CN2364382Y - 一种新型低风速启动、强制给排气式安全热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种低风速启动、强制给排气式安全热水器,包括有燃气阀、燃烧器、热交换器、反馈针、水阀、控制装置。本实用新型中的控制装置由于设置有风机转速控制电路,故可实现低风速启动,使热水器启动时,风机的风量控制在从燃烧器出来的可燃混气刚好能被点燃,从而可避免点火爆燃,其与传统的防爆措施相比,结构简单,成本较低;此外,本实用新型由于还设有燃气－空气随动调节装置,使风机的转速及风量随着燃气阀的开度增大或减小作相应改变,其可增大负荷调节范围,实现冬夏调节自如。
Description
本实用新型是一种热水器，特别是一种鼓风燃烧、强制给排气式热水器。
现有的鼓风燃烧、强制给排气式热水器，其鼓风燃烧所用的风机大多是不可调速的风机，故在热水器刚开始点火时，易产生爆燃，且不利于火焰的传播，火焰也不稳定，负荷调节范围小，因此，热水器的安全性与使用性能欠佳。
本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种可调节风机转速的鼓风燃烧、强制给排气安全热水器，其可实现热水器的低风速启动，有效地避免了点火爆燃。
本实用新型进一步的目的在于提供一种可实现燃气-空气随动调节的鼓风燃烧、强制给排气安全热水器，其风机的转速及风量可随着燃气阀的开度增大或减小作相应改变，从而可增大热水器的负荷调节范围，实现冬夏调节自如。
本实用新型的结构示意图如附图所示，包括有燃气阀(1)、燃烧器(2)、热交换器(3)、反馈针(4)、水阀(5)、控制装置(6)，其中燃气阀(1)通过管路与燃烧器(2)连接，热交换器(3)置于燃烧器(2)的上方，水阀(5)通过管路与热交换器(3)连接，反馈针(4)置于燃烧器(2)的火排上方，燃烧器(2)的下方设置有风机(7)，控制装置(6)包括有电源电路(61)及风机转速控制电路(62)，风机转速控制电路(62)的输入端与电源电路(61)连接，输出端与风机(7)连接。
上述风机转速控制电路(62)包括有芯片IC1及其外围元件，比较器IC2B、IC2C、IC2D及其外围元件，三极管BG2、BG3、BG4、BG5，继电器J1、J2、J3，电容C18，其中芯片IC1的接脚6与电源电路(61)连接，接脚3与比较器IC2B的正输入端3连接，比较器IC2B的负输入端2通过电容C5接地，输出端通过电阻R5与IC2D的负输入端连接及通过电阻R7与三极管BG2的基极连接，BG2的发射极接地，集电极与继电器J1的一端连接，继电器J1的另一端通过二极管D4与三极管BG3的集电极连接，BG3的集电极通过电阻R36与继电器J2连接，继电器J2的触点J2-1与继电器J3的触点J3-1连接，BG3的发射极接地，BG3的基极通过电阻R35与IC2C的输出端连接及通过电阻R38、R9、R10、二极管D5与三极管BG4的基极连接，BG4的发射极与BG5的基极连接，BG5的集电极通过电阻R12与继电器J3的一端连接，J3的触点J3-1与接线排B的接脚1连接，继电器J1的触点J1-1通过电容C18与接线排B的接脚1及J3-1连接，接脚1与风机(7)连接。
下面结合附图详细说明本实用新型的具体结构及工作情况：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中控制装置(6)的原理框图；
图3为本实用新型中控制装置(6)的部分电路原理图；
图4为本实用新型中控制装置(6)的风机风速随动调节电路(67)的原理图；
图5为本实用新型中线控操作板K的外观示意图。
