氣流速度。閥控制器130配置成控制線圈120，以在存在低級激活信號時，建立低級氣流速度直到低級時間限制，且在超過低級時間限制存在低級激活信號時，建立低級和高級氣流速度之間的至少一個氣流速度。低級時間限制可以是固定時間段，且可以是10分鐘至20分鐘的范圍內(nèi)的預(yù)定時間段。相應(yīng)地，當(dāng)用于加熱單元50的兩級控制器20 (響應(yīng)來自溫度調(diào)節(jié)器的“W1”信號)傳送低級激活信號時，該低級激活信號是經(jīng)由閥單元100上的第二連接器134接收的，閥控制器130建立低級氣流速度(例如Wl速度)達(dá)10分鐘的低級時間限制時段，例如，在此之后，閥控制器130建立低級和高級氣流速度之間的第一中間氣流速度(例如W1A)。當(dāng)超過低級時間限制存在低級激活信號時，提供該第一中間氣流速度。閥控制器130還可以配置成提供第一中間氣流速度直到第二低級時間限制，且此后建立第一中間氣流速度(WlA)和高級氣流速度之間的第二中間氣流速度(例如W1B)。在超過第二低級時間限制存在低級激活信號時，提供該第二中間氣流速度。相應(yīng)地，閥單元100和控制器130配置成，在超過低級時間限制存在低級激活信號時，建立至少兩個在低級和高級氣流速度之間的氣流速度。盡管上述第一和第二低級時間限制描述為預(yù)定時間段，控制器可以備選地基于存在低級激活信號的至少一個加熱循環(huán)時間段的百分比，確定低級時間限制。在本公開的各個實施例中，低級時間限制值在長度上可以是可變的，且可以基于指示加熱負(fù)荷要求的占空比值確定。閥控制器130可以包括微控制器或微處理器，該微控制器或微處理器配置成，基于請求或調(diào)用加熱操作的信號存在的持續(xù)時間相對加熱循環(huán)的持續(xù)時間(例如，對加熱的下一調(diào)用之前“開啟”時間和隨后的“關(guān)閉”時間)的百分比(或比率)，計算占空比值。例如，在20分鐘的加熱操作持續(xù)時間后，在下一加熱循環(huán)開始之前為5分鐘的關(guān)閉時段，從而產(chǎn)生在25分鐘的開啟和關(guān)閉加熱循環(huán)期間有20分鐘的“開啟”的情形，可計算出80%的占空比值。微控制器從計算的占空比值確定第一級時間限制值，其中第一級時間限制值可以是查找表的多個時間限制值其中之一，每個時間限制值對應(yīng)于多個占空比值范圍(見表I)。在各個示例性實施例中，第一級加熱操作提供比第二級加熱操作水平低的加熱操作。在第二連接器134處存在低級激活信號時，閥控制器130控制閥單元100的操作，以在不長于低級時間限制(缺省值或從占空比確定的時間限制值)的時間段內(nèi)提供低級氣流速度。閥控制器130然后在低級激活信號已經(jīng)在第二連接器134存在了超過低級時間限制時段的時間時，提供高于低級氣流速度的第一中間氣流速度。不像僅提供低級氣流速度和高級氣流速度的常規(guī)固定兩級氣閥，閥單元100在切換到高級加熱操作之前，提供在低級速度以上的一個或兩個中間氣流速度的操作。在閥單元100的一些示范性實施例中，閥控制器130從微控制器或微處理器的存儲器中的查找表，選擇多個低級時間限制值其中之一，其中該多個低級時間限制值對應(yīng)于多個占空比值范圍。如下面的表I所示，占空比值范圍一般正比于兩級加熱系統(tǒng)的加熱負(fù)荷要求，且一般反比于相應(yīng)的低級時間限制值。參考表1，當(dāng)指示加熱負(fù)荷要求的占空比值增加時，低級時間限制值減小，使得在加熱要求高時在激活第一中間氣流速度(例如WlA速度)之前，在最小低級時間限制內(nèi)提供低級氣流速度(例如Wl速度)。同樣，在加熱要求低時，在激活第一中間氣流速度(例如WlA速度)之前，在最大低級時間限制內(nèi)提供低級氣流速度(例如Wl速度)。 表I占空比和低級時間限制值
~占空比范圍(％)低級時間限制加熱負(fù)荷要求
0至3812分鐘低級g
38至5010分鐘低級輕到平均
