专利名称：气体燃料射流富氧燃烧的方法和燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及到气体燃料领域射流技术新的燃烧方法，特取名为射流富氧燃烧方法，本发明还将公开实现该方法的气体燃料射流富氧燃烧器。
背景技术：
气体燃料与氧气混合达到一定的比例后才能点火燃烧，氧气的供给包括空气中的氧气和特别制成的高压纯氧。气体燃料燃烧的方法通常为两种，一种为混合燃烧方式，即利用气体燃料自有的压力与空气先混合好后再燃烧，这种燃烧方式的缺点是流程长、结构较复杂、组织不起高温燃烧，达不到应有的温度，造成能源浪费。第二种为机械混合燃烧方式，即靠空气压缩机压出高压气流或高压氧气气流吸入低压的气体燃料气流混合燃烧，这种燃烧方式能组织起高温燃烧，但增加了燃烧成本。
在理解本发明之前，首先对喷射管、喷射器、雷诺数、层流、涡流、射流的概念有所了解，教科书上定义喷射管——高速运动的气体带动另一种低速运动的(或静止的)气体，使后者增加一定的能量，以便克服流动中的阻力，并使其随高速气体一道向前运动。
喷射器——在喷射管的基础上先收缩后扩张，增加了有用功。
雷诺规范数Re一般Re＜2300时为层流；Re＞2300时为涡流；特殊条件下流速越小，Re就越小，因而管径大，流速小为涡流。
射流——与流体的不同地方，就是它具有喷射成一束流动的特点。
喷射管燃烧室------是本说明书中的一个名词，“喷射管燃烧室”表示对火焰有转换和控制两部分功能，而“喷射管”不含控制部分功能。
发明内容
从理论上说，人类日常生活中经常遇到的燃烧大致分为三种一般燃烧、高温燃烧、瞬息燃烧，一般燃烧浪费能源，造成环境污染；瞬息燃烧产生爆炸，造成不可估量的损失；而高温燃烧才是人类梦寐以求的目标。
本发明的理论定义利用气体燃料自有的压力、射流喷射成一束流动的特点，燃烧产生的能量，把喷嘴、喷射器、喷射管的横截面积依次敞开式地放在同一轴线上，两头的喷嘴和喷射管固定，中间的喷射器可在规定的行程内轴向移动，建立起射流燃烧技术原理图，三者间是有机整体，是不可分割的一根链条的关系。
本发明的核心技术是成功地将喷射器件喷射出来的层流燃烧，由喷射管件转换成涡流燃烧，从而实现了气体燃料射流技术的高温燃烧。
本发明的关键技术是将气体燃料产生的能量，通过调节喷射器件容积N的大小，变成移动它在轴线上的来回距离，达到改变喷射器件出口横截面积f2上的流速W2和流量V2，满足喷射管横截面积f3上的流速W3和流量V3的要求。
本发明的结构技术定义利用气体燃料自有的压力、射流喷射成一束流动的特点、燃烧产生的能量，把喷嘴件、喷射器件、喷射管件的设备，依次敞开式地放在同一轴线上，喷嘴件和喷射管件固定在两头，喷射器件在中间可以在规定行程内来回轴向移动，组成了射流富氧燃烧器，三者之间是有机的整体，是一根链条的关系，成功地进行气体燃料的压力能、动能、热能互相转换，把层流燃烧转换成涡流燃烧，从而实现了气体燃料的高温燃烧和火焰温度的调控，不须任何外加动力的射流富氧燃烧新技术。
本发明的重要理论是将有形的喷嘴件、喷射器件、喷射管件的横截面积，建立起气体燃料射流燃烧技术原理图1和射流燃烧技术的新理论。下面进行具体的研究和分析。为了方便分析，假定燃烧过程图1中只有压力P、横截面积f、流速W、理论燃烧产物量V四个量，建立起喷嘴件、喷射器件、喷射管件的流量方程式，具体分析射流燃烧技术的燃烧原理。
1、图1中的喷嘴件的f1和喷射管件的f3是固定件，放在中间的喷射器件的f2可以在轴向来回移动，它们之间是敞开式的，空隙中充满空气。
