燃气热水器及其燃烧状态检测方法

技术领域

本发明涉及一种燃气热水器。

本发明还涉及一种燃气热水器的燃烧状态检测方法。

背景技术

火焰离子具有导电性，检火针就是通过该特性判断是否存在火焰的。当有火焰触碰到检火针时即产生一流经燃气热水器的接地回路的微弱火焰离子电流，该电流信号经放大处理后，即可给出存在火焰的指示。燃气热水器一般都利用该原理监测火焰是否存在。

传统的燃气热水器只有一根检火针，只能判断是否存在火焰，无法对脱火离焰等其它各种异常状态进行监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中燃气热水器无法对脱火离焰等异常状态进行监测的缺陷，提供一种燃气热水器及其燃烧状态检测方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种燃气热水器，所述燃气热水器包括火排，所述燃气热水器还包括至少一个检火针和控制器，所述检火针位于所述火排的上方；所述控制器与所述检火针信号连接，所述检火针用于检测所述火排的火焰并发送火焰信号给所述控制器，所述控制器用于接收到所述火焰信号后控制所述火排的燃烧状态。

在本技术方案中，根据检火针的检火需求设置检火针的位置，不同位置的检火针在检测到火焰时发送不同的火焰信号给控制器，控制器根据不同的火焰信号控制火排的燃烧状态，从而可以对火排的脱火离焰等异常状态进行监测。

较佳地，所述检火针为第一检火针，所述第一检火针靠近所述火排的火孔设置，所述第一检火针的火焰信号为第一火焰信号和第二火焰信号；

所述第一检火针用于在检测到火焰时发送所述第一火焰信号给所述控制器，所述控制器用于接收到所述第一火焰信号时控制所述火排保持正常燃烧；

所述第一检火针还用于在未检测到火焰时发送所述第二火焰信号给所述控制器，所述控制器还用于接收到所述第二火焰信号时控制所述火排停止燃烧。

在本技术方案中，通过将第一检火针靠近火排的火孔设置，第一检火针可检测出火排点火是否成功，当火排未点火成功时控制火排停止燃烧，当火排点火成功时控制火排保持正常燃烧。

较佳地，所述燃气热水器还包括风机，所述风机用于为所述火排提供二次空气；所述检火针为第二检火针，所述第二检火针靠近所述火排的火孔的火焰的上端设置，所述第二检火针的火焰信号为第三火焰信号和第四火焰信号；

所述第二检火针用于在检测到火焰时发送所述第三火焰信号给所述控制器，所述控制器用于接收到所述第三火焰信号时控制所述风机增加转速；

所述第二检火针还用于在未检测到火焰时发送所述第四火焰信号给所述控制器，所述控制器还用于接收到所述第四火焰信号时控制所述风机保持既定转速。

在本技术方案中，通过设置靠近火排的火孔的火焰的上端的第二检火针，可以检测火焰的高度，从而判断燃烧是否充分；当火焰燃烧充分时控制风机保持既定转速；当火焰未充分燃烧时控制风机增加转速。

较佳地，所述燃气热水器还包括换热器和联动组件，所述换热器具有水流管道；所述联动组件的一端与所述第二检火针相固定，所述联动组件的另一端连通至所述换热器的水流管道中；所述联动组件位于水流管道中的一端用于检测所述水流管道中的水量，所述联动组件与所述第二检火针固定的一端用于调整所述第二检火针的高度，所述第二检火针的高度根据所述水流管道中的水量的增大而提高。

在本技术方案中，第二检火针的高度最好可以根据水流管道中的水量的增大而提高，而通过设置联动组件即可实现上述功能。

较佳地，所述燃气热水器还包括安装管，所述安装管设置于所述水流管道的周向并与所述水流管道的内部相连通，所述联动组件包括：

转动轴，所述转动轴横向设置；

调节杆，所述调节杆安装在所述转动轴上，所述调节杆绕所述转动轴转动，所述调节杆的一端与所述第二检火针相固定；

活塞，所述活塞伸入所述安装管中，所述活塞的外周面与所述安装管的内周面密封配合；

活塞杆，所述活塞杆的一端与所述活塞固定连接，所述活塞杆的另一端与所述调节杆远离第二检火针的一端连接；

复位件，所述复位件抵接于所述活塞上，所述复位件向所述活塞始终施加向所述水流管道内移动的力。

在本技术方案中，当水流管道内的水量增大时，活塞被压缩，活塞杆将调节杆的一端压下，调节杆与第二检火针相固定的一端被抬起，从而使第二检火针的高度提高，可适应更高的火焰高度；而，当水流管道内的水量减小时，活塞复位，使第二检火针的高度降低。

