专利名称：装配有双层旋转阀机构的用于紧固件驱动工具的双层燃烧室系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及其中装配有阀机构的燃烧室系统，以用于控制进入燃烧室的空 气/燃料混合物的进气，以及排出自燃烧室的废气或燃烧产物的排放、扫除及清除；进一步 地涉及双层旋转阀机构，其被设置在具有相互流体连接的第一和第二燃烧室的双层燃烧室 中，其中，双层旋转阀机构不仅控制空气/燃料进入到动力工具的全部两个燃烧室的引入， 同样控制排出自动力工具的全部两个燃烧室的废气或燃烧产物的排放、扫除及清除，此外， 所述双层旋转阀机构的结构配置与构成动力工具双层燃烧室的内部结构相配合，产生形成 或构成在动力工具的双层燃烧室内部中的加长、弯曲的或弓曲的流体路径，从而提高或改 进空气和燃料混合物成分的相互混合、在动力工具的燃烧室之中并遍及燃烧室的空气/燃 料混合物的分配、在动力工具的燃烧室之中并遍及燃烧室的空气/燃料混合物的实际燃烧 以及动力工具的燃烧室系统的扫除或清除特征。
背景技术：
在本领域中，已知便携式内部燃烧动力工具，具有多种方式分别将燃烧燃料引导 或充入其燃烧室中，或用于从燃烧室排出燃烧产物。这种便携式内燃驱动工具的示例由以 下专利所揭示2005年7月5日授予Adams的美国专利6， 912， 988、2005年1月11日授 予Adams的美国专利6，840，033、1998年5月19日授予Macvictar et al.的美国专利 5， 752， 643、 1990年3月6日授予Veldman的美国专利4， 905， 634、 1988年7月26日授予 Adams的美国专利4， 759， 318、 1987年5月19日授予Adams的美国专利4， 665， 868、 1985年 4月16日授予Adams的美国专利4，510， 748、以及1982年12月28日授予Adams的美国专 利4， 365，471。尽管上述专利中所揭示的便携式内燃驱动工具的操作令人满意，仍然希望提 供一种具有燃烧室的便携式内燃驱动工具，其特征在于改进的内部结构特征，例如，提高引 入内部燃烧动力工具的燃烧室中的空气和燃料混合成分的相互混合，这能够提高位于内部 燃烧动力工具的燃烧室中并遍布其中的空气/燃料混合物的流量分配，其能够提高位于内 部燃烧动力工具的燃烧室中并遍布其中的空气/燃料混合物的实际燃烧，并且能够提高来
自内部燃烧动力工具的燃烧室的燃烧产物的排出、扫除或者清除。 例如，如上文所述的在2005年7月5日授予Adams的美国专利6， 912， 988中，希
望降低完成整个燃烧周期的时间段，其中火花点燃发生的时间点、当获得位于燃烧室中的
空气/燃料混合物燃烧带来的峰值压力以便驱动动力活塞以通过动力工具驱动紧固件并 将紧固件从动力工具挤出并将紧固件埋入基板时的时间点和完成排出自动力工具的燃烧室的燃烧产物的排气、扫除或者清除时的时间点之间确定了所述燃烧周期。更具体地，期望 获得位于动力工具的燃烧室中空气/燃料混合物的快速燃烧，从而帮助动力工具的紧固件 操作，所述紧固件操作被确定在由操作者扣动扳机的时间点，以及紧固件被驱动通过动力 工具、从动力工具压出并被插入或埋入基板的时间点之间。完成燃烧处理的时间段的降低， 也有助于位于燃烧室中的峰值燃烧压力的发展，由此通过这种峰值压力作用动力活塞，从 而获得动力活塞的高速运动，从而随后通过动力工具驱动紧固件，以从动力工具排出紧固 件并将其插入或埋入基板中。 —种获得位于内部燃烧动力工具的燃烧室中的空气/燃料混合物的更高燃烧率 或更快燃烧的方法是，引入位于燃烧室中并遍布燃烧室的空气/燃料混合物的湍流。已知 的是，这种湍流不但能够有效地降低点燃至获得峰值压力的时间段，并且能够提高或推进 燃烧空气/燃料混合物的峰值压力。此外，还可以通过以下方式获得更高的峰值燃烧压力， 通过以预定的化学当量比及预定的压縮比与空气混合的燃烧预定量的燃料，以及，通过将 燃烧室划分为预燃烧室及主燃烧室并且随后按照顺序点燃设置在预燃烧室和主燃烧室中 的空气燃料混合物从而有效地加长的燃烧室。例如，火花塞照例位于预燃烧室的、远离主燃 烧室的一端，随后，火花塞点燃位于预燃烧室中的空气/燃料混合物。