2、图1中的小箭头处分别表示f1、f2、f3的横截面积，f1、f2、f3与流量成正比，根据经验，三者间有如下关系式f2＝77f1……式(I)f3＝1320f1……式(II)式中的f1是根据生产所需发热值大小而定；然后把f1代入式(I)求出f2；再把f1代入式(II)算出f3。f2＝77f1是在一定条件下取得的，在实际中，f2也是一个变量，f2与容积N和调节行程的配合，才能满足W2的使用要求。
3、图1中喷嘴件到喷射器件的入口和喷射器件的出口到喷射管件入口的锥度角α处表示气体燃料与空气混合的空隙，同时表示射流流束的扩散锥度角一般小于20°。
4、喷射器容积N的计算根据经验，喷射器容积N与喷嘴横截面积f1存在的关系如下N＞400×n；式中n与f1的关系f1＝0，n＝0；f1＝0.1，n＝1；f1＝0.2，n＝2；f1＝0.3，n＝3；.......。
以上的n值依次类推，只要选定喷嘴横截面积f1，求出n值，代入上式，就能求出N值，N值随着f1的增大而减小，f2的减小而增大。喷射器容积最好为圆柱形。
5、当P等于常数时，f1、f2、f3处的流量方程式如下V1＝f1W1或者V1＝Pf1是喷嘴流量；V2＝f2W2是喷射器出口流量；V3＝f3W3是喷射管流量；以上式中的f1、f2、f3是根据2项中的关系式计算出来的，P是常数，V1、W1、V3、W3都是常数，剩下的变量只有V2、W2。
6、V2、W2与出火口火焰形状、温度的关系出火口火焰形状宽而短，说明火焰处于高温燃烧，而且短粗有力，温度越高，流速加快，作用力加大。
出火口火焰形状狭而长，火焰处于不完全燃烧，长度越长，颜色越红，温度越低。
V2、W2的用途在设计中，当f1确定后，f2、f3确定，W3、V3也相应确定。由于结构需要和设计的误差，就得改变V2、W2来满足V3、W3的要求，把层流燃烧转换成涡流燃烧，同时达到最佳的火焰温度。
7、出火口火焰形状、温度的调试方法当火焰从喷射管燃烧室出火口喷射出来的火焰宽而短，而且嗡嗡作响，说明设计是合理的，W2转换成W3，V2转换成V3是符合射流燃烧的高温燃烧条件。
如果从喷射管燃烧室出火口喷射出来的火焰狭而长，是层流燃烧，说明供氧量不足，将喷射器往喷嘴移动，减少喷射器的容积N，提高W2的流速，增大V2的流量；当可燃气流再次从f2喷射到f3时，符合雷诺数Re的特殊条件，由层流燃烧转换成涡流燃烧，如果一次不行，要重复数次，直到出火口火焰形状宽而短。
如果喷射管燃烧室的f3后面燃烧室容积偏小，阻力也小，W3的流速较快时，就会产生脱火，控制不住燃烧的火焰，此时将喷射器往喷射管燃烧室移动，增大喷射器的容积N，减小W2的流速，减小V2的流量，当可燃气流又从f2喷射到f3时，满足W3、V3的要求，达到射流富氧燃烧。如果不行，同样重复数次，直到出火口火焰形状宽而短。
特别需要指出的是提高W2的流速，就等于增大喷射器的有用功，就等于增加供氧量，就等于提高火焰温度。因此与它相对应的是增大f3后面燃烧室的容积，增大f3后面出火口的阻力，最大限度地利用好这一技术，如建立炉膛，从侧面出火，中心出火加上倒锥套等等由于气体燃料射流燃烧存在巨大的能量，喷射器移动的距离很小，就能改变W2和V2，这就是本发明的动力源泉，同时把复杂的射流燃烧计算变成简单的“加减法”，形成了本发明的关键技术。
8、常量W1的作用前面对W2、W3作了许多论述，好像W1没有多大的用处，其实不然，W1才是本发明的难点，因为它没有热能利用。如果f1是常数、P是常数、W1也是常数。当W1很小时，与空气的混合很差，射流属于缺氧燃烧。
