TWI445879B - 用於蒸發在燃燒驅動裝置中所使用的液體燃料之燃料蒸發系統 - Google Patents

Description

用於蒸發在燃燒驅動裝置中所使用的液體燃料之燃料蒸發系統

本發明大致係關於燃燒動力系統，且特別是關於一種新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統，舉例而言，這系統可用於燃燒動力裝置(例如，燃燒動力工具，更明確地說，燃燒動力緊固件驅動工具)中，其中該新穎且改良之蒸發器系統可用以有效率地將一液體燃料轉換成一氣體燃料以用於在一燃燒動力緊固件驅動工具之燃燒室內燃燒，而使得可運用該液體燃料來源以及氣體燃料來源來驅動該燃燒動力緊固件驅動工具。

習知的可攜式燃燒動力工具係利用各種不同構件將一可燃燒燃料傳導或裝填至一適當燃燒室中。此種可攜式驅動工具之實施例揭露於美國專利案號6,912,988,2005年7月5日核發給Adams；美國專利案號4,905,634,1990年3月6日核發給Veldman；以及美國專利案號4,821,683,1989年4月18日核發給Veldman。根據上述專利之揭露，舉例而言，可攜式燃燒動力工具可利用下列各種氣體燃料之任一者，例如壓縮天然氣、液化石油氣、丁烷等。此外，引入內送氣體燃料亦可用來有效地誘使或造成周遭氣體流入驅動工具之燃燒室中，以用於清除完成一特定驅動工具燃燒循環後存在於燃燒室內之殘餘氣體，或者是進行裝填以供準備並啟動一接下來的動力工具燃燒循環。雖然上述專利中揭露之可攜式燃燒動力工具通常可滿足使用者之需求，然而應指出，此種可攜式驅動工具有某些操作上之缺點或限制，特別是當想要利用液體燃料作為燃料來源時。舉例而言，雖然經常想利用液體燃料作為燃料來源以操作此種可攜式燃燒動力工具，但很重要的一點在於必須先將該液體燃料轉換成氣體燃料，以使得該燃料可進行適當且受控制的燃燒。在將液體燃料轉換成氣體燃料時，另一重點在於，必須供應一預定數量之液體燃料，以便達到適當或更精確之計量學上的空氣－燃料比例。

因此相關領域中需要一種新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統，舉例而言，其可用於可攜式燃燒動力工具(例如，可攜式燃燒動力緊固件驅動工具)中，其中該燃料供應及燃燒室系統可利用液體燃料，其中可藉由一新穎且改良之燃料蒸發器系統快速且有效地將該液體燃料轉換成一氣體燃料，且其中該液體燃料供應及蒸發器系統可利用一定量分裝閥(portioning valve)結構以提供一預定數量之液體燃料，以供排放至燃料蒸發器系統中，並供轉換成可用於該可攜式燃燒動力緊固件驅動工具之燃燒室中之一氣體燃料。

本發明提出一種新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統，舉例而言，其可用於燃燒動力裝置(例如，燃燒動力工具，更明確地說，燃燒動力緊固件驅動工具)，根據本發明之說明及原理，可達成上述及其它目的。該新穎且改良之燃料蒸發器系統至少包含一蒸發器外罩，舉例而言，該蒸發器外罩可經配置而和可攜式燃燒動力緊固件驅動工具之燃燒室外罩形成熱連通，以便吸收燃燒室外罩內因為燃燒室內循環進行之燃燒過程而產生並發散之熱能或熱輻射。

將一燒結金屬液體燃料蒸發器元件配置於蒸發器外罩內部，以便在該處加熱之，且將一液體燃料分配歧管配置於該燒結金屬液體燃料蒸發器元件內部，以便將由一液體燃料來源供應至液體燃料分配歧管中的液體燃料裝填至燒結金屬液體燃料蒸發器元件中。將一液體燃料定量分裝閥插入液體燃料來源及液體燃料分配歧管間，以便將一預定數量之液體燃料排放至液體燃料分配歧管中。由於藉由加熱之蒸發器外罩而加熱該燒結金屬液體燃料蒸發器元件，使得能將裝填並遍佈於燒結金屬液體燃料蒸發器元件內之液體燃料有效率地由一液體燃料轉換成一氣體燃料，接著可藉由位於蒸發器外罩內之一氣體分配歧管將該氣體燃料輸送至可攜式燃燒動力緊固件驅動工具之燃燒室。

