火炬內部燃燒系統就是在火炬內安裝壹套設備，使火炬在點燃後能在壹定範圍內的各種復雜環境下保持壹段時間燃燒不熄，完成接力傳遞。”劉興洲院士介紹說，北京奧運會火炬內部燃燒系統包括三個部分，即燃燒器、穩壓裝置和用於儲存燃氣的燃氣罐。“我們就是要在很小、彎曲且不規則的空間內精心安裝固定好這些裝備。”
北京奧運會火炬選擇了丙烷。丙烷燃燒後主要產生水蒸氣和二氧化碳，不會對環境造成汙染。更重要的是，丙烷可以適應比較寬的溫度範圍，在零下40攝氏度時仍能產生1個以上飽和蒸氣壓，高於外界大氣壓，形成燃燒；而且，丙烷產生的火焰呈亮黃色，火炬手跑動時，動態飄動的火焰在不同背景下都比較醒目。
北京奧運會火炬內部燃燒系統的壹個重要創新是設置了“雙火焰”方案，劉興洲院士介紹說，燃氣流出後，壹部分進入燃燒器的主燃室，在火炬外形成擴散的比較飽滿的火焰；另壹部分進入預燃室，在火炬內保持壹個比較小的但十分穩定的火焰，如果出現極端情況，主燃室火焰熄滅，預燃室仍能保持燃燒，保證火炬不熄滅。
天使之翼 回答時間 2008-06-05 10:20
檢舉
北京2008年奧運會火炬創意靈感來自“淵源***生，和諧***融”的“祥雲”圖案。祥雲的文化概念在中國具有上千年的時間跨度，是具有代表性的中國文化符號。火炬造型的設計靈感來自中國傳統的紙卷軸。紙是中國四大發明之壹，通過絲綢之路傳到西方。人類文明隨著紙的出現得以傳播。源於漢代的漆紅色在火炬上的運用使之明顯區別於往屆奧運會火炬設計，紅銀對比的色彩產生醒目的視覺效果，有利於各種形式的媒體傳播。火炬上下比例均勻分割，祥雲圖案和立體浮雕式的工藝設計使整個火炬高雅華麗、內涵厚重。
北京奧運會火炬長72厘米，重985克，燃燒時間15分鐘，在零風速下火焰高度25至30厘米，在強光和日光情況下均可識別和拍攝。在工藝方面使用錐體曲面異型壹次成型技術和鋁材腐蝕、著色技術。燃料為丙烷，符合環保要求。火炬外形制作材料為可回收的環保材料。
北京奧運會火炬在燃燒穩定性與外界環境適應性方面達到了新的技術高度，能在每小時65公裏的強風和每小時50毫米的大雨情況下保持燃燒。在工藝上采用輕薄高品質鋁合金和中空塑件設計，十分輕盈。下半部噴塗高觸感塑膠漆，手感舒適不易滑落。北京奧運會火炬是我國自主設計研發的產物，擁有完全的知識產權。
北京奧運會火炬使用燃料為丙烷，這是壹種價格低廉的常用燃料。其主要成分是碳和氫，燃燒後只有二氧化碳和水，沒有其他物質，不會對環境造成汙染。
航天芯，也就是2008年北京奧運火炬的燃燒系統，包括燃料供應系統(燃料瓶、穩壓裝置和回熱裝置)和燃燒器兩大部分。工作時，利用開關工具順時針打開燃料瓶上的常閉開關閥，瓶內的高壓丙烷蒸汽經過穩壓裝置進行減壓，並維持在相對穩定的某壹壓力值附近，然後經過有五個通氣孔的燃料分配器的側孔進入回熱銅管，在流經燃燒室和燃料瓶後重新進入燃料分配器，並從兩路分別進入預燃室和主燃室進行燃燒。
燃料瓶
燃料供應系統的主要構成部件是穩壓裝置和燃料瓶，都是采用國內先進工藝和技術自主研發的。燃料瓶采用無縫冷拉工藝，直徑為32毫米，即用壹整塊板拉成現在的形狀，因此非常耐壓(達14兆帕)，相當於可承受水下1400多米的壓力。由於火炬燃燒有時間要求，壹瓶燃料需要保證燃燒15分鐘以上，而燃燒器除要保證火炬形態外，也有壹定的流量要求，因此為了既能保證和火炬外殼的匹配，又能滿足燃燒時間，燃料瓶只能做得又細又長。這從工藝上講，難度大大增加。因為是整體成型，且燃料瓶壁的壁厚不到1毫米，在長細比達到7.5倍的情況下是很容易拉裂的。
燃料的選擇
燃料用的是99%以上純度的丙烷。歷史上的奧運火炬用混合燃料的較多。采用丙烷燃料是為了能在火炬傳遞路線範圍內，滿足環境溫度的要求。其次顏色也是壹個考慮，丙烷燃燒後火焰是橙色，具有較好的可視性。
穩壓裝置
