CN105980774A - 用于燃烧的设备和方法 - Google Patents

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CN105980774A CN201480074275.8A CN201480074275A CN105980774A CN 105980774 A CN105980774 A CN 105980774A CN 201480074275 A CN201480074275 A CN 201480074275A CN 105980774 A CN105980774 A CN 105980774A
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郑石浩
马库斯·阿卜杜
阿拉·达乌德
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Abstract

燃烧设备(例如，燃烧器)和方法，诸如配置成激励流体混合和火焰稳定性等等的那些。

Description

用于燃烧的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年12月4日提交的号为61/911,582的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请以其全文通过引用并入本文。
技术领域
本发明总地涉及燃烧设备(例如燃烧器)和方法，以及更具体地但不以限制的方式涉及配置成激励流体混合和火焰稳定性等等的燃烧设备和方法。
背景技术
例如，在登记号为1002257500000的韩国专利和号为2,836,234的美国专利中公开了燃烧设备和方法的实例。
发明内容
本公开内容包括配置成例如激励流体混合和火焰稳定性等等的燃烧设备(例如燃烧器)和方法的实施例。所公开的燃烧设备和方法可部分地通过利用柯恩达(Coanda)效应来增加火焰稳定性，增加燃烧器负载和燃烧效率，增加流体离开设备之后的湍流流体流量，并增强应变速率程度(例如，通过最大化移动通过设备的流体的速度梯度和射流冲击)，增加吹熄速度，增加离开设备的流体混合，并降低反闪(例如，通过减小与所述设备接触的反应物的淬熄距离)。此外，本发明的设备和方法允许参数变化，参数诸如温度，火焰高度，流体流率，移动通过设备的流体的类型和组成等等。
本发明燃烧设备的一些实施例包括中央构件；第一外部构件和第二外部构件；所述中央构件具有纵向轴线并包括：主体，其中所述主体的至少一部分是大致圆柱形的；以及与主体成一体的末端，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的；所述第一外部构件包括：主体；与主体成一体的末端；和与中央构件的纵向轴线同心的孔；其中第一外部构件定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道；所述第二外部构件包括：主体；与主体成一体的末端；和与中央构件的纵向轴线同心的孔；其中第二外部构件定位成使得在第二外部构件和第一外部构件之间限定第二通道；其中所述设备配置成：允许流体移动通过第一通道并流出第一外部构件的末端；以及允许流体移动通过第二通道并流出第二外部构件的末端。在一些实施例中，所述第一外部构件的末端的至少一部分和所述第二外部构件的末端的至少一部分分别朝向中央构件的末端延伸。在一些实施例中，中央构件的长度为250至320毫米。在一些实施例中，中央构件的长度为285毫米。在一些实施例中，中央构件包括为25至75毫米的直径。在一些实施例中，中央构件包括为50毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件的长度为230至300毫米。在一些实施例中，第一外部构件的长度为265毫米。在一些实施例中，第一外部构件的孔包括为20至80毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件的孔包括为56毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件包括为70至120毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件包括为96毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件的长度为190到260毫米。在一些实施例中，第二外部构件的长度为228毫米。在一些实施例中，第二外部构件的孔包括为70至140毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件的孔包括为106毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件包括为110至160毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件包括为131.5毫米的直径。在一些实施例中，所述第一通道的至少一部分包括为3毫米的宽度。在一些实施例中，所述第二通道的至少一部分包括为5毫米的宽度。在一些实施例中，中央构件相对于所述第一外部构件和第二外部构件是可调节的，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。在一些实施例中，第一外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第一通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。在一些实施例中，第二外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述设备还包括：与所述第一通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第一通道内；和与所述第二通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第二通道内。在一些实施例中，中央构件的末端具有第一端部和第二端部，并且所述末端的第二端部是大致凹入的。在一些实施例中，所述设备还包括旋流叶片，其联接到所述中央构件且至少部分地延伸到所述第一通道内，使得移动通过第一通道的流体受到扰动。在一些实施例中，所述设备还包括旋流叶片，其联接到所述中央构件且至少部分地延伸到所述第二通道内，使得移动通过第一通道和第二通道的流体受到扰动。在一些实施例中，所述设备还包括联接到所述中央构件的旋流叶片，其中如果中央构件包括与所述中央构件的纵向轴线同心并延伸通过中央构件的主体和末端的孔，则移动通过中央构件的孔的流体受到扰动。在一些实施例中，第一外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第一通道的方式被引入到第一通道内。在一些实施例中，第二外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第二通道的方式被引入到第二通道内。在一些实施例中，所述设备还包括联接到所述中央构件的火花塞。
本发明燃烧设备的一些实施例包括中央构件；第一外部构件；和第二外部构件；所述中央构件具有纵向轴线并包括：主体，其中所述主体的至少一部分是大致圆柱形的；与主体成一体的末端，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的；和与中央构件的纵向轴线同心的孔，所述孔延伸通过主体和末端；所述第一外部构件包括：主体；与主体成一体的末端；和与中央构件的纵向轴线同心的孔；其中第一外部构件定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道；所述第二外部构件包括：主体；与主体成一体的末端；和与中央构件的纵向轴线同心的孔；其中第二外部构件定位成使得在第二外部构件和第一外部构件之间限定第二通道；其中所述设备配置成：允许流体移动通过中央构件的孔并流出中央构件的末端；以及允许流体移动通过第一通道并流出第一外部构件的末端；以及允许流体移动通过第二通道并流出第二外部构件的末端。在一些实施例中，所述第一外部构件的末端的至少一部分和所述第二外部构件的末端的至少一部分分别朝向中央构件的末端延伸。在一些实施例中，中央构件的长度为250至320毫米。在一些实施例中，中央构件的长度为285毫米。在一些实施例中，中央构件包括为25至75毫米的直径。在一些实施例中，中央构件包括为50毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件的长度为230至300毫米。在一些实施例中，第一外部构件的长度为265毫米。在一些实施例中，第一外部构件的孔包括为20至80毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件的孔包括为56毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件包括为70至120毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件包括为96毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件的长度为190到260毫米。在一些实施例中，第二外部构件的长度为228毫米。在一些实施例中，第二外部构件的孔包括为70至140毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件的孔包括为106毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件包括为110至160毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件包括为131.5毫米的直径。在一些实施例中，所述第一通道的至少一部分包括为3毫米的宽度。在一些实施例中，所述第二通道的至少一部分包括为5毫米的宽度。在一些实施例中，中央构件相对于所述第一外部构件和第二外部构件是可调节的，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。