用于产生火焰效果的系统和方法与流程

本公开大体涉及火焰效果，更具体而言，涉及用于使用燃料喷嘴系统产生火焰效果的系统和方法。

背景技术：

火焰效果(例如，可见火焰输出)用来在各种应用和行业中为顾客和其他人提供美观的展示，包括在烟花行业、服务业(例如，餐馆、电影院)和游乐园等中。火焰效果大体包括点燃和/或燃烧一种或多种燃料。例如，餐馆中展示的火炬可包括灯芯，其浸湿在燃料(例如，煤油)中，燃料构造成在点火时燃烧。燃烧煤油和灯芯可产生火焰效果，其为餐馆中的顾客释放环境光。

火焰效果在它们较大且为彩色时可更美观且给人印象深刻。例如，具有较大的桔色火焰的火焰效果可比具有小的淡黄色火焰的火焰效果更吸引人和给人印象深刻。另外，小的淡黄色火焰在明亮的下午在户外应用中可能完全或部分地不可见。实际上，特别在户外应用中，火焰效果在一天或一年的不同时间看起来可不同，这取决于环境因素(例如，阳光、天气、污染、风况)。可惜的是，彩色火焰效果大体与不完全燃烧相一致，并且由于通常称为烟灰或灰的残余材料(例如，污染物)的原因，不完全燃烧大体导致污染。因而，现在认识到仍然需要改进的系统和方法来产生平衡清洁性、效率和着色的火焰效果，使得火焰效果美观、清洁地燃烧、成本有效、在运行期间的任何给定时间清楚可见，并且可适于环境因素。

技术实现要素：

下面概述在范围上与原本要求保护的主题相当的某些实施例。这些实施例不意图限制本公开的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供某些公开的实施例的简要概述。实际上，本公开可包含可类似或不同于下面阐述的实施例的多种形式。

根据本公开的一个方面，一种系统包括喷嘴组件，其具有外喷嘴和内喷嘴。内喷嘴的至少一部分嵌套在外喷嘴的至少一部分内。系统还包括燃料源，其具有两种或更多种不同类型的燃料。

根据本公开的另一个方面，一种系统包括自动控制器，其构造成基于包围系统的环境因素而调整燃料源，以控制从燃料源到喷嘴组件的第一喷嘴和第二喷嘴的流体流量。

根据本公开的另一个方面，一种运行系统的方法，包括确定系统周围的环境因素，以及流体联接来自具有两种或更多种不同燃料类型的燃料源的第一类型的燃料与第一喷嘴和来自燃料源的第二类型的燃料与第二喷嘴。方法操作还包括以第一压力传送第一类型的燃料通过第一喷嘴、以第二压力传送第二类型的燃料通过第二喷嘴和传送第一类型的燃料和第二类型的燃料经过点火结构，使得第一类型的燃料和第二类型的燃料点燃，以产生火焰效果。

构成火焰效果系统的子系统和构件包括多个特征，其单独地或协作地使得能够高效地利用燃料、控制和管理火焰特性、相对地定位火焰元素、基于环境状况控制火焰特征、控制相关联的碎片(例如，烟灰和灰)和增强操作特性。在下面详细描述这些不同的特征和它们的特定效果。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本公开的这些和其它特征，方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：

图1为根据本公开的火焰效果系统的实施例的示意性框图，其包括喷嘴组件和控制系统；

图2为根据本公开的实施例的透视图，其包括火焰效果系统的包括与龙模型集成的嵌套喷嘴组件和控制系统结构的部分；

图3为根据本公开的喷嘴组件的实施例的透视图，其包括嵌套喷嘴；

图4为根据本公开的喷嘴组件的实施例的横截面图，其包括嵌套的会聚-发散喷嘴。

图5为根据本公开的图4的喷嘴组件的正视图；

图6为根据本公开的喷嘴组件的实施例的横截面图，其包括成嵌套布置的三个喷嘴；

图7为根据本公开的图6的喷嘴组件的正视图；

图8为根据本公开的喷嘴组件的实施例的横截面图，其包括两个会聚喷嘴；

图9为根据本公开的喷嘴组件的实施例的横截面图，其包括两个基本笔直壁喷嘴；

图10为根据本公开的喷嘴组件的实施例的横截面图，其包括两个嵌套喷嘴；

图11为根据本公开的喷嘴组件的实施例的透视图，其包括两个嵌套喷嘴；

图12为根据本公开的喷嘴组件的示意性框图；以及

图13为根据本公开的操作包括喷嘴组件的系统的方法。

具体实施方式

当前公开的实施例涉及一种系统和方法来产生和控制火焰效果，火焰效果可为美观的、在运行期间可清楚看到、基本清洁地燃烧、成本有效和适于环境因素(例如，阳光、天气、污染、风况)。当前公开的实施例包括一种系统和方法，其使用喷嘴组件，喷嘴组件具有嵌套喷嘴，嵌套喷嘴有利于提供期望火焰特性。例如，本实施例可控制流过嵌套喷嘴组件的多个喷嘴的燃料量、燃料压力、燃料类型等，以实现某些火焰特性(例如，喷射距离、气体包络的布置、可见性、烟灰含量、烟灰分散型式)。本实施例可包括或采用会聚-发散喷嘴(例如，de Laval喷嘴)，其具有喷嘴组件，用于产生火焰效果，以促进特定火焰特性。为了简化，会聚-发散喷嘴可在本文称为“Laval喷嘴”。但是，应当注意，本公开的实施例包含构造成使通过喷嘴的气体加速的任何会聚-发散喷嘴。

