[发明专利]提高火焰能见度与具有安全性的瓦斯燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置，尤指利用导流组件而达到提高火焰能见度与具有安全性的瓦斯燃烧装置。

背景技术

传统空间加热装置概分为用电和非用电两大类。两种装置各有其优缺点，一般而言，以燃烧方式加热的空调装置可在短时间内产生较大的热量并且不增加区域性电力系统的用电负荷。典型市售加热保暖设施有电器加热与壁炉(Fireplace)、火炉(Firepits)加热两种，在高纬度地区使用燃烧方式加热的室内空调装置数量不亚于用电加热的空调装置。而室外如庭园及露台加热装置则以燃烧加热为主。由于电器加热器设备因必须配置高负载电路及加热管路系统，其设备本身售价高且必须使用电源输入能源，需考虑高负载电流，因此除了公司机构辨公室常采用外，居家使用者不多。中高纬度区域，尤其是高纬度国家一般居家加热保暖装置都采用火炉燃烧加热装置较多，取其方便使用且整体费用较低廉。而传统室内外燃烧加热炉常见以木材(cordwood)、燃料块(pellet)、或以瓦斯(propane)天然气(natural gas)作为燃料。近年来，由于环保因素的考虑，以木材、燃料块、以及天然气的燃烧效率及二氧化碳排放量比较，天然气是最洁净的能源，其获取单位热量的碳排放量最少。相较的下使用木材已渐渐被视为是较不环保的燃料。以2012年销售为例，北美百分的七十以上新销售的壁炉采用天然气作为燃料。然而，近年来的发展，火焰燃烧装置不单只是单纯加热，往往兼具装饰与气氛的营造，因此，同时具高效能与讲求火焰美学造型的燃烧装置，在市场上逐渐受到重视。

目前瓦斯火焰燃烧装置控制或改变火焰形状方式大多以改变喷嘴分布方式，或由装置加上透明遮罩作为导流，利用烟囱效应导入外部气流控制或改变火焰形状等方式较常见。但涡漩式造型火焰除使产生旋转外，火焰仅能以线的方式向上延伸，无法以横向以面的方向产生变化。并有常见火焰规模受限制，易累积瓦斯，装置累积高热等使用上的缺点。主要原因是，遮罩虽能够遮蔽部分外界气流，避免火焰直接受环境气流影响，使维持特定火焰造型。然而，采用此种半封闭式的遮罩也伴随着具有空气不流通与过热的缺点。由于一般遮罩需提供遮蔽功能，一般仅上方及侧方开口以供空气流通。若开口过大会失去遮蔽气流的主要功能；若开口过小虽可提供较佳的气流遮蔽的效果，但也会造成燃烧时所产生的热及废气不易散失。若在遮罩内若无法及时补充足够的新鲜空气时会造成火焰熄灭，或因燃烧不完全而产生黑烟甚至有毒气体。同时，若遮罩内的空气流通量不够，便无法达成有效的散热。燃烧时所产生的热累积在装置所能够达到的散热能力无法达成平衡时，使用的时间越长将使装置整体的温度越高。

若不使用透明遮罩导流，以喷嘴喷射的方式则易受环境气流影响，火焰不受控，焰型变化极有限。而非上述两种改变火焰形状常见的方式，更特殊的方式则以电磁主动控制火焰形状，但以此类装置结构复杂昂贵，且目前仅限于控制燃烧规模较小的火焰，由于无遮罩，同样易受环境气流影响，且目前仅限于实验阶段，尚无商品化产品。

请参照美国专利号第7097448号“VORTEX TYPE GAS LAMP”专利案，其揭示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涡旋空气的边界(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(section)，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)，第一、第二区块交替重迭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。