專利名稱：瓦斯缺氧自動關斷控制電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種瓦斯缺氧自動關斷控制電路。
傳統的瓦斯熱水器，當使用者入浴，點燃瓦斯時，若熱水器安裝位置不當，通風不良，或于密閉空間內燃燒時，極易因瓦斯燃燒不完全，而產生一氧化碳，由于其為無色無臭氣體，難以查覺，特別是在冬季里洗澡，氣候寒冷，門窗緊閉，更易發生缺氧燃燒，產生有毒的一氧化碳(CO)，入浴者一旦在浴室中吸入有毒的CO，就會中毒窒息身亡，造成不幸的意外事故。
本案發明人有鑒于此，加以研究創新，揭示出本案之新穎瓦斯缺氧自動關斷控制電路。
本發明的目的在于提供一種瓦斯缺氧自動關斷控制電路，主要包括一個缺氧檢知電極用以檢知瓦斯熱水器燃燒中之火焰，當空氣中含氧量降低至18%時火焰電流降低至2微安培以下時，遮斷火焰信號，以關斷母火瓦斯開關電磁閥，以防繼續缺氧燃燒，產生一氧化碳中毒意外事故。
本發明的最佳實施例，可由以下說明配合所附諸圖而得以明晰。


圖1為本發明電路圖。
圖2為本發明另一實施例電路圖。
圖3為本發明針對圖1使用兩套變壓器的示意圖。
參閱圖1，可知本發明主要包括一個缺氧火焰檢知電路(3)，一個時序電磁閥控制電路(4)，以及一個微動開關(5)配合一個升壓點火電路(1)及主火焰檢知電路(2)以構成一個瓦斯熱水器的瓦斯開關控制器。
該缺氧火焰檢知電路(3)包括缺氧火焰感知器(FRA)，一個交流訊號產生器由感應線圈(T1)、電阻(R3)及晶體管(Q1)所組成以產生交流電經電阻(R1)輸至火焰感應器(FRA)以感應出一個半波信號，一個齊納二極管(ZD1)串接于感應線圈(T1)至電源負極間作為穩壓之用，一個濾波電路由電阻(R5)電容(C1，C2)組成以濾除雜波信號以維持一定的波頻，一個偏壓電阻(R4)並聯于二極管(ZD1)與電容(C1)之間作為偏壓之用，以及一個場效應晶體管(Q3)其柵極(G)連接該濾波電路，其源極(S)接至負極，其漏極(D)經電阻(R9)連至電源正極，並且連接該時序電磁閥控制電路(4)。該感應線圈T1包括一組一次線圈(L1，L2)及次級線圈(L3)其中L1為L2的回授線圈。
該時序電磁閥控制電路(4)包括一個晶體管(Q5)其基極連接至缺氧火焰檢知電路(3)的場效應晶體管(Q3)的漏極(D)的一個輸出端，其射極接地，其集電極連接至一個電阻(R14);一個晶體管(Q9)其基極連接電阻(R14)，其射極接地，其集電極經電阻(R15)連接電源(51)正極;一個晶體管(Q10)其基極經電阻(R16)晶體管(Q12，Q13)接至升壓火電路(1)通過變壓器(T2，T3)將電源二次升壓以產生高壓放電以便點著母火(有關升壓電火電路(1)為公知電路，茲不贅述)，其射極接地，其集電極連至晶體管(Q11)的基極;該晶體管(Q11)其射極接至電源正極，其集電極接至母火瓦斯開關電磁閥(S2);一個第一時間延遲電路由電阻(R12)電容(C5)串組其電阻(R12)通過電阻(R11)連至電源正極，電阻(R12)另一端連至晶體管(Q7)的基極，電容(C5)則串接電阻(R12)及電源負極于晶體管(Q7)前方;一個第二時間延遲電路由電阻(R13)及電容(C6)構成位于晶體管(Q9)前方，該電阻(R13)分別下連電阻(R14)至晶體管(Q9)的基極，以及下連電容(C6)接地，該電阻(R13)上連晶體管(Q8)的集電極，晶體管(Q8)的基極連接晶體管(Q7)的集電極而射極則連接電源正極;以及一個電源穩壓器由電阻(R11)二極管(D1，D2)串聯于電阻(R12)之前于電源之正負兩極間。電阻(R14，R13)作為分壓之用。
