CN108151021B - 一种燃烧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃烧方法，包括：燃烧器和火源，所述燃烧器通过燃气进管通入燃气，所述燃烧器上方的燃气状态属于发生“脱火”的状态，所述燃气的特定位置处设置有火源，所述火源保障燃烧器上方的火焰稳定燃烧，所述燃气的特定位置是指：该区域气流速度小于等于火焰的传播速度且燃气浓度适合于燃烧，所述燃烧器进口处设有燃气调节机构，通过所述燃气调节机构进行接入燃气的调节，从而使燃气发生“脱火”状态，能够在脱火状态下稳定的燃烧，并且相比于传统的燃烧方式，效率更高。

Description

一种燃烧方法
技术领域
本发明涉及燃烧技术领域 ，特别是涉及一种燃烧方法。
背景技术
燃气的燃烧方法可分为扩散式燃烧和大气式燃烧。扩散式燃烧存在：稳定燃烧、离焰、脱火。大气式燃烧包括部分预混和全预混燃烧，存在：回火、稳定燃烧、离焰或脱火。目前的燃烧器主要采用大气式燃烧，空气与燃气在炉头的腔体中混和，并以炉头的火盖为载体进行稳定燃烧。炉头受热、传热、散热要损失热量，炉头无论是金属或陶瓷由于受热都会影响其使用寿命。现有的燃烧器在发生脱火之后不能再燃烧，因此对于脱火是绝对不允许的。
能否有一种即更加节能又能极大延长炉头使用寿命的燃烧方式。脱火之后会发生怎样的情况，能否有所突破并具有价值，是本领域技术人员一直思考的难题。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术中存在的上述问题，提出一种燃烧方法，能够在脱火状态下稳定的燃烧，并且相比于传统的燃烧方式，效率更高。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种燃烧方法，包括：燃烧器和火源，所述燃烧器通过燃气进管通入燃气，所述燃烧器上方的燃气状态属于发生“脱火”的状态，所述燃气的特定位置处设置有火源，所述火源保障燃烧器上方的火焰稳定燃烧，所述燃气的特定位置是指：气流速度小于等于火焰的传播速度且燃气浓度适合于燃烧的区域，所述燃烧器进口处设有燃气调节机构，通过所述燃气调节机构进行接入燃气的调节，从而使燃气发生“脱火”状态。
本发明的一种燃烧方法，所述燃烧器上方具有受热物体，所述火源位于受热物体下方，所述燃烧器的形状为圆形、矩形或十字形。
本发明的一种燃烧方法，所述燃气调节机构为可调式喷射器、燃气压力调节阀或水蒸汽发生装置。
本发明的一种燃烧方法，所述可调式喷射器具有柱状壳体，所述柱状壳体顶部具有燃气出口，所述柱状壳体侧面具有若干空气进口，所述柱状壳体外套装有调节螺母，所述调节螺母在所述柱状壳体上下移动过程中控制空气进口的开度，所述柱状壳体内套装有燃气通道，所述燃气通道顶部具有喷嘴。
本发明的一种燃烧方法，所述柱状壳体底部具有气管接头，所述气管接头与所述燃气进管相连接，所述燃气通道贯穿所述气管接头。
本发明的一种燃烧方法，所述水蒸汽发生装置包括：储液装置，所述储液装置上连接有吸热管，所述吸热管内设置有吸水材料，所述吸热管末端具有喷针，所述喷针置于燃烧器内部。
本发明的一种燃烧方法，所述吸热管中部弯曲呈环状结构，所述环状结构位于受热物体外侧或下侧，所述环状结构位于火焰的高温烟气中或火焰边缘。
本发明的一种燃烧方法，所述吸热管上靠近喷针处具有调压阀。
本发明的一种燃烧方法，所述燃气进管缠绕于吸热管外侧进行热交换，从而对燃气进行预热增加燃气压力。
本发明的一种燃烧方法，所述火源为明火火源、金属片与放电器的组合或金属丝与明火的组合。
根据上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、通过在脱火状态下引入火源，从而可以使脱火状态下的火焰稳定燃烧。
2、通过可调式喷射器可以非常方便的调节燃气配比从而达到脱火状态。
3、通过设置水蒸汽发生装置可以改变燃气配比和压力，同时利用燃烧产生的余热产生水蒸汽，适量水蒸汽有益于脱火有助于燃烧有利于节能。
附图说明
图1是本发明一种燃烧方法理论分析示意图；
图2是本发明一种燃烧方法示意图；
图3是本发明一种燃烧方法的可调式喷射器示意图；