较佳地，所述联动组件还包括调节柱，所述调节杆设有沿所述调节杆的轴向延伸的调节槽，所述调节柱固定在所述活塞杆上，所述调节柱穿过所述调节槽并沿所述调节槽的延伸方向滑动。

在本技术方案中，活塞移动时，带动调节柱在调节槽中滑动，从而带动调节杆的端部移动。

较佳地，所述燃气热水器还包括换热器，所述换热器位于所述火排的上方；所述检火针为第三检火针，所述第三检火针靠近所述换热器的下端设置，所述第三检火针的火焰信号为第五火焰信号和第六火焰信号；

所述第三检火针用于在持续检测到火焰一分钟以上时发送所述第五火焰信号给所述控制器，所述控制器还用于在接收到所述第五火焰信号时控制所述火排停止燃烧；

所述第三检火针用于在未检测到火焰时发送所述第六火焰信号给所述控制器，所述控制器还用于在接收到所述第六火焰信号时控制所述火排保持正常燃烧。

在本技术方案中，通过设置在靠近换热器的下端的第三检火针，可以检测火焰是否烧到换热器的翅片，并在火焰烧到换热器的翅片控制火排停止燃烧。

本发明还提供一种燃气热水器的燃烧状态检测方法，所述燃气热水器包括火排和位于所述火排的上方的换热器，所述燃气热水器还包括第一检火针、第三检火针和控制器，所述第一检火针靠近所述火排的火孔设置，所述第三检火针靠近所述换热器的下端设置；所述燃烧状态检测方法包括以下步骤：

S1.所述第一检火针检测是否有火焰；若是，则执行步骤S2；若否，则执行步骤S3；

S2.所述第一检火针发送第一火焰信号给所述控制器；

S3.所述第一检火针发送第二火焰信号给所述控制器；

S4.所述第三检火针是否持续检测到火焰一分钟以上；若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S6；

S5.所述第三检火针发送第五火焰信号给所述控制器；

S6.所述第三检火针发送第六火焰信号给所述控制器；

S7.所述控制器同时接收到所述第一火焰信号、第六火焰信号时执行步骤S9；

S8.所述控制器接收到所述第二火焰信号或所述第五火焰信号时执行步骤S10；

S9.所述控制器控制所述火排保持正常燃烧，执行步骤S1、S4；

S10.所述控制器控制所述火排停止燃烧。

在本技术方案中，通过上述方法，可监测火排的火焰是否正常燃烧，并在火排未打着火时或火排的火焰烧到换热器的翅片时，能及时控制火排停止燃烧，即控制燃气比例阀、风机关闭并在燃气比例阀、风机关闭30秒后在显示器上显示无法点着火的提示。

较佳地，所述燃气热水器还包括风机和第二检火针，所述风机用于为所述火排提供二次空气，所述第二检火针靠近所述火排的火孔的火焰的上端设置；所述燃烧状态检测方法还包括以下步骤：

S11.所述第二检火针检测是否有火焰；若是，执行步骤S12；若否，执行步骤S13；

S12.所述第二检火针发送第三火焰信号给所述控制器，所述控制器接收到所述第三火焰信号时执行步骤S14；

S13.所述第二检火针发送第四火焰信号给所述控制器，所述控制器接收到所述第四火焰信号时执行步骤S15；

S14.所述控制器控制所述风机增加转速，执行步骤S11；

S15.所述控制器控制所述风机保持既定转速。

在本技术方案中，通过检测火焰的高度，判断燃烧是否充分，并调整风机转速，可以保证火焰的空气量充足，使火焰时刻保持充分燃烧的状态。

较佳地，步骤S14包括以下步骤：

S141.所述控制器检测所述火排是否处于预设的燃烧档位；若是，则执行步骤S142；若否，则执行步骤S143；

S142.所述控制器控制所述风机增加转速，执行步骤S11；

S143.所述控制器控制所述火排调整至预设的燃烧档位，执行步骤S141。

在本技术方案中，当第二检火针检测到火焰发送第三火焰信号给控制器后，控制器先判断火排是否调整至预设的燃烧档位，只有在火排已调整至预设的燃烧档位时，才对风机的转速进行调整。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

上述燃气热水器及其燃烧状态检测方法，通过在不同高度设置检火针，对火排的火焰的各种状态进行监测，并针对火排的火焰的不同状态通过控制器进行相对的操作，从而可以对火排的脱火离焰等异常状态进行监测，使在燃气热水器出现故障时能及时停止运行，保证了燃气热水器的使用安全性。