50至627分鐘低級TO
62至755分鐘低級平均到重
75至883分鐘低級I
88至100I分鐘低級I應(yīng)當(dāng)注意，最初地，在缺少計算的占空比時，低級時間限制值可以指定為諸如15分鐘的缺省時間限制值。參考圖5，提供閥控制器130的示意圖。閥控制器130可以包括微處理器138，該微處理器138與第一連接器132和第二連接134通信，該第一連接器132配置成接收高級激活信號，該第二連接134配置成接收低級激活信號(來自兩級控制器20)。微處理器138可以控制開關(guān)裝置136，以可控地導(dǎo)通或截斷電壓，以向線圈120提供脈沖寬度調(diào)制信號，用于可控地改變閥的氣流速度。備選地，微處理器138可以包括能夠直接控制對線圈120的電壓施加的脈沖寬度調(diào)制輸出。在操作中，閥單元100監(jiān)控配置成接收高級激活信號的第一連接器132，和配置成接收低級激活信號的第二連接器134。響應(yīng)接收低級激活信號，閥控制器130控制到線圈120的輸入以定位閥構(gòu)件，該閥構(gòu)件響應(yīng)線圈120產(chǎn)生的磁場移動，以建立通過閥單元100的氣流。應(yīng)當(dāng)注意，最初，建立的氣流速度可以為高級滿容量氣流速度或接近高級滿容量氣流速度，以有利于氣體燃燒過程。相應(yīng)地，在檢測到低級激活信號的存在(以及建立點火/火焰存在)之后，閥控制器130相應(yīng)地在檢測到低級激活信號之后的預(yù)定時間內(nèi)相應(yīng)地建立低級氣流速度。閥控制器130還可以配置成，基于存在低級激活信號的至少一個加熱循環(huán)時間段的百分比，確定低級時間限制，或例如查找存儲在電子存儲器中的預(yù)定低級時間限制。閥控制器130在存在低級激活信號時維持低級氣流速度，直到低級時間限制。閥控制器130還配置成，在低級激活信號存在時間超過低級時間限制時，建立低級氣流速度和滿容量氣流速度之間的至少一個氣流速度。具體而言，閥控制器130配置成建立低級和高級氣流速度之間的第一中間氣流速度，且可以維持第一中間氣流速度，直到第二低級時間限制。在第二低級時間限制時段已經(jīng)過去之后，閥控制器130可以配置成，在低級激活信號存在時間超過第二低級時間限制時，建立第一中間氣流速度和高級氣流速度之間的第二氣流速度。因而，當(dāng)?shù)谝坏图墪r間限制時段過去，閥控制器130建立低級氣流速度(例如Wl速度)以上的第一中間氣流速度(例如WlA速度)，且當(dāng)?shù)诙图墪r間限制時段過去時，閥控制器130建立高于第一中間氣流速度的第二中間氣流速度(例如WlB速度)。另外，當(dāng)用于爐子的兩級控制器20向閥單元100傳送高級 激活信號(響應(yīng)來自溫度調(diào)節(jié)器的“W2”信號)時，閥單元100建立到燃燒器58 (圖I)的高級滿容量氣流速度，該速度與通過引風(fēng)機(jī)/鼓風(fēng)電機(jī)建立的到燃燒器58的相應(yīng)滿容量燃燒氣流相匹配。當(dāng)用于爐子的兩級控制器20向閥單元100傳達(dá)低級激活信號(響應(yīng)來自溫度調(diào)節(jié)器的“W1”信號)時，閥單元100建立到燃燒器58 (圖I)低級滿容量氣流速度，該速度與通過引風(fēng)機(jī)//鼓風(fēng)電機(jī)建立的到燃燒器58的相應(yīng)縮減容量燃燒氣流相匹配。取決于低級激活信號或高級激活信號的檢測，閥單元100可以配置成建立高于低級氣流速度但低于高級氣流速度的一個或更多中間氣流速度(例如WlA或WlB速度)。應(yīng)當(dāng)注意，一個或更多中間氣流速度(例如WlA或WlB速度)優(yōu)選地供應(yīng)過剩燃燒氣流的限制內(nèi)的氣流，該過剩燃燒氣流通過導(dǎo)風(fēng)扇/鼓風(fēng)機(jī)被供應(yīng)到燃燒器58。