[实用新型]一种金属网格蓄热稳焰的微型燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃烧装置，尤其涉及一种金属网格蓄热稳焰的微型燃烧器。

背景技术

20世纪末开始，微机电系统受到研究者的关注。微机电系统一般由传感器、执行器和微能源三大部分组成，其最显著的特点就是体积小，系统集成度高。随着研究的不断深入，微机电系统应用涉及众多领域，比如航空航天、信息通信、医疗、生物化学等。微能源作为微机电系统中重要的组成部分，为微机电系统提供运行所需的能量。目前为微机电系统提供能量的一般都是化学电池，然而传统的电池技术储能能力低，能量密度不高，导致整个系统过重，因而不能提供足够的续航能力。电池的另一缺点是需要充电且充电耗时较长，影响设备的连续工作和工作的稳定性，同时化学电池处理不当会对环境造成污染。液体碳氢燃料由于其热值高，在与传统化学电池占据相同体积的情况下可以获得更高的能量密度，大约比传统电池能量密度高出一到两个数量级，因而使用液体碳氢燃料为微机电系统功能有利于提高微机电系统的集成度。液体碳氢燃料充分燃烧后的产物是水和二氧化碳，大大降低了对环境造成的压力。

使用液体碳氢燃料为微机电系统供能，最为重要的部件就是能够使液体碳氢燃料稳定高效燃烧的微型燃烧器。微尺度燃烧与常规尺度燃烧有不同的特点，主要体现在以下两个方面：一、燃烧器表面积与体积比增大，相对于传统燃烧器要高两到三个数量级，表面积与体积比增大造成散热损失增加。二、尺寸减小造成停留时间短，燃料的完全燃烧更加困难，燃烧组织不好，会使大量燃料未燃尽直接随尾气排出，降低燃烧效率。基于以上两点，使得微尺度下燃烧难以持续高效稳定的进行。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种金属网格蓄热稳焰的微型燃烧器，解决燃烧器在微尺度下，液体碳氢燃料难以持续稳定、充分燃烧的技术问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种金属网格蓄热稳焰的微型燃烧器，包括燃烧器外筒2、设置在燃烧器外筒2底部的燃烧器底板5、设置在燃烧器外筒2侧壁的点火器3、设置在燃烧器外筒2内的燃烧器；所述燃烧器包括纵截面形状呈倒三角形的中空钝体7、多孔介质盘8和金属网格9，所述多孔介质盘8置于中空钝体7的上方，金属网格9置于多孔介质盘8的上方；所述中空钝体7的底部连接燃料通道4，燃料通道4贯穿燃烧器底板5连接外部液体燃料。

所述中空钝体7顶部的直径占燃烧器外筒2内径的宽度的0.3～0.6；所述金属网格9的直径为多孔介质盘8直径的0.5～0.8倍。

所述燃烧器底板5上开设有气体入口6，燃烧器外筒2上端为尾气排出口1。

所述中空钝体7的横截面形状呈圆形，所述多孔介质盘8为圆形。

所述金属网格9与多孔介质盘8之间具有间隙，间隙尺寸为1mm～3mm。

所述燃烧器外筒2由碳化硅、陶瓷或者石棉材料制成。

所述燃料通道4采用不锈钢、陶瓷、碳化硅、氮化硅或者磷化硅材料制成。

所述燃料通道4内通入液体燃料为液体碳氢燃料。

所述多孔介质盘8采用泡沫铝或者陶瓷材料制成；所述中空钝体7采用不锈钢或者氧化铝材料制成。

所述微型燃烧器的燃烧方法如下：

液体碳氢燃料经过燃料通道4进入中空钝体7后，接着经多孔介质盘8分散、吸热蒸发；与此同时，氧化剂由气体入口6进入燃烧器外筒2的燃烧室内；点火器3点燃燃料；氧化剂在中空钝体7的出口处形成回流；在中空钝体7的回流作用及金属网格9的蓄热与放热下，使火焰稳定附着于金属网格之上，燃烧后的尾气由尾气排出口1排除，从而实现燃料在燃烧室内稳定、充分燃烧。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

(1)本微型燃烧器利用置于火焰中的金属网格蓄热，金属网格作为蓄热介质，火焰温度升高时，金属网格可以积蓄更多热量，火焰温度降低时，网格释放蓄热，提升火焰温度，使火焰维持一定的温度水平，火焰附着在金属网格上，不会随燃烧工况的改变发生大幅度摆动或上下移动，大大提升了燃烧的稳定性，利于燃烧稳定持续进行。

(2)本微型燃烧器，当燃料通道内通入液体碳氢燃料时，多孔介质盘增加了液体碳氢燃料蒸发表面积，有利于液体碳氢燃料的分散及吸热蒸发。

(3)本微型燃烧器在燃烧室内设有一个中空钝体，氧化剂经过中空钝体，在其后形成低速回流区，增加氧化剂与液体碳氢燃料的停留时间，拓宽稳燃极限。

(4)本微型燃烧器设有点火装置，使点火过程更方便，符合工程实际的需要。

(5)本微型燃烧器结构简单紧凑，零部件少，性能优越，加工费用低、难度小、组装方便，应用前景广阔。