CN105190184B - 高性能的户外便携式烹饪系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种便携式烹饪系统，该便携式烹饪系统包括燃烧器底座、烹饪容器和罐。该罐可被定向在倒置结构中。该燃烧器可被在竖向上设置在该罐的上方。该系统可包括蒸发器供给管，该蒸发器供给管包括加热管段，该加热管段在燃料被引燃之前对燃料进行预热。此外，该系统可包括阀门/调节器组件，该阀门/调节器组件用于在燃料流经该蒸发器管或被预热之前降低燃料的压力。该系统可被与丁烷液化石油气一起使用。

Description

高性能的户外便携式烹饪系统

技术领域

本发明主要涉及便携式烹饪系统并且特别涉及用于在寒冷温度中使用的便携式烹饪系统。

背景技术

诸如背包客、登山者或探险队员之类的户外爱好者常常在遥远的位置中、处于严酷的气象条件中持续延长的时间，其中，严酷的气象条件包括寒冷的温度，仅具有作为水合作用的来源的雪或冰。在这些情况下，他们依赖于他们的用于营养和水合作用的烹饪装置而生存，他们用该烹饪装置来融化可利用的雪并且利用它来产生水以及烹饪。因此，设计供给速度、使用的容易度和可靠性(包括点燃)、以及在温度和气象条件的全范围下的加热效率具有很高的价值。

当今的产品和设计倾向于一方面提供高功率(即，液态燃料炉)，或者另一方面是易用且高效的(即，LPG(液化石油气)燃料炉和系统)。尽管液态燃料炉在宽范围的温度条件下提供了高输出，但它们通常难于点燃且易于熏黑并且在燃料通道中发生堵塞，并且因此通常在艰难的状况下需要专门的技术和维护。LPG燃料型产品通常包括自动点火和清洁燃烧，然而，它遭受到随着温度的降低而热输出量降低的问题并且常常需要特殊的照顾以便在这些最终用户所体验的典型状况中使用。

在液态燃料设计中已经有了进步来改进点火并提高可靠性，正如在LPG型设计中已经有了进步以便在较冷的温度中维持住热输出量。然而，每一个均具有根本的局限性，从而迫使最终用户在功率与使用容易度/可靠性之间做出根本性的选择。

发明内容

本发明的实施例提供了可在便携式烹饪产品设计中使用的最高级别的加热功率，同时提供了可在任何当今便携式烹饪产品设计中使用的最高级别的便利性和可靠性。

本发明的实施例的目的被提供一种与当前可用的系统相比更高级别操作的户外便携式烹饪系统。本发明的实施例将由LPG(液化石油气)燃料调节炉产品提供的坚固性、控制和易用性与由液态燃料(例如，汽油或煤油)炉产品提供的在寒冷气象条件中的高热输出量相结合。

在一个实施例中，设置与LPG燃料协作使用、并另外与蒸发器供给管线和/或装备有传热结构的烹饪容器协作使用的液体-气体相变调节器，以便产生具有良好易用性的恒定的高热输出量的烹饪系统。

在具体实施例中，该系统的罐被安装处于倒置状态中。在另一实施例中，该燃料在于该系统的燃烧器处被引燃之前被预热。在另一实施例中，燃料首先通过阀门/调节器组件以便在通过蒸发器供给管或被预热之前降低该燃料的压力。

在另一实施例中，蒸发器供给管被设置在相变调节器与燃烧器之间。在更具体的实施例中，蒸发器供给管的一部分被通过由燃烧器提供的排出气体加热，以便在被引燃之前对燃料进行预热。蒸发器供给管的该加热管段有助于维持或提高液态燃料的相变以便在被引燃之前提供全部气态的燃料。

在一个实施例中，该蒸发器供给管还包括设置在该蒸发器供给管内的填充物。

在一个实施例中，调节器组件包括：调节器壳体，其被固定到调节器本体，从而在调节器壳体与调节器本体之间限定内部腔室；盘形弹簧组件，其包括盘形弹簧包，该盘形弹簧包包括四个盘形弹簧，每一个盘形弹簧都具有大致呈圆锥形的轮廓；隔膜，其被邻近于盘形弹簧杯固定在该内部腔室内；和提升阀组件，其定位在该隔膜的与盘形弹簧活塞相对的一侧上。

