CN103836625B - 超声速喷灯的气体燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声速喷灯的气体燃烧装置，包括：身部燃烧器（10），具有燃烧室（11），燃烧室（11）具有第一进气口（12）和第一排气口（13）；第一点火装置（20），设置在身部燃烧器（10）上，气体燃烧装置还包括：颈部掺混器（80），设置在身部燃烧器（10）上并且位于第一进气口（12）处，颈部掺混器（80）具有第一气体通道（81），第一气体通道（81）通过第一进气口（12）与燃烧室（11）相连通，颈部掺混器（80）上设置有朝向第一进气口（12）的气体第一喷口（82），气体第一喷口（82）呈环形分布在第一气体通道（81）的外围。本发明的气体燃烧装置能够降低由燃烧室内生成的高温气体所造成的损坏。

Description

超声速喷灯的气体燃烧装置

技术领域

本发明涉及喷灯技术领域，具体而言，涉及一种超声速喷灯的气体燃烧装置。

背景技术

目前，现有技术中的超声速喷灯主要依靠气态燃料与高温气体接触并自燃以产生超声速火焰，高温气体的温度对超声速火焰的影响比较大。高温气体是在气体燃烧装置内形成的，气态燃料、氧气以及空气三者在气体燃烧装置的燃烧室内混合并点燃而形成的，具体过程如下，氧气和空气在独立与燃烧室的混合腔内混合，然后由混合腔通入燃烧室，与此同时，气态燃料也通入燃烧室，启动燃烧室内的点火器使得燃烧室内的混合气燃烧并形成高温气体，该高温气体从燃烧室的超声速喷射口喷出。之所以向燃烧室内通入空气是为使得随后生成的高温气体中氧气含量与空气中氧气含量基本一致，为后续的超声速火焰的研究提供基础。首先，燃烧室内的生成的高温气体会对气体燃烧装置造成损坏，进而影响整个超声速喷灯的性能。

其次，在上述过程中，氧气与气态燃料的流量决定了高温气体的温度范围，但是，由于氧气和空气在进入燃烧室之前已经混合，因此，调节燃烧室内的氧气流量比较困难，进而无法控制高温气体的温度，影响最后形成的超声速火焰的性能。

再次，通过在燃烧室内穿设燃料喷管，燃料喷管喷出的燃料气体与高温气体的朝向相同，进而生成超声速火焰。由于燃烧室内温度很高，这样，燃料喷管位于燃烧室内的部分的外表面容易被烧坏。

发明内容

本发明旨在提供一种超声速喷灯的气体燃烧装置，以降低现有技术中燃烧室内生成的高温气体对气体燃烧装置造成的损坏。

为了实现上述目的，本发明提供了一种超声速喷灯的气体燃烧装置，包括：身部燃烧器，具有燃烧室，燃烧室具有第一进气口和第一排气口；第一点火装置，设置在身部燃烧器上，气体燃烧装置还包括：颈部掺混器，设置在身部燃烧器上并且位于第一进气口处，颈部掺混器具有第一气体通道，第一气体通道通过第一进气口与燃烧室相连通，颈部掺混器上设置有朝向第一进气口的气体第一喷口，气体第一喷口呈环形分布在第一气体通道的外围。

进一步地，气体第一喷口为环形喷口或包括呈环形分布的多个喷口。

进一步地，颈部掺混器上设置有多个气体流道，各气体流道的一端均形成朝向第一气体通道的内部的气体第二喷口，多个气体第二喷口的设置位置呈环形分布，各气体流道的轴线偏离第一气体通道的轴线且偏离方向相同。

进一步地，颈部掺混器上设置有环形的气体腔，气体第一喷口与气体腔相连通。

进一步地，本发明的超声速喷灯的气体燃烧装置还包括燃料喷射器，设置在颈部掺混器上，燃料喷射器包括：超声速喷管，具有第二进气口和第二排气口，第二进气口对应第一排气口；第二基体，具有第二气体通道，第二气体通道与第二排气口相连通，第二基体上设置有朝向第二气体通道的内部的第二燃料喷射口；第二点火装置，设置在第二基体上并用于点燃第二气体通道的内部的气体。

