[发明专利]一种金属粉末燃料供应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于金属与水反应系统的金属粉末燃料供应装置。

背景技术

目前，由水和富含活泼金属颗粒的燃气反应而产生高温气体，进而通过喷喉或透平装置做功的燃烧机构，已引起人们的重视。但对此领域的研究，在国内还是一个崭新的课题，一些关键技术，如燃烧的组织形式、推进系统的进水方式和供给量分配等尚未得到很好解决。传统的发动机结构不能很好地完成水蒸汽与燃气的掺混过程，大大降低了反应速率，影响发动机性能。将水蒸汽与燃气高效混合，充分发挥其化学性能，短时间内释放出高能量是当前该系统研究的一个瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以使金属粉末燃料进行充分的流化和预热，高效、可靠、对通气管道的烧蚀小的金属粉末燃料供应装置。

本发明的目的是这样实现的：

在金属粉末药柱仓内设置金属粉末药柱2和活塞及传动组件1，活塞及传动组件1在金属粉末药柱2后端，活塞及传动组件1由电机驱动，金属粉末药柱仓旁设有燃气发生器3，燃气发生器3内装有可燃烧生成高温燃气的药柱，燃气发生器3前端装有点火器4，燃气发生器3外部连接燃气通道5，金属粉末药柱仓前端设置流化室8，燃气通道5与流化室8之间由环形集气腔6与环形喷管7连接。

活塞及传动组件1端面为圆锥形，所述圆锥形的锥角与环形喷嘴7的喷射角相同。

环形集气腔6与环形喷嘴7采用耐高温陶瓷材料制成一体。

本发明采用狭缝吹粉的方法实现金属粉末燃料的供应，活塞推动金属粉末药柱进给，金属粉末药柱在燃气发生器所产生的高温燃气的作用之下进行流化和预热。为弥补现有金属粉末供应装置装药金属粉末含量低、流化效果差的缺点，本发明设计了一种新型金属粉末燃料供应装置，不仅可以使金属粉末燃料进行充分的流化和预热，还可以通过调节活塞的进给速度和环形喷嘴的喷射角来调整金属粉末燃料的流量和流化效果。

本发明所采用的技术方案的要点是：在金属粉末燃料后端设置圆锥形活塞，推动金属粉末药柱实现进给。在金属药柱旁另设一燃气发生器，高温燃气经过环形集气腔，在环形喷嘴内加速之后对金属粉末药柱进行切削、流化和预热，增强其燃烧特性。

金属粉末通过狭缝吹粉的方式进行流化和预热，提高燃烧性能，可采用纯金属粉末作为药柱材料，实现了金属装填比的最大化。活塞锥角与环形喷嘴喷射角度相同，避免了剩药现象的出现。环形集气腔和环形喷嘴采用耐高温陶瓷材料整体制成，在对高温燃气进行加速时避免装置被烧蚀破坏。

本发明的有益效果是：活塞锥角设置合理，避免了剩药现象的出现；药柱采用全金属粉末药柱，金属填充比大；药柱的进给由活塞控制，可通过调节活塞控制金属粉末燃料的流量；金属粉末药柱由高温燃气切削流化，可以通过调节环形喷嘴的角度控制金属粉末燃料的流化质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是环形集气腔与环形喷嘴的内部结构图。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步说明：

结合图1，活塞及传动组件1设置在金属粉末药柱2后端，活塞及传动组件1在电机的驱动之下向前移动，推动金属粉末药柱2向前进给。金属粉末药柱2旁另设一燃气发生器3，燃气发生器3内装有药柱，可燃烧生成高温燃气。燃气发生器3前端装有点火器4，点火器4点火之后，燃气发生器3开始工作。燃气发生器3外部连接一燃气通道5，燃气通道5与流化室8之间由环形集气腔6与环形喷管7连接。当装置开始工作时，点火器4点火，燃气发生器3开始工作，产生大量高温燃气，高温燃气通过燃气管道5进入到环形集气腔6，环形集气腔6可以暂时储存气体并为环形喷嘴7供气。高温燃气在环形喷嘴7中进行加速，形成高温高速的燃气流，喷射入流化室8中。此时，金属粉末药柱2在活塞及传动组件1的推动下，向流化室8中进给，金属粉末药柱2在高温高速燃气流的切削作用下被流化，并得到预热，随后进入发动机的燃烧室中参与燃烧。活塞及传动组件1端面采用圆锥形设计，其锥角与环形喷嘴7喷射角相同。环形集气腔6与环形喷嘴7作为一个整体进行制造，材料为耐高温陶瓷材料。

图2是环形集气腔6及环形喷管7的内部结构。装置工作时，高温燃气在环形集气腔6内进行暂时储存，并在环形喷嘴7中进行加速，随后进入流化室中。密封圈9可以防止装置工作的过程中造成燃气的泄漏。