在一个实施例中，该盘形弹簧组件还包括盘形弹簧活塞，并且该提升阀组件包括：提升阀帽、提升阀本体、提升阀柄；提升阀弹簧、和被承载在提升阀柄上的提升阀O型环。

在一个实施例中，盘形弹簧活塞、盘形弹簧杯、提升阀帽、提升阀本体、和提升阀柄都是镀镍黄铜。

在一个实施例中，该盘形弹簧被成对分组，两个盘形弹簧被对齐并被彼此装配在一起，另外两个盘形弹簧被对齐并被彼此装配在一起。两组盘形弹簧被以背靠背的布置排列，使得这两组盘形弹簧彼此轴向远离地指向。

在一个实施例中，该调节器组件被构造成将液态燃料的压力降低至高于大气压约10磅/平方英尺(psi)。

在一个实施例中，该便携式烹饪系统还包括环形挡风屏，该环形挡风屏被可释放地安装到烹饪容器并且至少部分环绕该烹饪容器。该环形挡风屏具有在竖向上高于燃烧器的顶部边缘和在竖向上低于燃烧器的底部边缘。

在一个实施例中，该便携式烹饪系统还包括环形挡风屏，该环形挡风屏被可释放地安装到烹饪容器并且至少部分环绕该烹饪容器。该环形挡风屏具有在竖向上高于烹饪容器的底部的顶部边缘和在竖向上低于烹饪容器的底部的底部边缘。

在一个实施例中，该罐连接部分面对燃烧器并且被构造成使得当将罐安装到该罐连接部分时，该罐被倒置成该罐的出口在竖向上位于该罐的底壁的下方。

当结合附图时，本发明的其它方面、目的和优点将通过下列详细描述而变得更为清楚。

附图说明

结合在本专利说明书中并形成本专利说明书的一部分的附图图示了本发明的若干方面，并且连同说明书一起用于说明本发明的原理。在图中：

图1是根据本发明的实施例的便携式烹饪系统的侧向透视图；

图2是图1的便携式烹饪系统的截面图；

图3-5图示了图1的便携式烹饪系统的相对于彼此移除的主要部件；

图6是图1的罐的局部视图，该罐被安装到图1的便携式烹饪系统的阀门/调节器组件和燃烧器；

图7是便携式烹饪系统的阀门组件的截面放大图，图示出了针阀；

图8是便携式烹饪系统的压力调节器组件的截面放大图；

图9是延伸到压力调节器组件中的蒸发器供给管的截面放大图；

图10图示了穿过蒸发器供给管、穿过其预热管段的燃料流；

图11是便携式烹饪系统的燃烧器组件的截面图，示出了穿过该燃烧器的燃料/空气流；

图12是与图11类似的截面图，示出了穿过烹饪容器的传热结构的排气流；

图13是便携式烹饪系统的与其它系统相比较的性能曲线图；

图14图示了便携式烹饪系统的另一实施例；

图15是图14的便携式烹饪系统的简化放大图；

图16是图14的便携式烹饪系统的截面图；

图17是根据本发明的实施例的阀门/调节器组件的分解图；以及

图18是图17的阀门/调节器组件的局部截面图。

尽管将结合某些优选实施例描述本发明，但并不意在将本发明限制于那些实施例。相反，意在覆盖被包括在本发明的如由所附权利要求书限定的精神和范围内的所有替代方案、变型和等效方案。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的实施例的便携式烹饪系统100。该便携式烹饪系统100包括三个元件：燃烧器底座102、烹饪容器104、和丁烷LPG燃料罐106。在一个实施例中，该便携式烹饪系统100以及特别是燃烧器底座被构造成支承处于倒置定向(即开口端相对于重力纵向向下)中的该丁烷LPG燃料罐。这里，燃料沿着一方向离开罐106，该方向大致竖向地延伸远离该烹饪容器104和燃烧器底座102的燃烧器部分108。(参见图2的截面图)。图3-5图示了彼此分离开的三个主要部件。

