CN1573049A - 具有改善空气流的燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种气体燃烧驱动装置有一个第一室，一个位于第一室内的可旋转风扇，一个用于点燃可燃气体并与第一室成可操纵关系的点燃源和一个第二室。一条流通通道，位于第一室和第二室之间的风扇下游，并构造和安排成使已燃气体喷射流能从第一室传到第二室。一个入口位于第一室一个壁上和风扇的上游，和一个独立于流通通道的旁路口位于第一室的所述壁上和风扇的下游。

Description

具有改善空气流的燃烧装置

技术领域

本发明涉及具有改善空气流的燃烧装置，更具体地说涉及多室燃烧装置，该装置具有流过该装置的改善的空气流，该装置与燃烧驱动的紧固件驱动工具配合使用。

背景技术

在本领域中，气体燃烧装置是已知的。这种技术在燃烧驱动的紧固件驱动工具中有实际应用。用于将紧固件驱入工件的叫做IMPULSE^牌的工具的这类工具在授予Nikolich的参考号为32452和4522162，4483473，4483474，4403722，5197646和5263439的共同转让的美国专利中有说明，所有这些专利在此引作参考。类似的IMPULSE^牌的燃烧驱动的钉和U形钉驱动工具可从Vernon Hills，Illinois的ITW Paslode买到，PULSA^牌的可从Bourg-les-valence，France的ITW-S.P.I.T买到。

这种工具包括装有一个小型内燃机的大致手枪形的工具外壳。内燃机由也称为燃料电池的压缩燃料气体罐驱动。一个以电池为电源的电子配电单元产生点火用的火花，一个位于燃烧室内的风扇既提供室内的高效燃烧又促进辅助装置燃烧工作的各种过程，这些辅助过程包括：将燃料注入燃烧室；混合燃烧室内的燃料和空气；去除或吹扫燃烧副产物。除这些辅助工作之外，风扇还用于冷却工具和增加燃烧能量的输出。

内燃机包括一个可做往复运动的活塞，该活塞带有一个置于圆筒体内的刚性细长驱动刀片。一个阀套可沿轴向在圆筒周围做往复运动，并且当在联动件末端的工件接触件压住工件时通过联动件运动到关闭燃烧室。这一压迫动作也触发了燃料计量阀，以将规定量容积的燃料引入关闭的燃烧室内。

拉动触发开关，引发火花，以点燃内燃机燃烧室中的一次燃气量。当点燃可燃的燃料/空气混合物时，室中的燃烧使活塞/驱动器刀片组件加速，该组件向下冲击，如果有紧固件就会撞击放置好的紧固件并把紧固件驱入工件内。之后，活塞因圆筒内的燃气压力差返回到其原始或“准备”位置。紧固件以盒式装入鼻状件中，在鼻状件中紧固件被安置成正确的位置取向，以接收驱动器刀片的撞击。

单室燃烧装置在实现快速燃烧周期方面是有效的。单室装置对于执行上述辅助过程方面，特别是对混合单室内的空气和燃料及清除燃烧副产物方面也是有效的。但是，单室燃烧装置不能实现像在其它气体燃烧驱动工具中那么高的峰值燃烧压力。

两室或更多室的燃烧工具也是已知的。这些工具可产生比单室装置高得多的燃烧压力，和因而更高的燃烧能量。多室工具一般有一个与第二室联接的第一室。第一室常有管状形状，但如本领域所知，可有各种形状。一般为火花塞的点燃源位于第一室中或与第一室成可操纵的关系。第一室的一端通过为二室间的连通创造条件的一个口或其它开口与第二室相通。联接两个室的口通常包括一个针阀，该针阀正常状态下关闭，以防压力从第二室回流到第一室。

第一室中的燃料/空气混合物在第一室的封闭端点燃并使焰峰向有上述开口的室的另一端前进。随着焰峰的前进，焰峰前面的未燃烧的燃料/空气被推入第二室，因而压缩第二室中的燃料/空气混合物。当焰峰传播通过上述口和针阀时，第二室中的空气/燃料混合物也被点燃。因此，已点燃的气体在第二室迅速建立起压力，并且关闭针阀以防压力流回第一室中。第二室的压缩越大，工具的最后燃烧压力就越高，这正是所希望的。已点燃的气体通过第一和第二室之间的口行进的通道限制得越厉害，燃烧压力增加得就越高。