在一些实施例中，第一外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第一通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。在一些实施例中，第二外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述设备还包括：与所述第一通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第一通道内；和与所述第二通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第二通道内。在一些实施例中，中央构件的末端具有第一端部和第二端部，并且所述末端的第二端部是大致凹入的。在一些实施例中，所述设备还包括旋流叶片，其联接到所述中央构件且至少部分地延伸到所述第一通道内，使得移动通过第一通道的流体受到扰动。在一些实施例中，所述设备还包括旋流叶片，其联接到所述中央构件且至少部分地延伸到所述第二通道内，使得移动通过第一通道和第二通道的流体受到扰动。在一些实施例中，所述设备还包括旋流叶片，其联接到所述中央构件，使得移动通过中央构件的孔的流体受到扰动。在一些实施例中，第一外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第一通道的方式被引入到第一通道内。在一些实施例中，第二外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第二通道的方式被引入到第二通道内。在一些实施例中，所述设备还包括联接到所述中央构件的火花塞。
本发明的燃烧设备的一些实施例包括基部；中央构件；第一外部构件和第二外部构件，所述中央构件具有纵向轴线并包括：联接到所述基部的主体，其中所述主体的至少一部分是大致圆柱形的；以及与主体成一体的末端，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的；第一外部构件包括：主体；与主体成一体的末端，其中中央构件的末端的至少一部分相比于第一外部构件的末端距离基部更远；和与中央构件的纵向轴线同心的孔；其中第一外部构件定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道；所述第二外部构件包括：主体；与主体成一体的末端，其中中央构件的末端的至少一部分相比于第二外部构件的末端距离基部更远；和与中央构件的纵向轴线同心的孔；其中第二外部构件定位成使得在第二外部构件和第一外部构件之间限定第二通道；其中所述设备配置成：允许流体移动通过第一通道并流出第一外部构件的末端；以及允许流体移动通过所述第二通道并流出第二外部构件的末端。在一些实施例中，所述第一外部构件的末端的至少一部分和所述第二外部构件的末端的至少一部分分别朝向中央构件的末端延伸。在一些实施例中，中央构件的长度为250至320毫米。在一些实施例中，中央构件的长度为285毫米。在一些实施例中，中央构件包括为25至75毫米的直径。在一些实施例中，中央构件包括为50毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件的长度为230至300毫米。在一些实施例中，第一外部构件的长度为265毫米。在一些实施例中，第一外部构件的孔包括为20至80毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件的孔包括为56毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件包括为70至120毫米的直径。在一些实施例中，第一外部构件包括为96毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件的长度为190到260毫米。在一些实施例中，第二外部构件的长度为228毫米。在一些实施例中，第二外部构件的孔包括为70至140毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件的孔包括为106毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件包括为110至160毫米的直径。在一些实施例中，第二外部构件包括为131.5毫米的直径。在一些实施例中，所述第一通道的至少一部分包括为3毫米的宽度。在一些实施例中，第二通道的至少一部分包括为5毫米的宽度。在一些实施例中，中央构件相对于所述第一外部构件和第二外部构件是可调节的，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。在一些实施例中，第一外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第一通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。在一些实施例中，第二外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述设备还包括与第一通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到所述第一通道内；和与第二通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第二通道内。在一些实施例中，中央构件的末端具有第一端部和第二端部，以及末端的第二端部是大致凹入的。在一些实施例中，所述设备还包括旋流叶片，其联接到所述中央构件并至少部分地延伸到所述第一通道内，使得移动通过第一通道的流体受到扰动。在一些实施例中，所述设备还包括旋流叶片，其联接到所述中央构件并至少部分地延伸到第二通道内，使得移动通过第一通道和第二通道的流体受到扰动。在一些实施例中，所述设备还包括联接到所述中央构件的旋流叶片，其中如果中央构件包括与所述中央构件的纵向轴线同心并延伸通过主体和中央构件的末端的孔，则移动通过中央构件的孔的流体受到扰动。在一些实施例中，第一外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第一通道的方式被引入到第一通道内。在一些实施例中，第二外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第二通道的方式被引入到第二通道内。在一些实施例中，所述设备还包括联接到所述中央构件的火花塞。
本发明方法的一些实施例包括：将第一流体引入到由中央构件和第一外部构件所限定的第一通道内，所述中央构件具有末端，其中末端的至少一部分是大致半球形的；将第二流体引入到由第一外部构件和第二外部构件所限定的第二通道内；允许第一流体和第二流体流过中央构件的末端并混合；以及点燃第一流体和第二流体的混合物。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第一流体以大致垂直于所述第一通道的方式引入到所述第一通道内。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第二流体以大致垂直于所述第二通道的方式引入到所述第二通道内。在一些实施例中，所述方法还包括相对于所述第一外部构件和第二外部构件调节中央构件，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述方法还包括相对于中央构件调节所述第一外部构件，使得第一通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述第一通道的至少一部分的宽度类似于淬熄距离。在一些实施例中，所述方法还包括相对于中央构件调节所述第二外部构件，使得第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，第二通道的至少一部分的宽度类似于淬熄距离。在一些实施例中，火花塞联接到中央构件，以及所述方法还包括用火花塞点燃第一流体和第二流体的混合物。在一些实施例中，第一流体包括燃料以及所述第二流体包括空气。在一些实施例中，第一流体包括空气以及所述第二流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括燃料以及所述第二流体包括氧化剂。在一些实施例中，第一流体包括氧化剂，以及所述第二流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括空气和燃料的混合物，以及所述第二流体包括燃料和空气的混合物。在一些实施例中，第一流体包括氧化剂和燃料的混合物，以及所述第二流体包括燃料和氧化剂的混合物。在一些实施例中，第一流体包含贫的预混物以及第二流体包括富的预混物。在一些实施例中，贫的预混物和富的预混物是易燃的。在一些实施例中，第一流体包括富的预混物以及第二流体包括贫的预混物。在一些实施例中，贫的预混物和富的预混物是易燃的。