形成于预燃烧室的、 远离主燃烧室的一端的火焰面朝主燃烧室蔓延，并且，在来自预燃烧室的火焰面到达主燃 烧室中之前，火焰面将一部分位于预燃烧室中的空气/燃料混合物推入主燃烧室中。湍流 及增加的压力均发生于主燃烧室中的空气/燃料混合物，其中，设置于主燃烧室中的空气/ 燃料混合物随后由进入到主燃烧室中的火焰面所点燃。 例如，进一步如上文所述，在2005年1月11日授予Adams的美国专利6， 840， 033 中，与采用具有相同或者相似的横截面尺寸的线性或直的预燃烧室相比，曲线的预燃烧室 被相信能够增加火焰面的传播速度，从而縮短在点火后获得峰值燃烧压力的时间。还可以 理解的是，然而，峰值压力是位于燃烧室中的空气/燃料混合物的体积的函数，相应的，具 有加长了的尺寸的燃烧室，显然增加了燃烧室的总体积，这会不利地影响峰值燃烧压力的 形成，因为火焰面必须横穿更长的燃烧室的长度以形成预期的峰值燃烧压力。进一步的，燃 烧效率同样是在燃烧室中的空气/燃料混合物的质量的函数或者有赖于设置在燃烧室中 的空气/燃料混合物的质量。在每个燃烧周期之间，废气或者燃烧产物必须从燃烧室被移 除，并且必须将新的空气/燃料混合物引入燃烧室。因此，迫切需要移除尽量多的、在之前 工具燃烧周内中产生的废气或者燃烧产物，以便使空气燃料混合物的新鲜混合气的变劣尽 可能地小，由此，为新近或者后续工具燃烧周期作准备的新近或新鲜流入空气/燃料混合 物，具有最高可能质量的特征。 因此，在本领域中需要一种新型、改进后的燃烧室系统，其用于内部燃烧动力的紧 固件驱动工具，其中，该燃烧室系统能够提供与被充入并分配到燃烧室系统全部的空气/ 燃料混合物相关的、较好的混合或湍流特征，其中，尽管燃烧室会提供或者形成具有相对较 大长度尺寸的燃烧室，燃烧室系统同样能够通过有效地将空气/燃料混合物划分为在完成 燃烧前仅需要跨过相对较短距离的多个火焰面以提高空气/燃料混合物的分配及点火效 率，并且峰值压力形成的发生能实现动力活塞的高速移动，其用来撞击紧固件使其被驱动 穿过动力工具并从动力工具压出，并且，其中，燃烧室系统能够通过提高的废气或者燃烧产 物的扫除或者清除技术，从而提高充入到燃烧室中的新近的或新鲜的空气/燃料混合物的
5质量。
发明内容
根据本发明的示教及远离，通过提供一种与内部燃烧动力的紧固件驱动工具一同 使用的新型、改进后的燃烧室系统，可以获得上述及其他目标，所述燃烧室系统包括彼此流 体连接的第一预燃烧室以及第二主燃烧室，以及双层旋转阀机构，其可操作地连接到双层 燃烧室，从而分别控制空气/燃料混合物进入到第一预燃烧室和第二主燃烧室中的一个或 全部的进气，以及空气/燃料混合物离开第一预燃烧室和第二主燃烧室中的一个或全部的 扫除或清除。双层旋转阀机构的结构配置与包括动力工具的双层燃烧室的内部结构相结合 导致了形成在动力工具的双层燃烧室内部中的加长、弯曲或弓曲的流体路径，并且燃烧室 系统的第一预燃烧室和第二主燃烧室同样有效地由具有多个形成于其中的穴的板有效地 分隔开。通过这种方式，多重喷射或者火焰面有效地以圆周方式形成于本发明的整个燃烧 室系统。
参照附图及下文中的详细说明，能够更好地理解本发明的各种其他特征及伴随的
优点，在附图中，所有视图采用相同的附图标记来表示相同或相应的部件，其中 图1示出了根据本发明原理及示教所构造的新型、改进后的双层燃烧室系统的第
一实施例的示意主视图，其具有第一和第二预燃烧及主燃烧室，其用于例如内部燃烧动力 的紧固件驱动工具中，并且在其中装配有新型的、改进后的双层旋转阀机构的第一实施例， 该机构示出于其开放位置，并用于控制进入到双层燃烧室系统的第一和第二预燃烧及主燃 烧室中的空气燃料混合物的进气，以及从双层燃烧室系统的第一和第二预燃烧及主燃烧室