但是两室之间的限制通道使得空气/燃料混合物在短的时间内从第一室流到第二室变得困难。因此，一般来说，多室工具通过带有两个小孔的一个共同燃料输送管线分别向两室分配燃料。但这种配置趋于增加工具的复杂性和成本，这是不希望的。两个室之间的限制流动也使工具从两个室中清除燃烧副产物的能力下降，同时也抑制了在将燃料注入到室之前从工具外面充注新鲜空气的能力。燃料副产物积累在工具室内会降低工具实现一致的重复燃烧周期的能力。换句话说，两个室间的受限空气流对于混合两个室内的燃料及在两次燃烧过程之间清洗两个室需要附加的时间当工具在使用时，这个额外的时间能够被操作者不愉快地注意到。

因此，需要在不牺牲因使用两室之间限制通道而造成的燃烧功率增加和不必在装置中采用多于一条燃料管线的情况下，在多室燃料工具中实现从一个室到另一个室的有效空气流。

发明内容

在一个室中使用一个风扇的多室结构为特点的本气体燃烧驱动装置致力于上列各问题。在燃烧过程中，二室之间提供有一条限制的空气流通道，但在燃烧周期的混合、清洗和冷却过程中二室之间的空气流则绕过该限制通道从旁路通过。设有将二室联接在一起的旁路口，该旁路口在燃烧过程中被关闭，以限制流向限制通道的空气流，而在两次燃烧过程之间的混合，清洗和冷却过程中则被打开。

更具体地说，本发明提供一种这样的气体燃烧驱动装置，它包括一个第一室、一个位于第一室内的可旋转风扇，一个与第一室成可操纵关系且用于点燃可燃气体的点燃源，和一个第二室。位于第一和第二室之间和风扇下游的第一通道被构造和安排成可使已燃气体从第一室流到第二室。有一个独立于第一通道的入口，该入口位于第一室的壁上和风扇的上游，在第一室的该壁上和风扇下游还有一旁路口。

在另一个实施例中，燃烧驱动的装置包括一个燃烧室，一个装有可运动活塞的活塞室，和一个可相对于燃烧室和活塞室运动的套筒室。套筒室有一个第一滑动位置，该位置允许空气不受限制地在第一和第二室之间流动和从装置外面流入第一和第二室中的至少一个室。套筒室还有一个第二滑动位置，该位置允许空气不受限制地在第一和第二室之间流动，但阻止空气从装置外面流入第一和第二室。套筒室甚至还有一个第三位置，该位置限制空气在第一和第二室之间流动并且阻止空气从装置外面流入第一和第二室。

在另一个实施例中，一种操作燃烧驱动装置的方法包括若干步骤。所述装置有一个燃烧室，一个滑动室和一个活塞室。所述方法包括的步骤有：提供空气并将燃料注入燃烧室中，通过操作燃烧室中的一个旋转风扇来混合燃烧室和滑动室中的空气和燃料。至少有一个上游口位于风扇上游的燃烧室壁上并与滑动室相通，至少有一个下游口位于风扇下游的燃烧室壁上并与滑动室相通。在混合之后，已混合的空气和燃料在燃烧室中被点燃并通过燃烧室中的火焰喷口流入滑动室内。然后，燃烧室中的燃烧压力驱动活塞室中的活塞。此后，通过燃烧室和滑动室从装置外面送进的新鲜空气将燃烧副产物从燃烧室和滑动室中清除出去。

附图说明

图1是多室燃烧驱动装置的示意剖面图；

图2是说明空气流通过图1的燃烧驱动装置的示意剖面图；

图3是以本空气流线路结构为特色的多室燃烧驱动装置的示意剖面图；

图4是说明流经图3中所示装置的空气流的示意剖面图；

图5A-C是说明具有优选空气流特点的本发明的另一实施例的示意剖面图；

图6是说明图5A-C所示实施例的作为行程运动函数的空气流的部分示意剖面图；

图7是说明流经本装置另一实施例的空气流的示意剖面图。

具体实施方式

现在参考图1和2来说明在共同转让的待审美国专利(AttorneyDocket No.13696)中的优选多室装置设计，该专利在此引为参考。两室装置总体标记为10，它包括点燃源12，该点燃源一般是位于第一室16封闭端14的火花塞。第一室16的另一端18通过火焰喷口22与第二室20相通。针阀23(图1)最好设计成能在第一室16的外面盖住火焰喷口22，针阀是常闭的以防压力从第二室返流进第一室，阀限制件23a设置成使其可在与第一室相反的阀的一侧盖住该阀。