本发明方法的一些实施例包括将第一流体引入到由中央构件和第一外部构件所限定的第一通道内；将第二流体引入到由第一外部构件和第二外部构件所限定的第二通道内；将第三流体引入通过中央构件的孔，其中所述中央构件具有纵向轴线并包括：主体，其中所述主体的至少一部分是大致圆柱形的；以及与主体成一体的末端，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的；其中中央构件的孔与中央构件的纵向轴线是同心的并延伸通过主体和末端；允许第一流体和第二流体流过中央构件的末端，并与所述第三流体混合；以及点燃第一流体、第二流体和第三流体的混合物。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第一流体以大致垂直于所述第一通道的方式引入到所述第一通道内。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第二流体以大致垂直于所述第二通道的方式引入到所述第二通道内。在一些实施例中，所述方法还包括相对于所述第一外部构件和第二外部构件调节中央构件，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述方法还包括相对于中央构件调节所述第一外部构件，使得第一通道的至少一分在宽度上发生变化。在一些实施例中，第二通道的至少一部分的宽度类似于淬熄距离。在一些实施例中，所述方法还包括相对于中央构件调节所述第二外部构件，使得第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，第一通道的至少一部分的宽度类似于淬熄距离。在一些实施例中，将火花塞联接到中央构件，以及所述方法还包括用火花塞点燃所述第一流体、第二流体和第三流体的混合物。在一些实施例中，第一流体包括燃料以及第二流体包括空气。在一些实施例中，第一流体包括空气以及第二流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括燃料以及第二流体包括氧化剂。在一些实施例中，第一流体包括氧化剂以及第二流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括空气和燃料的混合物，以及第二流体包括燃料和空气的混合物。在一些实施例中，第一流体包括氧化剂和燃料的混合物，以及所述第二流体包括燃料和氧化剂的混合物。在一些实施例中，第一流体包括贫的预混物以及第二流体包括富的预混物。在一些实施例中，贫的预混物和富的预混物是易燃的。在一些实施例中，第一流体包括富的预混物以及第二流体包括贫的预混物。在一些实施例中，贫的预混物和富的预混物是易燃的。在一些实施例中，第一流体包括燃料，第二流体包括空气，以及第三流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括空气，第二流体包括燃料，以及第三流体包括燃料。
术语“联接”被定义为连接，尽管不一定是直接地连接，并且不一定是机械地连接。如果两个物件可联接到彼此的话，则它们是“可联接的”。除非上下文明确要求，否则可联接的物件也可脱离联接，以及反之亦然。其中第一结构可联接到第二结构的一种非限制性的方法适于将第一结构配置成联接(或配置成可联接)到第二结构。术语“一(“a”或“an”)被定义为一个或多个，除非本公开明确地要求其它方面。术语“大致(substantially)”被定义为在很大程度上但不一定完全是被指定的内容(并且包括被指定的内容；例如，大致90度包括90度以及大致平行包括平行)，如由本领域内的普通技术人员所理解的那样。在任何公开的实施例中，术语“大致(substantially)”、“大约(approximately)”和“约(about)”可用在指定内容的“[百分比]范围内”取代，其中百分比包括0.1％，1％，5％，和10％。
术语“包括(comprise)”(以及“包括(comprise)”的任何形式，诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”，“具有(have)”(以及“具有(have)”的任何形式，诸如“具有(has)”和“具有(having)”)，“包含(include)”(以及“包含(include)”的任何形式，诸如“包含(includes)”“包含(including)”以及“含有(contain)”(以及“含有(contain)”的任何形式，诸如“含有(contains)”和“含有(containing)”)是开放式系动词。其结果是，“包括(comprise)”、“具有(has)”、“包含(includes)”或“含有(contains)”一个或多个元件或特征的设备或者设备的组件拥有那些一个或多个元件或特征，但不限于仅仅拥有那些元件或特征。类似地，“包括(comprise)”、“具有(has)”、“包括(includes)”或“包含(contains)”一个或多个步骤的方法拥有那些一个或多个步骤，但不限于仅仅拥有那些一个或多个步骤。此外，诸如“第一”和“第二”是术语仅用于区分结构或特征，而并不将不同的结构或特征限制到特定的顺序。
本发明燃烧设备和方法的任何实施例可以由任何描述的元件和/或特征构成或基本上由任何描述的元件和/或特征构成，但不是“包括(comprise)”/“包含(includes)”/“含有(contains)”/“具有(have)”任何描述的元件和/或特征。因此，在任何权利要求中，术语“由……构成consisting of)”或“基本上由……构成(consisting essentially of)”可由任何以上列举的开放式连接动词所取代，以便使得给定权利要求的范围从否则使用开放式连接动词所给定权利要求的范围发生改变。
尽管未描述或示出，一个实施例的一个特征或多个特征可被应用于其它实施例，除非由本公开内容或实施例的性质明确禁止。
与上述实施例以及其它相关联的细节介绍如下。
附图说明
下面的附图通过实例而非限制性的方式示出。为了简洁和清楚起见，所给定结构的每个特征在其中显现该结构的每幅图中并不总是进行标记。相同的附图标记不一定指示相同的结构。相反，可以使用相同的附图标记来指示类似的特征或具有类似功能的特征，如可由不相同的附图标记所指示的那样。至少一些附图示出将由本领域内的普通技术人员将理解的图形符号或表示。在图中所示的本发明的燃烧设备和它们的组件的实施例是按比例绘制的。
图1示出燃烧设备的实施例的侧面的截面图，所述燃烧设备包括：基部；中央构件；第一外部构件，其定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道；以及第二外部构件，其定位成使得在第二外部构件和第一外部构件之间限定第二通道。
图2示出图1所示燃烧设备的顶视图。
图3A示出燃烧设备一部分的实施例，所述燃烧设备包括：中央构件；第一外部构件，其定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道；以及第二外部构件，其定位成使得在第二外部构件和第一外部构件之间限定第二通道。
图3B示出燃烧设备一部分的另一实施例，所述燃烧设备包括：中央构件；第一外部构件，其定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道；以及第二外部构件，其定位成使得在第二外部构件和第一外部构件之间限定第二通道。
图4A示出燃烧设备的中央构件的一部分的实施例，其中中央构件的末端具有第一端部和第二端部，以及末端的第二端部是大致凹入的。
图4B示出燃烧设备的中央构件的一部分的另一实施例。
图4C示出燃烧设备的中央构件的一部分的另一实施例，其中中央构件具有孔。
图4D示出燃烧设备的中央构件的一部分的另一实施例，其中所述燃烧设备包括联接到所述中央构件的旋流叶片。
图4E示出燃烧设备的中央构件的一部分的另一实施例，其中所述燃烧设备包括联接到所述中央构件的火花塞。
图5示出燃烧设备的第一外部构件的一部分的实施例。
图6示出燃烧设备的第二外部构件的一部分的实施例。
图7示出柯恩达(Coanda)效应的实例。
图8示出流过本发明一个实施例的燃烧设备的一部分的流体的实例。
图9示出使用本发明一个实施例的燃烧设备产生的实验结果。
具体实施方式
现现在参照附图，并且更具体地参照图1-2，其示出包括基部14的燃烧设备10。基部14可包括任何数量的构件，其配置成例如稳定燃烧设备10，将流体提供到燃烧设备10等。例如，在图1中所示的实施例中，基部14包括下部横向构件18，其联接到上部纵向构件22。下部横向构件18可以任何合适的方式(例如，螺栓，钉子，粘合剂，焊接等)联接到上部纵向构件22。在其它实施例中，下部横向构件18和上部纵向构件22可以是一体的(例如，由同一块材料制成)。在图1所示的实施例中，设备10包括延伸通过基部14的入口26(例如，联接到上部纵向件22的下部横向构件18)。设备10可包括任何数量的入口26，诸如像一个，两个，三个，四个，五个，六个，或更多个入口26。入口26与设备10处于流体连通，使得流体能够通过入口26进入设备10。
在所示的实施例中，燃烧设备10还包括具有纵向轴线的中央构件30。中央构件30包括主体34，其联接到基部14(例如，下部横向构件18)。在所示的实施例中，中央构件30的主体34通过螺钉38(例如，六个螺钉38，如图2中所示)联接到基部14(例如，下部横向构件18)。然而，在一些实施例中，中央构件30的主体34可以任何合适的方式(例如，螺栓，钉子，粘合剂，焊接等)联接到基部14(例如，下部横向构件18)；而在其它实施例中，基部14(例如，下部横向构件18)和中央构件30可以是一体的(例如，由同一块材料制成)。在所示的实施例中，中央构件30的主体34是大致圆柱形的。中央构件30还包括末端42，其与主体34是一体的。在所示的实施例中，中央构件30的末端42是大致半球形的。末端42包括邻近于基部14且与主体34是一体的第一端部46，和远离基部14的第二端部50。在一些实施例中，中央构件30包括为250至320毫米(例如，285毫米)的长度；而在其它实施例中，中央构件30的长度可小于250毫米(例如，245毫米，240毫米，235毫米或更小)或超过320毫米(例如，325毫米，330毫米，335毫米，或更大)。在一些实施例中，中央构件30的主体34包括为25至75毫米(例如50毫米)的直径；以及在其它实施例中，中央构件30的主体34的直径可小于25毫米(例如，20毫米，15毫米，10毫米或更小)或超过75毫米(例如，80毫米，85毫米，90毫米或更大)。在一些实施例中，中央构件30的末端42的最大直径包括为25至70毫米(例如50毫米)的直径；而在其它实施例中，中央构件30的末端42的最大直径可小于25毫米(例如，20毫米，15毫米，10毫米或更小)或超过70毫米(例如，75毫米，80毫米，85毫米或更大)。
