[实用新型]直排式燃气热水器全自动控制装置

说明书

本实用新型涉及一种直排式燃气热水器全自动控制装置。

目前，直排式燃气热水器使用过程中引起火灾，人身安全事故的原因主要有几个方面：一，热水器使用时，工作环境不良，空气不流通，燃烧器燃烧时，所需的氧气供应不上，造成缺氧工作状态，或者热水器由于集热器结炭等原因，使集热器堵塞，烟气排放不畅，燃烧工况变坏，发生不完全燃烧，造成烟气中CO含量大大超标推排放含量，危及使用者安全；二，热水器在工作途中，由于意外原因造成燃烧器熄火，引起燃气泄漏，危及使用者安全和发生火灾；三，由于长时间连续使用直排式燃气热水器，引起室内环境恶化，危及使用者的安全和健康。出现以上三种情况时，均不能有效的、自动的关闭气源。

本实用新型的目的是提供一种在工作环境不良、空气不流通或者由于意外原因造成燃烧器熄火或者由于长时间连续使用引起室内环境恶化等情况下，能自动关闭燃气热水器的燃气通路的直排式燃气热水器全自动控制装置。

为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的，包括一高压点火电路；一燃气电磁开关电路；其特征在于：它还包括一检测燃烧器的燃烧状态的交流火焰检测电路；一检测燃烧器的燃烧工况的热电势检测比较电路；报警电路；一分别接收交流火焰检测电路及热电势检测比较电路的信号分别去控制燃气电磁阀开关电路的开或关、控制高压点火电路及报警电路的单片机CPU；一复位电路，当水挚打开时，复位电路使单片机CPU初始化。交流火焰检测电路包括电阻R1-R4，电容C1-C2，二极管D1-D3，变压器B2，三极管N1，比较器IC1及火焰反馈电极；电阻R1、二极管D3、三极管N1及变压器B2构成振荡电路，火焰反馈电极F通过电阻R4接至变压器B2的次级的一端，变压器B2的次级另一端通过电阻R3接比较器IC1的反相输入端，IC1的正相输入端接地。热电势检测比较电路包括电阻R6、R8、R10、R18，电容C3、C4、C9，二极管Z1，比较器IC2，一次热电偶E1及二次热电偶E2；一次热电偶E1、二次热电偶E2反相串接，其串接后一端通过电阻R18接比较器IC2的正相输入端，另一端接地；比较器IC1的反相输入端接地。单片机CPU的型号为WJ-001515；它的第五脚接比较器IC2的输出端，第六脚接比较器IC2的输出端，第九脚、第十脚分别接燃气电磁阀开关电路的两输入端；第十二脚接高压点火电路的输入端；第十五脚接报警电路。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、防止不完全燃烧功能符合GB6932-94家用燃气热水器国家标准，性能稳定；

