CN1793729A - 气体火焰稳燃方法及稳燃器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体火焰稳燃方法及稳燃器，其是在外杯、内环和多孔板之间形成一屏蔽空间，使得内环腔体内部流动形成一个相对封闭的稳定回流区域，使外界空气通过气体燃料射流的卷吸作用从外杯底部的进气孔吸入内环腔体，点火时，被引燃的外部火焰会引燃内环腔体内的气体；一旦外部的火焰受外界影响熄灭时，位于内环腔体内的火焰被屏蔽在一个空间内继续燃烧，一旦外界影响消除后，内部火焰又反过来引燃外部的火焰，进而实现燃烧器的稳定燃烧。本发明具有广泛的工业和商业应用前景，比如用在奥运或其它体育运动会火炬、庆典火坛和野炊炉火等各种场合中。

Description

气体火焰稳燃方法及稳燃器

技术领域

本发明涉及一种气体燃烧方法及燃烧器，特别是关于一种在任何外界大气环境下都能稳定燃烧的气体火焰稳燃方法及稳燃器。

背景技术

稳燃是气体火焰燃烧器设计的基础，一般对气体稳燃的认识一直停留在高温烟气的回流对初始燃料流的加热作用上，稳定火焰是靠使用钝体或旋流器产生的高温烟气回流结构来达到的。回流区自身固有的高温、低速和反向流动属性，是燃烧过程中最为有利的着火源区域，一旦着火即能稳住火焰。

虽然这些方法应用在工业燃烧系统中获得了很大的成功，但是由于旋流器结构比较复杂，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外部气流流动的方向和速度大小，这些方法都具有明显的局限性。在瞬时风速超过50公里/小时甚至达到200公里/小时以上狂风暴虐的气候条件下，要使火焰稳定，本发明认为单独的回流区并不能实现气体火焰的稳定燃烧，必须依靠一个独立于外界气候条件的屏蔽腔体和一个高温烟气回流区共同形成的良好着火环境来实现气体火焰稳定燃烧。

发明内容

本发明的目的是提供一种在各种外界环境下气体火焰不被吹熄、且能够保持稳定燃烧的气体火焰稳燃方法及稳燃器。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种气体火焰稳燃方法，其是在外杯、内环和多孔板之间形成一屏蔽空间，使得内环腔体内部流动形成一个相对封闭的稳定回流区域，使外界空气通过气体燃料射流的卷吸作用从空气进口吸入内环腔体，点火时，被引燃的外部火焰会引燃内环腔体内的混合气体；一旦外部的火焰受外界影响熄灭时，位于内环腔体内的火焰被屏蔽在一个空间内继续燃烧，一旦外界影响消除后，内部火焰又反过来引燃外部的火焰，进而实现燃烧器的稳定燃烧。

所述外界空气是从内环腔体内的外杯底部被吸入内环腔体，也可以从其它部位吸入内环腔体。

一种气体火焰稳燃器，其特征在于：它包括一外杯和一内环，所述外杯腔体的高度大于所述内环高度，所述内环固定在所述外杯的底面上，且所述内环和外杯的两轴线重合，所述外杯的底部中央设置有一气体燃料喷嘴，所述内环腔体内的气体燃料喷嘴两侧的外杯底面上开设有空气进口，所述内环上方的外杯上固定连接一多孔板，所述多孔板上开设有混合气流出口，所述气体燃料喷嘴底部为气体燃料进口。

所述气体燃料喷嘴设置的位置高于所述外杯的底面，但低于所述内环高度的一半。

所述的外杯、内环的横截面形状呈圆形、椭圆形、三角形、四边形及多边形中的一种。

所述的外杯、内环的横截面形状呈圆形、椭圆形、三角形、四边形及多边形中的一种。

所述混合气流出口设置在所述多孔板的边缘、中央、边缘与中央之间中的一种及一种以上位置的结合。

所述空气进口和混合气流出口的形状为圆形、长圆形、四边形、三角形、十字型中的一种及一种以上形状结合。

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，一个高度较低的内杯和一多孔板，从而形成了一个屏蔽腔体，其不仅能保护火焰(或至少保护火焰的根部)在各种环境下不被吹熄，而且还能产生一个自稳定的回流区，该回流区独立于外部风向，因此对突如其来的风速改变不敏感，当燃烧发生时，气体燃料经喷嘴高速射入内环腔体，使得位于内环内侧壁面和气体燃料喷嘴之间的腔体产生负压，进而使外部空气从外杯下面经外杯底部上空气进口吸入内环腔体，进入内环腔体的空气与气体燃料射流产生的扰动，形成一个较强的漩流涡环，使得气体燃料与空气在此区域相互混合，一部分混合气体加入气体燃料射流，最终一同经由多孔板的混合气流出口流出腔体，与外部空气进一步混合燃烧，形成外部火焰。2、本发明方法通过上述提供的几何结构，使气体火焰燃烧器具有联接内外火焰的相互引燃的路径，点火时，外部的燃烧火焰可以引燃内环腔体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，位于内环腔体内的火焰却被屏蔽在一个空间内，使内环腔体内局部瞬时流动状态在任何外界风力条件下均可控制在燃烧熄火要求的速度之下，有效地避免了点燃的火焰被高速流动的风力所吹熄。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，从而使气体火焰处于稳定的燃烧状态。3、本发明与传统的高温烟气的回流方式相比，设置了一个独立于外界气候条件的屏蔽腔体，在该屏蔽腔体内由于气体燃料的喷射而形成一个高温烟气回流区，共同形成一个良好着火环境来实现气体火焰稳定燃烧；这个屏蔽腔体不仅能保护火焰(或至少火焰的根部)在各种外界气候条件下不被吹熄，而且还能产生一个自稳定的回流区，该回流区独立于外部风向，而且对突如其来的风速改变不敏感。本发明具有广泛的工业和商业应用前景，比如用在奥运或其它体育运动会火炬、庆典火坛和野炊炉火等各种场合中。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是本发明的腔体内气体流动示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括气体燃料喷嘴1、内环2、外杯3和多孔板4。外杯3腔体高度大于内环2的高度，内环2外径小于外杯3腔体内径，内环2和外杯3的两个轴线重合，并将内环2固定在外杯3底面上，外杯3底部中央设置气体燃料喷嘴1，在内环2腔体内的外杯3底面气体燃料喷嘴的周围开设有空气进口B，气体燃料喷嘴1设置的位置高度高于外杯3的底面，但低于内环2高度的一半；多孔板4位于内环2的上方，并固定在外杯3上部，多孔板4上开设有混合气流出口C，气体燃料喷嘴1底部为气体燃料进口A。

