CN101326350B - 用于紧固件驱动工具的燃料供给和燃烧室系统 - Google Patents

Abstract

一种燃料供给和燃烧室系统，用于便携式动力工具，例如紧固件驱动工具中，其中该燃料供给和燃烧室系统可使用液体燃料。该燃料供给和燃烧室系统可包括多个燃烧室，用于获得预定的燃烧和动力输出特性。另外，该燃料供给和燃烧室系统可使用分配阀结构，用于将预定量的气体或液体燃料提供到该便携式动力工具的燃烧室中。

Description

用于紧固件驱动工具的燃料供给和燃烧室系统

相关专利申请的互相参考

本专利申请涉及并基于2005年11月16日提交的No.60/597,190的美国临时专利申请。

技术领域

本申请总体涉及便携式动力工具，更具体涉及用于这种便携式动力工具(例如，紧固件驱动工具)的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统。

背景技术

众所周知，便携式动力工具具有各种不同的用于将易燃的燃料引导或装填到适合的燃烧室中的装置。这样的便携式动力工具的一个例子在1990年3月6日授予Veldman的美国专利4,905,634中公开。按照包含Veldman的该便携式动力工具的具体结构，其中公开的便携式动力工具使用各种气态燃料中的任何一种，例如压缩天然气、液化石油气、丁烷或者类似物，并且为了有效地预先确定气态燃料供给到动力工具燃烧室中的速率，而使用手动控制的调节螺纹或计量阀，对引入的气体供给进行微调。另外，如通过前述的手动控制调节螺纹或计量阀确定的引入的气态燃料的引入，也用来有效地促使或导致周围环境空气流进入到动力工具的燃烧室，以用于在完成特定的动力工具点火循环时与将存在于燃烧室内的残留气体相关的净化目的，或用于与随后的动力工具的点火循环的开始有关的装填目的。虽然通过Velsman专利中公开的便携式动力工具所示出的这种便携式动力工具基本是满足要求的，但需注意的是，这种便携式动力工具确实也表现出一些操作上的缺点或局限。

例如，如上文所指出的，这样的便携式动力工具适合与气态燃料关联使用，而不是液体燃料，然而，经常需要与液体燃料关联操作这种便携式动力工具或类似的动力工具。另外，虽然前述的手动控制的调节螺纹或计量阀可预先确定供给到动力工具燃烧室中的气态燃料的速率，但是供给到动力工具燃烧室中的燃料的预定量也很重要，以获得合适的或更精确的空气-燃料的化学计量比。并且，公开在Veldman中的这些便携式动力工具也不涉及想要或需要其获得预定的燃烧和动力输出的特性或参数的多个燃烧室系统。

因此，在该技术领域中需要有用于便携式动力工具如紧固件驱动工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统，其中燃料供给和燃烧室系统能使用液体燃料，并且燃料供给和燃烧室系统可包括多个燃烧室系统，用于获得预定的燃烧和动力输出特性或参数，并且燃料供给和燃烧室系统可使用分配阀(portioningvalve)结构，以用于将预定量的气态或液体燃料提供到便携式工具的燃烧室中。

发明内容

按照本发明的原则和教导，通过提供第一实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统，可获得前述的和其它的目标，该燃料供给和燃烧室系统包括：使用例如液化的液体石油气供给作为便携式动力工具的燃料源；和蒸发器，所述蒸发器结合在例如动力工具的手柄或壳体结构内，以与合适的热源进行有效的热连通，由此该热源能使液化的液体石油气蒸发，并因此将其转化成气态燃料。合适的热源可以是例如周围环境或由动力工具燃烧室产生且从其传送的热。分配阀优选适于介于液化的液体石油气供给装置和蒸发器之间并且可操作地使两者关联，以从液化的液体石油气供给装置向蒸发器提供预定量或预定部分的液化的液体石油气。

按照本申请其它原则和教导，提供了第二实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃料室系统，该燃料供给和燃料室系统包括：使用多个燃烧室，用于获得预定的燃烧和动力输出特性或参数，其中该燃料供给和燃料室系统还包括，例如第一预燃烧室和第二主燃烧室；旁通阀，其介于第一和第二燃烧室之间并在废气净化或清除的条件下将它们流体连接在一起；和射流泵，其设置在第一预燃烧室的下游，用于使预定充量或预定量的燃料进入到第一预燃烧室，并用于使空气引进或者带进预定充量或预定量的燃烧中并与之混合，以形成具有预定化学计量比的空气-燃料混合物。

