專利名稱：裝配有雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的用于緊固件驅(qū)動工具的雙層燃燒室系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及其中裝配有閥機(jī)構(gòu)的燃燒室系統(tǒng)，以用于控制進(jìn)入燃燒室的空 氣/燃料混合物的進(jìn)氣，以及排出自燃燒室的廢氣或燃燒產(chǎn)物的排放、掃除及清除；進(jìn)一步 地涉及雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)，其被設(shè)置在具有相互流體連接的第一和第二燃燒室的雙層燃燒室 中，其中，雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)不僅控制空氣/燃料進(jìn)入到動力工具的全部兩個燃燒室的引入， 同樣控制排出自動力工具的全部兩個燃燒室的廢氣或燃燒產(chǎn)物的排放、掃除及清除，此外， 所述雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)配置與構(gòu)成動力工具雙層燃燒室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相配合，產(chǎn)生形成 或構(gòu)成在動力工具的雙層燃燒室內(nèi)部中的加長、彎曲的或弓曲的流體路徑，從而提高或改 進(jìn)空氣和燃料混合物成分的相互混合、在動力工具的燃燒室之中并遍及燃燒室的空氣/燃 料混合物的分配、在動力工具的燃燒室之中并遍及燃燒室的空氣/燃料混合物的實(shí)際燃燒 以及動力工具的燃燒室系統(tǒng)的掃除或清除特征。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中，已知便攜式內(nèi)部燃燒動力工具，具有多種方式分別將燃燒燃料引導(dǎo) 或充入其燃燒室中，或用于從燃燒室排出燃燒產(chǎn)物。這種便攜式內(nèi)燃驅(qū)動工具的示例由以 下專利所揭示2005年7月5日授予Adams的美國專利6， 912， 988、2005年1月11日授 予Adams的美國專利6，840，033、1998年5月19日授予Macvictar et al.的美國專利 5， 752， 643、 1990年3月6日授予Veldman的美國專利4， 905， 634、 1988年7月26日授予 Adams的美國專利4， 759， 318、 1987年5月19日授予Adams的美國專利4， 665， 868、 1985年 4月16日授予Adams的美國專利4，510， 748、以及1982年12月28日授予Adams的美國專 利4， 365，471。盡管上述專利中所揭示的便攜式內(nèi)燃驅(qū)動工具的操作令人滿意，仍然希望提 供一種具有燃燒室的便攜式內(nèi)燃驅(qū)動工具，其特征在于改進(jìn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，例如，提高引 入內(nèi)部燃燒動力工具的燃燒室中的空氣和燃料混合成分的相互混合，這能夠提高位于內(nèi)部 燃燒動力工具的燃燒室中并遍布其中的空氣/燃料混合物的流量分配，其能夠提高位于內(nèi) 部燃燒動力工具的燃燒室中并遍布其中的空氣/燃料混合物的實(shí)際燃燒，并且能夠提高來
自內(nèi)部燃燒動力工具的燃燒室的燃燒產(chǎn)物的排出、掃除或者清除。 例如，如上文所述的在2005年7月5日授予Adams的美國專利6， 912， 988中，希
望降低完成整個燃燒周期的時間段，其中火花點(diǎn)燃發(fā)生的時間點(diǎn)、當(dāng)獲得位于燃燒室中的
空氣/燃料混合物燃燒帶來的峰值壓力以便驅(qū)動動力活塞以通過動力工具驅(qū)動緊固件并 將緊固件從動力工具擠出并將緊固件埋入基板時的時間點(diǎn)和完成排出自動力工具的燃燒室的燃燒產(chǎn)物的排氣、掃除或者清除時的時間點(diǎn)之間確定了所述燃燒周期。更具體地，期望 獲得位于動力工具的燃燒室中空氣/燃料混合物的快速燃燒，從而幫助動力工具的緊固件 操作，所述緊固件操作被確定在由操作者扣動扳機(jī)的時間點(diǎn)，以及緊固件被驅(qū)動通過動力 工具、從動力工具壓出并被插入或埋入基板的時間點(diǎn)之間。完成燃燒處理的時間段的降低， 也有助于位于燃燒室中的峰值燃燒壓力的發(fā)展，由此通過這種峰值壓力作用動力活塞，從 而獲得動力活塞的高速運(yùn)動，從而隨后通過動力工具驅(qū)動緊固件，以從動力工具排出緊固 件并將其插入或埋入基板中。 —種獲得位于內(nèi)部燃燒動力工具的燃燒室中的空氣/燃料混合物的更高燃燒率 或更快燃燒的方法是，引入位于燃燒室中并遍布燃燒室的空氣/燃料混合物的湍流。已知 的是，這種湍流不但能夠有效地降低點(diǎn)燃至獲得峰值壓力的時間段，并且能夠提高或推進(jìn) 燃燒空氣/燃料混合物的峰值壓力。此外，還可以通過以下方式獲得更高的峰值燃燒壓力， 通過以預(yù)定的化學(xué)當(dāng)量比及預(yù)定的壓縮比與空氣混合的燃燒預(yù)定量的燃料，以及，通過將 燃燒室劃分為預(yù)燃燒室及主燃燒室并且隨后按照順序點(diǎn)燃設(shè)置在預(yù)燃燒室和主燃燒室中 的空氣燃料混合物從而有效地加長的燃燒室。例如，火花塞照例位于預(yù)燃燒室的、遠(yuǎn)離主燃 燒室的一端，隨后，火花塞點(diǎn)燃位于預(yù)燃燒室中的空氣/燃料混合物。形成于預(yù)燃燒室的、 遠(yuǎn)離主燃燒室的一端的火焰面朝主燃燒室蔓延，并且，在來自預(yù)燃燒室的火焰面到達(dá)主燃 燒室中之前，火焰面將一部分位于預(yù)燃燒室中的空氣/燃料混合物推入主燃燒室中。湍流 及增加的壓力均發(fā)生于主燃燒室中的空氣/燃料混合物，其中，設(shè)置于主燃燒室中的空氣/ 燃料混合物隨后由進(jìn)入到主燃燒室中的火焰面所點(diǎn)燃。 例如，進(jìn)一步如上文所述，在2005年1月11日授予Adams的美國專利6， 840， 033 中，與采用具有相同或者相似的橫截面尺寸的線性或直的預(yù)燃燒室相比，曲線的預(yù)燃燒室 被相信能夠增加火焰面的傳播速度，從而縮短在點(diǎn)火后獲得峰值燃燒壓力的時間。還可以 理解的是，然而，峰值壓力是位于燃燒室中的空氣/燃料混合物的體積的函數(shù)，相應(yīng)的，具 有加長了的尺寸的燃燒室，顯然增加了燃燒室的總體積，這會不利地影響峰值燃燒壓力的 形成，因?yàn)榛鹧婷姹仨殭M穿更長的燃燒室的長度以形成預(yù)期的峰值燃燒壓力。