用于燃烧和材料合成的设备和方法
【专利摘要】燃烧设备(例如，燃烧器)和方法，诸如配置成激励流体混合、火焰稳定性、和材料(例如，纳米颗粒)合成等等的那些。
【专利说明】用于燃烧和材料合成的设备和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年12月4日提交的号为61/911,572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
[0003]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、火焰稳定性和材料(例如，纳米颗粒)合成等等的燃烧设备和方法。
【背景技术】
[0004]例如，在登记号为1002257500000的韩国专利、号为1889810的欧洲专利、和号为2836234的美国专利中公开了燃烧设备和方法的实例。
【发明内容】
[0005]本公开内容包括配置成例如激励流体混合、火焰稳定性和材料(例如，纳米颗粒)合成等等的燃烧设备(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，增加通过设备的湍流流体流量，增加吹熄速度，降低火焰高度，以及增加离开设备的流体混合。这样的效果可导致离开所述设备的流体(例如，前体，燃料等)的增加的汽化以及材料合成上的增加。此外，本发明的设备和方法允许参数变化，参数诸如温度、流体类型和数量(例如，燃料与氧化剂的比率)，以及流体加载速率(例如，前体加载速率，燃料加载速率，氧化剂加载速率等)，这也可增加汽化，增加材料(例如纳米颗粒)的生产效率，使得能够生产各种类型的材料(例如纳米颗粒)，并增加所生产的材料(例如纳米微粒)的均匀性。
[0006]本发明燃烧设备的一些实施例包括基部；中央构件;和外部构件;所述中央构件具有纵向轴线并包括:联接到基部的主体，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，孔延伸通过主体和末端;所述外部构件包括:联接到所述基部的主体;与主体成一体的末端，其中所述中央构件的末端的至少一部分与外部构件的末端相比距离基部更远;和与中央构件的纵向轴线同心的孔;其中外部构件定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道;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通道并流出外部构件的末端。在一些实施例中，中央构件的孔包括为2至10毫米的直径。在一些实施例中，中央构件的孔包括为6毫米的直径。在一些实施例中，外部构件的孔包括为30至50毫米的直径。在一些实施例中，外部构件的孔的至少一部分包括为38毫米的直径。在一些实施例中，外部构件包括为30至100毫米的直径。在一些实施例中，中央构件包括为30至45晕米的直径。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，所述设备还包括喷雾喷射器，其设置在所述中央构件的孔内，使得当流体移动通过中央构件的孔时，喷雾喷射器有助于使得流体雾化。在一些实施例中，外部构件配置成使得流体能够大致垂直于通道被引入到通道内。在一些实施例中，所述设备还包括旋流叶片，其设置在所述中央构件的孔内，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，所述设备还包括旋流叶片，其设置在所述通道内，使得移动通过所述通道的流体受到扰动。在一些实施例中，中央构件可相对于所述外部构件进行调节，使得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，外部构件可相对于中央构件进行调节，使得通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
[0007]本发明方法的一些实施例包括将第一流体引入到具有纵向轴线的中央构件的孔内，所述中央构件包括:联接到基部的主体，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；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;将第二流体引入到由中央构件和外部构件限定的通道内，所述外部构件包括:联接到所述基部的主体；以及与主体成一体的末端，其中所述中央构件的末端的至少一部分与外部构件的末端相比距离基部更远，允许第二流体流过中央构件的末端并与第一流体进行混合；以及点燃第一流体和第二流体的混合物。在一些实施例中，第一流体是前体，以及第二流体是燃料和氧化剂的混合物。在一些实施例中，前体包括溶解在溶剂中的金属硝酸盐。在一些实施例中，第一流体是燃料以及第二流体是氧化剂。在一些实施例中，喷雾喷射器设置在所述中央构件的孔内，并且所述方法还包括雾化第一流体。在一些实施例中，第一流体是液体。在一些实施例中，该方法还包括将分散气体引入到中央构件的孔内，使得第二流体被雾化。在一些实施例中，所述方法还包括将第二流体以大致垂直于所述通道的方式引入到通道内。在一些实施例中，所述方法包括相对于所述外部构件来调节所述中央构件，使得通道的至少在外部构件的末端与中央构件的末端之间的部分在宽度上发生变化。在一些实施例中，所述方法包括相对于中央构件来调节所述外部构件，使得通道的至少在外部构件的末端与中央构件的末端之间的部分在宽度上发生变化。