首先转到图1，显示示意性框图，其包括根据本公开的火焰效果系统10的实施例。除了别的之外，系统10可包括喷嘴组件12。在示出的实施例中，喷嘴组件12包括内喷嘴14和外喷嘴16，其中内喷嘴14的至少一部分嵌套在外喷嘴16的至少一部分内且与其大体同心。在一个实施例中，内和外喷嘴14, 16可包括沿轴向对称和/或平面对称，但是不完全同心的部分。在根据本公开的实施例中，喷嘴组件12构造成产生火焰效果17(例如，火羽流)，其清楚可见且适于环境因素。

在示出的实施例中，喷嘴组件12构造成通过使燃料(例如，气态或基本气态燃料)加速或将其传送通过内喷嘴14和外喷嘴16来产生火焰效果17。在一些实施例中，调整装置可调整燃料的压力(以及，因而，流率)和/或温度(例如，在到达喷嘴14, 16之前)，使得燃料以足够高的流率输送到喷嘴14, 16，使得燃料能够加速或传送通过喷嘴组件12且在一些实施例中在喷嘴组件12内混合。例如，在一个实施例中，内喷嘴14和外喷嘴16可各自包括会聚部分和发散部分。会聚和发散部分可构造成使通过喷嘴14, 16的气体加速。在另一个实施例中，喷嘴14, 16可仅包括会聚部分或喷嘴14, 16可仅包括发散部分。在任一实施例中，喷嘴14, 16各自构造成限定路径，燃料气体或气体流过其中，使得火焰效果系统10的运行压力(例如，调整装置供应的压力)可最小化，同时仍然传送气体通过各个喷嘴14, 16，以及使气体在各个喷嘴14, 16内混合。另外，内喷嘴14可终止在外喷嘴16内，使得流过进入喷嘴的气体进入外喷嘴16的中心部分中。取决于实施例，气体可在外喷嘴16内保持基本分开，或气体可在外喷嘴16内混合。将在下面参照后图来详细论述这种实施例。应当注意，在一些实施例中，燃料以外的流体(例如，气体)可用来产生不同的效果(例如，与雾相关的效果)。而且，一些实施例可使用燃料和非燃料流体两者。燃料气体通常用作本公开中的特定示例，但是应当理解，可采用其它流体。

在传送通过喷嘴14, 16之后(或在一些实施例中，在加速之前)，气态燃料被点燃以产生火焰效果17。在图1的示出的实施例中，气态燃料传送通过喷嘴14, 16，以高速离开喷嘴组件12和传送经过点火结构18(例如，点火器)，点火结构18包括引火，在气态燃料经过引火时，引火点着或点燃气态燃料，以产生火焰效果17。由于热气态燃料离开喷嘴组件12的速度的原因，火焰效果17被携带远离喷嘴组件12一距离。另外，火焰效果17可基于多个因素而包括特定特性。例如，喷嘴组件12的喷嘴14, 16中的流路径的轮廓、使用的燃料的类型、不同的类型的燃料供应通过喷嘴14, 16中的哪个、燃料的压力等限定火焰效果17的特性，如下面将详细论述的那样。

在图1的示出的实施例中，系统10包括燃料源20，其包括气态燃料，气态燃料通过喷嘴组件12而加速，如上面描述。燃料源20可包括多个隔室或罐(例如，第一罐22、第二罐24和第三罐26)，并且各个罐可包括不同的类型的燃料。一个或多个(或所有)罐可包括可燃燃料，并且一个或多个罐可包括非可燃材料或一些其它流体(例如，氧化剂、惰性气体或稀释剂)。例如，在示出的实施例中，第一罐22可包括丙烷，第二罐24可包括天然气，而第三罐26可包括氮或一些其它惰性气体。但是，在另一个实施例中，一个或多个罐可包括上面未列出的一些其它类型的燃料或流体，诸如氧。

另外，包括处理器30和存储器32的自动控制器28可提供输出，其促使在流体方面联接罐22, 24, 26中的一个与用于内或外喷嘴14, 16中的一个的流体通路，如上面描述。在示出的实施例中，罐22, 24, 26中的一个可布置成与内喷嘴14的流体通路34处于流体连通，并且另一个罐可布置成与外喷嘴16的流体通路36处于流体连通。例如，自动控制器28可操作来将具有丙烷供应的第一罐22布置成与外喷嘴16的流体通路36处于流体连通，并且将具有天然气供应的第二罐24布置成与内喷嘴14的流体通路34处于流体连通。自动控制器28可基于一个或多个控制算法而提供输出，控制算法考虑一个或多个输入值(例如，手动输入、传感器测量值、数据馈送)。例如，在示出的实施例中，自动控制器28接收来自互联网系统37(其仅为通信网络的一个示例)、设置在环境40中接近火焰效果17的传感器38或两者的输入。另外，自动控制器28的输入可为模拟的、数字的或两者。互联网系统37(或不同的通信网络)和传感器38或自动控制器28的一些其它装置或输入对自动控制器28提供与环境40中的环境因素相关的信息。例如，环境因素可包括亮度、污染、阳光、天气、时刻、湿度、风况、来自火焰效果17的烟灰水平或一些其它环境因素。在一些实施例中，内喷嘴14和外喷嘴16中的各个可包括其本身的对应的燃料源、自动控制器、传感器、互联网系统、程序和/或存储器。另外，在一些实施例中，可采用不止两个嵌套喷嘴或嵌套喷嘴组。