進(jìn)一步的，燃 燒效率同樣是在燃燒室中的空氣/燃料混合物的質(zhì)量的函數(shù)或者有賴于設(shè)置在燃燒室中 的空氣/燃料混合物的質(zhì)量。在每個燃燒周期之間，廢氣或者燃燒產(chǎn)物必須從燃燒室被移 除，并且必須將新的空氣/燃料混合物引入燃燒室。因此，迫切需要移除盡量多的、在之前 工具燃燒周內(nèi)中產(chǎn)生的廢氣或者燃燒產(chǎn)物，以便使空氣燃料混合物的新鮮混合氣的變劣盡 可能地小，由此，為新近或者后續(xù)工具燃燒周期作準(zhǔn)備的新近或新鮮流入空氣/燃料混合 物，具有最高可能質(zhì)量的特征。 因此，在本領(lǐng)域中需要一種新型、改進(jìn)后的燃燒室系統(tǒng)，其用于內(nèi)部燃燒動力的緊 固件驅(qū)動工具，其中，該燃燒室系統(tǒng)能夠提供與被充入并分配到燃燒室系統(tǒng)全部的空氣/ 燃料混合物相關(guān)的、較好的混合或湍流特征，其中，盡管燃燒室會提供或者形成具有相對較 大長度尺寸的燃燒室，燃燒室系統(tǒng)同樣能夠通過有效地將空氣/燃料混合物劃分為在完成 燃燒前僅需要跨過相對較短距離的多個火焰面以提高空氣/燃料混合物的分配及點(diǎn)火效 率，并且峰值壓力形成的發(fā)生能實(shí)現(xiàn)動力活塞的高速移動，其用來撞擊緊固件使其被驅(qū)動 穿過動力工具并從動力工具壓出，并且，其中，燃燒室系統(tǒng)能夠通過提高的廢氣或者燃燒產(chǎn) 物的掃除或者清除技術(shù)，從而提高充入到燃燒室中的新近的或新鮮的空氣/燃料混合物的
5質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的示教及遠(yuǎn)離，通過提供一種與內(nèi)部燃燒動力的緊固件驅(qū)動工具一同 使用的新型、改進(jìn)后的燃燒室系統(tǒng)，可以獲得上述及其他目標(biāo)，所述燃燒室系統(tǒng)包括彼此流 體連接的第一預(yù)燃燒室以及第二主燃燒室，以及雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)，其可操作地連接到雙層 燃燒室，從而分別控制空氣/燃料混合物進(jìn)入到第一預(yù)燃燒室和第二主燃燒室中的一個或 全部的進(jìn)氣，以及空氣/燃料混合物離開第一預(yù)燃燒室和第二主燃燒室中的一個或全部的 掃除或清除。雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)配置與包括動力工具的雙層燃燒室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相結(jié)合 導(dǎo)致了形成在動力工具的雙層燃燒室內(nèi)部中的加長、彎曲或弓曲的流體路徑，并且燃燒室 系統(tǒng)的第一預(yù)燃燒室和第二主燃燒室同樣有效地由具有多個形成于其中的穴的板有效地 分隔開。通過這種方式，多重噴射或者火焰面有效地以圓周方式形成于本發(fā)明的整個燃燒 室系統(tǒng)。


參照附圖及下文中的詳細(xì)說明，能夠更好地理解本發(fā)明的各種其他特征及伴隨的
優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，所有視圖采用相同的附圖標(biāo)記來表示相同或相應(yīng)的部件，其中 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明原理及示教所構(gòu)造的新型、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的第
一實(shí)施例的示意主視圖，其具有第一和第二預(yù)燃燒及主燃燒室，其用于例如內(nèi)部燃燒動力 的緊固件驅(qū)動工具中，并且在其中裝配有新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例， 該機(jī)構(gòu)示出于其開放位置，并用于控制進(jìn)入到雙層燃燒室系統(tǒng)的第一和第二預(yù)燃燒及主燃 燒室中的空氣燃料混合物的進(jìn)氣，以及從雙層燃燒室系統(tǒng)的第一和第二預(yù)燃燒及主燃燒室
中離開的廢氣或者燃燒產(chǎn)物的排出； 圖2示出了與新型的、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的圖1的示意主視圖相對應(yīng)的示 意后視圖，其中裝配有新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)； 圖3示出了與新型的、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的圖1、2的示意主、后視圖相對應(yīng) 的示意俯視圖，圖中示出了新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)位于其相對于第一上部預(yù)燃 燒室的開放位置； 圖4示出了與新型的、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的圖1、2的示意主、后視圖相對應(yīng) 的示意仰視圖，圖中示出了新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)位于其相對于第二下部主燃 燒室的開放位置； 圖5示出了與圖l的示意主視圖相對應(yīng)的示意主視圖，圖中示出了新型的、改進(jìn)后 的雙層燃燒室系統(tǒng)的第一實(shí)施例，其中裝配有新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥，然而，其中的 雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)示出在其閉合位置； 圖6示出了與圖5的示意主視圖相對應(yīng)的新型的、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的示
意俯視圖，圖中示出了設(shè)置在其閉合位置的新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)； 圖7示出了與圖5的示意主視圖相對應(yīng)的新型的、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的示
