專利名稱：顆粒燃燒加熱組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及顆粒燃料燃燒加熱組件。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于 加熱組件的便攜式簡(jiǎn)易加熱元件，所述加熱組件為燃燒木質(zhì)粒塊，并構(gòu)造成和 布置成安裝到燒烤架或烤爐。
背景技術(shù)：
應(yīng)注意到，烤架和烤爐已經(jīng)被使用了很多年。 一般來說，絕大多數(shù)的現(xiàn)有 技術(shù)的烤架是使用木炭塊、燃?xì)庠畹茸鳛闊嵩?。這些熱源具有一定的優(yōu)點(diǎn)，也 有缺點(diǎn)和局限。例如說木炭，雖然可以給予理想的食物風(fēng)味，但是成本高、臟、 不易操作，需要時(shí)間去點(diǎn)燃和達(dá)到適當(dāng)?shù)臏囟?，而且在烹飪結(jié)束之后，木炭通 常會(huì)被留下來直至燒盡，從而導(dǎo)致燃料的浪費(fèi)。燃?xì)庠钍褂闷饋沓杀疽埠芨撸?并且儲(chǔ)氣罐又重體積又大。氣體燃料比之木炭塊更為方便，但是卻不能像炭火 那樣為烹飪的食物提供理想的風(fēng)味，炭火則可以給烹調(diào)的食物增添一種煙熏的 風(fēng)味。
木質(zhì)顆粒燃料在家用取暖和烹飪使用中均獲得普及。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的 烤架和烤爐均體積相當(dāng)大，在烤架和烤爐的設(shè)計(jì)中包括多個(gè)部分。例如，大多 數(shù)現(xiàn)有技術(shù)的組件，將顆粒區(qū)/料斗，送風(fēng)器、燃燒器和螺旋進(jìn)料器組裝在一起 構(gòu)成烤架或烤爐結(jié)構(gòu)?？炯芑蚩緺t的各個(gè)部分從根本上決定了烤架或烤爐的結(jié) 構(gòu)和設(shè)計(jì)導(dǎo)致其體積相對(duì)較大?，F(xiàn)有技術(shù)的顆粒燃料烤架和烤爐同樣成本很高， 且由于其體積和重量而不便于攜帶。
本發(fā)明提供了燃燒顆粒狀燃料的新方法，減小了燃燒器自身的尺寸，并使 用重力給料系統(tǒng)以取消對(duì)螺旋進(jìn)料組件的需求，且不需要送風(fēng)機(jī)，而送風(fēng)機(jī)往 往是尺寸較大的。本發(fā)明為一種相對(duì)較小的單體式設(shè)計(jì)，高效且實(shí)用。木質(zhì)顆粒燃料相對(duì)便宜且易于獲取，且有售不同風(fēng)味以提升品質(zhì)，例如山胡桃木、 牧豆樹、櫻桃木等。 一些烤架公司建議使用風(fēng)味化的木質(zhì)顆粒作為其烤架的主 要加熱源，其可用于慢速烹飪或熏制，但是當(dāng)在較高溫度下烹飪時(shí)則只有很少 量的煙或無煙，燃料被充分燃燒只能帶來很少或沒有煙熏風(fēng)味。燃燒顆粒燃料 會(huì)有濕氣釋出，這會(huì)給食物帶來一些煙熏風(fēng)味，但是并不多。
通過將少量調(diào)味顆粒燃料或木屑加入一煙熏設(shè)備，并使用普通的硬木顆粒 作為主熱源進(jìn)一步使本發(fā)明更高效和經(jīng)濟(jì)。普通硬木顆粒會(huì)產(chǎn)生濕氣，濕氣帶 來煙，煙和濕氣將給烹飪中的食物增添風(fēng)味。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，推薦將普 通硬木顆粒和煙熏設(shè)備以及調(diào)味木質(zhì)顆粒燃料或木屑 一起使用以用極低的成本 實(shí)現(xiàn)理想的風(fēng)味。對(duì)于某些事物，并不需要煙熏風(fēng)味，因此也無需使用調(diào)味顆 粒燃料。

發(fā)明內(nèi)容
木質(zhì)顆粒燃燒器組件用于安裝到現(xiàn)有的烤架或烤爐上。該組件具有整體的 管狀結(jié)構(gòu)， 一粒塊料斗，經(jīng)由料斗，通過對(duì)流冷卻和絕熱區(qū)重力給料，料斗將 粒塊向下引導(dǎo)到主燃燒區(qū)。主燃燒區(qū)包括一主進(jìn)氣口和一粒塊分解區(qū)，其可釋 放地包含分解的顆粒，該顆粒在燃盡后被送至具有次進(jìn)氣口的次燃燒區(qū)，進(jìn)一 步充分燃燒。排氣管道與次燃燒區(qū)相連，其中產(chǎn)生或引入一可調(diào)或可變的大氣 壓差，制造一低壓區(qū)域以利于空氣流動(dòng)到該主進(jìn)氣口和次進(jìn)氣口以完成燃燒過 程?？梢蕴峁╇妱?dòng)或機(jī)械裝置來移動(dòng)分解區(qū)域以利清除灰燼或使用 一 瞬時(shí)爆發(fā) 的高氣壓。
便攜式粒塊燃燒元件包括整體大致呈"L"形的管狀結(jié)構(gòu)，其具有一重力給 料的粒塊料斗、燃燒器、進(jìn)氣口和排出斜道。燃料通過給料裝置供給到粒塊料 斗，如傳送帶、斜坡、伊子、通過儲(chǔ)料器填裝以及類似的給料結(jié)構(gòu)和方法。燃 料被送到位于分解器爐篦之上的風(fēng)冷絕熱燃燒區(qū)域，該分解器爐篦界定了部分 與大氣聯(lián)通以使空氣進(jìn)入的主燃燒區(qū)。