根据气体燃料射流富氧燃烧的方法制成的气体燃料射流富氧燃烧器，包括连接头、密封件、喷嘴、喷射器、连接套、喷射管燃烧室、紧定螺钉。连接头的端面中心上设有与气源相通的内螺纹孔，该端面的圆周上制有外螺纹。喷嘴为带有正多边形柱体台阶的棒体，柱体台阶的上下部分的棒体上制有外螺纹，从上部开始，棒体的轴中心设有大轴心孔，其长度超过柱体台阶，与往下的小轴心孔连通，柱体台阶侧面上向内开设有与大轴心孔相通的通孔，喷嘴柱体台阶下端的外螺纹与连接头的内螺纹孔配合连接。喷射器的低速管为进口大出口小的圆管，出口的内外侧直角形连接，外径通过连接片与进口下方的调节螺母固联成一个零件，调节螺母与喷嘴柱体台阶上部的外螺纹配合连接。连接套为两端开设有内螺纹的圆管，圆管壁上开设有通口，与连接头圆周上的外螺纹配合连接，连接后的连接套将喷嘴和喷射器套入其中。喷射管燃烧室的低速管为一段直管，比直管大的为燃烧室，出口内外侧为直角形连接，进口端的圆管外壁上开设有与连接套另一端内螺纹配合的外螺纹，喷射管燃烧室的燃烧室腔外壁偏向出口处的部位上开设有间隔的缺口，喷射器的出口处于喷射管燃烧室进口的下方。
由于用途和结构的需要，把喷嘴制成微型喷射管。喷射器出口的最高点与喷射管的入口平齐，往下调节移动行程最低点至微型喷射管的出口。由于射流具有喷射成一束流动的特点，微型喷射管的出口进入或退离喷射器的混合管和喷射器出口退离喷射管入口一定的距离，不会影响射流燃烧的效果。
以上阐述的是气流的转换部分的结构，喷射管燃烧室后面的燃烧室、缺口、出火口属于控制部分。燃烧室把喷射管转换过来的气流减缓流速并控制燃烧，缺口补充氧气或从侧面出火，出火口有稳定燃烧和提高出火口火焰温度的功能。
喷嘴、喷射器、喷射管燃烧室三者的单独功能和之间的关系1、喷嘴做成微型喷射管，目的是发挥高速管在流速很小时，能与空气进行混合，组成低温燃烧段。同时在中高温燃烧时，为喷射器送去第一次燃料与空气混合的可燃气流。
2、喷射器是一个高效混合和无级变速的设备，承接微型喷射管低速管送来的第一次燃料与空气混合的可燃气流，进行第二次混合，由于它先收缩后扩张和燃烧气流的动能转换成热能，热能又转换成动能，大大地提高燃料与空气的混合和出口的流速和流量，组成了中温燃烧段；同时喷射器是一个无级变速器，能为喷射管燃烧室提供所需的流速和流量，满足喷射管燃烧室把层流燃烧转换成涡流燃烧的要求。
3、喷射管燃烧室负责把喷射器送来符合自己所需的层流燃烧转换成涡流燃烧，并和往后的燃烧室、缺口、出火口等控制部分组成高温燃烧段。
4、三者之间的关系把以上喷嘴、喷射器、喷射管燃烧室单独的功能组合起来就是射流富氧燃烧器的整体功能。但它们之间不是简单的凑合，而是有机的整合，是一根链条的关系，相互依存、相互协调、不可分割，共同实现气体燃料射流的高温燃烧。
射流富氧燃烧器的组成原理喷嘴是控制发热值大小的小孔，f1成为高速管，高速管出口的前面开设有进空气孔，再往上是大的内孔成为低速管，组成了微型喷射管；微型喷射管的低速管成为喷射器的高速管，喷射器的内腔即混合管成为低速管，喷射器的出口先收缩后扩张，组成了喷射器；喷射器的出口成为高速管，喷射管燃烧室f3的内径成为低速管，组成了层流转换成涡流燃烧的大喷射管；大喷射管低速管成为高速管，燃烧室的内径成为低速管，缺口进空气，出火口先收缩后扩张，成为高速管，组成了新的喷射器。