在高級激活信號終止且低級激活信號被接收的情形，閥控制器130還可以配置成中斷高級氣流速度，且建立第二中間氣流速度(例如WlB速度)直到第一低級時間限制，而不是提供對應(yīng)于低級激活信號的低級氣流速度。閥控制器130此后可以在最終建立對應(yīng)于低級激活信號的低級氣流速度之前，建立第一中間氣流速度(例如WlB速度)，直到第二低級時間限制。這提供爐子提供的加熱水平的更逐漸的減小，這為空間居住者提供舒適的優(yōu)點，因為爐子操作在下降到操作的低級容量水平之前從滿容量切換到中間容量。相應(yīng)地，居住者將并不體會由于高級滿容量加熱速度和低級加熱速度之間的重大差異導(dǎo)致的突然的不適。根據(jù)本公開的另一方面，提供一種用于控制閥單元以用于調(diào)節(jié)到兩級燃燒設(shè)備的氣流的方法。該方法包括檢測來自兩級控制器(例如，加熱系統(tǒng)控制器)的低級激活信號的存在，且在存在低級激活信號時，在檢測到低級激活信號之后的預(yù)定時間內(nèi)建立低級氣流速度，直到低級時間限制。該方法還包括當(dāng)?shù)图壖せ钚盘柎嬖跁r間超過預(yù)定低級時間限制時，建立低級氣流速度和滿容量氣流速度之間的至少一個氣流速度的步驟。另一示例性實施例包括4級氣閥，該4級氣閥具有電子操作的氣閥調(diào)節(jié)伺服、板上微處理器、用于爐子控制器的Wl和W2輸入的端子輸入，以及Wl和W2之間的內(nèi)部輸出設(shè)置，例如，Wl-A和W1-B。在該示例中，作為其內(nèi)部編程的函數(shù)或作為從兩級溫度調(diào)節(jié)器請求的函數(shù)，閥配置成從爐子控制器(例如IFC等)接收Wl和W2輸入。在該示例中，Wl-A和Wl-B設(shè)置處于氣閥內(nèi)部，且不能由外部控制調(diào)用。該示例性閥的典型操作順序可以如下。爐子控制器啟動對加熱的調(diào)用，且以W2設(shè)置啟動氣閥(以建立燃燒且減小冷凝)。然后在短時段操作(例如一分鐘等)之后，爐子控制器將閥切換到用于加熱循環(huán)的Wi設(shè)置。在閥以Wl設(shè)置操作預(yù)定時間之后，內(nèi)部閥控制器將閥切換到較高的中間設(shè)置，例如W1-A。然后，當(dāng)閥以Wl-A設(shè)置操作時，內(nèi)部閥控制器可以將閥切換到較高的Wl-B設(shè)置。當(dāng)在Wl上的操作達(dá)到預(yù)定時間段時，根據(jù)前一加熱循環(huán)操作的函數(shù)，閥控制器還可以啟動Wl-B設(shè)置而不是Wl-A設(shè)置。關(guān)于Wl的時間段可以是固定的，或它可以根據(jù)W1、W1-A或Wl-B的前一加熱占空比的函數(shù)通過閥控制器變更，使得當(dāng)爐子控制器調(diào)用Wl時，閥控制器可以將閥輸出切換到 W1-A, Wl-B0相應(yīng)地，不像僅提供固定低級流速和固定高級流速的常規(guī)兩級氣閥，本公開的閥單元的示例性實施例提供以下優(yōu)點，即在低級激活信號在超過低級時間限制時存在的情況下，建立低級和高級氣流速度之間的至少一個氣流速度 。閥單元的各個實施例適用于連接到用于爐子的兩級控制器且與其一同操作，且可以代替安裝的兩級爐內(nèi)的現(xiàn)有常規(guī)固定兩級氣閥，或可以代替新的未安裝的兩級爐的固定兩級氣閥。本閥單元實施例通過提供供應(yīng)的加熱水平的(比常規(guī)兩級氣閥)更漸變的變化，提供了優(yōu)于常規(guī)兩級氣閥的優(yōu)勢，這提供改善的效率，因為取代切換到滿容量操作，加熱是逐漸提升的。本閥單元實施例還為空間居住者提供舒適的優(yōu)點，因為爐子操作在下降到低級容量水平的操作之前從滿容量切換到中間容量。相應(yīng)地，居住者將并不體會由于高級滿容量加熱速度與低級加熱速度之間的重大差異導(dǎo)致突然的不適。這些和其他優(yōu)勢提供優(yōu)于常規(guī)兩級氣閥的新穎的有利的改進(jìn)。