可調(diào)的高壓燃?xì)饣蛘羝鞅粚?dǎo)引主排出斜道。位于分解器爐篦下方的高壓 氣流在爐篦上方制造一低壓氣流，其同時(shí)也制造一低壓區(qū)域，以至于一旦點(diǎn)火 時(shí)，火花將被引入爐篦上的粒塊燃料堆。在運(yùn)作時(shí)，來自主進(jìn)氣口的空氣保持 位于主燃燒區(qū)的木炭紅熱，次燃燒區(qū)提供穩(wěn)定的木煤氣流，該木煤氣流與由次 進(jìn)氣口提供的指定的或可調(diào)量的空氣混合以維持火焰。高熱氣體和粉塵通過排出斜道供給烤架或烤爐。為達(dá)清潔目的，可以提供電動(dòng)或機(jī)械裝置來移動(dòng)分解 器爐篦或提供一瞬時(shí)爆發(fā)的高氣壓。
夠提供3/4小時(shí)燃燒時(shí)間的粒塊，且該料斗可以在燃燒過程中隨時(shí)補(bǔ)充。如果 該燃燒器加入一設(shè)計(jì)為在燃燒器周圍的烤爐/烤架，則粒塊料斗可以要多大有多 大。粒塊烤架加熱元件是完全自清潔和防風(fēng)的。攜有粉塵的高熱氣體通過排出 斜道排入烤架，成為烤架的可調(diào)熱源。該組件也可以設(shè)置為一孤立的/自給的單 元，其不需要外部的電源。
本發(fā)明的有益效果在于提供了氣體燃燒器的便利性，同時(shí)有木火的風(fēng)味。
具有一到3分鐘的啟動(dòng)時(shí)間、風(fēng)味、低成本(初始和運(yùn)行成本)、烹飪時(shí)間短
(火焰建立后無需預(yù)熱)，燃燒時(shí)間不局限于木炭或煤氣單元的燃燒時(shí)間?？?以隨時(shí)加入粒塊而不會(huì)對(duì)烹飪或烹飪時(shí)間產(chǎn)生任何影響。
根據(jù)下面結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)將更為清楚。


圖1是本發(fā)明便攜式粒塊爐火燃燒器組件的側(cè)視圖； 圖2是圖1所示組件的另一透視圖3是本發(fā)明燃燒器組件的進(jìn)氣口和燃燒器的實(shí)施例的透視圖4是本發(fā)明燃燒器組件的各組成部分的透視圖5是燃燒器組件與烤架/烤爐一起使用的側(cè)視圖6是顯示圖5的組件中可選元件的側(cè)視圖7是燃燒器組件中的燃燒過程的局部視圖8是該組件上部的透視圖9是顆粒料斗蓋結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖9A是菜單燈管的側(cè)視圖IO是該組件主進(jìn)氣口殼體和底部絕熱體的透視圖11是圖10中組件的仰視平面圖12是燃燒器組件的下部殼體組件的元件的透視圖12A是分解器條桿或爐篦的側(cè)視圖13是圖12的殼體的后視圖14是該組件爐篦清潔器的電動(dòng)機(jī)組件的端視圖；圖15圖14的電動(dòng)機(jī)組件的俯^L圖16是本組件的電路示意圖17是爐篦移動(dòng)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖18是噴嘴組件的側(cè)視圖19是圖18的噴嘴組件的側(cè)視截面圖20是另一的噴嘴組件的側(cè)視圖21是下部殼體結(jié)構(gòu)的透視圖22是帶有木頭風(fēng)味煙熏孔的可調(diào)高壓氣流燃燒器組件的側(cè)視圖； 圖23是帶有多個(gè)主排出斜道的低壓大容量燃燒器的側(cè)視圖； 圖24是強(qiáng)制通風(fēng)的低壓大容量燃燒器組件的側(cè)視圖； 圖25是紅外整流罩燃燒器組件的側(cè)視圖； 圖26是高壓低容量燃燒器組件的側(cè)視圖27是帶有兩個(gè)主排出斜道的高壓低容量燃燒器組件的側(cè)視圖； 圖28是強(qiáng)制通風(fēng)高壓低容量燃燒器組件的側(cè)視圖； 圖29是自然通風(fēng)燃燒器組件的側(cè)視圖； 圖30是另一自然通風(fēng)燃燒器組件的側(cè)視圖； 圖31是一可選的主排氣實(shí)施例的俯視圖； 圖32是另一主排氣實(shí)施例的俯視圖； 圖33是另一主排氣實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖34是另一主排氣實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖35是另一主排氣的側(cè)視圖； 圖36是一可選的主進(jìn)氣口實(shí)施例的側(cè)-現(xiàn)圖； 圖37是圖36所示的主進(jìn)氣口的俯視圖； 圖38是另一主進(jìn)氣口實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖39是圖38所示的主進(jìn)氣口的俯^L圖； 圖40是另一主進(jìn)氣口實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖41是另一主進(jìn)氣口實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖42是圖40的實(shí)施例的俯視圖； 圖43是圖41的實(shí)施例的俯視圖； 圖44是蒸汽驅(qū)動(dòng)燃燒器組件的平面圖； 圖45是一粒塊料斗的可選實(shí)施例的平面圖；圖46是另一塊料斗實(shí)施例的平面圖47是另一塊料斗實(shí)施例的平面圖47A是粒塊料斗及給料的實(shí)施例的側(cè)視圖48是粒塊燃料流量閥組件的平面圖48A是圖48的組件的仰視圖49是圖48所示的粒塊燃料流量閥組件位于關(guān)閉位置的平面圖； 圖49A是圖49的組件的仰;f見圖50是圖48所示的粒塊燃料流量閥組件使用中的平面圖51是燃料流量閥使用中的平面圖52是分解器爐篦部件的側(cè)視圖53是另一爐篦部件的側(cè)視圖54是另一分解器或條桿爐篦部件的側(cè)視圖55是最先和最后的爐篦部件的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；以及
