本發(fā)明涉及一種火炬，特別涉及一種依靠氣源能量提供冷卻空氣的火炬。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的地面引射式火炬燃燒所需的空氣是依靠氣源引射所得，當(dāng)燃燒室內(nèi)的燃?xì)馊紵龝r(shí)，引射的空氣都參與混合燃燒了，沒(méi)有多余的空氣用來(lái)冷卻，燃燒室外壁直接暴露在高溫環(huán)境下，沒(méi)有冷卻措施。為了保證燃燒室的使用，減小對(duì)外輻射，火炬的燃燒室外壁一般都是采用耐火材料加隔熱材料，或者是采用高溫合金真空夾層等結(jié)構(gòu)。但這樣勢(shì)必會(huì)造成材料投入成本高，火炬的結(jié)構(gòu)體積增大，且耐火隔熱材料大多存在環(huán)保問(wèn)題。而且野外井場(chǎng)本來(lái)就存在電力資源緊張的問(wèn)題，如果另外加設(shè)冷卻設(shè)備，電力供應(yīng)不足的情況則會(huì)進(jìn)一步加劇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出一種依靠氣源能量提供冷卻空氣的火炬。

一種依靠氣源能量提供冷卻空氣的火炬，包括燃燒裝置，所述燃燒裝置包括燃?xì)馊肟诤屠鋮s通道入口；透平壓氣機(jī)，所述透平壓氣機(jī)包括轉(zhuǎn)軸以及固定在所述轉(zhuǎn)軸上的透平和壓氣機(jī)，所述透平具有透平入口部和透平出口部，所述透平入口部用以接收高壓燃?xì)?，所述壓氣機(jī)包括壓氣機(jī)入口部和壓氣機(jī)出口部，所述壓氣機(jī)入口部用以接收環(huán)境空氣；燃?xì)馔ǖ?，所述燃?xì)馔ǖ肋B接在所述透平出口部與所述燃?xì)馊肟谥g；以及冷卻空氣通道，所述冷卻空氣通道連接在所述壓氣機(jī)出口部與所述冷卻通道入口之間。

在一實(shí)施例中，所述火炬還包括熱交換器，所述熱交換器設(shè)置在所述燃?xì)馔ǖ篮屠鋮s空氣通道的路徑上，用以將所述壓氣機(jī)出口部排出的壓縮空氣的熱量交換至所述透平出口部排出的膨脹燃?xì)馍稀?/p>

在一實(shí)施例中，所述熱交換器包括翅片管散熱器。

在一實(shí)施例中，所述透平壓氣機(jī)包括外殼，所述透平、壓氣機(jī)、熱交換器安裝在所述外殼內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)模塊單元。

在一實(shí)施例中，所述透平壓氣機(jī)還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)與所述透平壓氣機(jī)傳動(dòng)連接。

在一實(shí)施例中，所述火炬包括沿豎直方向布置的多層防護(hù)罩，每層防護(hù)罩在周向上封閉以形成具有上下兩開(kāi)口端的燃燒室，在豎直方向上相鄰的兩層防護(hù)罩中，上一層防護(hù)罩的徑向?qū)挾却笥谙乱粚拥膹较驅(qū)挾?，使得在相鄰兩層防護(hù)罩之間形成一與燃燒室流體相通的引射區(qū)，每層防護(hù)罩下端均設(shè)有所述冷卻通道入口；所述引射區(qū)內(nèi)設(shè)有若干引射式燃燒器，每層防護(hù)罩包括形成所述燃燒室的燃燒室壁筒和設(shè)置在所述燃燒室壁筒外部的冷卻夾套，每層防護(hù)罩的所述冷卻夾套與所述燃燒室壁筒在上下緣位置均密封連接，所述冷卻夾套與所述燃燒室壁筒之間形成冷卻流道，所述燃燒室壁筒上形成與所述燃燒室和冷卻流道連通的通氣結(jié)構(gòu)，所述冷卻夾套底端設(shè)有與所述冷卻流道連通的環(huán)形管，所述冷卻通道入口設(shè)置在所述環(huán)形管上。

