CN105910102A - 一种火旋风式燃烧器 - Google Patents

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Abstract

一种火旋风式燃烧器，包括炉体、油盘、纱幕和驱动装置，所述炉体侧面开设多个扇片，所述扇片配置为能够沿自身轴旋转0‑90°间任意角度；所述油盘布置于所述炉体底部；所述纱幕为柱形多孔结构，围绕所述油盘设置；以及所述驱动装置，配置为驱动所述纱幕绕所述油盘转动。其中，油盘可用液态燃料射流口替代。通过该火旋风式燃烧器不仅可以显著提高燃料的燃烧效率和火焰温度从而提高炊事效率，而且可以改进特殊环境下所用的炊事燃烧器燃烧困难的难题。

Description

一种火旋风式燃烧器
技术领域
本发明涉及一种适用于液态和固体燃料的燃烧器，进一步涉及一种火旋风式燃烧器。
背景技术
炊事燃烧器在现实生活中应用十分广泛，随着节能意识的提高，人们一直尝试通过改进燃烧器装置以及燃烧形态来提高燃料的利用效率。特别地，高原地区低压低氧的环境条件会显著降低燃料的燃烧效率，而当前在高原地区使用的液态燃料燃烧器，由于其设计时未考虑高原低压低氧环境条件的影响，在使用过程中常出现点火难、燃烧效率低、碳烟生成量高及燃烧不稳定等诸多问题。为了解决以上问题，科研工作者一直在寻求一种理想的技术解决方案
火旋风(又称火焰龙卷风)是一种常见于森林和城市火灾中的旋转强对流火灾现象，火旋风现象中产生的旋转运动能增加火羽流的高度和燃料的燃烧速率。与常规火羽流相比，火旋风在运动学方面表现出很高的空气卷吸速率、切向速度(表现为高速旋转)和轴向速度(表现为强烈上升运动)，在燃烧行为上则表现为显著升高的火焰温度、火焰高度和燃烧速率。由于火旋风燃烧效率相比于传统燃烧形式较高，因此可以利用火旋风的燃烧形式来改进目前市场上的炊事燃烧器。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种火旋风式燃烧器，以提高燃烧器的燃烧效果。
(二)技术方案
根据本发明的一方面，提供一种火旋风式燃烧器，包括炉体、油盘、纱幕和驱动装置，其中，
所述炉体侧面开设多个扇片，所述扇片配置为能够沿自身轴旋转大于0且小于等于90°的任意角度间任意角度；
所述油盘布置于所述炉体底部；
所述纱幕为柱形多孔结构，围绕所述油盘设置；以及
所述驱动装置，配置为驱动所述纱幕绕所述油盘转动。
优选的，所述扇片沿着炉体侧面等间距分布，扇片数量为4-20个。
优选的，所述扇片的轴与炉体侧面平行，且开设在扇片中部或者扇片的一个侧边。
优选的，所述扇片还包括固定件，以将扇片固定于所述任意角度。
优选的，所述纱幕的孔径大小0.5-5cm。
优选的，所述驱动装置包括旋转轴承和变速电机，其中，所述旋转轴承位于所述油盘下方，所述纱幕固定于所述旋转轴承上，所述旋转轴承周圈具有齿轮；
所述变速电机包含与所述旋转轴承配套的齿轮，以通过变速电机带动所述旋转轴承转动，进而带动纱幕转动。
优选的，所述变速电机通过直流电源供电，所述直流电源由太阳能装置或电池充电。
优选的，所述变速电极的转速为0～200r/min。
根据本发明的另一方面，以上任意所述的火旋风式燃烧器，其中的油盘用液态燃料射流口替代。
(三)有益效果
通过上述技术方案，可以看出本发明的有益效果在于：
(1)通过设置扇片，使外部风可以切向进入炉体，形成旋转气流，有利于火旋风形成；
(2)通过在油盘周围设置可以旋转的纱幕，引入纱幕旋转的机械角动量，所提供的风速较大，燃烧强度也更大；
(3)通过该火旋风式燃烧器不仅可以显著提高燃料的燃烧效率和火焰温度从而提高炊事效率，而且可以改进特殊环境下所用的炊事燃烧器燃烧困难的难题。
(4)该火旋风式燃烧器尤其能够提高燃料在高原低压低氧环境条件下的燃烧效率，解决高原燃烧器在低压低氧环境条件下燃烧困难的难题，该燃烧器能降低碳烟生成量，而且经济实用，轻便易携带。
附图说明
图1是本发明实施例的俯视图。
图2是本发明实施例的火旋风式燃烧器内部剖视图。
图3是本发明实施例的外部炉体的侧视图。
图中：1.炉体，2.扇片，3.旋转轴承，4.纱幕，5.油盘，6.变速电机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。
下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
参见图1-3各视图所示，根据本发明的总体构思，提供一种火旋风式燃烧器，包括炉体1、油盘5、纱幕4和驱动装置。通过设置上述部件，在燃烧炉中形成火旋风发生装置，使燃料由普通的池火燃烧形式变为火旋风燃烧形式。以下将对本实施例的火旋风燃烧器中的各个部件进行详细说明。
根据本实施例，参见图1和图2所示，所述炉体1侧面开设多个扇片2，所述扇片2配置为能够沿自身轴旋转0-90°间任意角度。通过设置扇片使外部空气沿扇片2切向进入炉体，使油盘周围能够切向供风，为燃料燃烧提供充足的助燃气体。所述扇片2可以在炉体1侧面直接切割形成或者通过在炉体1侧面开设通孔，然后再重新安装扇片2。