意仰視圖，圖中示出了設(shè)置在其閉合位置的新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)； 圖8為類似于圖3的示意俯視圖，然而圖中示出了根據(jù)本發(fā)明原理及示教的新型、
6改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的第二實(shí)施例的主視圖，其具有第一和第二預(yù)燃燒及主燃燒室，并且示出了其裝配的、位于開放位置的、新型改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例，然而，該雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例用于同時將空氣燃料混合物引入到雙層燃燒室系統(tǒng)的第一和第二預(yù)燃燒及主燃燒室兩者中，以及用于從雙層燃燒室的第一和第二預(yù)燃燒及主燃燒室兩者中離開的廢氣或者燃燒產(chǎn)物的同時排出； 圖9為類似于圖4所示的示意仰視圖，然而圖中示出了如圖8所示的新型、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的第二實(shí)施例，其中新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)示出于其開放位置； 圖IO為類似于圖1的示意側(cè)視圖，然而，圖中示出了位于其開放位置的新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例； 圖11為類似于圖5的示意側(cè)視圖，然而，圖中示出了位于其閉合位置的新型的、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例； 圖12為類似于圖4示意仰視圖的示意仰視圖，然而圖中示出了根據(jù)本發(fā)明原理及示教的新型、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的第三實(shí)施例的主視圖，其具有第一和第二預(yù)燃燒及主燃燒室，但僅示出了主燃燒室，并且示出了其中裝配的、位于開放位置的、類似于第一實(shí)施例雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的新型改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)，然而其中，新型改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的第三實(shí)施例包括設(shè)置在預(yù)燃燒室中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其有效地形成了正旋曲線狀流動通道，進(jìn)入的空氣/燃料混合物必須沿其流動從而被引導(dǎo)進(jìn)入主燃燒室。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖，特別是其中的圖l-4，示出了根據(jù)本發(fā)明原理及示教所構(gòu)造的新型、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的第一實(shí)施例，并且以附圖標(biāo)記100總體地表示該系統(tǒng)。更具體地，可以看出，新型改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的第一實(shí)施例100包括有效地形成在基本柱狀外殼107的上部基本柱狀部106中的，第一上部預(yù)燃燒室102，以及第二下部主燃燒室104。動力活塞108在基本柱狀外殼107的下部基本柱狀部109中可往復(fù)地運(yùn)動，并且，可以看出，傳動刀片或者類似結(jié)構(gòu)110固定接合到動力活塞108的下側(cè)，從而為了，例如，當(dāng)燃燒室系統(tǒng)100中啟動燃燒的著火周期時，驅(qū)動緊固件(未示出)離開緊固件驅(qū)動工具(同樣未示出)，在該緊固件驅(qū)動工具中裝配了燃燒室系統(tǒng)100。進(jìn)一步的，可以看出，作為豎直方向的、基本柱狀的實(shí)心柱或樁112被一體連接到上部殼體部分106的上部壁部114的結(jié)果，實(shí)心柱或樁112被固定安裝在基本柱狀外殼107的上部基本柱狀部106中的基本中心或軸向位置，并且，同樣可以看出，基本環(huán)形板件116環(huán)狀地包圍豎直方向的柱或樁112。
基本環(huán)形板件116在其徑向內(nèi)周邊部分被一體連接到中心定位的柱或樁112的外周部，并且其徑向外周邊部以類似的方式被一體連接到上部外殼部106的內(nèi)周壁部。因此可以理解，環(huán)形板件116與上部外殼部106以及被基本中心或軸向定位的柱或樁112，有效地將上部外殼部106的內(nèi)部劃分為第一上部預(yù)燃燒室102及第二下部主燃燒室104?；鸹ㄈ蛘咂渌愃频娜紵c(diǎn)火裝置或機(jī)構(gòu)118被安裝到上部外殼部106的上部壁部114內(nèi)，從而使其定位在第一上部預(yù)燃燒室102中；而且還可看出，多個通孔或穴120限定在基本環(huán)狀板件116徑向外周區(qū)域以便流體連通第一上部預(yù)燃燒室102和第二下部主燃燒室104。還可以看出，所述多個通孔或穴120以繞基本環(huán)狀板部116延伸的圓周排列方式布置，并遍及第一上部預(yù)燃燒室102及第二下部主燃燒室104的圓周范圍，在下文中將更為詳細(xì)地說明其目的。 繼續(xù)參考圖l-4，并還參考圖5-7，可以進(jìn)一步看到，雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122可旋轉(zhuǎn)地安裝在柱狀外殼107的上部106的側(cè)壁部中，從而使其有效地被設(shè)置在與火花塞或其他燃燒點(diǎn)火裝置118被定位在柱狀外殼107的上部107中的角位置直徑地相對的位置。更具體地，可以看到，雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122包括第一上部板件124，其具有基本圓形的碟狀構(gòu)造，第二下部板件126，其具有類似的圓形碟狀構(gòu)造，以及第三板件128，其具有基本半圓的碟狀構(gòu)造并且其厚度尺寸基本等于基本環(huán)形板件116的厚度。