进一步地，第二气体通道的流通截面积大于第二排气口的流通截面积。

进一步地，身部燃烧器还包括：第一冷却腔，具有第一进料口和第一出料口，燃烧室设置在第一冷却腔所围成的空间内。

进一步地，燃烧室具有扩张段，扩张段的流通截面积大于第一气体通道的流通截面积，第一点火装置设置在扩张段上。

进一步地，本发明的超声速喷灯的气体燃烧装置还包括：头部注射器，设置在颈部掺混器上，颈部掺混器位于头部注射器和身部燃烧器之间，头部注射器包括氧气喷射口、空气喷射口和第一燃料喷射口，氧气喷射口、空气喷射口和第一燃料喷射口均朝向第一气体通道。

进一步地，头部注射器还包括：氧气流道，与氧气喷射口相连通；第一燃料流道，与第一燃料喷射口相连通，在第一进气口到第一排气口的方向上，氧气流道与第一燃料流道之间的距离逐渐收缩。

应用本发明的技术方案，各种气体经第一气体通道和第一进气口进入燃烧室内并被第一点火装置点燃，燃烧后形成高温气体并经第一排气口喷出。由于颈部掺混器上设置有朝向第一进气口的气体第一喷口，并且气体第一喷口呈环形分布，这样，经气体第一喷口喷出的气体形成环形气膜。第一气体通道位于气体第一喷口所围成的区域内，这样，经气体第一喷口喷出的气体所形成的环形气膜保护了燃烧室的内壁，使得燃烧后形成的高温气体不会与燃烧室的内壁直接接触，而是先与上述气膜接触，气膜能够有效阻挡该高温气体。由上述分析可知，本发明的气体燃烧装置能够降低由燃烧室内生成的高温气体所造成的损坏。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的超声速喷灯的气体燃烧装置的实施例的结构示意图；

