专利名称：燃料喷射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体燃烧设备的燃气供给系统，特别是有关一种使用液化丙烷、压缩天然气等高压混合燃气的燃烧设备的燃料喷射装置。
背景技术：
露营者和主妇们在室内外使用便携式燃具、固定式壁炉或炉坑(fire pit)进行加热、烹饪以及欣赏美丽的营火和壁炉火。此外，使用罐装或管道丙烷、天然气等压缩气体的便携式和固定式燃具常常被用作野外、住宅及商务建筑内部的烹饪和加热燃具。为了满足燃烧和加热要求，这种燃具需要大量消耗燃气。例如，便携炉、烧烤炉、家用炉等形式的液化丙烷燃具一般都包含一个设有喷嘴的低压调节器，用以在低压状态下向炉内输送燃气。由于低压状态下燃料和空气的混合能力有限，因此这种燃具的耗气量很高。而且，现有的燃气喷嘴元件通常是直接固定在燃具上，因此一旦喷嘴元件被选定并固定到燃具上，就很难再对喷嘴元件进行调整或者替换。这造成一个装有固定气体喷嘴输送系统的标准燃具无法根据消费者的需求而进行相应的调整和改变，例如，改变气体喷嘴的孔径尺寸以控制燃具中燃烧火焰的高度和温度。
然而随着人们对各种燃料需求的增长，以及燃料成本的持续增加，降低燃气消耗、节约能源已成为社会的共识。因此，提供一种结构简单而且便于可替换地组装，并且可以有效降低燃气消耗量的燃料喷射装置，以克服现有技术存在的上述及其他问题，已经成为燃气燃具产业领域的一个亟待解决的技术问题。
发明内容本发明的目的在于提供一种燃料喷射装置，以将压力状态下的气态或汽化燃料供给燃具，可提高燃料的燃烧效率和燃烧时间，并便于使用者根据所使用的燃具、燃料种类对燃料喷射装置进行调整替换。
本发明的另一目的是提供一种喷射阀，可用于燃料喷射装置中，以将压力状态下的气态或汽化燃料供给燃具，可提高燃料的燃烧效率和燃烧时间，并便于使用者根据所使用的燃具、燃料种类对燃料喷射装置进行调整替换。
为实现上述目的，本发明提供一种燃料喷射装置，包括一喷射阀、一喷嘴元件及一阀帽，其中喷射阀包括有阀体、位于上游的进口端、位于下游的出口端及位于进口端与出口端之间的中心通道，进口端是与压缩气态或汽化的燃料源相连接；喷嘴元件是设于喷射阀的出口端的末端，其上设有喷孔，此喷孔具有比喷射阀的中心通道的内径小的内径，且喷孔的内径大小适于使燃料从喷射阀的出口端通过该喷孔喷出，并控制燃具所消耗的燃料量；阀帽是与喷射阀相接，在阀帽内部设有一混合室，用以容纳所述喷嘴元件并混合空气和从所述喷孔喷出的燃料。
本发明还提供一种用于将汽化或气态燃料供给燃具设备的喷射阀，其包括一细长的阀体和一喷嘴元件，其中阀体具有位于上游的进口端、位于下游的出口端及位于进口端与出口端之间并沿阀体的长度方向延伸的中心通道，进口端是与汽化或气态燃料源相连接；喷嘴元件是设置于阀体的出口端的末端部，该喷嘴元件上设有贯通的喷孔，该喷孔具有比阀体的中心通道的内径小的内径，且喷孔的内径大小适于使燃料从阀体的出口端通过该喷孔喷出，并控制燃具所消耗的燃料的能量输出值。
本发明燃料喷射装置可设置多个不同喷孔尺寸的喷嘴元件，燃烧喷射装置和喷嘴元件被组装在远离燃具燃烧区的燃料供给区域内，因此使用者可以依据实际环境和条件，来选择不同喷孔尺寸的喷嘴元件，用以控制设备中燃烧火焰的高度和温度。与现有技术相比，本发明至少可以降低了50％的燃气消耗量，亦即，如果以标准燃烧速度计，一瓶丙烷气体的使用时间增加了两倍。利用本发明，高压调节器通过喷射阀和喷孔喷射燃料可使燃料与空气充分混合，而可获得更清洁、高效的燃烧效果，以及比现有设备和装置更长的燃烧时间。
图1是本发明的燃料喷射装置的立体图。
图2是图1所示燃料喷射装置中的阀帽的剖示图。
图3是图1所示燃料喷射装置中的盖板的主视图。
图4是图1所示燃料喷射装置中的调节板的主视图。
图5是图1所示燃料喷射装置中的喷射阀的主视图。
图6是图5所示喷射阀沿A-A方向的剖示图。
图7是图1所示燃料喷射装置中的喷嘴元件的主视图。
图8是图7所示喷嘴元件的俯视图。