自动控制器28可包括燃烧器控制器41，其作为处理器30的补充。燃烧器控制器41构造成在接收来自处理器30的触发信号时开始点火顺序。燃烧器控制器41点燃点火结构18(例如，点火器)，确认点火结构18的点火，以及然后开始将燃料从燃料源20释放到喷嘴14, 16，喷嘴14, 16后续点燃燃料以产生火焰效果17。处理器30可然后分析所有进入的信息(例如，来自传感器38、互联网系统37或一些其它输入的数字或模拟信号)和确定是否给燃烧器控制器41发信号来再次开始点火顺序。

(例如，自动控制器28的)处理器30可表示多个处理器，其协作来提供某些功能，处理器30可在存储器32上执行计算机可读指令(例如，计算机程序)32，存储器32表示有形的(非瞬态)的机器可读介质。计算机程序可包括逻辑，其考虑来自传感器38(传感器38可表示多个不同的传感器)和/或互联网系统37的测量结果且确定燃料源20的哪个或哪些罐来布置成与系统10的流体通路34, 36处于流体连通，以产生最合乎需要的火焰效果17。最合乎需要的火焰效果17可包括与火焰效果17的颜色、火焰效果17的亮度、火焰效果17的清洁度、火焰效果17的成本有效性、火焰效果17的长度和/或火焰效果17的安全性等有关的火焰效果因素。处理器30执行的计算机程序可考虑上面描述的火焰效果17因素中的所有、更多或子集。另外，自动控制器28可与系统10的不同的结构(例如，泵、压缩机、成组的不同的或后备喷嘴和喷嘴组件)协作，以控制火焰的不同的方面。例如，如果自动控制器28确定需要更高压力，则压缩机可被启用或在喷嘴14, 16的入口之前的点火源可被启用。作为另一个示例，如果控制器确定喷嘴14, 16可能不恰当地工作(例如，由于烟灰积聚)，则阀可关闭通往喷嘴14, 16的通路且将燃料引导到一组后备喷嘴。在又一个实施例中，提供不同的火焰特性的一组不同的喷嘴可被自动控制器28基于传感器数据而选择来运行(例如，某些喷嘴对于有风的状况可为优选的)。

继续描述示出的实施例，自动控制器28构造成相应地打开和/或关闭控制阀42, 44(对于内喷嘴14和外喷嘴16中的各个有一个)，以相应地允许或阻挡流体流过燃料通路34, 36到达内喷嘴14和外喷嘴16。自动控制器28可基于来自传感器38和互联网系统37的测量结果和/或信息而以与上面描述的方式相同的方式打开和/或关闭控制阀42, 44。在一些实施例中，自动控制器28可打开或关闭控制阀42, 44中的一个或两者到某个有限程度，以调整从燃料源20发送到燃料通路34, 36中的任一个的燃料的压力。备选地或与上面描述的控制方面相结合，控制阀42, 44可各自包括调整器或调整器可包括在燃料源20中以调整压力。可通过处理器30来指示自动控制器28，以便以上面描述的方式控制调整器或控制阀42, 44。换句话说，大体上，自动控制器28可基于传感器38和/或互联网系统37供应的环境因素而调整供应到燃料通路34, 36(以及，最终供应到内喷嘴14和外喷嘴16)的燃料的压力。另外，输送到内喷嘴14和外喷嘴16的燃料的压力相应地可对于内喷嘴14和外喷嘴16中的各个为不同的，这取决于期望火焰效果。例如，为了实现大约30到40英尺(9.1到12.2米)的火焰，输送到内喷嘴14的天然气的压力(例如，以磅/平方英寸(psi)和千帕(Kpa)测量)的范围例如可为10到40 psi(69到276 Kpa)、20到30 psi(138到207 Kpa)或22到28 psi(152到193 Kpa)，并且输送到外喷嘴16的丙烷的压力的范围例如可为1到20 psi(7到138 Kpa)、5到15 psi(34到103 Kpa)或7到11 psi(48到76 Kpa)。应当注意，在一些实施例中，脉冲火焰效果17可通过以脉冲的方式以上面的压力或以其它方式将燃料输送到内和外喷嘴14, 16来实现。例如，自动控制器28可指示燃料源20(例如，通过调整器或控制阀42, 44)来以恒定压力，以分开三秒切断第二燃料源(例如，通过调整器或控制阀42, 44)的时段的五秒时段将丙烷供应到外喷嘴16和将天然气供应到内喷嘴14。这可导致火焰效果17在各自分开三秒时段的重复的五秒时段中可见。在这些时段之间，自动控制器28可使惰性气体传送通过喷嘴14, 16两者，以快速地熄灭残余火焰。在一些实施例中，惰性气体还可用来将碎片(包括烟灰和灰)排出喷嘴组件12，以防止在喷嘴14, 16和周围设备或物体内的积聚。换句话说，惰性气体将不仅熄灭残余火焰，而且还可大体用来将已经在喷嘴14, 16内的烟灰和灰清除出火焰效果系统10。

进一步进行上面的论述，设置在环境40和互联网系统37或其它装置或通信系统中的传感器38可构造成检测关于环境40的多个各种环境因素的数据和/或将其供应到自动控制器28，环境因素包括环境亮度(例如，阳光)、火焰效果17的亮度、污染、温度、风况和天气等。例如，传感器38可检测到环境40较亮，并且可提供关于环境40的亮度的信息给自动控制器28。自动控制器28可基于接收自传感器38的信息来执行逻辑，以提供输出来将燃料源30的第一罐22(具有丙烷)布置成与第二流体通路36处于流体连通，并且将燃料源30的第二燃料罐24(具有天然气)布置成与第一流体通路34处于流体连通。自动控制器28还可指示控制阀42, 44来完全打开，使得第一燃料罐22在流体方面联接到外喷嘴16其第二燃料罐24在流体方面联接到内喷嘴14，其中丙烷以与供应到内喷嘴14的天然气相同或不同的压力和流率供应到外喷嘴16，这取决于处理器30从传感器38，互联网系统37或处理器30的一些其它输入接收的信息和取决于期望火焰效果17。丙烷可通过外喷嘴16而加速，并且天然气可通过内喷嘴14而加速。气体可离开喷嘴组件12，传送经过点火器18的引火，并且产生可见火焰效果17，其中火焰效果17基于原始供应给处理器30的环境因素而实现亮度、成本有效性和清洁性的最佳组合，如上面描述。

