CN103615749A - 多功能燃气灶 - Google Patents

Abstract

发明是离子式保护装置燃气灶，采用单线圈电磁阀，并在旋塞阀体上设有点触开关，使每个炉头同时对应一个燃气阀和一个旋塞阀体，来将点火和单线圈开阀需要的升压电路部分分离，以实现电路参数调整分离，从而实现点火能量和开阀能量的最佳匹配状态，实现先点火后开阀，以避免发生爆燃的危险，本发明的结构简化，并提高了使用的安全性和可靠性；另外可以利用点触旋钮暂时关闭燃气阀，去洗刷锅具，洗刷完成再将锅具重新放在炉头上再点触旋钮可以快速打开燃气阀着火，节省燃气，无需象目前燃气灶那样必须顺时针旋转旋塞阀上的旋钮复位来关闭燃气，从而避免经常旋转旋钮导致旋塞阀磨损后卡住而无法使用的情况发生，因此本发明的操作更加简便，使用寿命更长。

Description

多功能燃气灶

【技术领域】

本发明涉及燃气灶具，尤其是离子式保护装置的燃气灶。

【背景技术】

目前销售到市场上的带保护装置的燃气灶具分两大类：热电式保护装置燃气灶和离子式保护装置燃气灶。其中：

热电式保护装置的燃气灶原理是利用人手的压力大于电磁阀的弹簧力推动阀杆来打开电磁阀，通燃气的同时脉冲点火器得电产生高压点火，燃烧后热电偶受热产生的热电势虽然是毫伏级，但电磁阀线圈的电阻也是毫欧级，这样根据伏安定律，闭合电路的电流比较大，产生的电磁力足以维持电磁阀打开，这时手动外力就可以撤销；而当熄火后温度降低，热电偶的热电势逐渐减小，闭合电路中的电流也减小，从而使电磁力跟随减小，在弹簧的弹力下电磁阀复位关闭燃气，这个过程实现自动断气的保护功能。

离子式保护装置的燃气灶原理，保护过程本质上跟热电式相同，只是整个过程中人手的压力推动电磁阀阀杆的动作由脉冲点火控制器自动控制电池的电压加在电磁阀线圈闭合电路产生的电磁力取代，燃烧后，利用火焰的单向导电性，配合火焰针和电路转换成微控制器可以识别的信号来判断是否有火焰，从而由脉冲点火控制器控制燃气电磁阀的开闭。

这二者典型的区别是脉冲点火器，同样电能的电池，前者的点火器只需点火，而后者的点火器除了点火还需要维持电磁阀工作，因此电池寿命不同。根据以上工作过程可知，热电式保护装置的燃气灶在功能扩展比如增加定时功能时，就需要在闭合电路中串联机械定时开关（比如发明专利号为ZL02111884.1，专利号ZL200420061679.7等）或者电子定时模块开关（比如专利号为ZL200420015265.0，专利号为ZL99253956.0等），目前市面上销售的定时燃气灶本质上就这两种实现方式。

本发明首先针对离子式保护装置的燃气灶的基本功能进行描述，当前市场上销售的离子式保护装置的燃气灶的结构，已经由专利申请号为200610005573.9，专利号为201120476067.4，专利号为201110203961.9的文件详细描述了，在此不做描述。但目前离子式保护装置燃气灶存在致命的缺点，导致整个保护装置燃气灶市场占有率不足20%，它的缺点主要是：（一）、微动开关这个组件，它是一种单刀双掷微小行程开关，最大差动行程1.1mm，因此使用过程中，处于中间位置的触点没有外力的时候也非常容易触碰到两侧的触点，即表现在脉冲点火控制器上容易碰触到电池正极或者碰触到主控IC的电源，只要任意一侧触到，脉冲点火控制器就不能正常工作，这时作为非专业人员的消费者就会认为燃气灶坏了不能使用；另外触点氧化后，在低电压下不容易击穿氧化膜也会导致触点接触不好无法启动脉冲点火控制器工作，因此对微动开关的生产加大了难度，直接表现在市场上价格比较贵。（二）、自吸式双线圈电磁阀，这个组件由于是3V电池供电来吸动，在线圈匝数小时，就需要比较大的电流产生的电磁力才能克服电磁阀弹簧力来打开电磁阀，而大电流流过电池时对电池的寿命是一种致命伤害，为此弹簧的弹力就不能做得太大，但假如弹簧的弹力做小了，在使用过程中，就会因为电磁阀阀杆上的橡胶垫与电磁阀内壁粘连打不开，或因为燃气气压的波动导致电磁阀阀杆无法复位关闭燃气。这同样对生产厂家增加了难度，导致价格贵而且还不可靠。