圖56是用于圖55的爐篦部件之間的爐篦部件結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的粒塊燃燒加熱元件組件10的組成部分和使用如圖1-56所示。特 別地，該加熱元件或燃燒組件10如圖1-7所示，從圖中可見該組件的各個(gè)組成 部分。進(jìn)一步地，該加熱或燃燒組件IO可作為一個(gè)小型的、獨(dú)立的、便攜式個(gè) 體并可在使用時(shí)安裝到烤架/烤爐23上。盡管本發(fā)明提供了一個(gè)帶有支架61的 基本的、獨(dú)立的粒塊燃燒組件，它提供的組成部分可以結(jié)合到多種增強(qiáng)該粒塊 燃燒器的功能和作用的加熱組件中。
圖8-11顯示了本發(fā)明的加熱組件的上部分。具體顯示了粒塊料斗12、冷卻 板22、絕熱器99、主進(jìn)氣口 14、電子啟動(dòng)器52和主進(jìn)氣口殼體50。圖12-21 顯示了本發(fā)明的加熱組件10的下部分，具體顯示了燃燒器本體殼體11,其具有 用于分解器爐篦組件28的底部殼體55、空氣噴嘴組件25、主進(jìn)氣口殼體50, 并且包括可換氣、絕熱的殼體結(jié)構(gòu)56和電子電路30。
圖22-56顯示了各種可選的燃燒器組件及相關(guān)元件的實(shí)施例。具體地，圖 22-24顯示了一種強(qiáng)制通風(fēng)低壓大容量燃燒器組件，其包括一個(gè)帶有煙熏設(shè)備 63的可調(diào)送風(fēng)組件，大流量裝置64、變流裝置65、調(diào)味粒塊66和排氣管67。 此外，顯示了帶有多個(gè)主排出斜道73、 74和次進(jìn)氣口 75的組件"，在圖24中顯示了強(qiáng)制通風(fēng)的實(shí)施例76 。圖25到28顯示了強(qiáng)制通風(fēng)高壓低容量燃燒器組 件，其包括使用了紅外裝置98、實(shí)施例77、具有多個(gè)主排出斜道78的燃燒器 以及實(shí)施例79。圖29到30示出了包括自然通風(fēng)燃燒器組件的兩個(gè)實(shí)施例80和 81。圖31-47示出了可選的主排氣管道實(shí)施例82-86、可選的主進(jìn)氣口 87-90、 蒸汽驅(qū)動(dòng)的燃燒器組件91、可選的粒塊料斗和粒塊給料器92-95以及圖45中的 手動(dòng)點(diǎn)火裝置。此外，在圖48-56中顯示的為粒塊燃料的流量閥96,以及可選 的分解塔或爐篦部件29和68-71。
元件的運(yùn)作進(jìn)行說明。用于烤架或烤爐的粒塊燃燒加熱元件組件10如圖1-7所 示。該組件10的各個(gè)元件，即粒塊料斗12、絕熱器99、冷卻板22、主進(jìn)氣口 14、燃燒器、次進(jìn)氣口、空氣噴嘴組件25和噴嘴保持器、分解器28、自動(dòng)分解 器爐篦移動(dòng)器或清潔結(jié)構(gòu)、可換氣絕熱殼體、電氣外殼以及蒸汽供應(yīng)器將在本 發(fā)明的運(yùn)作之后進(jìn)行描述。 本發(fā)明的運(yùn)作
本申請(qǐng)用到了術(shù)語木質(zhì)粒塊或粒塊化燃料，然而，這些術(shù)語相互通用，也 可以下述形式出現(xiàn)木質(zhì)粒塊、粒塊化燃料、小片普通木屑、堅(jiān)果和/或其果殼， 干的谷類、橡子、種子，粒塊狀的有機(jī)物或紙等等。
粒塊化燃料可以通過多種方式送入管型結(jié)構(gòu)的粒塊料斗12,如傳送帶、斜 道、通過儲(chǔ)料器填裝等。重力將粒塊下拉，使其從粒塊料斗l2經(jīng)絕熱器而去到 位于結(jié)構(gòu)的主燃燒區(qū)13的分解器29之上。
主燃燒區(qū)13通過主進(jìn)氣口 14開放與大氣聯(lián)通。典型的主進(jìn)氣口殼體的主 燃燒區(qū)可以用16AWG的鎳鉻線構(gòu)成，其成型方式為大約1/2英寸高以使木炭和 自然的粒塊流排成一行，將木炭引導(dǎo)到分解器28的塔或爐體部分?？諝馔ㄟ^主 進(jìn)氣口 14的兩個(gè)部分進(jìn)入到主燃燒區(qū)13。
可調(diào)的高壓燃?xì)饣蛘羝?0被導(dǎo)引到分解器爐篦28下方的主排出斜道以 使用壓差裝置17在爐乾頂部制造低壓氣流。該氣流也在點(diǎn)火器上方制造低壓， 火花被引入爐篦上的粒塊燃料堆。最初，在分解器里放置一到兩層粒塊，之后 用小型丁烷噴燈點(diǎn)燃或通過在比如粒塊之上的碎紙屑點(diǎn)燃。低壓區(qū)會(huì)使火苗被 吸入粒塊堆，將粒塊堆部分引燃并產(chǎn)生煙，煙通過次燃燒區(qū)39，并通過排出斜 道16排出，其中在次通風(fēng)區(qū)39通過次進(jìn)氣口加入空氣。幾分鐘之內(nèi)，煙氣混 合著來自次進(jìn)氣口 54的空氣將點(diǎn)燃并產(chǎn)生火焰。此時(shí)，粒塊料斗被裝滿粒塊燃料，這將減緩下行氣流。
在常規(guī)運(yùn)行或穩(wěn)定狀態(tài)下，空氣主要通過主進(jìn)氣口 14吸入，為位于主燃燒 區(qū)的已經(jīng)變成熱炭的粒塊供氧，提供粒塊分解區(qū)15。進(jìn)氣口保持到次燃燒區(qū)穩(wěn) 定的氣流，以維持火焰，同時(shí)有助于將高溫部分隔離在這一特定區(qū)域。攜有灰