[0008]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(substantialIy)”、“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%。
[0009]术语“包括(comprise )” (以及“包括(compr i s e )”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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]与上述实施例以及其它相关联的细节介绍如下。
【附图说明】
[0013]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。
[0014]图1示出燃烧设备的实施例，所述燃烧设备包括:基部;具有孔的中央构件；以及外部构件，其定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道。图1所示的燃烧设备及其组件按比例绘制。图1中所示的尺寸是适于燃烧设备的可能尺寸的非限制性实例。
[0015]图2示出燃烧设备一部分的一个实施例，所述燃烧设备包括具有孔的中央构件，并且还包括外部构件，其定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道。
[0016]图3示出燃烧设备一部分的另一个实施例，所述燃烧设备包括具有孔的中央构件，并且还包括外部构件，其定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道，其中所述中央构件的末端具有第一端部和第二端部，并且末端的第二端部是大致凹入的。
[0017]图4示出燃烧设备一部分的另一个实施例，所述燃烧设备包括具有孔和设置在孔内的喷雾喷射器的中央构件，并且还包括外部构件，其定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道。
[0018]图5示出燃烧设备一部分的另一个实施例，所述燃烧设备包括具有孔的中央构件，并且还包括外部构件，其定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道，其中流体可以大致垂直于通道的方式引入到通道内。
[0019]图6示出燃烧设备一部分的另一个实施例，所述燃烧设备包括:具有孔的中央构件;外部构件，其定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道;以及设置在中央构件的孔内的旋流叶片。
[0020]图7示出燃烧设备一部分的另一个实施例，所述燃烧设备包括:具有孔的中央构件;外部构件，其定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道;以及设置在通道内的旋流叶片。
[0021]图8示出燃烧设备一部分的另一个实施例，所述燃烧设备包括具有孔的中央构件，并且还包括外部构件，其定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道;其中外部构件和/或中央构件是可调节的，使得所述通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。
【具体实施方式】
[0022]现在参照附图，并且更具体地参照图1，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，其联接到下部纵向构件22。在所示的实施例中，下部横向构件18通过螺钉26联接到下部纵向构件22;然而，在其它实施例中，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)联接到下部纵向构件22。仍在其它实施例中，下部横向构件18和下部纵向构件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，基部14还包括联接到中间纵向构件34的中间横向构件30 ο如上所述，中间横向构件30可联接到(例如，通过螺钉，螺栓，钉子，粘合剂，焊接等)中间纵向构件34或与中间纵向构件34是一体的。类似地，中间横向构件30和/或中间纵向构件34可联接到(例如，通过螺钉，螺栓，钉子，粘合剂，焊接等)到下部横向构件18和/或下部纵向构件22或与下部横向构件18和/或下部纵向构件22是一体的。此外，在图1中所示的实施例中，设备10包括上部构件38，其设置在基部14的上方并且联接到基部14的中间横向构件30。如上所述，上部构件38可联接到(例如，通过螺钉，螺栓，钉子，粘合剂，焊接等)基部14 (例如，在所示实施例中的中间横向构件30 )，或者与基部14是一体的。