中离开的废气或者燃烧产物的排出； 图2示出了与新型的、改进后的双层燃烧室系统的图1的示意主视图相对应的示 意后视图，其中装配有新型的、改进后的双层旋转阀机构； 图3示出了与新型的、改进后的双层燃烧室系统的图1、2的示意主、后视图相对应 的示意俯视图，图中示出了新型的、改进后的双层旋转阀机构位于其相对于第一上部预燃 烧室的开放位置； 图4示出了与新型的、改进后的双层燃烧室系统的图1、2的示意主、后视图相对应 的示意仰视图，图中示出了新型的、改进后的双层旋转阀机构位于其相对于第二下部主燃 烧室的开放位置； 图5示出了与图l的示意主视图相对应的示意主视图，图中示出了新型的、改进后 的双层燃烧室系统的第一实施例，其中装配有新型的、改进后的双层旋转阀，然而，其中的 双层旋转阀机构示出在其闭合位置； 图6示出了与图5的示意主视图相对应的新型的、改进后的双层燃烧室系统的示
意俯视图，图中示出了设置在其闭合位置的新型的、改进后的双层旋转阀机构； 图7示出了与图5的示意主视图相对应的新型的、改进后的双层燃烧室系统的示
意仰视图，图中示出了设置在其闭合位置的新型的、改进后的双层旋转阀机构； 图8为类似于图3的示意俯视图，然而图中示出了根据本发明原理及示教的新型、
6改进后的双层燃烧室系统的第二实施例的主视图，其具有第一和第二预燃烧及主燃烧室，并且示出了其装配的、位于开放位置的、新型改进后的双层旋转阀机构的第二实施例，然而，该双层旋转阀机构的第二实施例用于同时将空气燃料混合物引入到双层燃烧室系统的第一和第二预燃烧及主燃烧室两者中，以及用于从双层燃烧室的第一和第二预燃烧及主燃烧室两者中离开的废气或者燃烧产物的同时排出； 图9为类似于图4所示的示意仰视图，然而图中示出了如图8所示的新型、改进后的双层燃烧室系统的第二实施例，其中新型的、改进后的双层旋转阀机构示出于其开放位置； 图IO为类似于图1的示意侧视图，然而，图中示出了位于其开放位置的新型的、改进后的双层旋转阀机构的第二实施例； 图11为类似于图5的示意侧视图，然而，图中示出了位于其闭合位置的新型的、改进后的双层旋转阀机构的第二实施例； 图12为类似于图4示意仰视图的示意仰视图，然而图中示出了根据本发明原理及示教的新型、改进后的双层燃烧室系统的第三实施例的主视图，其具有第一和第二预燃烧及主燃烧室，但仅示出了主燃烧室，并且示出了其中装配的、位于开放位置的、类似于第一实施例双层旋转阀机构的新型改进后的双层旋转阀机构，然而其中，新型改进后的双层燃烧室系统的第三实施例包括设置在预燃烧室中的内部结构，其有效地形成了正旋曲线状流动通道，进入的空气/燃料混合物必须沿其流动从而被引导进入主燃烧室。
具体实施例方式
现在参考附图，特别是其中的图l-4，示出了根据本发明原理及示教所构造的新型、改进后的双层燃烧室系统的第一实施例，并且以附图标记100总体地表示该系统。更具体地，可以看出，新型改进后的双层燃烧室系统的第一实施例100包括有效地形成在基本柱状外壳107的上部基本柱状部106中的，第一上部预燃烧室102，以及第二下部主燃烧室104。动力活塞108在基本柱状外壳107的下部基本柱状部109中可往复地运动，并且，可以看出，传动刀片或者类似结构110固定接合到动力活塞108的下侧，从而为了，例如，当燃烧室系统100中启动燃烧的着火周期时，驱动紧固件(未示出)离开紧固件驱动工具(同样未示出)，在该紧固件驱动工具中装配了燃烧室系统100。进一步的，可以看出，作为竖直方向的、基本柱状的实心柱或桩112被一体连接到上部壳体部分106的上部壁部114的结果，实心柱或桩112被固定安装在基本柱状外壳107的上部基本柱状部106中的基本中心或轴向位置，并且，同样可以看出，基本环形板件116环状地包围竖直方向的柱或桩112。
基本环形板件116在其径向内周边部分被一体连接到中心定位的柱或桩112的外周部，并且其径向外周边部以类似的方式被一体连接到上部外壳部106的内周壁部。因此可以理解，环形板件116与上部外壳部106以及被基本中心或轴向定位的柱或桩112，有效地将上部外壳部106的内部划分为第一上部预燃烧室102及第二下部主燃烧室104。火花塞或者其他类似的燃烧点火装置或机构118被安装到上部外壳部106的上部壁部114内，从而使其定位在第一上部预燃烧室102中；而且还可看出，多个通孔或穴120限定在基本环状板件116径向外周区域以便流体连通第一上部预燃烧室102和第二下部主燃烧室104。还可以看出，所述多个通孔或穴120以绕基本环状板部116延伸的圆周排列方式布置，并遍及第一上部预燃烧室102及第二下部主燃烧室104的圆周范围，在下文中将更为详细地说明其目的。 