CN102124272A - 户外加热器双圆顶红外热反射器/转换器 - Google Patents

Abstract

公开了户外加热器双圆顶红外热反射器/转换器。户外加热器圆顶附接器可附接于常规的户外加热器，使得圆顶附接器覆盖加热器的热屏蔽器，同时维持它们之间的空气间隙。优选地，有支座脊或其他特征被建于圆顶附接器中，以维持该空气间隙并且防止空气在热屏蔽器和圆顶附接器之间自由地流动。圆顶附接器体现非常低的热负荷，使得在热屏蔽器和圆顶附接器之间几乎不发生热传导，使得加热器的能量中的更多被朝向使用区域反射。最后，圆顶附接器的周边向下延伸，至少直到其与户外加热器热屏蔽器的周边基本上水平地共面。

Description

户外加热器双圆顶红外热反射器/转换器

本申请在5/29/2008提交的临时申请序列号61/130,292的一年内提交，并且要求5/29/2008提交的临时申请序列号61/130,292的优先权。

发明背景

1.发明领域

本发明大体上涉及室外的户外加热装置，并且更具体地涉及户外加热器双圆顶红外热反射器/转换器。

2.相关技术的描述

以丙烷作燃料的加热器广泛用于加热室外空间。许多饭店和旅馆提供加热器以在晚上加热室外服务区。在这样的接待环境(hospitality environment)中使用的典型的加热器是利用五加仑丙烷气瓶(five gallon propane cylinder)作为燃料的大单元，虽然本文讨论的相同问题适用于以天然气作燃料的以及电的加热器。多年来已经产生了这些“户外”加热器的家用，创造了对于家用来说理想的较小的置于桌面(table-top)的类型。除规模/大小外，桌面单元的元件与全尺寸模型是基本上可比较的。图1是常规的(桌面)户外加热器10的透视图。

户外加热器10具有基座12，在基座12内容纳丙烷气瓶。柱14从基座12向上延伸至燃烧器16。丙烷流动经过柱14以向燃烧器16供应燃料。根据推测，出于安全性原因，燃烧器16在顶部有热屏蔽器(heat shield)18，并且通常由防护器20围绕。热屏蔽器18由圆形的(通常)周边24界定，并且被紧固螺帽22(或被某些其他紧固系统)可移除地附接于燃烧器16。

虽然常规的户外加热器10对于在室外娱乐或以其他方式花费时间的同时增加个人舒适度来说是非常便利的，但是其会遭受与低效率(大燃料消耗)有关的问题以及与燃料的燃烧有关的环境问题。虽然有使用固定燃料源(例如天然气)而不是自容纳的丙烷罐的可用的加热器，但是大多数加热器10采用便携式的源。桌面单元通常太小以致无法具有用管输入的燃料源，并且管道将损害甚至具有桌面单元的效用。对于大模型来说，如果使用持久的管输送燃料源，会损失加热器的便携性。

由于这些原因，一体罐是到目前为止户外加热器10的最有用的类型。该罐类型的缺点是具有有限量的可用燃料。因此，任何增加加热器10和/或燃烧器16的效率的方式将延长罐中的燃料的寿命，并且因此减少罐更换的次数。此外，通过增加效率以及通过减少燃料消耗，预期的是，与增加数量的有效的以丙烷为燃料的加热器相关联的环境担忧将得到减轻。

发明概述

考虑到与现有的附接器(attachment)和装置相关联的上述问题，本发明的一个目的是提供户外加热器双圆顶红外热反射器/转换器(Patio Heater Double Dome Infrared Heat Reflector/Converter)。户外加热器圆顶附接器应当可附接于常规的户外加热器，使得圆顶附接器覆盖加热器的热屏蔽器，同时保持圆顶附接器和热屏蔽器之间的空气间隙。应当有支座脊(standoff ridge)或其他特征被建于圆顶附接器中，以保持热屏蔽器和圆顶附接器之间的该空气间隙并且防止空气自由地流动通过。圆顶附接器应当体现非常低的热负荷，使得在热屏蔽器和圆顶附接器之间几乎不发生热传导，使得通常损失于加热器上方的空气的加热器能量作为辐射热被反射回来并且被辐射至燃烧器区域，并且最终朝向使用区域。最后，圆顶附接器的周边应当向下延伸，至少直到其与户外加热器热屏蔽器的周边基本上水平地共面。