本实用新型的结构示意图如图1所示，包括有燃气阀(1)、燃烧器(2)、热交换器(3)、反馈针(4)、水阀(5)、控制装置(6)，其中燃气阀(1)通过管路与燃烧器(2)连接，热交换器(3)置于燃烧器(2)的上方，水阀(5)通过管路与热交换器(3)连接，反馈针(4)置于燃烧器(2)的火排上方，燃烧器(2)的下方设置有风机(7)，控制装置(6)包括有电源电路(61)及风机转速控制电路(62)，风机转速控制电路(62)的输入端与电源电路(61)连接，输出端与风机(7)连接。上述风机转速控制电路(62)包括有芯片IC1及其外围元件，比较器IC2B、IC2C、IC2D及其外围元件，三极管BG2、BG3、BG4、BG5，继电器J1、J2、J3，电容C18，其中芯片IC1的接脚6与电源电路(61)连接，接脚3与比较器IC2B的正输入端3连接，比较器IC2B的负输入端2通过电容C5接地，输出端通过电阻R5与IC2D的负输入端连接及通过电阻R7与三极管BG2的基极连接，BG2的发射极接地，集电极与继电器J1的一端连接，继电器J1的另一端通过二极管D4与三极管BG3的集电极连接，BG3的集电极通过电阻R36与继电器J2连接，继电器J2的触点J2-1与继电器J3的触点J3-1连接，BG3的发射极接地，BG3的基极通过电阻R35与IC2C的输出端连接及通过电阻R38、R9、R10、二极管D5与三极管BG4的基极连接，BG4的发射极与BG5的基极连接，BG5的集电极通过电阻R12与继电器J3的一端连接，J3的触点J3-1与接线排B的接脚1连接，继电器J1的触点J1-1通过电容C18与接线排B的接脚1及J3-1连接，接脚1与风机(7)连接。
为实现烟道阻塞或风压过大保护，上述燃烧器(2)为密闭结构，其上部、火焰边界之外的位置上设有热电偶(9)，控制装置(6)相应设有风压过大保护电路(63)，控制装置(6)相应设有烟道阻塞或风压过大保护电路(63)，其包括有芯片IC3、比较器IC4A、IC4C及其外围元件，IC4A的正输入端与电源电路(61)连接，IC4A的负输入端与热电偶(9)连接，IC4A的输出端通过电阻R21与IC4C的正输入端连接，IC4C的输出端通过电阻R37与IC3的接脚11连接。
为使风机(7)能根据实际需要正常运转，防止意外情况的发生，确保热水器的使用安全性，上述控制装置(6)还包括有风机堵转、停转和转速过低检测保护电路(64)，其包括有比较器IC2C、IC4D、芯片IC1，比较器IC4D的负输入端与电源电路(61)连接，接脚3与风机转速传感器连接，IC4D的正输入端通过电阻R34接地，IC4D的输出端通过电阻R6与IC1的接脚3连接。
为防止干烧现象的发生，上述的控制装置(6)还设有过热保护电路(65)，其包括有芯片IC3、三极管BG6、比较器IC4B、IC4C，BG6的基极通过电阻R27与热交换器(3)旁侧的温控器N连接，温控器N与反馈针(4)连接，BG6的集电极分别与IC4B的正输入端连接及通过电阻R25接地，BG6的发射极与IC4B的负输入端及电源电路(61)连接，IC4B的输出端通过电阻R21与IC4C的正输入端连接，IC4C的负输入端与IC4B的负输入端连接，IC4C的输出端通过电阻R37与IC3的接脚11连接。
为保证燃烧器(2)的正常燃烧，实现意外熄火保护，上述控制装置(6)还包括有反馈针的检测电路(66)，其包括有芯片IC1、IC3、比较器IC4B、三极管BG6，IC1的接脚2、6与接线排C的接脚4连接，接线排C的接脚4与水阀(5)的控制开关连接，IC1的接脚3通过电阻R2与发光二极管LED2的阳极连接，LED2的负极接地，IC1的接脚2与IC3的接脚6连接，IC1的接脚4通过电容C9、电阻R17与IC3的接脚5连接，另IC1的接脚3通过电阻R6与IC4D的输出端连接，IC3的接脚9与BG6的集电极连接。
为使热水器在低水压下启动，上述水阀(5)的控制开关为霍尔开关。上述电源电路(61)包括有由D14-D17组成的桥式整流电路和由电容C1组成的滤波电路，D15、D16的正极与接线排A的接脚5、6连接，D14、D17的正极接地，D15、D16的负极分别与电容C1的正极连接及与继电器J1、J2、J3连接，还与稳压集成电路7809的输入端连接，稳压集成电路7809的输出端与IC1连接；另接线排A与电源连接，电容C1的负极接地。