在燃烧器底座102内，阀门/调节器组件112从倒置罐106接收液态LPG燃料，如图6中所图示的那样。加压LPG燃料在它进入阀门/调节器组件112时处于液态。该燃烧器底座102包括罐连接结构，罐106被安装在该罐连接结构上，处于倒置定向。燃料离开罐106并且穿过该罐连接结构进入到燃烧器底座的其余部分中。

由于该罐106是倒置的，因此，液态燃料将由于重力而存在于该倒置燃料罐106的最为接近燃料罐阀门114的最低部分中，燃料将从该燃料罐阀门114离开该罐106。通常，该罐106并不被倒置并且燃料下沉到罐106的底部，处于罐106的与该燃料罐阀门114相对的的一侧。

参照图7，该阀门/调节器组件112通过精密针阀116来控制LPG燃料117流。罐构建结构可被视为是该阀门/调节器组件112的一部分。它可具有螺纹或其它机构，用于将罐106固定到燃烧器底座102。

从那里，液态LPG燃料进入作为阀门/调节器组件112的一部分的压力调节器组件118。图8中图示的压力调节器组件包括弹簧和橡胶型(或其它材料)隔膜的组合件，以便降低离开该压力调节器组件118的LPG燃料的压力。

正是处于压力调节器组件118之内，在典型的操作条件(20–70华氏度)下，大多数的LPG燃料117由于该压力调节器组件118内的压力的降低而将其状态从液体改变成气体。

从那里，处于基本上100％气体状态的LPG燃料离开该压力调节器组件118，并且进入蒸发器供给管120，如图9中所图示的那样。

参照图10，处于基本上100％气体状态的LPG燃料在该蒸发器供给管120内向上行进。该蒸发器供给管120包括加热管段122，该加热管段122在形成于该燃烧器部分108中的气体燃烧器出口124的附近通过。离开该燃烧器的排出气体横穿该加热管段122。随着燃料117通过蒸发器供给管120的加热管段122，燃料被预热，使得该燃料流内的任何剩余的液态燃料组分均被全部转变成气态。

参照图11，在通过该蒸发器供给管120的加热管段122之后，现在完全100％气态的LPG燃料117进入孔口喷口126，从而离开进入到该气体燃烧器部分108中，在该气体燃烧器部分108，它被连同携入的空气119一起穿过该燃烧器出口124向上引燃，如箭头121所图示的那样。

该蒸发器供给管120包括设置在其中的缆线123以便充当填充物。缆线123朝向蒸发器供给管120的外壁推动穿过该蒸发器供给管120并且特别是穿过加热管段122的燃料，以便促进燃料的热传递并且改善燃料的预热效果。

参照图12，从那里，引燃的气体/空气排气进入烹饪容器传热结构128并且沿着径向向外的方向离开。随着排气向外离开，其热能的约75％被通过传热结构128传递到该烹饪容器104的内容物。热能中的一些也被传递到该蒸发器供给管120的加热管段122。

图13是呈现出从如所公开的根据本发明的实施例的便携式烹饪系统100产生的数据与处于相似条件下的两种传统的LPG燃料烹饪系统产品相比较的曲线图。

所有收集到的数据都示出了对于介于0华氏度与100华氏度之间的燃料罐温度，在其它条件相同的情况下，用以使一公升水在实验室中沸腾的平均时间。取决于初始LPG燃料罐温度，针对所有的产品和设计记录的沸腾时间均在约2分钟到超过12分钟之间变化。

常规的液态LPG无调节的供给产品(始于13分钟并且终止于小于2分钟的菱形轨迹200)缺少在其中在进入该燃料蒸发器供给管之前将液态燃料转变成气态的压力调节器。该设计的性能显示出了相对于降低初始罐温度而言的用于沸腾的近乎指数增大的时间，一种用于寒冷温度使用的显著负面的性能特性。