第三板件128介于上部和下部板件124、126之間以便使其被定位在基本上與上部和下部板件124、126等距隔開的中間位置，并且基本環(huán)形板件116具有切開區(qū)域129，其有效地容納中間板件128。豎直方向的分隔壁130被插入在上部和下部板件124、 126之間，并且基本直徑穿過旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122延伸，并且，可以進(jìn)一步看到，中間板件128僅被一體連接到豎直方向分隔壁130的一側(cè)表面部分。以這種方式，可以容易地理解，中間板128 —體連接到豎直方向分隔壁130所位于的旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122那側(cè)，有效地被劃分為上部和下部室132、134，而在未安裝中間壁部的旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122的相對一側(cè)，形成了形成在上部和下部板件124、126之間、有效地延伸旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122全部高度的單個室或者路徑136。 此外，還可以看到的是，半柱狀外殼部138的一側(cè)邊部固定連接到柱狀外殼107的上部106的第一側(cè)壁部140，而半柱狀外殼部138的相對側(cè)邊部與柱狀外殼107的上部106的第二側(cè)壁部144相隔開。進(jìn)一步地，可以理解的是，半柱狀外殼部138有效地形成凹陷的袋結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122被可旋轉(zhuǎn)地容納在其中，使得旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122突出或延伸進(jìn)入小于柱狀外殼107的上部部分106 —半的位置，從而使得當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122的徑向外表面部分相對于半柱狀外殼部138以基本密封的方式設(shè)置時，旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122的徑向內(nèi)表面部分相對于中心定位的樁或柱112以基本密封的方式設(shè)置。相應(yīng)地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122被設(shè)置在其開放位置時，如圖3、4可以最好地理解的，流體入口端口 146有效地形成，空氣/燃料混合物質(zhì)能夠通過它被導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122的下部室134以及下部主燃燒室104，并且，排氣端口 148類似地以形成，廢氣或者燃燒產(chǎn)物能夠通過它從上部預(yù)燃燒室并通過旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122的上部室132排出，正如將在下文中所詳細(xì)說明的。 上文對構(gòu)成其中裝配了新型、改進(jìn)后的雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122的新型、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)100的第一實(shí)施例的全部結(jié)構(gòu)部件基本進(jìn)行了說明，現(xiàn)在將說明燃燒動力、緊固件驅(qū)動操作循環(huán)。更具體地，基于燃燒動力、緊固件驅(qū)動操作循環(huán)的完成，來自完成了的燃燒動力、緊固件驅(qū)動操作循環(huán)的廢氣或者燃燒產(chǎn)物必須首先從預(yù)燃燒室102和主燃燒室104中掃除或清除，從而相應(yīng)地，旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122從如圖5-7所示的其閉合位置被移動到如圖1-4所示的其開放位置。流體導(dǎo)管150被分別連接到前述柱狀外殼107的上部部分106的側(cè)壁部144以及半柱狀外殼部138的側(cè)邊部142，以便能夠通過流體入口端口 146的方式將新近或新鮮的空氣/燃料混合物供給到主燃燒室104中。更具體地，可以理解的是，旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122移動到所示出的其開放位置而在開放位置分隔壁130相對于柱狀外殼107的上部部分106被有效地橫斷地或垂直地設(shè)置，，從而空氣/燃料混合物的新近或新鮮的供給通過入口端口 146被弓I導(dǎo)進(jìn)入形成在旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122之中的下部流體室134，并會隨后會遇到分隔壁130的弧曲配置的表面部分152，從而進(jìn)入的空氣/燃料混合物會相應(yīng)地被有效
8偏移進(jìn)入主燃燒室104。 而后，空氣/燃料混合物會沿逆時針方向繞中心定位的樁或柱112流動并通過環(huán)形配置的主燃燒室104，如圖4所示，直到空氣/燃料混合物流動進(jìn)入流體室136的下端部并遇到相對設(shè)置的、分隔壁130的弧曲配置的表面部154。而后，空氣/燃料混合物會豎直向上流動穿過雙層流體室136，并且，由于流體室136的整個豎直外部范圍通過半柱狀外殼部138有效地阻斷或封閉，空氣/燃料混合物會被迫流入預(yù)燃燒室102，空氣/燃料混合物會隨后會沿逆時針方向繞中心定位的樁或柱112并通過環(huán)形配置的主燃燒室102流動，如圖3所示，并且會流入到旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122的上部流體室132，從而使空氣/燃料混合物再次由分隔壁130的弧曲配置的表面部分152所偏移，從而被向外偏移通過排氣端口 148。顯然能夠理解的是，當(dāng)新近或新鮮進(jìn)入的空氣/燃料混合物穿過上述流體流動路徑時，不僅會提高空氣/燃料混合物的空氣和燃料成分的相互混合，而且，在之前燃燒動力、緊固件驅(qū)動操作周期期間所產(chǎn)生的廢氣或者燃燒產(chǎn)物會被帶走，并最終從預(yù)燃燒室和主燃燒室102、104被有效地掃除或清除。 