具体实施方式请参阅图1，本发明提供一种燃料喷射装置，该装置将一个燃气调节器与一个炉具或其他的燃气产热设备的器具相连接，优选的实施例是一种使用敞开型炉具的气体营火设备，它采用加压丙烷气体作为燃料。但是应该理解，本发明可广泛地适用于各种燃料及设备，特别是适合于各种使用高压混合燃气的燃烧设备。如图所示，燃料喷射装置包括有阀帽1、盖板2、调节板3、喷射阀4及喷嘴元件5。其中，该阀帽1是一个中空的圆柱体构形，请参阅图2并配合参阅图1，在阀帽1靠向盖板2一侧的内部形成一梯形截面的混合室10，用以容纳并混合喷射出的燃料气体及空气，混合室10的外侧靠近阀帽1的外端面101处设成一矩形截面的盖板穴11，用以固定装配盖板2。混合室10内侧与一贯通阀帽1的导出管道12相连通，通过该导出管道12可将混合室10中的混合燃气直接导引到燃烧装置。而且该导出管道12的内壁设有螺纹13，以供其他导管元件例如带有螺纹接头的燃气导管或者燃芯构件与其相连接。
请参阅图3及图4，盖板2为一圆饼构形，可固定装配在前述阀帽1的混合室外侧的盖板穴11处而与阀帽1构成一整体，其中心位置开设有一装配孔21以固定连接喷射阀4，亦即该盖板2的装配孔21可视为阀帽1的一个装配构造。在装配孔21的两侧接近盖板2边缘处开设一对进气孔22，当盖板2被组装到阀帽1的盖板穴11时，此进气孔22是与阀帽1的混合室10相连通，而使外部空气可以通过进气孔22进入混合室10。容易理解，圆形结构并不是该盖板2的唯一选择，在允许的设计范围内，技术人员可以将该盖板2及阀帽1上相应的盖板穴11设计为方形、菱形或者其他形状。类似地，调节板3也是一个圆饼构形，其中心位置也开设有一装配孔31，以与喷射阀4相配合装配固定。在该装配孔31的两侧分别开设有一空气调节孔32，组装时调节板3与盖板2紧密贴靠，其空气调节孔32的位置是与盖板2的进气孔22对应重合，而使外部空气得以通过空气调节孔32、进气孔22进入混合室10，并且通过旋转调节板3来改变空气调节孔32与进气孔22的重合程度，从而改变进气孔22的开放度，以达到控制空气进气量的目的。
因此，盖板2和调节板3实质上构成一可调整的空气进气机构，此空气进气机构可装配在阀帽上或喷射阀上并与混合室相接，并设有与混合室相连通且可调整开放程度的进气孔，使空气可进入混合室中。基于这样的技术原理，容易理解，对于本领域的技术人员来说，不难想到其他结构的进气机构作为简易替换。
图5和图6显示了喷射阀4的构造，其包括有一管状阀体40，其两端分别形成一外径稍大于阀体40的进口端41和一外径稍小于阀体40的出口端43，二者之间进一步设有一六角螺帽42。在进口端41与出口端43之间的阀体40内部开设有一贯通的中心通道44，该心中通道44在进口端41和出口端43处分别具有一进气口45和一出气口46，且中心通道44靠近出口端43的出气口46一侧的内壁设有内螺纹47。喷射阀4的进口端41是与压缩气态、液态或者汽化的燃料源相连接，以使燃料得以从进气口45进入中心通道44并从出气口46通过喷嘴元件5喷出。
请进一步参阅图7和图8，本发明提供的燃料喷射装置的喷嘴元件5可以是一个黄铜构件，包括一圆柱体构造的主体50，此主体50的外径尺寸与前述喷射阀4的出气口46一侧的中心通道44的内径相匹配，且其外表设有外螺纹55，以与喷射阀4的出口端43的内螺纹47相配合而将喷嘴元件5固接到喷射阀4上。喷嘴元件5的一端相对膨大而形成一六角螺帽51，以便于使用者使用扳手等工具将喷嘴元件5旋拧入喷射阀4的出口端43。在六角螺帽51的端面进一步形成一圆台构形的喷头52，在喷头52的端平面53中心位置开设有一个尖孔式喷孔54，该喷孔54具有比前述喷射阀4的中心通道44的内径小的内径，以使燃料从喷射阀4的出气口46通过该喷孔54喷射而出。容易理解，该喷孔54可以是一个沿主体50的中心轴线贯通整个喷嘴元件5的圆柱孔道，也可以是一个贯通喷嘴元件5的锥形孔道。