第一室16的作用相当于第二室20中可燃气体的压缩器。第一室16中的燃料和空气用第一室16中的风扇24来混合并被位于室16封闭端14的点燃源12点燃。已点燃的混合物推动焰锋向包含火焰喷口22的第一室16的端18前进。随着焰峰的前进焰峰前面的未燃烧燃料/空气混合物被推入第二室20，因而压缩第二室内的燃料/空气混合物。当火焰从第一室经火焰喷口22传进第二室20时，第二室中的空气/燃料混合物也被点燃。这样，第二室20中已点燃的气体在第二室中建立起更大的压力，并关闭针阀23，以防压力因回流进第一室而下降。第二室20中混合良好的空气/燃料混合物有助于更快、更高能量和更高效的燃烧。

第二室20包括可滑动地接纳第一室16的大致圆筒状的套筒体26，和大致圆筒状的活塞室28。活塞室28装有可在其内做往复运动的活塞30，活塞室28的加宽端32与套筒体26的端34相接触，以便当套筒体26沿方向Y滑入应有的位置时有效地将位于第二室20和活塞室28之间的开口36密封于装置10外面的空气。套筒体26的另一端38与第一室16的封闭端14相接触，以有效地关闭通过位于旋转风扇24上游某位置的第一室16壁42上的入口40从装置外面进来的空气流。当套筒体26被定位成阻止在套筒两端34，38从装置外面流入的空气流之后，第二燃烧室20中燃烧压力的迅速增加驱使活塞30按远离第一室16的方向沿活塞室28下行。

在这种配置中，当一个以上的室与一个风扇一起使用时，风扇24的效率受室16和20设计和联接方式的影响很大。通过建立一条已点燃气体混合物从第一室16流入第二室20的限制通道，在多室装置中可得到更高的燃烧能量。第一室16和第二室20之间的通道限制得越强，燃烧能量增加得就越多。图中所示一种这样的限制通道被设置在室16里面的火焰喷口22的上方。

这个示例中的限制通道44是用在火焰喷口22一侧安置遮板46并在另一侧安置阀23和阀限制器23a组合件形成的。预期也可用一个或多个遮板、口、阀、阀限制器等的组合来形成限制通道。还可预期，如本领域中所知，也可用超声喷嘴来增加通过作为火焰喷口本身或与上述任何特征组合的火焰喷口22的燃烧能量。

虽然强限制通道可如愿地增加在燃烧过程中从第一室16传入第二室20的燃烧能量，但如上所述，限制通道也可能会违背意愿地限制为完成两次燃烧过程之间的辅助过程的两室之间的空气流动。因此，在构造成能从燃烧中抽出更大功率的限制通道和多室装置可用一个风扇再循环或“呼吸”空气、燃料和副产物的能力两者之间会存在不希望有的折衷选择。在单室燃烧配置中这种折衷并不明显。在第一室中风扇24的存在和运转对于装置10的混合、冷却和室的清洗以及装置为下一燃烧周期而复位的能力都有很大贡献。但是，采用限制通道时，室间的高效空气流动仍是困难的。

现在参考图2，本发明人发现，图中所示空气流路线A是在燃烧过程之后的清除第一室16和第二室20两室中的燃烧副产物过程中实际存在的。在清洗过程中，套筒体26沿方向X滑动以与活塞室28松开，从而将入口40暴露于从装置10外面进来的空气中。当风扇24旋转时，从装置10外面进来的新鲜空气通过入口40理想地进入第一室16，再通过火焰喷口22运动到风扇24的下游而进入第二室20，并通过开口36流出第二室，因此从两个室中清除了上次燃烧留下的燃烧副产物，并给两室充以洁净的空气。