[0023]在所示实施例中，燃烧设备10还包括具有纵向轴线的中央构件42ο中央构件42包括联接到基部14 (例如，中间横向构件30)的主体46 ο在所示的实施例中，中央构件42的主体46的至少一部分是大致圆柱形的。中央构件42还包括末端50，其与主体46是一体的。在所示的实施例中，中央构件42的末端50的至少一部分是大致半球形的(例如，具有例如25毫米的半径)。末端50包括邻近基部14并与主体46—体的第一端部54，和远离基部14的第二端部58。在一些实施例中，中央构件42包括为30至45毫米的直径；以及在其它实施例中，中央构件42的直径可小于30毫米(例如，25毫米，20毫米，15毫米或更小)，或大于45毫米(例如，50毫米，55毫米，60毫米或更大)。在所示的实施例中，中央构件42还包括孔62，它与中央构件42的纵向轴线是同心的。孔62延伸通过主体54和末端50。设备10配置成允许流体移动通过中央构件42的孔62(例如，通过主体54和末端50)，并流出中央构件42的末端50。在一些实施例中，中央构件42的孔62包括为2至10毫米(例如，6毫米)的直径；以及在其它实施例中，孔62的直径可小于2毫米(1.5毫米，I毫米，0.5毫米或更小)或大于10毫米(12毫米，14毫米，16毫米或更大)。
[0024]在所示的实施例中，燃烧设备10还包括外部构件66。外部构件66包括联接至基部14 (例如，中间横向构件30)的主体70 ο在所示的实施例中，外部构件66的主体70的至少一部分是基本上大致圆柱形的。外部构件66还包括末端74，其与主体70是一体的。在所示的实施例中，外部构件66的末端74的至少一部分是大致弯曲的。在所示的实施例中，中央构件42的末端50的至少一部分相比于外部构件66的末端74更远离基部14。例如，如图1中所示，中央构件42的末端50的第二端部58相比于外部构件66的末端74进一步远离基部14大约8毫米。如将要论述的那样，中央构件42和外部构件66可以是可调节的，并且末端50可相比于末端74进一步远离基部14超过8毫米(例如，10毫米，12毫米，14毫米或更多)或可相比于末端74进一步远离基部14小于8毫米(例如，6毫米，4毫米，2毫米或更小)。在一些实施例中，外部构件66包括为35至100毫米的直径；以及在其它实施例中，外部构件66的直径可小于30毫米(例如，25毫米，20毫米，15毫米或更小)或超过100毫米(例如，105毫米，110毫米，115毫米，或更多)。在所示的实施例中，外部构件66还包括孔78，其与中央构件42的纵向轴线是同心的。孔78延伸通过主体70和末端74。此外，外部构件66定位成使得在外部构件66和中央构件42之间限定通道82(孔78的一部分)。设备10配置成允许流体移动通过通道82(例如，在所示的实施例中，在主体54和主体70之间以及也在末端50的至少一部分和末端74的至少一部分之间移动)并流出外部构件66的末端74。在一些实施例中，外部构件66的孔78包括为30至50毫米(例如，38毫米)的直径；以及在其它实施例中，孔78的直径可小于30毫米(例如，25毫米，20毫米，15毫米或更小)或大于50毫米(例如，55毫米，60毫米，65毫米或更大)。
[0025]图2示出本发明燃烧设备的一个实施例1Oa，其包括具有孔62a的中央构件42a，并且还包括外部构件66a，其定位成使得在外部构件62a和中央构件42a之间限定通道82a。设备1a配置成允许流体移动通过中央构件42a的孔62a并流出中央构件42a的末端50a。设备1a还配置成允许流体移动通过通道82a并流出外部构件66a的末端74a。例如，在所示的实施例中，流体A可移动通过中央构件42a的孔62a并流出末端50a，并且流体B可移动通过通道82a并流出外部构件66a的末端74a，使得流体A和流体B可混合，并且如果被点燃就可燃烧。
[0026]图3示出本发明燃烧设备的一个实施例1Ob，其包括具有孔62b的中央构件42b，并且还包括外部构件66b，其定位成使得在外部构件62b和中央构件42b之间限定通道82b。在所示的实施例中，末端50b的第二端部58b是大致凹入的。例如，末端50b的第二端部58b可包括10至40毫米(例如，25毫米)的曲率半径。设备1b配置成允许流体移动通过中央构件42b的孔62b并流出中央构件42b的末端50b。设备1b还配置成允许流体移动通过通道82b并流出外部构件66a的末端74b。例如，在所示的实施例中，流体A可移动通过中央构件42b的孔62b并流出末端50b，并且流体B可移动通过通道82b并流出外部构件66b的末端74b，使得流体A和流体B可以混合，并且如果被点燃就可燃烧。末端50b的第二端部58b的凹入配置可通过激励流体(例如，流体A和流体B)再循环来增加火焰稳定性，其部分是由于在末端50b的第二端部58b附近的适于再循环的更大空间量。