继续参考图l-4，并还参考图5-7，可以进一步看到，双层旋转阀机构122可旋转地安装在柱状外壳107的上部106的侧壁部中，从而使其有效地被设置在与火花塞或其他燃烧点火装置118被定位在柱状外壳107的上部107中的角位置直径地相对的位置。更具体地，可以看到，双层旋转阀机构122包括第一上部板件124，其具有基本圆形的碟状构造，第二下部板件126，其具有类似的圆形碟状构造，以及第三板件128，其具有基本半圆的碟状构造并且其厚度尺寸基本等于基本环形板件116的厚度。第三板件128介于上部和下部板件124、126之间以便使其被定位在基本上与上部和下部板件124、126等距隔开的中间位置，并且基本环形板件116具有切开区域129，其有效地容纳中间板件128。竖直方向的分隔壁130被插入在上部和下部板件124、 126之间，并且基本直径穿过旋转阀机构122延伸，并且，可以进一步看到，中间板件128仅被一体连接到竖直方向分隔壁130的一侧表面部分。以这种方式，可以容易地理解，中间板128 —体连接到竖直方向分隔壁130所位于的旋转阀机构122那侧，有效地被划分为上部和下部室132、134，而在未安装中间壁部的旋转阀机构122的相对一侧，形成了形成在上部和下部板件124、126之间、有效地延伸旋转阀机构122全部高度的单个室或者路径136。 此外，还可以看到的是，半柱状外壳部138的一侧边部固定连接到柱状外壳107的上部106的第一侧壁部140，而半柱状外壳部138的相对侧边部与柱状外壳107的上部106的第二侧壁部144相隔开。进一步地，可以理解的是，半柱状外壳部138有效地形成凹陷的袋结构，旋转阀机构122被可旋转地容纳在其中，使得旋转阀机构122突出或延伸进入小于柱状外壳107的上部部分106 —半的位置，从而使得当旋转阀机构122的径向外表面部分相对于半柱状外壳部138以基本密封的方式设置时，旋转阀机构122的径向内表面部分相对于中心定位的桩或柱112以基本密封的方式设置。相应地，当旋转阀机构122被设置在其开放位置时，如图3、4可以最好地理解的，流体入口端口 146有效地形成，空气/燃料混合物质能够通过它被导入旋转阀机构122的下部室134以及下部主燃烧室104，并且，排气端口 148类似地以形成，废气或者燃烧产物能够通过它从上部预燃烧室并通过旋转阀机构122的上部室132排出，正如将在下文中所详细说明的。 上文对构成其中装配了新型、改进后的双层旋转阀机构122的新型、改进后的双层燃烧室系统100的第一实施例的全部结构部件基本进行了说明，现在将说明燃烧动力、紧固件驱动操作循环。更具体地，基于燃烧动力、紧固件驱动操作循环的完成，来自完成了的燃烧动力、紧固件驱动操作循环的废气或者燃烧产物必须首先从预燃烧室102和主燃烧室104中扫除或清除，从而相应地，旋转阀机构122从如图5-7所示的其闭合位置被移动到如图1-4所示的其开放位置。流体导管150被分别连接到前述柱状外壳107的上部部分106的侧壁部144以及半柱状外壳部138的侧边部142，以便能够通过流体入口端口 146的方式将新近或新鲜的空气/燃料混合物供给到主燃烧室104中。更具体地，可以理解的是，旋转阀机构122移动到所示出的其开放位置而在开放位置分隔壁130相对于柱状外壳107的上部部分106被有效地横断地或垂直地设置，，从而空气/燃料混合物的新近或新鲜的供给通过入口端口 146被弓I导进入形成在旋转阀机构122之中的下部流体室134，并会随后会遇到分隔壁130的弧曲配置的表面部分152，从而进入的空气/燃料混合物会相应地被有效
