CN1737415A - 具有省电功能的燃气灶安全阀的结构及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有省电功能的燃气灶安全阀的结构及控制方法，该种安全阀，设置于燃气灶燃气通路的开关旋钮内部，作用为当燃气灶于炊食中发生熄火意外时，可自动将燃气通路关闭，以避免煤气外泄。该安全阀的结构主要包括有阀门致动单元以及电磁吸铁单元；阀门致动单元中的永久磁铁在使用者压下开关旋钮时，可免电力而吸附于电磁吸铁单元处，此时弹性组件同时被压缩，以形成燃气通路开启状态；反之，当灶火意外熄灭时，通过火焰感应器配合控制电路，驱动电磁吸铁单元产生让永久磁铁排斥的磁场推斥力，及弹性组件的伸张弹力，可导致阀门致动单元跳脱永久磁铁的吸附，而使燃气通路关闭。本发明可避免燃气灶在意外熄火的情况下持续泄漏煤气，以确保安全；特别是其仅在要使电磁吸铁单元产生相斥磁场的瞬间(约0.5秒内)，才需要使用极小的电能，因此可达到极为省电的优良效能。

Description

具有省电功能的燃气灶安全阀的结构及控制方法

技术领域

本发明涉及燃气灶安全阀的结构及控制方法，特别是涉及一种具有省电功能的燃气灶安全阀的结构及控制方法，其应用永久磁铁会吸住接近的铁质物品的功能、线圈绕组通过电流时会产生磁场感应其中心的铁芯产生磁通的原理(佛来明右手定则)、磁场的同相相斥的原理及弹簧被压缩后会产生弹开之力(虎克定律)等电磁感应及力学理论、以及高温下金属会在表面产生热游子(受热游离金属表面的自由电子)并会被附近带有正电的屏板所吸引而产生电流的真空管原理、电子控制技术、燃气灶燃气通路开关的现有结构所组合而成。

背景技术

基于烹煮食物的需要，及以煤气可作为干净、低成本优质能源的特点，燃气灶普遍应用于现代人生活中。传统燃气灶点火使用后，偶尔会发生非预期性的意外熄火状态，例如灶火被风吹熄，或是灶火被沸滚而溢出的汤水所浇熄，此时若未被使用者发现而立即予以关闭，煤气将会持续不断的外泄，对于生命财产将造成威胁。

业界对于防止燃气灶意外熄火而发生燃气泄漏的结构安全设计，主要可归纳出两类：其中一类为将热电偶安装于燃气灶中心灶环侧边，当火焰燃烧中应用热电感应来产生电场，再经由线圈绕组产生磁场来吸住阀门致动器，使燃气通路打开；当燃气灶意外熄火时，由于灶头温度下降使热电偶感应的电场衰弱，而放开阀门致动器以使燃气通路关闭，此类燃气灶安全装置的缺点是：燃气灶由常温状态开始点火时，由于热电偶所感应的温度仍低，再加上热电偶的反应时间，因此从冷灶点火开始要达到可将阀门致动器吸住需要长达约10秒以上的时间，此段时间内使用者不能将燃气灶燃气开关松手，否则因为电磁阀的线圈绕阻尚未产生足够的磁力来吸住阀门致动器以打开燃气通路，燃气灶会立刻熄火，造成使用者很大的不便利，另一方面若使用者不了解这种点火后需延时松手的特性，往往会多次重新点火或压延太长时间，造成灶口煤气浓度过高而发生气爆的危险事件。另一类为将电池负极接至燃气灶体，由于灶头与灶体之间是以金属相连，故可视为相同电位，电池正极则经由控制电路再使用金属棒安装于燃气灶中心灶环侧边，当火焰燃烧中应用真空管原理来产生电流，经由控制电路的侦测并产生电场来驱动线圈绕组使铁芯产生感应磁场，来吸住阀门致动器使燃气通路打开；当燃气灶意外熄火时，由于经由金属棒所侦测的电流随火焰的熄灭而消失，此时控制电路会取消驱动线圈绕组的电场，使得磁场消失而放开阀门致动器使燃气通路关闭。此种燃气灶安全装置的缺点在于：使用燃气灶的烹煮过程中，需持续维持驱动线圈绕组的电磁场，显然其耗电量相当大，因此电池很快就会能量耗尽(正常使用下约1-3月)，使用者需经常更新电池，造成使用上极大的不便，且消费者还须负担电池的购置成本。另对于燃气灶生产厂商或负责维修的通路商来说，除了会增加额外的维修人力成本外，还须赔上商誉损失。

