点火器系统

技术领域

本申请涉及火炬技术领域，尤其涉及一种点火器系统。

背景技术

火炬通常应用于各类运动会开幕式点火仪式中，燃烧产生壮丽的火焰效果，可为运动会烘托气氛，提升庄严感。

火炬燃料先后经历了金属镁、天然树脂、柴油、液化气等历程，随着环保要求的提高，能充当火炬燃烧的选择并不多，较为常见的就是柴油、煤油、天然气和氢气等。

柴油燃烧伴随有大量的浓烟并产生较高的碳排放，劣势较明显。天然气属于化石燃料范畴，燃烧产生的二氧化碳会对大气环境造成额外的碳排放增量。此外天然气作为气体燃料，同等火焰大小需要的燃气量相对于液体燃料较大，燃料输送管路铺设会产生大量的建设成本。氢气燃烧虽然没有碳排放，但氢气较高的建设成本及作为易燃易爆气体燃料，在存储和使用过程中存在安全隐患。

因此，需要设计一种燃烧充分、污染小的点火器系统。

发明内容

本申请提供一种点火器系统，燃烧充分且污染小。

本申请提供了一种点火器系统，包括输送组件、点火器本体、和电磁阀，所述点火器本体内设置有喷嘴；所述输送组件包括燃料储罐和输送管路；所述燃料储罐内存储有甲醇和焰色反应添加剂；

所述输送管路的一端与所述燃料储罐连接，另一端与所述电磁阀连接，所述电磁阀与所述喷嘴连通。

可选地，所述点火器系统还包括回流组件，所述回流组件包括回流管路，所述回流管路的一端与所述电磁阀连接，另一端与所述燃料储罐连接。

可选地，所述点火器系统包括多个燃料储罐，多个所述燃料储罐内的焰色反应添加剂组分不同；多个所述燃料储罐通过多条输送管路与阀门同所述输送管路连通；通过切换所述阀门可以调节与所述输送管路连通的所述燃料储罐。

可选地，所述输送组件还包括增压泵、第二压力计、过滤器和温度计，所述增压泵、所述第二压力计、所述过滤器和所述温度计设置在所述输送管路上；

所述回流组件包括第一压力计，所述第一压力计设置在所述回流管路上。

可选地，所述焰色反应添加剂包括氯化钠、氯化钙、氯化锶中的至少两种饱和溶液。

可选地，所述燃料储罐内储存有91份甲醇、6份氯化钠、2份氯化钠和1份氯化锶；或

所述燃料储罐内储存有89份甲醇、10份氯化钠和1份氯化钠；或

所述燃料储罐内装有173份甲醇、26份氯化钠和1份氯化钠。

可选地，所述点火器系统还包括旋流组件，所述旋流组件包括隔板和旋流片，所述隔板的中间设有圆孔，所述喷嘴布置在所述圆孔下方；

所述旋流片布置在所述隔板上并与所述圆孔的径向呈夹角布置；所述旋流片与所述隔板之间形成有风道。

可选地，所述风道与所述旋流片平行设置，所述旋流片与所述圆孔相切。

可选地，所述旋流片绕所述圆孔均匀分布；相邻所述旋流片在所述隔板上的投影间形成锐角，所述锐角的范围为20°～40°。

可选地，所述旋流片自所述隔板的上表面向上倾斜延伸，所述风道位于所述旋流片的下方。

可选地，所述点火器本体包括喷嘴罩和点火针，所述喷嘴罩沿所述隔板的外周布置；所述点火针布置在所述喷嘴罩的外侧。

可选地，所述喷嘴设有多个，多个所述喷嘴间通过连接管路连接，所述连接管路的一端与所述输送管路连接，所述连接管路的另一端与回流管路连接；

其中，每个所述喷嘴对应一个所述喷嘴罩。

可选地，所述点火器本体还包括拢火罩，所述拢火罩沿多个所述喷嘴罩和所述点火针的外周布置。

可选地，所述点火器系统还包括燃烧空气供给组件，所述燃烧空气供给组件包括补风风机和风管，所述风管一端连接所述补风风机；另一端布置在所述隔板下方且正对所述风道。

可选地，所述喷嘴、所述燃料储罐、输送管路、回流管路和输送管路采用不锈钢材质；

所述燃料储罐上设有液位显示；

所述燃料储罐为双层结构；

所述燃料储罐的下部设有出液口，所述燃料储罐的上部设有入液口。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：通过喷嘴将甲醇和焰色反应添加剂与空气混合均匀，燃烧充分且污染小；此外通过调节甲醇和焰色反应添加剂之间的组分，满足不同的艺术效果；此外通过风道的气流随着旋流片的角度产生涡流，从而促使甲醇、焰色反应添加和空气更加充分混合，保证火焰姿态漂移稳定。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。