图4是本发明一种燃烧方法的水蒸汽发生装置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-4为本发明一种燃烧方法的实施例：一种燃烧方法，包括：燃烧器1和火源3，所述燃烧器1通过燃气进管7通入燃气，所述燃烧器1上方的燃气状态属于发生“脱火”的状态，所述燃气的特定位置处设置有火源，所述火源保障燃烧器上方的火焰稳定燃烧，所述燃气的特定位置是指：气流速度小于等于火焰的传播速度且燃气浓度适合于燃烧的区域，所述燃烧器1进口处设有燃气调节机构，通过所述燃气调节机构进行接入燃气的调节，从而使燃气发生“脱火”状态，所述燃烧器1上方具有受热物体2，所述火源3位于受热物体2下方，所述燃烧器1的形状为圆形、矩形或十字形，所述燃气调节机构为可调式喷射器、燃气压力调节阀或水蒸汽发生装置，所述可调式喷射器5具有柱状壳体51，所述柱状壳体51顶部具有燃气出口53，所述柱状壳体51侧面具有若干空气进口52，所述柱状壳体51外套装有调节螺母56，所述调节螺母56在所述柱状壳体51上下移动过程中控制空气进口53的开度，所述柱状壳体51内套装有燃气通道55，所述燃气通道55顶部具有喷嘴57，所述柱状壳体51底部具有气管接头54，所述气管接头54与所述燃气进管7相连接，所述燃气通道55贯穿所述气管接头54，所述燃烧器1内接入水蒸汽发生装置6，所述水蒸汽发生装置6包括：储液装置61，所述储液装置61上连接有吸热管62所述吸热管62内设置有吸水材料63，所述吸热管62末端具有喷针65，所述喷针65置于燃烧器1内部，所述吸热管62中部弯曲呈环状结构，所述环状结构位于受热物体外侧或下侧，所述环状结构位于火焰的高温烟气中或火焰边缘，所述吸热管62上靠近喷针65处具有调压阀64，所述燃气进管7缠绕于吸热管62外侧进行热交换，从而对燃气进行预热增加燃气压力，所述火源3为明火火源、金属片与放电器的组合或金属丝与明火的组合。
如图1可以看出燃气或预混气在发生脱火之后存在两种可能：1、不会发生燃烧。这是得到大家公认的，因为存在这种情况。2、能够再次发生完全燃烧，即本发明要解决的问题， 能够再次发生完全燃烧又分为两种情况：1、在没有受热物体时：如图1所示，脱火之后气柱分为A,B,C三区。A区气柱燃气被稀释其浓度不适合于燃烧，B区气柱气流速度小于或等于火焰的传播速度且其浓度适合于燃烧，C区气柱气流速度大于火焰的传播速度。当在A，B，C区气柱中置入火源时，只有B区气柱能发生完全燃烧。因此脱火之后的完全燃烧是在一定空间范围内必需要满足条件：a气流速度小于或等于火焰的速传播速度。b燃气浓度要适合于燃烧。c要有火源。2、在有受热物体时，脱火之后的气柱与受热物体相接触形成气团。当气柱的部分速度小于或等于火焰的传播速度且其浓度适合于燃烧时，只需点燃即可形成第二次完全燃烧,但是该燃烧在空气有震动或气压有波动时火焰易中断而熄灭，会引发安全风险。为了使燃烧能够持续并排除安全风险应在气团中置入火源。当气柱未端的速度大于火焰的传播速度或气团中心的速度大于火焰的传播速度时会发全生第二次脱火。
第二次脱火之后在气团中置入火源，火源的位置处于气柱或气团的速度小于或等于火焰的传播速度区。当气团中燃气的浓度适合于燃烧时会发生第三次完全稳定燃烧。当一定的空间范围不变时随着气流速度的增大，火源位置的不断变动，会多次发生脱火，火源也能够多次将其引燃并再次发生完全稳定燃烧，受热物体的受热部分会有空火现象。火源具有引燃和稳焰的作用。
可见脱火之后的再次完全燃烧是现有燃烧的一种新的自然延伸。
脱火产生的方法：通过可调式喷射器5如图3所示，改变燃气与空气的混合比或通过阀体来改变燃气的压力来实现。也可通过水蒸汽发生装置如图4来实现，其可以给燃气预热从而使燃气加压，使燃气分子加速，也可将一定的水蒸汽用喷针导入喷出的燃气中。水蒸汽发生装置包括储液装置、吸热管、绝热管、喷针、预热件及吸水材料。其中储水器设置有小孔，吸水材料由石棉与碳组成，与储水器相连的绝热管。将该装置置于火焰的高温烟气中或火焰边缘。
实验一：通过喷射器改变空气与燃气的混合比来验证脱火之后的再次完全稳定燃烧。
