具有火焰稳定结构的气体燃烧器

摘要

本发明提供一种例如用于烤肉架(10)的气体燃烧器组件(30)，其具有至少一排沿燃烧器组件(30)以线性排列的燃烧器喷口(36)以及火焰稳定结构，所述火焰稳定结构具有在长度上与线性排列的燃烧器喷口(36)相交的火焰稳定喷口(46，47)。本发明还提供一种火焰稳定结构，该火焰稳定结构在火焰熄灭的情况下被用作对燃烧器喷口区域进行重新点燃的持续引燃。

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体燃烧器。更具体地说，本发明涉及一种具有至少一个稳定结构的气体燃烧器管，所述的稳定结构可保持并且稳定所述燃烧器管的火焰区域。

背景技术

在过去二十五年里燃气烤肉架和与其相关的户外气体燃烧设备的普及程度已经极大地提高。与木炭烤肉架相比，燃气烤肉架采用的燃烧器组件需要可燃流体例如丙烷或天然气作为燃料源。已经证明具有气体燃烧组件的烤肉架相当受用户喜爱，因为它们能提供可控的、均衡的热量分配。此外，气体燃烧器组件操作简单，通常需要维护和清洁的时间很少，而且同样适用于户外炉灶设备。

有许多对燃烧器组件的配置和不同的结构被用在户外设备例如烤肉架上。它们经常是呈与交叉点火结构连接在一起的细长的燃烧器管形式，这些交叉点火结构使火焰从一排燃烧器喷口传递到另一排燃烧器喷口。这种交叉点火结构有时是设置在燃烧器被其近端的点火器点燃区域内的一部件。其它时候所述的交叉点火部件被设置在燃烧器的远端或终端。在另一种配置中，在常规燃烧器内的交叉点火结构位于每排燃烧器喷口附近，因此形成了在两排喷口之间的火焰传递。在烤肉架结构中可以发现这种结构的实例。

在本专利申请的受让人在市场上销售的便携式燃气烤肉架产品中可以看到具有燃烧器管装置和交叉点火结构的常规燃烧器组件的实例。那种烤肉架产品应用具有与燃料源相连的第一端和被弯折的第二端的线型燃烧器管。该燃烧器管具有两排截然不同的燃烧器喷口，通过这两排燃烧器喷口，燃料排出并产生火焰。每排喷口位于燃烧器管的相对侧壁上。在管的近端，燃烧器管的底壁上具有点火槽，该点火槽和点火器共同位于炉膛内。当点火器被触发时，从点火槽中流过的燃料被点燃，火焰被传递到两排喷口的每一排上。从而，点火槽使喷口交叉点火。

具有交叉点火结构的常规燃烧器组件的另一个实例是在每个相对侧壁上具有一组喷口以在燃烧器的每侧提供一排火焰的铸造金属材料的线型燃烧器。在燃烧器一端的端壁上切入一槽，以将燃烧器每一侧上一排燃烧器喷口连接起来。也以类似的方式在燃烧器的相对一端形成第二槽。当燃烧器组件被装入炉膛投入使用时，至少有一个槽位于点火器上，以同时交叉点燃两排燃烧器喷口。然而现有技术中另外一个燃烧器组件的实例是授予Schlosser等人并转让给本发明的受让人的美国专利No.6,102,029。如图3-5所示，燃烧器组件10通常上包括第一燃烧器管21、第二燃烧器管22、第三燃烧器管23以及交叉管24。还可以得到其它类型的这种燃烧器和交叉点火装置，因为这种部件在本行业内已经更普遍。

常规包括铸造的燃烧器部件和燃烧器管的气体燃烧器组件有时易受火焰闪动的影响，火焰闪动是由强风或烤架盖突然落在炉膛上引起的。从燃烧器部件或燃烧器管中发出的火焰的闪动对其性能有不利的影响。例如，当所述盖处于打开位置时，一阵风进入炉膛会促使火焰“忽明忽暗”或减弱。同时，快速地盖上烤肉架例如猛地使所述盖闭合上也能使火焰闪动，在一些情况下可能会导致火焰熄灭。解决这个问题的一种方式是某些国家在本行业内采用的标准测试。例如，一种用于烤肉架行业的测试包括在抬高的距离上反复将烤架盖落在炉膛上，以观察燃烧器的火焰是否被干扰以及有可能熄灭。当然，火焰闪动或熄灭的可能性随着特定的烤肉架组件具体结构的不同而变化。一些更重要的参数包括炉膛的尺寸、炉膛的深度、燃烧器的位置高度、烘烤炉排和燃烧器之间的结构的设置以及燃烧器具有一排还是多排喷口。