但是，如上所述，室16，20之间的限制通道44大大影响了空气流A从入口40平稳行进到开口36的能力。为增加燃烧功率而要用限制更强的通道的配置会更难实现理想的空气流路线。在图2中看得最清楚，实际上空气流A的大部分保留在第一室16中，并且通过某些入口40而不是火焰喷口22流出第一室，因而造成第一室清洗不充分。清洗第二室的能力更加不足。根据Bernoulli原理，空气流并不是从第一室16，通过第二室20在开口36处流出装置，与此相反，空气流A中的一部分实际上被沿相反方向从第二室20拉回到第一室16中。这种反向空气流使得不能很好地清洗第二室20。对于清洗第二室20的能力而言，在采用阻止由第二室向第一室回流的阀时，这种反向空气流更减小到实际上不起作用。

虽然第一室16中的风扇24提高了装置10混合和清洗两室16，20的能力。但上述折衷在某种程度上仍然存在。本发明人已经发现，如上所述，在不使用进入第二室的独立燃料通道的情况下，有效限制通道限制了风扇24在燃烧过程之前有效地将第二室20和第一室16中的空气和燃料混合在一起的能力。虽然通过风扇24也得到了改善，但通过第二室20的一定程度受限空气流也降低了风扇24在两次燃烧过程之间冷却第二室的能力。相应地，本发明人发现，本发明利用了在第一室中使用风扇的独特性能，但不牺牲因在两室之间采用限制通道而得到的增加燃烧功率，还并不使用多于一条燃料管道的情况下，能在多室装置中实现从一个室到下一个室的有效空气流是合乎需要的。

现在参考图3-4，燃烧驱动的装置总体用50标记，但装置50与图1和2中表示的相同零部件用相同的数字标记。

装置50的一个重要特点是，在优选的第一室54的壁53上有至少一个旁路口52，但最好有几个旁路口52均匀地分布在最好是连续的圆筒壁53的周围。在一个优选实施例中，旁路口52位于风扇24气流下游最靠近风扇产生的第一室54的较高压力区的地方。因此，位于风扇24上游的入口40最靠近第一室54的较低压力区。这样，旁路口52形成了不同于限制通道44的火焰喷口22的第二室间互通机构。

正常情况下旁路口52保持开启，但最好用位于界定第二室58的阀套26里面的旁路密封件56挡住。最好将旁路密封件56安置在阀套26上，以便在燃烧过程前，阀套沿方向Y滑动地与第一室54和活塞室28啮合时完全盖住旁路口52。在图3和4中看得最清楚，旁路密封件56最好安置在阀套26上，以免当阀套为清洗而滑动，使第一室54和第二室58暴露于外面的空气时挡住流经旁路口52的空气流。

旁路密封件56最好由实心的、与第二室56相同的本领域已知阻燃材料制成。旁路密封件56最好与阀套26的里面整体形成为单一结构，但也可用熔接、焊接、螺丝或本领域已知的其它联接方法固定地联接到阀套上。

与旁路密封件56相似，最好在阀套26的里面也安置至少一个入口密封件60，以便在燃烧过程中可滑动地啮合并挡住通过入口40的空气流，但当为了促进清洗而使阀套滑动成开启时，入口对外面的空气是敞开的。入口密封件60最好由与旁路密封件56相同的材料制成并以相同的方式联接到阀套26上。

在一个优选实施例中，旁路密封件56和入口密封件60都是环绕阀套26里面的单一连续体，或一系列个别的独立隔开体，被安置成在燃烧过程中当阀套滑动至挡住从外面进入装置的空气流时盖住各旁路口52和入口40。因此，旁路密封件56和入口密封件60不必构造成使空气能在这些密封件和阀套26本身里面之间流动。

现在参考图4，图中表示利用旁路口52的装置50在清洗过程中的空气流路线B。在该实施例中，路线B从入口40，出旁路口52，通过第二室58并出第二室58的端34和活塞室28的优选加宽端32之间的开口平稳而有效地行进。旁路口52的非受限开口的另一优点是便利于空气流路线B有效地避开限制路线44(与图2中不同)，因而使大量洁净空气可沿风扇24形成的所需流动方向迅速流过第一室54和第二室58。这样，本多室装置50在清洗过程中当第二室58开启以与第一室54和活塞室28松开啮合时可迅速而有效地清除燃烧副产物。