在所示实施例中，燃烧设备10还包括第一外部构件54。第一外部构件54包括联接至基部14(例如，上部横向构件22)的主体58。在所示的实施例中，第一外部构件54的主体58通过螺钉60联接到基部14(例如，上部横向构件22)。然而，在一些实施例中，第一外部构件54的主体58可以任何合适的方式(例如，螺栓，钉子，粘合剂，焊接等)联接到基部14(例如，上部横向构件22)；以及在其它实施例中，基部14(例如，上部横向构件22)和第一外部构件54可以是一体的(例如，由同一块材料制成)。在所示的实施例中，第一外部构件54的主体58是大致圆柱形的。第一外部构件54还包括末端62，其与主体54是一体的。在所示的实施例中，第一外部构件54的末端62是大致弯曲的。在所示的实施例中，中央构件30的末端42的至少一部分相比于第一外部构件54的末端62距离基部14更远。此外，在所示的实施例中，第一外部构件54的末端62的至少一部分朝向中央构件30的末端42延伸。在一些实施例中，第一外部构件54包括为230至300毫米(例如，265毫米)的长度；以及在其它实施例中，第一外部构件54的长度可小于230毫米(例如，235毫米，225毫米，220毫米或更小)或超过300毫米(例如，305毫米，310毫米，315毫米，或更大)。在一些实施例中，第一外部构件54包括为70至120毫米(例如，96毫米)的直径；以及在其它实施例中，第一外部构件54的直径可小于70毫米(例如，65毫米，60毫米，55毫米或更小)或超过120毫米(例如，125毫米，130毫米，135毫米，或更大)。在所示的实施例中，第一外部构件54还包括孔66，其与中央构件30的纵向轴线是同心的。孔66延伸通过主体58和末端62。此外，第一外部构件54定位成使得在第一外部构件54和中央构件30之间限定通道70(孔66的一部分)。例如，在一些实施例中，通道70可包括1至5毫米(例如3毫米)的宽度。例如通道70的这样的宽度可用于气体燃料和空气。靠近中央构件30的末端42和第一外部构件54的末端62的通道70的宽度可等于或小于淬熄距离。在其它实施例中，靠近中央构件30的末端42和第一外部构件54的末端62的通道70的宽度可等于或大于淬熄距离。在一些实施例中，第一外部构件54的孔66包括为20至80毫米(例如，56毫米)的直径；以及在其它实施例中，孔66的直径可小于20毫米(例如，15毫米，10毫米，5毫米或更小)或超过80毫米(例如，85毫米，90毫米，95毫米或更大)。设备10配置成允许流体通过入口26进入设备10，并移动通过通道70(例如，在所示的实施例中，在主体34和主体58之间以及还在末端42的至少一个部分和末端62的至少一部分之间)，并流出第一外部构件54的末端62。
在所示的实施例中，燃烧设备10还包括第二外部构件74。第二外部构件74包括连接到基部14(例如，上部横向构件22)的主体78。第二外部构件74的主体78可以任何合适的方式(例如，螺钉，螺栓，钉子，粘合剂，焊接等)联接到基部14(例如，上部横向构件22)；以及在其它实施例中，基部14(例如，上部横向构件22)和第二外部构件74可以是一体的(例如，由同一块材料制成)。在图1所示的实施例中，设备10包括入口80，其延伸通过第二外部构件74的一部分。设备10可包括任何数量的入口80，诸如像一个，两个，三个，四个，五个，六个，或更多个入口80。入口80与设备10处于流体连通，使得流体可通过入口80进入设备10(例如，进入到通道90内)。在所示的实施例中，第二外部构件74的主体78是大致圆柱形的。第二外部构件74还包括末端82，其与主体74是一体的。在所示的实施例中，第二外部构件74的末端82是大致弯曲的。第一外部构件54的末端62具有与第二外部构件74的末端82不同的曲率，但在一些实施例中，末端62和末端82可具有相同或相似的曲率。在所示的实施例中，中央构件30的末端42的至少一部分相比于第二外部构件74的末端82距离基部14更远。此外，在所示的实施例，第二外部构件74的末端82的至少一部分朝向中央构件30的末端42延伸。在一些实施例中，第二外部构件74包括为190至260毫米(例如228毫米)的长度；以及在其它实施例中，第二外部构件74的长度可小于190毫米(例如，185毫米，180毫米，175毫米或更小)或超过260毫米(例如，265毫米，270毫米，275毫米，或更大)。在一些实施例中，第二外部构件74包括为110至160毫米(例如131.5毫米)的直径；以及在其它实施例中，第二外部构件74的直径可小于110毫米(例如，105毫米，100毫米，95毫米或更小)或超过160毫米(例如，165毫米，170毫米，175毫米，或更大)。在所示的实施例中，第二外部构件74还包括孔86，其与中央构件30的纵向轴线是同心的。孔86延伸通过主体78和末端82。此外，第二外部构件74定位成使得在第一外部构件54和第二外部构件74之间限定通道90(孔86的一部分)。例如，在一些实施例中，通道90可包括2和8毫米(例如5毫米)的宽度。作为另一实例，通道90的这样的宽度可用于气体燃料和空气。靠近中央构件30的末端42和第一外部构件54的末端62的通道90的宽度可等于或小于淬熄距离。在其它实施例中，靠近中央构件30的末端42和第一外部构件54的末端62的通道90的宽度可等于或大于淬熄距离。在一些实施例中，第二外部构件74的孔86包括为70至140毫米(例如106毫米)的直径；以及在其它实施例中，孔86的直径可小于70毫米(例如，65毫米，60毫米，55毫米或更小)或超过140毫米(例如，145毫米，150毫米，155毫米或更大)。设备10配置成允许流体通过入口80进入设备10，并移动通过通道90(例如，在所示的实施例中，在主体58和主体78之间以及还在末端42中的至少一个部分和末端82的至少一部分之间)并流出第二出外部构件74的末端82。
在所示的实施例中，燃烧设备10还包括第三外部构件94。第三外部构件94联接到第二外部构件74。第三外部构件94可以任何合适的方式(例如，螺钉，螺栓，钉子，粘合剂，焊接等)联接到第二外部构件74；以及在其它实施例中，第二外部构件74和第三外部构件94可以是一体的(例如，由同一块材料制成)。在图1所示的实施例中，设备10包括延伸通过第三外部构件94一部分的入口98。设备10可包括任何数量的入口98，诸如像一个，两个，三个，四个，五个，六个，或更多个入口98。入口98与设备10处于流体连通，使得流体可通过入口98进入设备10。在所示的实施例中，第三外部构件94是大致圆柱形的。第三外部构件94还包括孔102，其与中央构件30的纵向轴线是同心的。此外，第三外部构件94定位成使得在第二外部构件74和第三外部构件94之间限定通道106(孔102的一部分)。设备10配置成允许流体通过入口98进入设备10，并移动通过通道106和流出第三外部构件94，诸如例如如果希望将第二流体(例如，空气)供应到设备10。
如以上所解释说明的那样，设备10配置成允许流体移动通过入口26，进入到通道70内，并流出第一外部构件54的末端62。此外，设备10配置成允许流体移动通过入口80，进入到通道90内，并流出第二外部构件74的末端82。设备10配置成使得移动出第一外部构件54的末端62的流体和移动出第二外部构件74的末端82的流体流过中央构件30的末端42的至少一部分并混合，使得来自末端62和末端82两者的至少一些流体靠近中央构件30的末端42(例如，在再循环区域内)再循环。例如，在一些实施例中，第一流体可移动通过入口26，进入到通道70内，并流出第一外部构件54的末端62，以及第二流体可移动通过入口80，进入到通道90内，并流出第二外部构件74的末端82，使得第一流体和第二流体可以混合(例如，靠近中央构件30的末端42)，并如果被点燃就可燃烧。
移动通过设备10的流体可以是非预混合的流体，部分预混合的流体，和/或预混合的流体。例如，在非预混合的流体的实施例中，燃料(例如，甲烷，丙烷，氢气，乙烯等)可通过入口26引入，进入到通道70内，并流出第一外部构件54的末端62，以及氧化剂(例如，空气，氧气等)可通过入口80引入，进入到通道90内，并流出第二外部构件74的末端82。作为另一个实例，氧化剂(例如，空气，氧气等)可通过入口26引入，进入到通道70内，并流出第一外部构件54的末端62，以及燃料(例如，甲烷，丙烷，氢气，乙烯等)可通过入口80引入，进入到通道90内，并流出第二外部构件74的末端82。作为另一个实例，在部分预混流体的实施例中，燃料和氧化剂的混合物(例如，富混合物)可通过入口26被引入，进入到通道70内并流出第一外部构件54的末端62，以及氧化剂(例如空气，氧气等)可通过入口80被引入，进入到通道90内并流出第二外部构件74的末端82。作为另一个实例，在预混合的流体的实施例中，贫的预混物可通过入口26被引入，进入到通道70内，并流出第一外部构件54的末端62，以及富的预混物质可通过入口80被引入，进入到通道90内，并流出第二外部构件74的末端82。在其它预混合流体的实施例中，富的预混物可通过入口26被引入，进入到通道70内，并流出第一外部构件54的末端62，以及贫的预混物可通过入口80被引入，进入到通道90内并流出第二外部构件74的末端82。贫和富的预混物可以是易燃的混合物(例如，通过增加富预混物的强度和降低贫预混物的强度，例如，取决于气体燃料的类型)，其例如可降低火焰反闪的可能性。在一些实施例中，也可以使用稀释的燃料。
图3A示出燃烧设备10a的一部分的实施例。燃烧设备10a包括具有纵向轴线的中央构件30a。中央构件30a包括主体34a和与主体34a成一体的末端42a。在所示的实施例中，中央构件30a的末端42a是大致半球形的。末端42a包括邻近于主体34a的第一端部46a和远离主体34a的第二端部50a。此外，在所示的实施例中，燃烧设备10a包括第一外部构件54。第一外部构件54a包括大致圆柱形的主体58a以及与主体54a成一体并大致弯曲的末端62a。在所示的实施例中，第一外部构件54a的末端62a的至少一部分朝向中央构件30a的末端42a延伸。在所示的实施例中，第一外部构件54a还包括孔66a，其与中央构件30a的纵向轴线是同心的。孔66a延伸通过主体58a和尖端62a。此外，第一外部构件54a定位成使得在第一外部构件54a和中央构件30a之间限定通道70a(孔66a的一部分)。设备10a配置成允许流体移动通过通道70a并流出第一外部构件54a的末端62a。燃烧设备10a还包括第二外部构件74a。第二外部构件74a包括是大致圆柱形的主体78a，以及与主体74a成一体的并是大致弯曲的尖端82a。在图3A中，第一外部构件54a的末端62a包括与第二外部构件74a的末端82a不同的曲率，但在一些实施例中，末端62a和末端82a可包括相同或相似的曲率。在所示的实施例中，第二外部构件74a的末端82a的至少一部分朝向中央构件30a的末端42a延伸。第二外部构件74a还包括孔86a，其与中央构件30a的纵向轴线是同心的。孔86a延伸通过主体78a和末端82a。第二外部构件74A定位成使得在第一外部构件54a和第二外部构件74a之间限定通道90a(孔86a的一部分)。设备10a配置成允许流体移动通过通道90a并流出第二外部构件74a的末端82a。