因此，需要一种具有至少一个稳定结构的燃烧器管装置，所述稳定结构保持并且稳定火焰区域，以防止火焰的闪动和/或熄灭。同时，还需要一种具有火焰稳定结构的燃烧器组件，其中所述燃烧器组件结构紧凑并能被用在多种烹饪腔。本发明被提出就是为了满足上述需要并提高户外气体燃烧器结构的通用性。

发明内容

本发明涉及一种用作户外燃烧设备的燃烧器。本发明的一个目的是提供一种用于烤肉架的气体燃烧器组件，其中所述燃烧器组件包括至少一个细长的燃烧器管区域，所述燃烧器管区域具有沿线性排列的多个燃烧器喷口，所述喷口限定了燃烧器火焰区域。所述燃烧器组件还包括至少一个槽，所述槽与火焰区域内线性排列的燃烧器喷口横向地设置，并被用于在至少一个燃烧器喷口附近提供持续引燃的喷口。这一布置被用于在火焰至少部分熄灭的情况下点燃火焰区域。

本发明的另一个目的是提供一种燃烧器，所述燃烧器具有沿其顶壁设置的燃烧器喷口，其中所述槽位于所述顶壁上并延伸到至少一个相邻壁上。本发明也提供了一种细长的燃烧器由管形成的燃烧器组件，具有沿一定范围线性排列的燃烧器喷口以及沿所述燃烧器喷口设置在一定位置的火焰稳定器。所述火焰稳定器具有横向穿过线性排列的燃烧器喷口的范围，并提供持续引燃以点燃燃烧器喷口区域熄灭的火焰。

从以下结合附图的说明中可以清楚地了解本发明的其它特点和优点。

附图说明

图1是烤肉架组件的透视图，显示了本发明的燃烧器管；

图2是图1所示的燃烧器管的俯视图，其中所述燃烧器管具有两个线型的火焰稳定结构；

图3是沿着图2的线3-3截取的燃烧器管的剖视图，显示了所述的火焰稳定结构；

图4是沿着图2的线4-4截取的第一燃烧器管的局部剖视图，显示了所述的火焰稳定结构；

图5是在两排截然不同的燃烧器喷口之间具有交叉点火结构的常规燃烧器管的局部透视图；

图6是具有由多个孔形成的所述火焰稳定结构的燃烧器管的局部俯视图；

图7是沿着图6的线7-7截取的燃烧器管剖视图；以及

图8是沿着图7的线8-8截取的燃烧器管局部剖视图。

具体实施方式

尽管本发明可以有许多不同形式的实施例，但从附图中显示的和在此对本发明优选实施例的详细描述中应该认识到，目前披露的内容被看作是本发明原理的举例，而不是要将本发明较宽的范围限制在所示例说明的实施例中。在本发明的优选形式中，燃烧器被用于烤肉架烹饪组件。然而，在本发明另一形式中，燃烧器被用于户外壁炉或加热器组件。

烤肉架组件10如图1所示。烤肉架组件10通常包括烹饪腔12和支架组件14。支架组件14被用于为烹饪腔12提供支撑。烹饪腔12包括铰接到炉膛18上的盖16。烤肉架组件10也包括第一工作面20和第二工作面22，每个可操作地与支架组件14的横向部件24相连。炉膛18具有由第一壁26、第二壁27、前壁28和后壁29限定的内部几何形状或结构。如图1所示，第一和第二壁26、27是倾斜或弯曲的。