附图说明

图1为本发明实施例一的燃气热水器的结构示意图。

图2为图1所示的燃气热水器的内部结构示意图。

图3为图1所示的燃气热水器的内部结构示意图。

图4为图1所示的燃气热水器的第二检火针、联动组件的结构示意图。

图5为图4所示的第二检火针、联动组件的剖面示意图。

图6为图4所示的第二检火针、联动组件安装到换热器的水流管道上的安装示意图。

图7为本发明实施例二的燃气热水器的燃烧状态检测方法的步骤示意图。

图8为本发明实施例三的燃气热水器的燃烧状态检测方法的步骤示意图。

图9为本发明实施例四的燃气热水器的燃烧状态检测方法的步骤示意图。

附图标记说明

火排1

火孔11

换热器2

水流管道21

风机3

第一检火针4

第二检火针5

第三检火针6

控制器7

燃气比例阀8

联动组件9

转动轴91

轴主体911

贯穿孔912

凸缘913

限位凸起914

调节杆92

调节槽921

活塞93

活塞杆94

复位件95

固定套951

弹簧952

调节柱96

密封圈97

安装管10

端面101

连通孔102

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例一

图1至图2所示为本发明燃气热水器的一实施例。该燃气热水器包括火排1、换热器2、风机3和燃气比例阀8，换热器2具有水流管道21，水流管道21的两端分别与进水口、出水口相连通，换热器2位于火排1的上方，风机3位于火排1的下方，风机3用于为火排1提供二次空气，燃气比例阀8为火排1的燃烧提供燃气。

该燃气热水器还包括第一检火针4、第二检火针5、第三检火针6和控制器7，第一检火针4、第二检火针5和第三检火针6位于火排1的上方；控制器7与第一检火针4、第二检火针5、第三检火针6信号连接，第一检火针4、第二检火针5、第三检火针6用于检测火排1的火焰并发送火焰信号给控制器7，控制器7用于接收到火焰信号后控制火排1的燃烧状态。

其中，第一检火针4靠近火排1的火孔11设置，第一检火针4的火焰信号为第一火焰信号和第二火焰信号；第一检火针4用于在检测到火焰时发送第一火焰信号给控制器7，控制器7用于接收到第一火焰信号时控制火排1保持正常燃烧；第一检火针4还用于在未检测到火焰时发送第二火焰信号给控制器7，控制器7还用于接收到第二火焰信号时控制火排1停止燃烧。

通过将第一检火针4靠近火排1的火孔11设置，第一检火针4可检测出火排1点火是否成功。当火排1未点火成功时，第一检火针4不能检测到火焰，此时第一检火针4发送第二火焰信号给控制器7，控制器7接收到第二火焰信号时控制火排1停止燃烧，即控制燃气比例阀8、风机3关闭并在燃气比例阀8、风机3关闭30秒后在显示器上显示无法点着火的提示。而当火排1点火成功时，第一检火针4能检测到火焰，此时第一检火针4发送第一火焰信号给控制器7，控制器7控制火排1保持正常燃烧，即控制燃气比例阀8、风机3正常运行。

其中，第三检火针6靠近换热器2的下端设置，第三检火针6的火焰信号为第五火焰信号和第六火焰信号；第三检火针6用于在持续检测到火焰一分钟以上时发送第五火焰信号给控制器7，控制器7还用于在接收到第五火焰信号时控制火排1停止燃烧；第三检火针6用于在未检测到火焰时发送第六火焰信号给控制器7，控制器7还用于在接收到第六火焰信号时控制火排1保持正常燃烧。

在正常情况下，火焰不会烧到换热器2的翅片，但若长时间使用产生积碳、腐蚀等堵塞翅片缝隙，造成燃烧空气严重不足，此时火焰的高度会变高，从而使火焰会烧到翅片。为了解决该问题，通过设置在靠近换热器2的下端的第三检火针6，可以检测火焰是否烧到换热器2的翅片。当第三检火针6持续检测到火焰一分钟以上时发送第五火焰信号给控制器7，控制器7在接收到第五火焰信号时控制火排1停止燃烧，即控制燃气比例阀8、风机3关闭并在燃气比例阀8、风机3关闭30秒后在显示器上显示无法点着火的提示。当第三检火针6在未检测到火焰时发送第六火焰信号给控制器7，控制器7在接收到第六火焰信号时控制火排1保持正常燃烧，即控制燃气比例阀8、风机3正常运行。