优选的，炉体1和扇片2的材料均为耐受火旋风的高温材料，优选的为钢材或者铜材料。
其中，扇片2可以沿着炉体侧面等间距分布，扇片2数量为4-20个；进一步优选的为4-12个。扇片的开设高度优选的与所述油盘5的高度相同或者大致高度，以使空气从扇片2进入炉体1后能够直接在油盘周围形成旋转气流。炉体1优选的为轴对称结构，以利于形成旋风，具体的可以为圆柱体结构，以使扇片2能够围绕该圆柱体均匀开设。
为了提高切向风效果，所述扇片2的轴与炉体1侧面平行，且开设在扇片2中部或者扇片的一个侧边；而且所述扇片还包括固定件(图中未示出)，以将扇片2固定于任意角度。扇片2则可以根据所需的切向风大小，设定为任意角度。
根据本实施例，所述油盘5布置于所述炉体1底部，以保证形成火旋风所需的足够高度。油盘5用于盛放燃料，所述燃料为固体或液体酒精、煤油或其它现有技术的常见的燃料，优选的为低燃点的燃料，以能够在高原或者低压条件下使用。优选的，在油盘5内部铺设石棉层，防止燃料产生飞溅。
其中，油盘5的材料均为耐受火旋风的高温材料，优选的为钢材或者铜材料。油盘5的形状优选的其外圈为圆形，以利于形成垂直对称火焰。
根据本实施例，参见图2所示，所述纱幕4为柱形多孔结构，围绕着所述油盘设置。纱幕4设置为可以绕油盘5进行旋转纱幕的孔径大小0.5-5cm，进一步优选的孔径大小为1-3cm。
油盘5和纱幕4构成火旋风燃烧的主体，这种类型的火旋风由于加入了纱幕旋转的机械角动量，风速较大，燃烧强度也更大。
根据本实施例，参见图2所示，所述驱动装置配置为驱动所述纱幕绕所述油盘转动。所述驱动装置包括旋转轴承3和变速电机6，其中，所述旋转轴承3位于所述油盘5下方，所述纱幕4固定于所述旋转轴承3上，所述旋转轴承3周圈具有齿轮；所述变速电机6包含与所述旋转轴承3配套的齿轮，以通过变速电机6带动所述旋转轴承3转动，进而带动纱幕4转动。调整变速电机的转速可以控制火旋风大小和强度。
旋转电机的转速可以为0～200r/min，进一步优选的转速为30-120r/min。而且，变速电机6可以多档进行调节，根据外部风速大小，内部燃料燃烧程度综合调整，以利于在各种条件下均能形成火旋风燃烧。
优选的，所述变速电机6通过直流电源供电，所述直流电源由太阳能装置充电。尤其是在野外或者没有室内电的情况下，本实施例的燃烧器也可以持续使用。
该火旋风式燃烧器可以应用于各种燃烧领域，包括作为炊事燃烧器，实验室用燃烧器，小型工业燃烧器等。对于使用环境不受限制，尤其在高原低压低氧环境下仍然可以使用，受地域限制较小。
可以替代的，所述油盘可以用液态燃料射流口替代，同样可以实现火旋风燃烧效果。
工作模式：
旋转电机6不工作情况下：
火旋风式燃烧炉在该状态下为弱档模式，不使用旋转纱幕4和旋转电机6，可将纱幕4去除。油盘5点火后，根据环境调整不锈钢扇片2角度，使外部空气沿扇片2切向进入炉体，形成火旋风。由于此类型火旋风属于自然状态下产生，风速较小，燃烧强度较小，因此称为弱档。
旋转电机6工作情况下：
火旋风式燃烧炉在该状态下为强档模式，炉体不锈钢扇片2调整至全开状态(即每个扇片与圆柱形炉体垂直，即旋转角度为90°)，点燃油盘5后，通过调整旋转电机6转速控制火旋风大小和强度。这种类型的火旋风由于加入了纱幕旋转的机械角动量，风速较大，燃烧强度也更大，因此成为强档。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种火旋风式燃烧器，包括炉体、油盘、纱幕和驱动装置，其特征在于：
所述炉体侧面开设多个扇片，所述扇片配置为能够沿自身轴旋转大于0且小于等于90°的任意角度；
所述油盘布置于所述炉体底部；
所述纱幕为柱形多孔结构，围绕所述油盘设置；以及
所述驱动装置，配置为驱动所述纱幕绕所述油盘转动。
2.根据权利要求1所述的火旋风式燃烧器，其特征在于，所述扇片沿着炉体侧面等间距分布，扇片数量为4-20个。
3.根据权利要求1所述的火旋风式燃烧器，其特征在于，所述扇片的轴与炉体侧面平行，且开设在扇片中部或者扇片的一个侧边。
4.根据权利要求1所述的火旋风式燃烧器，其特征在于，所述扇片还包括固定件，以将扇片固定于所述任意角度。
5.根据权利要求1所述的火旋风式燃烧器，其特征在于，所述纱幕的孔径大小0.5-5cm。
6.根据权利要求1所述的火旋风式燃烧器，其特征在于，所述驱动装置包括旋转轴承和变速电机，其中，
所述旋转轴承位于所述油盘下方，所述纱幕固定于所述旋转轴承上，所述旋转轴承周圈具有齿轮；
所述变速电机包含与所述旋转轴承配套的齿轮，以通过变速电机带动所述旋转轴承转动，进而带动纱幕转动。
7.根据权利要求6所述的火旋风式燃烧器，其特征在于，所述变速电机通过直流电源供电，所述直流电源由太阳能装置或电池充电。
8.根据权利要求6所述的火旋风式燃烧器，其特征在于，所述变速电极的转速为0～200r/min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的火旋风式燃烧器，所述油盘用液态燃料射流口替代。
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