射流富氧燃烧器的气流流动原理气源从喷嘴小孔进入到微型喷射管低速管的管口时，管口产生负压，吸入空气进行混合并一道前进，燃料与空气得到了第一次混合。当流到低速管的出口时，气流的流速成为喷射器混合管的高速气股，当喷射到混合管的管口时，混合管的管口产生负压，空气与可燃气流在混合管内进行第二次混合，由于混合管先收缩后扩张，增加了有用功，提高了流速，提高了混合率，加上热能转换成动能，流速加快。当燃烧的气流进入大喷射管的管口时，管口再次产生负压，燃烧的气流与空气进行第三次混合。由于喷射管的管径较大，流速减缓，其流体的负压刚好被大气压的正压所截断，由层流气流转换成涡流气股，气股进入燃烧室时流速减缓，当气流要冲出出火口时，由于出火口横截面积小于喷射管燃烧室入口的横截面积，喷射管燃烧室入口的横截面积又小于燃烧室的横截面积，因此出火口的阻力加大，流速加快，缺口再次补充空气，出火口的流速又加快，火焰的温度更高。
本发明的优点1、采用在空气中三段燃烧三次增氧的方法，使得气体燃料能够充分燃烧，最大限度地提升气体燃料燃烧热能，火焰形状宽而短，温度达到900度以上，比传统的气体燃料燃烧方法提高100％的热效率或大大减少燃烧成本。2、以此方法制成的气体燃料射流富氧燃烧器，由喷嘴、喷射器和喷射管燃烧室相连通而构成，结构简单，使用方便，可以做成不同的燃烧头，满足不同场合的加热需要。3、气体燃料射流富氧燃烧器可与多种装置结合组成不同的气体燃料射流富氧燃烧装置，充分实现射流富氧燃烧的实效。
图1为本发明的射流燃烧技术原理图。
图2为本发明的一种实施方式的结构示意。
具体实施例方式一、图2所示是本发明所述气体燃料射流富氧燃烧器的一种结构方案，在此实施方案中，本气体燃料射流富氧燃烧器由连接头1、密封垫2、喷嘴3、喷射器4、连接套5、喷射管燃烧室6、紧定螺钉7构成，为制造加工方便，上述各件都制成圆形状。
二、连接头1是长方体或是正方体，顶面中心开设有螺纹通孔与气源相通并与喷嘴3连接，连接头1的顶端制有外螺纹，连接头1其余五个面可以根据不同的需要，引进气源，固定位置，连接其它装置等。
喷嘴3是控制射流富氧燃烧器发热值大小的主要零件。喷嘴3由六角棒料加工而成，上端加工成外螺纹，内径是大的轴芯孔，外螺纹的下方是原来的六角棒料并形成台阶，大的轴芯孔长度超过下台阶面，台阶段下方中间钻制小于大轴芯孔内径的小轴芯孔f1并使两者相通，台阶的后段也加工成外螺纹，后段的外螺纹与连接头1顶面的螺纹通孔配合连接，喷嘴3台阶端面与连接头1顶面之间垫付有防止漏气的密封垫2。六角棒侧面向内钻有与大轴芯孔内径相通的进气孔。大轴芯孔内径既是微型喷射管的低速管，又是喷射器4的高速管，六角棒上端的外螺纹成为喷射器4的调节螺纹导杆。喷嘴3的小轴芯孔的f1换算成直径后，可以单独做成喷嘴使用，由于用途和结构的需要，把它做成微型喷射管，这样f1成为高速管，六面孔进空气，大轴芯孔内径成为低速管。在P、W1很小时，能形成低温燃烧，为了充分发挥W1的作用，低速管的管径宜往偏小方向考虑；另外微型喷射管为喷射器4送去第一次气体燃料与空气混合的可燃气流。
喷射器4是射流富氧燃烧器的高效混合和无级变速的设备。喷射器4由调节螺母和混合管外径通过两块连接片焊接而成，混合管的内径是一段圆管，管口出口一端的内外侧成直角形收口，把突然收缩的最大阻力系数和突然扩张的的最小阻力系数组合在一起，所有的空隙都是进空气用。调节螺母与喷嘴3上端外螺纹相配合，调节螺母的侧面上向内开设有贯通螺纹孔，紧定螺钉7旋入贯通螺纹孔中。当调节螺母旋入喷嘴3微型喷射管的螺纹导杆时，微型喷射管的低速管就成为喷射器4的高速管，混合管容积N成为喷射器4的低速管，f2先收缩后扩张，成为喷射器4出口的高速管。