參照隨附圖式，特別是第1及2圖，根據本發明之原理及說明建構了一新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統，舉例而言，其可用以有效率地蒸發液體燃料，而使得可將液體燃料來源用於可攜式燃燒動力裝置(例如，可攜式燃燒動力緊固件驅動工具)內，且第1及2圖揭露了在啟動一燃料注入操作循環之前，該系統之各種結構組件，並以元件符號100表示之。更明確地說，可由下文敘述發現，該新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統100至少包含一蒸發器外罩102，其係由一適當金屬或其它熱能傳導材料製成，以使其能夠吸收熱能，以便接著提供必要之熱能以蒸發一液體燃料。舉例而言，由於該液體燃料供應及蒸發器系統100係適用於燃燒動力裝置(例如，燃燒動力緊固件驅動工具)中，可配置該蒸發器外罩102使其和可攜式燃燒動力緊固件驅動工具之燃燒室外罩形成熱連通，以便可實際上吸收燃燒動力緊固件驅動工具之燃燒室外罩中因為燃燒室內循環進行之燃燒過程而產生並發散之熱能或熱輻射。由第2圖可最清楚瞭解，蒸發器外罩102之軸向中央部分有一實質上截頭錐形之軸向延伸內徑104，且可將一實質上相對應之截頭錐形燒結金屬液體燃料蒸發器元件106配置於該內徑104內，而使得燒結金屬液體燃料蒸發器元件106之外周圍壁面部分108和界定該內徑104之蒸發器外罩102的內周圍壁面部分110形成表面對表面之接觸。此外，亦可發現，燒結金屬液體燃料蒸發器元件106之軸向中央部分可相似地具有一實質上錐形之軸向延伸內徑112，且可將一實質上具有相對應外型之液體燃料分配歧管114放置於該內徑112中，其中在較佳的情形中該液體燃料分配歧管114係由一適當金屬所製成，而使得液體燃料分配歧管114之外周圍壁面部分116和界定內徑112之燒結金屬液體燃料蒸發器元件106的內周邊壁面部分118形成表面對表面之接觸。

再者，可以發現該液體燃料分配歧管114之上游或後端部分為柱坑形，如元件符號120所示，以便接收在操作上連接至一液體燃料定量分裝閥124之一液體燃料入口配件及致動器122，如第1圖所示，藉以使得液體燃料分配歧管114之柱坑形區域120亦可有效地界定或作為一液體燃料入口126。舉例來說，液體燃料定量分裝閥124可藉由一流體導管129接著操作連接至一液化石油氣燃料來源128，且藉由此一方式，當實際上致動該液體燃料入口配件及致動器122時，可將由液化石油氣體燃料來源128供應之一預定數量液體燃料經由液體燃料入口配件及致動器122分配或注入至該柱坑形液體燃料分配歧管114之液體燃料入口126中。

更進一步而言，可發現液體燃料分配歧管114中界定了一軸向通道或內徑130，其係相對於液體燃料入口配件及致動器122而共軸配置，且其由液體燃料分配歧管114之軸向中央部分朝向液體燃料分配歧管114之尖頭前端或下游端部分而軸向延伸，且一對軸向間隔之橫向配置的通道或內徑132、134可流體連接至該軸向配置之通道或內徑130。如此一來，當實際上致動該液體燃料入口配件及致動器122時，可將由液化石油氣燃料來源128供應之一預定數量的液體燃料經由液體燃料入口配件及致動器122分配至柱坑形液體燃料分配歧管114之液體燃料入口126中，可進一步將該液體燃料傳導至軸向配置之通道或內徑130中，並藉由該橫向配置之通道或內徑132、134依次將之傳導至燒結金屬液體燃料蒸發器元件106中。由於燒結金屬液體燃料蒸發器元件106本質上的多孔特徵，有效率地注入或裝填至燒結金屬液體燃料蒸發器元件106中之液體燃料將會分散並遍佈於燒結金屬液體燃料蒸發器元件106內，在其中之燃料液體可在將熱能或熱輻射由蒸發器外罩102傳輸或傳導至燒結金屬液體燃料蒸發器元件106時，因為蒸發作用而由其液體狀態轉換成一氣體狀態。