最后，仍按照本发明的原则和教导，提供了第三实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统，其包括：使用气态燃料供给作为便携式动力工具的燃料源；和分配阀，其介于气态的液体石油气供给和设置在便携式动力工具燃烧室上游的射流泵之间。这样，就从气态的液体石油气燃料供给源向射流泵提供预定量或预定部分的气态液体石油气燃料，并供给到动力工具的燃烧室中。可选地，计量阀可用于向射流泵和动力工具的燃烧室供给气态的液体石油气燃料，并且电动计时脉冲供给控制器可操作地与计量阀联接，用于有效地将其从确定通过其中的燃料流速的计量阀转换成用于确定通过其中的燃料量的分配阀，

附图说明

结合附图从下面的详细说明中将更加充分地认识到本发明的各种其它的特征和伴随的优点，在附图中，相同的参考标记表示相同的或相应的部件，其中：

图1示出了根据本发明的原则和教导构成的第一实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统的示意图，其中该燃料供给和燃烧室系统包括使用：例如液化的液体石油气燃料供给作为便携式动力工具的燃料源；蒸发器，其用于使液化的液体石油气蒸发并因此使其转化为气态燃料，以使其可进入便携式动力工具燃烧室中；分配阀，其介于液化的液体石油气供给和蒸发器之间并将它们可操作地联接，以从液化的液体石油气中将预定量或预定部分的液化液体石油气提供给蒸发器；

图2a和2b示出了按照本发明的原理和教导构成的第二实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统的示意图，其中该燃料供给和燃烧室系统包括使用：多个燃烧室，其包括例如第一预燃烧室和第二主燃烧室；旁通阀，其介于第一和第二燃烧室之间并在废气净化和清除条件下使其流体连接在一起，如图2b中所示；和射流泵，其设置在第一预燃烧室的上游，以允许预定充量或预定量的燃料进入到第一预燃烧室，并且用于使空气引入或者带进到预定充量或预定量的燃料中，以与之混合形成具有预定化学计量比的空气-燃料的混合物；

图3a和3b示出了按照本发明的原理和教导构成的第三实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统的示意图，其中该燃料供给和燃烧室系统包括使用：作为便携式动力工具的燃烧源的气态的液化石油气燃料供给；和分配阀，其介于气态的液化石油气供给和设置在便携式动力工具燃烧室上游的射流泵之间，并且其可在分别如图3a和3b所示的两个可选位置之间移动，以使预定量或预定部分的气态的液化石油气燃料可从气态液体石油气源供给到射流泵，并进入动力工具的燃烧室中；并且

图4示实际上出了对图3a和3b中所示的第三实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统的改进或选择例的示意图，其中，计量阀可用于向射流泵和动力工具的燃烧室供给气态的液化石油气；并且电动定时脉冲供给控制器与计量阀可操作地关联，用于有效地将有效地确定通过其中燃料的流速的计量阀转换成有效地确定通过其中的燃料量的分配阀。

具体实施方式

现在参考附图，特别是参考其中的图1，其公开了按照本发明的原则和教导构成的第一实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统，其总体用参考标记10表示。更具体地可以看到，第一实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统10包括：液化的液体石油气燃料供给12，其作为便携式动力工具的燃料源；和蒸发器14，其包括烧结青铜元件16，用于有效地蒸发液化的液体石油气并因此将其转化为气态的液化石油气燃料，以使其可进入到便携式动力工具的燃烧室18中。另外，分配阀20介于液化的液体石油气燃料12和蒸发器14之间并与它们可操作地流体连接。这样，分配阀20从液化的液体石油气燃料供给12接收液化的液体石油气，并且当分配阀20的喷嘴部22相对于蒸发器14移动时，预定部分或预定量的液化的液体石油气燃料被朝向蒸发器14的烧结青铜元件16排出并且排出到其中或者其上。

