专利名称：用于捕捉飞行昆虫的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于捕捉飞行昆虫的装置，其中的飞行昆虫例如是蚊子、蠓(no-see-ums)、以及其它的昆虫。
背景技术：
第6145243号美国专利(′243号专利)和第6840005号美国专利(′005号专利)公开了一些昆虫捕捉装置，这些装置是由本申请的受让人-即罗得岛(RI)North Kingstown地方的American Biophysics公司开发的。′243号专利和′005号专利公开了这样的装置其利用燃烧来产生二氧化碳气流，以将蚊子和其它飞行昆虫引诱向该装置。在各种此类装置中，利用真空作用对由二氧化碳引诱来的昆虫进行抽吸，使其通过入口而进入到捕捉室中。捕捉室中包括一次性的网袋，蚊虫在该网袋中被脱水。当网袋装满时，其被取出而更换掉。
尽管′243号和′005号专利中所公开的装置对于AmericanBiophysics公司而言取得了市场上的成功，但本申请的发明人在产品开发上作了进一步的努力，这些努力已获得了很多改进方案，这些改进方案致力于对上述装置进行改善。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种飞行昆虫捕捉装置，其被设计成与包含可燃燃料的燃料供应源配套使用。捕捉装置包括支撑构架；昆虫入口，其被设计成接纳飞行昆虫；昆虫捕捉室，其与昆虫入口连通，且被设计成从昆虫入口接收飞行昆虫；以及燃烧装置。燃烧装置包括进入口，其用于接收可燃的燃料；紊流减弱结构，其用于使可燃燃料与空气的混合物基本上成为层流；催化剂元件，其被布置在紊流减弱结构的下游；热区域，其具有中空的内部空间，该内部空间位于紊流减弱结构与催化剂元件之间，以使得可燃燃料能流入到热区域中，进而在热区域中连续地燃烧，从而形成包含二氧化碳的排气；以及多个换热翅片，它们向内延伸到热区域的中空内部空间中，用于传导连续燃烧所产生的热量。捕捉装置还包括一排气口，所述排气口被设计成接纳排气，并允许排气经此向外流动，由此使受排气中二氧化碳引诱的昆虫飞向捕捉装置。一电动的真空装置与昆虫入口连通，且被设计成将被引诱到捕捉装置的昆虫经昆虫入口抽吸到昆虫捕捉室中。捕捉装置还包括一散热器，其被用来发散热量，并包括热电装置，该装置用于随着热量从其第一侧转移到第二侧而产生出电流。热电装置的第一侧被布置成与燃烧装置相接触，第二侧被布置成与散热器相接触，以使得连续燃烧所产生的热量-包括由翅片传导来的热量可经热电装置传递给散热器，从而产生出电流。热电装置至少与真空装置进行电路联接，以向真空装置进行供电。
本发明的另一方面是提供一种昆虫捕捉装置，其被设计成与包含可燃燃料的燃料供应源配套使用。捕捉装置包括一支撑构架，其包括一壳体，该壳体具有下壳体部件和上壳体部件。上壳体部件可动地连接着下壳体部件，以便于在开启位置与闭合位置之间运动。捕捉装置还包括昆虫入口，其被设计成接纳飞行昆虫；昆虫捕捉室，其被可拆卸地安装到下壳体部件上，且被设计成从昆虫入口接收飞行昆虫。当上壳体部件处于开启位置时，昆虫捕捉室是可接近的，并是可拆除的，而当上壳体部件处于闭合位置时，昆虫捕捉室被上壳体部件遮盖住。燃烧装置被安装到下壳体部件上。燃烧装置被设计成为可燃燃料的连续燃烧提供了一个内部空间，以便于产生出含二氧化碳的排气。排气口被设计成接纳排气，并允许排气经此向外流动，由此使受排气中二氧化碳引诱的昆虫飞向捕捉装置。捕捉装置还包括真空装置，其与昆虫入口连通，且被设计成将被引诱到捕捉装置的昆虫经昆虫入口抽吸到昆虫捕捉室中；以及支撑构件，其可在两个位置之间移动，其中的两个位置是(a)将上壳体部件支撑在开启位置的支撑位置；以及(b)允许上壳体部件移动到闭合位置的非工作位置。
本发明的再一个方面是提供一种飞行昆虫捕捉装置，其被设计成与包含可燃燃料的燃料供应源配套使用。捕捉装置包括支撑构架；昆虫入口，其被设计成接纳飞行昆虫；昆虫捕捉室，其被设计成从昆虫入口接收飞行昆虫；以及燃烧装置，其被设计成为其中的可燃燃料的连续燃烧提供一个内部空间，以便于产生出含二氧化碳的排气。捕捉装置还包括排气口，其被设计成接纳排气，并允许排气经此向外流动，由此使受排气中二氧化碳引诱的昆虫飞向捕捉装置。电动的真空装置与昆虫入口连通，且被构造成将被引诱到捕捉装置的昆虫经昆虫入口抽吸到昆虫捕捉室中。散热器被用来发散热量，且热电装置在热量从热电装置的第一侧向其第二侧转移时产生出电流。热电装置的第一侧被布置成与燃烧装置相接触，第二侧被布置成与散热器相接触，以使得连续燃烧所产生的热量可经热电装置传递给散热器，从而产生出电流。热电装置至少与真空装置进行电路联接，以向真空装置进行供电。捕捉装置还包括夹紧装置，其用于将燃烧装置紧压到热电装置上，以使透过热电装置第一侧从燃烧装置传导来的热量能基本上均匀地分布。夹紧装置与散热器相连接，并被设计成与燃烧装置以单个接触点接触，该单个接触点与热电装置第一侧的中心基本上对齐。
本发明的又一个方面是提供一种飞行昆虫捕捉装置，其被设计成与包含可燃燃料的燃料供应源配套使用。捕捉装置包括支撑构架；昆虫入口，其被设计成用来接纳飞行昆虫；昆虫捕捉室，其被设计成从昆虫入口接收飞行昆虫；燃烧装置，其被设计成用于为其中的可燃燃料的连续燃烧提供一个内部空间，以便于产生出含二氧化碳的排气；以及排气口，其被设计成接纳排气，并允许排气经此向外流动，由此使受排气中二氧化碳引诱的昆虫飞向捕捉装置。真空装置与昆虫入口连通，且被构造成将被引诱到捕捉装置的昆虫经昆虫入口抽吸到昆虫捕捉室中，昆虫引诱剂容器被布置成在燃烧装置与排气口之间实现流体连通。引诱剂容器被设计成用来容纳扩散性的昆虫引诱剂，其中的昆虫引诱剂在排气经过排气口排出捕捉装置之前扩散到排气中。昆虫引诱剂容器包括用于取出并更换昆虫引诱剂的开孔、以及可拆卸地遮盖着该开孔的罩盖。罩盖是可被拆去的，以便于能接近引诱剂容器中的引诱剂。