应当注意，如上面所指示，处理器30可执行计算机程序(例如，控制逻辑)，计算机程序基于诸如火焰效果17的亮度、成本有效性和清洁性的因素而考虑输入。另外，计算机程序可基于这种因素的期望重要性对这些因素和其它因素中的各个进行加权。另外，自动控制器28可控制供应到各自燃料通路24, 26的燃料的类型(以及，因而供应到喷嘴14, 16中的任一个)和/或供应到燃料通路24, 26中的任一个(以及，因而供应到喷嘴14, 16中的任一个)的类型的燃料的流率(以及，因而压力)。例如，在一个实施例中，在明亮的日子，控制器28可指示上面的动作来确保火焰效果17在白天燃烧出清楚可见的颜色，但是仍然成本有效和清洁。备选地，在另一个实施例中，在阴暗的日子，控制器28可指示上面的动作来确保火焰效果17清洁且成本有效，但是仍然可见。下面将更详细地描述关于实现合乎需要的火焰效果17，而关于供应到内和外喷嘴14, 16的燃料的类型和所述燃料的流率的细节，。

现在转到图2，显示系统10和伴随的喷嘴组件12的实施例的设置在龙模型60(例如，雕像或电子动物系统)内的部分的透视图。系统10可至少部分地隐藏在龙模型60内(例如，在龙60的嘴62内)，使得系统10和伴随的喷嘴组件12产生的火焰效果17离开龙60的嘴62。换句话说，系统10结合龙雕像60可产生喷火(例如，喷气)的龙60的意图的错觉，以实现娱乐价值。

在示出的实施例中，系统10的构件大体隐藏在龙60的嘴62内。例如，参照图1中描述的构件，燃料源20、控制器28、控制阀42, 44、互联网系统37、处理器和存储器30, 32和其它构件可完全隐藏，而从龙60的嘴62的外部位置不可见。嘴62内的某些构件可安装到龙60的内表面上，以定位系统10。例如，燃料的燃料源20可安装到龙60的构件上，使得直接和间接联接(例如，在结构上联接)到燃料源20上的构件也得到支承。另外，喷嘴14, 16可挂在龙60的嘴62的顶部上，或可由从龙60的嘴52的底部向上延伸到喷嘴14, 16构件支持。另外，点火器18可包括引火64，其中点火器18(例如，喷射引火器)从正好在龙60的口部62内部的底表面向上(例如，沿方向66)延伸，并且在得到来自燃烧器控制器41的指示(如上面描述)时，释放引火64。照这样，加速离开喷嘴14, 16的气态燃料可传送经过点火器18的引火64，并且作为火焰效果17大体沿方向68继续离开口部62。在一些实施例中，火焰效果17可沿方向68离龙62的口部中的引火64的距离介于大约10至60英尺(3-18米)之间、20至50英尺(6-15米)之间或30至40英尺(9-12米)之间。除了别的因素之外，火焰效果17与龙60的口部52的距离可至少部分地由供应到燃料通路34, 36的燃料的流率(以及，因而，供应到内喷嘴14和外喷嘴16的燃料的流率)确定，其中通过控制器28控制流率和所述其它因素，如上面描述的那样。

现在转到图3，显示了具有内喷嘴14和外喷嘴16的喷嘴组件12的透视图。内喷嘴14可包括螺纹部分70，它在内喷嘴14的入口72处，用于将内喷嘴14联接到对应的控制阀42或在内喷嘴14和控制阀42之间延伸的通路(例如，通路34)上。外喷嘴14也可包括螺纹部分74，它在外喷嘴16的入口76处，用于将外喷嘴16联接到对应的控制阀44或在外喷嘴16和控制阀44之间延伸的通路(例如，通路36)上。

在示出的实施例中，内喷嘴14延伸到外喷嘴16的侧部78中，并且在外喷嘴16内弯曲成基本同心定向(例如，相对于外喷嘴16)。换句话说，在示出实施例中，至少内喷嘴14的出口80围绕在喷嘴组件12内大体沿方向68延伸的纵向轴线82与外喷嘴16的出口81基本同心。在另一个实施例中，出口81和出口80可不基本同心，但出口80, 81的横截面轮廓可基本平行于单个平面(例如，垂直于方向68的平面)。换句话说，在一些实施例中，出口81和出口80可为嵌套的(例如，对于至少一部分)，但可不基本同心。例如，出口80, 81可沿轴向对称和/或平面对称。另外，在示出的实施例中，内喷嘴14的出口80相对于外喷嘴16的出口81沿着纵向轴线82偏移达偏移距离84。在下面描述喷嘴组件12的基本同心性和偏移距离84的技术效果。