塵的高熱氣體38通過主排出斜道16排入烤架，成為烤架或烤爐的可調(diào)熱源， 以ot匕為例。
粒塊烤架加熱元件本質(zhì)上是自我清潔的，但是，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間慢烤之后，例如 使用1.5到2小時(shí)之后，分解器爐篦上會(huì)堆積灰塵，影響效果。需提供移動(dòng)分 解器爐篦的方式，手動(dòng)、通過電動(dòng)或機(jī)械裝置或者是沖入高壓氣流均可沖散堆 積的灰塵。加熱元件在燃料燒光后關(guān)閉燃燒器。
圖1-3所示的燃燒器殼體本體11為相對(duì)小型且普通的L形結(jié)構(gòu)24。燃燒器 被設(shè)計(jì)為大約3 x 3平方英寸的管道，高約2. 25英寸。在其中部， 一行7個(gè)0. 250 英寸直徑x 3. 75/英寸高的陶瓷分解塔等距分隔設(shè)置，在塔33和3 x 3英寸的蓋 板102之間留有0. 490英寸的空隙，所述蓋板中央有一 2. 125英寸的孔洞103, 在中央孔洞103周圍(在蓋板的四角)距離大孔中心1. 75英寸處有四個(gè)1/4-20 的螺孔。這些螺孔配合4個(gè)1/4-20 x 3. 5英寸長(zhǎng)的螺桿33。每個(gè)螺桿33用于緊 固(夾固)燃燒器本體11上的所有部分。主進(jìn)氣口 14置于蓋體102之上，進(jìn) 氣口通過四個(gè)面中的三面進(jìn)風(fēng)。進(jìn)風(fēng)部分朝向排氣管16,而非開向大氣以提供 穩(wěn)定的燃燒，圖中，進(jìn)氣口 14由四片0. 048英寸厚的進(jìn)風(fēng)面板IOO構(gòu)成，并在 蓋板102上開有孔洞。主面板距離蓋板0. 048英寸，通過在兩個(gè)螺柱33(噴嘴 架一側(cè)的兩個(gè))上使用墊圏35等實(shí)現(xiàn)，使用兩個(gè)同樣是O. 048英寸厚的墊片34 連接另外兩個(gè)螺柱33 (位于排氣口一側(cè)的兩個(gè))以防止空氣進(jìn)入排氣側(cè)。兩個(gè) 中央進(jìn)氣板100彼此之間以同樣形式間隔。最上方的面板101與進(jìn)氣板以同樣 方式間隔，其上可選擇性的安裝絕熱器99和冷卻板22.另一進(jìn)氣口的實(shí)施例將 在后文詳述。
粒塊料斗
用于盛裝粒塊燃料45的粒塊料斗12如圖9、 9A (優(yōu)選實(shí)施例)所示，圖 45—7所示為另一粒塊料斗結(jié)構(gòu)。圖9所示的粒塊料斗結(jié)構(gòu)示出了一帶有彈簧負(fù) 載鉸鏈蓋20的儲(chǔ)料器，該彈簧負(fù)載鉸鏈蓋20包括蓋體42、彈簧鉸鏈41、握柄 部"和燃料指示器44。圖46所示的粒塊料斗可以用，但并不局限于下述設(shè)備 進(jìn)料斜道、螺旋進(jìn)料器、傳送帶，所有上述設(shè)備由漏斗狀的容器設(shè)備進(jìn)料，例如儲(chǔ)料器。使用圖46所示的粒塊料斗的同時(shí)要用到圖48和49所示的粒塊燃 料流量閥96,流量閥96將控制進(jìn)入燃燒器的粒塊流。另一種控制的形式是使用 電子傳感器來判斷燃料流是否為所需以控制上面提及的傳送設(shè)備。圖46和47 所示的儲(chǔ)料組件進(jìn)一步包括一火焰防止裝置和一鉸鏈擺動(dòng)門以用于處理突發(fā)事 件，其將在后文結(jié)合圖45-46進(jìn)行說明。圖47是簡(jiǎn)單的"按需進(jìn)料"系統(tǒng)，其 包括一用來保持粒塊干燥的蓋體。 絕熱器和冷卻板
如圖1和圖2所示，在粒塊料斗12的下方直接相鄰的是三塊冷卻板中的第 一塊，并可選擇地裝有絕熱器99。如圖，絕熱器99和冷卻;^反22均具有一通過 其軸線的中央通孔或縫隙，其中冷卻^反36上的通孔尺寸大于絕熱器的通孔，以 使熱量直接穿透到冷卻板。該絕熱器和冷卻板堆疊并貼合在一起，在絕熱器和 冷卻板之間交替，配合通孔中心，如圖8所示。
冷卻板22由吸熱且有彈性的材料制成，例如鋁，但不局限于此，并由每個(gè) 絕熱器99向側(cè)面延伸，可以是任何能想到的形狀。冷卻^反22的用途是吸收絕 熱器99內(nèi)的熱量并通過對(duì)流方式散發(fā)出去。絕熱器由纖維高熱彈性材料制成， 例如硅纖維板或類似材料，但是不限于纖維高熱彈性材料。保持熱的區(qū)域恒熱 而冷的區(qū)域恒冷，第 一或最上方的冷卻板可以與其它的冷卻板一樣為單獨(dú)的一 片，如圖6所示，也可以是與殼體一起或用作殼體，所述殼體包圍整個(gè)燃燒器 的大部分，如圖5所示。
主進(jìn)氣口
主進(jìn)氣口 14位于交疊的冷卻板22和絕熱器99以及燃燒器組件之間。上文 結(jié)合圖3給出了一個(gè)進(jìn)氣口的實(shí)施例。主進(jìn)氣口 14主要由兩個(gè)單獨(dú)的部分構(gòu)成， 一個(gè)是主進(jìn)氣口殼體50，其是由熱彈性材料97構(gòu)成，所述材料97例如是鎳、 高鎳含量的不銹鋼或陶瓷，但并不局限于此。其通過穿孔方式部分開放與大氣 相通，以使氣流進(jìn)入主燃燒區(qū)，這會(huì)保持木炭熱度以提供穩(wěn)定的木煤氣流給次 燃燒區(qū)從而保持火焰。該主進(jìn)氣口還作為次防風(fēng)屏，且覆蓋或包裹下文將提到 的主進(jìn)氣口電子啟動(dòng)器。