提供示例實施例，使得本公開將更加透徹且將完全覆蓋本領(lǐng)域設(shè)計人員的范圍。提出諸如特定組件、裝置和方法的示例的各種特定細(xì)節(jié)以提供本公開的實施例的透徹的理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯見，并不需要采用特定細(xì)節(jié)，示例實施例可以以很多不同形式(例如可以使用不同材料等)實施且不應(yīng)解讀為限制本公開的范圍。在一些示例實施例中，將不詳細(xì)描述公知過程、公知裝置結(jié)構(gòu)以及公知技術(shù)。另外，提供可以使用本公開的一個或更多示例性實施例實現(xiàn)的優(yōu)點和改進(jìn)僅用于說明目的且并不限制本公開的范圍，因為此處公開的示例性實施例可以提供全部上述優(yōu)點和改進(jìn)或不提供這樣的優(yōu)點和改進(jìn)且仍將落在本公開的范圍內(nèi)。此處公開的特定尺寸、特定材料和/或特定形狀本質(zhì)上是示例且不限制本公開的范圍。此處針對給定參數(shù)的特定值或特定值范圍的公開并不排除可以在此處公開的一個或更多實施例中有用的其他值或值范圍。此外，可以預(yù)見，用于此處陳述的特定參數(shù)的任意兩個特定值可以限定可以適于給定參數(shù)的值的范圍的端點(即，用于給定參數(shù)的第一值和第二值的公開可以解讀為公開了針對給定參數(shù)也可以采用第一和第二值之間的任意值)。類似地，可以預(yù)見，用于參數(shù)的兩個或更多值范圍的公開(無論這種范圍是否是嵌套的、交疊的或分立的)包含用于可以使用公開的范圍的端點要求的值的所有可能范圍的組合。此處使用的術(shù)語僅用于描述特定示例性實施例的目的且并不旨在限制。當(dāng)在此使用時，除非上下文明確聲明，否則單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”可以旨在也包括復(fù)數(shù)形式。術(shù)語“包含(動詞)”、“包含(動名詞)”、“包括(動名詞)”和“具有(動名詞)”是包括性的且因此指定陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但是不排除一個或更多其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。除非特別指示為執(zhí)行順序，此處描述的方法步驟、過程和操作不應(yīng)解讀為必須需要其以討論或說明的特定順序執(zhí)行。還應(yīng)當(dāng)理解可以采用附加或備選步驟。
當(dāng)元件或?qū)颖环Q為位于另一元件或?qū)印吧稀?、“嚙合”、“連接”或“耦合”到另一元件或?qū)訒r，它可以直接位于另一元件或?qū)由稀Ш?、連接或耦合到另一元件或?qū)?，或者可以存在中間元件或?qū)?。對照地，?dāng)元件被稱為“直接”位于另一元件或?qū)印吧稀?、“直接嚙合”、“直接連接”或“直接耦合”到另一元件或?qū)訒r，不可以存在中間元件或?qū)印Ｓ糜诿枋鲈g的關(guān)系的其他用詞應(yīng)當(dāng)以類似方式(例如，“之間”與“直接之間”、“相鄰”與“直接相鄰”等)解讀。當(dāng)在此使用時，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列舉項目中的一個或更多個的任意和所有組合。當(dāng)應(yīng)用于值時，術(shù)語“約”指示計算或測量允許值中一點稍不精確性(在值方面一些接近精確；大約或合理接近值；幾乎)。如果由于某一原因，“約”提供的不精確性在本領(lǐng)域中不理解為其普通意義，則當(dāng)在此使用時“約”至少指示可以從測量或使用這些參數(shù)的原始方法的變動。例如，術(shù)語“一般”、“約”和“基本”此處可以用于表示處于制造容差內(nèi)。