如之前所描述的那样，气态燃料或其它流体(例如，不可燃流体或惰性气体)通过内喷嘴14和外喷嘴16两者而加速。例如，燃料在外喷嘴16的入口76处进入外喷嘴16。燃料通过外喷嘴16而加速，并且接近内喷嘴14的外表面86，外表面86可部分地干扰通过外喷嘴16的燃料流(例如，流体)。但是，内喷嘴14的出口80相对于外喷嘴16的出口81偏移达偏移距离84。因此，外喷嘴16内的燃料流在离开外喷嘴16的出口81之前可在喷嘴组件12内至少部分地恢复和/或加速。换句话说，当外喷嘴16内的燃料流传送经过内喷嘴14时，流可被干扰且可变得更加紊乱。在经过内喷嘴14的出口80之后，从外喷嘴16经过内喷嘴14的出口80的燃料流可部分地恢复(例如，变得不那么紊乱)，因为(a)燃料(例如，供应到外喷嘴16的燃料)由于离开内喷嘴14的出口80的燃料流(例如，供应到内喷嘴14的燃料)而受到沿径向向外的压力，以及(b)燃料(例如，供应到外喷嘴16的燃料)由于外喷嘴16本身的结构而受到沿径向向内的压力。

另外，如上面指示的那样，流体通过内喷嘴14的入口72进入内喷嘴14，并且弯曲进入例如外喷嘴16内的内喷嘴14的基本同心部分或者与外喷嘴16基本共用流径方向的至少一部分。燃料通过内喷嘴14而加速且在内喷嘴14的出口80处离开，进入到外喷嘴16的一部分中。因此，通过外喷嘴16加速的燃料可围绕流出内喷嘴14且进入到外喷嘴16中的燃料形成基本环形层88。如上面描述，环形层88中的燃料可在被内喷嘴14造成的障碍干扰之后至少部分地恢复，因为有来自外喷嘴16本身的向内压力和经由离开内喷嘴14的燃料的圆柱形流本体90引起的向外压力。换句话说，环形层88可包围或包裹基本圆柱形流本体90(例如，在体积方面)。圆柱形流本体90和环形层88实际上可由于外喷嘴16的会聚和发散而变弯或成曲线形。另外，在一些实施例中，圆柱形流本体90和环形层88可由于外喷嘴16的构造而完全混合，或者进行有限程度的混合，环形层88流过外喷嘴16，并且圆柱形流本体90在离开内喷嘴14之后流过外喷嘴16。因此，应当理解，在外喷嘴16内在内喷嘴14的出口80下游的环形层88和圆柱形流本体90可大体符合外喷嘴16在内喷嘴14的出口80下游的形状，或者在一些实施例中，可由于外喷嘴16在内喷嘴14的出口80下游的形状而混合。因而，应当认识到的是，“环形层”和/或“圆柱形流本体”几何构造(例如，相对于通过喷嘴组件12的流体流)可发生改变，但所述用语“环形层”和/或“圆柱形流本体”在一个实施例中表示相应地来自外喷嘴16和内喷嘴14的流体流的一般形状。将在下面更详细地论述关于流过喷嘴14, 16的流体的构造和效果的多个实施例。

继续示出的实施例，环形层88可包括第一类型的燃料(或其它流体)，并且圆柱形流本体90可包括第二种不同类型的燃料(或其它流体)，如之前所描述。应当注意，在内喷嘴14进入外喷嘴16的点处到达内喷嘴14之前流过外喷嘴16的流体实际上可流过外喷嘴16的全部，并且因而，在内喷嘴14交叉到外喷嘴16中之前不是“环形膜”。如之前所描述，可基于传感器38测得的环境因素来确定组成环形层88的燃料或流体以及组成圆柱形流本体90的燃料或流体，并且通过处理器30转送，以指示自动控制器28，例如调节燃料源22和24和相应地控制阀42和44(例如，如图1和2中示出的那样)。例如，在一个实施例中，环形层88(例如，外喷嘴16的环形层)包括丙烷，丙烷在白天燃烧起来一般比其它可燃燃料(例如，天然气)更明显。圆柱形流本体90(例如，源自内喷嘴14中)例如可包括天然气，天然气在白天燃烧起来没有其它可燃燃料(例如，丙烷)那么明显，但它更清洁且不那么昂贵。照这样，在明亮的日子，喷嘴组件12产生的火焰效果17可包括清楚可见的燃烧环形层88，它围绕更清洁燃烧的、不那么昂贵的圆柱形流本体90。在另一个实施例中，环形层88和圆柱形流本体90可实际上在外喷嘴16内在内喷嘴14的出口80下游混合。因此，火焰效果17可为明亮且清洁地燃烧的，但可能未必包括明亮燃烧的外层(例如，外膜)和清洁地燃烧的内部部分，但是可改为基本混合，使得整个火焰效果17明亮且颜色丰富，同时还保持清洁。

在另一个实施例中，环形层88可包括天然气，并且圆柱形流本体90可包括丙烷，丙烷会产生清楚可见地燃烧的圆柱形流本体90和更清洁燃烧的、不那么昂贵的环形层88。备选地，流体的两个部分可彻底混合，如上面描述。另外，在上面描述的任何实施例中，天然气大体比丙烷更有浮力，这可使得更清洁燃烧的天然气能够将燃烧或喷燃的丙烷污染物“运载”到一定距离，使得丙烷污染物在与空气混合时可在该距离上分散和/或扩散，这与丙烷污染物集中(例如，沉淀)在特定区域中相反。如之前所描述，可通过自动控制器28，基于传感器38测得的和/或从互联网系统37转送的环境因素，来指示对各个喷嘴14, 16选择的燃料类型。另外，可通过自动控制器28的指示来启用环形层88中的燃料和圆柱形流本体90中的燃料的相应压力(以及，因而相应流率)，如之前所描述，为了基于处理器30执行的计算机程序来优化火焰效果17。