为实现燃气-空气随动调节，上述燃气阀(1)还连接有燃气一空气随动调节装置，其包括有齿轮传动付(8，8A)及其驱动电机D，齿轮(8)的转轴与燃气阀(1)的转轴连接，齿轮(8A)与齿轮(8)啮合，并与其驱动电机D的输出轴连接，驱动电机D的输入端与设在壳体外的线控操作板K连接，控制装置(6)相应还设有风机风速随动调节电路(67)，其包括有主控制电路A、电位器W、双向可控硅G1、光电偶合器G2、电容C41、C42、三极管N1、N2、电阻R41、R42、R43、R44，其中电位器W的旋转与燃气阀(1)的旋钮Z连动，三极管N1的基极通过电阻R41与主控制电路A连接，发射极接地，集电极与继电器J2的一端连接，继电器J2的另一端与继电器J1的一端连接，继电器J1的另一端与三极管N2的集电极连接，三极管N2基极通过电阻R42与主控制电路A连接，发射极接地；光电偶合器G2的一端通过电阻R44与主控制电路A连接，另一端通过电阻R43、电容C41与继电器J1的触点J1-1及继电器J2的触点J2-1的一端连接，继电器J1的触点J1-1及继电器J2的触点J2-1的另一端与电源连接，光电偶合器G2的输出端与双向可控硅G1的触发端连接及通过电容C42接地，双向可控硅G1的输出端与风机(7)连接。其中上述主控制电路A可包括有电源电路(61)及风机转速控制电路(62)、烟道阻塞或风压过大保护电路(63)、风机堵转、停转和转速过低检测保护电路(64)、过热保护电路(65)、反馈针的检测电路(66)，或为其它控制电路。
本实用新型使用时，接通电源，则控制装置(6)中的电源电路(61)开始工作，桥式整流电路整流，并经C1滤波后得到直流电压DC，其一路向继电器J1-J3供电，另一路经稳压集成电路7809稳压后，向各控制电路输出9V直流电压，若此时水控开关处于断开状态，即水阀未打开，则IC1的接脚3没有输出，热水器处于待工作状态，各控制电路不工作；当水控开关接通，水阀打开，IC1得到水控开关(霍尔开关)输入的开通信号，IC1的接脚3由低电位变成高电位，则IC2B立即输出高电位，经R7给三极管BG2的基极注入启动电流，使BG2导通，继电器J1吸合，使连接于接线排B中接脚1的风机作低速运转，使连于接线排B中接脚4、5的脉冲点火器开始点火。经2-3秒后，IC2C输出高电位，分别向BG3、BG4与BG5供电，则继电器J2吸合，使燃气阀(1)得电吸合，经1秒延时后，继电器J3吸合，风机(7)由低速转为设定风速运转，点火20秒后，继电器J1释放，脉冲点火器失去电源而停止打火，这时继电器J2、J3维持吸合，热水器处于正常工作状态。当水阀关闭时，IC1得到水控开关(霍尔开关)的中断信号，IC1的接脚3由高电位变为低电位，BG3由于基极失于正电压而截止，继电器J2释放，关闭燃气阀(1)，热水器停止工作，这时BG4与BG5由电容C10供电，维持继电器J2吸合约5秒钟，然后释放，使风机(7)在热水器停止工作后，能自行清扫一定时间。热水器在工作过程中，当排烟阻塞或外界风压过大时，则热水器排出的废气出现障碍，装于燃烧器(2)上部、其射流火焰边界之外的位置上热电偶(9)的电势开始上升，当逐步升至20mv以上、超过设定值时，IC4A的输出端出现低电位，经IC3鉴别后输出中断信号，使燃气阀(1)释放，热水器停止工作。风机(7)在转动过程中，由其电机霍尔传感器将转速信号变成电信号，经检测后，由IC4D的输出端直接控制燃气阀(1)和风机的工作情况。当点火器开始点火，只有风机(7)的转速达到600转/分以上时，IC4D的输出端才断开，使燃气阀(1)和风机(7)正常工作，否则，燃气阀(1)不能打开，风机(7)不能进入高速状态，20秒后均停止工作。在热水器正常工作过程中，无论任何时间、任何状态，只要风机(7)出现转速过低或堵转、停转等故障，IC4D的输出端均出现低电位，使燃气阀(1)释放，热水器进入故障保护状态。另外，热水器在工作过程中，当热水温度超过设定温度(75℃-80℃)时，热交换器(3)旁侧的常闭型温控器N的常闭接点断开，过热信号经BG6、IC4B转入IC3，使IC3的接脚3出现高电位，燃气阀(1)释放，热水器停止工作。在接通电源而未通水，水控开关(霍尔开关)处于断开状态，IC3的接脚6为高电位，IC3通过接脚9对反馈针(4)进行检测，如反馈针短路，则IC3的接脚3为高电位，热水器处于故障状态，停止工作。当反馈针(4)正常，则IC3的接脚3为低电位，其处于等待工作状态。当水阀(5)打开，其霍尔水开关导通，IC1的接脚3输出高电位，20秒后，反馈针(4)开始检测工作，当热水器处于正常燃烧状态，有离子流产生，及馈针检测电路处于正常工作状态；如在工作过程中，出现意外熄火，无离子流，IC3的接脚3输出高电位，关闭燃气阀，热水器停止工作。