图3B示出燃烧设备10b的一部分的实施例。燃烧设备10b包括具有纵向轴线的中央构件30b。中央构件30b包括主体34b和与主体34b是一体的末端42b。在所示的实施例中，中央构件30b的末端42b是大致半球形的。末端42b包括邻近主体34b的第一端部46b和远离主体34b的第二端部50b。此外，在所示的实施例中，燃烧设备10b包括第一外部构件54b。第一外部构件54b包括大致圆柱形的主体58b和与主体58b成一体并大致弯曲的末端62b。在所示的实施例中，第一外部构件54b的末端62b的至少一部分朝向中央构件30b的末端42b延伸。在所示的实施例中，第一外部构件54b还包括孔66b，其与中央构件30b的纵向轴线是同心的。孔66b延伸通过主体58b和末端62b。此外，第一外部构件54b定位成使得在第一外部构件54b和中央构件30b之间限定通道70b(孔66b的一部分)。设备10b配置成允许流体移动通过通道70b并流出第一外部构件54b的末端62b。燃烧设备10b还包括第二外部构件74b。第二外部构件74b包括大致圆柱形的主体78b和与主体74b是一体的并大致弯曲的末端82b。在图3B中，第一外部构件54b的末端62b包括与第二外部构件74b的末端82b不同的曲率，但在一些实施例中，末端62b以及末端82b可包括相同或相似的曲率。在所示的实施例中，第二外部构件74b的末端82b的至少一部分朝向中央构件30b的末端42b延伸。第二外部构件74b还包括孔86b，其与中央构件30b的纵向轴线是同心的。孔86b延伸通过主体78b和末端82b。第二外部构件74b定位成使得在第一外部构件54b和第二外部构件74b之间限定通道90b(孔86b的一部分)。设备10b配置成允许流体移动通过通道90b并流出第二外部构件74b的末端82b。
如由图3A-3B中的双向箭头所示，本发明的燃烧设备和这种设备的组件可以是可调节的。利用图3A作为一个实例，中央构件30a，第一外部构件54a和/或第二外部构件74a相对于其它的一个或多个(或相对于基部，其一个实例相对于图1进行描述)可以是可调节的(例如，沿着中央构件30a的纵向轴线)，使得通道70a的至少一部分(例如，通道70a的邻近末端42a和末端62a的部分)和/或通道90a的至少一部分(例如，通道90a的邻近末端42a和末端82a的部分)在宽度上发生变化。例如，如果中央构件30a是可调节的以及第一外部构件54a和/或第二外部构件74a是固定的，则中央构件30a可以是可调节的(例如，纵向)，以便使得通道70a的至少一部分和/或通道90a的至少一部分在宽度上增加或减少。作为另一个实例，如果中央构件30a是固定的以及第一外部构件54a和/或第二外部构件74a是可调节的，则第一外部构件54a和/或第二外部构件74A可以是可调节的(例如，纵向)，以便使得通道70a和/或通道90a的至少一部分分别在宽度上增加或减少。在一些实施例中，中央构件，第一外部构件，和第二外部构件都可以是可调节的。这种可调节性例如可增加火焰速度和火焰稳定性的控制。作为另一实例，通道的宽度可调节到相当于淬熄距离(例如，对应于所使用的燃料)，其可防止反闪。
图4A-4E示出燃烧设备的一部分的其它实施例，以及更具体地示出中央构件的一部分的其它实施例。例如，图4A示出具有纵向轴线的中央构件30c。中央构件30c包括主体34c和与主体34c成一体的末端42c。在所示的实施例中，中央构件30c的末端42c是大致半球形的。末端42c包括邻近主体34c的第一端部46c和远离主体34c的第二端部50c。在图4A中所示的实施例中，末端42c的第二端部50c是大致凹入的。类似地，在图1中所示的实施例中，末端42的第二端部50是大致凹入的。末端的第二端部的凹入部分的直径可以是不同的，这取决于例如再循环区域的所需大小或空间范围，所需的火焰外观，所需的火焰高度，和/或所需的火焰稳定性。例如，在一些实施例中，末端的第二端部的凹入部分的直径可以是16到32毫米(例如24毫米)。中央构件的末端的第二端部的凹入配置(例如，如在图1和图4A中所示的那些)可例如增加火焰稳定性，激励流体再循环(例如，由于为了靠近中央构件的末端的第二端部再循环的较大或较小的空间量)，提高燃烧器的负载，改变火焰的外观以及改变火焰的高度。
如图4B中所示，中央构件的末端可以不包括凹入部分。例如，中央构件30d具有纵向轴线，并包括主体34d和与主体34d成一体的末端42d。在所示的实施例中，中央构件30d的末端42d是大致半球形的。末端42d包括邻近主体34d的第一端部46d和远离主体34d的第二端部50d。
在一些实施例中，如图4C中所示，中央构件30e包括纵向轴线和与中央构件30e的纵向轴线同心的孔110e。中央构件30e包括主体34e和与主体34c成一体的末端42e。在所示的实施例中，中央构件30e的末端部42e是大致半球形的。末端42e包括邻近主体34e的第一端部46e和远离主体34e的第二端部50e，中央构件30e的孔110e延伸通过主体34e和末端42e。中央构件30e配置成允许流体移动通过孔110e并流出末端42e，例如其可增加靠近中央构件30e的末端42e的火焰稳定性(例如，通过将一定百分比的燃料供应到流体(例如，使得流体再循环)，增加这样的流体的温度，使得在高应变区域处减少火焰淬熄)以及以空气动力学的方式增强靠近中央构件30e的末端42e的再循环区域。例如，燃料可被引入到中央构件30e的孔110e内，使得燃料可与靠近中央构件30e的末端42e的第二端部50e(例如，在再循环区域内)的其它流体混合。
如在图4D中所示的另一个实例中，中央构件30f具有纵向轴线，主体34f，和与主体34f成一体的末端42f。在所示的实施例中，中央构件30f的末端42f是大致半球形的。末端42f包括靠近主体34f的第一端部46f和远离主体34f的第二端部50f。在所示的实施例中，旋流叶片114f联接到中央构件30F，例如以便激励流体的旋流流动和混合。在一些实施例中，其中中央构件3包括孔，其与中央构件3的纵向轴线同心并延伸通过中央构件30f的主体34f和末端42f(例如，类似于图4C中所示)，旋流叶片114f配置成扰动移动通过中央构件30f的孔的流体。在其它实施例中，旋流叶片114f至少部分地延伸到由中央构件3和第一外部构件所限定的第一通道内，使得移动通过第一通道的流体受到扰动。仍在其它实施例中，旋流叶片114f至少部分地延伸到由第一外部构件和第二外部构件所限定的第二通道内，使得移动通过所述第二通道和/或第一通道的流体受到扰动。
本发明燃烧设备的一些实施例可配置成通过以下述方式将流体引入到燃烧设备来增加流体的旋流流动和混合，所述方式为大致垂直于给定流动、给定孔、和/或给定通道(例如，通过中央构件的孔的流动，通过由中央构件和同心的第一外部构件所限定的第一通道的流动，通过由所述第一外部构件和同心的第二外部构件所限定的第二通道的流动等)。这样引入的流体例如可以给中央构件末端附近的流场赋予切向速度分量，其激励中央构件末端附近的流体再循环。
如图4E中所示，中央构件30g包括纵向轴线，主体34g，和与主体34g成一体的末端42g。在所示的实施例中，中央构件30g的末端42g是大致半球形的。末端42g包括靠近主体34g的第一端部46g和远离主体34g的第二末端50g。在所示的实施例中，火花塞118g联接到中央构件30g。如果被激活，则火花塞118g可点燃中央构件30g末端42g附近的流体(例如，来自中央构件30g的孔的流体、来自由中央构件和同心的第一外部构件所限定的第一通道的流体、和/或来自由所述第一外部构件和同心的第二外部构件所限定的第二通道的流体的混合物)。
图5示出燃烧设备一部分的另一实施例，以及更具体地示出第一外部构件的一部分的另一实施例。在图5中所示的第一外部构件54h包括大致圆柱形的主体58h和与主体58h成一体并大致弯曲的末端62h。在所示的实施例中，第一外部构件54h还包括延伸通过主体58h和末端62h的孔66h。第一外部构件54h可定位成与中央构件(例如在图1-4E中所示的任何中央构件)的纵向轴线同心，使得在第一外部构件54h和中央构件之间限定通道(孔66h的一部分)。第一外部构件54h配置成允许流体移动通过通道并流出第一外部构件54h的末端62h。
图6示出燃烧设备一部分的另一实施例，以及更具体地示出第二外部构件的一部分的另一实施例。在图5中所示的第二外部构件74i包括大致圆柱形的主体78i和与主体78i成一体并大致弯曲的末端82i。在所示的实施例中，第二外部构件74i还包括延伸通过主体78i和末端82i的孔86i。第二外部构件74i可定位成与中央构件(例如在图1-4E和8中所示的任何中央构件)的纵向轴线同心，使得如果第一外部构件(例如在图1-3B，5和8中所示的任何第一外部构件)也定位成与中央构件的纵向轴线同心，在第一外部构件和第二外部构件74i之间限定通道(孔86i的一部分)。第二外部构件74i配置成允许流体移动通过通道并流出第二外部构件74i的末端82i。
如果流体流过弯曲表面(例如，流过弯曲表面的两个侧面，如流过圆形，如图7中所示)，则可观察到柯恩达(Coanda)效应，这由所公开的燃烧设备所激励。流过弯曲表面的流体流动产生低压区域，这会导致流体分离的相对延迟。当流体接近弯曲表面的端部时，流体开始恢复静态压力并接近环境压力。再循环区域可靠近弯曲表面的端部形成。如果流体流过弯曲表面的两个侧面，诸如圆形，在弯曲表面的任一侧上的流体可在再循环区域内混合(例如，诱导夹带)并继续从再循环区域的下游混合。