繼續參照第1及2圖，可發現用以界定該實質上截頭錐形之軸向延伸之內徑104的蒸發器外罩102之前端或下游端部分亦為柱坑形，以便有效地形成或界定一環狀肩部分136，且相對應地，該具有截頭錐形外型之燒結金屬液體燃料蒸發器元件106的下游或向前端部分有一平面表面部分138，當如第1圖所示將燒結金屬液體燃料蒸發器元件106安裝於蒸發器外罩102內時，該平面表面部分138可用以安裝於蒸發器外罩102之環狀肩部分136上。蒸發器外罩102之環狀肩部分136環狀地圍繞一位於軸向上之氣體燃料排出口140，且因而可以理解，由於該截頭錐形外型之燒結金屬液體燃料蒸發器元件106，一旦分散且遍佈於燒結金屬液體燃料蒸發器元件106中之液體燃料已經有效率地由其液體狀態轉換為氣體狀態時，事實上該氣體燃料之流動可自然地以流體流動之方式傳導至該氣體燃料排出口140。此外，亦可發現氣體燃料排出口140係流體連接至一橫向配置通道142之一中央部分，該橫向配置通道142係位於蒸發器外罩102之向前或下游端部分內且可有效界定或形成一氣體燃料分配歧管。氣體燃料分配歧管142之相對端部分個別具有一排氣埠144、146，且一對氣體燃料排出噴嘴148、150係固定地安裝於該排氣埠144、146內，以便將氣體燃料朝向例如一燃燒動力緊固件驅動工具之燃燒室152排放。最後，可發現蒸發器外罩102之後方或上游端部分亦具有一柱坑形區域154，以便在蒸發器外罩102上有效地界定一環狀肩部分156。亦可發現，液體燃料分配歧管114之上游或後方端部分具有一環狀凸緣部分158。因此，當實際上將液體燃料分配歧管114安裝於燒結金屬液體燃料蒸發器元件106及蒸發器外罩102內時，如第1圖所示，液體燃料分配歧管114之凸緣部分158會座落於蒸發器外罩102之柱坑形區域154內，且會和蒸發器外罩102之環狀肩部分156接和。

在描述至少包含該新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統100之幾乎所有結構組件之後，參照第3圖闡明該新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統100之一操作循環。更明確地說，當將液體燃料定量分裝閥124由第1圖所示之正常、未致動位置推向或向上移動至第3圖所示之致動位置時，可藉由液體燃料定量分裝閥124將由液體燃料來源128供應並經過液體燃料導管129之一預定數量液體燃料經由液體燃料入口126分配或注入至液體燃料分配歧管114內界定之軸向配置之通道或內徑130中。接著，該液體燃料會流經該軸向配置之通道或內徑130，以及進入並經過該橫向配置之通道或內徑132、134，藉以將該液體燃料分配至燒結金屬液體燃料蒸發器元件106之相對配置的側邊中。

如上文所述，舉例而言，由於可配置蒸發器外罩102使其和燃燒動力工具之一熱能來源(例如，燃燒動力工具之燃燒室外罩)形成熱連通，且由於蒸發器外罩102係由一適當熱傳導材料(例如，一適當金屬)所製成，可藉由工具燃燒室152內產生且由工具燃燒室外罩發散之熱能或熱輻射來加熱該蒸發器外罩102。此外，當然可發現，可相似地配置液體燃料分配歧管114使其和蒸發器外罩102形成熱連通，此乃因為將液體燃料分配歧管114之凸緣部分158配置於蒸發器外罩102之柱坑形區域154內，其中配置液體燃料分配歧管114之凸緣部分158使其和蒸發器外罩102之肩部分156相接觸。因此，可藉由工具燃燒室152內產生且由工具燃燒室外罩發散之熱能或熱輻射亦即藉由蒸發器外罩102間接地加熱液體燃料分配歧管114，且相對應地，更可理解，可分別藉由液體燃料分配歧管114及蒸發器外罩102以加熱燒結金屬液體燃料蒸發器元件106之內部及外部區域。此外，由於燒結金屬液體燃料蒸發器元件106之固有結構特徵，因而可加熱該燒結金屬液體燃料蒸發器元件106之所有區域，藉此當液體燃料遍佈於燒結金屬液體燃料蒸發器元件106中時，可蒸發該液體燃料並將之有效率地轉換為一氣體燃料。

再更進一步而言，可藉由前方或下游平面表面部分138以及氣體燃料排出口140將氣體燃料由燒結金屬液體燃料蒸發器元件106排出，以便流入氣體燃料分配歧管142中。接著氣體燃料可由氣體燃料分配歧管142流經該對氣體燃料排出噴嘴148、150並進入燃燒室152中。雖然可經由該對氣體燃料排出噴嘴148、150將氣體燃料直接傳導進入燃燒室152中，如同例如第2圖所示，也可替代性地由該對氣體燃料排出噴嘴148、150藉由一對噴射泵細腰管(jet pump venturi)結構160、162傳導氣體燃料，其中當氣體燃料流經噴射泵細腰管結構160、162時可有效率地將周圍空氣引進該噴射泵細腰管結構160、162中，以便形成將傳導進入燃料室152中之空氣/燃料混合物，如第3圖所示。可注意到，若如第2圖所示選擇性地省略噴射泵細腰管結構160、162時，當然亦可將周遭空氣傳導至正由該對氣體燃料排出噴嘴148、150向上傳導至燃燒室152中之該氣體燃料流中，以使得仍可有效形成將引入燃燒室152中之空氣/燃料混合物。