在一實(shí)施例中，所述火炬包括形成燃燒室的燃燒室壁筒和設(shè)置在所述燃燒室壁筒外部的冷卻夾套，所述冷卻夾套與所述燃燒室壁筒之間形成冷卻流道，所述冷卻夾套與所述燃燒室壁筒在上下緣位置均密封連接，所述燃燒室壁筒上形成與所述燃燒室和冷卻流道連通的通氣結(jié)構(gòu)，所述冷卻夾套底端設(shè)有與所述冷卻流道連通的環(huán)形管，所述冷卻通道入口設(shè)置在所述環(huán)形管上。

在一實(shí)施例中，所述通氣結(jié)構(gòu)為貫穿所述壁筒的若干冷卻氣孔，所述冷卻氣孔分別與所述燃燒室和冷卻流道連通。

在一實(shí)施例中，所述燃燒室壁筒包括沿豎直方向布置的多層壁筒，在豎直方向上相鄰的兩層壁筒中，上一層壁筒的徑向?qū)挾却笥谙乱粚拥膹较驅(qū)挾?，使得在相鄰兩層壁筒之間形成一與所述燃燒室和冷卻流道流體相通的間隙。

在一實(shí)施例中，所述通氣結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述間隙內(nèi)的波浪形片狀結(jié)構(gòu)，所述波浪形片狀結(jié)構(gòu)形成若干冷卻氣道，包括第一冷卻氣道和第二冷卻氣道，所述第一冷卻氣道包括波浪開(kāi)口朝向上層壁筒的冷卻氣道，所述第二冷卻氣道包括波浪開(kāi)口朝向下層壁筒的冷卻氣道。

綜上所述，本發(fā)明提出一種可有效利用油井或氣井里需要處理的高壓氣源壓能為火炬燃燒室壁面提供冷卻空氣的火炬。在火炬氣源入口處設(shè)置一透平壓氣機(jī)，高壓氣源通過(guò)透平渦輪對(duì)渦輪做功，壓力降低的高壓氣源進(jìn)入火炬燃燒室燃燒。渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)同軸的壓氣機(jī)，壓氣葉輪從大氣中吸取空氣壓縮再經(jīng)散熱器冷卻后輸送至火炬燃燒室壁面，冷卻燃燒室壁面。本發(fā)明以氣源壓能作為動(dòng)力來(lái)源，將高壓氣源通入透平降低了氣源的壓力，減少了高壓減壓設(shè)備的投入，同時(shí)利用壓氣機(jī)及散熱器為燃燒室壁面提供冷卻空氣，解決了燃燒室壁面無(wú)法冷卻的問(wèn)題，增加了燃燒室的使用壽命，減少耐火材料、隔熱材料、高溫合金真空夾層結(jié)構(gòu)的使用，縮小設(shè)備體積，降低成本。此外，本發(fā)明還在透平壓氣機(jī)外連接一發(fā)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)該發(fā)電機(jī)發(fā)電以為火炬提供電力，充分利用了氣源蘊(yùn)含的壓能，緩解野外井場(chǎng)電力資源緊張的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明火炬的運(yùn)行流程圖。

圖2為本發(fā)明火炬一實(shí)施例的局部剖視圖。

圖3為圖2的另一角度的局部剖視圖。

圖4為圖3中圈A部分結(jié)構(gòu)的放大示意圖。

圖5為本發(fā)明火炬另一實(shí)施例的局部剖視圖。

圖6為圖5的另一角度的局部剖視圖。

圖7為圖6中圈B部分結(jié)構(gòu)的放大示意圖。

具體實(shí)施方式

在詳細(xì)描述實(shí)施例之前，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于本申請(qǐng)中下文或附圖中所描述的詳細(xì)結(jié)構(gòu)或元件排布。本發(fā)明可為其它方式實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。而且，應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的措辭及術(shù)語(yǔ)僅僅用作描述用途，不應(yīng)作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類(lèi)似措辭意為包含其后所列出之事項(xiàng)、其等同物及其它附加事項(xiàng)。特別是，當(dāng)描述“一個(gè)某元件”時(shí)，本發(fā)明并不限定該元件的數(shù)量為一個(gè)，也可以包括多個(gè)。