附图简述

本发明的目的和特征被认为是新颖的，并在所附的权利要求中特别阐明。本发明，关于其结构和操作的方式，以及进一步的目的和优势通过参照以下与附图结合的描述可以得到最好的理解，在附图中：

图1是常规的户外加热器的透视图；

图2是本发明的附属于图1的加热器的优选实施方案的部分分解透视图；

图3是图1和2的附接器和加热器的透视图；

图4是图2和3的附接器的俯视图；

图5是图2、3和4的附接器的部分剖视侧视图；

图6是图2-5的支座脊的剖视侧视图；

图7是本发明的第二个优选的实施方案的俯视图；

图8是图7的附接器的去皱节段(uncrumple section)的部分剖视侧视图；

图9是图7的附接器的支座凹痕(standoff dimple)的部分剖视侧视图；

图10是图7的附接器的外边缘区域的部分剖视侧视图；

图11是本发明的第三个优选的实施方案的俯视图；以及

图12是图11的附接器的圆顶构件的部分剖视侧视图。

优选实施方案详述

以下描述被提供以使本领域的任何技术人员能够制造和使用本发明，并且阐明了由发明人构想的实施其发明的最好的模式。然而，各种修改对于本领域的技术人员来说将仍然是容易地明显的，因为本文已经专门地定义了本发明的一般原理，提供户外加热器双圆顶红外热反射器/转换器。

通过初始地考虑图2，本发明可以得到最好的理解。图2是本发明30的附属于图1的加热器10的优选的实施方案的部分分解透视图。双圆顶附接器30是次要构件(secondary member)，该次要构件被设计为紧密地配合在加热器10的热屏蔽器18的上方并且紧密地配合在加热器10的热屏蔽器18上。在所描绘的加热器10模型中，紧固螺帽22被从紧固柱螺栓26旋松，并且然后附接器30被放置在柱螺栓26上并且螺帽22被再附接。

已知，某些户外加热器制造者和模型使用各种螺栓布置，以将热屏蔽器18固定于加热器10。例如，一个现有的模型使用三个柱螺栓，而不是一个。这些不同的螺栓/柱螺栓布置被本发明以几种方式纳入。首先，圆顶附接器30设置有预形成于圆顶附接器的中央区域中的许多孔。第二，使用者具有有关在双圆顶附接器30中形成的定制孔的说明，用于那些预形成的孔不能与其加热器10模型对齐的情况。

在另一点，双圆顶附接器30可以获得各种形状(圆形、正方形等等)和大小(小、中、大)，使得在现在的市场上和在将来可获得的基本上所有可以想象的类型的户外加热器10都可以被纳入。

如果现在转向图3，那么可以看到加热器10和双圆顶附接器30如何作为组合装置(combination)出现。图3是图1和2的附接器30和加热器10的透视图。如可以看到的，一旦被紧固螺帽22固定，那么双圆顶附接器30完全覆盖原来设备的热屏蔽器18。在该位置中，发现附接器30收集、反射和再辐射从热屏蔽器向上辐射和对流的热能中的很大的量。

图4提供本发明的额外的设计细节。图4是图2和3的附接器30的俯视图。以其最简单的形式，圆顶构件32由非常薄的铝板材料制成。使用非常薄的材料的目的是最小化附接器30的热质量(thermal mass)。如果热质量非常低，那么附接器30将反射和辐射能量而不是保留同样多的热，由此产生另一个辐射热源。被捕获的热能中的很多被返回至辐射元件，由此增加了从该元件以及从热屏蔽器辐射的热(见图1)。

耐久性或美学品质也可以通过为圆顶构件32使用多层材料而得到增强。多层材料将趋于比单一薄层的材料的刚性更强，并且将提供装饰上的选择，例如向构件32浮雕标识和其他设计的能力。虽然这样的选择在单层类型的圆顶构件32中以有限的方式可获得，但是对于多层类型来说将是额外的选择。

圆顶构件32应当略微大于热屏蔽器(见图1)，使得来自燃烧气体的上升的热将被捕获。优选的是，在热屏蔽器和圆顶构件32之间有约二(2)厘米的空气间隙。在双圆顶构件32的周边34和热屏蔽器周边24(以虚线示出)之间的悬垂部分38应当使得圆顶构件32向下延伸，直到其周边34与热屏蔽器周边24至少平齐(在水平面中)。如上文讨论的，中央孔36被设置以接收户外加热器的穿过中央孔36的紧固柱螺栓。在不需要孔36的情况下，可以向使用者提供帽以覆盖孔36。

