用于燃?xì)饪炯艿谋⌒投喙苋紵鞯闹圃旆椒?br>【專利說明】用于燃?xì)饪炯艿谋⌒投喙苋紵?br>[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求2013年3月5日提交的美國臨時專利申請序列號61/772，828的權(quán)益，所述申請通過引用整體地結(jié)合于本文中。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前領(lǐng)域中，大多數(shù)燃?xì)饪炯芫哂蟹浅１恐氐幕鹣?firebox)，其具有幾個缺點:1)它們對于搬運和安裝而言太重，并且重量使它們對運輸和搬運而言太昂貴；2)它們由于需要更多材料制作太昂貴；以及3)因為火箱的大體積，它們熱效率較低。當(dāng)研究若干類型的目前市售的烤架時，會理解為何火箱被制作得如此笨重。主要原因在于燃燒器的設(shè)計。在大多數(shù)情況下，在平均150平方英寸(17〃長X8-1/2〃寬)的烹飪區(qū)下使用單管燃燒器，但在一些情況下，在200平方英寸至240平方英寸的烹飪區(qū)下使用具有單控制閥的兩管燃燒器。這些常規(guī)的燃燒器設(shè)計需要大火箱來實現(xiàn)足夠的熱用于烹飪，以及通過安全使用所需的燃燒測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]待解決的問題是如何使火箱對燃?xì)饪炯芏员M可能薄。為了制作更薄的火箱，燃燒器管需要更靠近烹飪爐排定位。與這種方法相關(guān)聯(lián)的主要挑戰(zhàn)是產(chǎn)品認(rèn)證所要求的燃燒測試的失敗。單管燃燒器上有限數(shù)量的端口以較高和較強的火焰燃燒燃?xì)?，所述較高和較強的火焰沖擊烹飪爐排(cooking grate)或福射元件并且使所述燃燒測試失敗。為了解決此問題，燃燒器需要被設(shè)計成具有多個管，使得能夠容納更多燃燒器端口來使火焰較短和較弱，以避免火焰沖擊。添加附加的文丘里管(venturi tube)或管，以與例如前歧管和后歧管的多個歧管連通。還進行其他調(diào)整，以用限流器等的形式來均衡燃?xì)鈮毫Α?br>【附圖說明】
[0004]圖1是烤架結(jié)構(gòu)中一種類型的現(xiàn)有技術(shù)的燃燒器的局部剖視圖；
圖2是圖1中所示的所述類型的現(xiàn)有技術(shù)的燃燒器的透視圖；
圖3是本薄型(thin profile)燃燒器的實施例的透視圖；
圖4是圖3中所示的燃燒器的另一透視圖；
圖5是具有文丘里-歧管接口的詳細(xì)視圖A和詳細(xì)視圖B的沿圖4的線5-5所取的剖面圖；
圖6是本薄型燃燒器的替代性實施例的透視圖；
圖7是具有文丘里-歧管接口的詳細(xì)視圖C和詳細(xì)視圖D的沿圖6的線7-7所取的剖面圖；
圖8是示出了現(xiàn)有技術(shù)的燃燒器和本薄型燃燒器的相對輪廓的示意圖；
圖9是具有文丘里-歧管接口的詳細(xì)視圖A和詳細(xì)視圖B的本燃燒器的替代性實施例的部分以剖面示出的透視圖； 圖10是本燃燒器的另一實施例的分解透視圖；以及圖11是在前面的附圖中示出的燃燒器的透視圖，此處其以組裝的狀態(tài)示出。
【具體實施方式】
[0005]現(xiàn)在更具體地參考附圖，并且特別是參考圖1，10—般標(biāo)示燃?xì)鉄炯?gasbarbecue grill)的火箱?；鹣?0能夠被安裝在如本領(lǐng)域中公知的手推車(cart)組件上，或者它能夠被安裝在適當(dāng)材料的固定式構(gòu)造中，例如在支架上或在戶外廚房中。所述火箱具有前面板11，所述前面板11具有用于燃?xì)忾y以及還用于燃?xì)獾狞c火的控制裝置。設(shè)置在火箱10中的是平行管燃燒器12。安裝在燃燒器12上方的是輻射材料，例如陶瓷玻璃或金屬板13，其用作通過燃燒器加熱的紅外發(fā)射器。安裝在發(fā)射器13上方的是烹飪爐排14，在其上放置待烹飪的食物。
