燃氣系統自動檢知漏氣的方法與流程

文檔序號:18176695發布日期:2019-07-13 10:14
燃氣系統自動檢知漏氣的方法與流程

本發明涉及一種燃氣系統自動檢知漏氣的方法,技術內容涉及利用設置在相互連通的上游燃氣閥與下游燃氣閥之間的壓力感知單元,并比較不同時間所檢測出的壓力值,以分別判斷二燃氣閥是否漏氣。



背景技術:

近年來,燃氣由于產量豐富、價格低廉、儲存運送方便、能量利用效率較好等特性,廣泛的被開采并應用于人類生活中。例如家庭中的燃氣爐具、燃氣熱水器,甚至渦輪引擎燃料及發電,都多方面的利用燃氣做為燃料,推動各種生活用品的運作。燃氣用具的普及,帶來生活上的便捷,同時也衍生出不少應當注意的使用安全疑慮。

作為燃料的燃氣本身雖對人體不具毒性,且容易逸散。但若在通風不良的封閉環境內使用,如室內或建筑物中、輪船等場所,則容易使燃氣在狹小空間內累積,而提高單位體積內的燃氣濃度。在未被察覺的情況下,一旦遇上火花,極易被點燃引爆而造成傷亡。而燃氣在沒有被察覺的情況下持續泄漏,也無形間增加所付出的燃料成本,也產生能源上的浪費。因此,能夠頻繁且安全的檢測燃氣用具是否漏氣,不啻為一重要的議題。

利用人工定期安檢,雖能在一定程度上增加使用的安全性,但是卻對于人力的運用效率欠佳。若提高定期人工檢測的頻率,在實務上執行有其困難度,且一旦發生漏氣的情況,也很難即時察覺并通報處理,同時還可能使人工作業暴露于危險的環境中。因此,為了改善上述疑慮,利用具有自動自我檢測功能的燃氣用具,以提高使用上的安全性,出于各方面的考量,都有其必要性。

有鑒于此,本發明人乃累積多年相關領域的研究以及實務經驗,特實用新型出一種燃氣系統自動檢知漏氣的方法,必要時可在每次關閉燃氣系統時自動檢測閥門是否漏氣,提高燃氣用具使用上的安全性,也可節省人力成本,同時減少因需要人工檢查作業而可能發生的意外。



技術實現要素:

本發明的目的在于提供一種燃氣系統自動檢知漏氣的方法,旨在利用設置在相互連通的上游燃氣閥與下游燃氣閥之間的壓力感知單元,檢測燃氣閥關閉后不同時間點的壓力差,分別判斷出上、下游燃氣閥是否漏氣。憑借上述方法,本發明能夠在燃氣系統關閉時自動檢測是否漏氣,進而提高燃氣系統的安全性。

為達成上述目的,本發明提供了一種燃氣系統自動檢知漏氣的方法,是在相互連通的上游燃氣閥與下游燃氣閥之間設置一能檢知燃氣壓力的壓力感知單元,該方法在燃氣系統關閉時依序進行下列檢測步驟:

(A)在上游燃氣閥與下游燃氣閥封閉后,該壓力感知單元檢知一基礎壓力值;

(B)該壓力感知單元在一延遲時間后檢知一檢測壓力值;

(C)將檢測壓力值與基礎壓力值進行比對;以及

(D)當檢測壓力值大于基礎壓力值,發出一上游燃氣閥漏氣警示信號;當檢測壓力值小于基礎壓力值時,發出一下游燃氣閥漏氣警示信號。

本發明另提供一種實施方法,是在相互連通的上游燃氣閥與下游燃氣閥之間設置一能檢知燃氣壓力的壓力感知單元,該方法在燃氣系統關閉時依序進行下列檢測步驟:

(A)在上游燃氣閥封閉后,該壓力感知單元檢知一基礎壓力值;

(B)該下游燃氣閥在一延遲時間后封閉,并且在封閉后再經過一延遲時間后通過該壓力感知單元檢知一檢測壓力值;

(C)將檢測壓力值與基礎壓力值進行比較;以及

(D)當該檢測壓力值大于所述的基礎壓力值時發出一上游燃氣閥漏氣警示信號。

實施時,(D)步驟在檢測壓力值大致等于該基礎壓力值時,于下一次燃氣系統關閉時進行第二次檢測步驟,該第二次檢測步驟依序包含:

(E)在下游燃氣閥封閉后,該壓力感知單元檢知一第二基礎壓力值;

(F)該上游燃氣閥在一延遲時間后封閉,并且在封閉后再經過一延遲時間后通過該壓力感知單元檢知一第二檢測壓力值;