如圖1所示，本發(fā)明提出一種強(qiáng)制氣膜冷卻的火炬，該火炬包括燃燒裝置10、透平壓氣機(jī)12、燃?xì)馔ǖ?4和冷卻空氣通道16，其中燃?xì)馔ǖ?4和冷卻空氣通道16分別連接在透平壓氣機(jī)12與燃燒裝置10之間。本實(shí)施例中，為了方便安裝，透平壓氣機(jī)12設(shè)置在燃燒裝置10的氣源入口處，在其他實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際安裝需要，透平壓氣機(jī)12也可以設(shè)置在燃燒裝置10的其他位置。燃燒裝置10包括燃?xì)馊肟?8和連通至燃燒裝置10的燃燒室壁面的冷卻通道入口20。

透平壓氣機(jī)12包括轉(zhuǎn)軸22以及固定安裝在轉(zhuǎn)軸22上的透平24和壓氣機(jī)26。其中，透平24可以是軸流型或徑流型，壓氣機(jī)26也可以是軸流型或徑流型。本實(shí)施例中，透平24和壓氣機(jī)26均采用軸流型，并共同組成軸流透平壓氣機(jī)。

透平24包括透平入口部28和透平出口部30，透平入口部28用以通入高壓燃?xì)?，例如?lái)自井場(chǎng)的高壓天然氣。燃?xì)馔ǖ?4連接在透平出口部30與燃燒裝置10的燃?xì)馊肟?8之間，用以向燃燒裝置10提供燃燒所需要的燃?xì)狻８邏禾烊粴膺M(jìn)入透平24驅(qū)動(dòng)透平渦輪旋轉(zhuǎn)，高壓天然氣膨脹后壓力降低，經(jīng)透平24膨脹降壓的天然氣經(jīng)透平出口部30排出進(jìn)入燃?xì)馔ǖ?4，然后經(jīng)燃?xì)馊肟?8進(jìn)入燃燒裝置10的燃燒室進(jìn)行燃燒。

壓氣機(jī)26包括壓氣機(jī)入口部32和壓氣機(jī)出口部34，冷卻空氣通道16連接在壓氣機(jī)出口部34與燃燒裝置10的冷卻通道入口20之間。透平渦輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸22繼而驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)26的壓氣葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，壓氣葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)使得環(huán)境空氣從壓氣機(jī)入口部32被吸進(jìn)壓氣機(jī)26，空氣經(jīng)壓氣機(jī)26壓縮后通過(guò)壓氣機(jī)出口部34排出至冷卻空氣通道16，然后經(jīng)冷卻通道入口20進(jìn)入燃燒裝置10的燃燒室冷卻結(jié)構(gòu)。

由于被壓氣機(jī)26壓縮的空氣溫度會(huì)上升，影響對(duì)燃燒室壁面的冷卻效果。本實(shí)施例中，所述火炬還包括用以對(duì)壓縮空氣散熱降溫的熱交換器或散熱器36，例如翅片管散熱器36，在其他實(shí)施例中也可以采用其他類(lèi)型的散熱器，本發(fā)明不對(duì)此限定。翅片管散熱器36設(shè)置在冷卻空氣通道16上，以對(duì)從壓氣機(jī)出口部34排出的壓縮空氣進(jìn)行冷卻降溫。在所示的實(shí)施例中，散熱器36同時(shí)位于冷卻空氣通道16和燃?xì)馔ǖ?0上，因此冷卻空氣通道16內(nèi)的空氣的熱量被交換至燃?xì)馔ǖ?0內(nèi)的天然氣上，從而降低自身的溫度。

