本生灯

1852年，海德堡大学雇用了本生，并答应给他一座新的实验室大楼。海德堡市已经开始安装煤气路灯，因此该大学为新实验室铺设了煤气管道。

该建筑的设计者不仅打算将这种气体用于照明，还打算将其用于实验室操作的燃烧器中。对于任何一种燃烧器灯，都需要最大限度地提高温度和最大限度地降低亮度。然而，现有的实验室燃烧器灯不仅在火焰的热度方面，而且在经济性和简便性方面都有很多不足之处。

1854年末，当这座建筑还在建造中时，本生向大学的机械师彼得·德萨加（Peter Desaga）提出了一些设计原则，并请他建造一个原型。迈克尔·法拉第的早期燃烧器设计以及1856年燃气工程师艾尔斯纳的专利装置也使用了类似的原理。本生/德萨加的设计通过在燃烧前以可控的方式将气体与空气混合，成功地产生了一种热的、无烟的、不发光的火焰。德萨加在圆柱形燃烧器的底部为空气制作了可调狭缝，火焰在顶部点燃。到1855年初该建筑开放时，德萨加已经为本森的学生们制造了50个燃烧器。两年后，本生发表了一份有关本生灯的设计文件，他的许多同事很快采纳了这一设计。本生灯现在被用于世界各地的实验室。^[6]

如今装置用于安全地燃烧连续的可燃气体流，例如天然气（主要是甲烷）或液化石油气，例如丙烷、丁烷或两者的混合物。

软管倒钩通过橡胶管连接到实验室工作台上的气体喷嘴上。大多数实验室工作台配备有多个连接到中央气源的气体喷嘴，以及真空、氮气和蒸汽喷嘴。气体然后通过桶底部的一个小孔向上流动，并被向上方引流。管底部侧面有开口槽，利用文丘里效应使空气进入管道，气体一旦被火焰或火花点燃，就会在管顶部燃烧。点燃燃烧器最常见的方法是使用火柴或打火机。

与气流混合的空气量影响燃烧反应的完成程度。空气量不足导致反应不完全因而产生的热量较少，而与空气充分混合的燃气流有足够化学计量的氧气，从而反应更完全，释放更多的热量。空气流量可以通过打开或关闭桶底部的狭缝开口来控制，其功能类似于汽化器中的阻风门。

如果调节管子底部的套环，使更多的空气在燃烧前与气体混合，火焰温度更高，因此呈现蓝色。如果这些孔被关闭，气体只会在燃烧点与周围空气混合，也就是说，只在气体从顶部离开管道之后。这种减少的混合产生不完全的反应，产生温度更低但颜色较亮的黄色，这通常被称为“安全火焰”或“发光火焰”。因为火焰中的小煤烟颗粒被加热到白炽状态，所以黄色火焰是发光的。黄色火焰被认为是“脏的”，因为无论加热什么，它都会留下一层碳。当燃烧器被调节以产生炽热的蓝色火焰时，它在某些背景下几乎是看不见的。火焰温度最高的部分是内焰的顶端，而温度最低的部分是整个内焰。通过打开针形阀来增加通过管道的燃料气体流量将会增加火焰的大小。然而，除非气流也得到调节，否则火焰温度将会降低，因为现在有更多的气体与同样数量的空气混合，使火焰缺氧。

通常，燃烧器放在实验室三脚架下面，三脚架支撑烧杯或其他容器。燃烧器通常放置在合适的耐热垫上，以保护实验室工作台表面。

微生物实验室也使用本生灯对设备^[7]进行消毒，并产生上升气流，使空气中的污染物远离工作区域。^[8]

市面上也有一些基于与本生灯相同原理的其他燃烧器。本生灯最重要的替代品有以下三个：

• Teclu燃烧器——其管的下部是圆锥形的，底部有一个圆形螺母。其中的间隙由螺母和管端之间的距离设定，以类似于本生灯的开口槽的方式调节空气的流入。Teclu燃烧器能够使空气和燃料更好地混合，并且可以实现比本生灯更高的火焰温度。^[9][10]
• 梅克燃烧器——其管道下部有更多开口，总横截面更大，允许更多空气进入，便于空气和燃气更好地混合。它的管子更宽，顶部覆盖着一个铁丝网。网格将火焰分成具有公共外壳的较小火焰阵列，并且还可以防止回火到管底部，这在高空气燃料比下是一种风险，并且限制了传统本生灯中的最大进气速率。如果使用得当，火焰温度可高达1,100–1,200℃（2,000–2,200℉）与本生灯或Teclu燃烧器不同，火焰燃烧时也没有噪音。^[11]
• 泰里尔燃烧器——燃烧器底部有一个针形阀，允许直接调节燃烧器的进气量而不是从气源调节进气量。火焰最高温度可达1560℃。^[12]