发明创造内容

本发明的目的是提供一燃气灶安全阀的结构，使其以省电的方式达到防止因为燃气灶意外熄火所造成燃气持续外泄的危险。

本发明提供了一种具有省电功能的燃气灶安全阀结构，它包括有：

一壳体，组设于一底座上；一阀门致动单元，由阀体、弹性组件、拉杆与永久磁铁所组成；阀体被设置于拉杆一外侧端，弹性组件套组于拉杆上，永久磁铁固设于拉杆的内侧端；该阀门致动单元可内、外伸缩的穿置于壳体上，阀体对应设于燃气灶的进气口处；一电磁吸铁单元，固设于壳体与底座间，包括有铁芯、线圈绕组、胶环与承座；该电磁吸铁单元还连设有一可获得外部的电子信号的电源线；

通过将上述结构装设在燃气灶开关旋钮内部燃气通路的进气口处，当开启灶火时，使用者压下并旋动开关旋钮，开关旋钮的顶杆可推移阀体致使拉杆与永久磁铁朝向电磁吸铁单元端移动，并使铁芯与永久磁铁相互吸附，形成进气口之开启；反之，当灶火意外熄灭时，通过火焰侦测器的侦测并经由电源线传送电子讯号，驱动电磁吸铁单元产生可让永久磁铁排斥的磁场，使致永久磁铁跳脱铁芯，配合弹性组件的弹力，阀体即可快速的归位并将进气口关闭。

上述的具有省电功能的燃气灶安全阀结构，它还包括有：一可侦测是否有灶火的火焰侦测器，装设于灶头；一控制电路板，其接收并分析火焰侦测器所测得的信号，并给电磁吸铁电信号，驱动电磁吸铁动作；以及一用以提供电源的电池组。

上述的具有省电功能的燃气灶安全阀结构中，所述控制电路板包括有：感应信号放大单元、信号辨识单元以及安全阀驱动单元。

上述的具有省电功能的燃气灶安全阀结构中，所述火焰感应器包括有：灶头座、灶火口、绝缘碍子、灶头盖、端子与金属棒，其中端子通过螺丝锁合于灶头盖处，且灶头座与灶头盖之间形成绝缘关系。

上述的具有省电功能的燃气灶安全阀结构中，所述电池组的负极使燃气灶体与灶头座连通而呈现相同电位；电池组的正极经由控制电路板连接至金属棒、端子与灶头盖。

本发明还公开了一种具有省电功能的燃气灶安全阀控制方法，该安全阀包括有：一壳体，组设于一底座上；一阀门致动单元，由阀体、弹性组件、拉杆与永久磁铁所组成；阀体被设置于拉杆一外侧端，弹性组件套组于拉杆上，永久磁铁固设于拉杆的内侧端；该阀门致动单元可内、外伸缩的穿置于壳体上，阀体对应设于燃气灶的进气口处；一电磁吸铁单元，固设于壳体与底座间，包括有铁芯、线圈绕组、胶环与承座；该电磁吸铁单元还连设有一可获得外部的电子信号的电源线；一可侦测是否有灶火的火焰侦测器，装设于灶头；一控制电路板，其接收并分析火焰侦测器所测得的信号，并给电磁吸铁电信号，驱动电磁吸铁动作；以及一用以提供电源的电池组；

该方法包括有：当开启灶火时，使用者压下并旋动开关旋钮，开关旋钮的顶杆可推移阀体致使拉杆与永久磁铁朝向电磁吸铁单元端移动，并使铁芯与永久磁铁相互吸附，形成进气口之开启；以及当灶火意外熄灭时，通过火焰侦测器的侦测可使电源线传送电子讯号，驱动电磁吸铁单元产生可让永久磁铁排斥的磁场，使致永久磁铁跳脱铁芯，配合弹性组件的弹力，阀体可快速的归位并将进气口关闭。

上述的一种具有省电功能的燃气灶安全阀控制方法中，所述控制电路板包括有：感应信号放大单元、信号辨识单元以及安全阀驱动单元。

上述的一种具有省电功能的燃气灶安全阀控制方法中，所述火焰感应器包括有：灶头座、灶火口、绝缘碍子、灶头盖、端子与金属棒，其中端子通过螺丝锁合于灶头盖处，且灶头座与灶头盖之间形成绝缘关系。