另外，按照该优选结构，从风扇24流经两个室54，58的空气流实际上与使用一个风扇的典型单室装置同样有效。这种高效空气流除第二室58之外还改善了第一室54的冷却，在燃烧过程之后，两个室的温度都升高。除此之外，最好将口40，52和密封件56，60安置成有利于第一室54和第二室58之间的空气和燃料的混合。

现在参考图5A-C，另一种多室燃料驱动装置总体标记为70，并以简化的形式说明第二室74的阀套72不同滑动位置的作用。与装置10，50相同的零部件用相同的标号标记。第二室74不必是纯粹的圆筒，可以是为适应所需尺寸的各种形状，只要第二室可沿Y方向移动而密封第一室80封闭端78的边76和活塞室28就可以了。优选的结构是，如本领域所知，在装置工作过程中，当相关装置70由于联接于工件接触件(未示出)的联动件的作用而压住或与工件松开时允许第二室74可滑动地与第一室80和活塞室28啮合或松开。

在图5A中看得最清楚，当阀套72的排气端82完全与活塞室28在开口36处松开并且阀套的入口端84完全与第一室80松开以在入口端和第一室闭合端78的边缘76之间形成开口86时发生装置70的清洗和冷却。对于该实施例，第一室80和活塞室28最好是相互固定的，清洗和冷却都是在第二室完全与其它室松开的第一滑动位置进行的。在这种结构中，空气流流经装置70，然后沿与图4中的相同路线B流动，所取方向实际上不受是否采用限制通道挡住火焰喷口22的影响。在所述另一优选实施例中，任何流经火焰喷口22的空气流都沿旋转风扇24所确定的所需流动方向流动，这种空气流甚至可用于改善燃烧副产物从第一室80和第二室74中的清除。

现在参考图5B，当装置70压在工件上时，阀套72移至第二滑动位置，以促进第一室80和第二室74之间的空气和燃料的混合，而且不必对装置70的结构做任何进一步的修改。或者，阀套72也可由操作人员拉动触发器(扳机)(未示出)而启动。按照该实施例，排气端82和入口84分别面对活塞室加宽端32和第一室边缘76最好有足够的长度，使得在阀套72的第二滑动位置，活塞室28和第一室80分别在开口36和86处被密封于装置外面的环境，但保留口40，52不被盖住，以允许第一室80和第二室74之间的空气流动。

活塞室28和第一室80密封于外面空气时，旋转的风扇24沿方向C将空气流通过位于风扇上游的入口40从第二室74抽入第一室80。因此，风扇24将从第一室80出来的空气流C通过位于风扇下游的旁路口52导向第二室74。这种优选构造使空气和燃料在两室内和两室之间得到迅速和高效的混合。换言之，空气流与装置外面的联系被关闭了，但当燃料注入到第一室80中时，两室之间的再循环则仍维持。这种高效的混合过程使得在第一室80中形成的空气/燃料混合物能迅速通到第二室74，因而不需通过独立的燃料管道将燃料注入两室。同样，燃料也可以仅仅注入第二室74，而仍因相同的过程和构造而被有效混合并进入第一室80。按照该实施例，用于将燃料只注入室74，80中之一的单一燃料管道就能足够和可靠地服务于整个装置70。

用于触发燃料注入的燃料触发器(未示出)也可安置在装置70上，以便能用滑动阀套72机械地触发。在阀套运动到使第一室80和第二室74密封于装置70外面的环境之前，燃料触发器最好不与阀套72接触。该实施例的另一个优选特点是，在入口密封件和阀套72里面之间包括了一个另一种入口密封件90的开口部分88。开口部分88允许空气流C在第二室74中的第一室80的壁53和阀套72之间循环，并通过入口40返回第一室。在图5B中看得最清楚，通过空气流路线C的再循环仍能发生在第一室80和第二室74之间，即使阀套72关住了第一室80和第二室74之间的开口86时也能这样。旁路密封件92同样沿阀套72与入口密封件90隔开，并且包括一个类似的开口部分94，开口部分94允许空气通过旁路密封件的一部分在旁路密封件和阀套72之间流动。