該微動開關(5)用以開啟電源(51)開啟晶體管(Q11)使電磁閥(S2)開啟作為點燃母火之用。
該主火焰檢知電路(2)包括一主火焰感應器(FRB);第二感應線圈(T′1)如圖3所示，或如圖1所示為一次線圈(L1，L2)所感應的次級線圈L4，經電阻(R2)連接該主火焰感應器(FRB);一個第二齊納二極管(ZD2)作為穩壓之用;第二濾波電路由電阻(R7)及電容(C3，C4)組成，與二極管(ZD2)間並聯一個偏壓電阻(R6);一個第二場效應晶體管(Q2)其柵極(G)接至第二濾波電路，其源極(S)接地，而其漏極(D)經電阻(R8)接至正極而另一輸出分別連接至升壓點火電路(1)以及一個晶體管(Q4);晶體管(Q4)的基極經電阻(R10)連接該場效應晶體管(Q2)的輸出一端，其射極接地，而集電極則連至晶體管(Q6)的基極;以及晶體管(Q6)其射極接至電源正極，其集電極接至主瓦斯開關電磁閥(S1)。該場效應晶體管(Q2)輸出端之一經電阻(R17)連接晶體管(Q14，Q15)以控制升壓點火電路(1)。
如圖1所示，該缺氧火焰感應器(FRA)與該主火焰感應器(FRB)可串聯一個電容(C)匯合成單一火焰感應器(FR)。如圖2所示，該缺氧火焰檢知電路(3a)可通過圖1所示的缺氧火焰檢知電路(3)與主火焰檢知電路(2)結合，此種火焰感應器亦呈圖2所示的單一火焰感應器(FR)之狀。
本發明的操作原理，示如下述先將微動開關(5)啟動，此可通過「水點火」瓦斯熱水器由進水管流入升舉水盤，以啟動微動開關(5)，電源(51)供電，晶體管(Q11)輸出一個正電壓至母火電磁閥(S2)開啟母火電磁閥(S2)，並導通升壓點火電路(1)的晶體管(Q12，Q13)以產生高電壓(HV)，放電，點燃母火，而主火焰檢知電路(2)所產生的交流電輸至火焰感應器(FRB)，因瓦斯燃燒后會產生離子化(Ionization)，有正、負離子產生，具有二極管的整流作用，故輸入的交流電即感應出一個半波(Half-ware)訊號，經R2，T1，ZD2穩壓，R6偏壓，R7，C3，C4濾波，輸至場效應晶體管(Q2)的柵極(G)，導通Q2，其漏極(D)輸出端之一接至升壓點火電路(1)，乃輸出一低電流至晶體管(Q14)的基極，Q14的偏壓不足遂不導通，使升壓點火操作停止，不再作點火操作。
此時，Q2輸出端之二經R10導通Q4，Q6遂開啟主瓦斯開關電磁閥(S1)，以開啟主瓦斯開關，供應瓦斯流，而被點著的母火點燃主火，以正常加熱瓦斯熱水器之水流。若沒有火焰，或停止進水，微動開關切斷，則主瓦斯開關電磁閥(S1)亦告切斷，不再供應瓦斯主流，而達到安全目的。從電路上看，若沒有火焰，則FRB無感應訊號，Q2關斷，S1關斷，即切斷瓦斯供應，亦符邏輯。
在主火焰檢知電路(2)作用的同時，該缺氧火焰檢知電路(3)亦同時作用，可通過電阻(R1)的電阻值設定火焰電流大小，而按照瓦斯燃燒其火焰電流與室內氧氣濃度的關系，當氧濃度低于18%時，火焰電流約降至2微安培(μA)，故正常燃燒時，該缺氧檢知電路(3)亦通過T1，R3，Q1產生交流訊號，由FRA感應出半波訊號，經ZD1穩壓，R4偏壓，R5，C1，C2濾波，導通場效應晶體管(Q3)，導通Q5，關斷Q9，Q10及Q11導通，S2仍開啟以點燃母火，配合前述主火焰檢知電路(2)的操作，並行不悖，相輔相成。