上述的一种具有省电功能的燃气灶安全阀控制方法中，所述电池组的负极使燃气灶体与灶头座连通而呈现相同电位；电池组的正极经由控制电路板连接至金属棒、端子与灶头盖。

本发明又公开了一种具有省电功能的燃气灶安全阀结构，其结构包括有：

一壳体，组设于一底座上；一阀门致动单元，包括阀体、弹性组件、磁心拉杆与线圈绕组；该线圈绕组与一电源线连接；一金属单元，固设于壳体与底座间，包括有被适当披覆之永久磁铁与铁片；

通过上述结构，当阀门致动单元被内顶，可压缩弹性组件并使磁心拉杆与金属单元相吸附；反之，当灶火意外熄灭时，通过给予电磁线圈驱动信号，可使线圈绕组产生排斥磁场，再通过被压缩的弹性组件弹力，可令磁心拉杆跳脱金属单元而使阀门致动单元归位。

本发明采用了省电型电磁阀：其主要包括有阀门致动单元以及电磁吸铁单元；安全控制阀的开启，靠燃气灶开关旋钮下压传动件所顶开，该阀门致动单元中，通过永久磁铁来吸住电磁吸铁单元的铁芯，而呈免电力的吸附关系，因此开启煤气后一直到烹煮食物过程中，完全不需耗费外加(例如：电池)的电力；唯有当灶火因非预期意外熄灭时，利用灶头的火焰感应器配合控制电路，驱动电磁吸铁单元产生可与永久磁铁排斥的磁场，加上先前压缩弹性组件的反弹力量，令阀门致动单元脱离永久磁铁完成闭锁动作而使燃气通路关闭。是以，本发明仅在永久磁铁要产生排斥的磁场时，才需要使用瞬间的电力，故可获致极其省电的实用效能。

本发明的火焰感应装置以环状金属直接接触及侦测火焰，经由一条连接线连结到控制电路板，当火焰意外熄灭时，经由本感测装置对电磁阀发出作动功能而可关闭煤气。

附图说明

图1为本发明燃气灶安全阀的剖面结构图

图2为本发明燃气灶安全阀的剖面实施示意图

图3为本发明燃气灶安全阀开启时的剖面动作状态图

图4为本发明燃气灶安全阀关闭时的剖面动作状态图

图5为本发明燃气灶安全阀另一实施例的剖面结构图

图6为本发明燃气灶安全阀的电子电路配置图

图7为本发明中火焰感应器的立体分解图

图8为本发明中火焰感应器的侧视结构图

图9为本发明中火焰感应器的动作状态示意图

具体实施方式

兹谨就本发明安全阀的控制方法及其结构组成，与其所产生的功效，配合附图，举一较佳实施例详细说明如下。

首请参阅图1与图2所示，本发明具有省电功能的燃气灶安全阀1，其结构包括有：

一壳体11，组设于一承座34上；

一阀门致动单元2，由阀体21、垫片22、弹性组件23、拉杆24与永久磁铁25所组成。阀体21与迭置的垫片22被设置于拉杆24其中一外侧端，一弹性组件23套组于外壳11一外侧端，一永久磁铁25固设于拉杆24的内侧端；阀门致动单元2，可穿置于壳体11一侧缘，并能相对于壳体11进行内、外伸缩；

一电磁吸铁单元3，包括有铁芯31、线圈绕组32、胶环33与承座34等。电磁吸铁单元3连设有一电源线13，可通过电源线13获得外部电池的电力。

上述结构装设于燃气灶开关旋钮4内部的燃气通路42处(如图2)。常态下，阀门致动单元2将因为弹性组件23的伸张弹力，致使阀体21、拉杆24与永久磁铁25等都呈现向外侧顶持凸伸的状态，此时阀体21可将进气口40封闭。

当要开启灶火时，使用者压下并旋动开关旋钮4，此时开关旋钮4内部的顶杆41将朝向内部移动伸出，进而顶持阀门致动单元2的阀体21外侧，连带使拉杆24与永久磁铁25等都朝向壳体11内部的电磁吸铁单元3一端移动，通过铁芯31与永久磁铁25的磁吸力，将可使两者相互吸附，如此，形成进气口40的开启状态(如图3)，燃气通路42可提供煤气进气并使用燃气灶。