本发明的燃料喷射装置被组装在远离燃具燃烧区的燃料供给区域内，而不同于现有技术将喷嘴元件固定于燃具上，而且该喷射装置有多个不同喷孔尺寸的喷嘴元件可供选择，因此很方便使用者根据需要对喷嘴元件进行调整替换。
本发明的燃料喷射装置利用尖孔式喷嘴元件5来减少燃气的消耗量。依据需要，可以设计制造一套包含多种喷孔孔径的喷嘴元件5，使用者可以依据实际环境和条件，来选择不同的喷嘴元件5的喷孔尺寸，用以控制设备中燃烧火焰的高度和温度。这种尖孔式喷嘴元件5可适用于任何液化石油气燃具或使用其他燃料的燃具，而且可选择性地调整喷嘴元件5的喷孔孔径以满足不同的燃具热能输出量(温度)的要求。
另外，本发明的燃料喷射装置中的混合室10设计为梯形截面的漏斗结构，其内径尺寸从外向内呈渐缩的型态并与其内侧的导出管道12相连通，这样，从喷嘴元件5的喷孔54喷出的燃料与从选气孔22进入的空气在混合室10中相互混合，而且当混合燃气从漏斗结构的混合室10进入到导出管道12时其流速增大，相互间的混合更为充分。因此，这项结构设计提高了装置中燃料的混合效率。
适合本发明的高压燃料源可以是液态丙烷、MAPP气体、丁烷、雾化气体或者压缩天然气，并且燃料源是在5-15磅/平方英寸(psi)的压力下从燃料源输送给本发明的燃料喷射装置。例如，燃料源是在5-15磅/平方英寸(psi)的压力下供给的丙烷。
与现有技术相比，本发明至少可以降低了50％的燃气消耗量，亦即，如果以标准燃烧速度计，一瓶丙烷气体的使用时间增加了两倍。而且，喷嘴元件的小孔及喷射阀对从高压液化气罐输送到低压输出燃具之间燃气具有降压作用，可增强气体的混合，从而提高燃具的效率。例如，20磅丙烷桶以80,000BTU燃烧一般可持续8小时，而如果在气体容器上应用本发明燃料喷射装置可增加燃烧时间至大约16小时。而且，由于喷嘴元件具有可替换性，可适用于各种燃具，例如便携式油炉、烧烤炉、家用火炉和烤箱、商务建筑用燃具、工业用加热燃烧装置、叉车、电石气喷火器以及农业用具等。利用本发明，高压调节器通过喷射阀和喷孔喷射燃料可使燃料与空气充分混合，而可获得更清洁、高效的燃烧效果，以及比现有设备和装置更长的燃烧时间。
权利要求
1.一种将压力状态下的汽化或气态燃料供给燃具的燃料喷射装置，其特征在于，该装置包括一喷射阀，包括有阀体、位于上游的进口端、位于下游的出口端及位于所述进口端与出口端之间的中心通道，所述进口端是与压缩气态或汽化的燃料源相连接；一喷嘴元件，是设于所述喷射阀的出口端的末端，所述喷嘴元件上设有喷孔，此喷孔具有比所述喷射阀的中心通道的内径小的内径，所述喷孔的内径大小适于使燃料从喷射阀的出口端通过该喷孔喷出，并控制燃具所消耗的燃料量；一阀帽，是与喷射阀相接，所述阀帽内设有一混合室，用以容纳所述喷嘴元件并混合空气和从所述喷孔喷出的燃料。
2.如权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述装置包括有若干个可选择且可拆卸地装配在所述喷射阀的出口端的喷嘴元件，各喷嘴元件具有不同内径的喷孔，而使所述喷孔的内径可选择地改变。
3.如权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述装置还包含有一可调整的空气进气机构，该空气进气机构是与所述阀帽相连接，其设有与所述混合室相连通且可调整开放程度的进气孔，使空气可进入混合室中。
4.如权利要求3所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述空气进气机构包括一盖板，是装配在所述阀帽的混合室的外侧，所述盖板上设有装配孔以固定连接所述喷射阀，并设有与所述混合室相连通的进气孔。
5.如权利要求4所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述空气进气机构还包括一调节板，所述调节板是可旋转地装配在所述喷射阀的阀体上，其具有空气调节孔，组装时调节板与所述盖板紧密贴靠，所述空气调节孔的位置是与盖板的进气孔对应重合，通过旋转调节板可改变空气调节孔与进气孔的重合程度，从而改变进气孔的开放度。