为了最大化附接器30的效率，在热屏蔽器的顶部和附接器30的底部之间必须有微小的间隙(如上文讨论的，是约2厘米)。该间隙由从圆顶构件32的底表面向下延伸的元件创造。在所描绘的类型中，这些间隔件元件是支座脊40A-40F。每个支座脊40A-40F是圆顶构件32中的靠在热屏蔽器的顶部上的起皱部分，并且将圆顶构件和热屏蔽器之间的空气间隙保持为仅有最小量的物理接触(以最小化传导)。支座脊(例如40A)设计的下端特征是截锥形的一部分，而不是半径，以允许水和其他碎屑离开。此处有六个支座脊40A-40F；在其他类型中，可以提供更多或更少的脊40A-40F。

支座脊40A设计仅是可以由附接器30提供以保持热屏蔽器和附接器30之间的合适的间隔的一个简单类型的结构。也可以可选择地使用夹持物、支架、钉(peg)或其他装置。

最后，转向图5和6以更详细地观察支座脊细节。图5是图2、3和4的附接器30的部分剖视侧视图。图6是支座脊40E的剖视图。

如提到的，支座脊40E由多个被冲压或以其他方式形成在圆顶构件32中的弯曲部42形成。弯曲部42由半径R1和R2限定。虽然R1和R2可以是不同的以用于不同的圆顶30设计，但是在本实施例中，它们是彼此相同的。此处，R1和R2二者都是0.5(二分之一)英寸，以形成平滑的脊40E。

脊40E将因此被仿形以匹配圆顶构件32的抛物线形状或球形形状，使得其准确地反映(mirror)热屏蔽器的形状。虽然已经观察到基本上所有热屏蔽器都是基于这些形状，但是在其他形状可用或进入市场的情况下，本发明将提供匹配新形状的轮廓的双圆顶附接器30。此外，为圆顶构件32选定的材料被选择成可以由使用者形成的类型，从而其将反映热屏蔽器的形状(见图1)(以及可能甚至由终端用户形成或修整以适应)。

以下的表I显示了常规的40,000BTU的户外加热器在本发明的双圆顶附接器30的安装之前和之后的测试数据。

^*请注意，已经采取了所有可能的措施以保持测量精确和变量可控。在58华氏度的环境温度的无风条件下使用标准的“Endless Summer”(商标)40,000BTU户外加热器进行测试。

使用由未抛光的0.025″铝片制造的原型的(prototype)双圆顶及热引导机(Double Dome and Heat Director)进行这些测试。越薄的和/或越高反射性的铝进行得越有效。

在最高的堆积温度下的燃料节约的百分比^**

以华氏度计的测量	原有的(stock)	有双圆顶	在堆积温度的气体节约W/圆顶的％
				在32″的辐射收集器	135	166	29％
燃烧器保持器的顶部	782	906	34％

^**通过从在具有所安装的装置的线上的最大消耗温度处的最高堆积温度画出穿过图的水平线来计算气体节约。将该温度的使用原有装置(device stock)的气体消耗除以6.5(在该温度的最大气体消耗)，以获得在该温度的使用该装置的“堆积”消耗的百分比。100％-消耗的百分比＝节约的百分比。对于计算，参见下面的注解。

数学注解：

由辐射收集器处温度节约的燃料的百分比：

气体节约W/圆顶的％

4.6(0.046m³每分钟)/6.5(0.065m³每分钟)＝71％消耗，

100％-71％＝29％燃料节约

由燃烧器保持器的顶部处温度节约的燃料的百分比：

气体节约W/圆顶的％

4.3(0.043m³每分钟)/6.5(0.065m³每分钟)＝66％消耗

100％-66％＝34％燃料节约

气体消耗的温度：原有的(stock)&带双圆顶的^*

如此处所示，在双圆顶附接器30以高和低两种设置安装之后，加热器实际上产生明显更高的温度。使用者可以选择将燃料流的百分之二十五至三十收回到加热器，并且仍然享有向使用区域的与未被如此收回的未修改加热器相同的辐射热输出。因此，燃料罐将预期持续比现有的标准加热器长百分之二十五至三十的时间，并且将提供更低的燃料消耗以及更低的碳排放的环境收益。