8偏移进入主燃烧室104。 而后，空气/燃料混合物会沿逆时针方向绕中心定位的桩或柱112流动并通过环形配置的主燃烧室104，如图4所示，直到空气/燃料混合物流动进入流体室136的下端部并遇到相对设置的、分隔壁130的弧曲配置的表面部154。而后，空气/燃料混合物会竖直向上流动穿过双层流体室136，并且，由于流体室136的整个竖直外部范围通过半柱状外壳部138有效地阻断或封闭，空气/燃料混合物会被迫流入预燃烧室102，空气/燃料混合物会随后会沿逆时针方向绕中心定位的桩或柱112并通过环形配置的主燃烧室102流动，如图3所示，并且会流入到旋转阀机构122的上部流体室132，从而使空气/燃料混合物再次由分隔壁130的弧曲配置的表面部分152所偏移，从而被向外偏移通过排气端口 148。显然能够理解的是，当新近或新鲜进入的空气/燃料混合物穿过上述流体流动路径时，不仅会提高空气/燃料混合物的空气和燃料成分的相互混合，而且，在之前燃烧动力、紧固件驱动操作周期期间所产生的废气或者燃烧产物会被带走，并最终从预燃烧室和主燃烧室102、104被有效地扫除或清除。 进一步的，在其间发生上述废气或燃烧产物的扫除或清除操作的预定时间之后，旋转阀机构122会从其开放位置，如图1-4所示，旋转移动到其闭合位置，如图5-7所示，从而有效地将新近或新鲜的空气/燃料混合物的进气诱入到预燃烧和主燃烧室102U04中，作为新的燃烧动力、紧固件驱动操作周期开始的准备。相应地，当旋转阀机构122实际上被置于其闭合位置时，需要注意多个额外的结构特征。例如，根据图6、7可以最好地看出，当旋转阀机构122实际上被置于其闭合位置时，分隔壁130的表面部分152的弧曲轮廓或者形状能够有效地匹配或者形成柱状外壳107的上部部分106的内部表面部分的延续。此外，还需要注意的是，基本半圆的中间板128具有形成在其中的一对穴或通孔156，这样，当旋转阀机构122实际上被置于其闭合位置时，中间板128的通孔或穴156会有效地并入到已经形成在环形板件116之中的通孔或穴120的圆周阵列之中。 相应地，当新的燃烧动力、紧固件驱动操作周期被启动时，火花塞118会加电或点燃，从而点燃置于预燃烧室102中的空气/燃料混合物。置于预燃烧室102中的空气/燃料混合物的点燃，会从火花塞118沿相对的方向有效地向外扩散，并且作为形成在隔开预燃烧和主燃烧室102U04的环形板件116之中和形成在旋转阀机构122的中间板128中的多个通孔或穴120、 156的布置和预定尺寸的结果，大量喷射或火焰面会有效地形成在每个通孔或穴120、156之中，从而使每个形成火焰面又能够有效地分别启动置于主燃烧室104中的不同区域的空气/燃料混合物的点燃。因此可以容易地理解，火焰面不需要如现有燃烧室布置的特征似地穿过内置于并贯穿预燃烧室102的加长距离或者较长的流动路径，在现有燃烧室布置中，例如，火花塞或者其他点燃装置被置于预燃烧室的上游端部内，并且位于预燃烧室和主燃烧室之间的单个流体连接形成于预燃烧室的相对下游端部之中。
因此需要理解的是，作为在多个位置形成于预燃烧室和主燃烧室102、104之间的多个喷射或者火焰的提供或构造的结果，能够获得快速燃烧以及，例如主燃烧室中峰值燃烧压力发展的提高，所述多个位置基本平均或均匀地分布在预燃烧室和主燃烧室的环形范围之内并遍及其上。需要注意的是，为了有效地助于并获得位于并遍及预燃烧室102的环形范围内的空气/燃料混合物的均匀或一致的流动，这样，使空气/燃料混合物的各个部分有效地在基本相同的时间到达通孔或穴120、156，从而基本获得在多个通孔或穴120U56位置的各个空气/燃料混合物部分的同步燃烧，可以对各个通孔或者穴120U56的直径尺寸分级，使位于最远离火花塞118的通孔或者穴120U56具有最大的直径尺寸。
在点燃并获得位于主燃烧室104中的空气/燃料混合物的燃烧后，所生成的压力和力量作用在动力活塞108上，从而引起动力活塞108在基本柱状外壳107的下部基本柱状部分109中向下移动，从而又使得传动刀片110作用在设置于紧固件工具的紧固件盒(未显示)中的在前紧固件(未显示)上，从而从所述工具驱动并喷出在前紧固件。基于通过动力活塞108实现的动力冲程的完成，动力活塞108会移动回到其原始开始位置(比如图5所示)。可以看到的是，传动刀片110被固定安装到动力活塞108的下侧部分，由适当的磁铁材料或者类似材料构造的竖立凸台158固定安装到动力活塞108的上侧表面部分159，并且磁体160固定安装到如在164位置具有凹陷的中心定位的桩或柱112的下表面部分162，从而固定保持动力活塞108在其原始开始位置。