6.如权利要求5所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述阀帽是一个中空的圆柱体构形，其内部形成有一漏斗结构的混合室，混合室的外侧靠近阀帽外端面处设有一盖板穴，用以固定装配所述盖板。
7.如权利要求6所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述阀帽内部还设有一导出管道，是与所述混合室相连通，通过该导出管道将混合室中的混合燃气导引到燃烧装置，该导出管道的内壁设有内螺纹，以供其他导管元件或者燃芯构件与其相连接。
8.如权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述喷嘴元件包括一主体，主体的外径尺寸与所述喷射阀的出口端一侧的中心通道的内径相匹配，并设有外螺纹以与喷射阀的中心通道靠近出口端一侧所设的内螺纹相配合，主体的一端形成一六角螺帽，可供使用者使用扳手等工具将喷嘴元件旋拧入喷射阀的出口端。
9.如权利要求8所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述喷嘴元件的六角螺帽的端面进一步形成一圆台构形的喷头，在喷头的端平面中心位置开设有一个贯通整个主体的尖孔式喷孔。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，气态或汽化燃料是在5-15磅/平方英寸(psi)的压力下从燃料源输送给所述喷射装置。
11.一种用于将压力状态下的汽化或气态燃料供给燃具设备的喷射阀，其特征在于，它包括一细长的阀体和一喷嘴元件，其中所述阀体具有位于上游的进口端、位于下游的出口端及位于进口端与出口端之间并沿阀体的长度方向延伸的中心通道，进口端是与汽化或气态燃料源相连接；所述喷嘴元件设置于所述阀体的出口端的末端部，喷嘴元件上设有贯通的喷孔，该喷孔具有比所述阀体的中心通道的内径小的内径，且所述喷孔的内径大小适于使燃料从阀体的出口端通过该喷孔喷出，并控制燃具所消耗的燃料的能量输出值。
12.如权利要求11所述的喷射阀，其特征在于，其包括有若干个可选择且可拆卸地装配在所述阀体的出口端的喷嘴元件，各喷嘴元件具有不同内径的喷孔，而使所述喷孔的内径可选择地改变。
13.如权利要求12所述的喷射阀，其特征在于，所述喷嘴元件包括一主体，主体的外径尺寸与所述阀体的出口端一侧的中心通道的内径相匹配，并设有外螺纹以与阀体的中心通道靠近出口端一侧所设的内螺纹相配合，主体的一端形成一六角螺帽，可供使用者使用扳手等工具将喷嘴元件旋拧入喷射阀的出口端。
14.如权利要求13所述的喷射阀，其特征在于，所述喷嘴元件的六角螺帽的端面进一步形成一圆台构形的喷头，在喷头的端平面中心位置开设有一个贯通整个主体的尖孔式喷孔。
15.如权利要求11至14中任意一项所述的喷射阀，其特征在于，气态或汽化燃料是在5-15磅/平方英寸(psi)的压力下从燃料源输送给所述喷射阀。
全文摘要
本发明公开一种燃料喷射装置，涉及燃烧设备的燃气供给领域，它包括一喷射阀、一喷嘴元件及与喷射阀相接的阀帽，其中喷射阀包括有阀体、进口端、出口端及位于进口端与出口端之间的中心通道，喷嘴元件设在喷射阀的出口端末端，其中部设有一喷孔，此喷孔的内径比喷射阀的中心通道的内径小，且其内径大小适于使燃料从喷射阀的出口端通过喷孔喷入阀帽内部的混合室，以控制燃具所消耗的燃料量。该喷射装置包含有多个不同喷孔尺寸的喷嘴元件，使用者可以依据实际需要来选择喷嘴元件，可获得更清洁、高效的燃烧效果，以及比现有设备和装置更长的燃烧时间。
文档编号F23D14/46GK1945118SQ200610139639
公开日2007年4月11日 申请日期2006年9月20日 优先权日2006年9月20日
发明者小霍华德·C·奥利弗 申请人:小霍华德·C·奥利弗