下面将参照附图对本发明的实施方式进行描述，但该描述仅是示例性的，在附图中，对应的附图标记指代对应的部件，其中图1中的俯视轴测图表示了根据本发明一种实施方式制造的飞行昆虫捕捉装置；图2是一个从上方分解开的视图，其表示了图1所示的飞行昆虫捕捉装置；图3是图1所示飞行昆虫捕捉装置被从下方分解开的视图；图4中放大的轴测图表示了图3所示飞行昆虫捕捉装置的燃烧组件和分壳体；图5中的俯视轴测图表示了图1所示飞行昆虫捕捉装置的上部罩壳；图6是图5所示上部罩壳的分解视图；图7是图4所示飞行昆虫捕捉装置的燃烧组件和分壳体的侧视图；图8是沿图7中的8-8线所作的剖视图；图9中的侧视图表示了图1所示飞行昆虫捕捉装置的燃烧组件；图10是图9所示燃烧组件的分解视图；图11是沿图9中的11-11线所作的剖视图；图12中放大的轴测图表示了图1所示飞行昆虫捕捉装置的燃烧组件、散热器、以及进气风扇；图13是图10所示燃烧组件中燃烧室部分的端视图；以及图14是沿XIV-XIV线对图13所示燃烧室部分所作的剖视图。
具体实施例方式
图1表示了根据本发明一实施方式制造的飞行昆虫捕捉装置10。该装置10被设计成与可燃燃料的供应源配套使用，其中的供应源例如是丙烷罐，消费者通常使用这种类型的丙烷罐来为烧烤架供应燃料。如下文更为详细地讨论的那样，装置10产生出由CO2气体和水蒸气组成的供应气，该供应气被释放出去以作为昆虫引诱剂，且装置10被设计成可产生出其工作所需的所有电能。
宽泛地讲，装置10的总体功能是发出一种流出物，其包含一种昆虫引诱剂-即CO2气体，以引诱蚊子和/或其它噬血性的昆虫。然后，一种流入物将引诱来的昆虫抽吸到位于装置10中的捕捉室内，在捕捉室中，昆虫被捕获，且可通过毒药或脱水处理/饥饿处理将昆虫杀死。作为备选方案，投入到昆虫研究中的使用者可以选择不杀死捕获的昆虫，而是在昆虫死亡之前将它们从装置中取出，以便于进行活物研究。不论捕获昆虫的具体目的是什么，使用者都意识到装置10的总体功能是引诱并捕获飞行昆虫。下文将介绍本发明是如何实现该宽泛的基本功能的具体内容。
如图1-3所示，装置10包括支撑构架12。支撑构架12包括壳体14，壳体14提供了安装结构16-即管状的支撑件。支撑构架12可包括一个或多个支腿，所述支腿可与壳体14上的安装结构进行工作性接合，以将壳体14支撑在离开地面的升高位置上。但是，支撑构架12也可采用任何适于承载下文将要讨论的各个工作部件的结构或构造，例如还可使用三角架结构。此外，如前述′243号专利和′005号专利中那样，构架12还可带有滚轮，前述两专利的总体内容都被结合到本申请中作为参考。作为备选方案，构架12也可不使用支腿，而是具有支架(图中未示出)，用于将装置10安装到建筑物或围墙等的内壁或外壁上，或者可具有挂架(图中未示出)，其用于将装置10悬挂到支柱或顶棚上。另外，支撑构架12还可包括支撑台板，其用于承载丙烷罐，以使得丙烷罐和装置10可作为一个单元体进行运输，就如同′243号专利中公开的那样。
壳体14包括一上罩壳18，该上罩壳或者也可以说是被枢转地安装到下罩壳22上的部分(其可包括不透明的、半透明的、或透明的部分20)，或者也可以说是在开启位置与闭合位置之间枢转运动的部分。在开启位置上，允许接近壳体14的内部。罩壳18、22可被锁定在闭合位置。在图示的实施方式中，上罩壳18包括可动的锁止构件19(例如参见图5和图6)，后者被可释放地接纳到下罩壳22上设置的凹陷中，从而将上罩壳18锁定在闭合位置。另外，上罩壳18和下罩壳22都可包括一细长的凹陷，当壳体处于闭合位置时，两凹陷相互配合而形成用于进行携带的手柄。
在图示的实施方式中，罩壳18、22是用塑料模制而成的。另外，罩壳18、22都具有与其模制为一体的铰链部分。铰链部分相互锁定起来以实现枢转运动。但是，壳体14总体上也可用其它材料制造，并采取任何形状、结构、或构造。
如图1-3所示，管状的进气管嘴30从下罩壳22的底部向下突伸，并与下罩壳制成一体。进气管嘴30具有一扩口的下端32，后者通过紧固件或卡扣接头连接到进气管嘴30上，从而构成了管嘴30的一个部分。扩口的下端32形成了一个昆虫入口孔，其开口向周围的大气。如可从下文的详细描述领会到的那样，向进气管嘴30施加了真空作用，被装置10所散发出的昆虫引诱剂吸引来的昆虫将被抽吸到昆虫入口孔中，从而完成捕获。进气管嘴30和由此形成的入口孔可以按照合适的方式布置到构架12上，文中描述并表示的结构仅是一种示例。因而，也可采取其它的结构或构造。例如，可采用多个昆虫入口孔和/或采取其它定位、形状或定向的开孔。
如图2-4所示，在壳体14的下罩壳22上安装了一个分壳体24。分壳体24包封着装置10的燃烧组件26，且燃烧组件被构造成产生由CO2气体和水蒸气组成的供应气。如下文将要进一步讨论的那样，分壳体24还为从燃烧组件流向周围大气的排气提供了排气路径，并形成了昆虫引诱剂容纳结构和气流发生器。另外，分壳体24可包括受到弹簧偏压的支撑构件28，该构件被设计成对上罩壳18进行支撑，使其相对于安装到其上的下罩壳22和分壳体24处于开启位置。在图示的实施方式中，一个或多个螺旋弹簧将支撑构件28偏压向向上延伸的支撑位置。当上罩壳18处于闭合位置时，支撑构件28克服弹簧的偏压力向下枢转到靠近分壳体的状态。
