专利名称：瓦斯安全供应的检测及补偿方法
技术领域：
本发明是与瓦斯器具的安全使用有关，更详而言之是指一种瓦斯安全供应的检测及补偿方法。
背景技术：
已知居家使用的瓦斯器具如瓦斯热水器、瓦斯炉等，是通过管路连接至一瓦斯供应端以取得燃烧所需的瓦斯气体。空气再与瓦斯气体进行混合，并在适当的混合比例(即目标空燃比)下产生良好的燃烧效果。为避免因空燃比过稀(即空气在混合气体中所占比例高出目标空燃比应有的比例)导致引燃不易，以及为避免空燃比过浓(即空气在混合气体中所占比例低于目标空燃比应有的比例)致衍生不完全燃烧而产生危害人体的有毒一氧化碳，目前的瓦斯器具制造业者，复于产品出厂前即已经过缜密的计算，并完成不同机型的瓦斯器具的瓦斯输出量的设定，即假定瓦斯供应端的瓦斯输出气压恒定，再配合控制瓦斯通过的开口面积，期使瓦斯器具能在使用过程中获取最佳的空燃比。惟，使用中的瓦斯器具纵有空燃比异常的情形发生，仍不易被察觉，即使使用者惊觉空气中混合有瓦斯或是一氧化碳时，亦多自认是自家的瓦斯器具故障所引起，并期待检修后即能继续使用。然而，实际情况可能在检修过程中无从发现问题，却以构件老化并予更新作为解决问题的方式，换言之，造成空燃比异常的原因可能不是使用端的瓦斯器具故障所引起，而是源自瓦斯供应端的供输异常所致，即，当瓦斯供应端因故致其瓦斯输出气压不足或是过高时，最直接的影响即是造成导入瓦斯器具的瓦斯流量异常，此情形将使得空气与瓦斯气体的混合比例失衡，即有造成使用中的瓦斯器具因空燃比过稀或过浓而衍生危安之虞。至此，若异常点确实发生在瓦斯供应端，则不仅难以及时察觉异状，更容易为使用端所忽视而徒增使用的不安全性，并在有安全问题发生时无法厘清责任归属。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种瓦斯安全供应的检测及补偿方法，具有及时警示并判别异常发生点之效，以及主动调节瓦斯输出量至设定值的功能。缘以达成上述目的，本发明所提供的瓦斯安全供应检测方法包含内建一理想瓦斯流量范围于一使用端的瓦斯器具的一控制单元内；监测流经前述瓦斯器具的一流量调节器后的瓦斯供输路径上的实际瓦斯流量值；以及比较该实际瓦斯流量值与该理想瓦斯流量范围，若实际瓦斯流量值超出理想瓦斯流量范围外，则该控制单元发出一异常信息等步骤。本发明依据上述检测方法发现有瓦斯供输异常时，提供主动的补偿方法，包括控制设置在一瓦斯输送管上的该流量调节器，并在以下情况下进行对应的调节动作，其中当实际瓦斯流量值高于该理想瓦斯流量范围的上限值时，该流量调节器减缩瓦斯通过该瓦斯输送管的开口面积；当实际瓦斯流量值低于该理想瓦斯流量范围的下限值时，该流量调节器放大瓦斯通过该瓦斯输送管的开口面积；以及在监测的实际瓦斯流量值落于该理想瓦斯流量范围内时，中止该流量调节器的调节动作。
本发明再提供一种补偿方法，即在控制单元内更建置一容许的空燃比范围，且在瓦斯通过开口面积不变的前提下，控制瓦斯器具的一鼓风机的转速，其中当实际瓦斯流量值高于该理想瓦斯流量范围的上限值时，加快该鼓风机的转速；当实际瓦斯流量值低于该理想瓦斯流量范围的下限值时，减缓该鼓风机的转速；之后，在监测瓦斯器具内部的空燃比落于容许的空燃比范围内时，维持该鼓风机的定转速度。
为能更清楚地说明本发明，列举较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中图1为本发明的瓦斯供应端与使用端的配置示意图。图2为本发明一较佳实施例的检测流程说明图。图3为本发明一较佳实施例改善空燃比的补偿流程说明图。图4为本发明另一较佳实施例改善空燃比的补偿流程说明图。