(G)將第二檢測壓力值與第二基礎壓力值進行比較;

(H)當該第二檢測壓力值小于該第二基礎壓力值時發出一下游燃氣閥漏氣警示信號。

本發明另提供一種實施方法,是在相互連通的上游燃氣閥與下游燃氣閥之間設置一能檢知燃氣壓力的壓力感知單元,該方法在燃氣系統關閉時依序進行下列檢測步驟:

(A)在下游燃氣閥封閉后,該壓力感知單元檢知一基礎壓力值;

(B)該上游燃氣閥在一延遲時間后封閉,并且在封閉后再經過一延遲時間后通過該壓力感知單元檢知一檢測壓力值;

(C)將檢測壓力值與基礎壓力值進行比較;以及

(D)該檢測壓力值小于所述的基礎壓力值時發出一下游燃氣閥漏氣警示信號。

實施時,(D)步驟在檢測壓力值大致等于該基礎壓力值時,于下一次燃氣系統關閉時進行第二次檢測步驟,該第二次檢測步驟依序包含:

(E)在上游燃氣閥封閉后,該壓力感知單元檢知一第二基礎壓力值;

(F)該下游燃氣閥在一延遲時間后封閉,并且在封閉后再經過一延遲時間后通過該壓力感知單元檢知一第二檢測壓力值;

(G)將第二檢測壓力值與第二基礎壓力值進行比較;以及

(H)該第二檢測壓力值壓大于該第二基礎壓力值時發出一上游燃氣閥漏氣警示信號。

實施時,所述上、下游燃氣閥之間具有一腔室,該壓力感知單元為一設置在該腔室內的壓力傳感器,且燃氣系統在進行檢測步驟前檢測該壓力傳感器的電阻值,以補償該壓力傳感器因溫度變化造成的誤差。

實施時,上游燃氣閥或下游燃氣閥為一動圈式比例電磁閥,該動圈式比例電磁閥具有一可動式線圈、以及一位于上游燃氣閥與下游燃氣閥之間的升降膜片,所述升降膜片能接受燃氣壓力的頂抵而推抵該可動式線圈位移,且所述的壓力感知單元通過檢知該可動式線圈的位移量來檢知燃氣壓力變化。

實施時,該動圈式比例電磁閥設有溫度補償回路,該溫度補償回路能檢測電阻值以補償該壓力感知單元因溫度變化造成的誤差。

實施時,上游燃氣閥或下游燃氣閥為一鐵芯式比例電磁閥,該鐵芯式比例電磁閥具有一電磁線圈、一可動式鐵芯、以及一位于上游燃氣閥與下游燃氣閥之間的升降膜片,所述升降膜片能接受燃氣壓力的頂抵而推抵該可動式鐵芯位移,且所述的壓力感知單元通過檢知該可動式鐵芯的位移量來檢知燃氣壓力變化。

實施時,該鐵芯式比例電磁閥設有溫度補償回路,該溫度補償回路能檢測電阻值以補償該壓力感知單元因溫度變化造成的誤差。

憑借上述方法,本發明能夠在燃氣系統關閉時自動檢測是否漏氣,進而提高燃氣系統的安全性,并節省人力。

以下依據本發明的技術手段,列舉出適于本發明的具體實施方式,并配合圖式說明如后。

附圖說明

圖1是本發明的系統配置示意圖。

圖2是本發明方法第一實施例檢測步驟示意圖。

圖3是本發明方法第二實施例檢測步驟示意圖。

圖4是本發明方法第三實施例檢測步驟示意圖。

圖5是本發明壓力感知單元裝設于腔室內的示意圖。

圖6是本發明壓力感知單元裝設于腔室或電磁閥的示意圖。

圖7是本發明壓力感知單元設置在動圈式比例電磁閥的示意圖。

圖8是本發明壓力感知單元設置在鐵芯式比例電磁閥的示意圖。

附圖標記說明:10上游燃氣閥;20下游燃氣閥;30壓力感知單元;40腔室;50燃氣入口;51燃氣出口;60基礎壓力值;61檢測壓力值;62第二基礎壓力值;63第二檢測壓力值;70上游燃氣閥漏氣警示信號;71下游燃氣閥漏氣警示信號;80動圈式比例電磁閥;81可動式線圈;82升降膜片;90鐵芯式比例電磁閥;91電磁線圈;92可動式鐵芯;93升降膜片。