细长的燃烧器管30通常位于烹饪腔12的炉膛18内。在所示的实施例中，燃烧器管30具有多向结构，它产生燃料流过燃烧器管30的流通通道。在这一形式中，燃烧器管30具有与炉膛18的内部空间相似的几何形状，由此燃烧器30被炉膛18容纳。本发明的实施例从而可与由本发明的受让人共同拥有的待审申请、也就是2002年5月6日提交的系列号10/141,690的美国专利申请中在其内容中披露的烤肉架结构相结合。然而，无论在此对烤架的实施例描述中显示的具体内容如何，本发明都可被用于多种其它类型的烤肉架结构、以及其它户外气体燃烧器设备。

根据优选的实施例，燃烧器管30是圆柱形元件，包括具有内壁直径和外壁直径的圆形截面。可选择地是，燃烧器30可被构造成具有其它斜度的管道、或由例如铸造金属材料的细长燃烧器结构制成。燃烧器管30与燃料源(未示出)相连，以限定出用于燃料流动的通道。燃烧器管30通常位于烹饪炉排32和炉膛18的底壁33之间。燃烧器管30的一部分延伸穿过炉膛18的近端侧壁26上的开口34。点火器38被用于当燃料从燃烧器管30中流过时将其点燃。

参照图2所示的实施例，燃烧器管30呈曲线形几何形状，具有近端部40、曲线形远端部42以及终端44。燃烧器管30也具有第一火焰稳定结构46和第二火焰稳定结构47，其中每一个都适于保持并且稳定沿着线性排列的燃烧器喷口36存在的燃烧器火焰区域中的火焰。近端部40被用于与燃料源例如燃料罐相连。远端部42在近端部40的下游，这就意味着燃料从近端部40流向远端部42。与常规的燃烧器管不同，终端44在近端部40的结合区或分界区48与燃烧器管30相连或配合。因此，结合区48是终端44和近端部40之间的连接区域。在终端44和结合区48之间的连接形成了连续的燃烧器管或燃烧器环路30，而燃料在两个截然不同的通道内——流过远端部42和通过终端44流动。如上所述的这种布置在待审并共同拥有的专利申请(序列号10/141,690)中有更详细的披露。尽管已经显示了有“P”形或“D”形结构，但燃烧器管30的形状和尺寸可以变化。例如，燃烧器管30可具有圆形、正方形或椭圆形结构。可选择地是，燃烧器管30可是具有近端部和远端部的线型结构，但没有结合或分界区。

如图1所示，燃烧器管30位于炉膛18内，使得近端部40的一部分延伸穿过炉膛18的第二壁27上的开口34。近端部40的入口52和文氏管元件54位于炉膛18的外部，入口52与燃料源相连。可采用控制阀调节燃料源的燃料供给。由此，从燃料源流出的燃料通过近端部40并向下游流动到远端部42和终端44。

远端部42具有至少一个曲线部分56，这有助于形成燃烧器管30通常的圆形或矩形结构。如图2所示，远端部42具有三个曲线部分56。然而，这一部分的确切数量随着燃烧器管30的整体结构而变化。由于终端44与近端部40紧密配合，燃烧器管30限定了密闭的中心区域58。尽管所示出的是具有通常的矩形结构，但中心区域可是圆形、正方形或椭圆形结构。

远端部42包括与炉膛18近端壁26上的孔结合在一起的托架59，其在炉膛18内支撑燃烧器管30。第一壁26的斜面或突出物(未示出)包括用于与托架59配合而共同定位的紧固件(未示出)。托架59和孔50结合以在相对于炉膛18底壁的抬高位置上支撑燃烧器管30。优选地是，托架59被焊接在燃烧器管30上。

参照图2，燃烧器管30具有多个喷口或孔36，火焰F从中喷出(见图4)。喷口36沿燃烧器管30的长度呈线性排列，使得喷口36产生线性排列的火焰区域。在所示的实施例中，喷口36位于燃烧器管30的上部部分，使得产生的火焰直接对着炉排32。优选地是，当从剖视图观察时(见图3)，喷口36位于燃烧器管30的顶壁70上。可选择地是，喷口36位于燃烧器管30的侧壁上。优选地是，喷口36遍布在燃烧器管30包括结合区48上。

