涡旋式火焰燃烧装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明主要揭示一种火焰燃烧装置，尤指一种能够有效地产生涡旋式火焰的燃烧
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【背景技术】
[0002]参照美国专利号第7097448号「VORTEX TYPE GAS LAMP」专利案，其揭露一种涡旋类型的瓦斯灯(gas lamp)供可燃烧的瓦斯产生一向上的涡旋火焰，涡旋火焰位在一围绕并限制于润旋空气的边界(boundary)内，操作过程中会有一界面(interface)位于没有瓦斯的涡旋空气和由界面围成瓦斯的中心区域之间，在其内部瓦斯产生燃烧。此瓦斯灯有一中心轴(axis)并包括:一底座(base)有一沿中心轴侧向延伸的表面；一护罩(shield)包括一第一、一第二轴向延伸的区块(sect1n)，每一区块有一上端和一下端，每一区块的下端流体密封地结合于底座，每一区块几乎相同且透明，每一区块构成一防渗墙，防渗墙有一弧形内壁(inner wall)和一弧形外壁(outer wall),每一区块有一轴向延伸的第一边缘(edge)和一轴向延伸的第二边缘(edge);第一、第二区块交替重叠且它们的边缘互相邻近且相隔来形成切线方向的端口(air ports)，因此形成一轴向延伸的腔室，腔室因端口而于侧边呈开放；第一、第二区块被设置和安排于底座并包围可燃烧的瓦斯的入口处；瓦斯结合从端口进入的空气来进行燃烧，燃烧的瓦斯形成一火焰，火焰与弧形内壁相隔，而空气使瓦斯不会流向端口。
[0003]前述专利的护罩包括两个相对的第一、第二区块，第一区块与第二区块皆设在底座上，两区块的两端彼此交叠形成端口，外部的空气经由相对的两个端口进入护罩内部，通过外部的空气补入护罩内部而提供火焰燃烧时所需要的空气。这样的设计仅能够提供火焰持续燃烧，在实际应用时易受装置周围空气流动的影响造成不稳定，对于维持稳定的火焰高度及涡旋形状有困难，且仅能够于火焰规模在一定范围内，才能形成旋转火焰效果，若火焰规模较小或护罩长度不够长时，无法形成明显的旋转火焰效果。
[0004]参照美国专利号第D621873号「FIRE TORNADO LAMP」，其揭露了一个座体与一个透光罩，座体的周缘环设有数个相通透光罩内部的气孔，气孔的径向位置呈斜向排列而相通透光罩，气孔的纵向位置呈直立状而位于座体内。当外部的空气经由斜向排列的气孔进入透光罩内部时，空气会形成一道旋流，这股旋流提供火焰需要的空气而让火焰持续燃烧并形成旋转效果。但是，由于进气口位于燃烧口的平面及上方，进气方向与火焰燃烧方向呈垂直，仅能够在火焰规模足够大时才能形成旋转火焰效果，若火焰规模较小时便无法形成明显而稳定的旋转火焰效果。
[0005]因此，先前旋转火焰技术所设计的装置燃烧无法将装置缩小，衍生使用范围与场合受到限制以及装置温度过高的缺点。本发明想排除或至少减轻现有技术受限于火焰规模与护罩长度限制下所遭遇的问题。
[0006]有鉴于上述现有技术无法有效的克服产生旋转火焰效果受限于火焰规模大小与护罩长度的限制，因此本申请人提出本专利申请，以解决前述问题点。
【发明内容】
[0007]本发明所欲解决的技术问题在于:传统产生涡旋式火焰的燃烧装置无法缩小并维持稳定的火焰高度与明显涡旋形状，仅能在火焰规模较大与护罩长度够长时的情况下，才能够提供明显旋转的火焰效果。
[0008]为此，本发明所提供的一种涡旋式火焰燃烧装置，其包括有:
[0009]一个喷嘴，其具有一个喷嘴头、一个喷嘴本体、一个第一气室与一个第二气室，该喷嘴头与该喷嘴本体可脱离地互相连接，该喷嘴头包括两个出气道，该两出气道彼此径向对称并分别沿一个第一轴延伸，该第一气室与该两出气道连通并沿一个第二轴延伸，该第二气室与该第一气室连通，该第二气室远离该第一气室的一端能够连接一个燃料罐；
[0010]一个导流组，其设置于该喷嘴的外周缘并包括数个叶片，每一该叶片沿该喷嘴的圆周方向螺旋状均匀分布，每两相邻的叶片之间形成一个导气道供空气通过；以及