现在参考图5C，通过与工件的持续接触或触发动作使阀套72继续运动到第三滑动位置，在该位置，在燃烧过程中，能实现除火焰喷口22和受限通道44(图4)之外的第一室与第二室74间的隔离。排气口82和阀套72的入口端84继续将第一室80和第二室74密封于外面的环境，正如处于第二滑动位置(在图5B中看得最清楚)那样，但现在入口密封件90，最好还有旁口密封件92，也运动到可挡住通过口40和52的所有空气流的位置。因此，对这个第三滑动位置来说，第一室80和第二室74之间的连通限于火焰喷口22和受限通道44。连通的形式最好是已点燃的气体火焰喷流沿方向D单向通过火焰喷口22。虽然单一火焰喷口22和受限通道44是优选配置，但也可考虑用附加的火焰喷口22。本发明人还考虑，旁路口52也允许焰锋从第一室80传入第二室74而不用附加的火焰喷口。

也可将点燃触发器(未示出)安置在装置70上，以允许阀套72通过运动机构地触发点燃源12(图4)的触发器，从而当达到图5C所示完全啮合的第三位置时点燃第一室80内的空气/燃料混合物。所得到的已点燃气体喷射流将建立起进入第二室74的燃烧压力，同时点燃第二室中的空气/燃料混合物，并如上所述驱动活塞室28的活塞30(图4)。当完成这个燃烧过程时，阀套72返回到图5A中所表示的第一滑动位置，以清除室74，80中的燃烧副产物，冷却两室并重新开始燃烧周期。

现在参考图6，流经装置70的空气流被示为阀套72总行程长度S的函数。行程S由阀套72沿方向Y从其完全啮合的位置(燃烧过程)到完全松开的位置(清洗过程)所行进的距离确定。在本发明的该实施例中，优选情况是将排气端82和入口端84的长度分别设置为允许沿大部分行程长度发生混合。

总行程长度S最好设置成既能启动又能关停第二室74的滑动阀套72。行程长度S在方向Y的第一部分S₁关闭开口36和86，以密封第一室80和第二室74与外界环境的互通，同时保留空气流继续沿路线C在装置70中循环，以便进行混合。行程长度S的第二部分S₂也是沿方向Y，关闭入口40上方的入口密封件90和旁路口52上方的旁路密封件92，以便为了燃烧使第一室80，除通过火焰喷口22和受限通道44外，与第二室74密封。因此，阀套72相对于第一室80和活塞室28行进的距离满足方程：S≥S₁+S₂。

在该优选实施例中，最好使行程S的发生混合的长度(S₂)相对于总行程S比较长，以便在第一室80和第二室74两个室中最大量的空气和燃料得到混合。因此，可根据排气端82和阀套72的入口端84的相应长度来设置S₂。入口密封件90和旁路密封件56的相对位置也可对设置一个优选的较长混合行程部分S₂作出贡献。这样，无论两室间的限制通道44构成多强的限制，较长的行程部分S₂的长度总能增强第一室80和第二室74两室中燃料和空气的混合。

现在参考图7，另一个可供选择的装置用100标记，与上述各实施例相同的零部件用相同的标号标记。除了将风扇102安置在可移动的第二室104而不是第一室106内之外，装置100与图4所示装置50相同。在该实施例中，风扇102的马达108可用已知的方法安装到第一室106的外表面110上，或套筒体26本身里面。马达108甚至可安置在第二室104的外面，并如本领域中所知，通过第二室中的旋转轴112将运动传送至风扇102。

与图4中所示实施例相似，当风扇102被置于第二室内并当第二室104被安置成允许空气从装置外面流入室104，106时，空气流沿方向B流过装置100。因此，用位于第二室的风扇能与位于第一室的风扇几乎可同样有效地从室104，106中清除燃烧副产物。或者，除位于第二室104中的风扇102外，还可在第一室106中布置风扇24(图4)，以提供沿方向B通过两室的更大空气流。本领域的技术人员会理解，通过只将若干风扇安置在除室104，106之外的若干附加室内或将这些风扇与安置在第二室和/或第一室的一个风扇配合使用而使空气流更容易流过这些室。