图8示出燃烧设备10j一部分的实施例。燃烧设备10j包括具有纵向轴线的中央构件30j。中央构件30j包括主体34j和与主体34j成一体的末端42j。在所示的实施例中，中央构件30j的末端42j是大致半球形的。末端42j包括靠近主体34j的第一端部46j和远离主体34j的第二端部50j。在图8所示的实施例中，末端42j的第二端部50j是大致凹入的。此外，在所示的实施例中，燃烧设备10j包括第一外部构件54j。在所示的实施例中，第一外部构件54j包括是大致弯曲的末端62j。在所示的实施例中，第一外部构件54j还包括与中央构件30j的纵向轴线同心的孔66j。孔66j延伸通过末端62j。此外，第一外部构件54j定位成使得第一外部构件54j和中央构件30j之间限定通道70j(孔66j的一部分)。设备10j配置成允许流体移动通过通道70j并流出第一外部构件54j的末端62j。燃烧设备10j还包括第二外部构件74j。第二外部构件74j包括是大致弯曲的末端82j。在图8中，第一外部构件54j的末端62j和第二外部构件74j的末端82j包括相似的曲率；但是在其它实施例中，末端62j和末端82j可包括不同的曲率。第二外部构件74j还包括与中央构件30j的纵向轴线同心的孔86j。孔86j延伸通过末端82j。第二外部构件74j定位成使得在第一外部构件54j和第二外部构件74j之间限定通道90j(孔86j的一部分)。设备10j配置成允许流体移动通过通道90j并流出第二外部构件74j的末端82j。在图8中所示的实施例是证实柯恩达(Coanda)效应的一个实例，其由图8的燃烧设备以及在本公开中所述和所示的其它燃烧设备所激励。流过末端42j、末端62j和末端82j的弯曲表面的流体流动产生低压区域，这会导致流体分离的相对延迟。当流体接近弯曲表面的端部时，流体开始恢复静态压力并接近环境压力。如图8中所示，再循环区域可靠近中央构件30j的末端42j的大致凹入部分形成。流体在可在再循环区域内混合(例如，诱导夹带)并继续从再循环区域的下游混合。
图9示出从使用本发明燃烧设备的一个实施例导致的实验结果，所述燃烧设备包括：具有纵向轴线的中央构件；大致半球形的末端；第一外部构件和第二外部构件。所述第一外部构件具有孔并且定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道。第二外部构件具有孔并且定位成使得在第二外部构件和所述第一外部构件之间限定第二通道。
本发明方法的一些实施例包括：将第一流体引入到由中央构件(例如，中央构件30)和第一外部构件(例如，第一外部构件54)所限定的第一通道(例如，通道70)内，所述中央构件具有末端(例如，末端42)，其中末端的至少一部分是大致半球形的；将第二流体引入到由第一外部构件和第二外部构件(例如，第二外部构件74)所限定的第二通道(例如，通道90)内；允许第一流体和第二流体流过中央构件的末端并混合；以及点燃第一流体和第二流体的混合物。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第一流体以大致垂直于所述第一通道的方式引入到所述第一通道内。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第二流体以大致垂直于所述第二通道的方式引入到所述第二通道内。在一些实施例中，所述方法还包括相对于所述第一外部构件和第二外部构件调节中央构件，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述方法还包括相对于中央构件调节所述第一外部构件，使得第一通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述第一通道的至少一部分的宽度类似于(例如，等于，大于，或小于)淬熄距离。在一些实施例中，所述方法还包括相对于中央构件调节所述第二外部构件，使得第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，第二通道的至少一部分的宽度类似于(例如，等于，大于，或小于)淬熄距离。在一些实施例中，火花塞(例如，火花塞118g)联接到中央构件，以及所述方法还包括用火花塞点燃第一流体和第二流体的混合物。在一些实施例中，第一流体包括燃料以及所述第二流体包括空气。在一些实施例中，第一流体包括空气以及所述第二流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括燃料以及所述第二流体包括氧化剂。在一些实施例中，第一流体包括氧化剂，以及所述第二流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括空气和燃料的混合物，以及所述第二流体包括燃料和空气的混合物。在一些实施例中，第一流体包括氧化剂和燃料的混合物，以及所述第二流体包括燃料和氧化剂的混合物。在一些实施例中，第一流体包含贫的预混物以及第二流体包括富的预混物。在一些实施例中，第一流体包括富的预混物以及第二流体包括贫的预混物。在一些实施例中，贫的预混物和富的预混物是易燃的。
本发明方法的一些实施例包括将第一流体引入到由中央构件(例如，中央构件30e)和第一外部构件(例如，第一外部构件54)所限定的第一通道(例如，通道70)内；将第二流体引入到由第一外部构件和第二外部构件(例如，第二外部构件74)所限定的第二通道(例如，通道90)内；将第三流体引入通过中央构件的孔(例如，孔110e)，其中所述中央构件具有纵向轴线并包括：主体(例如，主体34e)，其中所述主体的至少一部分是大致圆柱形的；以及与主体成一体的末端(例如，末端42e)，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的；其中中央构件的孔与中央构件的纵向轴线是同心的并延伸通过主体和末端；允许第一流体和第二流体流过中央构件的末端，并与所述第三流体混合；以及点燃第一流体、第二流体和第三流体的混合物。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第一流体以大致垂直于所述第一通道的方式引入所述第一通道内。在一些实施例中，所述方法还包括将所述第二流体以大致垂直于所述第二通道的方式引入到所述第二通道内。在一些实施例中，所述方法还包括相对于所述第一外部构件和第二外部构件调节中央构件，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述方法还包括相对于中央构件调节所述第一外部构件，使得第一通道的至少一分在宽度上发生变化。在一些实施例中，第二通道的至少一部分的宽度类似于(例如，等于，大于，或小于)淬熄距离。在一些实施例中，所述方法还包括相对于中央构件调节所述第二外部构件，使得第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，第一通道的至少一部分的宽度类似于(例如，等于，大于，或小于)淬熄距离。在一些实施例中，将火花塞(例如，火花塞118g)联接到中央构件，以及所述方法还包括用火花塞点燃所述第一流体、第二流体和第三流体的混合物。在一些实施例中，第一流体包括燃料以及第二流体包括空气。在一些实施例中，第一流体包括空气以及第二流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括燃料以及第二流体包括氧化剂。在一些实施例中，第一流体包括氧化剂以及第二流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括空气和燃料的混合物，以及第二流体包括燃料和空气的混合物。在一些实施例中，第一流体包括氧化剂和燃料的混合物，以及所述第二流体包括燃料和氧化剂的混合物。在一些实施例中，第一流体包括贫的预混物以及第二流体包括富的预混物。在一些实施例中，第一流体包括富的预混物以及第二流体包括贫的预混物。在一些实施例中，贫的预混物和富的预混物是易燃的。在一些实施例中，第一流体包括燃料，第二流体包括空气，以及第三流体包括燃料。在一些实施例中，第一流体包括空气，第二流体包括燃料，以及第三流体包括燃料。
上面的说明书和实例提供示例性实施例的结构和使用的完整描述。虽然某些实施例在上面已经以一定程度的特殊性或参照一个或多个单独的实施例进行了描述，但是在不脱离本发明范围的情况下，本领域内的那些技术人员可对所公开的实施例进行许多修改。因此，本发明设备和方法的各种示例性的实施例并不意旨被限制到所公开的特定形式。相反，它们包括落在权利要求范围内的替代方案，并且所示之外的实施例可包括所示实施例的一些或全部特征。例如，组件可作为单一结构被组合和/或连接可以被取代。此外，在适当情况下，上述实例的任何方面可与所述其它实例的任何方面结合以形成具有相当的或不同的特性并解决相同或不同问题的另外的实例。类似地，将理解的是，上述的益处和优点可涉及一个实施例或者可涉及若干实施例。
权利要求不意旨包括并且不应当被解释为包括装置加功能或步骤加功能的限制，除非这种限制在给定权利要求中使用相应的措辞“用于……的装置”或“用于……的步骤”来明确限定。

Claims (133)

1.一种燃烧设备，其包括：
中央构件，所述中央构件具有纵向轴线并包括：
主体，其中所述主体的至少一部分是大致圆柱形的；以及
与主体成一体的末端，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的；
第一外部构件，所述第一外部构件包括：
主体；
与主体成一体的末端；和
与中央构件的纵向轴线同心的孔；
其中第一外部构件定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道；以及
第二外部构件，所述第二外部构件包括：
主体；
与主体成一体的末端；和
与中央构件的纵向轴线同心的孔；
其中第二外部构件定位成使得在第二外部构件和第一外部构件之间限定第二通道；
其中所述设备配置成：
允许流体移动通过第一通道并流出第一外部构件的末端；以及
允许流体移动通过第二通道并流出第二外部构件的末端。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一外部构件的末端的至少一部分和所述第二外部构件的末端的至少一部分分别朝向中央构件的末端延伸。
3.根据权利要求1所述的设备，其中中央构件的长度为250至320毫米。
4.根据权利要求1所述的设备，其中中央构件的长度为285毫米。
5.根据权利要求1所述的设备，其中中央构件包括为25至75毫米的直径。
6.根据权利要求1所述的设备，其中中央构件包括为50毫米的直径。
7.根据权利要求1所述的设备，其中第一外部构件的长度为230至300毫米。
8.根据权利要求1所述的设备，其中第一外部构件的长度为265毫米。
9.根据权利要求1所述的设备，其中第一外部构件的孔包括为20至80毫米的直径。
10.根据权利要求1所述的设备，其中第一外部构件的孔包括为56毫米的直径。
11.根据权利要求1所述的设备，其中第一外部构件包括为70至120毫米的直径。
12.根据权利要求1所述的设备，其中第一外部构件包括为96毫米的直径。
13.根据权利要求1所述的设备，其中第二外部构件的长度为190到260毫米。
14.根据权利要求1所述的设备，其中第二外部构件的长度为228毫米。