常规的气态LPG调节后的供给产品(始于9分钟并且终止于正好小于3分钟的三角形轨迹300)包括压力调节器。然而，燃料在进入燃烧器以便被引燃之前以气态进入该调节器。该设计并未混合蒸发器管。该设计的性能显示出了在高于约40华氏度的情况下，相对于降低初始罐温度而言用于沸腾的几乎恒定的时间。用于沸腾的时间在约40华氏度下戏剧性地增大，直到该产品在约15华氏度的罐温度下停止起作用为止。由于该产品的许多用户期望该产品在该低温范围中执行，因此这也表示出了一种用于寒冷温度使用的显著负面的性能特性。

相比之下，根据本发明的实施例的便携式烹饪系统100的性能(始于刚刚超过3分钟并且终止于约2.5分钟的圆形轨迹400)显示出了从超低温范围到典型的温暖的环境条件的几乎恒定的快速的沸腾时间。该性能表现出了对于在寒冷环境中烹饪或融化雪的最终用户而言的一种明显强劲的优点。

图14图示了根据本发明的另一实施例的便携式烹饪系统600的另一实施例。便携式烹饪系统600与便携式烹饪系统100类似并且包括许多相同的特征。便携式烹饪系统600的特征也可被结合到先前描述的便携式烹饪系统100中。

便携式烹饪系统600包括用于悬吊该便携式烹饪系统600的悬吊钩组件601。该悬吊钩组件601包括钩603和在一端连接至该钩603的缆线605。缆线605的相对端部被可操作地连接至该便携式烹饪系统600的其余部分。

该便携式烹饪系统600也包括可松开地连接到烹饪容器604的挡风屏607。该挡风屏607帮助遮蔽住该便携式烹饪系统600的燃烧器部分608(参见图16)。参照图16，该挡风屏607的顶部边缘609在竖向上位于烹饪容器604的底部的上方，而挡风屏607的底部相对的边缘611在竖向上位于燃烧器608的下方并且特别是位于燃烧器608的出口孔口的下方，其中，火焰在该出口孔口处离开燃烧器。在该结构中，在顶部边缘609与底部边缘611之间完全竖向地设置通量环613。挡风屏607是大致呈环形的管状构件，该构件与烹饪容器604的其余部分径向向外地间隔开，从而在烹饪容器604、通量环613与燃烧器底座602之间径向地形成环形间隙615。该环形间隙615使空气能够在挡风屏607与便携式烹饪系统600的其余部分之间流动，该流动由双箭头617图示出。

图17是该阀门/调节器组件612的分解图。该阀门/调节器组件612相对于在先的阀门/调节器组件提供了改进。应该注意到的是，该阀门/调节器组件612将阀门和压力调节器组合到单个模块中，在其它实施例中，这些部件可以是分离开的。

该阀门/调节器组件612包括被固定到调节器本体632的调节器壳体630。该调节器壳体630和调节器本体632限定了容置其它燃料调节部件的内部腔室。该阀门/调节器组件612还包括盘形弹簧活塞634、包括四个单独的盘形弹簧638的盘形弹簧包636。该盘形弹簧活塞634将盘形弹簧包636固定在盘形弹簧杯640内。

该盘形弹簧638大致呈圆锥形。盘形弹簧638成对分组，其中，两个盘形弹簧638被对齐且被彼此装配在一起，并且另外两个盘形弹簧被对齐并且被彼此装配在一起。两组盘形弹簧随后被以背靠背的布置排列，使得这两组盘形弹簧彼此轴向远离地指向。已被发现，该盘形弹簧布置提供了该便携式烹饪系统的改进的和/或更为耐用的校准。

该盘形弹簧活塞634具有轴向延伸部分635，该轴向延伸部分635轴向地延伸到两个轴向外部的盘形弹簧638的中央开口中。

隔膜642被邻近于该弹簧杯640固定在该内部腔室内。

在隔膜642的与盘形弹簧活塞634、盘形弹簧包636和盘形弹簧杯640相反的一侧上定位有提升阀组件644。该提升阀组件644包括提升阀帽646、提升阀本体648、提升阀O型环650、提升阀柄652、提升阀弹簧654、和被承载在提升阀柄652上的提升阀O型环656。