如图所示，分壳体24包括一出口管嘴34，其同心地安装到进气管嘴30中。出口管嘴34具有一细长的管体35，该管体被紧固件或卡扣接头连接到出口管嘴34上，从而构成了管嘴的一部分。出口管嘴34的细长管体35的下端形成了一个排气出口孔，其开口向周围的大气。更具体来讲，从图8可最为清楚地看出，分壳体24包括一导管36，该导管具有一进口38和一排出口40。进口38与燃烧组件26的出口连通，而排出口40则与出口管嘴34及其排气出口孔连通。在出口管嘴34的下端布置了一个排气风扇41，用于迫使燃烧组件26的燃烧气体流经出口管嘴34。也就是说，排气风扇41形成负压，该负压将燃烧气体从燃烧组件26抽吸来，并将其从出口管嘴34吹出。结果就是，来自于燃烧组件26的排气从燃烧组件26经导管36而从排气出口管嘴34排出到周围大气中。排气风扇41由从一控制器输送来的电力驱动，下文将对此内容作进一步的讨论。
出口管嘴34及其排气出口孔使得排气气体的“股流”由此向外、向下流动，其中的排气气体中包含二氧化碳、水蒸气、以及可选的化学昆虫引诱剂。当向下流动的排气气体到达地面时，其将沿着地面向装置10的径向外侧流动。受二氧化碳、水蒸气、以及昆虫引诱剂吸引的蚊子和其它昆虫将能感测到二氧化碳、水蒸气、以及昆虫引诱剂的该辐射股流，并追踪该股流而飞向股流的源头-即排气出口孔。
如从已公开的结构可领会到那样，由于出口管嘴34与进气管嘴30是同心的，受吸引的昆虫将循着昆虫引诱剂到达其源头(即出口孔)，从而，昆虫在到达出口孔时将非常靠近昆虫入口。结果就是，引诱来的昆虫将被进入流“吸入”到进气管嘴30中，由此，昆虫被抽吸到装置10中，并被捕获到其中。在图8中，真空进气气流和排气气体的出流分别由入流箭头和出流箭头指代，且这两个气流被称为“对流”。对于所公开结构这一方面的细节内容和改型形式，可参见前述的′243号专利和′005号专利。另外，还可参照于1996年9月17日提交的第6286249号美国专利，该专利的全部内容被结合到本申请中作为参考。另外，出口管嘴34及其出口孔可按照合适的方式设置在构架12上，文中表示并描述的结构仅是一种示例性的构造。例如，可采用多个出口孔和/或具有其它位置、形状或定向的开孔。
如图8所示，在靠近进气管嘴30的位置处，网袋42被可拆卸地安装到分壳体24上，该网袋的内部形成了一个昆虫捕捉室。由网袋42形成的腔室与入口孔连通，从而，被真空抽吸来的昆虫将沉积在网袋中，在网袋中，昆虫将被脱水而死亡。作为备选方案，可用毒药对网袋的材料进行处理，以利于终结昆虫的功能；但是，这并非是本发明的必要特征。网袋42可包括刚性的框架部分(其被表示为袋口)，该框架部分被可拆卸地连接到分壳体上，以便于将网袋42安装到分壳体24上。
如图2所示，分壳体24包括通道门46，其可在开启位置与闭合位置之间枢转运动。通道门24允许对分壳体24的内部进行访问，以允许使用者接近网袋42，目的在于取出网袋/更换网袋。另外，作为另一种备选方案，可用塑料箱盒或其它任何合适的结构来取代网袋。在图示的实施方式中，通道门46可用透明的材料制成，以使得使用者能目视观察网袋42，从而判定是否需要取出/更换。具体而言，用透明材料制成的通道门将使得使用者能目视确认网袋42是否装满了昆虫或接近于装满。另外，壳体14的上罩壳18可具有一透明部分20，其将使得使用者能在不开启壳体14上罩壳18或分壳体24的通道门的情况下目视检查网袋42。
如图8所示，空气流入到入口孔中，并流经进气管嘴30，该气流使得位于入口孔附近的环境大气中的任何昆虫都被吸入到与入口孔通过进气管嘴30连通着的网袋42中，并沉积在网袋中。使空气流入到装置10中的真空作用是由电动风扇48形成的，风扇48被布置在网袋42的下游。风扇48是由从控制器输送来的电力进行驱动的，下文将对此作进一步的讨论。风扇48被构造用来将空气从上游方向抽吸来，例如使空气流经入口孔，然后再流经进气管嘴30和网袋42，以形成真空，该真空能将昆虫抽吸到装置10中。环境空气被风扇48抽吸着而流经网袋42，然后被输送向下游并流经风扇，以对燃烧组件26进行冷却。风扇48包括格栅或挡板50，设置该构件50是为了防止网袋42与风扇48接触。另外，可在壳体14和分壳体24中设置一个或多个过滤器52，以确保绕过燃烧组件26的空气从装置10中排出。过滤器52是由金属网眼织物制成的，但更为宽泛地讲，任何合适的过滤方法都是可以接受的。
在位于壳体14中的燃烧组件26中，通过燃烧丙烷或其它任何合适的碳氢化合物燃料来产生出昆虫引诱剂，其中，昆虫引诱剂包括CO2和水蒸气。
壳体的下罩壳22包括一系列一体模制的肋片，这些肋片形成了较为平坦、用于安装燃烧组件26的区域。下罩壳22还包括一对开孔54、56。设置开孔54是为了将调节器软管57插入到其中，并与燃烧组件26连接起来，以便于向其输送可燃燃料-优选为丙烷。设置开孔56是为了将阀组件插入到其中，并与燃烧组件26连接起来，以便于将可燃燃料从燃烧组件26的燃烧室中排除出去，下文将对此进行讨论。
从图9-图11可清楚地看出，燃烧组件26包括燃烧室部分60，其形成了一个基本为圆筒形的燃烧室62。燃烧室部分60至少在部分上是由导热材料制成的，这样的材料例如是铝、铜、钢、或其它金属。可以理解燃烧室部分60的某个部分可用陶瓷或其它的阻热性隔绝材料制成，下文将对此作进一步的讨论。
例如利用紧固件将进口室64安装到燃烧室部分60的一端上，且例如利用紧固件将排气室66安装到燃烧室部分60的相反端上。在燃烧室部分60与进口室64和排气室66之间安装了垫圈等绝热件68。
进口室64具有与空气源和丙烷源连通的进口，从而可向燃烧室部分60的燃烧室62输送空气/丙烷混合气。
