專利名稱：一種智能自動燃?xì)鉄崴骷捌淇刂品椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃?xì)鉄崴黝I(lǐng)域，涉及燃?xì)鉄崴鞯陌踩凸?jié)能技術(shù)，具體地說是關(guān)于一種自動提供燃?xì)鉄崴魉璞仨毜目諝鈱α髋c系統(tǒng)供電的燃?xì)鉄崴骷捌淇刂品椒ā?br> 背景技術(shù)：
目前市場上被廣泛使用的燃?xì)鉄崴鳎蠖嗖捎么髿馐饺紵绞絹砑訜崤c水管相連的熱交換器組件，并普遍使用市電或鋅錳電池作為其供風(fēng)、排氣和供電的能源。接入市電時，由于長時間處于高溫工作環(huán)境，為避免出現(xiàn)絕緣損壞的觸電事故，導(dǎo)致燃?xì)鉄崴鳟a(chǎn)品需要加強用電安全保障措施，必然增加產(chǎn)品的成本。如果是使用鋅錳電池，則增加了用戶經(jīng)常更換電池的麻煩以及相應(yīng)成本，并且大量的廢舊電池對環(huán)境將造成嚴(yán)重污染。另一方面，一般熱水器中供風(fēng)和排氣的量恒定不變，不能跟隨燃?xì)獾拇笮崿F(xiàn)自動調(diào)節(jié)，使得燃燒不充分或熱能的利用率降低。并且在熱水器中一般采用增大水流阻力的方法來實現(xiàn)調(diào)節(jié)水流量大小，水流能量也被浪費掉了。這樣的產(chǎn)品，越來越不符合現(xiàn)今社會對產(chǎn)品安全、環(huán)保和節(jié)能等多方面的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能自動燃?xì)鉄崴骷捌淇刂品椒?，更詳?xì)的說是利用水輪機將水流動力轉(zhuǎn)化為燃?xì)鉄崴魉匦璧目諝鈱α髋c系統(tǒng)供電、并對該系統(tǒng)進行智能控制的裝置與方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種智能自動燃?xì)鉄崴鳎ㄋ鞴苈?，設(shè)在水流管路上的熱交換組件，設(shè)在熱交換組件上部用于供風(fēng)、排氣的風(fēng)機組件，設(shè)有燃?xì)忾y與點火器的燃燒器組件以及系統(tǒng)電源，其特征在于所述水流管路上設(shè)有水輪機組件，風(fēng)機組件的扇葉與水輪機組件的水輪機相連；所述系統(tǒng)電源包括發(fā)電機以及與發(fā)電機電連接的電控器組件，所述發(fā)電機與水輪機通過傳動裝置機械連接，所述電控器組件與燃燒器組件電連接。
所述水輪機的進出水通道口串聯(lián)或并聯(lián)在水流管路上。
所述扇葉經(jīng)傳動軸或變速機構(gòu)或磁性材料與水輪機的軸相連接或配合接觸或磁接觸。
所述發(fā)電機的輸入軸與水輪機或扇葉同軸連接或傳動連接。
所述電控器組件包括電源狀態(tài)檢測單元、可控恒流源以及與電源狀態(tài)檢測單元連接的CPU控制單元；設(shè)在熱水器殼體上的用戶界面通過所述CPU控制單元與燃?xì)忾y、點火器以及可控恒流源電連接。
所述電控器組件內(nèi)還設(shè)有整流濾波、穩(wěn)壓單元，所述整流濾波、穩(wěn)壓單元與作為系統(tǒng)電源的蓄電池電連接。
總之，本發(fā)明應(yīng)用水輪機動力轉(zhuǎn)換技術(shù)，將水流動力轉(zhuǎn)化為燃?xì)鉄崴魉璞仨毜目諝鈱α髋c系統(tǒng)供電動力，實現(xiàn)熱水器風(fēng)機能量和系統(tǒng)供電的自我供給。
而且，實現(xiàn)上述方案所述的智能自動燃?xì)鉄崴鞯目刂品椒?，其特征在于，熱水器運行時，該方法包括以下步驟a)水輪機將水流能量轉(zhuǎn)換成機械能提供給扇葉和/或發(fā)電機；b)扇葉旋轉(zhuǎn)，為燃?xì)鉄崴鞴╋L(fēng)；發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，通過電源線對電控器組件供電；c)電控器組件得電后，經(jīng)電源狀態(tài)檢測，輸出檢測信號至CPU控制單元；和/或電控器組件得電后，對可控恒流源供電；d)根據(jù)用戶界面指令，CPU控制單元進行點火驅(qū)動和燃?xì)忾y驅(qū)動；和/或調(diào)節(jié)可控恒流源功率以改變發(fā)電機負(fù)載。