图1是本申请实施例中点火器系统的流程示意图；

图2是本申请实施例中旋流组件的俯视图；

图3是本申请实施例中旋流片和隔板的局部剖视图；

图4是本申请实施例中点火器本体的俯视图。

附图标号说明：

10-输送组件；11-燃料储罐；111-液位显示；112-出液口；12-增压泵；13-输送管路；14-第二压力计；15-止回阀；

20-回流组件；21-回流管路；

30-旋流组件；31-隔板；311-圆孔；312-上表面；32-旋流片；33-风道；

40-点火器本体；41-喷嘴；42-喷嘴罩；43-拢火罩；44-连接管路；

50-电磁阀。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本说明书使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内设有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

接下来对本说明书实施例进行详细说明。

一般采用甲醇作为主火炬燃料；但甲醇是液体燃料，常规的燃烧方式为直接点燃或者气化后点燃甲醇蒸汽，但经过测试，该种方式均无法实现火焰姿态动态可调。需要指出的是，虽然以下以甲醇作为燃料进行举例说明，但具体燃料不仅限于此。

本实施例公开了一种点火器系统，包括输送组件10、点火器本体40和电磁阀50，点火器本体40内设置有喷嘴41；输送组件10包括燃料储罐11、和输送管路13；燃料储罐11内存储有甲醇和焰色反应添加剂；通过将喷嘴41喷出的甲醇和焰色反应添加剂与空气混合均匀，燃烧充分且污染小。

具体地：

在一种可能实现方式下，输送管路13的一端与燃料储罐11连接，另一端与电磁阀50连接，电磁阀50与喷嘴41连通，电磁阀50与喷嘴41也通过管路进行连接。通过控制电磁阀50的通断，实现喷嘴41与燃料储罐11间的连通。需要指出的是，这里所说的是指设有一个喷嘴41时的实施例。

参照图1所示，当设有多个喷嘴41时，多个喷嘴41间通过连接管路44连接，连接管路44的一端与输送管路13连接，燃料通过输送管路13输送至连接管路44上；然后每个喷嘴41对应设置有一个电磁阀50，并分别通过控制电磁阀50实现对应单个喷嘴41的通断。

本实施例中，输送管路13和连接管路44采用不锈钢材质，以实现输送管路13和连接管路44的可弯折性，满足火炬塔主体框架的伸展回收。当然输送管路13和连接管路44也可以采用其他材质，在此不作限制。

本实施例中，燃料储罐11采用不锈钢材质，具有耐腐蚀、耐磨损等优点。当然燃料储罐11也可以采用其他材质，在此不作限制。

燃料储罐11上设有液位显示111，以便操作人员可以通过液位显示111观察燃料储罐11的容量，并及时往燃料储罐11内加入燃料。

燃料储罐11的下部设有出液口112，燃料储罐11的上部设有入液口，以便于燃料的更换或补充。其中，这里所说的下部可以是指在燃料储罐11的底面，或者靠近底面的侧边。另外这里所说的上部可以是指燃料储罐11的顶部或者靠近顶部的侧边，具体在此不作限制，只要能实现燃料的入液与出液即可。

燃料储罐11为双层结构，以满足消防安全要求。

本实施例中，喷嘴41采用不锈钢材质，不锈钢材质具有耐高温高压的性质，结构稳定。当然喷嘴41也可以采用其他材质，在此不作限制。

进一步地，输送组件10还包括增压泵12，增压泵12设置在输送管路13上。即燃料从燃料储罐11内通过输送管路13输送至增压泵12，并通过增压泵12将液体状的燃料加压雾化，最后通过控制电磁阀50的通断，完成燃料的喷出。相较于直接点燃，雾化后的燃料可以增加与空气的接触面积，保证燃烧的充分。

在本实施例中，增压泵12一般加压的压强在0.3～0.9MPa。

进一步地，输送组件10还包括过滤器，过滤器设置在输送管路13上。通过过滤器过滤燃料中的杂质，以减少燃烧过程中产生有害气体。

此外，输送组件10还包括温度计和第二压力计14，温度计和第二压力计14设置在输送管路13上。这样设计的好处在于，对加压后燃料的温度和压力进行实时监控。当加压后燃料的压力和温度不符合要求时，通过回流组件20中的回流管路21，重新回到燃料储罐11中。