现在转到图4，在横截面侧视图中示出喷嘴组件12的实施例。特别地，在图4示出的实施例中，喷嘴14, 16是Laval喷嘴。在示出的实施例中，内喷嘴14以角度100进入到外喷嘴16的侧部78中，其中在内喷嘴14的入口部分104的纵向轴线102和喷嘴组件12的纵向轴线82之间测量角度100。角度100可介于大约20和70度之间、30和60度之间、40和50度之间，或者43和47度之间。在设计期间可基于多种因素来确定角度100。例如，角度100可为钝角，以使得流能够较好地通过内喷嘴14。换句话说，关于钝角度100，内喷嘴14在外喷嘴16内包括更缓和的曲线102，这可使得能够改进通过内喷嘴14的流。但是，由于包括钝角100，内喷嘴14的入口部分104可更长，并且使得外喷嘴16内的流要克服更大的阻碍。备选地，关于锐角100，入口部分104更短，并且使得外喷嘴16内的流要克服更小的阻碍，但是由于方向流突然改变，内喷嘴14内的流可经历增大的湍流。另外，偏移距离84可影响最佳角度100，因为由于更大的偏移距离84，环形膜88从内喷嘴14的入口部分104提供的流阻碍要恢复更长距离。因而，在一些实施例中，偏移距离84可更长，而且角度100更加尖锐，这使得能够改进通过内喷嘴14的流，而且使得通过外喷嘴16的流(例如，环形膜88)能够有更长距离来恢复。

继续图4，如之前所描述，内喷嘴14和外喷嘴16两者在一个部分中会聚且在另一个部分中发散。例如，内喷嘴14包括会聚部分106和发散部分108，并且外喷嘴16包括会聚部分110和发散部分112。在内喷嘴14的会聚部分106和发散部分108之间的是内喷嘴14的喉部114。在外喷嘴16的会聚部分110和发散部分112之间的是外喷嘴16的喉部116。在示出的实施例中，内喷嘴14的出口80设置在外喷嘴16的会聚部分110的开始部附近。换句话说，在一些实施例中，偏移距离84可基本对应于外喷嘴的会聚部分110和发散部分112的共同长度。这可使得能够在外喷嘴16中在外喷嘴16的会聚部分110和发散部分112内至少部分地恢复环形层88。备选地，在一些实施例中，可在外喷嘴16内对气体(例如，环形层88和圆柱形流本体90)提供更长的可混合距离(例如，从内喷嘴14的出口80到外喷嘴16的出口81测量)。

在图5中的正视图中显示喷嘴组件12的实施例。在示出的实施例中，内喷嘴14的出口80与外喷嘴16的出口81围绕纵向轴线82基本同心。在操作期间，环形层88将在外喷嘴16和内喷嘴14之间，并且圆柱形流本体90离开内喷嘴14并且包括在外喷嘴16内的横截面，它基本等于内喷嘴14的出口80的横截面。但是，应当注意，在外喷嘴16内沿着纵向轴线82的一个点处得到的环形层88和圆柱形流本体90的横截面可不完全等同于相应地在外喷嘴16内沿着纵向轴线82的另一个点处得到的环形层88和圆柱形流本体90的横截面。横截面之间发生差异可能是因为外喷嘴16的会聚和发散，会聚和发散会相应地减小和增加外喷嘴16的横截面积。横截面之间发生差异还可能是因为内喷嘴14干扰了在外喷嘴16中在外喷嘴16的会聚部分110和发散部分112(如图4中显示的那样)下游的流。另外，如上面描述，在一些实施例中，环形层88和圆柱形流本体90可由于外喷嘴16在内喷嘴14的入口80下游的轮廓而混合。

虽然上面描述的喷嘴组件12的实施例包括内喷嘴14和外喷嘴16，但一些实施例可包括不止两个喷嘴。例如，在图6中的横截面侧视和图7中的正视图中示出具有三个喷嘴的喷嘴组件12的实施例。在示出的实施例中，内喷嘴14和外喷嘴16两者都设置在第三喷嘴120内。内喷嘴14可按与内喷嘴进入外喷嘴16的侧部78相同的方式，进入到第三喷嘴120的侧部122中。外喷嘴120可联接到与内喷嘴14和外喷嘴16相同的燃料源(例如，燃料源20)上。在示出的实施例中，各自喷嘴14, 16, 120可包括不同类型的燃料。例如，内喷嘴14可包括天然气，外喷嘴16可包括丙烷，并且第三喷嘴120可包括氮，它们可用来在离开喷嘴组件12之后将例如来自燃烧的丙烷的污染物“运载”到远离喷嘴组件12的一距离，类似于上面关于天然气所描述的那样。照这样，离开第三喷嘴120的出口124的燃料(例如，在传送通过第三喷嘴120的会聚部分126和发散部分128之后)可包括圆柱形流本体90、环形层88，以及沿径向在环形膜88附近且包围它的第二环形层130。如之前所描述，圆柱形流本体90、环形层88和第二环形层130可各自包括彼此不同类型的燃料。例如，圆柱形流本体90可包括天然气，环形层88可包括丙烷，并且第二环形层130可包括氮。在另一个实施例中，圆柱形流本体90可包括氮，环形层88可包括天然气，并且第二环形层130可包括丙烷。取决于期望火焰效果17，任何燃料或流体都可用于三个喷嘴中的任一个。