進(jìn)一步的，在其間發(fā)生上述廢氣或燃燒產(chǎn)物的掃除或清除操作的預(yù)定時間之后，旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122會從其開放位置，如圖1-4所示，旋轉(zhuǎn)移動到其閉合位置，如圖5-7所示，從而有效地將新近或新鮮的空氣/燃料混合物的進(jìn)氣誘入到預(yù)燃燒和主燃燒室102U04中，作為新的燃燒動力、緊固件驅(qū)動操作周期開始的準(zhǔn)備。相應(yīng)地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122實(shí)際上被置于其閉合位置時，需要注意多個額外的結(jié)構(gòu)特征。例如，根據(jù)圖6、7可以最好地看出，當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122實(shí)際上被置于其閉合位置時，分隔壁130的表面部分152的弧曲輪廓或者形狀能夠有效地匹配或者形成柱狀外殼107的上部部分106的內(nèi)部表面部分的延續(xù)。此外，還需要注意的是，基本半圓的中間板128具有形成在其中的一對穴或通孔156，這樣，當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122實(shí)際上被置于其閉合位置時，中間板128的通孔或穴156會有效地并入到已經(jīng)形成在環(huán)形板件116之中的通孔或穴120的圓周陣列之中。 相應(yīng)地，當(dāng)新的燃燒動力、緊固件驅(qū)動操作周期被啟動時，火花塞118會加電或點(diǎn)燃，從而點(diǎn)燃置于預(yù)燃燒室102中的空氣/燃料混合物。置于預(yù)燃燒室102中的空氣/燃料混合物的點(diǎn)燃，會從火花塞118沿相對的方向有效地向外擴(kuò)散，并且作為形成在隔開預(yù)燃燒和主燃燒室102U04的環(huán)形板件116之中和形成在旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122的中間板128中的多個通孔或穴120、 156的布置和預(yù)定尺寸的結(jié)果，大量噴射或火焰面會有效地形成在每個通孔或穴120、156之中，從而使每個形成火焰面又能夠有效地分別啟動置于主燃燒室104中的不同區(qū)域的空氣/燃料混合物的點(diǎn)燃。因此可以容易地理解，火焰面不需要如現(xiàn)有燃燒室布置的特征似地穿過內(nèi)置于并貫穿預(yù)燃燒室102的加長距離或者較長的流動路徑，在現(xiàn)有燃燒室布置中，例如，火花塞或者其他點(diǎn)燃裝置被置于預(yù)燃燒室的上游端部內(nèi)，并且位于預(yù)燃燒室和主燃燒室之間的單個流體連接形成于預(yù)燃燒室的相對下游端部之中。
因此需要理解的是，作為在多個位置形成于預(yù)燃燒室和主燃燒室102、104之間的多個噴射或者火焰的提供或構(gòu)造的結(jié)果，能夠獲得快速燃燒以及，例如主燃燒室中峰值燃燒壓力發(fā)展的提高，所述多個位置基本平均或均勻地分布在預(yù)燃燒室和主燃燒室的環(huán)形范圍之內(nèi)并遍及其上。需要注意的是，為了有效地助于并獲得位于并遍及預(yù)燃燒室102的環(huán)形范圍內(nèi)的空氣/燃料混合物的均勻或一致的流動，這樣，使空氣/燃料混合物的各個部分有效地在基本相同的時間到達(dá)通孔或穴120、156，從而基本獲得在多個通孔或穴120U56位置的各個空氣/燃料混合物部分的同步燃燒，可以對各個通孔或者穴120U56的直徑尺寸分級，使位于最遠(yuǎn)離火花塞118的通孔或者穴120U56具有最大的直徑尺寸。
在點(diǎn)燃并獲得位于主燃燒室104中的空氣/燃料混合物的燃燒后，所生成的壓力和力量作用在動力活塞108上，從而引起動力活塞108在基本柱狀外殼107的下部基本柱狀部分109中向下移動，從而又使得傳動刀片110作用在設(shè)置于緊固件工具的緊固件盒(未顯示)中的在前緊固件(未顯示)上，從而從所述工具驅(qū)動并噴出在前緊固件?；谕ㄟ^動力活塞108實(shí)現(xiàn)的動力沖程的完成，動力活塞108會移動回到其原始開始位置(比如圖5所示)?？梢钥吹降氖?，傳動刀片110被固定安裝到動力活塞108的下側(cè)部分，由適當(dāng)?shù)拇盆F材料或者類似材料構(gòu)造的豎立凸臺158固定安裝到動力活塞108的上側(cè)表面部分159，并且磁體160固定安裝到如在164位置具有凹陷的中心定位的樁或柱112的下表面部分162，從而固定保持動力活塞108在其原始開始位置。需要注意的是，樁或柱112的凹陷部分不僅物理容納豎立凸臺158，并且此外，例如，允許在主燃燒室104中生成的燃燒氣體有效地作用在動力活塞108的整個上表面部分上，從而在動力沖程中驅(qū)動動力活塞108豎直向下，以將緊固件從燃燒動力、緊固件驅(qū)動工具向外驅(qū)動及噴出。在工具著火周期的燃燒階段完成后，并且在動力活塞108的動力沖程完成且活塞回到其開始位置之后，旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122再次旋轉(zhuǎn)到其圖1-4中所示的開放位置，這樣，燃燒動力、緊固件驅(qū)動工具再次為新的緊固件驅(qū)動操作周期做好準(zhǔn)備。 現(xiàn)在參考圖8至11，其類似地示出了根據(jù)本發(fā)明原理及示教所構(gòu)造的新型、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的第二實(shí)施例，并且總體地以附圖標(biāo)記200表示該系統(tǒng)。首先要注意的是，鑒于雙層燃燒室系統(tǒng)100、200的第一和第二實(shí)施例之間的一些基本類似性，對于第二實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)200的詳細(xì)描述主要限于構(gòu)成第二實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)如何不同于構(gòu)成第一實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)。此外，同樣需要注意的是，將采用相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示第二實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)200中與第一實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)100的部件對應(yīng)的部件，但是這些部件會在200序列中。