图2示出了图1的气体燃烧装置的纵向剖视示意图；

图3示出了图1的气体燃烧装置的颈部掺混器的结构示意图；

图4示出了图3的颈部掺混器的纵向剖视示意图；

图5示出了图1的气体燃烧装置的内壳的结构示意图；

图6示出了图1的气体燃烧装置的身部燃烧器和第一点火装置的结构示意图；

图7示出了图1的气体燃烧装置的头部注射器的仰视示意图；

图8示出了图7的头部注射器的连接板的结构示意图；

图9示出了图7的头部注射器的纵向剖视示意图；

图10示出了图7的头部注射器的另一方向的纵向剖视示意图；

图11示出了图7的头部注射器的结构示意图；

图12示出了图1的气体燃烧装置的燃料喷射器的纵向剖视示意图；

图13示出了图12的燃料喷射器的超声速喷管的结构示意图；以及

图14示出了图12的燃料喷射器的结构示意图。

其中，上述图中的附图标记如下：

10、身部燃烧器；11、燃烧室；12、第一进气口；13、第一排气口；14、第一冷却腔；15、第一进料口；16、第一出料口；17、扩张段；18、第一收缩段；20、第一点火装置；30、头部注射器；31、氧气喷射口；32、空气喷射口；33、第一燃料喷射口；34、氧气流道；35、第一燃料流道；36、空气流道；37、氧气腔；38、空气腔；40、燃料喷射器；41、超声速喷管；42、第二进气口；43、第二排气口；44、第二燃料喷射口；45、第二燃料流道；46、第二燃料腔；47、第二基体；48、第三基体；52、第一基体；53、第一盖板；54、第二盖板；55、主盖板；56、连接板；61、第一凸起；62、内壳；63、外壳；64、第二冷却腔；65、第二进料口；66、第二出料口；67、第二凸起；71、第三冷却腔；72、第三进料口；73、第三出料口；74、第三凸起；75、第二气体通道；76、第二点火装置；80、颈部掺混器；81、第一气体通道；82、气体第一喷口；83、气体第二喷口；84、气体腔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图4所示，本实施例的超声速喷灯的气体燃烧装置包括身部燃烧器10、第一点火装置20和颈部掺混器80。身部燃烧器10具有燃烧室11，燃烧室11具有第一进气口12和第一排气口13。第一点火装置20设置在身部燃烧器10上用于点燃燃烧室11内部的气体。颈部掺混器80设置在身部燃烧器10上并且位于第一进气口12处，颈部掺混器80具有第一气体通道81，第一气体通道81通过第一进气口12与燃烧室11相连通，颈部掺混器80上设置有朝向第一进气口12的气体第一喷口82，气体第一喷口82的呈环形分布在第一气体通道81的外围，也就是说，第一气体通道81位于气体第一喷口82所围成的区域内。第一点火装置20优选为火花塞。在本实施例中，气体第一喷口82包括多个喷口，多个喷口呈环形分布。

应用本实施例的气体燃烧装置，各种气体经第一气体通道81和第一进气口12进入燃烧室11内并被第一点火装置20点燃，燃烧后形成高温气体并经第一排气口13喷出。由于颈部掺混器80上设置有朝向第一进气口12的气体第一喷口82，并且气体第一喷口82呈环形分布，这样，经气体第一喷口82喷出的气体形成环形气膜。第一气体通道81位于气体第一喷口82所围成的区域内，这样，经气体第一喷口82喷出的气体所形成的环形气膜保护了燃烧室11的内壁，使得燃烧后形成的高温气体不会与燃烧室11的内壁直接接触，而是先与上述气膜接触，气膜能够有效阻挡该高温气体。由上述分析可知，本实施例的气体燃烧装置能够降低由燃烧室11内生成的高温气体所造成的损坏。

作为可行的实施方式，气体第一喷口82为环形喷口。经环形喷口喷出的气体所形成的气膜更均匀，能够进一步阻挡燃烧后形成的高温气体，进一步保护了燃烧室11的内壁。也就是说，

如图3和图4所示，在本实施例中，颈部掺混器80上设置有多个气体流道（图中未示出），各气体流道的一端均形成朝向第一气体通道81的内部的气体第二喷口83，多个气体第二喷口83的设置位置呈环形分布，各气体流道的轴线偏离第一气体通道81的轴线且偏离方向相同。由于各气体流道的轴线偏离第一气体通道81的轴线，因此，经气体流道从气体第二喷口83喷出的气体会在第一气体通道81的内壁上形成气膜，这样，使得燃烧室11内部燃烧后形成的高温气体不会与第一气体通道81的内壁直接接触，而是先与上述气膜接触，气膜能够有效阻挡该高温气体。由此可知，上述结构的颈部掺混器80能够保护自身免受高温气体的损坏。

如图3和图4所示，在本实施例中，颈部掺混器80上设置有环形的气体腔84，气体腔84与气体第一喷口82相连通，气体第一喷口82位于气体腔84和燃烧室11之间，气体在气体腔84内得到缓冲再经气体第一喷口82喷入燃烧室11内，气体腔84起到稳压的作用。此外，气体腔84与多个气体流道均连通，气体流道位于气体腔84和气体第二喷口83之间。从气体第一喷口82以及气体第二喷口83喷出的气体优选为空气。

如图2所示，在本实施例中，身部燃烧器10还包括第一冷却腔14，第一冷却腔14具有第一进料口15和第一出料口16，燃烧室11设置在第一冷却腔14所围成的空间内。由于燃烧室11设置在第一冷却腔14所围成的空间内，因此，冷却液例如冷却水或冷却气体可以经第一进料口15进入第一冷却腔14内以降低身部燃烧器10的靠近燃烧室11的部分的温度，完成冷却任务的冷却液或冷却气体经第一出料口16排出第一冷却腔14并为新进入第一冷却腔14内的冷却液或冷却气体提供空间。由上述分析可知，本实施例的气体燃烧装置进一步降低由燃烧室11内生成的高温气体所造成的损坏。