具体来讲，如图8所示，为空气导管形式的空气供应部分70在进口室64与散热器72的一侧之间延伸。从风扇48下游侧流来的空气经一个靠近散热器72的开孔进入到空气供应部分70中，且这些空气被输送到进口室64中，在进口室中，空气与由燃料喷嘴输送来的燃料混合起来，其中的燃料喷嘴与进口室64相连。如图8和图12所示，空气经设置在进口室64上的一个或多个开孔71(例如两个开孔)进入到进口室64中。作为这种设计的结果，利用风扇48的强制风，可通过空气供应部分70将空气经进口室64输送到燃烧室62中。
燃料喷嘴78被安装在进口室64中。喷嘴78可以是普通的类型，且喷射角度约为45度。喷嘴78与电磁歧管(solenoid manifold)76连通。电磁歧管76安装在与燃料源(即丙烷罐)相连的丙烷源调节器74的调节器软管57的端部上，且歧管在燃料供应源与喷嘴78之间建立起流路连通，从而可将可燃燃料输送给喷嘴78，进而输送给燃烧室62。可燃燃料与由空气供应部分70输送来的空气混合起来，且混合物经进口室64输送到燃烧室62中。
电磁歧管76的电磁阀可在开启位置与闭合位置之间移动，在开启位置上，电磁阀允许燃料流经歧管，从而可被输送到喷嘴78，在闭合位置上，电磁阀阻止燃料流经歧管，因而阻止其流向喷嘴78。电磁阀可包括将阀朝向其闭合位置偏压的弹簧。电磁歧管76及其电磁阀与控制器保持电路连通关系，且控制器可发送电信号，以向电磁阀供电，从而使其在开启位置与闭合位置之间移动。如控制模式指示的那样，在某些工作条件下，控制器可中断上述的电信号，以使弹簧将阀移动到其闭合位置，从而阻止燃料进一步流向喷嘴78和燃烧室62。
尽管如上文所述那样，电磁歧管向燃烧室提供了连续的燃料流，但电磁歧管也可被设计成在工作过程中提供脉动(间歇)的燃料流。第2004/0237382号美国专利申请中公开了有关脉动电磁歧管的进一步细节情况，该专利文件的全部内容被结合到本申请中作为参考。
此外，一个包括管体和阀的阀组件58可与电磁歧管76实现操作性连接，以便于利用压缩空气将可燃燃料从燃烧组件26的燃烧室中冲洗或排除出去。阀组件58还能利用气体或液体等流体对燃料输送装置-包括电磁歧管和喷嘴进行冲洗。第6817140号美国专利中公开了有关阀组件58的进一步细节情况，且该专利的全部内容被结合到本申请中作为参考。采用电磁歧管76和释放阀组件58是优选性的特征，不应当被看作是限制性的。
从图10和图11最为清楚地示出，在靠近进口室64的位置处，燃烧室62中安装了相对较薄的扩散板80。扩散板80具有多个贯通的孔隙。在扩散板80的下游，在燃烧室62中布置了未经涂覆的、催化钝性的单块体82。单块体82具有一系列细长的、基本上为直线的导管，这些导管被制成贯穿其长度，例如形成了100个孔眼。涂覆了铂的、并具有催化活性的单块体82被定位在燃烧室62中，其位于未经涂覆的单块体82的下游，并与其分开。单块体84也具有一系列细长的、基本为直线的导管，这些导管被制成贯通单块体的长度，例如形成了100个孔眼。在径向上，可在两单块体82、84与燃烧室62的内表面之间布置隔绝材料86。最后，在靠近单块体84的位置处，燃烧室62中可布置另一个催化剂元件88，其例如是一个或多个另外的催化活性单块体、多个涂覆了铂的催化剂珠粒、或者它们的组合物。还可考虑采用单个催化活性单块体84，以取代一系列单块体和/或催化剂珠粒。业已确定出采用催化活性的单块体84、而非采用催化剂珠粒可增加催化剂的工作寿命，原因在于贯通单块体84的导管有助于将排气气体流更为均匀地分布到催化剂上。在催化剂元件88与排气室66之间布置了平板筛。
燃烧室部分60的壁具有一个被制成洞穿的点火器容纳孔，该孔位于单块体82与84之间。点火器92可以插入所述孔并定位在单块体82、84之间。点火器由从控制器输送来的电力进行供电，并形成电火花，电火花可点燃在两单块体82、84之间流动的燃料/空气混合物。在工作过程中，由于燃料/空气化合物持续地流经单块体82、84，所以，燃料/空气化合物将持续地燃烧。这一区域被称为燃烧地点或热区域134，图14中更为详细地表示了该区域，且下文将作进一步的讨论。热区域134位于单块体82的下游，并具有中空的内部。也就是说，在热区域134的内部不具有任何可拆卸的元件-例如催化剂珠粒、单块体等。在燃烧过程中，催化活性的单块体84和可选的催化剂元件88有助于将所产生排气气体中的一氧化碳转化成二氧化碳。该转化过程可在催化剂元件88中发生，或者是在催化剂元件88之前-例如单块体84中完成的。
从图13和图14可最为清楚地看出，在热区域134中，多个换热翅片130沿径向向内延伸到燃烧室62的内部空间中。翅片130被用来将连续燃烧所产生的热量从燃烧室62热区域134的内部空间中传导出去。优选地是，翅片130是由高导热材料-例如铝、铜、或其它合适的材料制成的。翅片130被布置成将由连续燃烧所产生的热量传导到燃烧室部分60的背侧132。优选地是，燃烧室部分60的背侧132基本为平坦、光滑的表面。已经发现与不带有翅片130的结构相比，翅片130的结构和设置形式能将更多的热量从燃烧室62的内部传递出去，同时还减小了对流经燃烧室62的排气气体流的干扰，并减小了热区域134的压降，下文将对此作进一步的讨论。可以考虑用陶瓷材料来制造燃烧室部分60上与翅片130相反的顶部140，以进一步将热量引导向燃烧室部分60的背侧132。