根據(jù)示出了構(gòu)成第二實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)的圖8至11可以理解，當(dāng)與示出了構(gòu)成第一實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的圖3至5相比，可以看出，雙層燃燒室系統(tǒng)100、200的第一和第二實(shí)施例之間的首要差別在于，在從第一和第二預(yù)燃燒和主燃燒室102、 104和202、204掃除或清除廢氣或燃燒產(chǎn)物時，進(jìn)入第一和第二預(yù)燃燒和主燃燒室102、 104和202、204中的新近或新鮮空氣/燃料混合物的填充的流入，以及來自第一和第二預(yù)燃燒和主燃燒室102、 104和202、204的新近或新鮮空氣/燃料混合物的填充的流出。在第一實(shí)施例中，當(dāng)雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122被設(shè)置在其開放位置時，使得空氣/燃料混合物的新近或新鮮供給被有效地導(dǎo)入第二主燃燒室104中，并隨后從第一預(yù)燃燒室102向外排出，與第一實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)100不同，根據(jù)第二實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)200的原理及示教，當(dāng)雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122被設(shè)置在其開放位置時，新近或新鮮的空氣/燃料混合物被同時導(dǎo)入第一和第二預(yù)燃燒和主燃燒室202、204，并且隨后同時從第一和第二預(yù)燃燒和主燃燒室202、204向外排出。 更具體地，可以看出，代替作為第一實(shí)施例的雙室燃燒系統(tǒng)100的特征的、用以僅引導(dǎo)空氣/燃料混合物新近或新鮮的填充進(jìn)入通過形成在旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122中的下部流體室134流體連接到第二主燃燒室104的單個流體入口端口 146的單個流體導(dǎo)管150，根據(jù)第
10二實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)200的原理及示教，分離的雙層流體導(dǎo)管250具有一對流體通道250-1、250-2，其中這種流體通道250-l、250-2的下游端部被分別流體連接到一對豎向隔開的流體入口端口 246-1、246-2，其再流體連接到形成在旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)222 —側(cè)上的上部和下部流體室234-l、234-2。此外，同樣可以看出的是，代替作為第一實(shí)施例的雙室燃燒系統(tǒng)100的特征的、通過形成在旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)122中的上部流體室122流體連接到第一預(yù)燃燒室102的單個排氣端口 148，根據(jù)第二實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)200的原理及示教，一對豎向隔開的排氣端口 248-l、248-2分別流體連接到形成在旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)222相對一側(cè)上的上部和下部流體室232-1、232-2。以這種方式，可以理解的是，第一和第二預(yù)燃燒室和主燃燒室202、204中的每一個被單獨(dú)地及獨(dú)立地供給新鮮或新近的空氣/燃料混合物填充，并且這種空氣/燃料混合物被單獨(dú)地及獨(dú)立地從特定預(yù)燃燒或主燃燒室202， 204中排出。進(jìn)一步地，一對豎向隔開的排氣端口 248-1、248-2流體連接到普通、豎直方向的排氣導(dǎo)管266，從而作為進(jìn)入到上部和下部、第一和第二預(yù)燃燒和主燃燒室202、204中的空氣/燃料混合物的同時流入和流出的結(jié)果，廢氣或燃燒產(chǎn)物的掃除或清除操作的效率被提高。最后需要注意的是，作為分離的入口端口 246-l、246-2以及分離的排氣端口 248_1、248_2的結(jié)果，旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)222的中間板228被設(shè)置在分隔壁230的兩側(cè)上并因此具有基本圓形的布置，這不同于如第一實(shí)施例的燃燒室系統(tǒng)100的中間板128情形的基本半圓形布置。
最后參考圖12，類似地示出了根據(jù)本發(fā)明原理及示教所構(gòu)造的新型、改進(jìn)后的雙層燃燒室系統(tǒng)的第三實(shí)施例，并且以附圖標(biāo)記300總體地表示該系統(tǒng)。需要注意的是，與第二實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)情況類似，鑒于雙層燃燒室系統(tǒng)100、300的第一和第三實(shí)施例之間的一些基本類似性，對于第三實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)200的詳細(xì)描述主要限于構(gòu)成第三實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)如何與構(gòu)造第一實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)不同。此外，同樣需要注意的是，將采用相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示第三實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)300中與第一實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)100的部件對應(yīng)的部件，但是這些部件會在300序列中。 