如圖10和11所示，主進(jìn)氣口的第二部分可為當(dāng)大功率可用時(shí)用于啟動(dòng)粒 塊的主進(jìn)氣口電子啟動(dòng)器52。該主進(jìn)氣口電子啟動(dòng)器52可構(gòu)造如下，但并非局 限于此由連續(xù)長(zhǎng)度的16 AWG鎳鎘絲彎曲成大約1/2"高的樣子。該主進(jìn)氣口電 子啟動(dòng)器保持木炭位于自然的粒塊流，導(dǎo)引木炭到組成分解器爐篦28的條桿29 ，所述條桿封裝在主進(jìn)氣口殼體之內(nèi)，允許從主進(jìn)氣口的兩個(gè)部分通過，環(huán)繞主 燃燒區(qū)并作為主燃燒區(qū)的一部分。該主進(jìn)氣口電子啟動(dòng)器可以固定到最底端的 絕緣體51。主進(jìn)氣口殼體將把主進(jìn)氣口電子啟動(dòng)器隔離，以使其不與任何可能 使系統(tǒng)短路的金屬部分接觸。主進(jìn)氣口電子啟動(dòng)器的一端連接12伏特的負(fù)極， 另一端連接正極，其可由一位于電氣外殼的瞬時(shí)開關(guān)控制，如圖16的電氣原理
圖30所示。
當(dāng)該開關(guān)被觸發(fā)并保持特定的時(shí)間時(shí)，隨著燃?xì)夂退魵獾牧鲃?dòng)，12伏特 的啟動(dòng)器會(huì)成為紅熱，強(qiáng)烈的熱量將會(huì)點(diǎn)燃粒塊，開始燃燒過程。在圖36-43 中示出了主進(jìn)氣口的可選實(shí)施例和方法?？梢允褂萌我粚?shí)施例和/或其組合。
燃燒器
燃燒器由耐熱材料制成，例如，但不局限于鎳、高鎳含量的不銹鋼、鑄 造金屬或陶瓷。燃燒器大體上是一管結(jié)構(gòu)，可以由金屬板或管形材料制造。如 圖12所示，燃燒器使用可以自清潔的大體上呈V形的底。燃燒器還使用向下通 風(fēng)或由下向上通風(fēng)的系統(tǒng)，燃料為重力進(jìn)料垂直進(jìn)入燃燒器的爐篦28并由主排 出斜道16排出，主排出斜道16與燃料輸送大體成直角。
與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，該燃燒器相對(duì)較小，其用于將粒塊狀的燃料分解 成熱量/粉塵，并通過引入到主排出斜道16的可調(diào)的高壓氣流或蒸汽流將該熱 量/粉塵導(dǎo)出燃燒器的主排出斜道16，導(dǎo)入到爐子/烤架，例如如圖6和圖7所 示。
進(jìn)一步如圖7所示，高壓氣流處于分解器的爐篦28的下方，以在爐篦的上 側(cè)制造一低壓氣流，其同時(shí)也制造一個(gè)流向由粒塊料斗和主燃燒區(qū)構(gòu)成的管狀 組件結(jié)構(gòu)的低壓氣流，以使一旦點(diǎn)火，火焰會(huì)被吸入位于分解器的爐篦28上的 粒塊堆。
在操作中，來自主進(jìn)氣口的空氣維持位于主燃燒區(qū)的熱炭，以提供木煤氣 與通過次進(jìn)氣口加入的空氣的穩(wěn)定氣流。為了清潔目的，可提供一電子的/機(jī)械 的裝置來移動(dòng)分解器爐蓖或提供一 高氣壓的突然爆炸。
次進(jìn)氣口
如圖13所示，次進(jìn)氣口可以只包括兩個(gè)穿透燃燒器殼體56的后側(cè)的1/8 英寸的開孔54,且每一個(gè)開孔位于該噴嘴夾持器的一側(cè)。這些開孔允許空氣進(jìn) 入次燃燒區(qū)，以使木煤氣近乎完全燃燒。還有其他的方法來設(shè)計(jì)和使用次進(jìn)氣 口，參照?qǐng)D23-30將使所述方法更為明顯。噴嘴和噴嘴夾持器
噴嘴和噴嘴夾持器組件25由高熱彈性的管狀材料構(gòu)成，例如但并不限于， 鎳、高鎳含量的不銹鋼、鑄造金屬或陶瓷。如圖18-20所示，噴嘴端48固定到 噴嘴本體或夾持器49上，且二者均固定以使噴嘴48經(jīng)由背面凸出并進(jìn)入到燃 燒器殼體的內(nèi)部，剛好位于分解器爐篦之下，并瞄準(zhǔn)以使氣體蒸汽流40直接從 主排出斜道出去(圖7)。噴嘴夾持器本體49最好具有冷卻能力，例如冷卻翼 片47、吸熱設(shè)備53或類似組件。噴嘴48的出孔的大小將取決于所使用的泵。 高壓噴嘴將使用小的出孔而較低壓力的噴嘴將使用較大的出孔。
分解器爐篦
分解器爐篦由高熱彈性的材料構(gòu)成，例如但并不限于，鎳、高鎳含量的不 銹鋼、鑄造金屬或陶資。分解器爐蓖由約1/8"的桿制成，所述爐篦在燃燒器內(nèi) 等間距配置，且正好位于氣體蒸汽噴嘴的上方并與之垂直，如圖12所示，且二 者的中心間距大約0. 230英寸。
如圖4和圖12所示，最前面和最后面的條桿或爐篦部分為在其中心處之上 大約O. 184英寸，且遠(yuǎn)離燃燒器本體的內(nèi)壁。該條桿向外突出于另一側(cè)的壁面。 一端在燃燒器外大約一英寸，該條桿需被俘獲，以使其不能從開孔縮回但是可 以局部旋轉(zhuǎn)。如圖12A所示，該條桿的另一端為曲柄設(shè)計(jì)，具有向外突出于相 對(duì)側(cè)的壁面大約5/8英寸，向下約3/4英寸，向外約1/2英寸的兩個(gè)90度的彎 曲。這一側(cè)也被剛好俘獲在燃燒器壁的外側(cè)。