因此，可以發現，根據本發明之說明及原理，提出一新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統，舉例而言，其可用於燃燒動力裝置(例如，燃燒動力工具，更明確地說，燃燒動力緊固件驅動工具)中，其中該新穎且改良之燃料蒸發器系統至少包含一蒸發器外罩，舉例而言，該蒸發器外罩可經配置而和可攜式燃燒動力緊固件驅動工具之燃燒室外罩形成熱連通，以便吸收該因為燃燒室中循環進行之燃燒過程而在燃燒室外罩中產生並發散出之熱能或熱輻射。將一燒結金屬液體燃料蒸發器元件放置於蒸發器外罩內部以便藉此加熱之，且將一液體燃料分配歧管放置於燒結金屬液體燃料蒸發器元件內部以便將由一液體燃料來源供應之液體燃料填充至液體燃料分配歧管而進入該燒結金屬液體燃料蒸發器元件。將一液體燃料定量分裝閥插入於液體燃料來源及液體燃料分配歧管間，以便將一預定數量之液體燃料排放進入液體燃料分配歧管中。由於藉由經加熱之蒸發器外罩而加熱了燒結金屬液體燃料蒸發器元件，能夠有效率地將填充進入並遍佈於燒結金屬液體燃料蒸發器元件內之液體燃料由一液體燃料轉換成一氣體燃料，接著再藉由蒸發器外罩內所包含之一氣體分配歧管將該氣體燃料朝向該可攜式燃燒動力緊固件驅動工具之燃燒室傳輸。因此，能夠利用液體燃料而操作該可攜式燃燒動力緊固件驅動工具，而非僅可利用氣體燃料進行操作。

很明顯地，由上述說明可想見本發明之各種變形及修改。因而可以理解，任何熟習此技藝者，可在不脫離本發明申請專利範圍之精神和範圍內，以此處具體所述以外之其它方式實作本發明。

100．．．液體燃料供應及蒸發器系統

102．．．蒸發器外罩

104．．．截頭錐形之軸向延伸內徑

106．．．截頭錐形燒結金屬液體燃料蒸發器元件

108、116．．．外周圍壁面部分

110、118．．．內周圍壁面部分

112．．．錐形之軸向延伸內徑

114．．．液體燃料分配歧管

120、154．．．柱坑形區域

122．．．液體燃料入口配件及致動器

124．．．液體燃料定量分裝閥

126．．．液體燃料入口

128．．．液化石油氣體燃料來源

129．．．流體導管

130．．．軸向通道或內徑

132、134．．．軸向間隔之橫向配置的通道或內徑

136、156．．．環狀肩部分

138．．．平面表面部分

140．．．氣體燃料排出口

142．．．橫向配置通道

144、146．．．排氣埠

148、150．．．氣體燃料排出噴嘴

152．．．燃燒室

158．．．環狀凸緣部分

160、162．．．噴射泵細腰管結構

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下，其中相似元件符號係指稱數個圖式中之相似或相對應部分：第1圖為一概要剖面圖，闡明根據本發明之一新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統，並顯示其中之合作部分，舉例而言，該系統可用以蒸發欲用於可攜式燃燒動力裝置(例如，可攜式燃燒動力緊固件驅動工具)中之液體燃料，且本圖式揭露在起始一燃料注入操作循環前該系統之各種組件部分；第2圖為一概要部分放大剖面圖，闡明第1圖之新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統，其中以放大圖式更清楚闡明至少包含該新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統之各種組件的某些詳細結構；以及第3圖為一概要剖面圖，闡明第1圖之新穎且改良之液體燃料供應及蒸發器系統，然在本圖式中已起始了一燃料注入操作循環。

100．．．液體燃料供應及蒸發器系統

102．．．蒸發器外罩

106．．．截頭錐形燒結金屬液體燃料蒸發器元件

114．．．液體燃料分配歧管

120．．．柱坑形區域

122．．．液體燃料入口配件及致動器

124．．．液體燃料定量分裝閥

126．．．液體燃料入口

128．．．液化石油氣體燃料來源

129．．．流體導管

130．．．軸向通道或內徑

132、134．．．軸向間隔之橫向配置的通道或內徑

138．．．平面表面部分

140．．．氣體燃料排出口

142．．．橫向配置通道

148、150．．．氣體燃料排出噴嘴

152．．．燃燒室

158．．．環狀凸緣部分

160、162．．．噴射泵細腰管結構

Claims (7)