为实现燃气-空气随动调节，用户借助操作板K上的“升温”“降温”按钮使驱动电机D正转或反转，经齿轮传动付(8，8A)使燃气阀(1)的开度增大或减小，并带动电位器W旋转，电位器W阻值的变化使触发脉冲的时间发生变化，相应改变了双向可控硅G1的导通角，使风机(7)的工作电压改变，风机(7)的转速及风量相应改变，从而实现燃气-空气随动调节。
本实用新型中的控制装置由于设置有风机转速控制电路，故可实现低风速启动，使热水器启动时，风机开始低速运转吹扫燃烧室，其风量控制在从燃烧器出来的可燃混气刚好能被点燃，从而可避免点火爆燃，其与传统的防爆措施相比，结构简单，成本较低；另外，本实用新型由于还设有烟道阻塞或风压过大保护电路、风机堵转、停转和转速过低检测保护电路、过热保护电路、意外熄火保护电路，故可有限地确保热水器的安全使用性。此外，本实用新型由于还设有燃气-空气随动调节装置，使风机的转速及风量随着燃气阀的开度增大或减小作相应改变，其可增大负荷调节范围，实现冬夏调节自如。
Claims (10)
1、一种新型低风速启动、强制给排气式安全热水器，包括有燃气阀(1)、燃烧器(2)、热交换器(3)、反馈针(4)、水阀(5)、控制装置(6)，其中燃气阀(1)通过管路与燃烧器(2)连接，热交换器(3)置于燃烧器(2)的上方，水阀(5)通过管路与热交换器(3)连接，反馈针(4)置于燃烧器(2)的火排上方，其特征在于燃烧器(2)的下方设置有风机(7)，控制装置(6)包括有电源电路(61)及风机转速控制电路(62)，风机转速控制电路(62)的输入端与电源电路(61)连接，输出端与风机(7)连接。
2、根据权利要求1所述的热水器，其特征在于上述风机转速控制电路(62)包括有芯片IC1及其外围元件，比较器IC2B、IC2C、IC2D及其外围元件，三极管BG2、BG3、BG4、BG5，继电器 J1、J2、J3，电容C18，其中芯片IC1的接脚6与电源电路(61)连接，接脚3与比较器IC2B的正输入端3连接，比较器IC2B的负输入端2通过电容C5接地，输出端通过电阻R5与IC2D的负输入端连接及通过电阻R7与三极管BG2的基极连接，BG2的发射极接地，集电极与继电器J1的一端连接，继电器J1的另一端通过二极管D4与三极管BG3的集电极连接，BG3的集电极通过电阻R36与继电器J2连接，继电器J2的触点J2-1与继电器J3的触点J3-1连接，BG3的发射极接地，BG3的基极通过电阻R35与IC2C的输出端连接及通过电阻R38、R9、R10、二极管D5与三极管BG4的基极连接，BG4的发射极与BG5的基极连接，BG5的集电极通过电阻R12与继电器J3的一端连接，J3的触点J3-1与接线排B的接脚1连接，继电器J1的触点J1-1通过电容C18与接线排B的接脚1及J3-1连接，接脚1与风机(7)连接。
3、根据权利要求1所述的热水器，其特征在于上述燃烧器(2)为密闭结构，其上部、火焰边界之外的位置上设有热电偶(9)，控制装置(6)相应设有烟道阻塞或风压过大保护电路(63)，其包括有芯片IC3、比较器IC4A、IC4C及其外围元件，IC4A的正输入端与电源电路(61)连接，IC4A的负输入端与热电偶(9)连接，IC4A的输出端通过电阻R21与IC4C的正输入端连接，IC4C的输出端通过电阻R37与IC3的接11连接。
4、根据权利要求1所述的热水器，其特征在于上述控制装置(6)还包括有风机堵转、停转和转速过低检测保护电路(64)，其包括有比较器IC2C、IC4D、芯片IC1，比较器IC4D的负输入端与电源电路(61)连接，接脚3与风机转速传感器连接，IC4D的正输入端通过电阻R34接地，IC4D的输出端通过电阻R6与IC1的接脚3连接。
5、根据权利要求1所述的热水器，其特征在于上述的控制装置(6)还设有过热保护电路(65)，其包括有芯片IC3、三极管BG6、比较器IC4B、IC4C，BG6的基极通过电阻R27与热交换器(3)旁侧的温控器N连接，温控器N与反馈针(4)连接，BG6的集电极分别与IC4B的正输入端连接及通过电阻R25接地，BG6的发射极与IC4B的负输入端及电源电路(61)连接，IC4B的输出端通过电阻R21与IC4C的正输入端连接，IC4C的负输入端与IC4B的负输入端连接，IC4C的输出端通过电阻R37与IC3的接脚11连接。
