CN201177484Y - 礼花弹燃气发射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种礼花弹燃气发射器。它包括由底座、燃烧室管和喷管组件(含喷管收敛段、喷管扩张段及紧压于两者间的保压膜片)组成的燃烧室，其特征在于装在燃烧室管装有单向气阀和装在底座上的点火系统(含火花塞、电源及点火控制器)，并且利用快速管道接口将发射筒与燃烧室连接成礼花弹发射装置。燃气与空气通过单向气阀先后充入燃烧室后，点火燃烧，形成高压气体，冲破保压膜片后推动发射筒内的礼花弹获得一定的初速，完成发射任务。由于它用能量较高且清洁的燃气代替常用礼花弹所用的黑火药作为发射动力源，从而避免了黑火药燃烧产生的大量有害气体和微粒，实现绿色环保和节能的需求。

Description

礼花弹燃气发射器

一技术领域

本实用新型涉及一种礼花弹的发射装置，特别是利用燃气燃烧作为动力源、低污染和低消耗的环保型发射装置。

二背景技术

现有的礼花弹主要是由纸质弹壳内装开包药和效果药，用定时延期引线与外相通，外附发射装药构成。弹体一般为球形，现也有柱形的。燃放时，礼花弹被置入发射筒内，由引线或电发火将发射装药点燃，产生高压气体将弹体抛射到预定空域，定时引线引燃开包药将弹体炸开，着火的效果药按一定的方向飞散开，从而展现出绚丽光色的图案。

现用礼花弹普遍使用的发射装药还是源于中国古代四大发明之一的黑火药，其主要成分为硝酸钾、硫磺和炭粉，有的还含有氯酸钾。它燃烧后生成大量的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物等气体产物，以及将近50％的硫化钾、碳粒和某些金属氧化物等可吸入性的固体或气溶性微粒。已有大量的国内外研究表明，这些产物都会对人体构成不同程度的伤害，甚至有的会造成致命的疾病。因此，目前仍大量使用黑火药已经引起广泛关注。研究绿色环保的新途径就成为烟花业界面临的重要课题。本实用新型就是在这种形势下提出来的。

三实用新型内容

本实用新型的目的在于提供不用黑火药而用燃气(天然气或液化石油气)作为发射动力源，燃烧产物对人体不构成直接伤害，从而建造成一种具有绿色环保的礼花弹发射装置。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种能够进行燃气与空气混合，然后点火和燃烧，产生高压气体的燃烧室。当燃烧气体达到一定压力时，保压膜片破开，燃烧产物通过喷管向发射筒膨胀，推动礼花弹在发射筒内加速运动，以预定的飞行初始速度飞向空中，完成发射任务。本实用新型的发射器包括由底座、燃烧室管和喷管组件(含喷管收敛段、喷管扩张段及紧压于两者间的保压膜片)组成的燃烧室，其特征在于装在燃烧室管上用于充入燃气/空气的单向气阀和装在底座上用于点燃燃气与空气混合物的点火系统(含火花塞、电源及点火控制器)。本实用新型的发射器还包括发射筒以及与燃烧室连接的快速管道接口，其附件有用于测量燃烧室内燃气/空气起始压力的压力表。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：

1.由于本实用新型所用燃料中不含硫和其他金属成分，因而燃烧产物中没有硫化物和金属氧化物。又因所用燃料中不含硫、炭及硝酸钾等固体成分，完全是气态状反应物，且燃气与空气配比合理，混合充分，燃烧反应速度快，从而燃烧产物中，一氧化碳和氮氧化物等含量很低。本实用新型所排放出来的产物基本上就只是水和二氧化碳。

2.同样由于本实用新型所用燃料的特性，燃烧产物中不存在固体或气溶性粒子。因此，发射现场就不会有黑色烟雾出现，原有空气的能见度不会受到影响。

3.由于本实用新型所用的燃气的热值是黑火药热值的十多倍，且燃气/空气的燃烧反应的效率也比黑火药的高许多。达到相同效果的燃气用量很少，且价格低廉，从而能够降低礼花弹发射的成本。