[0027]图4示出本发明燃烧设备的一个实施例10c，其包括具有孔62c的中央构件42c，并且还包括外部构件66c，其定位成使得在外部构件62c和中央构件42c之间限定通道82c。在所示的实施例中，中央构件42c的孔62c的至少一部分不具有恒定直径(例如，孔62c的直径从末端50c的第一端部54c到第二端部58c减小(例如，以恒定速率)。设备1c配置成允许流体移动通过中央构件42c的孔62c并流出中央构件42c的末端50c。设备1c还配置成允许流体移动通过通道82c并流出外部构件66c的末端74c。例如，在所示的实施例中，流体A可移动通过中央构件42c的孔62c并流出末端50c，而流体B可移动通过通道82c并流出外部构件66c的末端74c，使得流体A和流体B可以混合，并且如果被点燃就可燃烧。设备1c还包括喷雾喷射器86c，其设置在中央构件42c的孔62c内，使得当流体(例如，流体A)移动通过中央构件42c的孔62c时，喷雾喷射器86c有助于使得流体雾化。在一个实施例中，实施例1Oc包括用于喷雾喷射器86c的单独的槽/开口。例如，流体A (例如，液体)和流体C(例如，分散气体)可朝向喷雾喷射器86c移动通过中央构件42c的孔62c，并且喷雾喷射器86c和流体C可使得流体A雾化。使得流体(例如流体A)雾化例如可以在与另一种流体(例如，流体B)混合并燃烧之后导致形成纳米颗粒。
[0028]图5示出本发明燃烧设备的一个实施例1Od，其包括具有孔62d的中央构件42d，并且还包括外部构件66d，其定位成使得在外部构件62d和中央构件42d之间限定通道82d。设备1d配置成允许流体移动通过中央构件42d的孔62d并流出中央构件42d的末端50d。设备1d还配置成允许流体移动通过通道82d，并流出外部构件66d的末端74d。例如，在所示的实施例中，流体A可移动通过中央构件42d的孔62d并流出末端50d，并且流体B可移动通过通道82d，并流出外部构件66d的末端74d，使得流体A和流体B可以混合，并且如果被点燃就可燃烧。在图5所示的实施例中，外部构件66d配置成使得流体可以基本上垂直于通道82d的方式被引入到通道82d内，例如使得通过通道82d的流动具有相切于末端74d的速度分量。这样的配置可激励旋流，例如其可激励流体(例如，在末端50d的第二端部58d附近的流体A和流体B)的混合。
[0029]图6示出本发明燃烧设备的一个实施例1Oe，其包括具有孔62e的中央构件42e，并且还包括外部构件66e，其定位成使得在外部构件62e和中央构件42e之间限定通道82e。设备1e配置成允许流体移动通过中央构件42e的孔62e并流出中央构件42e的末端50e。设备1e还配置成允许流体移动通过通道82e，并流出外部构件66e的末端74e。例如，在所示的实施例中，流体A可移动通过中央构件42e的孔62e并流出末端50e，并且流体B可移动通过通道82e，并流出外部构件66e的末端74e，使得流体A和流体B可以混合，并且如果被点燃就可燃烧。在图6中所示的实施例中，设备1e还包括旋流叶片90e，每一个旋流叶片90e可插入到通道82e内，例如，在末端74e附近，并且每一个旋流叶片90e可设置在通道82e内，使得移动通过通道82e的流体(例如，流体B)受到扰动。这样的配置可激励旋流，其例如可激励流体(例如，在末端50e的第二端部58e附近的流体A和流体B)的混合。
[0030]图7示出本发明燃烧设备的一个实施例1Of，其包括具有孔62f的中央构件42f，并且还包括外部构件66f，其定位成使得在外部构件62f和中央构件42f之间限定通道82f。设备1f配置成允许流体移动通过中央构件42f的孔62f并流出中央构件42f的末端50f。设备1f还配置成允许流体移动通过通道82f，并流出外部构件66f的末端74f。例如，在所示的实施例中，流体A可移动通过中央构件42f的孔62f并流出末端50f，并且流体B可移动通过通道82f，并流出外部构件66f的末端74f，使得流体A和流体B可以混合，并且如果被点燃就可燃烧。在图7中所示的实施例中，设备1f还包括设置在中央构件42f的孔62f内的旋流叶片90f，使得移动通过中央构件42f的孔62f的流体(例如，流体A)受到扰动。这样的配置可激励旋流，其例如可激励流体(例如，在末端50f的第二端部58f附近的流体A和流体B)的混合。