6、根据权利要求1所述的热水器，其特征在于上述控制装置(6)还包括有反馈针的检测电路(66)，其包括有芯片IC1、IC3、比较器IC4B、三极管BG6，IC1的接脚2、6与接线排C的接脚4连接，接线排C的接脚4与水阀(5)的控制开关连接，IC1的接脚3通过电阻R2与发光二极管LED2的阳极连接，LED2的负极接地，IC1的接脚2与IC3的接脚6连接，IC1的接脚4通过电容C9、电阻R17与IC3的接脚5连接，另IC1的接脚3通过电阻R6与IC4D的输出端连接，IC3的接脚9与BG6的集电极连接。
7、根据权利要求6所述的热水器，其特征在于上述水阀(5)的控制开关为霍尔开关。
8、根据权利要求1所述的热水器，其特征在于上述电源电路(61)包括有由D14-D17组成的桥式整流电路和由电容C1组成的滤波电路，D15、D16的正极与接线排A的接脚5、6连接，D14、D17的正极接地，D15、D16的负极分别与电容C1的正极连接及与继电J1、J2、J3连接，还与稳压集成电路7809的输入端连接，稳压集成电路7809的输出端与IC1连接；另接线排A与电源连接，电容C1的负极接地。
9、根据权利要求1所述的热水器，其特征在于上述燃气阀(1)还连接有燃气一空气随动调节装置，其包括有齿轮传动付(8，8A)及其驱动电机D，齿轮(8)的转轴与燃气阀(1)的转轴连接，齿轮(8A)与齿轮(8)啮合，并与其驱动电机D的输出轴连接，驱动电机D的输入端与设在壳体外的线控操作板K连接，控制装置(6)相应还设有风机风速随动调节电路(67)，其包括有主控制电路A、电位器W、双向可控硅G1、光电偶合器G2、电容C41、C42、三极管N1、N2、电阻R41、R42、R43、R44，其中电位器W的旋转与燃气阀(1)的旋钮Z连动，三极管N1的基极通过电阻R41与主控制电路A连接，发射极接地，集电极与继电器J2的一端连接，继电器J2的另一端与继电J1的一端连接，继电器J1的另一端与三极管N2的集电极连接，三极管N2基极通过电阻R42与主控制电路A连接，发射极接地；光电偶合器G2的一端通过电阻R44与主控制电路A连接，另一端通过电阻R43、电容C41与继电器J1的触点J1-1及继电器J2的触点J2-1的一端连接，继电器J1的触点J1-1及继电器J2的触点J2-1的另一端与电源连接，光电偶合器G2的输出端与双向可控硅G1的触发端连接及通过电容C42接地，双向可控硅G1的输出端与风机(7)连接。
10、根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的热水器，其特征在于上述主控制电路A可包括有电源电路(61)及风机转速控制电路(62)、烟道阻塞或风压过大保护电路(63)、风机堵转、停转和转速过低检测保护电路(64)、过热保护电路(65)、反馈针的检测电路(66)，或为其它控制电路。
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1999
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| CN102080878B (zh) * | 2009-11-27 | 2013-05-08 | 海尔集团公司 | 燃气设备的风机控制方法及装置 |
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Case number: W54466 Conclusion of examination: Declare claim 9 invalid. Maintain the claim, 10 effective from january. Decision date: 20030103 Denomination of utility model: A new type of low speed wind starting and forced exhaust safety water heater Granted publication date: 20000216 Int.cl.7: F24H1/16 Patentee: Wanhe Enterprise Group Co., Shunde City Review decision number: 4709 |