1. 一種用以將一液體燃料轉換成一氣體燃料之液體燃料供應及蒸發器系統，該系統至少包含：一液體燃料供應源；一蒸發器元件，用以藉由一蒸發處理將一液體燃料轉換成一氣體燃料；一液體燃料分配歧管，其係插入於該液體燃料供應源及該蒸發器元件之間，以將一液體燃料由該液體燃料供應源傳導至該蒸發器元件中；一加熱之外罩，可經配置而和該蒸發器元件形成熱連通，以便加熱該蒸發器元件，藉以使得該經加熱之蒸發器元件可透過該蒸發處理將該液體燃料轉換成一氣體燃料；一氣體燃料排出口，其係界定於該經加熱之外罩中；以及其中該液體燃料分配歧管係經配置而和該經加熱之外罩形成熱連通，以便由該經加熱之外罩加熱該液體燃料分配歧管；以及其中：該蒸發器元件係插入於該經加熱之外罩及該經加熱之液體燃料分配歧管之間，以便由該經加熱之外罩及該經加熱之液體燃料分配歧管二者一起 加熱；且該蒸發器元件係配置於該經加熱之外罩內部，使得該蒸發器元件之外壁部分和該經加熱之外罩的內壁部分相接觸；以及其中該經加熱之液體燃料分配歧管係配置於該蒸發器元件內部，使得該經加熱之液體燃料分配歧管的外壁部分和該蒸發器元件之內壁部分相接觸；以及該蒸發器元件具有一實質上錐形結構，使得該蒸發器元件之一下游端部分係配置成和該氣體燃料排出口形成流體連通，以便將該氣體燃料流體地傳導至該氣體燃料排出口中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液體燃料供應及蒸發器系統，其中：該蒸發器元件係由燒結金屬所製成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液體燃料供應及蒸發器系統，其至少更包含：一液體定量分裝閥(portioning valve)，其係插入於該液體燃料供應源及該液體燃料分配歧管間，用以將一預定數量之液體燃料由該液體燃料 供應源分配至該液體燃料分配歧管中。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液體燃料供應及蒸發器系統，其中：該液體燃料分配歧管中界定了複數個流體通道，用以將由該液體定量分裝閥分配至其中之該液體燃料分配至該蒸發器元件之不同區域。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液體燃料供應及蒸發器系統，其中：該液體燃料分配歧管係由金屬製成。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液體燃料供應及蒸發器系統，其至少更包含：複數個氣體燃料排出噴嘴，其係配置於該經加熱之外罩上，用以將該氣體燃料排放至欲於其中燃燒該氣體燃料之燃燒設備；以及一氣體燃料分配歧管，其係界定於該經加熱之外罩內且流體地連接該氣體燃料排出口及該複數個氣體燃料排出噴嘴，以便將該氣體燃料由該氣體燃料排出口分配至該複數個氣體燃料排出噴嘴。
7. 一種將一液體燃料轉換成一氣體燃料之方法，該方法至少包含下列步驟：由一液體燃料供應源提供一液體燃料；提供一蒸發器元件，用以藉由一蒸發處理將該液體燃料轉換成一氣體燃料；將一液體燃料分配歧管插入該液體燃料供應源及該蒸發器元件之間，以便將該液體燃料由該液體燃料供應源傳導至該蒸發器元件中；配置一經加熱之外罩使其和該蒸發器元件形成熱連通，以便加熱該蒸發器元件，藉以使得該經加熱之蒸發器元件可藉由該蒸發處理將該液體燃料轉換成一氣體燃料；以及提供一氣體燃料排出口，其係界定於該經加熱之外罩中；以及其中該液體燃料分配歧管係經配置而和該經加熱之外罩形成熱連通，以便由該經加熱之外罩加熱該液體燃料分配歧管；以及其中：該蒸發器元件係插入於該經加熱之外罩及該經加熱之液體燃料分配歧管之間，以便由該經加熱之外罩及該經加熱之液體燃料分配歧管二者一起加熱；且 該蒸發器元件係配置於該經加熱之外罩內部，使得該蒸發器元件之外壁部分和該經加熱之外罩的內壁部分相接觸；以及其中該經加熱之液體燃料分配歧管係配置於該蒸發器元件內部，使得該經加熱之液體燃料分配歧管的外壁部分和該蒸發器元件之內壁部分相接觸；以及該蒸發器元件具有一實質上錐形結構，使得該蒸發器元件之一下游端部分係配置成和該氣體燃料排出口形成流體連通，以便將該氣體燃料流體地傳導至該氣體燃料排出口中。