[0006]在剖視版本中能夠看到，燃燒器12以具有大致平行的縱向構(gòu)件15的格狀布置形成，所述縱向構(gòu)件15在其每個端部處通過半圓形導(dǎo)管16來連接。縱向構(gòu)件15能夠利用半圓形導(dǎo)管部段16連續(xù)地形成，或它們能夠被分離地形成，并且組裝到處于中心的燃?xì)馄绻苤?，如圖2中所示。通過對于本領(lǐng)域而言已知的以及在圖1和圖2中圖示的方法，燃?xì)獗辉S可進入到燃燒器管，所述方法包括操作燃?xì)忾y的控制旋鈕通過合適的導(dǎo)管將丙烷氣(propane gas)發(fā)送到抽吸器，在那里，氣體與初級燃燒空氣(primary combust1n air)混合，并且被發(fā)送到歧管21，用于分配到燃?xì)馊紵鞴?2。在圖1和圖2中所示的現(xiàn)有技術(shù)的實施例中，沒有試圖減小燃燒器系統(tǒng)的深度，并且燃燒的產(chǎn)物被路由到平板再輻射元件的前后。
[0007]燃?xì)庠谌紵鞴苤械狞c火可以通過使用接近燃燒器12合適地放置的跨電極(未示出)電弧放電的火花發(fā)生器、相似放置的熱表面點火器及其他已知的方法來實現(xiàn)。
[0008]圖3是本薄型燃燒器30的一個實施例的透視圖。此燃燒器具有前歧管32、后歧管34以及至少一個細(xì)長的文丘里管36，所述文丘里管36此處示出為處于燃燒器的中央。所述細(xì)長的文丘里管與前歧管和后歧管流體連通。燃燒器管38也與前歧管和后歧管流體連通。合適的可燃性氣體經(jīng)由文丘里管40被引入到燃燒器中。當(dāng)燃?xì)膺M入時，它以本領(lǐng)域中已知的方式通過抽吸器42來抽取對燃燒而言必要的空氣中的一部份(如果不是全部)。為了便于描述，可燃性氣體/空氣混合物在本文中一般將被稱為燃?xì)夤?yīng)(gas supply)。
[0009]如具有詳細(xì)視圖A和詳細(xì)視圖B的圖4和圖5中所示，進入前歧管的燃?xì)夤?yīng)利用限流裝置來限制，例如，相對小的孔39或擋板(baffle)(詳細(xì)視圖A)，而在后部中沒有限制(詳細(xì)視圖B)。在現(xiàn)有技術(shù)中，如果現(xiàn)有技術(shù)的燃燒器構(gòu)造有兩個歧管(它們沒有)，由于燃?xì)夤?yīng)首先進入前歧管，則燃?xì)庠谇捌绻?2中比在后歧管34中正常地將具有更高的壓力。在圖2中所示的現(xiàn)有技術(shù)的燃燒器中，燃?xì)庠谌紵鞴茏羁拷細(xì)馊肟诘牟糠种芯哂休^高的壓力。所述擋板或孔39至少部分地抑制燃?xì)夤?yīng)的進入。限流裝置此處被示出為處于文丘里管中。它們也可以被內(nèi)置到歧管中，并且實現(xiàn)基本上相似的結(jié)果。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)造將在前部燃燒器管中產(chǎn)生相對強的火焰，并且在后部燃燒器管中產(chǎn)生相對較弱的火焰。因此，在伴隨的烹飪均勻性的變化、熱點以及一般低效率的性能的情況下，均勻加熱將會是并且是難以實現(xiàn)的。在前歧管供應(yīng)接口 41中具有限制孔并且后歧管供應(yīng)接口 43中沒有限制的情況下，燃?xì)獗痪鶆虻胤峙洳⑶一鹧嬖谇安亢秃蟛恐芯哂谢旧舷嗟鹊母叨取?br>[0011]再次參考圖5中的細(xì)節(jié)A，代替現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)的、完全打開的文丘里管，形式為小孔39的限流器在前部文丘里歧管接口 47處被內(nèi)置到細(xì)長的文丘里管或歧管自身中。