此外，输送组件10上还包括止回阀15，通过布置止回阀15可以防止输送管路13中的燃料回流至燃料储罐11。如图1所示的实施例中，止回阀15布置在增压泵12和第二压力计14之间。当然，止回阀15也可以布置在输送管路13上的其他地方，具体不作限制。

在一种可能实现的方式下，点火器系统还包括回流组件20，回流组件20包括回流管路21，回流管路21的一端与电磁阀50连接，另一端与燃料储罐11连接，使未燃烧的燃料回收到燃料储罐11内，然后重新加压使用，有利于节约燃料。需要指出的是，这里所说的是指设有一个喷嘴41时的实施例。

参照图1所示，当设有多个喷嘴41时，多个喷嘴41间通过连接管路44连接，连接管路44的另一端与回流管路21连接。在具体实施中，可根据使用需要和所需效果设置合适的喷嘴41数量及布局，从而实现火焰的大小和姿态的调整。

除了上述未燃烧的燃料需要回收至燃料储罐11，另外考虑到增压泵12在加压启动前需要耗费一定时间，故在启动期间流经增压泵12的燃料无法达到设定的压力值，无法从喷嘴41喷出。为了节约燃料，此时燃料也需要回流至燃料储罐11，然后重新加压使用。即关闭电磁阀50，使燃料可以直接从输送管路13，经回流管路21后直接流入燃料储罐11，而不需要再流经喷嘴41。

此外，本实施例中的火炬在实际应用时，火炬本体从地面弯曲上升，会对输送管路13中燃料的压力产生影响，导致输送管路13内的燃料的压力值无法达到喷射的压力值，故在火炬本体上升期间的燃料也需要回流至燃料储罐11内，然后重新加压使用。即关闭电磁阀50，使燃料可以直接从输送管路13，经回流管路21后直接流入燃料储罐11，而不需要再流经喷嘴41。

本实施例中，回流管路21采用不锈钢材质，以实现回流管路21的可弯折性，满足火炬塔主体框架的伸展回收。当然回流管路21也可以采用其他材质，在此不作限制。

进一步地，回流组件20上设置有第一压力计(图中未示出)，以检测回流管路21的压力值。

在一种可能实现的方式下，点火器系统包括多个燃料储罐11，多个燃料储罐11内的焰色反应添加剂组分不同；多个燃料储罐11通过多条输送管路13与阀门同输送管路13连通；通过切换阀门可以调节与输送管路13连通的燃料储罐11。其中焰色反应添加剂呈液态状。

这样设计的好处在于，如果需要调整火炬火焰颜色，仅需要切换阀门即可实现连通不同组分的燃料储罐11，而不需要调整多孔介质填充的格栅或者更换已经含有焰色反应添加剂的甲醇燃料，实现了火炬火焰色彩的快速调节。

本实施例中，输送管路13采用不锈钢材质，以实现输送管路13的可弯折性，满足火炬塔主体框架的伸展回收。当然输送管路13也可以采用其他材质，在此不作限制。

具体地，这里所说的焰色反应添加剂包括氯化钠、氯化钙、氯化锶中的至少两种饱和溶液。

在一种可能实现的方式下，燃料储罐11内储存有91份甲醇、6份氯化钠、2份氯化钠和1份氯化锶；或着在另一种可能实现的方式下，燃料储罐11内储存有89份甲醇、10份氯化钠和1份氯化钠；或着在另一种可能实现的方式下，燃料储罐11内装有173份甲醇、26份氯化钠和1份氯化钠。需要指出的是，这里所说的焰色反应添加剂组分只是一种可以实现的方式，包括但不仅限于此，具体包括但不仅限此。

为避免碱金属盐在甲醇燃料中溶解速度较慢，不充分溶解堵塞雾化喷嘴41。需先采用蒸馏水配比为氯化钠、氯化钙的饱和溶液，再直接在燃料储罐11中添加焰色反应添加剂，最终在达到钠离子和钙离子浓度在20ppm～150ppm范围内的指定浓度。

另外控制钠离子和钙离子浓度在20ppm～150ppm范围内的指定浓度在于雾化喷嘴41位置温度较高，如采用过量浓度的添加剂会造成雾化喷嘴41位置添加剂结晶，堵塞喷嘴41。

在一种可能实现的方式下，参照图2-3所示，点火器系统还包括旋流组件30，旋流组件30包括隔板31和旋流片32，隔板31的中间设有圆孔311，喷嘴41布置在圆孔311下方。在雾化喷嘴周围增加空气流通通道，通过控制流通空气量和燃料雾化压力实现火焰姿态动态可控。