具体实施例方式请参图1，在理想的情况下，瓦斯供应端100是通过包含设置在一瓦斯器具202内部的管段10 的瓦斯输送管102而以定压方式供输瓦斯气体至使用端200，配合安装在该瓦斯输送管102上的一流量调节器204控制瓦斯经过的开口面积，使得在一定时间内自该管段10 的出口端102b送出的瓦斯流量维持恒定，以有利于空气与瓦斯气体混合后获得燃烧时不会产生有害气体的目标空燃比。前述出口端102b是位在瓦斯器具202的燃烧器 202a内；瓦斯供应端100以具有瓦斯储槽设备的供应者为例；瓦斯器具202则以热水器为例但不以此为限。本发明的瓦斯安全供应检测方法即是以侦测使用端200的瓦斯流量异常与否，判断出异常发生点是落在使用端200或是瓦斯供应端100，并且具有自动补偿的功能以维持瓦斯器具202在安全使用要求下应有的瓦斯流量。请配合图2的流程说明，本发明较佳实施例的检测方法包括具体提供一用以监测瓦斯流量的侦测器206，该侦测器206安装在邻近流量调节器204的瓦斯输送管102，且位于该流量调节器204与该出口端102b之间，并与瓦斯器具202的一控制单元208电性连接； 该流量调节器204在本实施例中为一受该控制单元208控制的电子式比例阀，即可通过改变输入电压大小的方式来操控瓦斯通过该处开口的面积大小，当然，视实际需求，亦可选择步进马达作为驱动改变瓦斯通过的开口大小，步进马达并为控制单元208所控制。该控制单元208内建有一资料库，该资料库中包含有一理想瓦斯流量范围R，所述理想瓦斯流量范围R是指在瓦斯供应端100的瓦斯输出气压维持恒定，且瓦斯输送管102 在设置有该流量调节器204处的开口面积固定的条件下，于一定时间内所输出的瓦斯流量与空气混合后的比例落在目标空燃比范围内的容许瓦斯流量范围。于此定义，该理想瓦斯流量范围R具有一上限值Rl与一下限值R2。本发明的瓦斯安全供应检测方法是在该流量调节器204未作动的状态下，即瓦斯通过的开口面积维持不变时，通过该侦测器206监测通过该流量调节器204之后的瓦斯流量大小，并据以产生一实际瓦斯流量值Q至该控制单元208 ；接着，控制单元208将对所接收的实际瓦斯流量值Q进行比较与判读，其中
在实际瓦斯流量值Q落于该理想瓦斯流量范围R的上限值Rl与下限值R2内时， 表示瓦斯供应端100的瓦斯输出气压正常，并以设置在瓦斯器具202外部的绿色灯号(图未示)代表使用安全无虑；反之，在确认实际瓦斯流量值Q超出理想瓦斯流量范围R的上限值Rl或下限值R2 之外时，表示瓦斯供应端100的瓦斯输出气压出现异常情况，此时该控制单元208将发出一异常信息以警示用户，于本实施例中是以转换灯号颜色为红色作为提醒与警示用。使用者据此信息将确认异常发生点是落在瓦斯供应端100，而非源自居家的瓦斯器具202故障所致，进一步地可要求瓦斯供应端100的业者进行自我检修，以维护使用安全性。上述瓦斯输出气压有异常发生时，因瓦斯供应端100的瓦斯供输方式非一般用户所能控制，故在瓦斯供应端100完成自我检修之前，即瓦斯输出气压仍处于异常情况下，本发明进一步提供改善空燃比的补偿方法，以维持瓦斯器具202在安全使用要求下应有的瓦斯流量，请参图3，该方法因情境不同而产生相对的调节，其中在瓦斯供应端100的瓦斯输出气压过高，导致所监测的实际瓦斯流量值Q高于该理想瓦斯流量范围R的上限值Rl时，此情况因有造成空燃比过浓之虞，故该控制单元208 经计算后，将控制该流量调节器204减缩瓦斯通过该处的开口面积，以便将空气与瓦斯气体的混合比例维持在接近目标空燃比，如此，当瓦斯器具202的燃烧器20 在引燃点火后将不会产生有毒的一氧化碳；反之，在瓦斯供应端100的瓦斯输出气压过低，导致所监测的实际瓦斯流量值Q低于该理想瓦斯流量范围R的下限值R2时，此情况因有造成空燃比过稀致引燃不易之虞，因此，该控制单元208亦于计算后控制该流量调节器204放大瓦斯通过该处的开口面积以增加瓦斯流量。侦测器206持续监测瓦斯流量，并在测得实际瓦斯流量值Q再度落于该理想瓦斯流量范围R的上限值Rl与下限值R2内时，该控制单元208旋即中止该流量调节器204的调节动作，并令瓦斯通过的开口面积维持固定。反之，继续减缩或放大微调瓦斯通过的开口面积，直至实际瓦斯流量值Q落于理想瓦斯流量范围R内为止。