穩壓裝置也是特別研制的。從燃料瓶裏出來的氣體壓力是不穩定的，隨著溫度降低而減小。而火炬的燃燒需要壹個穩定的流量，穩壓裝置的作用就是提供壹定壓力，壹定流量的燃料供應，這和壹般穩壓裝置的原理是壹樣的。氣態的燃料以相對較高的壓力進入穩壓裝置的進口，以高出環境壓力壹定範圍的壓力流出，保證燃燒所需的燃料壓力和流量。穩壓器的設計要求壹般就是小巧輕便和多功能。現在的穩壓裝置***有四個功能：第壹是將火炬開關設計到穩壓裝置上，這就少了壹個零件；第二是減壓；第三是穩壓；第四就是在意外跌落的情況下，還能確保火炬繼續燃燒，不會發生危險。
燃料瓶和穩壓裝置的連接
燃料瓶和穩壓裝置采用螺紋連接，燃料瓶口用外螺紋，穩壓裝置用內螺紋。這個雖不是獨創，但在火炬上用得比較少。以前的壹些火炬用的是現成的燃料瓶，多數是采用直接的頂壓方式。這種沒有螺紋的連接方式，如果氣體壓力過大，頂針會頂得很緊，用起來費勁；如果壓力過小，由於使用時的振動，容易松脫，造成漏氣；同時由於是非精確定位密封，在壓緊的過程中或使用過程中也容易密封不嚴而漏氣，既不安全，也容易熄火。我們吸取了國外火炬的經驗和教訓，采用了螺紋接口。
回熱管
2000年悉尼奧運會和2002年鹽湖城冬奧會的火炬都采用了保溫裝置。因為對於氣相燃燒而言，若沒有有效的熱量補充，燃料瓶的溫度是下降的。燃料在低溫狀態下，蒸汽壓會降低，有可能會影響火炬燃燒性能。最初的設計就遇到了這個問題。剛研制時燃料瓶容積較大，因此它降溫慢。現在燃料瓶小了，而燃燒時間要求提高，所以必須要加回熱裝置。要給它加熱，就要有熱源，於是很自然地想到利用火炬自身的火焰熱量——燃料出來後不是直接進燃燒室，而是通過回熱系統給燃料瓶進行加熱，減緩溫度降低的速度，滿足燃燒時間。回熱管還有個好處，就是熱交換不可能把所有熱量都交換掉，所以管內的氣體溫度也是升高的，有利於燃燒，這是個額外的好處。
燃燒器
雙火焰是壹個核心設計，並在國內第壹次運用。燃料經過回熱之後，分兩路，壹路進入預燃室，壹路進入主燃室，基本上按1:2的比例進行分配。預燃室底部中心是噴嘴，其周圍是進空氣的孔。火炬外殼底部也有壹定面積的進氣通道。預燃室燃料往上噴時，會帶動周圍空氣上升進入預燃室，這就是引射作用。
預燃室中燃料和空氣混合後再燃燒，火焰像我們家裏的煤氣竈壹樣，摻混得比較好，燃燒充分，火焰溫度比較高，形狀短，是藍色的，在強光下不易看見。而主燃室的燃料沒有經過預混，燃料噴出後和空氣混合，先擴散再燃燒，火焰溫度稍低些，呈不透明的橙色。火焰高度高於25厘米。預燃室相當於壹個穩定的火源，保證它始終不滅，即使外面的主燃室火焰熄滅，它會馬上把主火焰點燃。
國外也有類似雙火焰的設計，但不太壹樣，不是預混氣的。像2006年都靈冬奧會，也是前後兩個燃燒室，但兩個都是擴散火焰。我們考慮用預混火焰，主要是它的溫度比較高，復燃主火焰比較容易些。另壹方面，主火焰在上，預燃火焰在下，受外界影響相對就小，保護火焰就容易些。
我們這個設計實際上是受了吸氣式發動機的啟發。因為有的發動機也有壹個小的預燃室。應該說這種方案在火炬的使用中是第壹次。主火焰從圓形管道上均勻的小孔中噴出，這也是特別之處。國外有很多是從壹個小口噴出，或者雖是多個噴口，但尺寸較大。我們也做過這樣方案的試驗，壹方面不太利於火焰的穩定，另壹方面燃燒時煙較大。我們現在這個設計，火焰能從壹個環的小孔中噴出，好處之壹是噴出的燃料比較均勻，是圓形的火焰；另壹個就是噴出來的燃料能與空氣摻混的比較均勻，燃燒比較充分，煙就會小，有利於觀賞性和環保。
在火炬研制中我們發現，風速對火炬工作的影響最大，在專用設備上進行了大量實驗，做到大風小風條件下，都不熄火。我們很希望得到壹支性能可靠、穩定的火炬。我們認為今後應在實際環境中，繼續對火炬進行各項參數考核，並經嚴格的生產過程，保證研制質量。我們期待著北京奧運火炬將在同壹個世界，傳播同壹個夢想