如图14所示，燃烧室62可包括多个区域，这些区域包括热区域134、层流区域136、以及催化剂区域138。单块体82可被放置到层流区136中，且催化活性的单块体84可被布置到催化剂区域138中，从而利用层流单块体82和催化活性单块体84来为热区域134限界。本发明人已经发现通过相对于热区域134的容积控制翅片130的体积，可减小燃烧室62中对排气气体流动的干扰和压降，同时能将额外的大量热量从热区域134中-进而燃烧室62中传递出去。优选地是，翅片130体积与热区域134容积的比值范围约为0.05到0.15，更为优选地是，约为0.09到0.13，最为优选地是约为0.11。在一种特定的实施方式中，采用了0.11的比值，预计能使燃烧室62背侧表面132的温度升高到约325到375，且不会对流经热区域134的排气流造成显著的影响，试验已经证明背侧表面132的温度可在约350的数值上维持几个小时。在任何意义上，这一举例都不是限制性的。
燃烧操作按照如下的描述进行。燃料(即丙烷)被喷嘴78喷射到燃烧室62的上游端中，且空气也被空气供应部分70强制地送入到燃烧室62的上游端中，以便于与燃料进行混合。这将形成燃料和空气的混合紊流。在此地点，希望出现紊流，以确保燃料和空气充分地混合到一起。但是，在燃烧地点则不希望出现紊流。因而，扩散板80的功能在于将燃料分散到空气中，并开始减弱紊流，因而开始使流动“直线化”。具体来讲，由于混合物经过扩散板80上穿透制出的孔隙向下游流动，所以孔隙就起到了将混合物流“排列”在下游方向上的功能，并减弱了流体的紊流，从而使得流动变得层流化一些。随着混合物持续地流向下游，其将进入到布置在层流区域136中的单块体82的导管中。这些导管是细长的、且基本为直线形的结构大体上消除了所有的紊流，并向热区域134或燃烧地点提供了基本为层流的燃料/空气混合物流。由于燃料和空气在上游已经充分地混合，且处于高度紊流的状态，所以，由单块体82输送给燃烧地点的混合物是很均匀的。均匀而层流的混合物流有助于确保所有的燃料在燃烧过程中都被燃烧了，具体来讲，均匀流动使得处于燃烧地点的所有燃料和空气都均匀地燃烧，而层流流动则阻止未燃烧的燃料“团”与排气气体一起通过，而如果在燃烧过程中混合物的紊流度很高，则就会出现后者的情况，因而，层流状态能提高燃料的效率。希望最后的排气气体中不含有燃料，原因在于气体中的燃料被认为是无益于引诱飞行昆虫，事实上，燃料可能是昆虫的排斥剂。
空气-燃料混合物被点燃而燃烧，从而产生出受到加热的排气气体。该排气气体中包括二氧化碳、一定量的一氧化碳、以及其它物质。随着排气气体流经催化剂区域138中的催化活性单块体84以及可选的催化剂元件88，催化活性材料促进一个化学反应的发生，在该反应中，排气气体中的一氧化碳被转化为二氧化碳。该反应(通常也被称为催化转化反应)的副产品也是排气气体中的组成物-水(处于蒸气状态)。发生该反应的方式是公知的，因而无需作进一步的详细描述。设置该化学反应的原因在于尽最大的可能来消除排气气体中的一氧化碳，因为公知的是一氧化碳对蚊子和其它飞行昆虫而言是排斥性的。尽管不是必要的，但排气气体中的水是催化转化反应的一个有利结果，原因在于这样所形成的排气气体将更类似于哺乳动物发出的气味，而该气味由于带有水分，通常是潮湿的。
包括CO2和水蒸气的燃烧气体经排气室66而被送到分壳体导管36的进口38处。排气风扇41抽吸着燃烧气体，使其流经导管36而流向出口管嘴34。此外，排气风扇41利用设置在导管36与排气室66之间的开孔对位于风扇48下游的空气进行抽吸，使其进入导管36。这些空气与燃烧气体混合起来，风扇41推排该混合物，使其经过出口管嘴34。
此外，本发明人还发现昆虫捕捉装置10的实施方式可产生一种气体，该气体在从捕捉装置10中排出时具有约5000ppm到15000ppm的CO2，更一般的情况是约9500ppm到13500ppm，该数值是许多现有装置所产生的CO2的两倍、甚至三倍。当然，在任何意义上，上述的这些数量都不应当被看作是限制性的，提供这些数值仅是为了作为捕捉装置10效率提高的示例。
此外，本发明人还发现通过设计上述类型的燃烧组件26，由于减小了燃烧装置26中所产生的压降，所以可增大燃料喷嘴78的孔口。由于可燃燃料中的污染物可能会阻碍燃料经喷嘴78的流动，甚至会阻塞喷嘴78，所以，喷嘴孔口的增大可提高喷嘴78的可靠性。例如，由于现有技术的装置中会产生很高的压降，所以现有技术中许多捕捉装置的燃料喷嘴的孔口直径约为0.0045″到0.006″。已经发现通过采用本发明所公开的、效率更高的燃烧组件26的设计，可将孔口直径增加到约0.010″或更大-例如约为0.050″。在一种实施方式中，孔口直径被增大到了约0.013″。在另一种实施方式中，孔口直径被增大到约0.033″。在任何意义上，这些直径数值都不应当被看作是限制性的。
如图8所示，热电发电机包括热电(TE)模块94(其两侧具有Graphoil)。热电发电机可包括单个TE模块或TE模块的阵列-例如成组排列的多个TE模块。TE模块94被安装在燃烧室部分60的背侧132与挤制的铝散热器71之间。TE模块94的输出电压被用来向控制器供电，该控制器对装置各个器件的工作进行控制，其中的各个器件也就是指进气风扇48和排气风扇41。所产生的电压和电流是如下参数的正(直接)函数热电结的数目；靠近燃烧室部分60的模块94热侧(如上文讨论的那样，延伸到燃烧室62中的几个换热翅片130将另外的热量传导到燃烧室部分60的背侧132)的温度与靠近散热器72的冷侧(风扇48向散热器72吹送空气，以对其进行冷却)的温度差；以及通过模块94的热流量。还用绝热体包围着燃烧室部分60，以增大温度梯度。有关TE模块如何工作的进一步细节内容被公开在′243号专利中。