本发明方法是在外杯3、内环2和多孔板4之间形成一屏蔽空间，使得内环腔体内部流动形成一个相对封闭的稳定回流区域，腔体内的火焰对外界气流速度和方向具有独立性；内环腔体内局部瞬时流速在任何外界气候条件下均可控制在燃烧熄火要求的速度之下，有效地避免了点燃的火焰被高速流动的风力所吹熄。

如图2所示，本发明当燃烧发生时，气体燃料经气体燃料喷嘴1高速射入内环2腔体，使得位于内环2内侧壁面和气体燃料喷嘴1之间的腔体产生负压，进而使外部空气从外杯3底部的空气进口B吸入内环2腔体，进入内环2腔体的空气与气体燃料射流产生的扰动，形成一个较强的漩流涡环，使得气体燃料与空气在此区域相互混合，一部分混合气体加入气体燃料射流，最终一同经由多孔板4的混合气流出口C流出腔体，与外部空气进一步混合燃烧，形成外部火焰；整个气体燃烧器的绝大部分火焰发生在多孔板4上方，而多孔板4和内环2之间的腔体内火焰只占很小一部分。

本发明将使气体火焰燃烧器具有联接内外火焰的相互引燃路径，点火时，外部的燃烧火焰可以引燃内环2腔体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，位于内环腔体内的火焰却被屏蔽在一个空间内而不会受到外界风力等影响而熄灭，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，从而使气体火焰处于稳定的燃烧状态。因此，腔体内部的火焰可以起到持续引燃外部燃烧的作用，从而能在外界环境变化无常的情况下始终保持整个火焰不完全熄灭。

上述实施例中，外杯3、内环2的横截面形状可以采取各种形状，比如呈圆形、椭圆形、三角形、四边形及多边形等，内环2和外杯3的截面形状可以相同，也可以是不同截面的结合。

上述实施例中，外杯3底部的空气进口B可以是均匀分布的多个，空气进口B的形状可以是各种各样，比如呈圆形、长圆形、四边形、三角形、十字型等。

上述实施例中，混合气流出口C可以设置在多孔板4的边缘、中央，或边缘和中央都设置。混合气流出口可以是均匀分布的多个，其形状可以是圆形、长圆形、四边形、三角形、十字型等各种各样。

Claims (9)

1、一种气体火焰稳燃方法，其是在外杯、内环和多孔板之间形成一屏蔽空间，使得内环腔体内部流动形成一个相对封闭的稳定回流区域，使外界空气通过气体燃料射流的卷吸作用从空气进口吸入内环腔体，点火时，被引燃的外部火焰会引燃内环腔体内的混合气体；一旦外部的火焰受外界影响熄灭时，位于内环腔体内的火焰被屏蔽在一个空间内继续燃烧，一旦外界影响消除后，内部火焰又反过来引燃外部的火焰，进而实现燃烧器的稳定燃烧。

2、如权利要求1所述的气体火焰稳燃方法，其特征在于：所述外界空气是从内环腔体内的外杯底部被吸入内环腔体。

3、一种气体火焰稳燃器，其特征在于：它包括一外杯和一内环，所述外杯腔体的高度大于所述内环高度，所述内环固定在所述外杯的底面上，且所述内环和外杯的两轴线重合，所述外杯的底部中央设置有一气体燃料喷嘴，所述内环腔体内的气体燃料喷嘴两侧的外杯底面上开设有空气进口，所述内环上方的外杯上固定连接一多孔板，所述多孔板上开设有混合气流出口，所述气体燃料喷嘴底部为气体燃料进口。

4、如权利要求3所述的气体火焰稳燃器，其特征在于：所述气体燃料喷嘴设置的位置高于所述外杯的底面，但低于所述内环高度的一半。

5、如权利要求3所述的气体火焰稳燃器，其特征在于：所述的外杯、内环的横截面形状呈圆形、椭圆形、三角形、四边形及多边形中的一种。

6、如权利要求4所述的气体火焰稳燃器，其特征在于：所述的外杯、内环的横截面形状呈圆形、椭圆形、三角形、四边形及多边形中的一种。

7、如权利要求3或4或5或6所述的气体火焰稳燃器，其特征在于：所述混合气流出口设置在所述多孔板的边缘、中央、边缘与中央之间中的一种及一种以上位置的结合。

8、如权利要求3或4或5或6所述的气体火焰稳燃器，其特征在于：所述空气入口和混合气流出口的形状为圆形、长圆形、四边形、三角形、十字型中的一种及一种以上形状的结合。

9、如权利要求7所述的气体火焰稳燃器，其特征在于：所述空气入口和混合气流出口的形状为圆形、长圆形、四边形、三角形、十字型中的一种及一种以上形状的结合。