可调式喷射器5柱状壳体51上设有8个空气进口52，每个小孔直径为3mm。先将8个空气进口52都封闭。将3个可调式喷射器5与天然气相通，把锅放置于离可调式喷射器5上方12cm处。点燃后在可调式喷射器5的燃气出口53处产生稳定火焰，打开2空气进口52的面积时火焰仍在出口燃烧。当打开3空气进口52的面积时发生第一次脱火，在锅底下可只接将气团点燃形成第二次燃烧，当打开5个空气进口52的面积时气团产生的火焰仍能燃烧。当打开6空气进口52的面积时发生第二次脱火，在锅底下置入一根烧红的金属丝，气团产生第三次稳定燃烧，打开8个空气进口52的面积时气团仍能稳定燃烧。
实验二：通过阀体改变气压来验证脱火之后的再次完全燃烧。把2个含有3个空气进口52的可调式喷射器5与阀体相连再与天然气相通，把盆放置于离可调式喷射器5上方8cm处。当气压小于1000帕时火焰在出口燃烧，加大气压时产生第一次脱火，在1000至1600帕时气团能发生第二次燃烧。再加大气压时发生第二次脱火，将点燃的蜡烛置于气团下产生第三次稳定燃烧。
节能实验：
燃气或预混气在发生脱火A1之后 ，在一定的空间范围内,被火源引燃发生再次完全稳定燃烧的一种燃烧方式。至少发生一次脱火之后的再次完全稳定燃烧，产生火焰的载体为气体。
通过可调式喷射器5改变空气与燃气的混合比或通过阀体来调节燃气压力。也可由水蒸汽发生装置6给燃气预热从而使燃气加压、使燃气分子加速，也可将一定的水蒸汽导入喷出的燃气中。
所述在一定的空间范围内指的是:
没有受热物体时在该范围内：a气柱的速度小于或等于火焰的传播速度,b其浓度适合于燃烧,c要有火源。
有受热物体时当发生第一次脱火后在该范围内：a 气柱未端的速度小于或等于火焰的传播速度，b 气团中燃气浓度适合于燃烧。C要有火源。
有受热物体时当发生第二次及以上脱火后在该范围内：a 气团或部分气团的速度小于或等于火焰的传播速度，b其浓度适合于燃烧，c要有火源。
所述火源包括明火火源、金属片与放电器组成、金属丝与明火组成。
所述火源置于气柱或气团的速度小于或等于火焰的传播速度的范围之内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃烧方法，其特征在于，包括：燃烧器和火源，所述燃烧器通过燃气进管通入燃气，所述燃烧器上方的燃气状态属于发生“脱火”的状态，所述燃气的特定位置处设置有火源，所述火源保障燃烧器上方的火焰稳定燃烧，所述燃气的特定位置是指：气流速度小于等于火焰的传播速度且燃气浓度适合于燃烧的区域，所述燃烧器进口处设有燃气调节机构，通过所述燃气调节机构进行接入燃气的调节，从而使燃气发生“脱火”状态。
2.根据权利要求1所述的一种燃烧方法，其特征在于：所述燃烧器上方具有受热物体，所述火源位于受热物体下方，所述燃烧器的形状为圆形、矩形或十字形。
3.根据权利要求2所述的一种燃烧方法，其特征在于：所述燃气调节机构为可调式喷射器、燃气压力调节阀或水蒸汽发生装置。
4.根据权利要求3所述的一种燃烧方法，其特征在于：所述可调式喷射器具有柱状壳体，所述柱状壳体顶部具有燃气出口，所述柱状壳体侧面具有若干空气进口，所述柱状壳体外套装有调节螺母，所述调节螺母在所述柱状壳体上下移动过程中控制空气进口的开度，所述柱状壳体内套装有燃气通道，所述燃气通道顶部具有喷嘴。
5.根据权利要求4所述的一种燃烧方法，其特征在于：所述柱状壳体底部具有气管接头，所述气管接头与所述燃气进管相连接，所述燃气通道贯穿所述气管接头。
6.根据权利要求3所述的一种燃烧方法，其特征在于：所述水蒸汽发生装置包括：储液装置，所述储液装置上连接有吸热管，所述吸热管内设置有吸水材料，所述吸热管末端具有喷针，所述喷针置于燃烧器内部。
7.根据权利要求6所述的一种燃烧方法，其特征在于：所述吸热管中部弯曲呈环状结构，所述环状结构位于受热物体外侧或下侧，所述环状结构位于火焰的高温烟气中或火焰边缘。
8.根据权利要求6所述的一种燃烧方法，其特征在于：所述吸热管上靠近喷针处具有调压阀。
9.根据权利要求7所述的一种燃烧方法，其特征在于：所述燃气进管缠绕于吸热管外侧进行热交换，从而对燃气进行预热增加燃气压力。
10.根据权利要求1所述的一种燃烧方法，其特征在于：所述火源为明火火源、金属片与放电器的组合或金属丝与明火的组合。
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