[发明专利]可折叠的二次燃烧生物质炉具及其相关实施方式

说明书

一种便携式、可折叠的、二次燃烧的生物质炉具，保留了二次燃烧生物质炉具在环境和能效方面的优势，同时无需考虑永久性隔热层的重量和体积。炉具能够在不使用工具的情况下被快速且容易地组装或拆卸，以便储存和运输。炉具的外炉壳提供了稳定性，同时为使用者防护排烟装置和燃烧腔内二次燃烧的高温，并且炉具折叠以便运输。可以在大多数露营地就地使用材料将隔热层添加到炉具，由此提高炉具的工作温度和效能，同时减少有害气体排放和燃料消耗。

弗雷德里克·道格拉斯·休克林

美国公民

居住城市：布朗县格林贝

通信地址：

弗雷德里克·休克林

2928 Jauquet路

格林贝，WI 54311

相关技术的交叉引用

本申请要求于2014年8月25日提交的标题为“可折叠的火箭炉具及其相关实施方式”、序列号为62041646的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用的方式并入本文。

有关联邦资助的在序列表、表格或计算机程序列表光盘附录方面的研究或发展未应用

背景技术

便携式户外野营炉具是大多数背包客、野营爱好者、徒步探险者和野外生存爱好者们的必备物品。目前最流行的款式是丙烷、丁烷或酒精燃料炉具。这些炉具中的一些是紧凑且轻质的，但是这些炉具中的每一种炉具总是需要将燃料运输到烹饪地点。这些燃料罐对于徒步旅行、野营和野外生存而言是庞大且笨重的，对于徒步旅行、野营和野外生存而言，重量和体积是至关重要的。这些燃料罐妨碍使用者并占用他或她的时间，因为每个燃料罐必须循环利用、重新填充、或者在使用后丢弃。

篝火无需使用燃料罐，因为篝火由枯枝、原木或者寻找到的可用的各种生物质供给燃料，但是很多露营地不允许点燃篝火。此外，与生物质炉具一样，篝火提供了碳平衡的环境优势，因为经由生物质的自然分解而释放的二氧化碳却通过将生物质作为燃料燃烧而产生。然而，在篝火或露天火焰中燃烧燃料由于低效的燃料消耗而产生有害副产品和烃。

木柴在篝火中燃烧时，可燃的木瓦斯以挥发性有机化合物的形式释放。这些木瓦斯通常含有至少50％来自木质燃料的可用的潜在的化学能源。放热反应(木材燃烧)大约在250℃开始，而木瓦斯不会点燃直到大约600℃为止。壁炉或篝火的燃烧布局无法点燃大多数这些气体，因为它们通常不会达到木瓦斯燃烧的足够温度。这些未燃烧的燃料在分散时冷却并凝结，并且以烟的形式形成颗粒。烟是浪费掉的燃料。

木柴炉具在明火上的改进之处在于：每个炉具包含燃烧腔。在木柴炉具中，燃烧腔和排烟装置(如果存在)内的木瓦斯的抑制起到使气体过热的作用，并引起“二次燃烧”。这种二次燃烧使得木柴炉具能够比壁炉或篝火每单位质量的燃料产生更多的热。燃烧越热、时间越长，木柴炉具的效率就越高。然而，目前可用的大多数型号的便携式木柴炉具通常没有达到足够的温度或足够的燃烧持续时间以消耗大多数挥发性有机化合物，但是这些炉具比明火能量效率更高。

“火箭炉具”如此命名，是因为当炉具在高的工作温度下会产生闷响，使用者会听到类似“火箭”发射的声音，“火箭炉具”最近几十年来成为流行的生物质炉具，受到喜爱木柴炉的用户和野外生存爱好者的欢迎。相比许多其他木柴炉具，火箭炉的设计提供了对生物质能消耗的更有效的利用。火箭炉具的概念涉及，空气流动通过燃烧腔中的高温所产生的部分真空朝向燃烧腔吸引(牵引)(这种关系通常通过查理定律和波义尔定律的结合或者理想气体定律来量化地描述，见仁见智)。