需要注意的是，桩或柱112的凹陷部分不仅物理容纳竖立凸台158，并且此外，例如，允许在主燃烧室104中生成的燃烧气体有效地作用在动力活塞108的整个上表面部分上，从而在动力冲程中驱动动力活塞108竖直向下，以将紧固件从燃烧动力、紧固件驱动工具向外驱动及喷出。在工具着火周期的燃烧阶段完成后，并且在动力活塞108的动力冲程完成且活塞回到其开始位置之后，旋转阀机构122再次旋转到其图1-4中所示的开放位置，这样，燃烧动力、紧固件驱动工具再次为新的紧固件驱动操作周期做好准备。 现在参考图8至11，其类似地示出了根据本发明原理及示教所构造的新型、改进后的双层燃烧室系统的第二实施例，并且总体地以附图标记200表示该系统。首先要注意的是，鉴于双层燃烧室系统100、200的第一和第二实施例之间的一些基本类似性，对于第二实施例的双层燃烧室系统200的详细描述主要限于构成第二实施例的双层燃烧室系统200的结构如何不同于构成第一实施例的双层燃烧室系统100的结构。此外，同样需要注意的是，将采用相应的附图标记表示第二实施例的双层燃烧室系统200中与第一实施例的双层燃烧室系统100的部件对应的部件，但是这些部件会在200序列中。
根据示出了构成第二实施例的双层燃烧室系统200的结构的图8至11可以理解，当与示出了构成第一实施例的双层燃烧室系统100的结构的图3至5相比，可以看出，双层燃烧室系统100、200的第一和第二实施例之间的首要差别在于，在从第一和第二预燃烧和主燃烧室102、 104和202、204扫除或清除废气或燃烧产物时，进入第一和第二预燃烧和主燃烧室102、 104和202、204中的新近或新鲜空气/燃料混合物的填充的流入，以及来自第一和第二预燃烧和主燃烧室102、 104和202、204的新近或新鲜空气/燃料混合物的填充的流出。在第一实施例中，当双层旋转阀机构122被设置在其开放位置时，使得空气/燃料混合物的新近或新鲜供给被有效地导入第二主燃烧室104中，并随后从第一预燃烧室102向外排出，与第一实施例的双层燃烧室系统100不同，根据第二实施例的双层燃烧室系统200的原理及示教，当双层旋转阀机构122被设置在其开放位置时，新近或新鲜的空气/燃料混合物被同时导入第一和第二预燃烧和主燃烧室202、204，并且随后同时从第一和第二预燃烧和主燃烧室202、204向外排出。 更具体地，可以看出，代替作为第一实施例的双室燃烧系统100的特征的、用以仅引导空气/燃料混合物新近或新鲜的填充进入通过形成在旋转阀机构122中的下部流体室134流体连接到第二主燃烧室104的单个流体入口端口 146的单个流体导管150，根据第
10二实施例的双层燃烧室系统200的原理及示教，分离的双层流体导管250具有一对流体通道250-1、250-2，其中这种流体通道250-l、250-2的下游端部被分别流体连接到一对竖向隔开的流体入口端口 246-1、246-2，其再流体连接到形成在旋转阀机构222 —侧上的上部和下部流体室234-l、234-2。此外，同样可以看出的是，代替作为第一实施例的双室燃烧系统100的特征的、通过形成在旋转阀机构122中的上部流体室122流体连接到第一预燃烧室102的单个排气端口 148，根据第二实施例的双层燃烧室系统200的原理及示教，一对竖向隔开的排气端口 248-l、248-2分别流体连接到形成在旋转阀机构222相对一侧上的上部和下部流体室232-1、232-2。以这种方式，可以理解的是，第一和第二预燃烧室和主燃烧室202、204中的每一个被单独地及独立地供给新鲜或新近的空气/燃料混合物填充，并且这种空气/燃料混合物被单独地及独立地从特定预燃烧或主燃烧室202， 204中排出。进一步地，一对竖向隔开的排气端口 248-1、248-2流体连接到普通、竖直方向的排气导管266，从而作为进入到上部和下部、第一和第二预燃烧和主燃烧室202、204中的空气/燃料混合物的同时流入和流出的结果，废气或燃烧产物的扫除或清除操作的效率被提高。最后需要注意的是，作为分离的入口端口 246-l、246-2以及分离的排气端口 248_1、248_2的结果，旋转阀机构222的中间板228被设置在分隔壁230的两侧上并因此具有基本圆形的布置，这不同于如第一实施例的燃烧室系统100的中间板128情形的基本半圆形布置。