如图2所示，在本实施例中，燃烧室11具有扩张段17，扩张段17的流通截面积大于第一气体通道81的流通截面积，第一点火装置20设置在扩张段17上。也就是说，同样流量的气体，在扩张段17流通的速度小于在第一气体通道81流通的速度。第一点火装置20设置在扩张段17上。由上述内容可知，气体经第一气体通道81进入扩张段17之后，该气体的速度会变慢并且在扩张段17内被第一点火装置20点燃，位于扩张段17的气体会燃烧的充分，使得高温气体的温度能容易被控制，从第一排气口13喷出的高温气体更均匀。上述结构尤其适用于长时间工作的气体燃烧装置。优选地，扩张段17形成第一进气口12。

如图2所示，在本实施例中，燃烧室11还具有第一收缩段18，第一收缩段18的流通截面积小于扩张段17的流通截面积，并且扩张段17位于第一收缩段18和第一气体通道81之间，设置第一收缩段18能够提高经燃烧后的高温气体从第一排气口13排出的速度，使之后形成稳定的火焰更稳定。优选地，第一收缩段18形成第一排气口13。此外，作为可行的实施方式，燃烧室11还可以具有第二收缩段，扩张段17位于第二收缩段和第一收缩段18之间，第二收缩段形成第一进气口12。

如图2和图5所示，在本实施例中，身部燃烧器10还包括内壳62和外壳63。内壳62形成燃烧室11。外壳63套设在内壳62上并与该内壳62间隙配合，内壳62与外壳63之间的间隙形成第一冷却腔14。通过内壳62和外壳63的连接即可很方便的形成第一冷却腔14，简化了第一冷却腔14的制造过程。此外，第一进料口15和第一出料口16设置在外壳63上。第一冷却腔14优选为环形腔。第一进料口15的设置位置对应第一进气口12处，第一出料口16的设置位置对应第一排气口13处。

如图2和图5所示，在本实施例中，第一冷却腔14内设置有第一导流部，第一导流部包括多个彼此平行并且间隔排列的第一凸起61，相邻两个第一凸起61之间形成第一导流槽，各第一导流槽均在第一进气口12到第一排气口13的方向上延伸。这样，第一导流槽对进入第一冷却腔14内的冷却流体起到导流的作用，使该冷却流体沿第一进气口12到第一排气口13的方向流动，能够起到更好的冷却作用。第一凸起61设置在内壳62上，第一凸起61的高度小于内壳62与外壳63之间的间隙的宽度，这样，冷却流体可以沿垂直于第一导流槽的延伸方向流动。在本实施例中，第一导流部优选为多个（图5示出两个），多个第一导流部在第一进气口12到第一排气口13的方向上间隔设置。这样，增加了冷去流体的对撞，使得冷去流体的温度更均匀，提高其吸热效果。

如图6所示，在本实施例中，第一进料口15为多个（图中显示出各第一进料口15均连接有管道，第一进料口15为四个），多个第一进料口15环绕第一进气口12等间隔的设置。这样，进入第一冷却腔14的流体更均匀，并且形成对撞降低流速，提高冷却效果。第一出料口16为多个（图中显示出各第一出料口16均连接有管道，第一出料口16为四个），多个第一出料口16环绕第一排气口13等间隔的设置。