油井里的高壓氣源蘊(yùn)含著較高的壓能，為了更為充分地利用該壓能，在所示的實(shí)施例中，透平壓氣機(jī)12外接一發(fā)電機(jī)38，例如高速永磁發(fā)電機(jī)38。具體而言，壓氣機(jī)26的壓氣葉輪上連接一傳動(dòng)軸40，發(fā)電機(jī)38設(shè)置在傳動(dòng)軸40上，透平24的轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)傳動(dòng)軸40轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸40驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)38發(fā)電，以為火炬運(yùn)行提供電力。避免了資源浪費(fèi)，節(jié)能環(huán)保。在其它實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)38也可以設(shè)置在透平24一側(cè)。

在所示的實(shí)施例中，透平壓氣機(jī)12還可以包括外殼(圖未示出)，透平24、壓氣機(jī)26及轉(zhuǎn)軸22或者連同發(fā)電機(jī)38均安裝在所述機(jī)殼內(nèi)構(gòu)成一個(gè)模塊單元，這樣便于火炬的模塊化安裝，方便維護(hù)。

在圖1所示的實(shí)施例中，燃燒裝置10為引射式燃燒裝置10，該引射式燃燒裝置10包括沿豎直方向布置的多層防護(hù)罩，例如4層。4層防護(hù)罩包括底層防護(hù)罩42及位于底層防護(hù)罩42以上的3層上層防護(hù)罩，該3層上層防護(hù)罩從下往上依次為第二層防護(hù)罩44，第三層防護(hù)罩46和第四層防護(hù)罩48。每層防護(hù)罩在周向上封閉以形成具有上下兩開(kāi)口端的燃燒室，在豎直方向上相鄰的兩層防護(hù)罩中，上一層防護(hù)罩的徑向?qū)挾却笥谙乱粚拥膹较驅(qū)挾?，使得在相鄰兩層防護(hù)罩之間形成一與燃燒室流體相通的引射區(qū)，以引射空氣。每層防護(hù)罩下端均設(shè)有冷卻通道入口20，每個(gè)冷卻通道入口20分別連通至對(duì)應(yīng)的防護(hù)罩的燃燒室壁面。

冷卻空氣通道16通過(guò)若干分支與各層防護(hù)罩連接。在圖1所示的實(shí)施例中，冷卻空氣通道16通過(guò)4個(gè)分支分別與四層防護(hù)罩下端的冷卻通道入口20連通。應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)施例中分支的設(shè)置方式僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在其他實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，也可采用其他分支設(shè)計(jì)方式。

四層防護(hù)罩包括底層防護(hù)罩42及位于底層防護(hù)罩42以上的三層上層防護(hù)罩。底層防護(hù)罩42底部及相鄰兩層防護(hù)罩之間的引射區(qū)內(nèi)設(shè)有若干燃燒器及長(zhǎng)明燈(圖1未示出)。每層防護(hù)罩上均設(shè)有用以冷卻對(duì)應(yīng)防護(hù)罩壁面的冷卻結(jié)構(gòu)。

下面將舉例對(duì)冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。下面的描述主要是結(jié)合鼓風(fēng)式火炬來(lái)描述，但其冷卻結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用至圖1所示的引射式燃燒裝置中。

在如圖2-4所示的實(shí)施例中，燃燒裝置10包括底座56、安裝在底座56上的燃燒室壁筒57及用以冷卻壁筒42的冷卻結(jié)構(gòu)。壁筒57為上下兩端開(kāi)口且在其內(nèi)部形成燃燒室58，壁筒57底部設(shè)有若干燃燒器60及用以點(diǎn)燃所述若干燃燒器60的長(zhǎng)明燈62。燃燒裝置10的燃?xì)馊肟?8與燃燒器60連通，以使得經(jīng)透平24減壓的燃?xì)饨?jīng)燃?xì)馊肟?8進(jìn)入燃燒器60燃燒。具體而言，所述若干燃燒器60均勻分布在壁筒57底部的燃?xì)夤?yīng)管道61上，燃?xì)夤?yīng)管道61具有設(shè)置于底座56上的至少一管道入口18，例如兩個(gè)管道入口18，兩個(gè)管道入口18分別設(shè)置在底座56的兩側(cè)。應(yīng)當(dāng)指出的是，所述管道入口18可以作為上述燃燒裝置10的燃?xì)馊肟?8。