具體實施方式

如圖1所示,本發明為一種燃氣系統自動檢知漏氣的方法,技術內容是在相互連通的燃氣通路上的上游燃氣閥10與下游燃氣閥20之間,設置一壓力感知單元30,用以檢測連通上、下游燃氣閥10、20之間腔室40的燃氣壓力;實施時,該壓力感知單元30為一設置在該腔室40內的壓力傳感器,而且在進行檢測步驟前,燃氣系統宜先檢測該壓力傳感器的電阻值,以補償該壓力傳感器因溫度變化造成的誤差。如圖所示,當燃氣系統運作時,燃氣經由單向的通路,由燃氣入口50依序通過上游燃氣閥10、壓力感知單元30以及下游燃氣閥20后,由燃氣出口51釋出,并供應至燃氣用具(未顯示)。

本發明自動檢知漏氣的原理,是當燃氣系統關閉時,上、下游燃氣閥10、20呈現封閉狀態,此時在燃氣通路的上游部分,由燃氣入口50進入的燃氣被上游燃氣閥10阻斷,而燃氣通路下游部分,因下游燃氣閥20關閉后不再供應燃氣,使燃氣出口51內的燃氣瞬間被燃氣用具燃燒殆盡后熄火,因此呈現燃氣入口50位置的壓力遠大于燃氣出口51的狀態,而腔室40內的燃氣壓力理論上應維持穩定狀態。

此時,由于燃氣入口50連接的燃氣供應源(未顯示)具有較高的燃氣壓力,故當上游燃氣閥10產生漏氣時,燃氣將持續由燃氣入口50通過上游燃氣閥10進入腔室40內,然而下游燃氣閥20仍然呈現封閉狀態,使通過上游燃氣閥10的燃氣將持續累積在腔室40內,讓腔室40內燃氣壓力增加。

反之,在上游燃氣閥10功能正常的狀態下,若下游燃氣閥20產生漏氣時,腔室40內封存的燃氣將通過下游燃氣閥20持續朝向相對低壓的燃氣出口51釋出,使得腔室40內燃氣壓力減少。

換言之,當上、下游燃氣閥10、20封閉時,若腔室40內的燃氣壓力增加,即代表上游燃氣閥10漏氣;若腔室40內的燃氣壓力減少,即代表下游燃氣閥20漏氣。

基于上述原理,以下說明本發明方法的第一種具體實施步驟:

如圖2所示,本發明方法是在當燃氣系統關閉時,依序進行下列檢測步驟:

(A)當上游燃氣閥10及下游燃氣閥20都關閉后,令設置在上游燃氣閥10與下游燃氣閥20之間的壓力感知單元30檢知一基礎壓力值60。

(B)經過一段延遲時間,令壓力感知單元30檢知一檢測壓力值61。

(C)將檢測壓力值61與基礎壓力值60進行比對。

(D)當檢測壓力值61大致等于基礎壓力值60時,表示上、下游燃氣閥10、20都無漏氣;當檢測壓力值61大于基礎壓力值60,表示上游燃氣閥10產生漏氣,即發出一上游燃氣閥漏氣警示信號70;當檢測壓力值61小于基礎壓力值60時,表示下游燃氣閥20產生漏氣,即發出一下游燃氣閥漏氣警示信號71。

憑借上述方法,本發明能夠在有必要時,設定每一次燃氣系統關閉時都進行上述檢測步驟,精準地檢知上、下游燃氣閥10、20是否有漏氣的狀況,提高整體燃氣系統的安全性。

須說明的是,由于各國法規對于燃氣閥門的允許漏量不同,系統內原已設定一漏量基準,因此前述壓力感知單元30所檢知出的壓力變化數據,宜以超過該國規定所允許的微小漏量為基準,的后方啟動(D)步驟中的報知閥門漏氣警示信號。

本發明方法的第二種實施步驟如圖3所示,該方法仍依據前述燃氣系統關閉時,燃氣入口50、上、下游燃氣閥10、20、腔室40及燃氣出口51之間的燃氣壓力變化原理所設計,其不同處在于燃氣系統關閉時,令上、下游燃氣閥10、20先后關閉。具體實施方法依序進行下列檢測步驟:

(A)上游燃氣閥10封閉后,壓力感知單元30檢知一基礎壓力值60。此時下游燃氣閥20尚未關閉,腔室40內剩余燃氣將持續通過下游燃氣閥20由燃氣出口51釋出。由于上游燃氣閥10呈現封閉狀態,腔室40內的燃氣無法通過燃氣入口50獲得補充,剩余燃氣將瞬間被燃氣用具燃燒殆盡后熄火,因此呈現燃氣入口50位置的壓力遠大于腔室40及燃氣出口51,因此壓力感知單元30所檢知的基礎壓力值60應維持在穩定狀態,即大致和大氣壓力相等或略低。