如图1和图2所示，在本实施例的气体燃烧装置还包括头部注射器30，头部注射器30设置在颈部掺混器80上，颈部掺混器80位于头部注射器30和身部燃烧器10之间，头部注射器30包括氧气喷射口31、空气喷射口32和第一燃料喷射口33，氧气喷射口31、空气喷射口32和第一燃料喷射口33均朝向第一气体通道81。氧气经氧气喷射口31、第一气体通道81以及第一进气口12进入燃烧室11内，同理，空气经空气喷射口32、第一气体通道81以及第一进气口12进入燃烧室11内，气态燃料经第一燃料喷射口33、第一气体通道81以及第一进气口12进入燃烧室11内，这样，氧气、空气以及气态燃料在燃烧室11内混合。通过启动第一点火装置20使得燃烧室11内的混合气体燃烧并形成高温气体，该高温气体经第一排气口13排出燃烧室11。由于氧气、空气以及气态燃料在燃烧室11内才开始混合，因此，能够很方便地控制通入燃烧室11内的氧气和气态燃料的流量，进而控制氧气与气态燃料在燃烧室11内的含量百分比，进一步控制经点燃后的气体的温度。由上述分析可知，本实施例的气体燃烧装置能够更方便地控制经燃烧室11喷出的气体温度。该气态燃料可以是乙烯或氢气等。

如图7和图9所示，在本实施例中，头部注射器30还包括氧气流道34和第一燃料流道35。氧气流道34与氧气喷射口31相连通，并且氧气喷射口31位于氧气流道34和第一排气口13之间，这样，氧气经氧气流道34从氧气喷射口31喷入燃烧室11内，氧气流道34起到导向的作用。第一燃料流道35与第一燃料喷射口33相连通，同理，第一燃料喷射口33位于第一燃料流道35和第一排气口13之间。在第一进气口12到第一排气口13的方向上（即混合气体在燃烧室11的流向），氧气流道34与第一燃料流道35之间的距离逐渐收缩。这样，经第一燃料喷射口33喷出的燃料与经氧气喷射口31喷出的氧气与彼此靠近，并且形成气体对撞以加快氧气与燃料的混合，同时客观上也加快了与空气的混合。气体混合越均匀，该气体燃烧的更充分并且从第一排气口13喷出的混合气体越均匀。氧气流道34与氧气喷射口31的数量相等并且一一对应。氧气喷射口31优选为两个，第一燃料喷射口33位于两个氧气喷射口31之间。

如图7和图10所示，在本实施例中，头部注射器30还包括空气流道36。空气流道36与空气喷射口32相连通，并且空气喷射口32位于空气流道36和第一排气口13之间，空气经空气流道36从空气喷射口32喷入燃烧室11内。在第一进气口12到第一排气口13的方向上，空气流道36与第一燃料流道35之间的距离逐渐收缩。这样，经第一燃料喷射口33喷出的燃料与经空气喷射口32喷出的空气与彼此靠近，并且形成气体对撞以加快空气与燃料的混合，进一步加快了燃料与氧气的混合，此外，即使氧气流道34与第一燃料流道35相互平行，在空气与燃料形成气体对撞的情况下，客观上也加快了燃料与氧气的混合。空气流道36与空气喷射口32的数量相等并且一一对应。

如图7所示，在本实施例中，在本实施例中，空气喷射口32的数量为四个，多个空气喷射口32的设置位置呈环形分布，也就是说，相邻两个空气喷射口32的中心连线形成四边形。第一燃料喷射口33位于该环形分布所围成的区域内。这样，即使氧气流道34与第一燃料流道35相互平行，空气会与燃料形成气体对撞，加快三种气体的混合。空气喷射口32的数量大于两个即可，例如，空气喷射口32的数量为三个即可形成三角形分布。优选地，空气喷射口32的数量为偶数，并且多个空气喷射口32彼此间隔均匀，这样，以第一燃料喷射口33为中心对称的两个空气喷射口32喷出的空气会形成对撞，加速气体的混合。在本实施例中，多个空气喷射口32彼此独立，当然，作为可行的实施方式，多个空气喷射口32相连通并且形成第一环形开口。

如图8和图9所示，在本实施例中，头部注射器30还包括第二冷却腔64，第二冷却腔64的设置位置对应第一进气口12，第二冷却腔64具有第二进料口65和第二出料口66。头部注射器30用于将各种气体喷入燃烧室11内，由于头部注射器30与颈部掺混器80相接触，因此，燃烧室11内高温气体也会对头部注射器30产生损坏。经第二进料口65进入第二冷却腔64内冷却流体会有针对性地冷却对应第一进气口12（也就是第一气体通道81）的部分，这样，能够有效地降低燃烧室11内高温气体也会对头部注射器30产生的损坏，提高气体燃烧装置的使用寿命。