参照图3所示，旋流片32布置在隔板31上并与圆孔311的径向呈夹角布置；旋流片32与隔板31之间形成有风道33。通过风道33的气流随着旋流片32的角度产生涡流，从而促使燃料和空气的充分混合，同时保证火焰姿态漂移稳定。

在一种可能实现的方式下，点火器系统还包括燃烧空气供给组件，燃烧空气供给组件包括补风风机和风管，风管一端连接补风风机；另一端布置在隔板31下方且正对风道33。通过补风风机工作，使气流穿过风道33。且在旋流片32作用下，强制气流在向上运动的同时产生切向旋转运动，从而使得火焰姿态动态飘逸。

具体地，根据现场气象环境条件，通过调整风机转速，风机入口截面积实现不同风量控制，同时通过风道33不同角度设计，实现火焰姿态飘逸稳定。

进一步地，旋流片32自隔板31的上表面312向上倾斜延伸，旋流片32自隔板31的上表面312向上倾斜延伸，风道33位于旋流片32的下方。即风道33中气流的流动方向背离圆孔311。

优选地，旋流片32与隔板31一体成型，以加强旋流组件30的结构强度。

在一种可能实现的方式下，旋流片32与圆孔311的径向形成锐角夹角，锐角夹角的范围为10～20°。比如锐角夹角为10°、12°、15°、16°、20°等等，具体在此不作限制。

在一种可能实现的方式下，风道33与旋流片32平行设置，旋流片32与圆孔311相切，以使气流产生切向旋转运动。

在一种可能实现的方式下，参照图2所示，旋流片32绕圆孔311均匀分布；相邻旋流片32间在隔板31上的投影间形成锐角夹角a，锐角夹角a的范围为20°～40°。比如锐角夹角a可以为20°、25°、30°、35°、40°等等，具体在此不作限制。

此外，为了减少风道33的气流外吹，点火器本体40包括喷嘴罩42，喷嘴罩42沿所述隔板31的外周布置。

进一步地，旋流片32的顶部高度低于喷嘴罩42的顶部高度，以对风道33侧边的气流完全进行阻挡，防止气流外吹。

此外，布置喷嘴罩42还可以防止火焰根部被横向气流影响，避免火焰熄灭或者火焰姿态刚硬。

在一种可能实现的方式下，喷嘴罩42的顶部高于喷嘴41的高度为30～40mm，比如30mm、32mm、35mm、38mm或40mm，具体喷嘴罩42的顶部高于喷嘴41的高度在此不作限制。

其中，喷嘴罩42为筒状，当然，喷嘴罩42也可以设置成三棱柱、四棱柱或者其他形状，具体喷嘴罩42的形状在此不作限制。

在本实施例中，为了提高燃料的燃烧面积，喷嘴41呈V形。故本实施例中喷嘴罩42任一水平截面的尺寸需要处处相等，这样设计的好处在于避免喷嘴罩42与喷嘴41喷出的燃料干涉。

点火器本体40还包括点火针，点火针布置在喷嘴罩42的外侧。在一种可能实现的方式下，相邻两个或三个喷嘴罩42配置有一个点火针，一个点火针可以同时点燃多个喷嘴41喷出的燃料，以减少点火针的数量，简化设备构造。

通过控制系统使电磁阀50打开和点火针点火同时进行，进而实现燃料雾化和燃烧同时进行，避免燃烧前出现甲醇逃逸现象。同时通过关闭电磁阀50阻断燃料供应实现熄火。

参照图4所示，点火器本体40还包括拢火罩43，拢火罩43沿多个喷嘴罩42、点火针的外周布置。通过拢火罩43的设计，阻止卷吸气流对火焰根部的影响。

优选地，拢火罩43上端的开口尺寸小于拢火罩43下端的开口尺寸。即通过向内收拢的布置，阻止卷吸气流对火焰根部的影响，降低未燃燃料的逃逸。

但考虑到当拢火罩43上端的外径过小时，会影响火焰燃烧的姿态，故拢火罩43的高度小于等于200mm，以进一步限制拢火罩43上端的开口大小，保证火焰的燃烧姿态。

本实施例中，拢火罩43在水平面上的投影为弧形，当然拢火罩43在水平面上的投影也可以设置为多边形，比如三边形、四边形等等，具体可以结合火炬的形状，调节拢火罩43的形状。

在一种可能实现的方式下，本实施例中拢火罩43可以采用不锈钢材料，火炬点燃后，不锈钢材质的拢火罩43被加热至800℃，当火焰根部存在未燃甲醇液滴时，未燃甲醇液滴被拢火罩43辐射热和火焰自身辐射热迅速气化。从而降低火炬燃烧过程中存在的未燃甲醇逃逸飘散问题。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。