上述实施例实现了多室燃料驱动装置的重要优点。本发明的配置由于在燃烧过程中使用空气流限制通道而得到高能量的燃烧，而对两次燃烧过程之间的辅助过程则允许空气流绕过限制通道在旁路中通过。因此，不论从一个室到下一个室的通道的限制有多么强，在两个室中的至少一个室中的风扇总能实现始终如一的显著和有效的气流。本发明也提供了改善的室间循环/再循环，以改善混合，即使燃料只注入到一个室中也是这样。

本发明实现的再一个优点是，在这些优选实施例中，风扇旋转流可以流动而与其它有关多室之间通过火焰喷口和联接各室的受限通道的流通设计无关。因此，前面提到的在高能燃烧和高效执行辅助过程之间的不希望有的权衡实际上已被本发明燃烧装置的实施例所排除。始终如一和高效的风扇功能还防止了对装置内燃机内部部件的相当程度的长期磨损。虽然就双室燃料装置做了说明，但本领域的技术人员会认识到，在不离开本发明的情况下上述实施例也适合于采用多于两个室的装置。本领域的技术人员也应知道，本空气流的配置也可有效地用于驱动活塞或点燃机构的多重燃烧或气动装置中，以及一般的燃烧驱动的装置中。

虽然已经展示和说明的是本发明燃烧装置的若干特定实施例，但本领域的技术人员会明白，在不离开本发明更广泛方面并且按照后面的权利要求书的情况下，仍可对其做一些变更和修改。

Claims (23)

1、一种气体燃烧驱动装置，包括：

一个第一室；

一个位于所述第一室内的可旋转风扇；

一个与所述第一室成可操作关系的点燃机构，用于点燃可燃气体；

一个第二室；

一个所述第一室和所述第二室之间和所述风扇下游的第一流通机构，所述第一流通机构被构造和安排成使已点燃的气体喷射流能从所述第一室流通到所述第二室；

位于所述第一室一个壁上和所述可旋转风扇上游的至少一个入口；和

独立于所述第一流通机构并位于所述第一室所述壁上和所述可旋转风扇下游的至少一个旁路口。

2、如权利要求1的装置还包括：

一个其内包括一个活塞的活塞室；和

位于所述第二室和所述活塞室之间的第二流通机构，所述第二流通机构被构造和安排成使所述第二室内的燃烧压力能将所述活塞沿离开所述第二室的方向驱动所述活塞。

3、权利要求2的装置，其中，所述第二室包括第一和第二相对端，所述第二室被构造和安排成使其能分别在所述第一和第二端可运动地与所述第一室和所述活塞室松开啮合。

4、权利要求3的装置，其中，所述第一室和所述活塞室之间的距离一般是不变的，并且所述第二室的可动啮合限制空气流在所述第一和第二端从装置外面进入所述第一和第二室。

5、如权利要求1的装置，还包括可运动的入口密封件，以盖住所述入口并限制空气通过所述入口在所述第一和第二室之间流动。

6、如权利要求5的装置，还包括至少一个可运动的旁路密封件，以盖住旁路口并限制空气通过所述旁路口在所述第一和第二室之间流动。

7、如权利要求6的装置，其中，所述至少一个入口密封件和旁路密封件可相对于所述第一室运动，但相对于所述第二室是固定的。

8、如权利要求7的装置，其中，所述至少一个入口密封件包括至少一个开口，以允许空气在所述入口密封件和所述第二室的内壁之间流动。

9、如权利要求7的装置，其中，所述至少一个旁路密封件包括至少一个开口，以允许空气在所述旁路密封件和所述第二室的内壁之间流动。

10、如权利要求1的装置，其中，所述第一流通机构是一个火焰喷口并包括在所述第一和第二室之间的一个受限空气流通道，所述受限空气流通道包括安置成能盖住所述火焰喷口的一个阀、一个遮板和一个限制器中的至少一个。