如上文讨论的那样，已发现增设换热翅片130可增大从燃烧室部分60中提取的热量，从而可提高燃烧室部分60背侧表面132的温度。这反过来将提高模块94热侧的温度，而温度的提高能增大模块94的输出，同时可使上述所有其它变量保持不变。优选地是，模块94热侧与冷侧之间的温度差约为170到250。对本发明捕捉装置10的实施方式进行试验后发现温度差约为230。当然，可采取进一步的改进措施来优化冷侧的温度，从而可进一步提高温差。在任何意义上，上述的示例都不是限定性的。
从图4和图8可最为清楚地看出，TE模块94被夹紧装置98夹在燃烧室部分60与散热器72之间。夹紧装置98使燃烧室部分60、散热器72、以及TE模块94相互排成一列。这些部件之间的排列关系有助于夹紧载荷在TE模块94上的分布。将载荷分布开可防止对TE模块94造成损坏，并可保持燃烧室部分60的背侧132、TE模块94、以及散热器72之间良好的界面对接。
夹紧装置98包括基本为C形的铝板条100。板条100的支臂被连接到散热器72上，使得板条100环抱着燃烧室部分60和TE模块94。如图4和图7所示，板条100的支臂都具有凹陷101，所述凹陷与设置在散热器72上的突起103互锁。这样的结构设计允许板条100沿着散热器72进行滑动，从而使得板条100可与燃烧室部分60和TE模块94正确地对正。但是，板条100也可按照其它合适的方式连接到散热器72上。
夹紧装置98还包括受到弹簧偏压的销组件102，其与燃烧室部分60进行单个接触点的接触。已经发现通过在基本对正TE模块94中心的单个点处与燃烧室部分60进行接触，可使从燃烧室部分60传递出的热量基本上均匀地分布在整个TE模块上。销组件102被连接到板条100上，且与燃烧室部分60实现操作性地结合，从而可将燃烧室部分60偏压向散热器72。这样的结构将TE模块94夹紧在燃烧室部分60与散热器72之间。由销组件102施加的偏压力可进行调节，以调节施加到TE模块94上的载荷。具体来讲，销组件102包括紧固件104、销体106、以及弹簧108。紧固件104与板条100螺纹接合。销体106被弹簧108沿着远离紧固件104的方向偏压，并进入到燃烧室部分60中。紧固件104可被合适地进行调节，以调节由销体106施加到燃烧室部分60上的偏压力。
如图2所示，在出口管嘴34的上端安装了一个辅助的昆虫引诱剂元件。昆虫引诱剂元件包括壳体110和盖帽112。盖帽112具有锁止元件，用于将其可释放地固定到分壳体24上。壳体110内部所用的引诱剂可以是Octenol或可模仿哺乳动物气味的其它的材料，这些材料将有助于吸引蚊子和其它飞行昆虫。壳体110具有一个或多个开孔，这些开孔使得引诱剂能与排气气体混合起来，变成为排气流的组成部分。在图示的实施方式中，壳体110具有一些突起114，这些突起将壳体110可释放地连接到分壳体24上。可根据使用者的需求，通过拆掉盖帽112而接近壳体110，由此来取出引诱剂并进行更换。
如上文指出的那样，由TE模块94供电的控制器对装置10的工作进行控制。在图示的实施方式中，控制器包括第一、第二电路板116和118，它们在电路上相互连接起来。第一电路板116位于分壳体24的后部，第二电路板118则位于分壳体24的侧部。但是，应当能理解控制器也可由单个电路板或多个电路板构成。
装置10的各个部件与电路板116、118进行电路连接。这使得控制器能对这些部件进行控制和监控。此外，控制器可由使用者进行操作，以选择性地对部件进行控制。
在图示的实施方式中，螺线管76、点火器92、以及TE模块94(所有这些部件都被定位成朝向分壳体24的后部)都与控制器的第一电路板116保持通讯。排气风扇41、进气风扇48、以及LED显示器120则与第二电路板118连通。
电路板主要是由TE模块94供电。此外，第二电路板118还连接着电池122，且在壳体14的上罩壳18上还设置了太阳能电池板阵列124，其与第一电路板116相连。电池122和太阳能电池板124为控制器提供了备用电源。但是，也可采用其它合适的方法-例如标准的电插头来为控制器供电。如图所示，电池122被固定到分壳体24上设置的一个隔间内。该隔间具有可枢转运动的盖板，所述盖板例如可利用卡扣配合被固定在闭合位置。
当飞行昆虫捕捉装置10被开启时，控制器将开启风扇41、48，并对风扇41、48执行诊断检查。如果对风扇41、48的诊断检查失败，或者风扇41、48无法开启，控制器将停止装置的工作，并通过LED显示器120向使用者发出提示，提示使用者风扇41、48出现故障。一旦风扇41、48被开启、且对它们的诊断检查得以通过之后，控制器就可开启螺线管76，并开启点火器92，且对装置的其余部分执行诊断测试。对装置其余部分的诊断测试例如包括测试点火器92、测试电磁歧管76等。同样，如果诊断测试失败，控制器通过LED显示器120向使用者指示哪一项测试失败了。
控制器还能对系统的温度进行检查。如果温度处于预定的幅值之间，系统就能继续正常地工作。不然的话，系统将执行温度保持操作。
装置10具有可手动操作的开/闭开关一例如按钮开关126，其被安装在靠近LED显示器120的位置处。开关126与控制器连通，且可被使用者选择性地按压或用其它方式触动，从而触发控制器，以开启装置或将装置关闭。LED显示器120可指示装置是否开/关、风扇的工作、以及温度等。
另外，可将一音频钟128连接到控制器上，以实现向使用者发出故障报警等功能。
上文利用特定的实施方式来介绍本发明的结构原理和工作原理，这些实施方式并不用来进行限定。与此相反，本发明应当涵盖在后附权利要求思想和范围内的所有改型、替换和选择。
权利要求