如圖3和圖4所示，冷卻結(jié)構(gòu)包括安裝在壁筒57外部的冷卻夾套64及設(shè)置于壁筒57上的通氣結(jié)構(gòu)，冷卻夾套64與壁筒57的外壁之間形成冷卻流道66，通氣結(jié)構(gòu)與燃燒室58和冷卻流道66連通，冷卻夾套64底端設(shè)有與冷卻流道66連通的環(huán)形管68，環(huán)形管68用以為冷卻流道66供應(yīng)壓縮空氣。

本實(shí)施例中，壁筒57為單層結(jié)構(gòu)。冷卻夾套64與壁筒57間隔設(shè)置，冷卻夾套64的上下緣分別與壁筒57的上下緣密封連接，以使得冷卻夾套64內(nèi)形成的冷卻流道66的上下兩端封閉，避免冷卻空氣溢出，影響冷卻效果。

環(huán)形管68具有一管道入口20，該管道入口20用以通入冷卻的壓縮空氣，換句話說(shuō)，該管道入口20可以作為圖1的燃燒裝置10的冷卻通道入口20。為了避免出現(xiàn)壁筒壁面的冷卻空氣分布不均勻，在所示的實(shí)施例中，環(huán)形管68上設(shè)有均勻分布的多個(gè)連接至冷卻夾套64下端的連接支管70，連接支管70與冷卻流道66連通，使冷卻空氣能夠均勻地通過(guò)冷卻流道66進(jìn)入壁筒壁面。

在所示的實(shí)施例中，通氣結(jié)構(gòu)包括貫穿壁筒57設(shè)置的若干冷卻氣孔72，冷卻氣孔72分別與燃燒室58和冷卻流道66連通。

為了增強(qiáng)對(duì)壁筒57的冷卻效果，若干冷卻氣孔72沿壁筒42的軸向和周向均勻?qū)ΨQ分布，且最底端的一圈冷卻氣孔72在豎直方向上的高度與燃燒器60的出口平齊，以使得冷卻空氣可以對(duì)壁筒42進(jìn)行全面冷卻。

本實(shí)施例中，將冷卻氣孔72設(shè)置為斜孔。具體來(lái)說(shuō)，冷卻氣孔72包括氣孔入口74、氣孔出口76及連通氣孔入口74和氣孔出口76的氣孔通道78，其中氣孔入口74設(shè)置于壁筒57的外壁面，氣孔出口76設(shè)置于壁筒57的內(nèi)壁面，氣孔通道78自氣孔入口74朝向氣孔出口76向上傾斜。在所示的實(shí)施例中，氣孔通道78為直通道，在其他實(shí)施例中，氣孔通道78也可以設(shè)計(jì)成其他類(lèi)型，例如弧形通道或螺旋通道，只要能使得從氣孔出口76出來(lái)的冷卻空氣具有豎直向上的分速度即可。

壓縮后的冷卻空氣經(jīng)冷卻空氣通道16進(jìn)入冷卻流道66，然后冷卻空氣順著冷卻流道66向上流動(dòng)，進(jìn)入冷卻氣孔72，當(dāng)冷卻空氣從氣孔出口76出來(lái)時(shí)具有豎直向上方向和水平方向的分速度，豎直向上的分速度使得冷卻空氣向周?chē)鷶U(kuò)散在壁筒57的壁面上形成一層氣膜，水平方向的分速度使得冷卻空氣阻止火焰和高溫燃?xì)饬飨蛉紵?8的壁筒57，同時(shí)冷卻空氣會(huì)帶走高溫，增加燃燒室58內(nèi)燃?xì)鈹_動(dòng)，進(jìn)而增加和引射空氣的混合，為火焰燃燒補(bǔ)充二次空氣，提高燃燒質(zhì)量。在燃燒室58內(nèi)隔絕了高溫源對(duì)燃燒室壁筒57的對(duì)流傳熱。還有一部分冷卻空氣在壁筒57與冷卻夾套64之間流動(dòng)，通過(guò)對(duì)流換熱帶走燃燒室壁筒57上吸收的輻射熱，在壁筒57外壁形成一層冷卻氣膜，形成壁筒內(nèi)外雙重冷卻氣膜，提高對(duì)壁筒42的冷卻效果。