(B)該下游燃氣閥20在一延遲時間后封閉,并且在封閉后再經過一延遲時間后通過該壓力感知單元30檢知一檢測壓力值61。

(C)將該檢測壓力值61與所述基礎壓力值60進行比對;

(D)當檢測壓力值61大致等于基礎壓力值60時,表示上游燃氣閥10無漏氣;若上游燃氣閥10產生漏氣時,將使得燃氣持續由燃氣入口50通過上游燃氣閥10進入腔室40內,此時,由于下游燃氣閥20經(B)步驟后為封閉狀態,將使得燃氣通過漏氣的上游燃氣閥10持續累積在腔室40內,增加腔室40內的燃氣壓力。因此,該檢測壓力值61若大于所述的基礎壓力值60時,即表示上游燃氣閥10產生漏氣,并發出一上游燃氣閥漏氣警示信號70。

由于上述步驟只能檢測上游燃氣閥10是否漏氣,無法得知下游燃氣閥20的功能狀態是否正常。因此在上述檢測步驟執行完畢后,若上游燃氣閥10無漏氣狀況,不需警示、報修,待下次該燃氣系統再次關閉時,可進行第二次檢測步驟;該第二次檢測步驟旨在檢測下游燃氣閥20是否正常,依序包含:

(E)在下游燃氣閥20封閉后,該壓力感知單元30檢知一第二基礎壓力值62;此時腔室40內由于下游燃氣閥20阻斷了燃氣通往燃氣出口51的路徑,因此呈現腔室40內的燃氣壓力大致和燃氣供應源(未顯示)的壓力相等,而且遠大于燃氣出口51,而壓力感知單元30所檢知的第二基礎壓力值62應維持在穩定狀態,即大致和燃氣入口50相等。

(F)該上游燃氣閥10在一延遲時間后封閉,并且在封閉后再經過一延遲時間后通過該壓力感知單元30檢知一第二檢測壓力值63;

(G)將第二檢測壓力值63與第二基礎壓力值62進行比對;

(H)當第二檢測壓力值63大致等于第二基礎壓力值62時,表示下游燃氣閥20無漏氣;若下游燃氣閥20產生漏氣時,腔室40內封存的燃氣將持續通過下游燃氣閥20朝向相對低壓的燃氣出口51釋出,造成腔室40內的燃氣壓力逐漸減少,因此當第二檢測壓力值63小于所述的第二基礎壓力值62時,即可判定下游燃氣閥20漏氣,并且發出一下游燃氣閥漏氣警示信號71。

憑借上述方法,本發明能夠在有必要時,設定燃氣系統關閉時輪流進行上述(A)-(D)檢測步驟,以及(E)-(F)第二次檢測步驟,精準地檢知上、下游燃氣閥10、20是否有漏氣的狀況,提高整體燃氣系統的安全性。同樣的,依據系統內原已設定的漏量基準,前述當壓力感知單元30所檢知出的壓力變化數據宜以超過該國規定所允許的微小漏量為基準,方啟動(D)或(H)步驟中的報知閥門漏氣警示信號。

本發明方法的第三種實施步驟如圖4所示,該方法仍依據前述燃氣系統關閉時,燃氣入口50、上、下游燃氣閥10、20、腔室40及燃氣出口51之間的燃氣壓力變化原理所設計,并令上、下游燃氣閥10、20先后關閉。其不同的處在于調換上、下游燃氣閥10、20關閉的順序,具體實施方法依序進行下列檢測步驟;至于各步驟的原理和前述第二實施方法相同,在此不另贅述:

(A)在下游燃氣閥20封閉后,該壓力感知單元30檢知一基礎壓力值60。

(B)該上游燃氣閥10在一延遲時間后封閉,并且在封閉后再經過一延遲時間后通過該壓力感知單元30檢知一檢測壓力值61;

(C)將檢測壓力值61與基礎壓力值60進行比對;

(D)當檢測壓力值61大致等于基礎壓力值60時,表示下游燃氣閥20無漏氣;當檢測壓力值61小于所述的基礎壓力值60時,即可判定下游燃氣閥20漏氣,并且發出一下游燃氣閥漏氣警示信號71。

同樣的,上述步驟只能檢測下游燃氣閥20是否漏氣,無法得知上游燃氣閥10的功能狀態是否正常。因此在上述檢測步驟執行完畢后,待下次燃氣系統再次關閉時,即可進行第二次檢測步驟,該第二次檢測步驟依序包含:

(E)上游燃氣閥10封閉后,壓力感知單元30檢知一第二基礎壓力值62。

(F)該下游燃氣閥20在一延遲時間后封閉,并且在封閉后再經過一延遲時間后通過該壓力感知單元30檢知一第二檢測壓力值63。

(G)將該第二檢測壓力值63與所述第二基礎壓力值62進行比對;

(H)當第二檢測壓力值63大致等于第二基礎壓力值62時,表示上游燃氣閥10無漏氣;若第二檢測壓力值63大于第二基礎壓力值62時,即可判定上游燃氣閥10漏氣,并且發出一上游燃氣閥漏氣警示信號70。

如第五、六圖所示,前述壓力感知單元30為一壓力傳感器,任何一種具備有上游燃氣閥10、下游燃氣閥20及二者之間的腔室40的燃氣系統,都可以額外設置該壓力傳感器供燃氣系統進行自動檢測。值得一提的是,該壓力感知單元30的設置方式不限于只能設置在上、下游燃氣閥10、20之間的腔室40內,某些能夠通過電力大小而調整開度,并且具有升降膜片而能夠反應、補償燃氣壓力變化,使燃氣流量維持穩定的電磁閥,例如:線圈式比例電磁閥或鐵芯式比例電磁閥(此為已知技術,不另贅述)本身,即為一精密的壓力感知單元30,因此,本發明在壓力感知單元30的設置上,除了額外設置在腔室40內的壓力傳感器以外,還包括以下兩種具體實施方式。

如圖7所示,所述的上游燃氣閥10或下游燃氣閥20可為一動圈式比例電磁閥80,該動圈式比例電磁閥80具有一可動式線圈81、以及一位于上游燃氣閥10與下游燃氣閥20之間的升降膜片82。當燃氣通過該動圈式比例電磁閥80時,所述升降膜片82能接受腔室內燃氣壓力的頂抵而推抵該可動式線圈81位移,則所述的燃氣壓力感知單元30便能夠通過檢知該可動式線圈81的位移量來檢知燃氣壓力變化。

當上游燃氣閥10產生漏氣時,燃氣持續由燃氣入口50通過上游燃氣閥10進入并累積在腔室40內,使腔室40內燃氣壓力增加。此時腔室40內的燃氣壓力將推抵升降膜片82及可動式線圈81位移,所述的壓力感知單元30即可檢知該可動式線圈81的位移量,并回報一上游燃氣閥漏氣警示信號。反之,當下游燃氣閥20產生漏氣時,腔室40內燃氣持續通過下游燃氣閥20,朝向相對低壓的燃氣出口51釋出。腔室40內燃氣壓力減少,使升降膜片82位移,所述的壓力感知單元30即可檢知該可動式線圈81的位移量,并回報一下游燃氣閥漏氣警示信號。

如圖8所示,所述的上游燃氣閥10或下游燃氣閥20為一鐵芯式比例電磁閥90,該鐵芯式比例電磁閥90具有一電磁線圈91、一可動式鐵芯92、以及一位于上游燃氣閥10與下游燃氣閥20之間的升降膜片93,所述升降膜片93能接受腔室40內燃氣壓力的頂抵而推抵該可動式鐵芯92位移;同樣的,所述的燃氣壓力感知單元30即可通過檢知該可動式鐵芯92的位移量來檢知燃氣壓力變化。

如此一來,當上游燃氣閥10產生漏氣時,燃氣持續由燃氣入口50通過上游燃氣閥10進入并累積在腔室40內,使腔室40內燃氣壓力增加。此時腔室40內的燃氣壓力將推抵升降膜片93位移,使該可動式鐵芯92朝向腔室40外位移,并回報一上游燃氣閥漏氣警示信號。反之,當下游燃氣閥20產生漏氣時,腔室40內燃氣持續通過下游燃氣閥20,朝向相對低壓的燃氣出口51釋出。腔室40內燃氣壓力減少,使所述可動式鐵芯92朝腔室40內位移,并回報一下游燃氣閥漏氣警示信號。

同樣的,為了避免壓力感知單元30感知壓力變化時產生誤差,上述動圈式比例電磁閥或鐵芯式比例電磁閥的具體實施方式,同樣可以另增設溫度補償回路,利用檢測電阻值來補償溫度變化,避免可動式線圈或可動式鐵芯的位移量受溫度變化的影響,進而影響壓力感知單元30所檢測出的壓力值,并校正其誤差。

以上說明對本發明而言只是說明性的,而非限制性的,本領域普通技術人員理解,在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下,可作出許多修改、變化或等效,但都將落入本發明的保護范圍之內。

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