一旦瓦斯燃燒不安全，氧濃度低于18%時，FRA的火焰訊號被遮斷，Q3不導通，Q5亦不導通，Q9導通，Q10，Q11乃被關斷，而切斷母火電磁閥(S2)，使不再點著母火，當然無法點燃主火(S1關斷)，以免因繼續缺氧燃燒，燃燒不完全，產生有毒害的CO。
當火焰感應器因母火點不著，例如火焰被風吹熄，再點仍點不著，但瓦斯繼續流出時，此時若沒有在一段時間間隔內關掉母火瓦斯開關，也是有危險的。當火焰感應器(FR)無感應時，由電阻(R11)之二極管(D1，D2)將電源電壓穩定，由電阻(R12)電容(C5)組成一個第一時間延遲電路，或由電阻(R13)電容(C6)構成第二時間延遲電路，例如設定時間為40秒，當時間到后，導通晶體管Q7，Q8作用晶體管Q9，Q10使晶體管Q11停止輸出，母火電磁閥(S2)遂被切斷，如是可避免因瓦斯長時點不著時，S2電磁閥亦不會開啟，不必擔心瓦斯長時外漏，而防止下次引燃、爆炸的危險。
本發明之優點為1.感應線圈可以一組L1，L2為初級線圈，繞兩組L3，L4為次級線圈，節省成本，安裝容易。
2.FRA，FRB可串一電容C共用一電極FR，再分成兩回路，即圖1的主火焰檢知電路(2)及缺氧檢知電路(3)。
3.也可采用單一感應器(FR)，簡化構造、制程，節省零組件。
4.利用火焰感應器，以本身的交流產生器(如T1，R3，Q1)產生交流電，以感應火焰的半波訊號，不受外來雜波訊號干擾，而免引起誤動作，故檢知準確、可靠。
5.缺氧時，可靠地關斷瓦斯開關，以免造成繼續燃燒不完全，造成CO中毒的危害。
權利要求
1.一種瓦斯缺氧自動關斷控制器包括一個缺氧火焰檢知電路含有一個缺氧火焰感應器，一個交流訊號產生器以產生交流電經一個設定電阻輸至該缺氧火焰感應器以感應出一半波信號，一個穩壓電路，一個濾波電路，以及一個控制開關經該濾波電路，連接至缺氧火焰感應器；該設定電阻設定一個火焰電流大小以傳送或遮斷一個缺氧時火焰電流訊號以導通或關斷該控制開關，該控制開關的輸出端連接一個時序電磁閥控制電路，含有一個時間延遲電路，以控制一個母火瓦斯開關電磁閥，這樣，當該缺氧火焰感應器檢知一個缺氧之遮斷電流訊號時，關斷該控制開關，以作用該時序電磁閥控制電路，以關斷該母火瓦斯開關電磁閥，切斷瓦斯源。
2.根據權利要求1所述的瓦斯缺氧自動關斷控制器，其中該缺氧火焰檢知電路(3)包括該缺氧火焰感應器(FRA)，該交流訊號產生器由感應線圈(T1)、電阻(R3)及晶體管(Q1)所組成以產生交流電經電阻(R1)至火焰感應器(FRA)以感應出一個半波信號，該穩壓電路含有一個齊納二極管(ZD1)串接于感應線圈(T1)至電源負極間作為穩壓之用，一個濾波電路由電阻(R5)電容(C1，C2)組成以濾除雜波訊號以維持一定的波頻，一個偏壓電阻(R4)並聯于二極管(ZD1)與電容(C1)之間作為偏壓之用，以及該控制開關為一個場效應晶體管(Q3)其柵極(G)連接該濾波電路，其源極(S)接至負極，其漏極(D)經電阻(R9)連至電源正極，並且連接該時序電磁閥控制電路(4)。