喷射器4的用途承接喷嘴3送来的第一次气体燃料与空气混合的可燃气流，进行第二次混合。由于喷射器4出口的内侧直角收缩，增大了出口的阻力，使可燃气流与空气在混合管内得到充分的混合；喷射器4出口的外侧也是直角形扩张，巧妙地把突然收缩的最大阻力系数和突然扩张的最小阻力系数组合在一起，实现气流在出口内侧最大的减速和在出口外侧最大的加速，这是喷射器4的特殊结构，同时减少了结构的体积和重量，也是射流燃烧的新技术。喷射器4由于在结构上就占有优势，加上调节螺纹导杆的移动距离，能改变容积N的大小，从而改变出口的流速和流量，找到最合适的W2和V2给喷射管燃烧室6送去，因此能随心所欲地找到出口的W2和V2，把复杂的射流燃烧计算变成简单的“加减法”。另外，喷射器4出口外侧是敞开式的直角形，有足够的空气和空间给喷射管燃烧室6把层流燃烧转换成涡流燃烧，同时喷射器4组成了中温燃烧段。
喷射器4与普通喷射器和拉伐尔型的区别首先是目的不同，普通喷射器和拉伐尔型是以减少能量消耗，提高工作效力为目的，它们低速管都采用从入口渐缩到喉管的入口，再由喉管的出口渐扩到原来的管径，这样使气流通过喉管时，得到最大的工作效率。而喷射器4是以调速为目的，利用可燃气流燃烧产生的热能和结构的配合，通过调节混合管容积N的大小，使高速气流能按比例吸入低速的空气进行混合，为喷射管燃烧室6提供合适的流速和流量。再就是动力来源不同，普通喷射器和拉伐尔型都需外加动力，而且能量总是减少的。而喷射器4只需燃料的初始动能转化成热能，然后由热能转换成动能，能量总是增加的，有用不完的热动力。第三个是结构不同，普通喷射器的高速管固定在低速管入口大喇叭口端，低速管从大喇叭口渐缩到喉管的入口，再从喉管的出口渐扩到大喇叭口的原管。拉伐尔型把喉管的入口和出口与小喇叭口连接处的锐角，全部用圆弧光滑地连接起来，成为“拉伐尔型”。而喷射器4高速管和低速管中必须有一件是活动件，低速管是一段圆管，一端是入口，另一端与喉管的入口成直角形连接，喉管的出口突然扩张，是敞开式的，没有渐扩管。高速管也是一段小圆管或喷嘴也做成小圆管，能从低速管的入口进入到喉管的入口，高速管的外径与低速管的内径之间留有足够的进空气的空隙。在喉管的入口和喉管的出口处，把突然收缩的最大阻力系数和突然扩张的最小阻力系数组合在一起，使气流通过喉管时得到最大的减速和加速。最后是用途不同，普通喷射器和拉伐尔型的主要目的是把物质从一个地方输送到另一个地方去。而喷射器4的目的是把两种以上的物质按比例要求进行调配。喷射器4从结构用途上可以说是拉伐尔型的反面，两者也可以说是普通喷射器的特殊形式。
连接套5是管状固定件，其两端开设有内螺纹，中间段开设有间隔的进空气槽口，连接套5的用途是其一端的内螺纹与连接头1顶端的外螺纹配合连接，并将喷嘴3、喷射器4包容其内腔中，在高度尺寸上留有调节喷射器4上下的余地，另一端与喷射管燃烧室6的外螺纹固定连接。
喷射管燃烧室6是一个多功能的设备，由两段直径不同的内孔管组成，进口内孔管f3制有锥管螺纹，进口内孔管外壁上制有外螺纹，往上比进口内孔管f3直径大的内孔管是燃烧室，燃烧室的出口是出火口，出火口的内外侧向内呈直角状的收口，收口直径小于进口内孔管f3，出火口下端燃烧室外壁上开设有相间隔的长方形缺口，进口内孔管外壁上的外螺纹与连接套5另一端开设有内螺纹配合连接。喷射器4横截面积f2的出口是喷射管燃烧室6的高速管，进口内孔管f3是低速管。另外新喷射器的组成进口内孔管f3是高速管，燃烧室的内径是低速管，缺口进空气，出火口突收后再突扩成为是高速管。喷射管燃烧室6应满足f室＞f3＞f出口，燃烧室的高度与直径大致相等。