根據(jù)示出了構(gòu)成第三實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)300的主燃燒室304的結(jié)構(gòu)的圖12可以理解，如與示出了構(gòu)成第一實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)100的第二主燃燒室104的圖4相比，可以看出，第一和第三實(shí)施例的雙層燃燒室系統(tǒng)100、300之間的首要差別在于，中心定位的實(shí)心樁或柱112已經(jīng)被有效地移除，代替其采用具有基本翻轉(zhuǎn)方向的C型布置的中心定位的管狀結(jié)構(gòu)312。此外，需要注意的是，豎直方向的、徑向向內(nèi)延伸的壁部368被置于第二主燃燒室304之中，這樣，壁部368的徑向內(nèi)邊部370延伸超過由構(gòu)成基本C型管狀結(jié)構(gòu)312的基本環(huán)形壁形成的圓周軌跡，并且，因此稍微向內(nèi)突出進(jìn)入C型管狀結(jié)構(gòu)312的開放中心區(qū)域372中。按照這種方式，當(dāng)雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)322被置于其所示出的開放位置從而通過入口端口 346和閥室334的方式允許進(jìn)入的新近的或新鮮的空氣/燃料混合物進(jìn)入主燃燒室304時，代替空氣/燃料混合物簡單地繞中心定位的管狀結(jié)構(gòu)312流動并離開形成在旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)322中的室336，進(jìn)入的空氣/燃料混合物會遇到徑向向內(nèi)延伸的壁部368，該空氣/燃料混合物的流動方向會因此從其原始環(huán)形流動通道被改變，這樣，空氣/燃料混合物現(xiàn)在會繞管狀結(jié)構(gòu)312的第一邊部374流動，空氣/燃料混合物隨后會進(jìn)入到管狀結(jié)構(gòu)312的中心區(qū)域372，空氣燃料混合物隨后會有效地繞徑向向內(nèi)延伸的壁部368的徑向內(nèi)邊部370流動，并且最后，空氣/燃料混合物會繞管狀結(jié)構(gòu)312的相對邊部376流動，
11從而最終繼續(xù)其朝向形成在旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)322中的室336的環(huán)形流動路徑。 因此可以進(jìn)一步理解，作為，通過管狀結(jié)構(gòu)312和設(shè)置于第三實(shí)施例的雙層燃燒
室系統(tǒng)300的第二主燃燒室304的內(nèi)部的徑向向內(nèi)延伸壁部312形成的、包括三個附加扭
轉(zhuǎn)或者偏轉(zhuǎn)的上述空氣燃料混合物正弦曲線狀流體路徑的結(jié)果，與作為第一實(shí)施例的雙層
燃燒室系統(tǒng)100特征的、空氣/燃料混合物經(jīng)過簡單的環(huán)形流體路徑相比，可以有效地獲得
構(gòu)成空氣燃料混合物的空氣和燃料成分的增強(qiáng)的混合。雖然當(dāng)然可以注意到上述結(jié)構(gòu)是關(guān)
于主燃燒室的，但類似結(jié)構(gòu)當(dāng)然也可以用于預(yù)燃燒室302中。 因此可以看出，根據(jù)本發(fā)明的原理及示教，提供了一種新型、改進(jìn)后的燃燒室系 統(tǒng)，與內(nèi)部燃燒動力的緊固件驅(qū)動工具一同使用，其包括具有第一和第二預(yù)燃燒室和主燃 燒室的雙層燃燒室，該預(yù)燃燒室和主燃燒室以豎向排列的方式設(shè)置并且彼此流體連接。雙 層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)可操作地連接到雙層燃燒室，以便分別控制進(jìn)入到第一和第二預(yù)燃燒室和主 燃燒室中的一個或兩者的空氣/燃料混合物的引入或進(jìn)入以及來自第一和第二預(yù)燃燒和 主燃燒室中的一個或兩者的廢氣或燃燒產(chǎn)物的引出、掃除或清除。雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 配置，與構(gòu)成動力工具的雙層燃燒室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致了限定或形成在動力工具的 雙層燃燒室內(nèi)部中的加長、彎曲或弓曲的流體路徑，以及燃燒室系統(tǒng)的第一和第二預(yù)燃燒 和主燃燒室還有效地由具有多個形成于其中的穴的板有效地分隔開。通過這種方式，多重 噴射或者火焰面有效地以圓周方式形成于本發(fā)明的整個燃燒室系統(tǒng)，從而提高燃燒分配以 及峰值壓力值的發(fā)展。 顯然，根據(jù)上述示教，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的多種改進(jìn)及變化。因此可以理解的是，在 權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以用如上述特定實(shí)施例外其它的方式實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種雙層燃燒室系統(tǒng)，其包括雙層燃燒室，其具有第一燃燒室和第二燃燒室；以及雙層閥裝置，其可操作地與所述雙層燃燒室相關(guān)聯(lián)，用于控制空氣/燃料混合物進(jìn)入到所述第一燃燒室和第二燃燒室中的進(jìn)入，以及燃燒產(chǎn)物離開所述第一和第二燃燒室的排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中所述第一燃燒室和第二燃燒室中的一個被設(shè)置在所述第一燃燒室和第二燃燒室中另 一個的上面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中 所述第一燃燒室和第二燃燒室包括第一預(yù)燃燒室和第二主燃燒室。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一預(yù)燃燒室中的點(diǎn)燃裝置，用以啟動位于所述第一預(yù)燃燒室中的點(diǎn)燃。