15.根据权利要求1所述的设备，其中第二外部构件的孔包括为70至140毫米的直径。
16.根据权利要求1所述的设备，其中第二外部构件的孔包括为106毫米的直径。
17.根据权利要求1所述的设备，其中第二外部构件包括为110至160毫米的直径。
18.根据权利要求1所述的设备，其中第二外部构件包括为131.5毫米的直径。
19.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一通道的至少一部分包括为3毫米的宽度。
20.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二通道的至少一部分包括为5毫米的宽度。
21.根据权利要求1所述的设备，其中中央构件相对于所述第一外部构件和第二外部构件是可调节的，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
22.根据权利要求1所述的设备，其中第一外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第一通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
23.根据权利要求1所述的设备，其中第二外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
24.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括：
与所述第一通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第一通道内；和
与所述第二通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第二通道内。
25.根据权利要求1所述的设备，其中中央构件的末端具有第一端部和第二端部，并且所述末端的第二端部是大致凹入的。
26.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括：
旋流叶片，其联接到所述中央构件且至少部分地延伸到所述第一通道内，使得移动通过第一通道的流体受到扰动。
27.根据权利要求26所述的设备，其中所述设备还包括：
旋流叶片，其联接到所述中央构件且至少部分地延伸到所述第二通道内，使得移动通过第一通道和第二通道的流体受到扰动。
28.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括：
联接到所述中央构件的旋流叶片，其中如果中央构件包括与所述中央构件的纵向轴线同心并延伸通过中央构件的主体和末端的孔，则移动通过中央构件的孔的流体受到扰动。
29.根据权利要求1所述的设备，其中第一外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第一通道的方式被引入到第一通道内。
30.根据权利要求1所述的设备，其中第二外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第二通道的方式被引入到第二通道内。
31.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括：
联接到所述中央构件的火花塞。
32.一种燃烧设备，其包括：
中央构件，所述中央构件具有纵向轴线并包括：
主体，其中所述主体的至少一部分是大致圆柱形的；
与主体成一体的末端，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的；和
与中央构件的纵向轴线同心的孔，所述孔延伸通过主体和末端；以及
第一外部构件，所述第一外部构件包括：
主体；
与主体成一体的末端；和
与中央构件的纵向轴线同心的孔；
其中第一外部构件定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道；
第二外部构件，所述第二外部构件包括：
主体；
与主体成一体的末端；和
与中央构件的纵向轴线同心的孔；
其中第二外部构件定位成使得在第二外部构件和第一外部构件之间限定第二通道；
其中所述设备配置成：
允许流体移动通过中央构件的孔并流出中央构件的末端；
允许流体移动通过第一通道并流出第一外部构件的末端；以及
允许流体移动通过第二通道并流出第二外部构件的末端。
33.根据权利要求32所述的设备，其中所述第一外部构件的末端的至少一部分和所述第二外部构件的末端的至少一部分分别朝向中央构件的末端延伸。
34.根据权利要求32所述的设备，其中中央构件的长度为250至320毫米。
35.根据权利要求32所述的设备，其中中央构件的长度为285毫米。
36.根据权利要求32所述的设备，其中中央构件包括为25至75毫米的直径。
37.根据权利要求32所述的设备，其中中央构件包括为50毫米的直径。
38.根据权利要求32所述的设备，其中第一外部构件的长度为230至300毫米。
39.根据权利要求32所述的设备，其中第一外部构件的长度为265毫米。
40.根据权利要求32所述的设备，其中第一外部构件的孔包括为20至80毫米的直径。
41.根据权利要求32所述的设备，其中第一外部构件的孔包括为56毫米的直径。
42.根据权利要求32所述的设备，其中第一外部构件包括为70至120毫米的直径。
43.根据权利要求32所述的设备，其中第一外部构件包括为96毫米的直径。
44.根据权利要求32所述的设备，其中第二外部构件的长度为190到260毫米。
45.根据权利要求32所述的设备，其中第二外部构件的长度为228毫米。
46.根据权利要求32所述的设备，其中第二外部构件的孔包括为70至140毫米的直径。
47.根据权利要求32所述的设备，其中第二外部构件的孔包括为106毫米的直径。
48.根据权利要求32所述的设备，其中第二外部构件包括为110至160毫米的直径。
49.根据权利要求32所述的设备，其中第二外部构件包括为131.5毫米的直径。
50.根据权利要求32所述的设备，其中所述第一通道的至少一部分包括为3毫米的宽度。
51.根据权利要求32所述的设备，其中所述第二通道的至少一部分包括为5毫米的宽度。
52.根据权利要求32所述的设备，其中中央构件相对于所述第一外部构件和第二外部构件是可调节的，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
53.根据权利要求32所述的设备，其中第一外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第一通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
54.根据权利要求32所述的设备，其中第二外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
55.根据权利要求32所述的设备，其中所述设备还包括：
与所述第一通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第一通道内；和
与所述第二通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第二通道内。
56.根据权利要求32所述的设备，其中中央构件的末端具有第一端部和第二端部，并且所述末端的第二端部是大致凹入的。
57.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括：
旋流叶片，其联接到所述中央构件且至少部分地延伸到所述第一通道内，使得移动通过第一通道的流体受到扰动。
58.根据权利要求26所述的设备，其中所述设备还包括：
旋流叶片，其联接到所述中央构件且至少部分地延伸到所述第二通道内，使得移动通过第一通道和第二通道的流体受到扰动。
59.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括：
旋流叶片，其联接到所述中央构件，使得移动通过中央构件的孔的流体受到扰动。
60.根据权利要求32所述的设备，其中第一外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第一通道的方式被引入到第一通道内。
61.根据权利要求32所述的设备，其中第二外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第二通道的方式被引入到第二通道内。
62.根据权利要求32所述的设备，其中所述设备还包括：
联接到所述中央构件的火花塞。
63.一种燃烧设备，其包括：
基部；和
中央构件，所述中央构件具有纵向轴线并包括：
联接到所述基部的主体，其中所述主体的至少一部分是大致圆柱形的；以及
与主体成一体的末端，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的；
第一外部构件，所述第一外部构件包括：
主体；
与主体成一体的末端，其中中央构件的末端的至少一部分相比于第一外部构件的末端距离基部更远；和
与中央构件的纵向轴线同心的孔；
其中第一外部构件定位成使得在第一外部构件和中央构件之间限定第一通道；以及
第二外部构件，其中所述第二外部构件包括：
主体；
与主体成一体的末端，其中中央构件的末端的至少一部分相比于第二外部构件的末端距离基部更远；和
与中央构件的纵向轴线同心的孔；
其中第二外部构件定位成使得在第二外部构件和第一外部构件之间限定第二通道；
其中所述设备配置成：
允许流体移动通过所述第一通道并流出第一外部构件的末端；以及
允许流体移动通过所述第二通道并流出第二外部构件的末端。
64.根据权利要求63所述的设备，其中所述第一外部构件的末端的至少一部分和所述第二外部构件的末端的至少一部分分别朝向中央构件的末端延伸。
65.根据权利要求63所述的设备，其中中央构件的长度为250至320毫米。
66.根据权利要求63所述的设备，其中中央构件的长度为285毫米。
67.根据权利要求63所述的设备，其中中央构件包括为25至75毫米的直径。
68.根据权利要求63所述的设备，其中中央构件包括为50毫米的直径。
69.根据权利要求63所述的设备，其中第一外部构件的长度为230至300毫米。