1.一种飞行昆虫捕捉装置，其被设计成与包含可燃燃料的燃料供应源配套使用，捕捉装置包括支撑构架；昆虫入口，其被构造成用于接纳飞行昆虫；昆虫捕捉室，其与昆虫入口连通，且被设计成从昆虫入口接收飞行昆虫；燃烧装置，燃烧装置包括进入口，其用于接收可燃的燃料；紊流减弱结构，其用于使可燃燃料与空气的混合物基本上成为层流；催化剂元件，其被布置在紊流减弱结构的下游；热区域，其具有中空的内部空间，该内部空间位于紊流减弱结构与催化剂元件之间，以使得可燃燃料能流入到热区域中，进而在热区域中连续地燃烧，从而形成包含二氧化碳的排气；以及多个换热翅片，它们向内延伸到热区域的中空内部空间中，用于传导连续燃烧所产生的热量；排气口，其被设计成接纳排气，并允许排气经此向外流动，由此使受排气中二氧化碳引诱的昆虫飞向捕捉装置；电动的真空装置，其与昆虫入口连通，且被设计成将被引诱到捕捉装置的昆虫经昆虫入口抽吸到昆虫捕捉室中；散热器，其被构造成用来发散热量；以及热电装置，其用于在热量从其第一侧转移到第二侧时产生出电流，热电装置的第一侧被布置成与燃烧装置相接触，第二侧被布置成与散热器相接触，以使得由连续燃烧所产生的热量，包括由翅片传导来的热量，经热电装置传递给散热器，以产生出电流，热电装置至少与真空装置进行电路联接，以向真空装置进行供电。
2.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于还包括与热电装置和真空装置保持连通的控制器，控制器被设计成接收由热电装置产生的电流，并将电流传送给真空装置。
3.根据权利要求2所述的昆虫捕捉装置，其特征在于还包括与控制器连通的排气装置，排气装置被定位成将排气从燃烧装置中抽吸出，并将排气推送到捕捉装置的外部。
4.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于多个换热翅片的体积相对于热区域容积的比值约为0.05到0.15。
5.根据权利要求4所述的昆虫捕捉装置，其特征在于所述比值是约0.09到0.13。
6.根据权利要求5所述的昆虫捕捉装置，其特征在于所述比值约为0.11。
7.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于从捕捉装置排出的排气中包含约5000ppm到15000ppm的二氧化碳。
8.根据权利要求7所述的昆虫捕捉装置，其特征在于从捕捉装置排出的排气中包含约9500ppm到13500ppm的二氧化碳。
9.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于还包括夹紧装置，其用于将燃烧装置紧压到热电装置上，以使透过热电装置第一侧从燃烧装置传导来的热量基本上均匀地分布，其中，夹紧装置与散热器相连接，并被设计成与燃烧装置具有单个接触点的接触，该单个接触点与热电装置的中心基本上对齐。
10.根据权利要求9所述的昆虫捕捉装置，其特征在于夹紧装置包括C形夹，该C形夹与散热器的两端相连接，夹紧装置还包括杆柱，其与C形夹的中心部分相连接，并在燃烧装置上与散热器相反的表面上施加单个接触点的接触。
11.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于进入口的孔口直径大于约0.010英寸。
12.根据权利要求11所述的昆虫捕捉装置，其特征在于孔口直径约为0.010英寸到0.050英寸。
13.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于在捕捉装置的工作过程中，热电装置第一侧的温度约为325到375。
14.根据权利要求13所述的昆虫捕捉装置，其特征在于温度约为350。
15.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于热电装置第一侧与第二侧之间的温差约为170到250。
16.根据权利要求15所述的昆虫捕捉装置，其特征在于温差约为230。
17.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于还包括混合器，其从进入口接收可燃燃料，并将可燃燃料与空气进行混合，以将可燃燃料基本上分散到空气中，混合器被布置在紊流减弱结构的上游。
18.根据权利要求17所述的昆虫捕捉装置，其特征在于混合器包括扩散板，其具有多个开孔，可燃燃料和空气经这些开孔进行流动。
19.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于紊流减弱结构包括单块体，所述单块体带有多个基本上直的、贯通延伸的导管。
20.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于催化剂元件包括单块体，其带有多个基本上直的、贯通延伸的导管，导管的表面上带有催化剂。
21.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于催化剂包括铂。
22.根据权利要求1所述的昆虫捕捉装置，其特征在于燃烧装置的至少一个部分包括一种金属，该金属是从由铝和铜组成的金属组中选出的。
23.根据权利要求22所述的昆虫捕捉装置，其特征在于多个换热翅片包括一种金属，该金属是从由铝和铜组成的金属组中选出的。
24.根据权利要求23所述的昆虫捕捉装置，其特征在于燃烧装置上不与多个换热翅片直接接触的另一部分包括陶瓷材料。