在烤肉架组件10工作过程中，喷口36限定了燃烧器管30的火焰区域60。在具有曲线结构的燃烧器管的实施例中，燃烧器管30可具有多个单独的火焰区域60，例如在所示实施例中的第一火焰区域62和第二火焰区域64。火焰区域62、64表示在烤肉架组件10的工作过程中各个喷口36排出的火焰F的集合(见图4)。火焰区域62、64的数量随着燃烧器管30的结构包括曲线部分56的存在与否而变化。例如，三角形燃烧器管30可具有三个火焰区域。喷口36通常以线性方式排列，并限定了第一喷口线66和第二喷口线68。喷口线66、68表示在烤肉架组件10的工作过程中火焰F从其中产生的一系列喷口36。由于燃烧器管30是曲线形结构，因此其具有多个喷口线。图中示出的优选实施例包括沿喷口线66、68以单线设置的燃烧器喷口36。然而，也可以考虑其它大体上的线性排列，例如也可以采用一排沿线性通道的燃烧器喷口36，以提供大体上线性燃烧区域和火焰。

第一火焰稳定结构46和第二火焰稳定结构47是通常的矩形或“槽形”结构，其具有宽度W和长度L。优选地是，第一火焰稳定结构46和第二火焰稳定结构47具有相同的结构，然而，如果需要它们的结构也可不同。参照图3，稳定结构46、47最好位于燃烧器管30的顶壁70上。以不同方式描述，稳定结构46、47位于燃烧器管30内壁72和外壁74之间的燃烧器管30的上部部分。稳定结构46、47的长度L小于燃烧器管30的内径ID，然而，长度L随着燃烧器管30的设计参数而变化。稳定结构46、47的深度取决于燃烧器管30的厚度。根据本发明的一个方面，稳定结构46是切入燃烧器管内并绕管30侧面延伸超出线性排列的燃烧器喷口36的槽。如上所述，当喷口36沿顶壁70设置时，所述槽穿入燃烧器管30的内壁72和外壁74。在可选择的另一实施例中，喷口36沿燃烧器管30的侧面布置，所述槽最好经过燃烧器管30的相邻区域例如顶壁区域和底壁区域。

参照图4，稳定结构46、47位于一对喷口36之间。优选地是，稳定结构46、47等分一对喷口36之间的距离，然而，稳定结构46、47也可与相邻喷口36其中的一个或另一个离的更近。稳定结构46的边缘46a从顶壁70向燃烧器管30的内壁72延伸。

图2-4联系在一起显示了每个火焰稳定结构46、47与火焰区域62、64和喷口线66、68横向地设置。优选地是，第一稳定结构46大体上与由第一喷口线66限定的第一大体上线型火焰区域62垂直布置。以不同的方式描述，第一火焰稳定结构46与第一火焰区域62和第一喷口线66相交。同样地，第二火焰稳定结构47与第二火焰区域64和第二喷口线68横向地设置。优选地是，第二火焰稳定结构47大体上与第二火焰区域64和第二喷口线68垂直布置。以不同的方式描述，第二火焰稳定结构47与由第二喷口线68限定的第二大体上线型火焰区域64相交。第一火焰稳定结构46位于结合区48的下游，最好是在近端部40和远端部42之间。第二火焰稳定结构47位于第一火焰稳定结构46的下游，最好是在远端部42和终端44之间。第一火焰稳定结构46和第二火焰稳定结构47之间的距离随着燃烧器管30设计的不同而变化。

尽管燃烧器管30被显示为具有两个火焰稳定结构46、47，但燃烧器管30也可具有任何数量的火焰稳定结构，包括单个火焰稳定结构。如果燃烧器管30具有单个火焰稳定结构，则该结构可位于入口52下游的多个位置上。如果燃烧器管30具有三个或更多的火焰稳定结构，则这些结构可位于整个燃烧器管30包括曲线部分56的任何位置。

