CN1763427A

CN1763427A - 一种气体火焰稳燃器

Info

Publication number: CN1763427A
Application number: CNA2005101093080A
Authority: CN
Inventors: 米建春; 陈国谦
Original assignee: Beijing Laiqier Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Laiqier Science & Technology Co., Ltd.; Guangdong Macro Gas Appliance Co Ltd
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2006-04-26

Abstract

本发明涉及一种气体火焰稳燃器，其特征在于：它包括一底面朝下设置的外杯，一底面朝上设置在所述外杯中的内杯，所述内杯的底面设置有混合气流出口，所述内杯杯体周向设置有空气流入口，所述外杯的底部中央垂向设置一燃料射流喷嘴，所述内杯与外杯的底部之间形成一相对独立的腔体，所述内、外杯之间形成一环状空气通道。本发明当燃烧发生时，气体燃料通过射流喷嘴进入腔体后，绝大部分火焰发生在腔体外部上方，而腔体内的火焰只占很小的一部分，腔体内燃烧所需的氧料，则由外部空气经空气通道进入腔体内提供，因此腔体内部的火焰可以起到持续引燃外部燃烧的作用，从而能在外部环境变化无常的情况下始终保持整个火焰不完全熄灭。本发明可以用于包括奥运或其它体育运动会火炬，庆典火坛和野炊炉火中。

Description

一种气体火焰稳燃器

技术领域

本发明涉及一种在各种环境下都能稳定火焰燃烧，且当要求一种流体与另一种流体以一种稳定的方式进行混合的时候，可作为混合器使用的气体火焰稳燃器。

背景技术

在许多实际应用中，人们需要一种理想的稳定燃烧器，以保证在各种外部风向风力甚至狂风暴雨和极度湍流的情况下，提供稳定的燃烧火焰。这些应用包括奥运或其它体育运动会火炬，庆典火坛和野炊炉火。然而遗憾的是，这种理想而结构又简单的稳燃器目前相对缺乏。一般来说，稳定火焰是靠使用钝体产生回流或强旋流形成涡结构达到的，虽然这些方法应用在工业燃烧系统中获得了很大的成功，但旋流器结构较复杂难于应用到一般的日常生活中，而简单的钝体能否产生回流以及产生回流后其形状与大小都取决于有关流动的方向和速度大小。所以这些已熟知的方法都具有明显的局限性。为了突破这些传统方法的局限性，即克服对应的稳燃器对外部流动方向的敏感性，新型的火焰稳定器必须产生一种回流涡结构，它一方面独立于外部风向，另一方面又对突如其来的风速改变不敏感。

影响火焰稳定的重要因素是火焰前沿的传播速度，该速度是燃料种类，空气-燃料比和湍流度的函数。对多数炭氢化合物燃料，典型的层流火焰速度在0.5米/秒以下。尽管在湍流中(平均流动速度要比层流火焰速度高一个量级)产生稳定火焰也是可能的，但那里的实际火焰速度仍局限于层流火焰速度。相比之下，在狂风暴虐的气候，瞬时风速经常超过20米/秒甚至达到100米/秒以上，在这种情况下，要使火焰稳定，本发明者认为，其稳燃器需要具备能产生一个空气动力学“屏蔽”的功能：这个屏蔽能保护火焰(或至少火焰的根部)在各种情况下不被吹熄；且还具有一个能保持稳定燃烧的低速区。

发明内容

本发明的目的是提供一种在各种情况下不被吹熄，且具有一个能保持稳定燃烧低速区的气体火焰稳燃器。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种气体火焰稳燃器，其特征在于：它包括一底面朝下设置的外杯，一底面朝上设置在所述外杯中的内杯，所述内杯的底面设置有混合气流出口，所述内杯杯体周向设置有空气流入口，所述外杯的底部中央垂向设置一燃料射流喷嘴，所述内杯与外杯的底部之间形成一相对独立的腔体，所述内、外杯之间形成一环状空气通道。