圖5-7是火炬的另一實(shí)施例。本實(shí)施例中的火炬總體結(jié)構(gòu)與圖2-4的實(shí)施例類(lèi)似，在此不再進(jìn)行詳細(xì)描述。區(qū)別在于它們的通氣結(jié)構(gòu)不同。

本實(shí)施例中，壁筒57為分層式塔狀結(jié)構(gòu)。壁筒57包括沿豎直方向布置的多層壁筒，例如6層壁筒，在其他實(shí)施例中多層壁筒也可以設(shè)置為其他數(shù)目。在豎直方向上相鄰的兩層壁筒中，上一層壁筒的徑向?qū)挾却笥谙乱粚拥膹较驅(qū)挾?，使得在相鄰兩層壁筒之間形成一與燃燒室58和冷卻流道66流體相通的間隙80。

如圖6-7所示，通氣結(jié)構(gòu)包括豎直設(shè)置在間隙80內(nèi)的波浪形片狀結(jié)構(gòu)82，波浪形片狀結(jié)構(gòu)82固定，例如焊接固定于一上層壁筒84和一下層壁筒86之間。為了使得冷卻空氣更好地進(jìn)入通氣結(jié)構(gòu)，進(jìn)而隔離高溫火焰、燃?xì)獠⒃诒谕采闲纬衫鋮s氣膜，在所示的實(shí)施例中，在豎直方向上，波浪形片狀結(jié)構(gòu)82的上端高于下層壁筒86的頂端，波浪形片狀結(jié)構(gòu)82的下端與上層壁筒84的底端平齊。

由于其波浪狀結(jié)構(gòu)，波浪形片狀結(jié)構(gòu)82在其片狀結(jié)構(gòu)兩側(cè)表面形成若干冷卻氣道88，所述冷卻氣道88包括第一冷卻氣道90和第二冷卻氣道92。其中，第一冷卻氣道90形成在面向上層壁筒84的一側(cè)表面上，包括波浪開(kāi)口朝向上層壁筒84的若干冷卻氣道，第二冷卻氣道92形成在面向下層壁筒86的一側(cè)表面，包括波浪開(kāi)口朝向下層壁筒86的若干冷卻氣道。

冷卻空氣進(jìn)入冷卻流道66后，一部分進(jìn)入冷卻氣道88，從第一冷卻氣道90出來(lái)的冷卻空氣緊貼壁筒57壁面豎直向上流動(dòng)，在壁筒57內(nèi)壁上形成一層冷卻氣膜，切斷高溫源和燃燒室壁筒的對(duì)流換熱。從第二冷卻氣道92出來(lái)的冷卻空氣向周?chē)鷶U(kuò)散，具有豎直方向和水平方向的分速度，該部分冷卻空氣可阻止高溫火焰、燃?xì)饪拷谕?7的壁面，帶走高溫燃?xì)?，改變火焰方向，避免燃燒?8內(nèi)壁被高溫燃?xì)?、火焰灼燒腐蝕。同時(shí)冷卻空氣會(huì)增加燃燒室58內(nèi)燃?xì)鈹_動(dòng)，進(jìn)而增加和空氣的混合，為燃燒補(bǔ)充二次空氣，提高燃燒質(zhì)量。還有一部分冷卻空氣在壁筒57與冷卻夾套64之間流動(dòng)，通過(guò)對(duì)流換熱帶走燃燒室壁筒57上吸收的輻射熱，在壁筒57外壁形成一層冷卻氣膜，形成壁筒內(nèi)外雙重冷卻氣膜，提高對(duì)壁筒57的冷卻效果。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)施例中是在間隙80內(nèi)設(shè)置波浪形片狀結(jié)構(gòu)82以形成波浪冷卻氣道，在其他實(shí)施例中，也可以在間隙80內(nèi)設(shè)置其他結(jié)構(gòu)，形成其他類(lèi)型的冷卻氣道，或者直接將間隙80作為冷卻氣道，只要該冷卻氣道可使通過(guò)的冷卻空氣能夠在壁筒57內(nèi)壁面形成氣膜即可。