喷射管燃烧室6的用途当喷射器4高速管把合适的W2、V2送到f3的低速管时，可燃气流与空气进行第三次混合，把W2、V2转换成W3、V3，由层流燃烧转换成涡流燃烧；当燃烧的火焰进入燃烧室时，f室＞f3，流速减缓，继续燃烧，由于f出口＜f室和f3，增大了出火口的阻力，稳定火焰在燃烧室内燃烧；当燃烧的火焰冲出出火口时，新的喷射器发挥作用，出火口火焰流速加快，长方形缺口补充空气，使出火口的火焰温度更高，组成了高温燃烧段。喷射管的低速管内径加工成锥管螺纹，目的是增大阻力和骚动，提高混合率。长方形缺口还有溢流、侧面出火等作用。出火口是控制火焰温度的重要部位，它的结构、尺寸要求都非常严格，要有足够的阻力，才能有效地发挥W2、V2的作用，如加倒锥套，建立燃烧室、减少尺寸等。当喷射管燃烧室6出火口的高温燃烧达到最佳效果时，拧紧紧定螺钉7将喷射器4固定在喷嘴3上。
三、整体结构功能与相互关系前面对每个零部件都作了详细的介绍，目的是为了更好地了解射流富氧燃烧器的整体性能。喷嘴3的微型喷射管、喷射器4、喷射管燃烧室6、新的喷射器联合起来，共同发挥作用，就是射流富氧燃烧器的整体结构功能，共同的目标是实现火焰的高温燃烧。喷嘴3、喷射器4、喷射管6三者是有机的整体，一条链条的关系。除燃烧室、长方形缺口、出火口等控制部位可以根据用火需要改变外，转换部份的喷嘴3、喷射器4、喷射管6是不可分割的，是相互依存的，三者的组成正如几个正方形排在一起，里面的边都是共用边。
喷射器4的位置和调节行程喷射器4出口调节的最高点只能与喷射管燃烧室6的入口平齐。由于射流具有喷射成一束流动的特点，喷射器4离开喷射管燃烧室6管口一定距离，不会影响射流的混合效果，这样喷射器4的高速管的出口就是喷射器4行程的最低点，从最低点到最高点的距离就是喷射器4的调节行程。调节行程的确定约等于混合管容积N的开立方。
调节行程与容积N和f2的关系当f1确定后，f2、f3也确定，f1、f3固定在两头，f2在中间就等于调节行程，起到承下启上的桥梁作用。当f1的发热值确定，理论燃烧产物量V也确定，当f3确定，W3确定，V3也确定；V3约等于V，因此V2必须满足V3的要求。所以V2也不能改变，能改变的只有f2、W2，当f2是变量时，出现如下情况当f2加大，W2减小，N增大，行程加长；当f2减小，W2加大，N减小，行程减短。
以上就是调节行程与容积N和f2的关系，换句话说，同样的量，混合速度快，需要的空间小，混合速度慢，需要的空间大，这也叫混合速度与容积的关系。确定f2时，宜往偏小方向考虑，假如f1增大，供氧量增多，f2、N要减小，才能提高W2的流速。
调节行程的条件调节行程是本发明的关键技术，它把复杂的射流燃烧计算变成简单的“加减法”，而且具有高效、高速、体积小、重量轻、结构简单等优点。但是毕竟有了调节行程，多少还可以减短一些。
当压力P相对稳定，同一种气种、整体结构、尺寸都确定，调试时出火口火焰形状宽而短，而且短粗有力，可以取消调节行程，因为出火口的阻力够大，不产生脱火，火焰稳定燃烧。假如压力P往小方向变化，由于射流富氧燃烧器是低、中、高三段燃烧段组成，不会影响燃烧，但对燃烧的质量有一定的影响。当气种的发热值相差不大，压力P基本相同时，可以取消调节行程。假如气种发热值增大，供氧量增多，混合速度要提高，需要调节行程；假如气种发热值减少，供氧量减少，混合速度要减低，也需要调节行程。
