燃气器具燃烧器的火焰监测系统和燃气器具的控制方法与流程

本发明涉及燃气器具的燃烧器的火焰监测系统，以及燃气器具的控制方法。

背景技术：

已知包括至少一个燃气燃烧器和用于每个燃烧器的燃气阀的燃气器具，所述阀用于打开或关闭通向燃烧器的燃气通道。同样，还已知燃气阀包括电磁阀和手动致动器，该电磁阀电连接到布置在燃烧器旁边的热电偶，该手动致动器在轴向移动时打开燃气通道。

这种类型的包括火焰重燃系统(该火焰重燃系统用于在火焰意外熄灭时重新点燃火焰)的燃气器具也是已知的。

wo1993/012378a1公开了一种用于为如上所述的燃气器具自动重新点燃无意中熄灭的火焰的装置。该装置包括与热电偶并联电连接的电压表。该装置放大由电压表测量的电压值，并将该电压值与先前测量的电压值进行比较，以使得该装置可以检测到火焰无意中熄灭并重新点燃该火焰。

技术实现要素：

本发明的目的是提供用于燃气器具的燃烧器的火焰监测系统和用于燃气器具的控制方法。

本发明的第一方面涉及用于燃气器具的燃烧器的火焰监测系统。所述火焰监测系统包括布置在所述燃烧器旁边的热电偶以及用于打开或关闭通向所述燃烧器的燃气通道的电磁燃气阀，所述电磁燃气阀与所述热电偶电连接，并且所述电磁燃气阀在从所述热电偶接收到特定电流时保持所述燃气通道处于打开状态。所述火焰监测系统包括用于对所述热电偶的电压进行测量的电压表。

所述火焰监测系统还包括中断装置，所述中断装置被配置成在预定时间期间中断所述热电偶与所述电磁燃气阀之间的电流流动，以使得所述电压表能够在隔绝状态下(invacuum)测量所述热电偶的电压，所述预定时间是使得所述电磁燃气阀在中断期间借助于所述电磁燃气阀的实际惯性保持所述燃气通道处于打开状态的时间。

本发明的第二方面涉及用于燃气器具的控制方法，所述燃气器具包括至少一个燃烧器，所述燃气器具具有布置在所述燃烧器旁边的热电偶以及用于打开或关闭通向所述燃烧器的燃气通道的电磁燃气阀，所述电磁燃气阀与所述热电偶电连接，并且所述电磁燃气阀在从所述热电偶接收到特定电流时保持所述燃气通道处于打开状态。

所述方法包括用于对所述热电偶中的电压进行测量的测量步骤。在所述测量步骤期间，中断所述热电偶与所述电磁燃气阀之间的电流流动，所述测量步骤具有使得所述电磁燃气阀借助于该电磁阀的实际惯性保持所述燃气通道处于打开状态的持续时间。

所述热电偶产生的电压非常小。在隔绝状态下测量所述电压提供了具有较低噪声电平的更可靠的测量值。因此，可以以简单且廉价的方式获得所述热电偶的良好电压测量。

通过附图和对本发明的详细说明，可以清楚地理解本发明的这些以及其它的优点和特征。

附图说明

图1示意性地示出了本发明的第一实施方式。

图2示意性地示出了本发明的第二实施方式。

具体实施方式

图1示出了用于燃气器具的燃烧器的根据本发明的火焰监测系统1的第一实施方式。

尽管火焰监测系统1可以结合到本领域已知的任何其它类型的燃气器具(例如煤气炉)中，但结合有火焰监测系统1的燃气器具优选为电子燃气灶。此外，燃气器具可包括一个燃烧器或多个燃烧器，每个燃烧器包括各自的火焰监测系统1。

本发明的火焰监测系统1包括布置在燃烧器旁边的热电偶2以及用于打开或关闭通向所述燃烧器的燃气通道的电磁燃气阀。该电磁燃气阀优选为安全阀，该安全阀是煤气旋塞(gastap)的一部分。用户通过操作煤气旋塞来调节去往燃烧器的燃气流量，并且如果燃烧器中没有火焰，则电磁燃气阀关闭燃气通道，从而防止燃气泄漏。es1087355u示出了具有电磁燃气阀的煤气旋塞的示例。

如本领域技术人员所公知的，热电偶是由两种不同金属的组合形成的换能器，热电偶引起非常小的电势差，该电势差是两端中的被称为热点的一端与被称为冷点的另一端之间的温度差的函数，即，当热电偶经受温度时，热电偶在其端子中产生电压。