[0031]图8示出本发明燃烧设备的一个实施例10g，其包括具有孔62g的中央构件42g，并且还包括外部构件66g，其定位成使得在外部构件62g和中央构件42g之间限定通道82g。设备1g配置成允许流体移动通过中央构件42g的孔62g并流出中央构件42g的末端50g。设备1g还配置成允许流体移动通过通道82g，并流出外部构件66g的末端74g。例如，在所示的实施例中，流体A可移动通过中央构件42g的孔62g并流出末端50g，并且流体B可移动通过通道82g，并流出外部构件66g的末端74g，使得流体A和流体B可以混合，并且如果被点燃就可燃烧。在图8中所示的实施例中，中央构件42g和/或外部构件66是相对于另一个(或相对于基部，其实例参照图1进行描述)可调节的(例如，沿着中央构件42g的纵向轴线)，使得通道82g的至少一部分(例如，通道82g的靠近末端50g和末端74g的部分)在宽度上发生变化。例如，如果中央构件42g是可调节的以及外部构件66g是固定的，则中央构件42g可进行调节(例如，纵向)以使得通道82g的至少一部分在宽度上减小。作为另一个实例，如果中央构件42g被固定，而外部构件66g是可调节的，则外部构件66g是可调节的(例如，纵向)，使得通道82g的至少一部分在宽度上增加。在一些实施例中，中央构件42g和外部构件66g两者都是可调节的。中央构件42g和/或外部构件66g可进行调节，使得获得通道82g(例如，通道82g的靠近末端50g和末端74g的部分)的所需宽度，诸如像0.1毫米至0.15毫米的宽度。可调节的中央构件(例如，中央构件42g)和/或可调节的外部构件(例如，外部构件66g)例如可增加火焰速度和火焰稳定性的控制。
[0032]各种流体可与本发明的设备一起使用以便燃烧和/或材料合成。例如，前体可通过中央构件的孔(例如，中央构件42的孔62)被引入，并且预混物(例如，燃料和氧化剂)可通过在中央构件和外部构件之间的通道(例如，在中央构件42和外部构件66之间的通道82)弓丨入。前体和预混物可以混合，并且如果被点燃就可燃烧，形成材料(例如，纳米颗粒(例如，炭黑，煅制(fumed)的Si02，T12,等))，这例如取决于前体的类型，预混物的类型，通道的宽度，流体加载速率，燃料相对于氧化剂的比率，和温度等等。作为另一实例，燃料可通过中央构件的孔(例如，中央构件42的孔62)被引入，以及氧化剂可通过在中央构件和外部构件之间的通道(例如，在中央构件42和外部构件66之间的通道82)被引入。燃料和氧化剂可以混合，并且如果被点燃就可燃烧。作为一个实例，在一些实施例中，燃料可包括乙烯，以及氧化剂可包括空气，具有从0.8至1.6的当量比。在一些实施例中，前体可包括四异丙醇钛(TTIP)，例如以产生二氧化钛纳米颗粒。在一些实施例中，前体可包括六甲基二娃氧烧(HMDSO)，例如以产生二氧化硅纳米颗粒。在一些实施例中，可基于所选择的燃料，氧化剂，和/或前体，诸如氧化铝，氧化铈，氧化铁，氧化锌，和/或氧化锆来制备其它纳米颗粒和金属氧化物。
[0033]本发明方法的一些实施例包括将第一流体引入到具有纵向轴线的中央构件的孔(例如，孔62)内，所述中央构件包括:联接到基部(例如，基部14)的主体(例如，主体46)，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50)，其中所述末端的至少一部分是大致半球形的;并且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;将第二流体引入到由中央构件和外部构件(例如，外部构件66)限定的通道(例如，通道82)内，所述外部构件包括:联接到所述基部的主体(例如，主体70)；以及与主体成一体的末端(例如，末端74)，其中所述中央构件的末端的至少一部分与外部构件的末端相比距离基部更远;允许第二流体流过中央构件的末端并与第一流体进行混合；以及点燃第一流体和第二流体的混合物。在一些实施例中，第一流体是前体，以及第二流体是燃料和氧化剂的混合物。在一些实施例中，前体包括溶解在溶剂中的金属硝酸盐。在一些实施例中，第一流体是燃料以及第二流体是氧化剂。在一些实施例中，喷雾喷射器(例如，喷雾喷射器86c)设置在所述中央构件的孔内，并且所述方法还包括雾化第一流体。在一些实施例中，第一流体是液体。在一些实施例中，该方法还包括将分散气体引入到中央构件的孔内，使得第二流体被雾化。在一些实施例中，所述方法还包括将第二流体以大致垂直于所述通道的方式引入到通道内。在一些实施例中，所述方法包括相对于所述外部构件来调节所述中央构件，使得在外部构件的末端与中央构件的末端之间的通道的至少一部分在宽度上发生变化；以及在其它实施例中，所述方法包括相对于中央构件来调节所述外部构件，使得在外部构件的末端与中央构件的末端之间的通道的至少一部分在宽度上发生变化。
[0034]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。
[0035]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。
【主权项】