70.根据权利要求63所述的设备，其中第一外部构件的长度为265毫米。
71.根据权利要求63所述的设备，其中第一外部构件的孔包括为20至80毫米的直径。
72.根据权利要求63所述的设备，其中第一外部构件的孔包括为56毫米的直径。
73.根据权利要求63所述的设备，其中第一外部构件包括为70至120毫米的直径。
74.根据权利要求63所述的设备，其中第一外部构件包括为96毫米的直径。
75.根据权利要求63所述的设备，其中第二外部构件的长度为190到260毫米。
76.根据权利要求63所述的设备，其中第二外部构件的长度为228毫米。
77.根据权利要求63所述的设备，其中第二外部构件的孔包括为70至140毫米的直径。
78.根据权利要求63所述的设备，其中第二外部构件的孔包括为106毫米的直径。
79.根据权利要求63所述的设备，其中第二外部构件包括为110至160毫米的直径。
80.根据权利要求63所述的设备，其中第二外部构件包括为131.5毫米的直径。
81.根据权利要求63所述的设备，其中所述第一通道的至少一部分包括为3毫米的宽度。
82.根据权利要求63所述的设备，其中第二通道的至少一部分包括为5毫米的宽度。
83.根据权利要求63所述的设备，其中中央构件相对于所述第一外部构件和第二外部构件是可调节的，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
84.根据权利要求63所述的设备，其中第一外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第一通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
85.根据权利要求63所述的设备，其中第二外部构件相对于中央构件是可调节的，使得所述第二通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
86.根据权利要求63所述的设备，其中所述设备还包括：
与第一通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到所述第一通道内；和
与第二通道处于流体连通的四个入口，流体通过所述入口可进入到第二通道内。
87.根据权利要求63所述的设备，其中中央构件的末端具有第一端部和第二端部，以及末端的第二端部是大致凹入的。
88.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括：
旋流叶片，其联接到所述中央构件并至少部分地延伸到所述第一通道内，使得移动通过第一通道的流体受到扰动。
89.根据权利要求26所述的设备，其中所述设备还包括：
旋流叶片，其联接到所述中央构件并至少部分地延伸到第二通道内，使得移动通过第一通道和第二通道的流体受到扰动。
90.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括：
联接到所述中央构件的旋流叶片，其中如果中央构件包括与所述中央构件的纵向轴线同心并延伸通过主体和中央构件的末端的孔，则移动通过中央构件的孔的流体受到扰动。
91.根据权利要求63所述的设备，其中第一外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第一通道的方式被引入到第一通道内。
92.根据权利要求63所述的设备，其中第二外部构件配置成使得流体可以大致垂直于所述第二通道的方式被引入到第二通道内。
93.根据权利要求63所述的设备，其中所述设备还包括：
联接到所述中央构件的火花塞。
94.用于燃烧的方法，其包括：
将第一流体引入到由中央构件和第一外部构件所限定的第一通道内，所述中央构件具有末端，其中末端的至少一部分是大致半球形的；
将第二流体引入到由第一外部构件和第二外部构件所限定的第二通道内；
允许第一流体和第二流体流过中央构件的末端并混合；以及
点燃第一流体和第二流体的混合物。
95.根据权利要求94所述的方法，其中所述方法还包括：
将所述第一流体以大致垂直于所述第一通道的方式引入到所述第一通道内。
96.根据权利要求94所述的方法，其中所述方法还包括：
将所述第二流体以大致垂直于所述第二通道的方式引入到所述第二通道内。
97.根据权利要求94所述的方法，其中所述方法还包括：
相对于所述第一外部构件和第二外部构件调节中央构件，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。
98.根据权利要求94所述的方法，其中所述方法还包括：
相对于中央构件调节所述第一外部构件，使得第一通道的至少一部分在宽度上发生变化。
99.根据权利要求98所述的方法，其中所述第一通道的至少一部分的宽度类似于淬熄距离。
100.根据权利要求94所述的方法，其中所述方法还包括：
相对于中央构件调节所述第二外部构件，使得第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。
101.根据权利要求100所述的方法，其中第二通道的至少一部分的宽度类似于淬熄距离。
102.根据权利要求94所述的方法，其中火花塞联接到中央构件，以及所述方法还包括：
用火花塞点燃第一流体和第二流体的混合物。
103.根据权利要求94所述的方法，其中第一流体包括燃料以及所述第二流体包括空气。
104.根据权利要求94所述的方法，其中第一流体包括空气以及所述第二流体包括燃料。
105.根据权利要求94所述的方法，其中第一流体包括燃料以及所述第二流体包括氧化剂。
106.根据权利要求94所述的方法，其中第一流体包括氧化剂，以及所述第二流体包括燃料。
107.根据权利要求94所述的方法，其中第一流体包括空气和燃料的混合物，以及所述第二流体包括燃料和空气的混合物。
108.根据权利要求94所述的方法，其中第一流体包括氧化剂和燃料的混合物，以及所述第二流体包括燃料和氧化剂的混合物。
109.根据权利要求94所述的方法，其中第一流体包含贫的预混物以及第二流体包括富的预混物。
110.根据权利要求109所述的方法，其中贫的预混物和富的预混物是易燃的。
111.根据权利要求94所述的方法，其中第一流体包括富的预混物以及第二流体包括贫的预混物。
112.根据权利要求111所述的方法，其中贫的预混物和富的预混物是易燃的。
113.用于燃烧的方法，其包括：
将第一流体引入到由中央构件和第一外部构件所限定的第一通道内；
将第二流体引入到由第一外部构件和第二外部构件所限定的第二通道内；
将第三流体引入通过中央构件的孔，其中所述中央构件具有纵向轴线并包括：
主体，其中所述主体的至少一部分是大致圆柱形的；以及
与主体成一体的末端，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的；
其中中央构件的孔与中央构件的纵向轴线是同心的并延伸通过主体和末端；
允许第一流体和第二流体流过中央构件的末端，并与所述第三流体混合；以及
点燃第一流体、第二流体和第三流体的混合物。
114.根据权利要求113所述的方法，其中所述方法还包括：
将所述第一流体以大致垂直于所述第一通道的方式引入到所述第一通道内。
115.根据权利要求113所述的方法，其中所述方法还包括：
将所述第二流体以大致垂直于所述第二通道的方式引入到所述第二通道内。
116.根据权利要求113所述的方法，其中所述方法还包括：
相对于所述第一外部构件和第二外部构件调节中央构件，使得所述第一通道和第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。
117.根据权利要求113所述的方法，其中所述方法还包括：
相对于中央构件调节所述第一外部构件，使得第一通道的至少一分在宽度上发生变化。
118.根据权利要求117所述的方法，其中第二通道的至少一部分的宽度类似于淬熄距离。
119.根据权利要求113所述的方法，其中所述方法还包括：
相对于中央构件调节所述第二外部构件，使得第二通道的至少一部分在宽度上发生变化。
120.根据权利要求119所述的方法，其中第一通道的至少一部分的宽度类似于淬熄距离。
121.根据权利要求113所述的方法，其中将火花塞联接到中央构件，以及所述方法还包括：
用火花塞点燃所述第一流体、第二流体和第三流体的混合物。
122.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括燃料以及第二流体包括空气。
123.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括空气以及第二流体包括燃料。
124.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括燃料以及第二流体包括氧化剂。
125.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括氧化剂以及第二流体包括燃料。
126.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括空气和燃料的混合物，以及第二流体包括燃料和空气的混合物。
127.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括氧化剂和燃料的混合物，以及所述第二流体包括燃料和氧化剂的混合物。
128.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括贫的预混物以及第二流体包括富的预混物。
129.根据权利要求128所述的方法，其中贫的预混物和富的预混物是易燃的。
130.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括富的预混物以及第二流体包括贫的预混物。
131.根据权利要求130所述的方法，其中贫的预混物和富的预混物是易燃的。
132.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括燃料，第二流体包括空气，以及第三流体包括燃料。
133.根据权利要求113所述的方法，其中第一流体包括空气，第二流体包括燃料，以及第三流体包括燃料。
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