25.一种昆虫捕捉装置，其被设计成与包含可燃燃料的燃料供应源配套使用，捕捉装置包括一支撑构架，其包括一壳体，该壳体具有下壳体部件和上壳体部件。上壳体部件可动地连接着下壳体部件，以便于在开启位置与闭合位置之间运动；昆虫入口，其被设计成接纳飞行昆虫；昆虫捕捉室，其被可拆卸地安装到下壳体部件上，且被设计成从昆虫入口接收飞行昆虫，当上壳体部件处于开启位置时，昆虫捕捉室是可接近的，并是可拆除的，当上壳体部件处于闭合位置时，昆虫捕捉室被上壳体部件遮盖住；燃烧装置，其被安装到下壳体部件上，燃烧装置被设计成为可燃燃料的连续燃烧提供了一个内部空间，以便于产生出含二氧化碳的排气气体；排气口，其被设计成接纳排气气体，并允许排气气体经此向外流动，由此使受排气气体中二氧化碳引诱的昆虫飞向捕捉装置；真空装置，其与昆虫入口连通，且被设计成将被引诱到捕捉装置的昆虫经昆虫入口抽吸到昆虫捕捉室中；以及支撑构件，其可在两个位置之间移动，其中的两个位置是(a)将上壳体部件支撑在开启位置的支撑位置；以及(b)允许上壳体部件移动到闭合位置的非工作位置。
26.根据权利要求25所述的昆虫捕捉装置，其特征在于支撑构件受到偏压，从而在上壳体部件被从闭合位置移动到开启位置时，支撑构件自动移动到支撑位置。
27.根据权利要求25所述的昆虫捕捉装置，其特征在于上壳体部件和下壳体部件都包括手柄的一部分，手柄被设计成用于在上壳体部件处于闭合位置时携带捕捉装置。
28.根据权利要求25所述的昆虫捕捉装置，其特征在于还包括可动的锁止件，其用于在上壳体部件处于闭合位置时将上壳体部件锁定到下壳体部件上。
29.根据权利要求28所述的昆虫捕捉装置，其特征在于可动的锁止件被连接到上壳体部件上，且可被释放地容纳在下壳体部件上设置的凹陷中。
30.根据权利要求25所述的昆虫捕捉装置，其特征在于昆虫捕捉室包括可动的盖板，所述盖板被下壳体部件支撑着，只有当上壳体部件处于开启位置时，可动盖板才是可接近的。
31.根据权利要求25所述的昆虫捕捉装置，其特征在于还包括引诱剂容器，其被安装到下壳体部件上，且被布置成在燃烧装置与排气口之间实现流路连通，引诱剂容器被设计成容纳着可扩散的昆虫引诱剂，在排气气体经排气口从捕捉装置中排出之前，引诱剂扩散到排气气体中；当上壳体部件处于开启位置时，引诱剂容器可被接近以更换引诱剂，当上壳体部件处于闭合位置时，引诱剂容器被遮盖住。
32.根据权利要求31所述的昆虫捕捉装置，其特征在于引诱剂容器包括可动的盖板，当上壳体部件处于开启位置时，该盖板是可接近的。
33.一种飞行昆虫捕捉装置，其被设计成与包含可燃燃料的燃料供应源配套使用，捕捉装置包括支撑构架；昆虫入口，其被设计成用来接纳飞行昆虫；昆虫捕捉室，其被设计成从昆虫入口接收飞行昆虫；燃烧装置，其被设计成用于为其中的可燃燃料的连续燃烧提供一个内部空间，以便于产生出含二氧化碳的排气气体；排气口，其被设计成接纳排气气体，并允许排气气体经此向外流动，由此使受排气中二氧化碳引诱的昆虫飞向捕捉装置；电动的真空装置，其与昆虫入口连通，且被制成将被引诱到捕捉装置的昆虫经昆虫入口抽吸到昆虫捕捉室中；散热器，其被设计成用来发散热量；热电装置，随着热量从该装置的第一侧向其第二侧转移，所述热电装置产生出电流，热电装置的第一侧被布置成与燃烧装置相接触，第二侧被布置成与散热器相接触，以使得连续燃烧所产生的热量经热电装置传递给散热器，从而产生出电流，热电装置至少与真空装置进行电路联接，以向真空装置进行供电；夹紧装置，其用于将燃烧装置紧压到热电装置上，以使透过热电装置第一侧从燃烧装置传导来的热量能基本上均匀地分布；其中，夹紧装置与散热器相连接，并被设计成与燃烧装置具有单个接触点的接触，该单个接触点与热电装置第一侧的中心基本上对齐。
34.根据权利要求33所述的昆虫捕捉装置，其特征在于夹紧装置包括C形夹，所述C形夹与散热器的两端相连接，夹紧装置还包括杆柱，其与C形夹的中心部分相连接，并与燃烧装置上与散热器相反的表面进行单个接触点的接触。
35.一种飞行昆虫捕捉装置，其被设计成与包含可燃燃料的燃料供应源配套使用，捕捉装置包括支撑构架；昆虫入口，其被设计成用来接纳飞行昆虫；昆虫捕捉室，其被设计成从昆虫入口接收飞行昆虫；燃烧装置，其被设计成用于为其中的可燃燃料的连续燃烧提供一个内部空间，以便于产生出含二氧化碳的排气气体；排气口，其被设计成接纳排气气体，并允许排气气体经此向外流动，由此使受排气中二氧化碳引诱的昆虫飞向捕捉装置；真空装置，其与昆虫入口连通，且被制成将被引诱到捕捉装置的昆虫经昆虫入口抽吸到昆虫捕捉室中；以及昆虫引诱剂容器，其被布置成在燃烧装置与排气口之间实现流路连通，引诱剂容器被设计成用来容纳可扩散的昆虫引诱剂，其中的昆虫引诱剂在排气气体经排气口排出捕捉装置之前扩散到排气中，昆虫引诱剂容器包括用于取出并更换昆虫引诱剂的开孔、以及可拆卸地遮盖着该开孔的罩盖，罩盖是可被拆去的，以便于允许接近引诱剂容器中的引诱剂。
全文摘要
本发明公开了一种飞行昆虫捕捉装置，其被设计成与包含可燃燃料的燃料供应源配套使用。捕捉装置包括燃烧装置，其包括进入口，其用于接收可燃的燃料；紊流减弱结构，其用于使可燃燃料与空气的混合物基本上成为层流；催化剂元件，其被布置在紊流减弱结构的下游；热区域，其具有中空的内部空间，该内部空间位于紊流减弱结构与催化剂元件的中间，以使得可燃燃料能流入到热区域中，进而在热区域中连续地燃烧，从而形成包含二氧化碳的排气；以及多个换热翅片，它们向内延伸到热区域的中空内部空间中，用于传导连续燃烧所产生的热量。
文档编号A01M5/08GK101026957SQ200580008881
公开日2007年8月29日 申请日期2005年3月21日 优先权日2004年3月19日
发明者E·A·杜兰德, M·J·帕隆博, R·B·邓恩 申请人:美国生物物理学公司