如圖17所示，條桿29的端部安裝有(但并不局限于)大約3/8英寸厚的 托架28,所述托架具有略大于條桿直徑的開孔。該托架對(duì)應(yīng)每個(gè)使用的分解器 條桿設(shè)置一個(gè)開孔。這些開孔等間距，中心距大約0.230英寸。托架被安裝在 條桿的曲柄形狀的一端，并被俘獲，以使其不會(huì)從條桿端部脫落。圖14和16 示出了推/拉桿59的移入?yún)^(qū)域，該推/拉桿59連接自動(dòng)分解器爐篦移動(dòng)組件/清 潔器和分解器爐篦的托架28。該托架28可以用于分解器爐篦的移動(dòng)，以達(dá)清潔 目的。當(dāng)該托架被推動(dòng)或拉動(dòng)時(shí)，所有的分解器爐篦以相同的速度同時(shí)移動(dòng)。 分解器爐篦在燃燒器中心部分呈倒V形，這會(huì)給移動(dòng)爐篦帶來更多的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)， 如圖16所示。還有其他的方法來設(shè)計(jì)和使用分解器爐篦，參照?qǐng)D52-56所示的 可選燃燒器組件將使所述方法更為明顯。
自動(dòng)分解器爐篦移動(dòng)裝置/清潔器
自動(dòng)分解器爐篦移動(dòng)裝置/清潔器可以由許多不同的配置構(gòu)成， 一種是使用電磁線圈，另一種是利用燃燒器組件中的其它元件的振動(dòng)，無論如何，優(yōu)選的 方法是用凸輪產(chǎn)生快速的前后移動(dòng)。
如圖14-16所示，該凸輪由一個(gè)小的12伏特電機(jī)57驅(qū)動(dòng)，且可以接觸到
一安裝有彈簧的軸，該軸驅(qū)動(dòng)該托架，該托架將分解器爐篦連接在一起，使沉 積在分解器爐篦上的粉塵移動(dòng)和清除，并將粉塵送出到烤架。自動(dòng)分解器爐篦 移動(dòng)裝置/清潔器由一定時(shí)器調(diào)整，該定時(shí)器可以設(shè)置為可選增量，最好是定時(shí)
為關(guān)30秒，開啟1秒。
當(dāng)燃燒器運(yùn)行時(shí)，定時(shí)是在循環(huán)的基礎(chǔ)之上。定時(shí)同樣可由不同的方式控
制。圖16所示的優(yōu)選方式為555集成電路設(shè)置為基本的非穩(wěn)態(tài)電路，當(dāng)需要時(shí) 使用弱電流吸合繼電器連通12伏電機(jī)和電池電源32。 可透氣的絕熱殼體
如圖21所示，可透氣的絕熱殼體56包括底板和四個(gè)外側(cè)壁，其部分開》丈 到大氣。該殼體容納主進(jìn)氣口、分解器爐篦組件和絕大部分的燃燒器。該殼體 具有一開口 60,且安裝在最底端的冷卻板的下側(cè)。
殼體由這樣的材料制成(但不局限于此)穿孔金屬板，其上具有挖空以 使必要的元件脫離和進(jìn)出殼體。如圖，殼體具有開口 60以用于安裝次排出斜道 和從殼體的一個(gè)外壁向外延伸。如圖6所示的次排出斜道18容納、環(huán)繞主排出 斜道16并向外延長(zhǎng)超過主排出斜道16的長(zhǎng)度。
主排出斜道16的外表面和次排出斜道18的內(nèi)表面之間的空隙在可透氣的 絕熱殼體內(nèi)提供了一個(gè)低壓區(qū)域，當(dāng)空氣由次排出斜道流出時(shí)，其可以將冷空 氣吸入殼體以冷卻殼體和燃燒器組件，從而當(dāng)最終的火焰離開主排出斜道進(jìn)入 烤爐/烤架時(shí)，為其提供所有需要的氧氣。這給燃料蒸汽提供了充分和完全的燃 燒。該殼體同時(shí)也作為主進(jìn)氣口的主防風(fēng)屏。
電氣外殼
本發(fā)明還包括一電氣外殼19 (圖l和2),以容納主啟/閉開關(guān)(如果使用 了的話)，12V啟動(dòng)器的開關(guān)(如果使用了的話)、加熱調(diào)節(jié)控制104和自動(dòng)分 解器爐篦移動(dòng)裝置/清潔器組件及定時(shí)器/繼電器組件。
生成和/或供應(yīng)可調(diào)的氣體蒸汽
許多不同的氣體或蒸汽可用于高壓小體積的方法，如泵出的氣體，容納于 一定壓力下的空氣，容納于一定壓力下的C02。還可以使用容納于一定壓力之下 的易燃或非易燃?xì)怏w。使用來自燃燒器的主排出斜道16的熱量來加熱水并產(chǎn)生蒸汽以驅(qū)動(dòng)燃燒器的方法同樣是可行的，如圖44所示。
可調(diào)氣體流(控制旋鈕1G4)可以通過軟管或管道27供應(yīng)給噴嘴夾持器和 噴嘴組件25,之后，由其產(chǎn)生運(yùn)行燃燒器組件所需的低壓區(qū)域?？梢允褂貌煌?的氣體或蒸汽，根據(jù)氣體或蒸汽的特性，需要調(diào)整該次進(jìn)氣口以適應(yīng)每種不同 的情況。舉例來說，在燃燒器的優(yōu)選實(shí)施例中，丙烷被用作可調(diào)的氣流。這意 味著，當(dāng)用空氣作為氣體流的時(shí)候，次進(jìn)氣口由兩個(gè)設(shè)計(jì)用于完全燃燒的1/8 英寸的孔組成。
但是，使用丙烷會(huì)產(chǎn)生富集的燃料混合物，導(dǎo)致木煤氣被推出主排氣裝置。 在烤架中，這可被用做加熱的煙熏裝置或配合主排氣裝置盡頭的天然氣型的燃 燒器，其自身可以點(diǎn)燃天然氣型的燃燒器顯示出木煤氣是多么的用途廣泛。無 論如何，如果需要標(biāo)準(zhǔn)的完全燃燒，則必須擴(kuò)大次進(jìn)氣口以補(bǔ)償富集混合物。
另一個(gè)例子是，如果沒有空氣供應(yīng)給次進(jìn)氣口則使用惰性氣體或蒸汽作為 氣體流，可以通過壓縮機(jī)俘獲和存儲(chǔ)木煤氣，晚些時(shí)候再存取和/或用于人造煤 氣以給車輛等提供動(dòng)力。
本發(fā)明的粒塊燃燒加熱元件組件均是以與烤架或烤爐一起使用來討論，但 是，該加熱組件也可用于其它設(shè)置和其它用途。例如，本發(fā)明的加熱元件組件 的教導(dǎo)同樣可以用在戶外空間的加熱器、烤箱、烤架、爐子、野營(yíng)用爐、果園 加熱器、窯、金屬坩堝、應(yīng)急加熱器，例如放置在汽車后備箱里，以及其它需 要加熱的用途。本發(fā)明的教導(dǎo)在許多實(shí)用領(lǐng)域均有用途，由于其尺寸、簡(jiǎn)單性、 高效性和使用固體形式的燃料，從而使其易于操縱和用低價(jià)的燃料補(bǔ)給。