蒸发器14适于设置成或结合在例如便携式动力工具壳体的手柄部或其它结构组件内，以有效地设置为与周围环境或便携式动力工具的燃烧室18热连通，以有效地蒸发从分配阀20分配的预定部分的液化的液体石油气燃料。因此，当蒸发器14完成液化的液体石油气燃料的前述蒸发并有效地将其转化成气态的液体石油气燃料时，气态的液体石油气燃料将依次地从蒸发器14的流出孔24被分配到介于蒸发器14和便携式动力工具的燃烧室18之间的射流泵机构26中。射流泵机构26实际上包括：风险型装置(venture-type device)，其有效地使空气引入或者带进通过蒸发器14向便携式动力工具的燃烧室18分配或排出的气态的液体石油气燃料中，以允许引入或者带进的空气与被引导或传送到便携式动力工具的燃烧室18中的前述的气态的液体石油气燃料混合。由于用于便携式动力工具的第一实施方式的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统10的上述结构特征，因此该便携式动力工具可以用液体燃料进行操作，另外，在系统10内使用的分配阀20允许预定量的燃料被供给到便携式动力工具的燃料室18中，以获得适当或更精确的化学计量比的空气-燃料混合物。

现在参考附图2a和2b，其公开了按照本发明的原则和教导的第二实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统，其总体用参考标记110表示。需注意的是，关于第二实施方式的用于便携式动力工具的燃料供给和燃烧室系统110的详细说明，该说明将着重于该第二实施方式的燃料供给和燃烧室系统110的特殊结构特征，然而，该第二实施方式的燃料供给和燃烧室系统110的构件中，其中与图1中公开的第一实施方式的燃料供给和燃烧室系统10的构件相同或相应的构件将采用相同或相应的参考标记指示，只是这些标记属于100系列。能更具体地看出的是，按照本发明的原则和教导，第二实施方式的燃料供给和燃烧室系统110包括使用多个燃烧室，以获得预定的燃烧和动力输出特征或参数。因此，可以看出第二实施方式的燃料供给和燃烧室系统110包括第一预燃烧室128和第二主燃烧室130。

射流泵126，其用于从排出孔124接收气态的液化石油气燃料并且其也使空气引入或者带进，以与气态的液化石油气燃料混合并用于形成具有预定化学计量混合比的空气-燃料混合物，该射流泵适于通过第一二位进气阀机构132流体连接到第一预燃烧室128的上游端部。点火装置，例如火花塞133，设置在第一预燃烧室128内，用于点燃空气-燃料混合物，并且可以看出，在便携式动力工具的点燃、着火和燃烧操作循环期间，止回阀机构134介于第一预燃烧室128和和第二主燃烧室130之间并使其流体互相连接，如图2a所示。工作活塞136可移动地设置在工作汽缸138内，该工作汽缸通过其侧壁部140流体连接到第二主燃烧室130，并且在该便携式动力工具包括例如紧固件驱动工具时，驱动刀片142或相似的紧固件驱动件被固定连接到工作活塞136。还可以看出，第二主燃烧室130的下游端部设置有第二二位排气阀144，并且仍按照本发明的其它原则和教导，在旁路通道148内设置第三二位旁通阀146，从而在便携式动力工具的废气净化和清除操作循环期间，使其介于第一预燃烧室128和第二主燃烧室130之间并将它们流体互相连接，如图2b所示。

更具体的是，关于第二实施方式的用于便携式动力工具的燃料供给和燃烧室系统110的操作，在便携式动力工具的点火、着火和燃烧循环将被触发时，第一进气阀132、第二排气阀144和第三旁通阀146最初设置在打开(OPEN)位置，如图2b中所示，以将预定化学计量的空气-燃料混合物通过射流泵126进入或者充填到预燃烧室128和主燃烧室130中，随后，如图2a中所示，为了有效地获取预燃烧室128和主燃烧室130内的空气-燃料混合物，第一进气阀132、第二排气阀144和第三旁通阀146同时移向它们的关闭(CLOSED)位置。随后，进一步地，第一主燃烧室128内的空气-燃料混合物通过火花塞133点燃，由于在第一预燃烧室128内随后形成压力，所以止回阀机构134被迫移向其打开位置，由此空气-燃料混合物将在二主燃烧室130内进行主要或初步燃烧，以按照已知的原理可操作地驱动工作活塞136，例如，在2005年7月5日授予给Admas的美国专利6,912,988中已经较充分的陈述了所述已知原理，其公开的内容在这里结合参考。在完成动力工具的点火循环后，需要净化或清除第一预燃烧室128和第二主燃烧室130内存在的废气，其通常会在相对高压的条件下完成，以触发或迫使打开止回阀机构134，然而，在相对低压条件下使用射流泵，将不需要这种操作过程。因此，第三旁通阀146的设置解决了该问题，并且由此，在进行净化或清除废气的操作时，第一进气阀132、第二排气阀144和第三旁通阀146同时移回到如图2b中所示的打开位置，由于空气-燃料混合物又从射流泵126充填到第一预燃烧室128中，所以空气-燃料混合物将流过第一进气阀132、预燃烧室128、旁通通道148和旁通阀146以及第二主燃烧室132，并向外流过第二排气阀144，从而带走并排出第一预燃烧室128和第二主燃烧室130内残留的废气或生成物。