如图2所示，在本实施例中，第一进气口12和第一排气口13同轴设置，第一燃料流道35与第一排气口13同轴设置。这样，混合之后的气体会沿直线流动并最终从第一排气口13喷出，保证了混合气体喷出之后的均匀性。

如图9和图10所示，在本实施例中，头部注射器30还包括氧气腔37和空气腔38。氧气腔37与氧气喷射口31相连通，氧气喷射口31位于氧气腔37和第一排气口13之间，氧气在氧气腔37内得到缓冲再经氧气喷射口31喷入燃烧室11内，氧气腔37起到稳压的作用。此外，氧气腔37通过氧气流道34与氧气喷射口31相连通。空气腔38与空气喷射口32相连通，空气喷射口32位于空气腔38和第一排气口13之间，空气腔38通过空气流道36与空气喷射口32相连通。氧气腔37与空气腔38均为环形腔，以便氧气腔37与多个氧气喷射口31相连通，并且以便空气腔38与多个空气喷射口32相连通使得氧气和空气分均匀地喷入燃烧室11内。

如图9所示，在本实施例中，头部注射器30还包括第一基体52、第一盖板53和第二盖板54，第一基体52位于第一盖板53和第二盖板54之间。第一盖板53的朝向第一基体52的端面开设有第一凹槽（图中未标注），第一盖板53固定在第一基体52上并与第一凹槽形成氧气腔37。第一基体52的朝向第二盖板54的端面开设有第二凹槽（图中未标注）。第二盖板54固定在第一基体52上并第二凹槽形成空气腔38。上述结构简单，安装方便，简化了氧气腔37以及空气腔38的加工过程。

如图9所示，在本实施例中，第二盖板54包括主盖板55和连接板56，主盖板55固定在第一基体52上，连接板56固定在主盖板55上，主盖板55位于第一基体52和连接板56之间。这样，可以选用隔热的材料制造连接板56以使其阻隔来自燃烧室11内的高温，进而保护第一基体52、第一盖板53和主盖板55。可以选用合适的材料制造主盖板55以使其方便与第一基体52固定连接。第一燃料流道35形成在连接板56上，氧气流道34以及空气流道36均形成在连接板56上。

如图11所示，在本实施例中，第二冷却腔64、空气腔38以及氧气腔37均与两个管道连通以通入对应的流体。

如图8所示，在本实施例中，第二冷却腔64内设置有第二导流部，第二导流部包括多个彼此平行并且间隔排列的第二凸起67，相邻两个第二凸起67之间形成第二导流槽，第二导流槽是以第一燃料喷射口33为圆心的弧形槽。弧形槽可以减缓冷却流体的流动并且充分利了第二冷却腔64内空间，提高冷却流体的利用率，使冷却流体能够充分吸收高温气体的热量，进一步降低头部注射器30由高温气体造成的损坏。优选地，第二导流部为两个，氧气喷射口31、空气喷射口32以及第一燃料喷射口33均位于该第二导流部之间。优选地，连接板56上设置有第三凹槽（图中未标注），第三凹槽与主盖板55形成第二冷却腔64，并且第二凸起67设置在连接板56上，第二凸起67的高度小于第三凹槽的槽深。