本发明再提供另一种改善空燃比的补偿方法，主要应用在具有鼓风机210的瓦斯器具。是在瓦斯供应端100的瓦斯输出气压有异常发生，且瓦斯输送管的瓦斯通过开口面积保持不变的前提下进行补偿控制，请参图1与图4，该方法包含在控制单元208内更建置一容许的空燃比范围S ；该侦测器206继续监测通过该流量调节器204之后的瓦斯流量大小，而该控制单元208根据以下情况改变鼓风机210的转速，其中在实际瓦斯流量值Q高于该理想瓦斯流量范围R的上限值Rl时，控制单元208控制加快鼓风机210的转速以提高空气的注入量来稀释进入燃烧器20 内部的空燃比；在实际瓦斯流量值Q低于该理想瓦斯流量范围R的下限值R2时，控制单元208控制减缓鼓风机210的转速以降低空气的注入量来提高燃烧器20 内部的空燃比。于瓦斯器具202内部设置一用以监测空燃比的含氧感知器212，在所监测空燃比落于该容许的空燃比范围S内，则由该控制单元208控制该鼓风机210的转速恒定。反之， 继续加快或减缓鼓风机210的转速，直至所监测空燃比落于该容许的空燃比范围S内为止。以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构及制作方法变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.一种瓦斯安全供应的检测方法，包含下列步骤内建一理想瓦斯流量范围于一使用端的瓦斯器具的一控制单元内； 监测流经前述瓦斯器具的一流量调节器后的瓦斯供输路径上的实际瓦斯流量值；以及比较该实际瓦斯流量值与该理想瓦斯流量范围，若实际瓦斯流量值超出理想瓦斯流量范围外，则该控制单元发出一异常信息。
2.如权利要求1所述的瓦斯安全供应的检测方法，是在使用端的一瓦斯输送管上安装有该流量调节器与一侦测器，且该侦测器位于该流量调节器与该瓦斯输送管的一出口端之间，该侦测器产生该实际瓦斯流量值。
3.—种配合权利要求1的补偿方法，是在比较出该实际瓦斯流量值超出理想瓦斯流量范围外时，进行以下步骤控制设置在一瓦斯输送管上的该流量调节器，其中当实际瓦斯流量值高于该理想瓦斯流量范围的上限值时，该流量调节器减缩瓦斯通过该瓦斯输送管的开口面积；当实际瓦斯流量值低于该理想瓦斯流量范围的下限值时，该流量调节器放大瓦斯通过该瓦斯输送管的开口面积；在监测的实际瓦斯流量值落于该理想瓦斯流量范围内时，中止该流量调节器的调节动作。
4.如权利要求3所述的补偿方法，其中该流量调节器是依该控制单元产生的驱动电压大小而减缩或放大瓦斯通过该瓦斯输送管的开口面积。
5.一种配合权利要求1的补偿方法，是应用于具有鼓风机的瓦斯器具，且在比较出实际瓦斯流量值超出理想瓦斯流量范围外，以及瓦斯通过的开口面积不变的情形下，进行以下步骤控制该瓦斯器具的鼓风机转速，其中当实际瓦斯流量值高于该理想瓦斯流量范围的上限值时，加快该鼓风机的转速以提高空气注入量；当实际瓦斯流量值低于该理想瓦斯流量范围的下限值时，减缓该鼓风机的转速以降低空气注入量；在监测瓦斯器具内部的空燃比落于容许的空燃比范围内时，维持该鼓风机的定转速度。
6.如权利要求5所述的补偿方法，是在瓦斯器具内部设置一用以监测空燃比的含氧感知器，该含氧感知器与控制单元电性连接。
全文摘要
一种瓦斯安全供应的检测及补偿方法，利用在一控制单元中内建一理想瓦斯流量范围供实际监测的瓦斯流量值比对，所述实际瓦斯流量值是指流经一流量调节器之后的瓦斯流量大小，在比较后，若实际瓦斯流量值超出理想瓦斯流量范围外，则该控制单元发出一异常信息；根据前述检测方法，本发明进一步通过调节瓦斯通过的开口面积的方式，或改变一鼓风机的转速的方式，来达到补偿瓦斯流量的目的，并期获得良好的空燃比。
文档编号G01F15/06GK102564517SQ201010609218
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者黄信铭, 黄信雄, 黄重景, 黄锦颖 申请人:关隆股份有限公司