现在参考附图3a和3b，其公开了按照本发明的原则和教导构成的第三实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统，其总体用参考标记210表示。由于是与图2a和2b中所示的第二实施方式的用于便携式动力工具的燃料供给和燃烧室系统110相同的情况，同样需注意的是，关于第三实施方式的用于便携式动力工具的燃料供给和燃烧室系统210的详细说明，该说明将着重说明该第三实施方式的燃料供给和燃烧室系统210的特殊结构特征，然而，该第三实施方式的燃料供给和燃烧室系统210的构件中，其中与第一和第二实施方式的燃料供给和燃烧室系统10、110相同或相应的构件，如图1、2a、2b所示，将用相同或相应的参考标记表示，只是它们属于200系列。

更具体的看出的是，按照本发明的原则和教导，该第三实施方式的燃料供给和燃烧室系统210包括气态的液体石油气燃料供给212和分配阀220，该分配阀220可以与如图1中所示的第一实施方式的燃料供给和燃烧室系统10公开的分配阀20相同地操作，其中该分配阀将向射流泵226提供预定量或预定部分的气态的液体石油气燃料，然而，可以看出，该分配阀220可旋转地安装在如图3a中实线所示的第一位置和如图3b中实线所示的第二位置之间。在分配阀220设置在如图3a中所示的第一位置时，该分配阀220设置成与合适的压力调节器250流体连通，该分配阀220有效地联接气态的液体石油气燃料供给212，以调节从气态的液体石油气燃料源212排出的气态的液体石油气的压力，以在预定的所需压力值下接收从气态的液体石油气燃料源212供给的气态的液体石油气，并且在分配阀220设置在如图3b所示的第二位置时，该分配阀220设置成与分配或排出孔结构224流体连通，以向分配或排出孔结构224提供预定量或预定部分的气态的液体石油气燃料，用于传送或引入到射流泵226中，由此该气态的液体石油气燃料可依次被传送到便携式动力工具的燃烧室中。

最后参考图4，其公开了按照本发明的原则和教导构成的第四实施方式的用于便携式动力工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统，其总体用参考标记310表示。由于是与图2a，2b和3a，3b中描述的第二和第三实施方式的便携式动力工具的燃料供给和燃烧室系统110、210相同的情况，同样需注意的是，关于第四实施方式的用于便携式动力工具的燃料供给和燃料室系统310的详细说明，该说明将着重于该第四实施方式的燃料供给和燃烧室系统310的特殊结构特征，然而，该第四实施方式的燃料供给和燃烧室系统310的构件中，其中与图1、2a、2b、3a、3b中公开的第一、第二和第三实施方式的燃料供给和燃烧室系统10、110和210相同或相应的构件，将用相同或相应的参考标记标出，只是它们属于300系列。

更具体来说，第四实施方式的燃料供给和燃烧室系统310基本包括关于第二实施方式的燃料供给和燃烧室系统210的改进结构，其中，代替使用与气态的液体石油气燃料供给212和压力调节器250配合的分配阀220，而是使用计量阀320与气态的液体石油气燃料供给312和压力调节器350配合使用。但是，注意到，计量阀并不需象分配阀那样与该燃烧系统和动力工具配合使用，，而是该计量阀将控制特殊燃料分配的速率，计量阀不能提供所分配燃料的预定量或预定体积。因此，根据本发明的原则和教导，电计时脉冲控制器352可操作地连接到计量阀320，以通过以预定次数控制计量阀的打开和关闭，来有效地将计量阀320转化成分配阀，以使来自气态的液体石油气燃料供给312的预定量或预定体积的气态液体石油气燃料从分配孔或排出孔324向射流泵326分配并且分配于其中。