這與細(xì)長的文丘里管36和后歧管34的完全打開的接口 43形成對比。此構(gòu)造均衡了前歧管和后歧管之間(并且因此，燃燒器管它們自身中)的燃?xì)鈮毫Α．?dāng)可燃性氣體-空氣混合物被點燃時所產(chǎn)生的火焰是相對矮的，并且與在現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計中看到的相比具有較小的速度。因此，燃燒器能夠具有更薄的輪廓，并且能夠更靠近放置在燃燒器和烹飪爐排之間的IR發(fā)射器或其他輻射材料定位。
[0012]查看圖5的細(xì)節(jié)，將看到細(xì)長的文丘里管以其全直徑通向后歧管，并且通過一組小孔通向前歧管32。前部處的面積與后部處的面積的比率是60%。在這種情況下，對后歧管的開口處于其最大限度，并且無法進一步增加。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將清楚的是，如圖5的細(xì)節(jié)中所示的到后歧管的進口和到前歧管的進口之間的流阻的差異大于面積比所給出的差異。這是因為，給定相同的初始條件，穿過許多小開口的壓力下降遠(yuǎn)大于穿過一個相同面積的大開口的壓力下降。這是流體力學(xué)的公知事實。
[0013]取決于燃燒器的尺寸、期望的流率和燃?xì)獾念愋?，面積比的變化可能是必要的，并且能夠通過改變前部中的孔的數(shù)量和尺寸以及通過在后部中引入圖7中所示的特征來改變，其中，通向后歧管的開口的面積能夠與文丘里管的直徑相同，但流阻將更大?？商娲兀軌蚴惯@些開口的面積小于文丘里管的面積，并且仍然大于對前歧管的開口。
[0014]給定這些可能的變化，到前歧管的入口的面積與到后歧管的入口的面積的比率能夠是從50%到70%。或者它們能夠范圍從40%到75%。目的在于平衡前歧管和后歧管中的壓力和流量，以避免先前概述的不良影響。
[0015]圖6和圖7中不出了一替代性實施例。這里，燃燒器60具有前歧管62、后歧管64以及中央的細(xì)長文丘里管66。在此設(shè)計中，文丘里管/前歧管接口 61和文丘里管/后歧管接口 63的兩個端部構(gòu)造有降流孔隙(flow reducing aperture)。如詳細(xì)視圖C和詳細(xì)視圖D中所示，前部接口處的孔隙65小于后部接口處的孔隙67。作為結(jié)果的前部處的燃?xì)鈮毫Φ慕档蛯?dǎo)致燃?xì)鈮毫υ谇捌绻芎秃笃绻苤g(并且因此，在連接的燃燒器管自身中)的均衡。
[0016]雖然限流器被示出和描述為孔隙，但也預(yù)期了用于限制燃?xì)饬髁康钠渌b置，例如，可以利用狹縫、閘門、閥以及在本領(lǐng)域中已知的其他裝置。
[0017]另一實施例提出了一種構(gòu)造，其中，改變?nèi)紵鞴苤械亩丝诔叽鐏砭馊細(xì)鈮毫?。在這種設(shè)計中，較接近管的中心或處于管的中心處的燃燒器端口大于較靠近端部的那些燃燒器端口。這也實現(xiàn)了壓力均衡。
[0018]附圖中所示的燃燒器30和燃燒器60被示出為具有中央的細(xì)長文丘里管。這并不意在是限制性的，并且附加的一個或多個前-后連接的文丘里管能夠被定位在一個或多個不同的位置，即偏離中心、左邊、右邊等。文丘里管/歧管導(dǎo)管可以被形成為單制造件，或者它可以是以流體密封方式形成和連接的分離件。
[0019]在對于燃燒測試具有成功的結(jié)果之后，系統(tǒng)經(jīng)過全面測試并且具有一些意想不到的結(jié)果:
1)燃燒器非常均勻地加熱爐排。與具有從25度至50度的溫度增量(Delta-T)的常