射流富氧燃烧器的调试方法和使用效果调试方法前面结合运用作了许多论述，由于它就像检测火焰温度的标准一样，作为使用的最后一道程序，还需重复描述如下假如出火口的火焰形状宽而短，而且短粗有力，则属于正常燃烧；假如出火口的火焰形状狭而长，则属于缺氧燃烧，喷射器4往下调，减少容积N，提高W2、V2；假如出火口的火焰脱离出火口，喷射器4往上调，增大容积N，降低W2、V2。以上调试重复数次，则能够找到最合适的火焰温度，同时固定喷射器4。
使用效果射流富氧燃烧器成功地把层流燃烧转换成涡流燃烧，调节行程能够达到火焰形状宽而短，而且短粗有力，温度900度以上，比传统的燃烧方法提高100％的热效率或大大减少了燃烧成本。
注意事项出火口、燃烧室、溢流缺口等控制部分，具有同转换部分一样的重要作用，要充分利用这一技术，才能有效地发挥转换部分的作用，这也是作用与反作用的关系。
喷嘴3、喷射器4组成的低、中温燃烧段，只能暂时使用。如果长时间使用，应选用合适的型号，因为f1减少，发热值减小，W1加快，供氧量增加，既节约能源，又减少污染。
权利要求
1.气体燃料射流富氧燃烧的方法，其特征在于它利用气体燃料自有的压力、射流喷射成一束流动的特点、燃烧产生的能量，把有形的喷嘴(3)、喷射器(4)、喷射管(6)的横截面积依次敞开地放在同一轴线上，两头的喷嘴(3)、喷射管(6)固定，喷射器(4)在中间规定行程内来回轴向移动，建立起射流燃烧技术的原理图。
2.根据权利要求1所述的气体燃料射流富氧燃烧的方法，其特征在于f2＝77f1，f3＝1320f1，其中①、f1为喷嘴(3)的横截面积；②、f2为喷射器(4)出口的横截面积；③、f3为喷射管(6)的横截面积；式中的f1根据生产所需发热值大小而定，然后把f1代入方程式求出f2、f3；在实际中f2也是个变量，f2与喷射器(4)容积N和轴向移动调节行程的配合，才能满足喷射器(4)出口流速W2的使用要求。
3.根据权利要求2所述的气体燃料射流富氧燃烧的方法，其特征在于N＞400×n，其中①、N为喷射器(4)容积；②、n随着f1的改变而变化；③、当f1＝0时，n＝0；当f1＝0.1时，n＝1；当f1＝0.2时，n＝2；以上的n值依次类推，只要选定f1，求出n值，代入上式，就能求出N值，N值随着f1的增大而减小，随着f2的减少而增大，喷射器(4)容积为圆柱形。
4.根据权利要求1---3中任何一种所述的气体燃料射流富氧燃烧的方法，其特征在于喷射管(6)的燃烧室的出火口火焰温度调节方法为当从喷射管(6)的燃烧室的出火口喷射出来的火焰形状宽而短，而且火焰短粗有力时，说明火焰温度高；如果火焰形状狭而长，属于供氧量不足，此时喷射器(4)往喷嘴(3)移动，直到火焰呈现出宽而短、短粗有力为止；如果喷射管(6)的燃烧室的出火口阻力小时，控制不住燃烧的火焰而产生脱火，喷射器(4)往喷射管(6)移动，以满足射流的高温燃烧条件。
5.气体燃料射流富氧燃烧器，其特征在于包括喷嘴(3)、喷射器(4)、喷射管(6)，并分别依次敞开地处于同一轴线上，两头的喷嘴(3)、喷射管(6)固定，喷射器(4)在中间规定行程内来回轴向移动，组成燃烧气流的转换部分；喷射管(6)后设有燃烧室、缺口、出火口，构成了燃烧火焰的控制部分。