火焰稳定结构46、47的尺寸随着燃烧器管30设计参数的不同而变化。在优选的实施例中，燃烧器管30是内径在0.75-1英寸范围内的圆管，同时火焰稳定结构46、47具有0.50英寸的长度L和0.020英寸的宽度W。在其它特殊类型的细长燃烧器管30例如非圆管或细长的铸造金属材料的燃烧器管中，稳定结构46可包括与燃烧器喷口36的线相交并经过喷口36线附近的燃烧器管30区域的槽。例如，本发明采用的燃烧器管具有沿燃烧器管侧面的一排喷口36，其包括从至少燃烧器管的顶壁或底壁延伸并与喷口36的线相交的槽。无论燃烧器管30的横断面是何形状都可实现这一布置，只要稳定结构46至少延伸超出喷口36的线一定程度并与喷口线相交。

在烤肉架组件10工作过程中，燃料流过燃烧器管30并从喷口36中排出。起初，点火器38(见图1)被用于点燃已经流过燃烧器管30并从喷口36中排出的燃料。因为点火器38的一部分位于托架59附近的炉膛18下部部分，因此燃料首先在点火区80内燃烧。然而，在烤肉架组件10的工作过程中，流过燃烧器管30的燃料以及从喷口36排出的燃料形成了第一火焰区域62和第二火焰区域64。更具体地说，在第一喷口线66的喷口36排出的燃料形成了第一火焰区域62，而在第二喷口线68的喷口36排出的燃料形成了第二火焰区域64。此外，从火焰稳定结构46、47中排出的燃料被燃烧。因此，在烤肉架组件10的工作过程中，从第一稳定结构46排出的燃料形成了第一火焰区域62的一部分，而第二火焰稳定结构47中排出的燃料形成了第二火焰区域64的一部分。由于稳定结构46、47几何形状的增大，与喷口36相比有更大量的燃料从稳定结构46、47中排出。从而，如图4所示，在稳定结构46、47形成的火焰FS通常比在喷口36之一上形成的火焰F更大。同时，在稳定结构46形成的火焰FS沿着超过燃烧器喷口36线性排列区域的燃烧器壁区域设置。这一点可通过使稳定结构46具有与燃烧器管喷口36的线性排列横向延伸的范围来实现。

在烤肉架组件10的工作过程中，当在炉排32上烘烤食物时，盖16一般要在打开位置和闭合位置之间抬升许多次。当盖16处于打开位置时(见图1)，会有增大的风量或阵风进入炉膛18。如果常规的燃烧器管被用在一些烤肉架组件中，一阵明显的风会影响在燃烧器管中产生的火焰。例如，一阵风会使燃烧器管的火焰“忽明忽暗”或减小到一定程度。在一些烤肉架组件中，一阵明显的风有可能使燃烧器管的火焰熄灭，引起无意的熄火。对盖16的任意闭合操作也会导致燃烧器管中产生火焰无意的熄灭。这方面的实例可由烤肉架行业内采用的行业测试来得到。烤肉架行业已经开发了用于世界某一地区的标准测试，以检测在烤肉架组件中燃烧器管火焰无意熄灭的灵敏度。在该测试中，一个连接上的罩或盖被抬升到炉膛上方六英尺处落下五次，每三十秒钟一次。对烤肉架组件的燃烧器管中产生的火焰的闪动特征包括忽明忽暗和冒烟或熄灭进行监视。因为本发明的火焰稳定结构46、47通常防止燃烧器管30中产生的火焰的剧烈闪动或熄灭，所以燃烧器管30和烤肉架组件10有助于通过这一行业测试。因此，尽管仅有某些烤肉架组件存在着火焰闪动的问题，并由此不能通过行业测试，但本发明可对这种情况提供解决办法。

本发明燃烧器管30的火焰稳定结构46、47有助于防止燃烧器管30中产生的火焰F的无意熄灭。因为稳定结构46、47具有比喷口36更大的结构或几何形状，所以在稳定结构46、47上形成的火焰FS比在喷口36上形成的火焰F更大。从而，火焰稳定结构46、47很少受到由任意操作例如猛地闭合盖16产生的无意熄灭的影响。因此，火焰FS在任意操作下都可能在火焰稳定结构46、47上保持燃烧。同时，因为稳定结构46、47包括火焰喷口，所述火焰喷口具有与燃烧器喷口的线性排列横向的线性范围，并延伸到燃烧器侧壁的相邻区域，所以稳定结构46、47提供了防止由于任意操作导致火焰熄灭的稳定火焰喷口。由于燃料的流动性和火焰稳定结构46、47相对于火焰区域62、64的定位，因此火焰稳定结构46、47起到了持续引燃的作用，以重新点燃被熄灭的火焰F，包括在火焰区域62、64内的火焰。由此，火焰稳定结构46、47起到了防止无意熄火的作用，并对在火焰区域62、64和沿燃烧器管30熄灭的火焰F的重新点燃提供持续母火。