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，進(jìn)一步包括板裝置，其介于所述第一預(yù)燃燒室和第二主燃燒室之間并且分隔所述第一預(yù)燃燒室和 第二主燃燒室；以及形成于所述板裝置中的多個孔，用于限定用來在所述點(diǎn)燃裝置已經(jīng)啟動位于所述第一 預(yù)燃燒室中的空氣/燃料混合物的燃燒后在位于所述第二主燃燒室中的多個位置啟動空 氣/燃料混合物燃燒的多個火焰面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中所述雙層閥裝置包括雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置，該雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述雙層燃 燒室上用于在開放位置和閉合位置之間移動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中所述雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置包括用以允許空氣燃料混合物進(jìn)入到所述第一燃燒室和第二燃 燒室中一個的進(jìn)入的至少一個入口端口 ，以及用以允許燃燒產(chǎn)物離開所述第一和第二燃燒 室中另一個的排出的至少一個出口端口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中在所述第一燃燒室和第二燃燒室中形成流體路徑，所述空氣/燃料混合物沿該路徑流 動穿過所述第一燃燒室和第二燃燒室，從而具有基本環(huán)形的配置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中所述雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置包括位于所述第一燃燒室和第二燃燒室之間的連接通道，由此通 過所述雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置的方式使所述第一燃燒室和第二燃燒室彼此相互串聯(lián)地連接，從而 使得空氣/燃料混合物從形成于所述旋轉(zhuǎn)閥裝置中的入口端口、經(jīng)過所述第一燃燒室和第 二燃燒室中的一個、經(jīng)過所述連接通道、經(jīng)過所述第一燃燒室和第二燃燒室中的另一個并 且經(jīng)過所述出口端口出去地流動。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中形成于雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置中的所述至少一個入口端口 ，和形成于雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置中的 所述至少一個出口端口，包括形成于所述雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置中的一對入口端口和一對出口端 口，由此可以同時實(shí)現(xiàn)空氣燃料混合物進(jìn)入到所述第一燃燒室和第二燃燒室兩者的進(jìn)入， 以及燃燒產(chǎn)物離開所述第一燃燒室和第二燃燒室兩者的排出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中形成于所述雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置中的所述至少一個入口端口 ，和形成于雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置 中的所述至少一個出口端口 ，包括形成于所述雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置中的一對入口端口和一對出 口端口，由此可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)空氣燃料混合物進(jìn)入到所述第一燃燒室和第二燃燒室兩者的進(jìn) 入，以及燃燒產(chǎn)物離開所述第一燃燒室和第二燃燒室兩者的排出。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中形成于所述雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置中的所述至少一個入口端口 ，和形成于雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置 中的所述至少一個出口端口 ，包括形成于所述雙層旋轉(zhuǎn)閥裝置中的一對入口端口和一對出 口端口，由此可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)空氣燃料混合物進(jìn)入到所述第一燃燒室和第二燃燒室兩者的進(jìn) 入，以及燃燒產(chǎn)物離開所述第一和第二燃燒室兩者的排出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層燃燒室系統(tǒng)，其中所述流體路徑形成于所述第一燃燒室和第二燃燒室中，并且所述空氣/燃料混合物沿 所述流體路徑流動穿過所述第一燃燒室和第二燃燒室，從而具有基本正弦的配置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于與內(nèi)部燃燒動力的緊固件驅(qū)動工具結(jié)合使用的燃燒室系統(tǒng)，其包括具有第一和第二預(yù)燃燒和主燃燒室的雙層燃燒室，以及雙層旋轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)，其可操作地連接到所述雙層燃燒室，以便控制空氣/燃料混合物的進(jìn)入及廢氣或燃燒產(chǎn)物的掃除或清除。所述第一和第二預(yù)燃燒和主燃燒室還由具有形成在其中的孔的板分隔，從而使多個噴射或火焰面遍布于所述燃燒室系統(tǒng)而形成。
文檔編號F02B19/10GK101755111SQ200880025480
公開日2010年6月23日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者約瑟夫·S.·亞當(dāng)斯 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司