因此可以看出，按照本发明的原则和教导，其提供一种用于便携式动力工具例如紧固驱动工具的新的且改进的燃料供给和燃烧室系统，其中，该燃料供给和燃烧室系统可使用液体燃料和与之连接的蒸发器。另外，该燃料供给和燃烧室系统可包括多个燃烧室系统，用于获得预定的燃烧和动力输出特性或参数，该多个燃烧室系统与设置在第一预燃烧和第二主燃烧室之间的废气净化或清除旁通机构连接。进一步的，该燃料供给和燃烧室系统可使用分配阀结构，用于将预定体积或预定量的气态燃料或液体燃料提供到便携式动力工具的燃烧室中。

显而易见，根据上述教导本发明可以有多种变型和改进方式。因此，应该理解的是，在后附的权利要求书的范围内，可以采用除了在此明确描述的方式之外的方式实现本发明。

Claims (11)

1.一种用于动力工具中的燃料供给和燃烧室系统，包括：

燃烧室；

液体燃料供给源，其容纳供给的液体燃料；

阀装置，所述阀装置为分配阀，所述分配阀流体连接到所述液体燃料供给源，用于从所述液体燃料供给源分配预定量的所述液体燃料；和

蒸发器装置，其第一端部流体连接到所述分配阀，用于将由所述分配阀分配的所述预定量的所述液体燃料转化为气态燃料，并且其第二端部流体连接到所述燃烧室，用于向所述燃烧室提供所述气态燃料。

2.如权利要求1所述的燃料供给和燃烧室系统，其中：

所述的液体燃料供给源包括液化的液体石油气燃料供给。

3.如权利要求1所述的燃料供给和燃烧室系统，其中：

所述的蒸发器装置包括烧结青铜元件。

4.如权利要求1所述的燃料供给和燃烧室系统，还包括：

射流泵，其介于所述的蒸发器装置和所述的燃烧室之间，用于将空气带进所述分配的气态燃料中，以形成具有预定化学计量比的空气-燃料混合物，用于引入到所述的燃烧室中。

5.一种用于动力工具中的燃料供给和燃烧室系统，包括：

预燃烧室；

主燃烧室，其流体连接到所述预燃烧室的下游端部；

射流泵，其流体连接到所述预燃烧室的上游端部，用于将空气-燃料混合物分配到所述的预燃烧室中；

止回阀，其介于所述预燃烧室和所述主燃烧室之间，用于在燃烧循环期间在所述的预燃烧室内达到较高的预定压力水平时将所述预燃烧室流体连接到所述主燃烧室；

旁通阀，其介于所述预燃烧室和所述主燃烧室之间，用于当净化的空气-燃料混合物从所述射流泵引入到所述预燃烧室中时，在相对较低压的废气净化条件下，将所述预燃烧室流体连接到所述主燃烧室。

6.如权利要求5所述的燃料供给和燃烧室系统，其中：

所述旁通阀是二位阀。

7.如权利要求5所述的燃料供给和燃烧室系统，还包括：

进气阀，其设置在所述预燃烧室的所述上游端部内，以介于所述射流泵和所述预燃烧室之间；和

排气阀，其设置在所述主燃烧室下游端部内。

8.如权利要求7所述的燃料供给和燃烧室系统，其中：

所述进气阀和所述排气阀是二位阀。

9.一种用于动力工具内的燃料供给和燃烧室系统，包括：

气态燃料供给源，其包含供给的气态燃料；

分配阀装置，其流体连接到所述气态燃料供给源，用于从所述气态燃料供给源分配预定量的所述气态燃料；和

射流泵，其具有流体连接到所述分配阀装置的第一端部和适于被流体连接到动力工具的燃烧室的第二端部，用于将由所述分配阀装置分配的所述预定量的所述气态燃料输送进该燃烧室中。

10.如权利要求9所述的燃料供给和燃烧室系统，其中所述分配阀装置包括：

计量阀；和

脉冲控制器，其可操作地连接到所述计量阀，用于控制所述计量阀，以允许所述计量阀从所述气态燃料供给源分配所述预定量的所述气态燃料。

11.如权利要求10所述的燃料供给和燃烧室系统，其中：

所述脉冲控制器包括电计时脉冲控制器。

Images