类似地，本领域技术人员公知的是，电磁燃气阀包括电磁线圈和打开或关闭燃气通道的开闭器(shutter)。电磁线圈借助于磁力将电能转换成机械能，以作用在开闭器上，从而能够在电磁线圈接收的电压达到足够水平时保持燃气通道处于打开状态。

在本发明的火焰监测系统1中，电磁燃气阀与热电偶2电连接，即，电磁燃气阀的电磁线圈3与热电偶2电连接并由热电偶2供电。在这种情况下，当热电偶2产生的电压达到足够水平时，电磁燃气阀的电磁线圈3致动所述电磁燃气阀的开闭器，从而保持通向对应燃烧器的燃气通道处于打开状态。

因此，当燃烧器被点燃时(即，当燃烧器产生火焰时)，热电偶2产生电压。当热电偶2达到足够温度时，其产生足够的电压，使得电磁燃气阀的电磁线圈3保持燃气通道处于打开状态。

煤气旋塞包括借助于旋转来调节燃气流量的调节元件以及用于旋转所述调节元件的手动致动器。除了调节流量之外，还需要打开电磁阀，以使得燃气流向燃烧器。例如，如在es1087355u中记载的，优选地，借助于手动致动器的轴向移动打开电磁阀。一旦通过所述手动致动器打开通向燃烧器的燃气通道，燃烧器产生加热热电偶2的火焰，所述热电偶2产生上述电压。在热电偶2达到足够温度之前，需要以其它方式保持燃气通道处于打开状态。用户必须通过操作手动致动器来保持燃气通道处于打开状态，直到热电偶2达到足够温度，这在本领域中是已知的。结合有点火辅助系统的燃烧器也是已知的，该点火辅助系统用于在热电偶2达到所述足够温度的过程中，借助于附加电源(例如，具有点火辅助功能的预先充电的电容器)为电磁燃气阀供电。

火焰监测系统1包括用于测量由热电偶2产生的所述电压的电压表4。火焰监测系统1还包括控制单元6和中断装置5，该中断装置5被配置成在预定时间期间中断热电偶2与电磁燃气阀之间的电流流动，使得电压表4能够在隔绝状态下测量热电偶2的电压，所述预定时间是使得电磁燃气阀在中断期间借助于电磁燃气阀的实际惯性保持燃气通道处于打开状态的时间。换句话说，只要所述时间段够短，则尽管电磁燃气阀没有被供电，但是电磁燃气阀的电磁线圈3的实际惯性继续产生将开闭器保持在打开位置所需的机械能。

如上所述，热电偶2产生的电压较小。在隔绝状态下测量所述电压提供了具有较低噪声电平的更可靠的测量值。因此，能够以简单且廉价的方式获得热电偶2的良好电压测量值。

如上所述，热电偶2根据其所经受的温度(在此归因于燃烧器产生的火焰)在其端子中产生电压。由此热电偶2的电压测量使得能够监测燃烧器的火焰状况并检测可能的异常(例如，火焰由于气流或液体溢出而无意中熄灭)。对燃烧器的火焰状况进行监测使得控制单元6能够执行高级功能(例如，如果火焰无意中熄灭则重新点燃火焰)。

包括高级功能的电子燃气器具通常包括控制电路，该控制电路负责向电磁燃气阀的电磁线圈供电，即，该控制电路接收由热电偶产生的电压，并且根据操作算法，该控制电路产生馈送给电磁燃气阀的电磁线圈的电信号。这种类型的燃气器具必须遵守非常严格的规定，以防止由于控制电路或控制算法中的错误而导致的与无意的电磁燃气阀打开有关的故障。在电磁燃气阀的电磁线圈仅通过热电偶供电的情况下，不会发生这种类型的故障，因此要遵守的安全标准没那么严格。因此，结合有本发明的火焰监测系统1的燃气器具可以执行高级功能(例如如果火焰无意中熄灭则重新点燃火焰)，同时属于要遵守的安全标准没那么严格的类别。

优选地，在没有电网电源的情况下，火焰监测系统1的中断装置5至少在预定时间间隔期间允许热电偶2与电磁燃气阀之间的电流流动，即，结合有火焰监测系统1的燃气器具可以至少在预定时段中在没有电网电源的情况下工作。因此，可以获得这样的燃气器具：该燃气器具在由电网供电时具有高级功能(例如，如果火焰无意中熄灭，则重新点燃火焰)，但是同时允许用户至少在一段时间内在没有电网电流的情况下使用燃气器具的基本功能。