【发明内容】

本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种结构合理、使用安全可靠、生产成本低的多功能燃气灶。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种多功能燃气灶，包括灶台，炉头，安装在炉头上的大、小火分火器，脉冲点火控制器，点火针，火焰检测针，灶内燃气管道，燃气阀，旋塞阀体，在该旋塞阀体上设有阀杆和压簧，在此，该燃气阀是单线圈电磁阀，在所述旋塞阀体上设有点触开关；所述点触开关包括有绝缘圈、安装在绝缘圈上的金属片和固定在阀杆上并与压簧上端始终保持接触的金属触点，所述金属触点在压簧受压状态下能与金属片接触；在所述脉冲点火控制器上设有分别与点火针、火焰检测针、燃气阀两端、金属片、电池正负极导线、以及旋塞阀体导线连接的点火控制端、火焰检测反馈端、燃气阀控制两端、信号输入端、电源输入端、以及接地端；

每个炉头同时对应一个燃气阀和一个旋塞阀体；

所述脉冲点火控制器内部的电路包括有双升压变压器和双储能电容，该双升压变压器的高电压电路输出端分别与点火针和燃气阀连接。

在对上述多功能燃气灶的改进方案中，所述脉冲点火控制器内部的电路还包括有微控制器，高压包，两个整流二极管，两个保护二极管，第一电容，可控硅，三极管，稳压管，电阻，和第二电容。

在对上述多功能燃气灶的改进方案中，所述金属触点采用金属帽，在金属帽上方的阀杆上设有使金属帽始终于压簧接触的开口挡圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）、由于它将点火和单线圈开阀需要的升压电路部分分离，以实现电路参数调整分离，从而实现点火能量和开阀能量的最佳匹配状态，实现先点火后开阀，以避免发生爆燃的危险，可以看出，本发明的结构简化，并提高了使用的安全性和可靠性；2）、另外在使用过程中，还可以利用点触旋钮暂时关闭燃气阀，去洗刷锅具，洗刷完成再将锅具重新放在炉头上再点触旋钮可以快速打开燃气阀着火，节省燃气，无需象目前燃气灶那样必须顺时针旋转旋塞阀上的旋钮复位来关闭燃气，从而可避免经常旋转旋钮导致旋塞阀磨损后卡住而无法使用的情况发生，因此本发明的操作更加简便，使用寿命更长；3）、与此同时，由于脉冲点火控制器本身的耗电很小，而它又取消微动开关，这样就不会因生产微动开关时里面的触点需要电镀所带来对环境的污染，和减少电池的使用数量，因此本发明在生产、使用时都更环保，值得推广应用；4）、最关键的是在没有增加离子式保护装置的燃气灶系统成本的基础上来提高燃气灶的安全性和可靠性，因此可大批量生产，和热电式保护装置燃气灶比较起来大大降低生产成本和生产难度，燃气灶配件完全可以国产化从而给国内提供更多的就业机会，具有巨大的经济效益和社会效益。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述： 

【附图说明】

图1是本发明实施例一的立体示意图（单炉头时）；

图2 是本发明实施例一底部方向的示意图；

图3是本发明实施例二的立体示意图（双炉头时）；

图4 是本发明实施例二底部方向的示意图；

图5 是本发明实施例的点触开关安装到旋塞阀体上后的立体示意图；

图6 是本发明实施例的点触开关的绝缘圈、金属片间的结构示意图；

图7 是本发明实施例的脉冲点火控制器的外接示意图；

图8 是本发明实施例的脉冲点火控制器的电路原理图。

【具体实施方式】

本发明为一种多功能燃气灶，如图1至4所示，包括灶台1，炉头2，安装在炉头2上的大、小火分火器3、4，脉冲点火控制器5，点火针6，火焰检测针7，灶内燃气管道8，燃气阀9，旋塞阀体101，在该旋塞阀体101上设有阀杆102和压簧103，在此，燃气阀9是单线圈自吸式电磁阀，在所述阀体101上设有点触开关11，使脉冲点火控制器5中引出的信号输入端505与物理气路上的旋塞阀上的点触开关（即轻触装置，它在外力下接触，而在失去外力时分离）导线相连以发出控制指令来实现对燃气阀的点触控制；如图5、6所示，所述点触开关11包括有绝缘圈111、安装在绝缘圈111上的环形金属片112和固定在阀杆102上并与压簧103上端始终保持接触的金属触点113，所述金属触点113在压簧受压状态下能与金属片112接触；在所述脉冲点火控制器5上设有分别与点火针6、火焰检测针7、燃气阀9两端、金属片112、电池正负极导线、以及阀体101导线连接的点火控制端501、火焰检测反馈端502、燃气阀控制端503和504、信号输入端505、电源输入端506和507、以及接地端508，如图6、7所示，在本实施例中，脉冲点火控制器的接地端508通过导线上的外壳地环与旋塞阀体101用螺钉固定，信号输入端505通过直插母端与环形金属片112导线连接，燃气阀控制端503和504通过公插头与单线圈自吸式电磁阀的两线母插头相连，脉冲点火控制器的电源输入端506和507分别跟电池盒的正负极导线相连；