3.根據權利要求1所述的瓦斯缺氧自動關斷控制器，其中該時序電磁閥控制電路(4)包括一個晶體管(Q5)其基極連接至缺氧火焰檢知電路(3)的場效應晶體管(Q3)的漏極(D)之一輸出端，其射極接地，其集電極接連至電阻(R14);一個晶體管(Q9)其基極連接電阻(R14)，其射極接地，其集電極經電阻(R15)連接電源(51)正極;一個晶體管(Q10)其基極經電阻(R16)晶體管(Q12，Q13)接至一個壓點火電路(1)以產生高壓放電以便點著母火，其射極接地，其集電極連至晶體管(Q11)的基極;該晶體管(Q11)其射極接至電源正極，其集電極接至母火瓦斯開關電磁閥(S2);一個第一時間延遲電路由電阻(R12)電容(C5)串組其電阻(R12)通過一個電阻(R11)連至電源正極其電阻(R12)另一端連至晶體管(Q7)的基極，電容(C5)則串接電阻(R12)及電源負極于晶體管(Q7)的前方;一個第二時間延遲電路由電阻(R13)及電容(C6)構成位于晶體管(Q9)之前方，該電阻(R13)分別下連電阻(R14)晶體管(Q9)的基極，以及下連電容(C6)接地，該電阻(R13)上連晶體管(Q8)的集電極，晶體管(Q8)的基極連接晶體管(Q7)的集電極而射極則連接電源極;以及一個電源穩壓器由電阻(R11)二極管(D1，2)串聯于電阻(R12)之前于電源之正負兩極間，以及一個微動開關(5)用以開啟電源(51)開啟晶體管(Q11)使電磁閥(S2)開啟作為點燃母火之用。
4.根據權利要求1所述的瓦斯缺氧自動關斷控制器，其中該缺氧火焰檢知電路串聯一個電容以與一個主火焰檢知電路的主火焰感應器匯合成一個單一火焰感應器，其中該主火焰檢知電路(2)包括該主火焰感應器(FRB);第二交流訊號產生器含有第二感應線圈(T′1)，由電阻(R2)連接該主火焰感應器(FRB)一個第二齊納二極管(ZD2)作為穩壓之用;第二濾波電路由電阻(R7)及電容(C3，C4)組成，與二極管(ZD2)間並聯一個偏壓電阻(R6);一個第二場效應晶體管(Q2)其柵極(G)接至第二濾波電路，其源極(S)接地，而其漏極(D)經電阻(R8)接至正極而另一輸出分別連接至升壓點火電路(1)及一個晶體管(Q4);晶體管(Q4)的基極經電阻(R10)連接該第二場效應晶體管(Q2)的輸出一端，其射極接地而集電極則連至晶體管(Q6)的基極;以及晶體管(Q6)其射極接至電源正極，其集電極接至主瓦斯開關電磁閥(S1);該場效應晶體管(Q2)輸出端之一經電阻(R17)連接晶體管(Q14，Q15)以控制升壓點火電路(1);這樣當主火焰感應器感應火焰信號時，導通該第二場效應晶體管，以啟開該主瓦斯開關電磁閥。
5.根據權利要求4所述的瓦斯缺氧自動關斷控制器，其中該主火焰檢知電路中的感應線圈為自該缺氧火焰檢知電路的感應線圈初級線圈繞組而成的次級線圈。
6.根據權利要求5所述的瓦斯缺氧自動關斷控制器，其中該缺氧及主火焰檢知電路分別由兩組變壓器感應線圈分別組成各該交流訊號產生器，且該主火焰感應器與該缺氧火焰感應器分開。
全文摘要
一種瓦斯缺氧自動關斷控制電路，主要包括一個缺氧檢知電極用以檢知瓦斯熱水器燃燒中的火焰，當空氣中含氧量降低至18％時火焰電流降低至2微安培以下時，遮斷火焰信號，以關斷母火瓦斯開關電磁閥，以防繼續缺氧燃燒，產生一氧化碳中毒之意外事故。
文檔編號F24H9/20GK1067493SQ9110357
公開日1992年12月30日 申請日期1991年5月31日 優先權日1991年5月31日
發明者林金木 申請人:保登科計股份有限公司