其它的方法可以使用低壓大體積裝置，例如，但并非局限于 一可提供運(yùn) 行燃燒器所需的可調(diào)高壓氣流的風(fēng)扇，如圖22-24所示。如圖28-29所示，另 一種方法使用自然通風(fēng)。自然通風(fēng)系統(tǒng)使用新的粒塊遞送系統(tǒng)。該遞送系統(tǒng)利 用自然重力粒塊流，并且通過在遞送過程中始終保持密封，遞送均勻，以及均 勻燃燒來提供穩(wěn)定的火焰峰。
優(yōu)選的實(shí)施例是使用小的，但是功率強(qiáng)的12伏氣泵26,該氣泵可以安裝在 最上方的冷卻板或包圍整個(gè)燃燒器組件的絕大部分的殼體上，如圖5所示。來 自12伏氣泵的氣流可用以下方式調(diào)節(jié)l)使用壓力調(diào)節(jié)器；2)可變電阻器， 減小供給電機(jī)的電壓以延緩氣流；3)使用針和座體以制造漏氣；4)使氣泵的 能量脈動(dòng)或使空氣流動(dòng)本身脈動(dòng)也都可以使氣流可調(diào)。
高壓流本技術(shù)要考慮的一個(gè)問題是當(dāng)手動(dòng)點(diǎn)燃燃燒器時(shí)或粒塊即將耗盡之前高壓 氣流會(huì)被打斷，由此火焰會(huì)上竄，竄出"開口料斗"之外，無論蓋體是開著還 是關(guān)著。盡管這種事件可能是偶發(fā)事件，但是必須釆取安全措施。使用者應(yīng)意 識(shí)到并理解決不能讓面部或除了蓋體之外的任何其它東西位于"開口料斗，，之
上。有許多可以防止這種偶發(fā)事件的不同設(shè)計(jì)(參見圖45-47,其示出了不同的
燃燒器組件)。在正常運(yùn)行條件下，除了上述的開著或關(guān)上蓋體的情況，如果 高壓流被打斷，燃燒器會(huì)僅僅冒煙直至自己熄滅。
關(guān)于上述說明，應(yīng)理解的是，本發(fā)明各部分的空間關(guān)系，包括尺寸變化、 材料、形狀、變型、功能和操作、組裝和使用的方法，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說 是容易思及和顯而易見的，所有與在附圖中所說明和在具體實(shí)施方式
中所描述 為等效的關(guān)系均被視為包含于本發(fā)明之內(nèi)。因此，上文僅被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明原 理的說明。進(jìn)一步地，由于對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，有眾多容易思及的修改和 變換，因此不應(yīng)將本發(fā)明限定于所展示和描述的特定結(jié)構(gòu)和操作，從而，所有 借助于本發(fā)明的適當(dāng)?shù)男薷暮偷刃?，都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明的粒塊燃燒加熱組件也同樣可有許多變化，使用本文的教導(dǎo)，上述 說明和附圖應(yīng)^c認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1、一種用于燃燒粒塊的便攜式燃燒器組件，其具有整體燃燒器殼體，所述殼體具有開口頂部，被構(gòu)造成并布置成用于安裝到現(xiàn)有的烤架或烤爐上，所述燃燒器組件包括a)粒塊容置和遞送部分，其具有從所述整體燃燒器殼體的所述開口頂部向下延伸的常規(guī)管狀絕熱結(jié)構(gòu)；b)主燃燒部分，其定位在所述粒塊容置和遞送部分的下方并與所述粒塊容置和遞送部分聯(lián)通；c)主通風(fēng)裝置，其與所述主燃燒部分聯(lián)通；d)粒塊分解區(qū)，其定位在所述主燃燒部分的內(nèi)部；e)管狀排氣部分，其從所述粒塊分解區(qū)延伸且其具有與一烤架或烤爐聯(lián)通的端部；f)壓差裝置，其在位于所述粒塊分解區(qū)下方的所述管狀排氣部分中運(yùn)行。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式燃燒器組件，其中，所述壓差裝置選自包 括下列部分的壓差源在所述管狀排氣部分之內(nèi)的氣體或蒸汽壓力源，對(duì)流源以 及才幾一成發(fā)生結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式燃燒器組件，其中所述粒塊分解區(qū)包括爐 篦組件，并且其中設(shè)有用于所述爐篦組件、所述氣體或蒸汽壓力源和所述管狀 排氣部分的清潔裝置，。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式燃燒器組件，其中，設(shè)有用于所述粒塊分 解區(qū)的自動(dòng)加熱部件。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式燃燒器組件，其中，設(shè)置有擴(kuò)散裝置，且 其中在所述擴(kuò)散裝置上安裝有次排氣管，并延伸至所述管狀排氣部分的所述端 部之夕卜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式燃燒器組件，其中， 一電氣外殼附接至所 述整體燃燒器殼體，以及其中在所述電氣外殼之內(nèi)設(shè)置有電源裝置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式燃燒器組件，其中，設(shè)置有用于所述殼體 的所述開口頂部的遮蓋部件，以覆蓋所述粒塊容置和遞送部分。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式燃燒器組件，其中，在所述粒塊容置和遞送部分內(nèi)設(shè)置有粒塊流量閥。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式燃燒器組件，其中， 一火焰擴(kuò)散和導(dǎo)引裝 置與所述管狀排氣部分聯(lián)通。