为了提高该系统的可靠性和耐用性，盘形弹簧活塞634、盘形弹簧杯640、提升阀帽646、提升阀本体648、和提升阀柄652都是镀镍的黄铜部件。其中，镀镍防止那些部件的腐蚀。

本文中引用的包括出版物、专利申请、和专利在内的所有参考文献均被通过引用结合于此，达到就像每一篇参考文献均被单独地且明确地表明被通过引用结合于此并且被在本文中全部阐明的程度。

术语“一个”和“一种”和“该”以及相似的指示物在描述本发明的上下文中(特别是在下列权利要求的上下文中)的使用将被解释为既覆盖单数又覆盖复数，除非本文中另有说明或者清楚地表明与上下文相矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”将被解释为是开放式的术语(即，意指“包括但不限于”)，除非另有说明。本文中对于数值范围的列举仅意在作为一种分别参照落入到该范围内的每个单独数值的简略表达方法，除非本文中另有说明，并且每一个单独的数值均被结合到本专利说明书中，就像它在本文中被分别列举出一样。本文中描述的所有方法均可被以任何适当的顺序执行，除非在本文中另有说明或者另外与上下文清楚地相矛盾。本文中提供的任何以及所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅意在更好地阐明本发明且并不造成对于本发明的范围的限制，除非另有要求。专利说明书中的语言不应被解释为将任何不要求保护的元件指明为是实施本发明所必需的。

本文中描述了本发明的优选实施例，这些优选实施例包括发明人已知的用于执行本发明的最佳方式。一旦阅读前述说明书，那些优选实施例的变型对于本领域技术人员而言就会变得是明白的。发明人期望熟练的技工视情况使用这种变型，并且发明人意在以除本文中具体描述的方式之外的其它方式实施本发明。因此，本发明包括附于此处的被适用法律允许的权利要求书中陈述的主题的所有修改和等效方案。此外，处于其所有可能变型中的上述元件的任何组合均被本发明所包含，除非本文中另有要求或者另外与上下文清楚地相矛盾。

Claims (22)

1.一种便携式烹饪系统，包括：

调节器组件；

罐连接部分；

燃烧器；和

蒸发器供给管，所述蒸发器供给管将所述调节器组件与所述燃烧器可操作地连接，所述蒸发器供给管包括加热管段，所述加热管段邻近于所述燃烧器并且在所述燃烧器运转时通过所述燃烧器进行加热，

其中，所述调节器组件包括压力调节器组件，所述压力调节器组件用于降低所供给的液态燃料的压力，以便有助于将所述蒸发器供给管中的所供给的燃料的状态从液体转变成气体。

2.根据权利要求1所述的便携式烹饪系统，其中，所述蒸发器供给管还包括设置在所述蒸发器供给管内的填充物。

3.根据权利要求1所述的便携式烹饪系统，其中，所述调节器组件包括：

调节器壳体，所述调节器壳体被固定到调节器本体，从而在所述调节器壳体与所述调节器本体之间限定内部腔室；

盘形弹簧组件，所述盘形弹簧组件包括盘形弹簧包，所述盘形弹簧包包括四个盘形弹簧，每一个所述盘形弹簧都具有大致呈圆锥形的轮廓；

隔膜，所述隔膜被邻近于所述盘形弹簧杯固定在所述内部腔室内；

提升阀组件，所述提升阀组件被定位在所述隔膜的与所述盘形弹簧活塞相对的一侧上。

4.根据权利要求3所述的便携式烹饪系统，其中，所述盘形弹簧组件还包括盘形弹簧活塞，并且所述提升阀组件包括：提升阀帽、提升阀本体、提升阀柄；提升阀弹簧、和被承载在所述提升阀柄上的提升阀O型环。