最后参考图12，类似地示出了根据本发明原理及示教所构造的新型、改进后的双层燃烧室系统的第三实施例，并且以附图标记300总体地表示该系统。需要注意的是，与第二实施例的双层燃烧室系统情况类似，鉴于双层燃烧室系统100、300的第一和第三实施例之间的一些基本类似性，对于第三实施例的双层燃烧室系统200的详细描述主要限于构成第三实施例的双层燃烧室系统300的结构如何与构造第一实施例的双层燃烧室系统100的结构不同。此外，同样需要注意的是，将采用相应的附图标记表示第三实施例的双层燃烧室系统300中与第一实施例的双层燃烧室系统100的部件对应的部件，但是这些部件会在300序列中。 根据示出了构成第三实施例的双层燃烧室系统300的主燃烧室304的结构的图12可以理解，如与示出了构成第一实施例的双层燃烧室系统100的第二主燃烧室104的图4相比，可以看出，第一和第三实施例的双层燃烧室系统100、300之间的首要差别在于，中心定位的实心桩或柱112已经被有效地移除，代替其采用具有基本翻转方向的C型布置的中心定位的管状结构312。此外，需要注意的是，竖直方向的、径向向内延伸的壁部368被置于第二主燃烧室304之中，这样，壁部368的径向内边部370延伸超过由构成基本C型管状结构312的基本环形壁形成的圆周轨迹，并且，因此稍微向内突出进入C型管状结构312的开放中心区域372中。按照这种方式，当双层旋转阀机构322被置于其所示出的开放位置从而通过入口端口 346和阀室334的方式允许进入的新近的或新鲜的空气/燃料混合物进入主燃烧室304时，代替空气/燃料混合物简单地绕中心定位的管状结构312流动并离开形成在旋转阀机构322中的室336，进入的空气/燃料混合物会遇到径向向内延伸的壁部368，该空气/燃料混合物的流动方向会因此从其原始环形流动通道被改变，这样，空气/燃料混合物现在会绕管状结构312的第一边部374流动，空气/燃料混合物随后会进入到管状结构312的中心区域372，空气燃料混合物随后会有效地绕径向向内延伸的壁部368的径向内边部370流动，并且最后，空气/燃料混合物会绕管状结构312的相对边部376流动，
11从而最终继续其朝向形成在旋转阀机构322中的室336的环形流动路径。 因此可以进一步理解，作为，通过管状结构312和设置于第三实施例的双层燃烧
室系统300的第二主燃烧室304的内部的径向向内延伸壁部312形成的、包括三个附加扭
转或者偏转的上述空气燃料混合物正弦曲线状流体路径的结果，与作为第一实施例的双层
燃烧室系统100特征的、空气/燃料混合物经过简单的环形流体路径相比，可以有效地获得
构成空气燃料混合物的空气和燃料成分的增强的混合。虽然当然可以注意到上述结构是关
于主燃烧室的，但类似结构当然也可以用于预燃烧室302中。 因此可以看出，根据本发明的原理及示教，提供了一种新型、改进后的燃烧室系 统，与内部燃烧动力的紧固件驱动工具一同使用，其包括具有第一和第二预燃烧室和主燃 烧室的双层燃烧室，该预燃烧室和主燃烧室以竖向排列的方式设置并且彼此流体连接。双 层旋转阀机构可操作地连接到双层燃烧室，以便分别控制进入到第一和第二预燃烧室和主 燃烧室中的一个或两者的空气/燃料混合物的引入或进入以及来自第一和第二预燃烧和 主燃烧室中的一个或两者的废气或燃烧产物的引出、扫除或清除。双层旋转阀机构的结构 配置，与构成动力工具的双层燃烧室的内部结构相关联，导致了限定或形成在动力工具的 双层燃烧室内部中的加长、弯曲或弓曲的流体路径，以及燃烧室系统的第一和第二预燃烧 和主燃烧室还有效地由具有多个形成于其中的穴的板有效地分隔开。通过这种方式，多重 喷射或者火焰面有效地以圆周方式形成于本发明的整个燃烧室系统，从而提高燃烧分配以 及峰值压力值的发展。 显然，根据上述示教，能够实现本发明的多种改进及变化。因此可以理解的是，在 权利要求的范围内，可以用如上述特定实施例外其它的方式实施本发明。
权利要求
一种双层燃烧室系统，其包括双层燃烧室，其具有第一燃烧室和第二燃烧室；以及双层阀装置，其可操作地与所述双层燃烧室相关联，用于控制空气/燃料混合物进入到所述第一燃烧室和第二燃烧室中的进入，以及燃烧产物离开所述第一和第二燃烧室的排出。