从以上三条可以看出本实用新型是具有绿色环保和经济效益的。

四附图说明

附图为本实用新型的结构示意图。图中标注：1.礼花弹，2.发射筒，3.喷管扩张段，4.快速管道接口，5.保压膜片，6.喷管收敛段，7.单向气阀，8.燃烧室管，9.底座，10.火花塞，11.导线，12.点火控制器，13.电源，14.压力表。

五具体实施方式

本实用新型的操作步骤：

1.将保压膜片装夹在喷管收敛段和喷管扩张段之间，以确保燃烧室密封不漏气。保压膜片的爆破压力设计为燃烧室内最终所达到的燃烧压力的70～80％。

2.通过一端单向气阀按预定的燃气/空气配比向燃烧室内分别先后充进燃气(天然气或液化石油气，也可用甲烷或丙烷)和空气，从另一端单向气阀用压力表(用汽车轮胎充气压力表即可)测得充入的压力。

3.通过快速管道接口将发射筒与燃烧室连接在一起。

4.将礼花弹放入发射筒内。保证定时引线朝下，使位于喷管扩张段内。

5.接通火花塞与点火控制器的导线，然后启动点火控制旋钮，由电火花引燃燃气/空气混合气，从而迅速的燃烧反应形成高压气体，冲破保压膜片，推动礼花弹抛向空中。同时高温气体也将引燃定时引线，使得礼花弹能在预定高度起爆，展现出花形图案。

为了使燃烧反应完全有效，通常采用理论燃气/空气配比。若使用天然气(主要成分为甲烷)，则用燃气/空气的克分子配比(亦为分压比或体积比)为1∶9.53。若使用液化石油气(主要成分为丙烷)，其燃气/空气的克分子配比为1∶23.8。在实际使用中，充气的比例有一定的变化是允许的，变化范围可达5～8％。但以空气过量为好，这样不会造成燃气反应不完全，产生一氧化碳等有害气体，也不会燃气的浪费。

礼花弹所能获得的初速取决于混合气燃烧后的压力与燃烧室的容积，而燃后压力又取决于燃烧前混合气的总压力。该总压越大，初速越大。实用中，用充气总压来调节初速。

以4英寸礼花弹为例，所用燃气发射器的燃烧室内径为110mm，内部等效长度为150mm。当用天然气时，先充入燃烧室内燃气的压力为0.018MPa，按要求的比例充入压缩空气，使其燃烧室内总压力达到0.19MPa；当用液化石油气时，充入液化石油气的分压为0.008MPa，充入空气后的总压力为0.19MPa。对于0.37kg的4英寸礼花弹来说，燃烧室的燃烧压力可达到2MPa，在通过1.2m的发射筒后能够获得100m/s左右的初速，是礼花弹的飞行高度可大于200m。

Claims (4)

1、一种燃气礼花弹发射器，包括由底座(9)、燃烧室管(8)、喷管收敛段(6)、保压膜片(5)、喷管扩张段(3)组成的燃气/空气混合燃烧室，其特征在于通过喷管收敛段(6)与喷管扩张段(3)之间的螺纹配合将保压膜片(5)夹紧，保证在燃烧前不漏气，保压膜片(5)的爆破压力应为设定的燃烧时的最大压力的70～80％。

2、根据权利要求1所述的燃气礼花弹发射器，其特征在于底座(9)上装有火花塞(10)，由火花塞(10)与导线(11)，点火控制器(12)，电源(13)组成点火系统。

3、根据权利要求1所述的燃气礼花弹发射器，其特征在于燃烧室管(8)上装有两个单向气阀(7)，分别用于充入燃气/空气以及用压力表(14)测定燃烧室内的压力。

4、根据权利要求1或2所述的燃气礼花弹发射器，其特征在于快速管道接口(4)将燃烧室管(8)与发射筒(2)连接起来。

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