2、能定时关机功能，定时时间可选择(20分或30分)定时精度为20±2分或30±2分；

3、能快速熄火保护功能，保护动作时间≤2秒(其它形式熄火保护装置如热电偶式≥20秒)；

4、点火时间为10±2秒，点燃火时能自动停止点火，节省电源损耗．

图1为本实用新型的电路方框图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为单片机CPU的方框图。

下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详述：

如图1所示，包括一高压点火电路(5)；一燃气电磁开关电路(7)；一检测燃烧器的燃烧状态的交流火焰检测电路(1)；一检测燃烧器的燃烧工况的热电势检测比较电路(2)；报警电路(6)；一分别接收交流火焰检测电路(1)及热电势检测比较电路(2)的信号分别去控制燃气电磁阀开关电路(7)的开或关、控制高压点火电路(5)及报警电路(6)的单片机CPU(4)；一复位电路(3)，当水挚打开时，复位电路(3)使单片机CUP(4)初始化。如图2、3所示，交流火焰检测电路(1)包括电阻R1-R4，电容C1-C2，二极管D1-D3，变压器B2，三级管N1，比较器IC1及火焰反馈电极F；电阻R1、二极管D3、三级管N1及变压器B2构成振荡电路，火焰反馈电极F通过电阻G4接至变压器B2的次级的一端，变压器B2的次级另一端通过电阻R3接比较器IC1的反相输入端，IC1的正相输入端接地。热电势检测比较电路(2)包括电阻R6、R8、R10、R18，电容C3、C4、C9，二极管Z1，比较器IC2，一次热电偶及二次热电偶；一次热电偶、二次热电偶反相串接，其串接后一端通过电阻E18接比较器IC2的正相输入端，另一端接地；比较器IC2的反相输入端接地。复位电路(3)包括电阻R7、R11，电容C5及二极管D4。单片机CPU(4)的型号为WJ-001515；它的第五脚接比较器IC1的输出端，第六脚接比较器IC2的输出端，第十二脚、第十脚分别接燃气电磁开关电路的两输入端；第十二脚接高压点火电路(5)的输入端；第十五脚接报警电路(6)。高压点火电路(5)包括三极管P1、N2，变压器B1，可控硅T，二极管D5、D8，稳压二极管Z2，电阻R5、R13、R14、R15、R16，电容C7、C8、C14及高压点火线圈B3。燃气电磁阀开关电路(7)包括三极管P2、P3，吸合线圈L1-1，保持线圈L1-2，电阻R16、R17，电容C13，二极管D6、D7。当挚打开时，水动开关常开触点闭合，单片机CPU上电，其第3脚通过复位电路(3)复位并初始化，其第12脚C3=0输出点火信号。元件R5、R14、R15、P1、N2、C7、B1组成一个振荡线路，B1次级100多伏电压通过二极管D5给电容C8充电，通过R19、Z2、C14触发可控硅T导通，电容C8放电，通过高压点火线圈B3产生一万多伏的高压点火，在点火开始的同时延时0.5S，单片机第10脚C1=0,P2导通，电磁阀吸合线圈L1-1通电，第9脚C=0，使P3导通，电磁阀保持线圈L1-2通电，在0.4S后，其第10脚C=1使P2截止，吸合线圈L1-1断电。元件R1、D3、N1、B2是一个振荡线路，B2次级产生一个100多伏电压，电阻R4接火焰反馈电极，比较器IC1把火焰反馈电极F检测到的火焰信号处理后输入到单片机CPU的第5脚，当燃烧器着火，通过对火焰的整流作用，比较器IC1的输入为负电压，输出为高电压，单片机CPU的第5脚D1=1，单片机CPU根据这一信号其第12脚C3=1，继续保持第9脚C0=0，使热水器进入正常燃烧状态。如果从点火开始连续10S燃烧器没有着火，单片机CPU第9脚C0=1，使P3截止，保持线圈L1-2断电，关闭燃气电磁阀，停止热水器工作，其第15脚B2输出报警信号。在热水器正常工作过程中，若燃烧器发生意外熄火，火焰反馈电极探测不到火焰即电阻R4对地短路或开路，比较器IC1的反相端电压为正电压，单片机CPU的第5脚D1=1，其第9脚CO=1输出，使保持线圈L1-2断电，关闭燃气电磁阀，实现熄火保护功能并输出报警信号。本电路还具有接地保护功能，即当反馈电极碰地(水箱和燃烧器)，单片机CPU都会停止热水器工作，以保护使用者安全。一、二次热电偶E1、E2反相串接输入电压ΔV输入到比较器IC2的正相输入端，其预定电压为12MV，热水器正常工作时，输入电压是ΔV≤-12MV，比较器IC2的正相输入端电压为负电压，输出为0V，即单片机第11脚D2=0，第9脚C0=0输出，热水器继续正常工作。当开始点火起503后，单片机CPU不断检测第6脚D2的信号，当热水器发生不完全燃烧时，输入电压ΔV＞-12V,IC2的正相输入电压为正电压，输出为高电平，单片机CPU的第6脚D2=1，单片机CPU第9脚C0=1输出，使保持线圈L1-2断电，关闭燃气电磁阀，防止不完全燃烧，同时B2输出报警信号。当单片机CPU第7脚D3=1时，热水器连续工作20分钟，单片机CPU通过定时程序输出C0=1，关闭燃气电磁阀，实现定时关机功能，同时输出提示信号，通知使用者注意通风和安全。当D3=0时，热水器定时关机时间为30分钟。本实用新型中一次热电偶和反馈电极安装在燃烧器上，二次热电偶安装在热水器的水箱上。