2. 根据权利要求1所述的双层燃烧室系统，其中所述第一燃烧室和第二燃烧室中的一个被设置在所述第一燃烧室和第二燃烧室中另 一个的上面。
3. 根据权利要求1所述的双层燃烧室系统，其中 所述第一燃烧室和第二燃烧室包括第一预燃烧室和第二主燃烧室。
4. 根据权利要求3所述的双层燃烧室系统，进一步包括设置在所述第一预燃烧室中的点燃装置，用以启动位于所述第一预燃烧室中的点燃。
5. 根据权利要求4所述的双层燃烧室系统，进一步包括板装置，其介于所述第一预燃烧室和第二主燃烧室之间并且分隔所述第一预燃烧室和 第二主燃烧室；以及形成于所述板装置中的多个孔，用于限定用来在所述点燃装置已经启动位于所述第一 预燃烧室中的空气/燃料混合物的燃烧后在位于所述第二主燃烧室中的多个位置启动空 气/燃料混合物燃烧的多个火焰面。
6. 根据权利要求1所述的双层燃烧室系统，其中所述双层阀装置包括双层旋转阀装置，该双层旋转阀装置可旋转地安装到所述双层燃 烧室上用于在开放位置和闭合位置之间移动。
7. 根据权利要求6所述的双层燃烧室系统，其中所述双层旋转阀装置包括用以允许空气燃料混合物进入到所述第一燃烧室和第二燃 烧室中一个的进入的至少一个入口端口 ，以及用以允许燃烧产物离开所述第一和第二燃烧 室中另一个的排出的至少一个出口端口。
8. 根据权利要求7所述的双层燃烧室系统，其中在所述第一燃烧室和第二燃烧室中形成流体路径，所述空气/燃料混合物沿该路径流 动穿过所述第一燃烧室和第二燃烧室，从而具有基本环形的配置。
9. 根据权利要求7所述的双层燃烧室系统，其中所述双层旋转阀装置包括位于所述第一燃烧室和第二燃烧室之间的连接通道，由此通 过所述双层旋转阀装置的方式使所述第一燃烧室和第二燃烧室彼此相互串联地连接，从而 使得空气/燃料混合物从形成于所述旋转阀装置中的入口端口、经过所述第一燃烧室和第 二燃烧室中的一个、经过所述连接通道、经过所述第一燃烧室和第二燃烧室中的另一个并 且经过所述出口端口出去地流动。
10. 根据权利要求7所述的双层燃烧室系统，其中形成于双层旋转阀装置中的所述至少一个入口端口 ，和形成于双层旋转阀装置中的 所述至少一个出口端口，包括形成于所述双层旋转阀装置中的一对入口端口和一对出口端 口，由此可以同时实现空气燃料混合物进入到所述第一燃烧室和第二燃烧室两者的进入， 以及燃烧产物离开所述第一燃烧室和第二燃烧室两者的排出。
11. 根据权利要求7所述的双层燃烧室系统，其中形成于所述双层旋转阀装置中的所述至少一个入口端口 ，和形成于双层旋转阀装置 中的所述至少一个出口端口 ，包括形成于所述双层旋转阀装置中的一对入口端口和一对出 口端口，由此可以单独实现空气燃料混合物进入到所述第一燃烧室和第二燃烧室两者的进 入，以及燃烧产物离开所述第一燃烧室和第二燃烧室两者的排出。
12. 根据权利要求7所述的双层燃烧室系统，其中形成于所述双层旋转阀装置中的所述至少一个入口端口 ，和形成于双层旋转阀装置 中的所述至少一个出口端口 ，包括形成于所述双层旋转阀装置中的一对入口端口和一对出 口端口，由此可以独立实现空气燃料混合物进入到所述第一燃烧室和第二燃烧室两者的进 入，以及燃烧产物离开所述第一和第二燃烧室两者的排出。
13. 根据权利要求7所述的双层燃烧室系统，其中所述流体路径形成于所述第一燃烧室和第二燃烧室中，并且所述空气/燃料混合物沿 所述流体路径流动穿过所述第一燃烧室和第二燃烧室，从而具有基本正弦的配置。
全文摘要
本发明提供了一种用于与内部燃烧动力的紧固件驱动工具结合使用的燃烧室系统，其包括具有第一和第二预燃烧和主燃烧室的双层燃烧室，以及双层旋转阀机构，其可操作地连接到所述双层燃烧室，以便控制空气/燃料混合物的进入及废气或燃烧产物的扫除或清除。所述第一和第二预燃烧和主燃烧室还由具有形成在其中的孔的板分隔，从而使多个喷射或火焰面遍布于所述燃烧室系统而形成。
文档编号F02B19/10GK101755111SQ200880025480
公开日2010年6月23日 申请日期2008年6月30日 优先权日2007年7月25日
发明者约瑟夫·S.·亚当斯 申请人:伊利诺斯工具制品有限公司