e)根據(jù)水輪機狀態(tài)，系統(tǒng)自動啟動或關(guān)閉燃燒器；和/或自動調(diào)整水輪機轉(zhuǎn)速，改變水流量的大小以及扇葉轉(zhuǎn)速。
并且在步驟c)中，還包括電控器組件得電后，通過整流、濾波對蓄電池充電，蓄電池給CPU控制單元和燃?xì)忾y與點火器的驅(qū)動部分供電。
本發(fā)明提供的智能自動燃?xì)鉄崴?，以及利用自來水水流動力產(chǎn)生空氣強制對流和控制系統(tǒng)所需要的電能的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點①降低產(chǎn)品成本；②消除了大量使用電池帶來的環(huán)境負(fù)擔(dān)，減少環(huán)境污染；③利用水流動力實現(xiàn)熱水器風(fēng)機能量和系統(tǒng)供電的自我供給，并且扇葉轉(zhuǎn)速跟隨水流量大小自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了能源的有效利用，降低了用戶的使用費用；④不需外接市電，根除了用電安全隱患。
⑤在控制方面充分考慮系統(tǒng)的連動安全控制邏輯關(guān)系，應(yīng)用本方法后熱水器的使用更加安全可靠。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的智能自動燃?xì)鉄崴鬟M行詳細(xì)說明。
圖1是本實用新型智能自動燃?xì)鉄崴鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的控制流程圖。
圖中1、進水管2、水輪機組件3、風(fēng)機組件4、出水管5、發(fā)電機6、電源線7、電控器組件8、控制線9、燃?xì)忾y10、燃燒器組件11、熱交換器組件12、點火器具體實施方式
本發(fā)明的智能自動燃?xì)鉄崴鳎绺綀D1、2所示，包括由進水管1、出水管4和水輪機組件2所構(gòu)成的水流通路。在水流通路上設(shè)有熱交換器組件11，其下部設(shè)有包括點火器12和燃?xì)忾y9的燃燒器組件10。其中水輪機組件2通過輸出軸與風(fēng)機組件3的扇葉以及發(fā)電機5相連。在實際應(yīng)用上，扇葉與水輪機的連接方式可以是多種多樣，如扇葉經(jīng)變速機構(gòu)或磁性材料與水輪機的軸相配合接觸或磁接觸，發(fā)電機5的輸入軸與水輪機或扇葉同軸連接或傳動連接。風(fēng)機組件3的扇葉設(shè)在燃燒器組件10上部的集煙罩出口處，為燃燒器的燃燒提供必要的空氣以及排除燃燒器燃燒所產(chǎn)生的煙氣。發(fā)電機5通過電源線6與設(shè)于熱水器內(nèi)的電控器組件7連接。電控器組件7包括整流濾波、穩(wěn)壓單元、電源狀態(tài)檢測單元、可控恒流源以及CPU控制單元；熱水器的殼體上還設(shè)有用戶界面，用戶界面通過CPU控制單元與燃?xì)忾y9、點火器12以及可控恒流源電連接。通過用戶界面的數(shù)字顯示器和狀態(tài)顯示器讓用戶了解熱水器工作狀態(tài)；通過用戶界面的鍵盤將用戶對熱水器的控制要求傳達(dá)給CPU控制部分。