当燃气灶在使用中发生非预期的意外熄火时，电源线13将传送一电流(约小于0.5秒)，驱动电磁吸铁单元3产生一个与永久磁铁25排斥的磁场，导致永久磁铁25跳脱铁芯31，配合弹性组件23的弹力，阀体21可快速的归位并将进气口40关闭，以确保煤气不会外泄(如图4)。

由此可知，本发明仅在熄火时要让电磁吸铁单元3产生排斥磁场所需要用到短暂电力(小于0.5秒)，显然本发明确实可达成省电的突破性效能，相较于传统结构，需在灶火燃烧全程利用电力长时间强制开启阀门的耗电结构来说，确实具有功能上的突破。且本发明的火焰感应是电子信号的传递，不会有传统热电偶感应所产生的延时现象，因此本发明的创新设计，可兼具燃气灶意外熄火的安全防护、省电及使用方便等优点。

再请参阅图5，为本发明安全阀5的另一实施例，其与前一实施例包括有大致相同的零组件，其包括有：

一壳体51，组设于一底座52上；

一阀门致动单元6，包括阀体61、垫片62、弹性组件63、磁心拉杆64与线圈绕组65；线圈绕组65与一电源线66连接；

一金属单元7，固设于壳体51与底座52之间，包括有被适当披覆的永久磁铁71与铁片72。

本实施例等同于前一实施例的原理，当阀门致动单元6被内顶，可压缩弹性组件63使磁心拉杆64与金属单元7相吸附；反之，通过给予电源线66电子信号(电流)，可使线圈绕组65产生排斥磁场，即可令磁心拉杆64跳脱金属单元7而使阀门致动单元6归位。

兹谨再就本发明的电子电路部份提出说明。请参阅图6，本发明应用时更配置有：火焰感应器81、控制电路板82与电池组83。其中，控制电路板82包括有：感应信号放大单元821、信号辨识单元822以及安全阀驱动单元823。当火焰感应器81感测出灶头没有火焰时，即可通过控制电路板82驱动安全阀1作动而关闭。

至于火焰感应器81，实施状态如图7与图8所示，包括有灶头座810、灶火口811、绝缘碍子812、灶头盖813、端子814与金属棒815等，其中端子814通过螺丝816锁合于灶头盖813处，且灶头座810与灶头盖813之间形成绝缘关系。由于电池组83的负极可使燃气灶体与灶头座810连通而呈现相同电位；至于电池组83的正极则经由控制电路板82连接至金属棒815、端子814与灶头盖813以做为火焰感应器81。当燃气灶被启动而有火焰时，如图9，高温会产生热游子(受热游离于金属表面的自由电子)，受到带正电的灶头盖813所形成的屏极所吸引，带电正、负两极之间因火焰的高温造成空气膨胀，致使空气浓度稀薄而形成接近真空现象，因此两极之间会有电流流动发生；当燃气灶于炊食中发生意外熄火时，金属棒815、端子814与灶头盖813将会因火焰熄灭而侦测到电流消失，并将信号送至控制电路板82，再由控制电路板82驱动电磁吸铁单元3产生排斥的磁场，及被压缩的弹性组件23弹力，以令阀门致动单元2关闭进气口40。

Claims (10)

1、一种具有省电功能的燃气灶安全阀结构，其特征在于，它包括有：

一壳体，组设于一底座上；

一阀门致动单元，.由阀体、弹性组件、拉杆与永久磁铁所组成；阀体被设置于拉杆一外侧端，弹性组件套组于拉杆上，永久磁铁固设于拉杆的内侧端；该阀门致动单元可内、外伸缩的穿置于壳体上，阀体对应设于燃气灶的进气口处；

一电磁吸铁单元，固设于壳体与底座间，包括有铁芯、线圈绕组、胶环与承座；该电磁吸铁单元还连设有一可获得外部的电子信号的电源线；

通过将上述结构装设在燃气灶开关旋钮内部燃气通路的进气口处，当开启灶火时，使用者压下并旋动开关旋钮，开关旋钮的顶杆可推移阀体致使拉杆与永久磁铁朝向电磁吸铁单元端移动，并使铁芯与永久磁铁相互吸附，形成进气口之开启；反之，当灶火意外熄灭时，通过火焰侦测器的侦测并电源线传送电子讯号，驱动电磁吸铁单元产生可让永久磁铁排斥的磁场，使致永久磁铁跳脱铁芯，配合弹性组件的弹力，阀体即可快速的归位并将进气口关闭。