本发明的结构与常规的使火焰从一条气体喷口线传递到另一条这样的喷口线的燃烧器中的结构不同。同时，本发明应该被理解为是不同于常规的在点火喷口区具有上述交叉点火结构的燃烧器结构。如图5所示(示出了具有常规结构的细长燃烧器的一部分)，常规燃烧器管130具有在管130的第一侧壁132上的第一组喷口162和在相对的第二侧壁134上的第二组喷口160。第一组喷口162限定了第一喷口线164，而第二组喷口160限定了第二喷口线166。燃烧器管130在顶壁136上没有任何结构。代替的是，点火槽170位于底壁138上，并通常在第一和第二侧壁132、134之间。点火槽170与第一和第二喷口线164、166都不相交。常规的燃烧器管130具有与燃料源相连的第一端和密闭的或弯折的第二端。点火槽170一般位于第二端和点火器附近。

点火槽170的作用是点燃流过第一和第二组喷口162、160的燃料。尽管在图5中未示出，但当燃烧器管130被装入烹饪腔时，点火槽170位于点火器附近。这就意味着燃烧器管130的顶壁136直接对着炉膛的烘烤炉排，燃烧器管130的底壁138直接对着炉膛的底壁。一般来说，点火器位于燃烧器管130的底壁138和炉膛的底壁之间，因此需要点火槽170被设置成对着炉膛的底壁但不对着烘烤炉排或盖。当点火器被触发时，从点火槽170中流过的燃料首先被点燃。因为从点火槽170中产生的火焰直接向上，也就是对着侧壁132、134和顶壁136，因此从第一和第二组喷口162、160中排出的燃料被点燃。如此，点火槽170对两组喷口162、164提供了交叉点火。

与常规的线型燃烧器管130不同，本发明的燃烧器管30具有火焰稳定结构46、47，该火焰稳定结构46、47与燃烧器喷口线相交并延伸到燃烧器管壁体的相邻区域。同时，在优选实施例中，本发明提供了一种位于燃烧器管30顶壁70上的火焰稳定结构46、47，所产生的火焰直接向上对着烘烤炉排32。此外，第一火焰稳定结构46与第一喷口线66相交，第二火焰稳定结构47与第二喷口线68相交。与常规的燃烧器管130相比，第一火焰稳定结构46和第二火焰稳定结构47都不需要被设置在点火器附近。

在图6-8所示的另一个优选实施例中，燃烧器管230具有与图1-4显示结构的不同的火焰稳定结构246。火焰稳定结构246位于燃烧器管230的顶壁270上。燃烧器管230具有多个喷口236，这些喷口236沿着顶壁270以线性排列，从而在燃烧器管230工作过程中限定了的火焰区域262。火焰稳定结构246通常与火焰区域262垂直设置。喷口236限定了喷口线266，火焰稳定结构246通常与喷口线266垂直设置。

与图1-4所示的火焰稳定结构46不同，火焰稳定结构246由多个或集合的孔250形成。尽管在图6中显示出每个孔250具有比喷口236更小的形状，但孔250的形状可随着燃烧器管230设计参数的不同而变化。同样地，共同形成火焰稳定结构246的孔250的确切数量也可与图6所示的五个不同。例如，火焰稳定结构246可由三个更大的孔250形成，这三个孔250在顶壁270上间隔开，并通常与火焰区域262和喷口线266横向地设置。

尽管已经举例说明和描述了具体实施例，但在不显著脱离本发明主旨的情况下能想到多种改变，本发明的保护范围仅由附加的权利要求的范围来限定。