应当注意，虽然示出了喷嘴的某些实施例包括会聚-发散喷嘴，但在其它实施例中，可采用喷嘴类型的变型。例如，一些喷嘴类型可能只是会聚，或者包括基本一致的(平行的)壁。在图8中，显示了喷嘴组件12的实施例具有内喷嘴14和外喷嘴16，其中内喷嘴14和外喷嘴16是会聚喷嘴。换句话说，内喷嘴14包括会聚部分106，并且外喷嘴16包括会聚部分110。在示出的实施例中，喷嘴14, 16都不包括发散部分。会聚部分106, 110可使燃料通过各个相应的喷嘴14, 16而加速，并且燃料通过外喷嘴16的出口81离开喷嘴组件12。在图9中，显示了喷嘴组件12的实施例具有内喷嘴14和外喷嘴16，其中，内喷嘴14和外喷嘴16是基本一致的(平行的)直壁喷嘴。换句话说，内喷嘴14的内部部分140为基本圆柱形，其中内喷嘴14的内部部分140的内表面142基本沿平行于纵向轴线90的方向68延伸。另外，外喷嘴16的内部部分144为基本圆柱形，其中外喷嘴16的内部部分144的内表面146基本沿平行于纵向轴线90的方向68延伸。大体上，可取决于期望火焰效果17来选择多个喷嘴14, 16的轮廓，以及相应地选择在喷嘴14, 16的出口80, 81之间的偏移或多个偏移(例如，偏移距离84)。例如，如果期望火焰效果17要求来自内喷嘴14和外喷嘴16的气体在喷嘴组件12内混合，则可据此选择内喷嘴和外喷嘴16的适当轮廓和适当的偏移距离84。如果期望火焰效果17要求来自内喷嘴14和外喷嘴16的气体保持独立(例如，通过保持通过喷嘴组件12的基本环形膜88和圆柱形本体流90)，则可据此选择内喷嘴和外喷嘴16的适当轮廓和偏移距离84。

还应当注意，在其它实施例中，喷嘴的流体通路可按一些其它方式联接或附连在一起。在图10中示出一个这种实施例，图10是呈特定几何构造的内喷嘴14和外喷嘴16的横截面图。在示出的实施例中，联接到燃料源20(未显示)上的一个或多个燃料通路(例如，通路146)可各自将不同类型的燃料或流体运载到外喷嘴16。或者，各个通路146可将相同燃料或流体运载到外喷嘴16。在示出的实施例中，内通路147联接到内喷嘴14上，并且将来自燃料源20(未显示)的燃料或流体供应到内喷嘴14。然后喷嘴组件12可传送燃料通过各个喷嘴14, 16，使得燃料在外喷嘴16的出口81处离开，并且传送经过点火器18的引火64，以产生火焰效果17。图11显示具有类似特征的内喷嘴14和外喷嘴16的透视横截面图。

还可存在其它实施例。例如，在一个实施例中，喷嘴组件12可仅包括单个喷嘴，其中燃料或流体通路联接到喷嘴的后面，并且一系列更小的燃料通路可进入到喷嘴的侧壁中且在侧壁处终止。因而，传送通过更小燃料通路的燃料或流体可从侧壁直接喷射到喷嘴中，进入到从喷射的后面发送通过喷嘴的燃料流或流体流中。

如上面描述，可对前面描述的喷嘴14, 16, 120中的任何一个使用任何可燃或不可燃气体，并且可基于传感器38获得的或者由互联网系统37提供给处理器30的与环境因素有关的测量结果，来确定针对各个喷嘴14, 16, 120从燃料源选择的所述可燃或不可燃气体。通过各个喷嘴14, 16, 120而加速的特定类型的气体(例如，燃料)可基于由传感器36获得和/或互联网系统38, 40提供的测量结果而包括合乎需要的特性。例如，如之前所描述，可针对喷嘴14, 16, 120中的一个选择丙烷，以提供可在白天看到的可视火焰效果17。由于与清洁性和/或成本有关的考量，可针对喷嘴14, 16, 120中的一个选择天然气。特别地，可在晚上选择天然气，因为燃烧的天然气在黑暗中大体是可见的，而且比丙烷更加成本有效和清洁，丙烷在白天和晚上大体是可见的。另外，如之前所描述，由于从控制器28到一个或多个系统促动器(例如，控制阀)的输出产生的动作，行进通过喷嘴14, 16, 120中的任何一个的任何一种燃料的质量流率(以及，因而压力)可提高或降低。

应当注意，在之前示出的实施例中的某些元件可包括一些尚未描述的变型。例如，图12中显示的示意性图是为了提供系统10和喷嘴组件12的基本说明。在示出的实施例中，显示了喷嘴组件12的多个构造148具有嵌套喷嘴，它具有相应的气体流径，这由箭头149指示。在一些实施例中，如第一构造150指示的那样，两个喷嘴可处于基本同心定向150，并且外喷嘴的出口可沿着气体流路径149比内喷嘴的出口更远。在其它实施例中，如第二定向152大体表示的那样，三个或更多个喷嘴可处于基本同心定向，而且从第二最内喷嘴到最外喷嘴的各自相应的喷嘴可具有出口，气体流径149沿着该出口比嵌套在其中的喷嘴或多个喷嘴的出口延伸得更远。仍然在其它实施例中，如第三定向154大体表示的那样，多个喷嘴可嵌套在彼此内，而且某些喷嘴可具有对齐的出口。另外在其它实施例中，嵌套在喷嘴内的喷嘴具有的出口可沿着气体流路径149比它们所嵌套的喷嘴延伸得更远。根据本公开，可对喷嘴组件12使用任何定向和数量的嵌套喷嘴。

在一些实施例中，各个喷嘴如之前论述的那样可包括会聚部分和发散部分，以使传送通过特定喷嘴的热气加速。但是，其它实施例可包括仅有会聚部分的喷嘴、仅有发散部分的喷嘴、仅有直壁(例如，基本圆柱形)部分的喷嘴，或者所描述的部分的一些其它组合。而且，虽然在示出的实施例中的嵌套喷嘴的出口之间有偏移，但在一些实施例中，喷嘴出口可基本对齐。例如，两个内喷嘴可具有对齐出口，但仍然相对于最外喷嘴偏移，最外喷嘴具有延伸经过最内喷嘴的出口的出口。