當(dāng)有水流經(jīng)水輪機組件2時，水輪機轉(zhuǎn)動，將水流動能轉(zhuǎn)換成機械能，風(fēng)機組件3的扇葉根據(jù)水輪機2所提供的機械動力按一固定轉(zhuǎn)速比高速旋轉(zhuǎn)帶動空氣流動，形成強制的空氣流用于燃?xì)鉄崴魅紵蜔煔馀欧潘枰目諝鈩恿ΑＭ瑫r永磁發(fā)電機5與風(fēng)機組件3同軸將水輪機2輸出的一部分動量轉(zhuǎn)化成電能，發(fā)電機5通過電源線6給電控器組件7供電。電控器組件7將發(fā)電機5產(chǎn)生的電能通過整流、濾波和穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)換成適合于系統(tǒng)所需要的電源，多余的部分對蓄電池進行充電；電控器組件7得電后，先檢測電壓、電流、水流量大小信息；CPU控制單元根據(jù)檢測所得的信號展開工作，同時根據(jù)用戶指令完成點火、開關(guān)燃?xì)?、檢測燃燒狀態(tài)和控制燃?xì)忾y9的工作。
其中風(fēng)機組件3為均勻負(fù)載，發(fā)電機5為可變負(fù)載；在電控器組件7中設(shè)有可控恒流源，用戶通過用戶界面?zhèn)鬏斨噶罱oCPU控制單元，控制單元根據(jù)指令改變可控恒流源功率，因可控恒流源與發(fā)電機5串聯(lián)，這樣便改變了發(fā)電機5的負(fù)載。發(fā)電機5負(fù)載的變化引起水輪機阻力的變化，通過對可變負(fù)載的調(diào)節(jié)，利用水輪機對水流阻力的變化從而調(diào)節(jié)水流量的大小，同時調(diào)節(jié)扇葉的轉(zhuǎn)速。
其中電控器組件7的工作過程如下由發(fā)電機5輸出的電能分別供給電源整流濾波和穩(wěn)壓單元、電源狀態(tài)檢測單元、可控恒流源三個部分。它一方面通過整流濾波和穩(wěn)壓給蓄電池充電，另一方面提供給系統(tǒng)使用，所以蓄電池既是發(fā)電機輸出電能的存放部件，也可作為系統(tǒng)電能的提供者。
電源狀態(tài)檢測單元用來檢測熱水器目前的工作狀態(tài)，并提供信號給CPU控制單元作為燃燒器組件的工作依據(jù)；CPU控制單元是電控器組件的控制核心，它的輸入端與用產(chǎn)界面及電源狀態(tài)檢測單元相連，輸出端與點火器、燃?xì)忾y以及可控恒流源相連。用戶界面通過數(shù)字顯示器和狀態(tài)顯示器讓用戶了解熱水器工作狀態(tài)；通過界面鍵盤將用戶對熱水器的控制要求傳達(dá)給CPU控制單元。由CPU控制單元對用戶要求、發(fā)電機狀態(tài)和出水溫度等信息進行處理后驅(qū)動可控恒流源、點火驅(qū)動、氣閥驅(qū)動等執(zhí)行部分進行合理的控制。而點火驅(qū)動提供點火器工作所需要的電能；氣閥驅(qū)動提供氣閥工作所需要的電源，例如對步進電機驅(qū)動的氣閥提供脈沖數(shù)、轉(zhuǎn)動方向等?？煽睾懔髟从脕砀淖儼l(fā)電機負(fù)載用以調(diào)節(jié)和穩(wěn)定水流量。
燃?xì)膺M氣閥9在CPU控制單元的驅(qū)動下執(zhí)行燃?xì)獾拈_通和關(guān)閉，在自動控制時可進行燃?xì)馔饬康拇笮】刂?。點火器12執(zhí)行CPU控制單元發(fā)出的點火或者關(guān)閉點火指令。燃?xì)庠谌紵鹘M件10中與空氣混合后燃燒。
權(quán)利要求
1.一種智能自動燃?xì)鉄崴?，包括水流管?1、4)，設(shè)在水流管路上的熱交換組件(11)，設(shè)在熱交換組件上部用于供風(fēng)、排氣的風(fēng)機組件(3)，設(shè)有燃?xì)忾y(9)與點火器(12)的燃燒器組件(10)以及系統(tǒng)電源，其特征在于所述水流管路上設(shè)有水輪機組件(2)，風(fēng)機組件(3)的扇葉與水輪機組件(2)的水輪機相連；所述系統(tǒng)電源包括發(fā)電機(5)以及與發(fā)電機電連接的電控器組件(7)，所述發(fā)電機(5)與水輪機通過傳動裝置機械連接，所述電控器組件(7)與燃燒器組件(10)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能自動燃?xì)鉄崴鳎涮卣髟谟谒鏊啓C的進出水通道口串聯(lián)或并聯(lián)在水流管路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能自動燃?xì)鉄崴?