11、一种气体燃烧驱动装置，包括：

一个燃烧室；

一个装有可运动活塞的活塞室；

一个可相对所述燃烧室和所述活塞室运动的套筒室；

所述套筒室有一个第一滑动位置，该位置允许空气在所述第一和第二室之间不受限制地流动，并且允许空气从装置外面不受限制地流入所述第一和第二室中的至少一个室；

所述套筒室有一个第二滑动位置，该位置允许空气在所述第一和第二室之间不受限制地流动，但阻止空气从装置的外面流入所述第一和第二室；和

所述套筒室有一个第三滑动位置，该位置限制空气在所述第一和第二室之间流动，并且阻止空气从装置外面流入所述第一和第二室。

12、如权利要求11的装置，其中，安置在所述燃烧室中的风扇促进通过装置的空气流。

13、如权利要求12的装置，还包括：

位于所述燃烧室一个壁上和所述风扇上游的至少一个入口；和

位于所述壁上和风扇下游的至少一个旁路口；

其中，在第一滑动位置，所述第一和第二室通过所述至少一个入口和所述至少一个旁路口彼此开启和连通。

14、如权利要求13的装置，其中，在所述第一滑动位置，所述第一和第二室中的至少一个室分别通过所述燃烧室和所述套筒室之间的开口，和所述活塞室和所述套筒室之间的开口与装置外面的空气相通。

15、如权利要求14的装置，其中，在所述第二滑动位置，所述套筒室的第一和第二端阻止来自所述燃烧室和所述套筒室之间及所述套筒室和所述活塞室之间的所述开口的空气流。

16、如权利要求15的装置，其中，所述至少一个入口密封件和旁路密封件固定地贴在所述套筒室的一面内壁上，和在所述第三滑动位置，所述至少一个入口密封件和所述至少一个旁路密封件盖住入口和旁路口，以阻止来自至少一个入口和至少一个旁路口的空气流。

17、如权利要求11的装置，其中，所述套筒室滑动的总距离定义为行程长度S，所述套筒室从所述第一滑动位置逐渐滑动到第二滑动位置的距离定义为第一行程部分S₁，所述套筒室从所述第二滑动位置逐渐滑动到所述第三滑动位置的距离定义为第二行程部分S₂，并有如下关系：S≥S₁+S₂。

18、如权利要求11的装置，其中，置于所述套筒室内的可旋转风扇促进了通过装置的空气流。

19、操作具有一个燃烧室、一个滑动室和一个活塞室的燃烧驱动装置的方法包括以下步骤：

给燃烧室提供空气；

将燃料注入含有空气的燃烧室；

通过操作燃烧室中的旋转风扇，位于燃烧室一个壁上和所述风扇上游并与滑动室相通的至少一个上游口，位于所述壁上和所述风扇下游的并与所述滑动室相通的至少一个下游口，来混合燃烧室和滑动室中的空气和燃料。

点燃由所述混合步骤得到的燃烧室中的已混合空气和燃料并通过燃烧室中的火焰喷口使所述已点燃混合物通到滑动室中；

用所述燃烧步骤得到的滑动室中的燃烧压力驱动活塞室中的活塞；和

用通过燃烧室和滑动室从装置外面送进的新鲜空气将所述点燃步骤产生的燃烧副产物从燃烧室和滑动室中清除出去。

20、如权利要求19的方法，其中，所述注入步骤还包括阻止从装置外面的空气流入燃烧室和滑动室的子步骤。

21、如权利要求19的方法，其中，所述点燃步骤还包括阻止空气流过所述上游和下游口的子步骤。

22、如权利要求19的方法，其中，所述清除步骤还包括移动滑动室使之不挡住所述上游和下游口并允许空气从装置外面流入滑动室和燃烧室中的至少一个室的子步骤。

23、一种气体燃烧驱动的装置，包括：

一个第一室；

与所述第一室成可操纵关系的点燃机构，用于点燃可燃气体；

一个第二室；

一台位于所述第一室和所述第二室中至少一个室内的可旋转的风扇；

位于所述第一室和所述第二室之间的第一流通机构，所述第一流通机构被构造和安排成能使已点燃气体从所述第一室通到所述第二室；

位于所述第一室一壁上的至少一个入口；和

至少一个旁路口，它独立于所述第一流通机构和所述至少一个旁路口，并位于所述第一室一壁上的所述入口和所述流通机构之间。

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