5.根据权利要求4所述的便携式烹饪系统，其中，所述盘形弹簧活塞、所述盘形弹簧杯、所述提升阀帽、所述提升阀本体、和所述提升阀柄都是镀镍黄铜。

6.根据权利要求3所述的便携式烹饪系统，其中，所述盘形弹簧被成对分组，两个盘形弹簧被对齐并被彼此装配在一起，另外两个盘形弹簧被对齐并被彼此装配在一起，两组盘形弹簧被以背靠背的布置排列，使得所述两组盘形弹簧彼此轴向远离地指向。

7.根据权利要求1所述的便携式烹饪系统，其中，所述调节器组件被构造成将液态燃料的压力降低至高于大气压约10磅/平方英尺。

8.根据权利要求1所述的便携式烹饪系统，其中，所述便携式烹饪系统还包括烹饪容器。

9.根据权利要求8所述的便携式烹饪系统，其中，所述便携式烹饪系统还包括环形挡风屏，所述环形挡风屏被可释放地安装到所述烹饪容器并且至少部分环绕所述烹饪容器，所述环形挡风屏具有在竖向上高于所述燃烧器的顶部边缘和在竖向上低于所述燃烧器的底部边缘。

10.根据权利要求8所述的便携式烹饪系统，其中，所述便携式烹饪系统还包括环形挡风屏，所述环形挡风屏被可释放地安装到所述烹饪容器并且至少部分环绕所述烹饪容器，所述环形挡风屏具有在竖向上高于所述烹饪容器的底部的顶部边缘和在竖向上低于所述烹饪容器的底部的底部边缘。

11.根据权利要求1所述的便携式烹饪系统，其中，所述罐连接部分面对所述燃烧器并且被构造成使得当将罐安装到所述罐连接部分时，所述罐被倒置成所述罐的出口在竖向上位于所述罐的底壁的下方。

12.根据权利要求11所述的便携式烹饪系统，其中，所述燃烧器被设置在所述罐连接部分的上方并且与所述罐连接部分间隔开，使得所述罐能够被设置在所述燃烧器与所述罐连接部分之间。

13.一种便携式烹饪系统，所述便携式烹饪系统被构造成使用燃料罐，所述罐具有燃料通过其离开所述罐的出口，所述罐具有与燃料出口相对的底壁，其中，所述便携式烹饪系统包括：

调节器组件；

罐连接部分；

燃烧器；和

蒸发器供给管，所述蒸发器供给管将所述调节器组件与所述燃烧器可操作地连接，所述罐连接部分被构造成使得当将所述罐安装到所述罐连接部分时，所述罐被倒置成所述罐的所述出口在竖向上位于所述底壁的下方。

14.根据权利要求13所述的便携式烹饪系统，其中，所述燃烧器被设置在所述罐连接部分的上方并且与所述罐连接部分间隔开，使得所述罐能够被设置在所述燃烧器与所述罐连接部分之间。

15.根据权利要求13所述的便携式烹饪系统，其中，所述蒸发器供给管包括加热管段，所述加热管段邻近于所述燃烧器并且在所述燃烧器运转时通过所述燃烧器进行加热。

16.根据权利要求13所述的便携式烹饪系统，其中，所述调节器组件包括隔膜，所述隔膜被构造成将液态燃料的压力降低至高于大气压约10磅/平方英尺。

17.根据权利要求13系所述的便携式烹饪系统，其中，所述便携式烹饪系统还包括烹饪容器。

18.一种操作如权利要求1到17中的任一项所述的便携式烹饪系统的方法，包括：

在向所述便携式烹饪系统的燃烧器供应燃料之前，通过横穿蒸发器供给管传送来自所述燃烧器的排出气体对燃料进行预热，所述燃料通过蒸发器供给管被供应到所述燃烧器。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述方法还包括在对所述燃料进行预热之前，降低所述燃料的压力。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述方法还包括从定向在倒置方位中的罐供应所述燃料并且随后在所述燃烧器处引燃所述燃料。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述燃烧器被在竖向上设置在所述罐的上方。

22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述燃料是丁烷液化石油气。