10、 一種用于烤爐或烤架的便攜式粒塊燃燒加熱元件，包括a) 具有開口頂部的粒塊料斗；b) 燃燒器組件，其具有殼體，所述殼體帶有分解器爐蓖，提供主燃燒區(qū)， 所述燃燒器組件具有多個(gè)在所述殼體之上向外延伸的冷卻板和與所述主燃燒區(qū) 耳關(guān)通的主進(jìn)氣口；以及c) 在所述分解器爐篦之下從所述殼體延伸的排出斜道，所述排出斜道具有 與所述排出斜道聯(lián)通的可調(diào)的加壓氣體或蒸汽流，以提供次燃燒區(qū)并且提供用 在烤爐和烤架中的加熱氣流。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式粒塊燃燒加熱元件，其中，所述粒塊料 斗、絕熱的燃燒器組件和排出斜道構(gòu)成整體的、整體為L(zhǎng)形的結(jié)構(gòu)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式粒塊燃燒加熱元件，其中，所述主進(jìn)氣 口包括空氣噴嘴組件、泵和空氣供應(yīng)管路。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式粒塊燃燒加熱元件，其中，所述排出斜 道包括主排出斜道和次排出斜道。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式粒塊燃燒加熱元件，其中，所述冷卻板 空間地對(duì)齊，且在所述冷卻板之間插入有絕緣體。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式粒塊燃燒加熱元件，其中，所述分解器 爐篦包括多個(gè)成型的爐篦部件。
16、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式粒塊燃燒加熱元件，其中，設(shè)置有電氣 外殼，在所述電氣外殼內(nèi)安裝有氣泵、電機(jī)和電子電路。
17、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式粒塊燃燒加熱元件，其中，在所述分解 器爐篦的下方設(shè)置有次進(jìn)氣口。
18、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的便攜式粒塊燃燒加熱元件，其中，所述噴嘴組 件上設(shè)有散熱翼片。
19、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的便攜式粒塊燃燒加熱元件，其中，所述粒塊料 斗具有鉸接蓋體，以及其中設(shè)有電池電源，以及其中所述主進(jìn)氣口包括電子啟 動(dòng)器。
20、 一種粒塊燃燒加熱組件，包括a) 粒塊料斗；b) 燃燒器殼體組件，其與所述粒塊料斗聯(lián)通，且具有分解器爐篦以提供主 燃燒區(qū)和與所述主燃燒區(qū)聯(lián)通的主進(jìn)氣口；c) 從所述燃燒器殼體延伸的排出斜道；以及d) 將可調(diào)的加壓氣體或蒸汽流導(dǎo)入所述燃燒器殼體組件以提供橫跨所述分 解器爐篦兩端的壓差并提供來自所述排出斜道的一連串的加熱氣流。
全文摘要
一種用于烤爐或烤架的粒塊燃燒加熱裝置，包括重力給料的粒塊料斗；包括燃燒器、進(jìn)氣口和排出斜道的整體管狀結(jié)構(gòu)。燃料可通過多種方式供給到粒塊料斗，如傳送帶、斜坡、鏟子、通過儲(chǔ)料器填裝以及類似的給料結(jié)構(gòu)和方法。燃料被送到位于分解器爐箅之上的風(fēng)冷絕熱燃燒區(qū)域，該分解器爐箅界定了部分與大氣聯(lián)通以使空氣進(jìn)入的主燃燒區(qū)。可調(diào)的高壓燃?xì)饣蛘羝鞅粚?dǎo)引到分解器爐箅下方的主排出斜道以在爐箅上方制造低壓氣流，該低壓氣流在點(diǎn)火時(shí)，將火花引入爐箅上的粒塊燃料堆。在運(yùn)作時(shí)，來自主進(jìn)氣口的空氣保持位于主燃燒區(qū)的木炭紅熱，次燃燒區(qū)提供穩(wěn)定的木煤氣流，該木煤氣流與由次進(jìn)氣口提供的指定的或可調(diào)量的空氣混合以維持火焰。高熱氣體和粉塵通過排出斜道供給烤架或烤爐。為達(dá)清潔目的，可以提供電動(dòng)或機(jī)械裝置來移動(dòng)分解器爐箅或提供一瞬時(shí)爆發(fā)的高氣壓。
文檔編號(hào)F24B3/00GK101535721SQ200780041258
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月7日
發(fā)明者帕特里克·A.·里弗提 申請(qǐng)人:帕特里克·A.·里弗提