另外，喷嘴可构造成接收插件，使得插件可手动地插入到任何喷嘴中而重新限定喷嘴。例如，具有会聚部分和发散部分的喷嘴可基于期望火焰效果17，来接收仅有会聚部分的插件，以暂时将喷嘴重新限定成仅有会聚部分的喷嘴。可使用具有插件的喷嘴，直到确定期望火焰效果17可受益于具有会聚和发散部分两者的喷嘴，这时可移除插件。应当注意，喷嘴的初始构造可仅仅包括会聚部分或者会聚部分和发散部分两者，而且插件可仅仅包括会聚部分或者会聚部分和发散部分两者。另外，插件可包括与初始喷嘴相同类型的部分(例如，会聚和/或发散)，但多个部分的尺寸(例如，横截面面积、斜率)可根据插件而不同，而且在某些条件下(例如，基于环境因素)在某些方面可加强火焰效果17。还是另外，初始喷嘴、插件或它们两者可包括直壁(例如，基本圆柱形)部分，如之前所描述。而且，可提供多个不同的喷嘴和/或喷嘴插件作为喷嘴组，可通过使燃料流改向或者操纵喷嘴组来交替使用喷嘴组或不使用喷嘴组。换句话说，自动控制器28可通过调整将不同的喷嘴和/或喷嘴插件放到喷嘴组件12中，除了如之前所描述的那样确定各个喷嘴的适当燃料源和各个燃料源的适当压力之外，自动控制器28可基于自动控制器28接收到的环境因素来确定适当的喷嘴和/或插件。在一些实施例中，可使用多个控制器，其中各个控制器控制上面描述的一个或多个构件，并且各个控制器可接收相同或不同的处理器的指示，其中各个处理器接收来自相同或不同的传感器和/或互联网系统的测量结果。

继续图12，自动控制器28可包括一个或多个输入156或者联接到一个或多个输入156上。输入156可包括传感器38测得的环境因素的测量结果和互联网系统37提供的环境因素的值。环境因素可包括环境亮度、火焰亮度、环境污染、火焰烟灰水平、天气、风况、时刻和/或湿度。另外，输入156可为模拟和/或数字输入。

自动控制器28还可包括或联接到一个或多个促动器158上，其中自动化控制器28对促动器158提供用于调整促动器158的指示。促动器158可包括阀、调整器、泵、点火器或者用于促动系统10的多个结构的其它结构。促动器158可包括在喷嘴组件12上游的促动器158和在喷嘴组件12下游的促动器158。例如，在喷嘴组件12上游，促动器158可包括旋转器，旋转器构造成使燃料源20围绕轴承旋转，其中轴承在物理上联接到燃料源20的两个或更多个燃料罐上。由于燃料源20围绕轴承旋转，燃料源20的两个或更多个燃料罐中的一个可在流体方面联接到通往一个喷嘴的管道上。在其它实施例中，不同类型的促动器158可用来将适当的燃料类型联接到适当的喷嘴上。另外，在喷嘴组件12上游，促动器158可包括调整装置，以在燃料输送到适当的喷嘴时调整燃烧类型的压力(例如，供应压力)。例如，促动器158可包括泵，泵构造成在某些压力下将燃料泵送到喷嘴。根据本公开，可包括其它促动器158，以促动喷嘴组件12上游的系统10的其它部分。

在喷嘴组件12下游，一个促动器158可为风扇，风扇构造成向上和/或以一定角度吹火焰效果17，使得火焰效果17产生的烟灰吹离系统10，并且在一定距离上扩散，这与集中在系统10附近的一个地方相反。在一些实施例中，点火结构18可认为是一个促动器158，并且自动控制器28可控制点火结构18，以确定何时使用点火结构18。例如，在一个实施例中，点火结构18是火焰，其中传送通过喷嘴组件12的燃料传送经过火焰。自动控制器28可控制点火结构18何时有点火火焰，以及点火结构18何时没有点火火焰。另外，在喷嘴组件12下游的一个促动器158可包括旋转器，旋转器构造成使一组喷嘴或喷嘴插件围绕轴承旋转，使得适当的喷嘴或喷嘴插件可如之前所描述那样放到喷嘴组件12中。根据本公开，可包括其它促动器158，以促动喷嘴组件12下游的系统10的其它部分。

现在转到图13，显示了示出操作系统10的方法160的过程流程图。方法160包括确定(方框162)喷嘴组件12周围的环境因素。如之前所描述，确定喷嘴组件12周围的环境因素可包括通过传感器38测量环境因素且将测量结果提供给自动控制器28。另外，互联网系统37可用来将环境因素的值提供给自动控制器28。方法160还包括基于自动控制器28接收到的环境因素，在流体方面联接(方框164)来自燃料源20的适当的燃料类型或多个适当的燃料类型与内喷嘴14和外喷嘴16中的各个。另外，方法160包括使燃料在适当的相应的压力下通过喷嘴组件12的喷嘴14, 16加速或传送(方框166)通过喷嘴组件12的喷嘴14, 16，适当的相应的压力由自动控制器28基于环境因素来确定和调整(例如，通过自动地控制控制阀、调整器、泵)。还是另外，方法160包括使燃料传送(方框168)经过点火结构18(例如，火焰)，以产生火焰效果17。

虽然本文仅示出和描绘了某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，要理解的是，所附权利要求意于覆盖落在本公开的真实精神内的所有这样的修改和改变。