[发明专利]车载微波重整器可燃混合气加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及微波电磁场加热技术，特别涉及一种车载微波重整器可燃混合气加热装置。

背景技术

微波加热与传统的加热方法有很大的区别，传统的加热方法是依靠热源，通过辐射、传导、对流等途径，首先使物体的表面加热，然后通过物体内部热传递，使物体温度由表及里逐渐升高。微波具有高效节能、加热速度快、加热均匀、安全环保、清洁卫生、易于控制等多方面优点。

在微波电场中，介质吸收微波功率的大小正比于频率、电场强度的平方、介电常数和介质损耗角正切值。介质损耗角正切值表示电介质材料在交变电场下的有功损耗和无功损耗之比，值越大，介质损耗越大。在交变电场下，电介质材料自身极性分子由于惯性极化滞后，损耗电场能量而发热造成的损耗。

介电常数和介质损耗角正切值与材料分子的极性和材料的密度有关，低压的混合燃气由于气态密度很低，介电常数接近1，介质损耗角正切值接近于0，对于微波能量的吸收很少。等离子体由于大量电离的正负自由电荷，相对于气态来说，介电常数和介质损耗角正切值很大，对于微波的吸收也很大，等离子体吸收的微波能量与其电离度或电子密度有关。因此，混合燃气在气态和等离子态下的微波负载差异很大。

由于微波等离子体重整器启动时，反应管中的可燃混合气尚未形成等离子体态，只能吸收微波源产生的极少部分能量。由于气态和等离子态负载差异很大，阻抗匹配难以解决启动时大量剩余能量的反射问题。微波等离子体重整器的微波输出功率达几百瓦，如果通过隔离器和或吸收负载来吸收剩余大部分能量，则将增加几百瓦功率的隔离器和或吸收负载，带来尺寸、重量、散热问题，不利于车载使用。如果剩余大部分能量反射回微波源，反射能量的冲击不仅影响干扰微波源的正常工作，也容易造成其温度过高、使用寿命降低，并且存在启动时升温慢、能源利用率低的缺点。

发明内容

为解决上述问题，本发明设计开发了一种车载微波重整器可燃混合气加热装置，利用微波吸收材料吸收可燃混合气未吸收的剩余的大部分微波能量，并转化为热能，来预热可燃混合气体，提高微波重整器中的微波能量吸收和加热效率，从而提高反应速率，节约能源。

本发明提供的技术方案为：

一种车载微波重整器可燃混合气加热装置，其特征在于，包括

反应腔，其上设置有进气口；

微波功率管，其装配在反应腔上盖上并深入反应腔内部，所述微波功率管能够向所述反应腔内发射微波；

微波等离子体反应管，其设置在所述反应腔中心电场强度极大区，所述微波等离子体反应管与所述进气口连接，所述微波等离子体反应管内通有混合燃气；

放电点火装置，其插入所述微波等离子体反应管内部，所述放电点火装置能够在微波磁场作用下放电从而将所述微波等离子体反应管中的混合燃气击穿；

微波功率吸收器，其设置于所述微波等离子体反应管内部，能够吸收利用微波能量来加热混合燃气。

优选的是，所述微波等离子体反应管为石英管、陶瓷管或纤维管。

优选的是，所述微波等离子体反应管为螺旋形。

优选的是，所述微波功率吸收器由一系列螺旋形排列的小圆球或螺旋圆柱形实心管构成。

优选的是，所述微波功率吸收器为呈螺旋形的实心管。

优选的是，所述微波功率吸收器材料为铁氧体或者陶瓷基或者氧化铝基。

优选的是，所述放电点火装置由一根带有开口的金属线圈制成，其设置有两自由端，所述两自由端前部制成具有尖部的圆锥形，并且两尖部相靠近，所述两个自由端插入微波等离子体反应管内部并与混合燃气相接触，所述微波电磁场感应放电回路插入所述微波等离子体反应管内的部分金属层裸露，而未插入部分包有耐高温的绝缘层。

优选的是，所述放电点火装置包括两个由金属材料制成具有尖端的点火反射销和与点火反射销相连的反射销螺栓，所述两个点火反射销的尖端相对，通过调节反射销螺栓调整两点火反射销尖端的距离。

优选的是，所述反应腔为圆环形柱体。

优选的是，还包括上盖，所述上盖设置于所述反应腔的上方，所述微波功率管与所述上盖相固定。