图7描绘了本发明的附接器30的第二个优选的实施方案，其是本发明的俯视图。这种类型的附接器30的圆顶32将由非常薄的铝(优选在0.006至0.008英寸厚的范围内)制成，并且具有明亮的发光的抛光(finish)。代替支座脊(见以前的图)，这种类型30具有分散在圆顶32周围的多个支座凹痕72。应当理解，某些(未描绘)类型可以具有各种支座突出部(standoff protrusion)(脊形的、凹痕形的或其他形状)。

这种实施方案30被设计以移动为平的(ship flat)，但是允许使用者将其放置在加热器上(见图1和2)，并且然后将其向下拉动，直到其适应热屏蔽器的形状(见图1和2)。这种功能性是可能的，因为圆顶32被配置为具有交替的去皱节段74和平滑节段75。支座凹痕72形成在平滑节段75中。去皱节段74具有形成在其中的同心“波”或皱褶，以允许使用者视情况再成形圆顶32的轮廓。

有一中央凹痕73被设计为从圆顶构件32可拆卸。基本上，中央凹痕73是具有可以弹出(pop out)的底部的支座凹痕72。这种设计适应多种户外加热器(见图1和2)，因为某些加热器不具有中央连接螺栓(见图2)，而某些具有中央连接螺栓。无论加热器上是否存在中央连接螺栓(见图1和2)，附接器30将被从附接器30的外边缘向下延伸的多个固定夹持物(securing clip)70保持(至少部分地)于热屏蔽器(见图2)，如下文结合图10的描述讨论的。

在这种示例性的类型30中，还有加强夹持物(reinforcing clip)85，加强夹持物85附接于圆顶构件32的外边缘以向每个固定夹持物70提供额外的加强强度。图10以剖视侧视图描绘了这些加强夹持物85。

图8是图7的附接器的去皱节段74的部分剖视侧视图。如所示的，节段74由一系列圆形的同心皱褶76制成，同心皱褶76将允许圆顶构件的“伸展”和压缩(见图7)以适应热屏蔽器(见图2)。皱褶76可以由如所示的平滑的弯曲部制成或根据期望由其他形状制成。

图9是图7的附接器的支座凹痕72的部分剖视侧视图。基本上，支座凹痕72具有与支座脊相同的形状(见图4和6)，但是以圆而不是长脊的形式。凹痕72将提供与脊相同的功能性(见图4和6)。

最后，图10是图7的附接器的外边缘区域的部分剖视侧视图。附接夹持物(attachment clip)70是从圆顶构件32的外边缘向内延伸的并且被加强夹持物覆盖以增强固定夹持物的附接的可弯曲的金属条。在所描绘的类型中，有被捕获在形成于圆顶构件32的外边缘中的折叠80内的周边环稳定器78。环稳定器78用于增强圆顶构件32，使得其将具有足够的耐久性并且将不受风或其他恶劣天气的影响。

夹持物70优选被捕获在形成于环稳定器78周围的折叠80内并且用外部夹持物或环增强。夹持物70可以被弯曲以适应热屏蔽器的下表面(见图1和2)，以将附接器(见图7)牢固地保持在适当位置。

图11和12描绘了本发明的附接器30的第三个实施方案。图11是第三个实施方案30的俯视图，并且图12是这种类型30的圆顶构件32的部分剖视侧视图。此处，凹痕72作为图4中描绘的那些和图8中描绘的那些之间的某种混合而形成，即它们有些是长的而不是圆的。此外，凹痕72的底部将趋于具有略微弄平的底部，以促进附带的水和类似物的排放。

这种类型30的另一个区别是，在距离圆顶构件32的中央多个不同的距离处有多个中央凹痕73。这些凹痕73中的每个具有如果期望的话可以被穿孔的向下突出的圆顶，以容纳穿过其(即从户外加热器-见图1和2)的安装螺栓。

最后，以及如图12中描绘的，这种类型30的平滑节段75被弯曲为与圆顶构件32的中央处的平滑节段相同的轮廓。去皱节段74在圆顶构件32处于被弄平的状态时将倾斜(如所示的)，但是在附接器30附接于户外加热器时(见图1和2)将被仿形以适应热屏蔽器(见图1和2)。

本领域的技术人员将意识到，可以配置对于刚刚描述的优选的实施方案进行的各种适应和修改，而不偏离本发明的范围和精神。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，可以不同于本文专门描述的来实行本发明。

Claims (20)