中断装置5优选地包括串联地电连接在热电偶2与电磁燃气阀之间的开关，电压表4与热电偶2并联布置。在未图示的其它实施方式中，中断装置包括换向器，该换向器在第一位置处将热电偶与电磁燃气阀电连接，并且在第二位置处将热电偶与电压表连接。

在本发明的图1所示的第一实施方式中，开关包括常开mosfet50，该常开mosfet50被配置成允许和中断热电偶2与电磁燃气阀之间的电流流动。

在该第一实施方式中，由于mosfet50是常开型，因此为了使热电偶2能够在没有电网电源的情况下电连接到电磁燃气阀(即，为了使燃气器具能够至少在预定时段中工作)，mosfet50还由附加电源电路供电，该附加电源电路包括在没有电网电流的情况下，在预定时间期间为所述mosfet50供电的除电网以外的附加电源7。所述电源7优选为电池或预先充电的电容器。因此，由于附加电源7将允许常开mosfet50闭合，由此热电偶2可以连接到电磁燃气阀，所以结合有图1所示的火焰监测系统1的燃气器具可以在没有电网电流的情况下至少在一定时段中在最基本的模式下工作。当燃气器具由电网电流供电时，附加电源将优选地负责燃气器具的正常工作。

图2示出了火焰监测系统1的第二实施方式。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于中断装置5。其余的特征类似于第一实施方式的特征，因此认为没有必要再次进行描述。

在该第二实施方式中，中断装置5除了常开mosfet50之外还包括常闭继电器51，继电器51与mosfet50并联电连接。因此，在没有电网电流的情况下，常闭型的继电器51允许热电偶2与电磁燃气阀之间的电流流动，以使得尽管没有电网电流，但结合有火焰监测系统1的燃气器具也能够工作。相反，当中断装置5由电网电流供电时，继电器51将断开，并且mosfet50将负责允许或防止热电偶2与电磁燃气阀之间的电流流动。该第二实施方式允许结合有火焰监测系统1的燃气器具始终工作，而不管是否存在电网电流(即，不限于如图1的实施方式中那样存储在附加电源中的能量)。因此获得了在没有电网电流的情况下也能始终工作的结合有火焰监测系统1的燃气器具。

当中断装置5允许热电偶2与电磁燃气阀之间的电流流动时，中断装置5优选地具有比电磁燃气阀的一半电阻小的导通电阻。该比例的维持确保了到达电磁燃气阀的电压足以系统正确工作。

如上所述，借助于电压表4对热电偶2的电压进行测量使得能够监测所述燃烧器的火焰情况，其中，可以借助于所述测量来检测可能的异常(例如，火焰由于气流或液体溢出而无意中熄灭)。火焰监测系统1可以优选地包括用于燃烧器的火焰重燃装置。火焰重燃装置包括连接到燃烧器的火花发生器。重燃装置被配置成在火焰意外熄灭时重新点燃火焰。因此，可以根据电压表4测量到的热电偶2的电压的变化来激活重燃装置。

火焰监测系统1可以优选地包括定时器，该定时器被配置成当经过了用户预先设定的时间时关闭燃气通道。火焰监测系统1可以被配置成如果火焰在意外熄灭之后不能重新点燃，则认为经过了预先设定的时间。这样可以防止定时器在火焰熄灭时继续工作。火焰监测系统1还可以被配置成如果电网电源丧失，则认为经过了预先设定的时间。

优选地，定时器断开中断装置5，以在经过了预先设定的时间时关闭燃气通道。

本发明还涉及包括至少一个燃烧器的燃气器具，该燃烧器包括在任何实施方式中描述的火焰监测系统1。

用于结合有如上所述的监测系统1的燃气器具的控制方法包括测量热电偶2中的电压的测量步骤。在测量步骤期间，中断热电偶2与电磁燃气阀之间的电流流动，所述测量步骤的持续时间使得电磁燃气阀借助于该电磁燃气阀的实际惯性保持燃气通道处于打开状态。

可选地，如果热电偶2的测量电压符合特定的预定标准，则控制方法可以包括火焰重燃步骤。

所述测量步骤优选地最多持续300μs。如上所述，中断的持续时间必须短，以使得电磁燃气阀通过实际惯性保持燃气通道处于打开状态。

所述测量步骤还优选地以100ms的频率周期性地执行。重要的是测量之间的间隔要短，因为必须在尽可能最短的时间内检测到可能熄灭的火焰。