6.根据权利要求5所述的气体燃料射流富氧燃烧器，其特征在于还包括连接头(1)、密封垫(2)、连接套(5)，紧定螺钉(7)，其中①、连接头(1)的端面中心上设有与气源相通的内螺纹孔，该端面的圆周上制有外螺纹；②、喷嘴(3)为带有正多边形柱体台阶的棒体，柱体台阶的上下部分的棒体上制有外螺纹，从上部开始，棒体的轴中心设有轴心孔，作为低速管的大轴心孔长度超过柱体台阶，并与作为高速管且横截面积为f1的小轴心孔连通，柱体台阶侧面上向内开设有与大轴心孔相通的进气孔；喷嘴(3)柱体台阶下端的外螺纹与连接头(1)端面的内螺纹孔配合连接并锁紧配合面间的密封垫(2)；小轴心孔与大轴心孔构成微型喷射管，微型喷射管的低速管成为喷射器(4)的高速管，低速管的外螺纹成为喷射器(4)的螺纹导杆；③、喷射器(4)的低速管为进口大出口小的圆管，外径通过两片连接片与进口下方的调节螺母固联成一个零件，喷射器(4)出口的内外侧是直角形连接，调节螺母与喷嘴(3)柱体台阶上部的外螺纹配合连接，外螺纹导杆的大轴心孔内径成为喷射器(4)的高速管，高速管、低速管的配合构成了可以调节容积大小的喷射器(4)；④、连接套(5)为两端开设有内螺纹的圆管，圆管壁上开设有通气槽口，一端与连接头(1)端面圆周上的外螺纹配合连接，连接后的连接套(5)将喷嘴(3)和喷射器(4)套入其中，另一端与喷射管(6)外螺纹配合连接；⑤、喷射管(6)是喷射管的低速管和燃烧室控制部分组成的不同尺寸内孔的圆管，喷射管(6)进口端的f3是低速管，比低速管大的内孔是燃烧室，比低速管f3和燃烧室内径都小的是出火口，出火口的内外侧是直角形连接，燃烧室外壁偏向出火口的部位上设有间隔的缺口，低速管f3的外径上开设有与连接套(5)另一端内螺纹配合的外螺纹；喷射器(4)出口是喷射管(6)的高速管，f3是低速管，组成了层流燃烧转换成涡流燃烧的喷射管(6)；f3是高速管，燃烧室内径为低速管，间隔缺口进空气，出火口是最大和最小阻力系数结合的高速管，组成新的喷射器；⑥、当出火口的火焰温度调节到最佳时，紧定螺钉(7)将喷射器(4)锁紧于喷嘴(3)的螺纹导杆上。
7.根据权利要求6所述的气体燃料射流富氧燃烧器，其特征在于横截面积为f1的小轴心孔为喷射器(4)的高速管，或者微型喷射管的低速管成为喷射器(4)的高速管。
8.根据权利要求7所述的气体燃料射流富氧燃烧器，其特征在于喷射器(4)的低速管出口的内外侧是直角形，直角形内外侧、f2、调节行程、热能的配合，与喷射器(4)的高速管组成高效混合和无级变速设备。
9.根据权利要求6所述的气体燃料射流富氧燃烧器，其特征在于喷射管燃烧室是具有将层流燃烧转换成涡流燃烧、稳定燃烧、提高出火口火焰温度、侧面出火和溢流功能的设备。
10.根据权利要求6所述的气体燃料射流富氧燃烧器，其特征在于喷射管燃烧室的出火口横截面积、燃烧室的横截面积和f3三者的尺寸关系为f室＞f3＞f出口。
全文摘要
本发明公开了利用气体燃料自有的压力、射流喷射成一束流动的特点、燃烧产生的能量，将有形的喷嘴、喷射器、喷射管的横截面积敞开式地依次放在同一轴线上，喷嘴和喷射管在两头固定，喷射器在中间规定行程内来回轴向移动，建立起射流燃烧技术原理图和应用理论。本发明还公开了利用射流富氧燃烧方法设计的一种气体燃料射流富氧燃烧器的结构，把喷嘴、喷射器、喷射管燃烧室的设备组成射流富氧燃烧器。喷嘴设置成微型喷射管；喷射器设置成高效混合和无级变速设备；喷射管燃烧室设置多功能设备，三者分别组成低、中、高温燃烧段。实现了层流燃烧转换成涡流燃烧和出火口火焰温度的调控。比传统的燃烧方法提高100％的热效率或大大减少燃烧成本。
文档编号F23D14/34GK1800710SQ20061002015
公开日2006年7月12日 申请日期2006年1月9日 优先权日2006年1月9日
发明者范先宝, 范徽 申请人:范先宝, 范徽