1.燃烧设备，其包括: 基部； 中央构件，所述中央构件具有纵向轴线并包括: 联接到基部的主体，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，孔延伸通过主体和末端；以及外部构件，所述外部构件包括: 联接到所述基部的主体； 与主体成一体的末端，其中所述中央构件的末端的至少一部分与外部构件的末端相比距离基部更远;和 与中央构件的纵向轴线同心的孔； 其中外部构件定位成使得在外部构件和中央构件之间限定通道； 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 允许流体移动通过通道并流出外部构件的末端。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述中央构件的孔包括为2至10毫米的直径。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述中央构件的孔包括为6毫米的直径。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述外部构件的孔包括为30至50毫米的直径。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述外部构件的孔的至少一部分包括为38毫米的直径。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述外部构件包括为30至100毫米的直径。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述中央构件包括为30至45毫米的直径。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述中央构件的末端具有第一端部和第二端部，并且末端的第二端部是大致凹入的。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括: 喷雾喷射器，其设置在所述中央构件的孔内，使得当流体移动通过中央构件的孔时，喷雾喷射器有助于使得流体雾化。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述外部构件配置成使得流体能够大致垂直于通道被引入到通道内。11.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，其设置在所述中央构件的孔内，使得移动通过中央构件的孔的流体受到扰动。12.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，其设置在所述通道内，使得移动通过所述通道的流体受到扰动。13.根据权利要求1所述的设备，其中所述中央构件可相对于所述外部构件进行调节，使得通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。14.根据权利要求1所述的设备，其中所述外部构件可相对于中央构件进行调节，使得通道的至少一部分可以在宽度上发生变化。15.燃烧方法，其包括: 将第一流体引入到具有纵向轴线的中央构件的孔内，所述中央构件包括: 联接到基部的主体，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； 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； 将第二流体引入到由中央构件和外部构件限定的通道内，所述外部构件包括: 联接到所述基部的主体；以及 与主体成一体的末端，其中所述中央构件的末端的至少一部分与外部构件的末端相比距离基部更远； 允许第二流体流过中央构件的末端并与第一流体进行混合；以及 点燃第一流体和第二流体的混合物。16.根据权利要求15所述的方法，其中第一流体是前体，以及第二流体是燃料和氧化剂的混合物。17.根据权利要求16所述的方法，其中前体包括溶解在溶剂中的金属硝酸盐。18.根据权利要求15所述的方法，其中第一流体是燃料以及第二流体是氧化剂。19.根据权利要求15所述的方法，其中喷雾喷射器设置在所述中央构件的孔内，并且所述方法还包括: 雾化第一流体。20.根据权利要求19所述的方法，其中第一流体是液体。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述方法还包括: 将分散气体弓I入到中央构件的孔内，使得第二流体被雾化。22.根据权利要求15所述的方法，其中所述方法还包括: 将第二流体以大致垂直于所述通道的方式引入到通道内。23.根据权利要求15所述的方法，其中所述方法还包括: 相对于所述外部构件来调节所述中央构件，使得通道的至少在外部构件的末端与中央构件的末端之间的部分在宽度上发生变化。24.根据权利要求15所述的方法，其中所述方法还包括: 相对于中央构件来调节所述外部构件，使得通道的至少在外部构件的末端与中央构件的末端之间的部分在宽度上发生变化。
【文档编号】F23D14/58GK105940265SQ201480074354
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年12月4日
【发明人】郑石浩, 纳西尔·梅蒙, 马库斯·阿卜杜
【申请人】阿卜杜拉国王科技大学