本發(fā)明的冷卻結(jié)構(gòu)用冷卻空氣做高溫源和燃燒室壁筒之間的屏障，改變高溫源方向，切斷熱源和壁筒壁面之間的對(duì)流換熱，帶走燃燒室壁筒內(nèi)外壁吸收的輻射熱。壁筒內(nèi)外都進(jìn)行冷卻，且冷卻均勻，冷卻效率提高，冷卻空氣用量少，還可提高燃燒質(zhì)量。

雖然圖2至圖7是以鼓風(fēng)式火炬為例來(lái)介紹本發(fā)明火炬的冷卻結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)理解的是，所示的冷卻結(jié)構(gòu)可以直接或稍加修改而應(yīng)用于引射式火炬中。例如，如圖1，引射式火炬中通常設(shè)有若干層防護(hù)罩42、44、46、48，而圖2至圖7中的燃燒室壁筒和冷卻夾套可以一起作為引射式火炬中一層防護(hù)罩，即每層防護(hù)罩都包含圍成燃燒室的燃燒室壁筒以及與壁筒連接的冷卻夾套，壁筒與冷卻夾套間隔設(shè)置從而在其間形成冷卻流道，且壁筒上形成有上述通氣結(jié)構(gòu)。同樣，上述通氣結(jié)構(gòu)可以是貫穿壁筒的冷卻氣孔72，或者多層壁筒之間的間隙80，或者在間隙中設(shè)置上述波浪形片狀結(jié)構(gòu)82。同樣，每層的冷卻夾套底部設(shè)置環(huán)形管68，環(huán)形管68具有冷卻通道入口20。環(huán)形管68上設(shè)有均勻分布的多個(gè)連接至冷卻夾套下端的連接支管，連接支管與冷卻流道連通，使冷卻空氣能夠均勻地通過(guò)冷卻流道到達(dá)壁筒壁面。

綜上所述，本發(fā)明提出一種可有效利用油井或氣井里需要處理的高壓氣源壓能為火炬燃燒室壁面提供冷卻空氣的火炬。在火炬氣源入口處設(shè)置一透平壓氣機(jī)，高壓氣源通過(guò)透平渦輪對(duì)渦輪做工，壓力降低的高壓氣源進(jìn)入火炬燃燒室燃燒。渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)同軸的壓氣機(jī)，壓氣葉輪從大氣中吸取空氣壓縮再經(jīng)散熱器冷卻后輸送至火炬燃燒室壁面，冷卻燃燒室壁面。本發(fā)明以氣源壓能作為動(dòng)力來(lái)源，將高壓氣源通入透平降低了氣源的壓力，減少了高壓減壓設(shè)備的投入，同時(shí)利用壓氣機(jī)及散熱器為燃燒室壁面提供冷卻空氣，解決了燃燒室壁面無(wú)法冷卻的問(wèn)題，增加了燃燒室的使用壽命，減少耐火材料、隔熱材料、高溫合金真空夾層結(jié)構(gòu)的使用，縮小設(shè)備體積，降低成本。此外，本發(fā)明還在透平壓氣機(jī)外連接一發(fā)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)該發(fā)電機(jī)發(fā)電以為火炬提供電力，充分利用了氣源蘊(yùn)含的壓能，緩解野外井場(chǎng)電力資源緊張的問(wèn)題。

本文所描述的概念在不偏離其精神和特性的情況下可以實(shí)施成其它形式。所公開(kāi)的具體實(shí)施例應(yīng)被視為例示性而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求，而不是根據(jù)之前的這些描述進(jìn)行確定。在權(quán)利要求的字面意義及等同范圍內(nèi)的任何改變都應(yīng)屬于這些權(quán)利要求的范圍。