2、根据权利要求1所述的具有省电功能的燃气灶安全阀结构，其特征在于：它还包括有：

一可侦测是否有灶火的火焰侦测器，装设于灶头；

一控制电路板，其接收并分析火焰侦测器所测得的信号，并给电磁吸铁电信号，驱动电磁吸铁动作；

以及一用以提供电源的电池组。

3、根据权利要求2所述的具有省电功能的燃气灶安全阀结构，其特征在于：所述控制电路板包括有：感应信号放大单元、信号辨识单元以及安全阀驱动单元。

4、根据权利要求2所述的具有省电功能的燃气灶安全阀结构，其特征在于：所述火焰感应器包括有：灶头座、灶火口、绝缘碍子、灶头盖、端子与金属棒，其中端子通过螺丝锁合于灶头盖处，且灶头座与灶头盖之间形成绝缘关系。

5、根据权利要求4所述的具有省电功能的燃气灶安全阀结构，其特征在于：所述电池组的负极使燃气灶体与灶头座连通而呈现相同电位；电池组的正极经由控制电路板连接至金属棒、端子与灶头盖。

6、一种具有省电功能的燃气灶安全阀控制方法，该安全阀包括有：

一壳体，组设于一底座上；

一阀门致动单元，由阀体、弹性组件、拉杆与永久磁铁所组成；阀体被设置于拉杆一外侧端，弹性组件套组于拉杆上，永久磁铁固设于拉杆的内侧端；该阀门致动单元可内、外伸缩的穿置于壳体上，阀体对应设于燃气灶的进气口处；

一电磁吸铁单元，固设于壳体与底座间，包括有铁芯、线圈绕组、胶环与承座；该电磁吸铁单元还连设有一可获得外部的电子信号的电源线；

一可侦测是否有灶火的火焰侦测器，装设于灶头；

一控制电路板，其接收并分析火焰侦测器所测得的信号，并给电磁吸铁电信号，驱动电磁吸铁动作；

以及一用以提供电源的电池组；

该方法包括有：

当开启灶火时，使用者压下并旋动开关旋钮，开关旋钮的顶杆可推移阀体致使拉杆与永久磁铁朝向电磁吸铁单元端移动，并使铁芯与永久磁铁相互吸附，形成进气口之开启；以及

当灶火意外熄灭时，通过火焰侦测器的侦测可使电源线传送电子讯号，驱动电磁吸铁单元产生可让永久磁铁排斥的磁场，使致永久磁铁跳脱铁芯，配合弹性组件的弹力，阀体可快速的归位并将进气口关闭。

7、根据权利要求6所述的一种具有省电功能的燃气灶安全阀控制方法，其特征在于：所述控制电路板包括有：感应信号放大单元、信号辨识单元以及安全阀驱动单元。

8、根据权利要求6所述的一种具有省电功能的燃气灶安全阀控制方法，其特征在于：所述火焰感应器包括有：灶头座、灶火口、绝缘碍子、灶头盖、端子与金属棒，其中端子通过螺丝锁合于灶头盖处，且灶头座与灶头盖之间形成绝缘关系。

9、根据权利要求6所述的一种具有省电功能的燃气灶安全阀控制方法，其特征在于：所述电池组的负极使燃气灶体与灶头座连通而呈现相同电位；电池组的正极经由控制电路板连接至金属棒、端子与灶头盖。

10、一种具有省电功能的燃气灶安全阀结构，其结构包括有：

一壳体，组设于一底座上；

一阀门致动单元，包括阀体、弹性组件、磁心拉杆与线圈绕组；该线圈绕组与一电源线连接；

一金属单元，固设于壳体与底座间，包括有被适当披覆之永久磁铁与铁片；

通过上述结构，当阀门致动单元被内顶，可压缩弹性组件并使磁心拉杆与金属单元相吸附；反之，通过给予电源线电子信号，可使线圈绕组产生排斥磁场，再通过被压缩的弹性组件弹力，可令磁心拉杆跳脱金属单元而使阀门致动单元归位。

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