盡管術(shù)語第一、第二、第三等此處可以用于描述各種 元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于從其他區(qū)域、層或部分區(qū)分一個元件、組件、區(qū)域、層或部分。當(dāng)在此使用時，除非上下文明確指示，諸如“第一”、“第二”的術(shù)語和其他數(shù)值術(shù)語并不暗示序列或順序。因而，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被命名為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分而不偏離本發(fā)明的教導(dǎo)。諸如“內(nèi)”、“外”、“下方”、“下面”、“下”、“上方”、“上”等空間相對術(shù)語此處可以用
于簡化說明以描述如附圖所述一個元件或特征相對其他(多個)元件或(多個)特征的關(guān)系。空間相對術(shù)語可以旨在涵蓋除圖中示意的方向之外使用或操作中裝置的不同方向。例如，如果附圖中的裝置倒置，諸如位于其他元件或特征“下面”或“下方”的元件則將被定向為處于其他元件或特征“上方”。因而，示例術(shù)語“下面”可以涵蓋上方和下面兩個方向。裝置可以被不同定向(旋轉(zhuǎn)90度或其他方向)且此處使用的空間相對描述符被相應(yīng)地解釋。提供實施例的上述描述是用于說明和描述目的。其并不旨在排他或限制本公開。特定實施例的各個元件、所指或陳述的用途或特征一般不限于該特定實施例，而是即使沒有特別示出或描述，在應(yīng)用時可以互換且可以用在所選實施例中。同樣可以以很多方式變化。這種變化不應(yīng)視為本公開的偏離，且所有這種修改旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)節(jié)到兩級燃燒設(shè)備的氣流的閥單元，該閥包含 閥構(gòu)件，可響應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁場移動，以改變通過所述閥單元的氣流速度； 第一連接器，配置成接收高級激活信號； 第二連接器，配置成接收低級激活信號； 閥控制器，配置成控制所述線圈，在所述第一連接器存在所述高級激活信號時建立高級氣流速度，且配置成控制所述線圈，在所述第二連接器存在所述低級激活信號時建立低級氣流速度，直到低級時間限制，所述閥控制器進(jìn)一步配置成在超過所述低級時間限制存在所述低級激活信號時，建立所述低級和高級氣流速度之間的至少一個中間氣流速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥單元，其中所述閥構(gòu)件配置成，基于響應(yīng)作用于所述線圈的輸入信號產(chǎn)生的磁場，可移動地改變氣流速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥單元，其中作用于所述線圈的輸入電壓部分地基于所述至少一個中間氣流速度的水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥單元，其中所述線圈是螺線管線圈，該螺線管線圈配置成，基于依賴作用于所述螺線管線圈的輸入電壓所產(chǎn)生的磁場的幅度移動所述閥構(gòu)件，以改變通過閥單元的氣流速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥單元，其中所述線圈包括步進(jìn)電機(jī)的至少一個線圈，該步進(jìn)電機(jī)基于到所述至少一個線圈的輸入來移動所述閥構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥單元，其中閥構(gòu)件配置成，移動隔板以改變通過所述閥單元的氣流速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥單元，其中所述閥構(gòu)件配置成直接改變相對閥座的開口以改變氣流速度，而不用任何到隔板的任意機(jī)械聯(lián)動裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥構(gòu)件，其中所述控制器配置成，在超過所述低級時間限制存在所述低級激活信號時，建立至少兩個所述低級和高級氣流速度之間的氣流速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥單元，其中所述控制器配置成，建立在所述低級和高級氣流速度之間的第一氣流速度，直到第二低級時間限制，且在超過所述第二低級時間限制存在所述低級激活信號時，建立所述第一氣流速度和高級氣流速度之間的第二氣流速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的閥單元，其中所述控制器配置成，基于在所述第一連接器存在所述低級激活信號的至少一個加熱循環(huán)時間段的百分比，確定低級時間限制。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的閥單元，其中所述低級時間限制基于在10分鐘至20分鐘之間范圍中的預(yù)定時間段。
12.—種控制用于加熱系統(tǒng)的氣閥單元操作的方法，該方法包含以下步驟 檢測來自加熱系統(tǒng)控制的低級激活信號的存在； 在檢測到所述低級激活信號之后的預(yù)定時間內(nèi)，在存在所述低級激活信號時建立低級氣流速度，直到低級時間限制；以及 在超過所述低級時間限制存在所述低級激活信號時，建立至少一個在所述低級氣流速度和滿容量氣流速度之間的中間氣流速度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包含以下步驟，基于存在所述低級激活信號的至少一個加熱循環(huán)時間段的百分比，確定低級時間限制。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，還包含以下步驟，檢測來自所述加熱系統(tǒng)控制的高級激活信號的存在，以及在存在所述高級激活信號時建立高級氣流速度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包含以下步驟，當(dāng)不再檢測到所述高級激活信號的存在，且在超過所述低級時間限制檢測到所述低級激活信號的存在時，中斷所述高級氣流速度，且建立至少一個中間氣流速度直到第一低級時間限制。
16.根據(jù)權(quán)利要求12、13或14所述的方法，還包含 當(dāng)超過所述低級時間限制檢測到所述低級激活信號的存在時，建立所述低級和滿容量氣流速度之間的第一氣流速度，直到第二低級時間限制；以及 當(dāng)超過所述第二低級時間限制檢測到所述低級激活信號的存在時，建立所述第一氣流速度和所述滿容量流速之間的第二氣流速度。
全文摘要
一種用于調(diào)節(jié)到兩級燃燒設(shè)備的氣流的閥單元包括閥構(gòu)件，該閥構(gòu)件可以通過線圈產(chǎn)生的磁場移動以改變通過閥單元的氣流速度。第一和第二連接器配置成分別接收高級激活信號和低級激活信號。閥單元包括閥控制器，該閥控制器配置成控制線圈以在存在高級激活信號時建立高級氣流速度，且配置成控制線圈以在存在低級激活信號時產(chǎn)生低級氣流速度，直到預(yù)定低級時間限制。閥控制器還配置成在存在超過預(yù)定低級時間限制的低級激活信號時建立低級和高級氣流速度之間的至少一個氣流速度。
文檔編號F16K31/06GK102767638SQ20121013548
公開日2012年11月7日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者J.布羅克, M.C.桑蒂納納瓦特, M.H.斯塔克, S.A.P.拉馬斯瓦米 申請人:艾默生電氣公司