，其特征在于所述扇葉經(jīng)傳動軸或變速機構(gòu)或磁性材料與水輪機的軸相連接或配合接觸或磁接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能自動燃?xì)鉄崴?，其特征在于所述發(fā)電機的輸入軸與水輪機或扇葉同軸連接或傳動連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的智能自動燃?xì)鉄崴?，其特征在于所述電控器組件(7)包括電源狀態(tài)檢測單元、可控恒流源以及與電源狀態(tài)檢測單元連接的CPU控制單元；設(shè)在熱水器殼體上的用戶界面通過所述CPU控制單元與燃?xì)忾y(9)、點火器(12)以及可控恒流源電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能自動燃?xì)鉄崴?，其特征在于所述電控器組件(7)內(nèi)還設(shè)有整流濾波、穩(wěn)壓單元，所述整流濾波、穩(wěn)壓單元與作為系統(tǒng)電源的蓄電池電連接。
7.一種用于權(quán)利要求1所述的智能自動燃?xì)鉄崴鞯目刂品椒?，其特征在于，熱水器運行時，該方法包括以下步驟a)水輪機將水流能量轉(zhuǎn)換成機械能提供給扇葉和/或發(fā)電機；b)扇葉旋轉(zhuǎn)，為燃?xì)鉄崴鞴╋L(fēng)；發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，通過電源線對電控器組件供電；c)電控器組件得電后，經(jīng)電源狀態(tài)檢測，輸出檢測信號至CPU控制單元；和/或電控器組件得電后，對可控恒流源供電；d)根據(jù)用戶界面指令，CPU控制單元進行點火驅(qū)動和燃?xì)忾y驅(qū)動；和/或調(diào)節(jié)可控恒流源功率以改變發(fā)電機負(fù)載。e)根據(jù)水輪機狀態(tài)，系統(tǒng)自動啟動或關(guān)閉燃燒器；和/或自動調(diào)整水輪機轉(zhuǎn)速，改變水流量的大小以及扇葉轉(zhuǎn)速。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能自動燃?xì)鉄崴鞯目刂品椒?，其特征在于在步驟c)中，還包括電控器組件(7)得電后，通過整流、濾波對蓄電池充電，蓄電池給CPU控制單元和燃?xì)忾y(9)與點火器(12)的驅(qū)動部分供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能自動燃?xì)鉄崴骷捌淇刂品椒āＫㄋ鞴苈?，設(shè)在水流管路上的熱交換組件，設(shè)在熱交換組件上部用于供風(fēng)、排氣的風(fēng)機組件，設(shè)有燃?xì)忾y與點火器的燃燒器組件以及系統(tǒng)電源，所述水流管路上設(shè)有水輪機組件，風(fēng)機組件的扇葉與水輪機組件中的水輪機相連；所述系統(tǒng)電源包括發(fā)電機以及與發(fā)電機電連接的電控器組件，所述發(fā)電機與水輪機通過傳動裝置機械連接，所述電控器組件與燃燒器組件電連接。本發(fā)明利用自來水水流動力產(chǎn)生空氣強制對流和控制系統(tǒng)所需要的電能的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比實現(xiàn)了能源的有效利用，降低了產(chǎn)品成本及用戶的使用費用。在控制方面由于充分考慮到了系統(tǒng)的連動安全控制邏輯關(guān)系，使熱水器的使用更加安全可靠。
文檔編號F03B13/00GK1731043SQ20051003652
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月16日
發(fā)明者黃啟均, 朱鐵九 申請人:中山華帝燃具股份有限公司