[0011]一个罩体，其罩设于该导流组并能够透光，该罩体圈围形成一个限制空间，该限制空间与该喷嘴头的两出气道以及该导流组的导气道连通。
[0012]由于一般旋转火焰装置燃烧时皆利用烟囱效应伴随其他流体效应形成旋转火焰效果。所谓烟囱效应是利用空气受热致密度降低，使产生的热空气在光罩体内向上升，并在罩体的顶部离开。因为罩体顶部开口，会因热空气散溢而形成负压并将罩体底部的空气抽入填补，罩体内火焰凭借上升气流，也就是所谓的烟囱效应的辅助而提高火焰高度。若经由各种导流方式使进入罩体的进气旋转便可使上升气流呈螺旋状，进而产生旋转火焰的效果。本发明旋状气道旋转而向上延伸的路径为提供外部空气导入透光罩的流动管道，由于旋状气道截面积较透光罩截面积小，所以当空气进入该旋状气道而进入该透光罩内时，会产生文氏管效应而使空气加速，经加速的空气会保持速度而向上窜升，当补入的空气向上窜升时，将会带动火焰旋转且同时呈螺旋状上升，进一步提高火焰高度。
[0013]但是烟囱效应的强度与烟囱的高度，罩体内外温度差距，和进入罩体空气流通的程度有关。一般在燃烧规模较小时和产生烟囱效应的罩体高度较短时，烟囱效应变弱，主要原因是燃烧规模小时相对所产生的热量也少，因此所造成的透光罩体上下的压差过低，在这种情况下由于旋状气道的导流强度不够，加上罩体内流体本身的惯性，因此若仅依靠烟囱效应和导流作用无法在极短距离内形成稳定螺旋上升趋势的流场并产生明显旋转火焰的效果。
[0014]因此本发明改良的技术特点为装置必须结合数种流体效应与喷嘴设计才能达成在火焰规模缩小时仍能形成明显旋转的火焰效果。
[0015]本发明除运用一般旋转火焰的烟囱效应与导流作用外，加入运用康达效应(Coanda Effect)，所谓康达效应是指该透光罩内藉由烟囱效应形成的负压吸入外界空气，并将吸入的空气以导流片使导入空气以螺旋状导向透光罩的内壁面。由于空气本身的粘滞性使导入空气气流有偏离本来的流动方向而略转向并附着在所流经之物体表面的倾向。这是由于粘滞性使流过的物体表面之间存在表面摩擦力，而使流过物体表面附近的气流流速减慢，只要气流所流经的物体表面的曲率变化不是太大，流速的减缓会导致导入空气会被吸附在物体表面上流动。但是一旦流速沿流经物体表面之压力梯度变为零或负时，流体不再被吸附在物体表面上流动产生分离并伴随产生涡流。同时通过导引外界冷空气以螺旋状导向透光罩的内壁面时会产生离心力，由于冷空气比重较大，导引气流配合及离心力使康达效应在该透光罩内持续较长之流距，进而能维持较稳定螺旋上升趋势的流场。最后配合至少两出气道中心轴沿一特定螺旋线切线方向对齐，使喷入燃料在燃烧时不需完全藉由周围空气的带动即具有螺旋状上升的惯性趋势。因此本装置在燃烧时配合上述多重流体可在极小的火焰规模下仍能形成明显旋转的火焰效果，是现有装置所无法达成的。
[0016]本发明的主要技术特征在于:该喷嘴头包括两个出气道与一个第一气室，该两出气道分别沿一个第一轴轴向延伸，该第一气室与该两出气道连通并沿一个第二轴轴向延伸，该两出气道沿该第二轴彼此径向对称，每一该第一轴与该第二轴相对偏移并形成一个小于90度的夹角。
[0017]本发明的次要技术特征在于:该喷嘴头一端的外周缘具有一个外螺纹部，该喷嘴本体于该第二气室的内壁面形成一个内螺纹部，该喷嘴本体的内螺纹部可脱离地与该喷嘴头的外螺纹部互相螺纹连接，且该两凸缘令使用者轻易地将喷嘴头相对于该喷嘴本体旋转，使得该喷嘴头快速地连接或脱离该喷嘴本体。因此，使用者能够依照不同的需求，快速地更换具有不同夹角的喷嘴头制造不同的涡旋式火焰效果。
[0018]其他目的、优点和本发明的新颖特性将从以下详细的描述与相关的附图更加明显。
【附图说明】
[0019]图1:为本发明涡旋式火焰燃烧装置第一实施例的立体外观图，并表示该涡旋式火焰燃烧装置连接于一个燃料罐；
[0020]图2:为图1的部份立体分解图；
[0021]图3:为图2的部份立体分解图；
[0022]图4:为图