每个炉头2同时对应一个燃气阀9和一个旋塞阀体101，这样脉冲点火控制器就可在燃气物理气路上建立一一对应关系，以及在电气上与燃气阀9和旋塞阀体101也建立一一对应关系；

如图8所示，所述脉冲点火控制器5内部的电路包括有微控制器63，双升压变压器51、52，双储能电容53、54，高压包55，两个整流二极管56、57，两个保护二极管58、59，第一电容60，可控硅61，三极管62，稳压管64，电阻65，第二电容66等电子元器件，该双升压变压器51、52的高电压电路输出端（在此，指点火控制端501和燃气阀控制端503）分别与点火针6和燃气阀9连接。现在，先描述高压点火和高压开阀分离特点：升压变压器51将原边低压交流信号升压后经过其中一个整流二极管56整流后给储能电容53充电储能，具体需要储能的多少根据电磁阀9的参数来匹配，储能的能量大小由升压变压器51的转换效率、储能电容53容量大小、原边振荡功率大小以及储能时间长短共同决定，储能电容53一旦累积到能打开电磁阀9的能量后，开通可控硅61同时打开三极管62，对应电磁阀的那个储能电容53与电磁阀9里面的线圈形成闭合回路放电产生的电磁力推动电磁阀9内部的阀杆移动从而实现开阀，维持开阀通过电池电压维持，开阀电路中其中一个保护二极管58目的是保护可控硅61和避免微控制器损坏，第一电容60目的是让可控硅61可靠开或者关，另一个保护二极管59的目的是快速泄放电磁阀内部线圈的能量以便保护三极管62不被击穿损坏，也实现快速重复开阀和闭阀；同理，升压变压器52将原边低压交流信号升压通过另一个整流二极管57整流后给储能电容54充电再经过高压包55二次升压成上万伏电压通过点火控制端501连接到点火针6对外壳地电气连通的分火器点火，点火的能量大小由升压变压器转换效率以及原边功率和储能电容54的容量参数决定，点火频率由升压变压器52参数，稳压管64，电阻65，第二电容66决定。整个脉冲点火控制器5工作过程是这样的：电池给脉冲点火控制器通电，微控制器63休眠待机，一旦信号输入端505与接地端508有电气连接然后断开，脉冲点火控制器5内的微控制器63同时启动升压变压器51和52的原边的两个强振荡三极管，变压器次级升压整流后分别给储能电容53和54充电储能，高压点火部分通路形成立即点火，而高压开阀部分通路没有形成，只能继续储能，储能电容53达到一定能量后打开高压开阀通路上的可控硅61同时打开三极管62形成闭合通路实现开阀，从而实现先点火后开阀，以避免爆燃危险，打开阀后关闭升压变压器51的原边强振荡三极管同时关闭可控硅61，然后电池电压维持电磁阀9打开，火焰检测反馈端502有火焰信号后关闭升压变压器52的原边振荡来停止点火同时打开升压变压器52原边弱振荡三极管维持燃烧过程的检测火焰需要的交流信号（一段时间不着火的话，关闭高压开阀通路上的三极管62实现关闭电磁阀9） ，进入燃烧状态，从而实现单路高压点火，单路检测火焰，单路高压打开自吸式单线圈电磁阀9以实现电气与物理气路上的一一对应关系。在本实施例中，微控制器63的型号可以是MDT10P22,CMS16P53等。