所述燃料射流喷嘴的设置位置高于所述外杯的底面，但低于所述腔体高度的一半。

所述空气流入口设置在所述内杯顶部的边缘或杯体中上部或二者结合。

所述空气流入口是由设置在所述内杯壁面上高于内杯顶面的支腿与所述外杯底面形成的空隙组成。

所述空气流入口的形状为圆形、圆弧形、矩形、锯齿形、波浪形中的一种及一种以上形状配合。

所述混合气流出口设置在所述内杯底面的边缘、中央、边缘与中央之间中的一种及一种以上位置结合。

所述混合气流出口的形状为圆形、长圆形、圆弧形、圆环形、矩形、三角形、十字型中的一种及一种以上形状结合。

相互配合的所述内、外杯的底面形状为平面、凸面、凹面中的一种及一种以上结合。

相互配合的所述内、外杯的侧壁截面形状呈垂直、向内弯曲、向外弯曲、梯形倾斜中的一种及一种以上配合。

相互配合的所述内、外杯的横截面形状呈圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形中的一种。

所述内、外杯在轴线方向的设置为所述内杯的底面为高于所述外杯的顶面、低于所述外杯的顶面、与所述外杯顶面平齐中的一种。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置了一个外杯，在外杯内倒置设置了一个多孔的内杯，使内、外杯之间形成了一空腔和一环形空气通道；当燃烧发生时，气体燃料通过射流喷嘴进入腔体后，绝大部分火焰发生在腔体外部上方，而腔体内的火焰只占很小的一部分，腔体内燃烧所需的氧料，则由外部空气经空气通道进入腔体内提供，因此腔体内部的火焰可以起到持续引燃外部燃烧的作用，从而能在外部环境变化无常的情况下始终保持主火焰不熄灭，或者严格地说，保持整个火焰不完全熄灭。2、本发明的内、外杯之间形成一屏蔽的腔体，因此使稳燃器内部流动结构具有自稳定性，在这种情况下，腔体内的局部瞬时流速在任何情况下均可控制在燃烧熄灭要求的速度值之下，进而有效地避免了点燃的火焰被高速流动的风力所吹灭。3、本发明内、外杯之间的空腔及空气流入口和混合气流出口的设置，使腔体内的气流形成一相对封闭的稳定回流旋涡，进而有限地保证了腔体内只能有一种模式(腔体内旋涡结构若在两种或多种模式间“切换”，会导致在短时间内不存在稳定火焰的机制)，使腔体内的火焰对外流向具有独立性，从而大大地减少了火焰被熄灭的可能性。4、由于本发明提供的几何结构设计，能控制外部空气进入腔体内的流动，使空气和燃料的混合达到最佳状态；同时由于合理的结构设计，使本发明具有很好的内外火焰的相互引燃路径，该路径既可以使外部火焰在被初次点燃的时候引燃内部火焰，也可以使内部火焰引燃被吹熄的外部火焰，从而有效地保证了本发明的稳定燃烧，而不熄灭。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是图1的俯视示意图

图3是本发明腔体内气体流动示意图

图4是图3的俯视示意图

图5是内杯壁面各种空气流入口示意图

图6是内杯底面各种混合气流出口示意图

图7是各种形状配合的内、外杯横截面示意图

图8是各种形状配合的内、外杯纵截面示意图

图9是同一种形状但不同高度的内、外杯配合示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明包括一内杯1，一外杯2，内杯1底朝上倒置在外杯2中的内杯1，内、外杯1、2的两个对称轴线重合，并将内杯1固定在外杯2底部。在内杯1杯底部开有数个孔口作为混合气流出口3，在内杯1顶部靠近杯边的侧壁上开有数个孔口作为外部“二次风”的空气流入口4。内杯1与外杯2的底部之间形成一相对独立的腔体5，内杯1与外杯2的侧壁之间形成一环状空气通道6。

如图3、图4所示，在外杯2的底部中央设置“一次风”燃料射流喷嘴7，气体燃料由射流喷嘴7射向内杯1底面，由于内杯1底部壁面的阻挡作用，射流将向周边的混合气流出口3分散流出。燃料射流喷嘴7的设置位置，可以高于内杯的底面，但不应高于腔体5高度的一半。燃料射流喷嘴7的形状可以采用，长管型，或锐孔型(管口突缩为一个很小的出口)，或光滑缩口型，其横截面形状与取向应与腔体5横截面一致(比如是圆形、方形、三角形等)。射流喷嘴7的高速引流作用，使位于内杯1底部的空气流入口4附近形成负压，进而使外面的空气流经环状空气通道6从空气流入口4吸入腔体5。进入腔体5的空气流与射流产生的扰动，形成一个较强的旋流涡环，使燃料气体与空气在此相互混合，一部分混合的气体加入燃料射流，最终一同经由内杯1底部的混合气流出口3流出腔体5，与外部空气混合燃烧形成外部火焰。点火时，外部的燃烧火焰可以引燃腔体5内处于漩流涡环的充分混合的气体。一旦外部的火焰受强风等意外情况影响熄灭时，位于腔体5内的火焰却被屏蔽在一个空间内而不会收到风力等影响而熄灭，一旦外界影响消除后，继续燃烧的内部火焰又可以反过来引燃外部的燃烧火焰，从而使本发明整体始终处于稳定的燃烧状态。