其中，第二检火针5靠近火排1的火孔11的火焰的上端设置，第二检火针5的火焰信号为第三火焰信号和第四火焰信号；第二检火针5用于在检测到火焰时发送第三火焰信号给控制器7，控制器7用于接收到第三火焰信号时控制风机3增加转速；第二检火针5还用于在未检测到火焰时发送第四火焰信号给控制器7，控制器7还用于接收到第四火焰信号时控制风机3保持既定转速。

火焰高度由空气量和热负荷(即燃气量)决定，热负荷不变时空气量越大火焰高度相应越低。通过设置靠近火排1的火孔11的火焰的上端的第二检火针5，可以检测火焰的高度，从而判断燃烧是否充分。当火焰燃烧充分时，火焰不会碰到第二检火针5，第二检火针5无法检测到火焰；此时，第二检火针5发送第四火焰信号给控制器7，控制器7接收到第四火焰信号时控制风机3保持既定转速。当火焰未充分燃烧时，火焰的高度会增高，第二检火针5检测到火焰时发送第三火焰信号给控制器7，控制器7接收到第三火焰信号时控制风机3增加转速，补充火焰的二次空气，使火焰能达到充分燃烧的状态，从而降低火焰的高度直至正常值。

如图3至图6所示，燃气热水器还包括联动组件9，联动组件9的一端与第二检火针5相固定，联动组件9的另一端连通至换热器2的水流管道21中；联动组件9位于水流管道21中的一端用于检测水流管道21中的水量，联动组件9与第二检火针5固定的一端用于调整第二检火针5的高度，第二检火针5的高度根据水流管道21中的水量的增大而提高。

当换热器2的水流管道21中的水量较大时，所需的火焰的火力较大，此时火焰的高度的正常值较高；当换热器2的水流管道21中的水量较小时，所需的火焰的火力较小，此时火焰的高度的正常值较小。因此，第二检火针5的高度最好可以根据水流管道21中的水量的增大而提高，而通过设置联动组件9即可实现上述功能。

具体而言，燃气热水器还包括安装管10，安装管10设置于水流管道21的周向并与水流管道21的内部相连通。联动组件9包括转动轴91、调节杆92、活塞93、活塞杆94和复位件95，转动轴91横向设置；调节杆92安装在转动轴91上，调节杆92绕转动轴91转动，调节杆92的一端与第二检火针5相固定；活塞93伸入安装管10中，活塞93的外周面与安装管10的内周面密封配合；活塞杆94的一端与活塞93固定连接，活塞杆94的另一端与调节杆92连接；复位件95抵接于活塞93上，复位件95向活塞93始终施加向水流管道21内移动的力。

当水流管道21内的水量增大时，活塞93被压缩，活塞杆94将调节杆92的一端压下，调节杆92与第二检火针5相固定的一端被抬起，从而使第二检火针5的高度提高，可适应更高的火焰高度。而，当水流管道21内的水量减小时，活塞93复位，使第二检火针5的高度降低。

如图5至图6所示，复位件95包括固定套951和弹簧952，固定套951固定在安装管10上；弹簧952套在活塞杆94上，弹簧952设置于固定套951、活塞93之间，弹簧952的两端分别抵接在活塞93、固定套951上。通过上述方式，水流管道21内的水量增大时，弹簧952被压缩，活塞93缩回，从而使第二检火针5的高度提高；而当水流管道21内的水量减小时，弹簧952复位，使活塞93回到原位，从而使第二检火针5的高度降低。

其中，固定套951套在安装管10的端部，固定套951的内周面与安装管10的外周面螺纹连接。而，安装管10与水流管道21连通的端面101形成连通孔102，连通孔102的直径小于安装管10的直径。连通孔102将安装管10与水流管道21相连通，而安装管10的端面101能限定活塞93的极限位置。另外，活塞93的周向设有密封圈97，密封圈97使活塞93的外周面、安装管10的内周面之间密封配合。

如图4所示，转动轴91包括轴主体911和设置于轴主体911的贯穿孔912，调节杆92穿过贯穿孔912并能在贯穿孔912中转动，轴主体911用于插入燃气热水器的外壳上的固定孔中。轴主体911插入外壳的固定孔中，使转动轴91安装在外壳上，第二检火针5位于燃气热水器的外壳的内部，活塞杆94位于燃气热水器的外壳的外部。

如图4所示，转动轴91还包括凸缘913，凸缘913设置于轴主体911的外周面上，凸缘913沿轴主体911径向向外凸出。当轴主体911插入外壳的固定孔上时，凸缘913与外壳的外表面相接触，从而限制了转动轴91插入固定孔的深度，使转动轴91与外壳之间的轴向相对位置确定。