如图1、图2和图12所示，本实施例的气体燃烧装置还包括燃料喷射器40，燃料喷射器40设置在颈部掺混器80上，燃料喷射器40包括超声速喷管41、第二基体47和第二点火装置76。超声速喷管41具有第二进气口42和第二排气口43，第二进气口42对应第一排气口13。高温混合气体经第二进气口42进入并从第二排气口43喷出形成超声速气体。第二基体47具有第二气体通道75，第二气体通道75与第二排气口43相连通，第二基体47上设置有朝向第二气体通道75的内部的第二燃料喷射口44。由于第二燃料喷射口44与第二排气口43均开设在燃料喷射器40上，避免了现有技术中燃料喷管位于燃烧室内的部分的外表面容易被烧坏的情况。针对低总温的气体燃烧装置，也就是说，经第二燃料喷射口44喷出的燃料（可以乙烯或氢气等）与经第一排气口13喷出的高温混合气体接触后无法自然并形成超声速火焰，本实施例的气体燃烧装置还包括第二点火装置76，第二点火装置76设置在第二基体47上并用于点燃第二气体通道75的内部的气体。当经第二燃料喷射口44喷出的燃料（可以乙烯或氢气等）与经第一排气口13喷出的高温混合气体在第二气体通道75内接触后，启动第二点火装置76以使第二气体通道75内的混合气体燃烧并形成超声速火焰。

如图12所示，在本实施例中，第二气体通道75的流通截面积大于第二排气口43的流通截面积。这样，流到第二气体通道75的高温气体的流速降低，使得燃烧而成的超声速火焰更稳定。

如图2和图12所示，在本实施例中，燃料喷射器40还包括第三冷却腔71，第三冷却腔71具有第三进料口72和第三出料口73，第三冷却腔71环绕设置在第二进气口42和第二排气口43之间的通道外。经第三进料口72进入第三冷却腔71内的冷却流体对第二进气口42和第二排气口43之间的通道进行冷却，这样，能够有效降低高温气体对燃料喷射器40造成的损坏。

如图13所示，在本实施例中，第三冷却腔71内设置有第三导流部，第三导流部包括多个彼此平行并且间隔排列的第三凸起74，相邻两个第三凸起74之间形成第三导流槽，各第三导流槽均在第二进气口42到第二排气口43的方向上延伸。第三导流槽对冷却流体起到引流的作用，改善了降温效果。

如图12所示，在本实施例中，第二燃料喷射口44为四个，四个第二燃料喷射口44两两对称设置，第二排气口43位于两个对称设置的第二燃料喷射口44之间，各第二燃料喷射口44均为腰形开口。腰形开口使得喷出的燃料具有一定长度，为后续的光学实验提供基础，是实验结果更准确。第二燃料喷射口44不限于四个，第二燃料喷射口44为偶数个，偶数个第二燃料喷射口44两两对称设置，第二排气口43位于两个对称设置的第二燃料喷射口44之间。在本实施例中，多个第二燃料喷射口44彼此独立，当然，作为可行的实施方式，多个第二燃料喷射口44相连通并且形成第二环形开口。

如图12所示，在本实施例中，燃料喷射器40包括第二燃料流道45，第二燃料流道45与第二燃料喷射口44相连通，在第二进气口42到第二排气口43的方向上，第二燃料流道45与第二进气口42和第二排气口43形成的轴线的距离逐渐收缩。经第二燃料喷射口44喷出的燃料会朝向经第二进气口42喷出的高温混合气体汇聚，以抬举产生后的超声速火焰，也就是说，超声速火焰的靠近燃料喷射器40的部分比较小，降低高温对燃料喷射器40造成的损坏。此外，燃料与高温混合气体剪切混合，使得超声速火焰更稳定。

如图12所示，在本实施例中，燃料喷射器40还包括第二燃料腔46，第二燃料腔46与第二燃料喷射口44相连通，这样，第二燃料腔46起到稳压的作用，使得从第二燃料喷射口44喷出的燃料更稳定。第二燃料腔46通过第二燃料流道45与第二燃料喷射口44相连通。第二燃料腔46为环形腔。

如图12和图14所示，在本实施例中，燃料喷射器40还包括第二基体47和第三基体48，第二基体47具有穿设超声速喷管41的第二排气口43的第一安装孔，第三基体48具有穿设超声速喷管41的第二排气口43的第二安装孔，第三基体48位于第二基体47和超声速喷管41之间，第三基体48固定在超声速喷管41上并形成间隙，该间隙形成第三冷却腔71。此外，第二燃料喷射口44、第二燃料流道45以及第二燃料腔46设置在第二基体47上。第三凸起74设置在超声速喷管41上，并且第三凸起74的高度小于第三基体48与超声速喷管41之间的距离。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超声速喷灯的气体燃烧装置，包括：