1.一种用于户外加热器的附接器，所述加热器具有直立柱、从所述直立柱向上延伸的燃烧器单元以及由周边界定的可定位在所述燃烧器单元的顶部处的热屏蔽器，所述附接器包括：

圆顶构件，其在与所述热屏蔽器有间隔关系的大体上并置的位置中可附接在所述热屏蔽器的顶部。

2.根据权利要求1所述的附接器，其中所述圆顶构件的所述中央部分由形成在其中的多个支座突出部限定，所述脊从所述圆顶构件以分离距离向下突出。

3.根据权利要求2所述的附接器，借此当所述圆顶构件定位在所述热屏蔽器的顶部时，所述支座突出部接触所述热屏蔽器，以提供近似等于所述圆顶构件和所述热屏蔽器之间的所述分离距离的间隙。

4.根据权利要求3所述的附接器，其中每个所述支座突出部被形成在所述圆顶构件中，使所述圆顶构件的材料变形以形成所述圆顶构件的顶表面中的凹陷部以及所述圆顶构件的底表面中的相应的突出部，每个所述凹陷部具有以实质上平行的相对间隔关系的三个弯曲部。

5.根据权利要求4所述的附接器，其中所述圆顶构件由至少一种薄的铝板制成，所述板在厚度上小于五毫米。

6.根据权利要求5所述的附接器，其中每个所述弯曲部由0.5英寸半径的弯曲部限定。

7.根据权利要求6所述的附接器，其中所述圆顶构件进一步由形成在所述圆顶构件的中央的孔限定。

8.根据权利要求1所述的附接器，其中所述圆顶构件为大体上圆形的周边形状和弯曲的中央部分。

9.根据权利要求1所述的附接器，其中所述圆顶构件具有大体上矩形的周边形状和锥形的中央部分。

10.根据权利要求1所述的附接器，其中所述圆顶构件具有大体上卵形的周边形状和弯曲的中央部分。

11.一种户外加热器，包括：

直立柱；

燃烧器单元，其从所述柱向上延伸；

热屏蔽器，其在所述燃烧器单元的顶部；以及

圆顶构件，其在所述热屏蔽器上方的并置的位置中，所述圆顶构件具有至少一个支座突出部，所述支座突出部从所述圆顶构件向下延伸以形成和维持所述热屏蔽器和所述圆顶构件之间的间隙。

12.一种户外加热器和热反射器的组合装置，所述组合装置包括：

户外加热器，其包括直立柱；从所述柱向上延伸的燃烧器单元；以及在所述燃烧器单元的顶部的热屏蔽器；并且

所述热反射器包括薄圆顶形构件，所述薄圆顶形构件位于所述热屏蔽器上方的并置的位置中，所述圆顶构件具有至少一个支座突出部，所述支座突出部从所述圆顶构件向下延伸以形成和维持所述热屏蔽器和所述圆顶构件之间的间隙。

13.根据权利要求12所述的组合装置，其中所述热反射器由至少一种薄的铝板制成，所述板在厚度上小于五毫米。

14.根据权利要求13所述的组合装置，借此当所述热反射器定位在所述热屏蔽器的顶部时，所述支座突出部接触所述热屏蔽器以提供近似等于所述圆顶构件和所述热屏蔽器之间的所述分离距离的间隙。

15.根据权利要求14所述的组合装置，其中所述热反射器进一步由形成在所述热反射器的中央的孔限定。

16.根据权利要求15所述的组合装置，其中每个所述支座突出部通过使所述热反射器的材料变形以形成所述热反射器的顶表面中的凹陷部和所述热反射器的底表面中的相应的突出部而形成在所述热反射器中，每个所述凹陷部具有以实质上平行的相对间隔关系的三个弯曲部。

17.根据权利要求16所述的组合装置，其中每个所述弯曲部由0.5英寸半径的弯曲部限定。

18.根据权利要求1所述的组合装置，其中所述热反射器为大体上圆形的周边形状和弯曲的向下凹的中央部分。

19.根据权利要求5所述的附接器，其中所述圆顶构件由形成在所述圆顶构件中的多个去皱节段限定，所述去皱节段包括形成在所述圆顶构件中的多个同心皱褶。

20.根据权利要求15所述的组合装置，其中所述圆顶构件由形成在所述圆顶构件中的多个去皱节段限定，所述去皱节段包括形成在所述圆顶构件中的多个同心皱褶。

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