本发明将点火和单线圈开阀需要的升压电路部分分离，以实现参数调整分离，从而实现点火能量和开阀能量的最佳匹配状态，实现先点火后开阀，以避免发生爆燃的危险，可以看出，本发明的结构简化，并提高使用安全性和可靠性，另外在使用时，还可以利用点触旋钮暂时关闭燃气阀，去洗刷锅具，洗刷完成再将锅具重新放在炉头上再点触旋钮可以快速打开燃气阀着火，节省燃气，无需象目前燃气灶那样必须顺时针旋转旋塞阀上的旋钮复位来关闭燃气，从而可避免经常旋转旋钮导致旋塞阀磨损后卡住导致无法使用的情况发生，因此本发明的操作更加简便，使用寿命更长。与此同时，由于脉冲点火控制器本身的耗电很小，工作的时候1mA左右，待机的时候只有10几个uA，调整内部高压开阀电路元器件参数与之相匹配的单线圈电磁阀参数，实现电池使用寿命延长50%，取消微动开关实现可靠性同时，由于脉冲点火控制器本身的耗电很小，而它又取消微动开关，这样就不会因生产微动开关时里面的触点需要电镀所带来对环境的污染，和减少电池的使用数量，因此本发明在生产、使用时都更环保，值得推广应用。最关键的是在没有增加离子式保护装置的燃气灶系统成本的基础上来提高燃气灶的安全性和可靠性，因此可大批量生产，这样目前的离子式保护装置的燃气灶可靠性不高导致市场占有率不足20%的现状就可以大幅度得到改变，另外，由于热电偶保护装置与热电材料关系大，安装精度要求高而导致生产难度大，国内生产的热电偶保护装置却因为不可靠寿命短而使生产燃气灶占大部分市场的品牌企业均采用进口的热电偶保护装置，带来热电偶保护装置的燃气灶成本高企，导致热电式燃气灶市场售价比离子式燃气灶高出几百元，如采用本发明的燃气灶，配件生产要求相对降低，大大降低生产成本，完全可以国产化从而给国内提供更多的就业机会，具有巨大的经济效益和社会效益。

在本实施例中，如图4所示，金属触点113采用金属帽，在金属帽上方的阀杆102上设有使金属帽始终与压簧103接触的开口挡圈12，在按下旋塞阀体101的阀杆102上安装的旋钮13后金属帽与金属片点触，这时脉冲点火控制器在休眠状态下将采集到点触动作转换为逻辑电平信号来确定是启动工作或者停止工作，在燃烧过程中长按接触可以进入定时设置，有蜂鸣器提示设置的时间参数，确认后长按接触退出定时设置进入燃烧过程的倒计时，时间到后自动关闭燃气阀并蜂鸣器报警。除在定时设置状态下，都可以短点触来关闭燃气灶工作，同时定时功能取消。在待机下长按接触可以启动电子童锁或者关闭电子童锁，只有关闭电子童锁才能点触启动燃气灶工作。从上可以看出，本发明很容易通过升级微控制器的软件来实现定时设置等更多实用的功能如定时查询，电子童锁，重点火，简单扩展LCD或者LED电子模块实现可视化操作，甚至配合执行机构和机械结构实现火力调节等。当然，金属触点113也可以是其它结构，只要在按下旋塞阀体101的阀杆102上安装的旋钮13后，能通过金属触点113、金属片112连通阀杆102和脉冲点火控制器5的信号输入端505即可，而一旦松开旋钮，则自动断开。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (3)

1.一种多功能燃气灶，包括灶台（1），炉头（2），安装在炉头（2）上的大、小火分火器（3、4），脉冲点火控制器（5），点火针（6），火焰检测针（7），灶内燃气管道（8），燃气阀（9），旋塞阀体（101），在该旋塞阀体（101）上设有阀杆（102）和压簧（103），其特征在于，该燃气阀（9）是单线圈电磁阀，在所述旋塞阀体（101）上设有点触开关（11）；所述点触开关（11）包括有绝缘圈（111）、安装在绝缘圈（111）上的金属片（112）和固定在阀杆（102）上并与压簧（103）上端始终保持接触的金属触点（113），所述金属触点在压簧受压状态下能与金属片（112）接触；在所述脉冲点火控制器（5）上设有分别与点火针（6）、火焰检测针（7）、燃气阀（9）两端、金属片（112）、电池正负极导线、以及旋塞阀体（101）导线连接的点火控制端（501）、火焰检测反馈端（502）、燃气阀控制端（503）和（504）、信号输入端（505）、电源输入端（506）和（507）、以及接地端（508）；

每个炉头（2）同时对应一个燃气阀（9）和一个旋塞阀体（101）；

所述脉冲点火控制器（5）内部的电路包括有双升压变压器（51）、（52）和双储能电容（53）、（54），该双升压变压器（51）、（52）的高电压电路输出端分别与点火针（6）和燃气阀（9）连接。

2.根据权利要求1所述的多功能燃气灶，其特征在于，所述脉冲点火控制器（5）内部的电路还包括有微控制器（63），高压包（55），两个整流二极管（56）、（57），两个保护二极管（58）、（59），第一电容（60），可控硅（61），三极管（62），稳压管（64），电阻（65），第二电容（66）。

3.根据权利要求1或2所述的多功能燃气灶，其特征在于，所述金属触点（113）采用金属帽，在金属帽上方的阀杆（102）上设有使金属帽始终于压簧（103）接触的挡圈（12）。

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