身部燃烧器(10)，具有燃烧室(11)，所述燃烧室(11)具有第一进气口(12)和第一排气口(13)；

第一点火装置(20)，设置在所述身部燃烧器(10)上，其特征在于，所述气体燃烧装置还包括：

颈部掺混器(80)，设置在所述身部燃烧器(10)上并且位于所述第一进气口(12)处，所述颈部掺混器(80)具有第一气体通道(81)，所述第一气体通道(81)通过所述第一进气口(12)与所述燃烧室(11)相连通，所述颈部掺混器(80)上设置有朝向所述第一进气口(12)的气体第一喷口(82)，所述气体第一喷口(82)呈环形分布在所述第一气体通道(81)的外围；所述颈部掺混器(80)上设置有多个气体流道，各所述气体流道的一端均形成朝向所述第一气体通道(81)的内部的气体第二喷口(83)，多个所述气体第二喷口(83)的设置位置呈环形分布，各所述气体流道的轴线偏离所述第一气体通道(81)的轴线且偏离方向相同。

2.根据权利要求1所述的气体燃烧装置，其特征在于，所述气体第一喷口(82)为环形喷口或包括呈环形分布的多个喷口。

3.根据权利要求1所述的气体燃烧装置，其特征在于，所述颈部掺混器(80)上设置有环形的气体腔(84)，所述气体第一喷口(82)与所述气体腔(84)相连通。

4.根据权利要求1所述的气体燃烧装置，其特征在于，还包括燃料喷射器(40)，设置在所述颈部掺混器(80)上，所述燃料喷射器(40)包括：

超声速喷管(41)，具有第二进气口(42)和第二排气口(43)，所述第二进气口(42)对应所述第一排气口(13)；

第二基体(47)，具有第二气体通道(75)，所述第二气体通道(75)与所述第二排气口(43)相连通，所述第二基体(47)上设置有朝向所述第二气体通道(75)的内部的第二燃料喷射口(44)；

第二点火装置(76)，设置在所述第二基体(47)上并用于点燃所述第二气体通道(75)的内部的气体。

5.根据权利要求4所述的气体燃烧装置，其特征在于，所述第二气体通道(75)的流通截面积大于所述第二排气口(43)的流通截面积。

6.根据权利要求1所述的气体燃烧装置，其特征在于，所述身部燃烧器(10)还包括：

第一冷却腔(14)，具有第一进料口(15)和第一出料口(16)，所述燃烧室(11)设置在所述第一冷却腔(14)所围成的空间内。

7.根据权利要求6所述的气体燃烧装置，其特征在于，所述燃烧室(11)具有扩张段(17)，所述扩张段(17)的流通截面积大于所述第一气体通道(81)的流通截面积，所述第一点火装置(20)设置在所述扩张段(17)上。

8.根据权利要求1所述的气体燃烧装置，其特征在于，还包括：

头部注射器(30)，设置在所述颈部掺混器(80)上，所述颈部掺混器(80)位于所述头部注射器(30)和所述身部燃烧器(10)之间，所述头部注射器(30)包括氧气喷射口(31)、空气喷射口(32)和第一燃料喷射口(33)，所述氧气喷射口(31)、空气喷射口(32)和第一燃料喷射口(33)均朝向所述第一气体通道(81)。

9.根据权利要求8所述的气体燃烧装置，其特征在于，所述头部注射器(30)还包括：

氧气流道(34)，与所述氧气喷射口(31)相连通；

第一燃料流道(35)，与所述第一燃料喷射口(33)相连通，在所述第一进气口(12)到所述第一排气口(13)的方向上，所述氧气流道(34)与所述第一燃料流道(35)之间的距离逐渐收缩。