如图4所示，转动轴91还包括限位凸起914，限位凸起914设置于轴主体911的外周面上，限位凸起914沿与轴主体911的轴向平行的方向延伸，限位凸起914设置于凸缘913面向固定孔的一侧。当轴主体911插入外壳的固定孔上时，限位凸起914与外壳上的限位缺口相配合，限制了转动轴91绕轴线的转动。

如图4至图6所示，联动组件9还包括调节柱96，调节杆92设有沿调节杆92的轴向延伸的调节槽921，调节柱96固定在活塞杆94上，调节柱96穿过调节槽921并沿调节槽921的延伸方向滑动。活塞93移动时，带动调节柱96在调节槽921中滑动，从而带动调节杆92的端部移动。

在本实施例中，检火针的数量为三个，三个检火针沿高度方向设置于火排1与换热器2之间，每个检火针检测到火焰时发送的指令不同。在其他的实施例中，也可以根据热水器的火焰监测需求对检火针的数量和指令使用其他的组合方式，以适应不同类型的热水器的设计需求。

实施例二

如图7所示，本发明还提供一种燃气热水器的燃烧状态检测方法，燃气热水器的结构如实施例一所述。

该燃烧状态检测方法，包括以下步骤：

S1.第一检火针4检测是否有火焰；若是，则执行步骤S2；若否，则执行步骤S3；

S2.第一检火针4发送第一火焰信号给控制器7；

S3.第一检火针4发送第二火焰信号给控制器7；

S4.第三检火针6是否持续检测到火焰一分钟以上；若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S6；

S5.第三检火针6发送第五火焰信号给控制器7；

S6.第三检火针6发送第六火焰信号给控制器7；

S7.控制器7同时接收到第一火焰信号、第六火焰信号时执行步骤S9；

S8.控制器7接收到第二火焰信号或第五火焰信号时执行步骤S10；

S9.控制器7控制火排1保持正常燃烧，执行步骤S1、S4；

S10.控制器7控制火排1停止燃烧。

通过上述方法，可监测火排1的火焰是否正常燃烧，并在火排1未打着火时或火排1的火焰烧到换热器2的翅片时，能及时控制火排1停止燃烧，即控制燃气比例阀8、风机3关闭并在燃气比例阀8、风机3关闭30秒后在显示器上显示无法点着火的提示。

实施例三

如图8所示，在实施例二的燃烧状态检测方法的基础上，该燃烧状态检测方法还包括以下步骤：

S11.第二检火针5检测是否有火焰；若是，执行步骤S12；若否，执行步骤S13；

S12.第二检火针5发送第三火焰信号给控制器7，控制器7接收到第三火焰信号时执行步骤S14；

S13.第二检火针5发送第四火焰信号给控制器7，控制器7接收到第四火焰信号时执行步骤S15；

S14.控制器7控制风机3增加转速，执行步骤S11；

S15.控制器7控制风机3保持既定转速。

当火焰燃烧充分时，火焰不会碰到第二检火针5，第二检火针5无法检测到火焰；此时，第二检火针5发送第四火焰信号给控制器7，控制器7接收到第四火焰信号时控制风机3保持既定转速。当火焰未充分燃烧时，火焰的高度会增高，第二检火针5检测到火焰时发送第三火焰信号给控制器7，控制器7接收到第三火焰信号时控制风机3增加转速，补充火焰的二次空气，使火焰能达到充分燃烧的状态，从而降低火焰的高度直至正常值。

通过上述方法，可以保证火焰的空气量充足，使火焰时刻保持充分燃烧的状态。

实施例四

如图9所示，在实施例三的燃烧状态检测方法的基础上，该燃烧状态检测方法的步骤S14包括以下步骤：

S141.控制器7检测火排1是否处于预设的燃烧档位；若是，则执行步骤S142；若否，则执行步骤S143；

S142.控制器7控制风机3增加转速，执行步骤S11；

S143.控制器7控制火排1调整至预设的燃烧档位，执行步骤S141。

当第二检火针5检测到火焰发送第三火焰信号给控制器7后，控制器7先判断火排1是否调整至预设的燃烧档位，只有在火排1已调整至预设的燃烧档位时，才对风机3的转速进行调整。

上述燃气热水器及其燃烧状态检测方法，通过在不同高度设置检火针，对火排的火焰的各种状态进行监测，并针对火排的火焰的不同状态通过控制器进行相对的操作，从而可以对火排的脱火离焰等异常状态进行监测，使在燃气热水器出现故障时能及时停止运行，保证了燃气热水器的使用安全性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。