如图5所示，本发明内杯1侧壁的空气流入口4的设置位置和孔口形状都是可以变化的，比如：空气流入口4既可以设置在内杯1杯体顶部(如图中b、c、d、e、f)；也可以设置在内杯1杯口的中上部(如图中a、f)，还可以在内杯1壁面上设置高于内杯1顶面的支腿8(如图中c、d、e)，使支腿8与外杯2底面之间形成的空隙组成空气流入口4；还可以在内杯1顶部和中下部都设置空气流入口4(如图中a)。空气流入口4的形状既可以是圆形(如图中a、f)、圆弧形(如图中b、f)、矩形(如图中c、d、e)，还可以是锯齿形、波浪形等，总之，空气流入口4可以是各种各样，其均可以实现空气从下部进入腔体5的目的。

如图6所示，本发明内杯1底面的混合气流出口3的设置位置和孔口形状可以是各种各样，比如：混合气流出口3既可以设置在内杯1底面中央(如图中a、b、c、h、i)，也可以设置在内杯1底面的边缘(如图中a、b、c、d、f、h、i)，还可以设置在内杯1底面的中央和边缘之间(如图中e、j)。混合气流出口3的形状既可以是圆形、长圆形、半圆形和圆环形的(如图中a、b、c、e、f、h、i、j)，也可以是矩形、接近矩形、三角形和十字形的(如图中h、a、d、e、i)；还可以是卡通图案(如图中j)；也就是说内杯1底面的混合气流出口3形状和设置位置都是可以变化的。

如图7所示，本发明外杯2和内杯1的横截面形状也是可以变化的，比如整体横截面形状呈圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形(如图中a、b、c、d、e)等。

如图8所示，本发明内、外杯1、2的纵截面形状也是可以变化的，比如：内、外杯1、2底部全部是平面(如图中a、d)或圆弧面(如图中b)；再比如：外杯2底面为圆弧面或平面，而内杯1却呈平面或圆弧面(如图中b、f)；另外内、外杯1、2的底面也可以分别或只有其中的一个向内凹，内、外杯之间的底面形状可以任意组合。内、外杯1、2的侧壁的截面形状也是可以变化的，比如：侧壁既可以是垂直的(如图中a、e、f)，也可以是向内或向外弯曲的(如图中b、c、d、f)，还可以是两个梯形的结合(如图中e)，总之内、外杯1、2的形状和各种形状的配合都是可以变化的。

如图9所示，在本发明同一种形状的内、外杯1、2中(如图中a、b、c)，内、外杯1、2的轴线高度是可以变化的(如图中d、e、f)，比如：内杯1比外杯低(如图中d)，又比如：内杯1比外杯2高(如图中e)，内、外杯1、2一样高等(如图中f)，但一般内杯1比外杯2略高为好。

综上所述，内、外杯1、2的各种不同的搭配，可以使本发明能够根据需要制作出各种各样的产品，以配合各种不同的燃烧装置，起到充分混合空气和气体燃烧的作用，起到稳定燃烧的作用等等。本发明可以用于包括奥运或其它体育运动会火炬，庆典火坛和野炊炉火中。

Claims

1、一种气体火焰稳燃器，其特征在于：它包括一底面朝下设置的外杯，一底面朝上设置在所述外杯中的内杯，所述内杯的底面设置有混合气流出口，所述内杯杯体周向设置有空气流入口，所述外杯的底部中央垂向设置一燃料射流喷嘴，所述内杯与外杯的底部之间形成一相对独立的腔体，所述内、外杯之间形成一环状空气通道。

2、如权利要求1所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：所述燃料射流喷嘴的设置位置高于所述外杯的底面，但低于所述腔体高度的一半。

3、如权利要求1所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：所述空气流入口设置在所述内杯顶部的边缘或杯体中上部或二者结合。

4、如权利要求1所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：所述空气流入口是由设置在所述内杯壁面上高于内杯顶面的支腿与所述外杯底面形成的空隙组成。

5、如权利要求1或3或4所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：所述空气流入口的形状为圆形、圆弧形、矩形、锯齿形、波浪形中的一种及一种以上形状配合。

6、如权利要求1所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：所述混合气流出口设置在所述内杯底面的边缘、中央、边缘与中央之间中的一种及一种以上位置结合。

7、如权利要求1或6所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：所述混合气流出口的形状为圆形、长圆形、圆弧形、圆环形、矩形、三角形、十字型中的一种及一种以上形状结合。

8、如权利要求1所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：相互配合的所述内、外杯的底面形状为平面、凸面、凹面中的一种及一种以上结合。

9、如权利要求1或8所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：相互配合的所述内、外杯的侧壁截面形状呈垂直、向内弯曲、向外弯曲、梯形倾斜中的一种及一种以上配合。

10、如权利要求1所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：相互配合的所述内、外杯的横截面形状呈圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形中的一种。

11、如权利要求1所述的一种气体火焰稳燃器，其特征在于：所述内、外杯在轴线方向的设置为所述内杯的底面为高于所述外杯的顶面、低于所述外杯的顶面、与所述外杯顶面平齐中的一种。