[发明专利]一种基于气体预热与强化回流提高火焰稳定性的微燃烧器

说明书

本发明公开了一种基于气体预热与强化回流提高火焰稳定性的微燃烧器，包括上下设置的两个低速小腔体燃烧室，两个高速大腔体燃烧室分居低速小腔体燃烧室左右两侧，两个低速小腔体燃烧室均与两个高速大腔体燃烧室连通；两个高速大腔体燃烧室连通的上、下壁面分别设有一条分别连通上、下低速小腔体燃烧室的气体预热通道；气体预热通道与低速小腔体燃烧室连通处形成第一回流区，低速小腔体燃烧室与高速大腔体燃烧室连通处形成第二回流区，高速大腔体燃烧室内部靠近气体入口处形成第三回流区。本发明通过燃烧预热，来降低点火所需能量、缩短着火延迟时间，同时设置低、高速燃烧室提高着火促熄极限，拓宽进口速度。

技术领域

本发明属微小尺度发电技术领域，更具体地，涉及一种基于气体预热与强化回流提高火焰稳定性的微燃烧器。

背景技术

随着微加工技术的快速发展以及其独特的优势，如体积小、质量轻、能量密度高、能持续运行，微型燃烧器广泛应用于各种微电子机械系统和设备。同时，氧气和碳氨化合物燃料比传统电池的能量密度商出化十倍。因此,基于燃烧的微小动力装置具有取代传统电池的巨大潜力。该类动力装置能够将碳氢燃料的化学能通过燃烧的方式转换为热能，并依靠各种能量转换方式为微型机电系统提供动力或电能。但这类设备也存在一些问题，主要包括以下几点。(1)由于微燃烧器内的火焰刚性较差，易受外界条件的影响，易导致火焰稳定性差。(2)由于微型燃烧器高比表面积引起热量严重损失，易发生热檐火和自由基媳火。(3)化学反应组分停留时间较短，基本与碳氨化合物/空气的化学反应时间同一数量级，容易导致燃烧效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于气体预热与强化回流提高火焰稳定性的微燃烧器，其目的在于，通过燃烧预热，来降低点火所需能量、缩短着火延迟时间，同时设置低、高速燃烧室提高着火促熄极限，拓宽进口速度。

为了实现本发明的技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种微燃烧器，包括上下设置的两个低速小腔体燃烧室，两个高速大腔体燃烧室分居低速小腔体燃烧室左右两侧，两个低速小腔体燃烧室均与两个高速大腔体燃烧室连通；两个高速大腔体燃烧室连通的上、下壁面分别设有一条分别连通上、下低速小腔体燃烧室的气体预热通道；气体预热通道与低速小腔体燃烧室连通处形成第一回流区，低速小腔体燃烧室与高速大腔体燃烧室连通处形成第二回流区，高速大腔体燃烧室内部靠近气体入口处形成第三回流区；燃料气体穿过气体预热通道经高速大腔体燃烧室预热后进入低速小腔体燃烧室，在低速小腔体燃烧室点火燃烧或进入高速大腔体燃烧室点火燃烧，燃烧产生的高温气体从高速大腔体燃烧室排出。

进一步地，所术两个高速大腔体燃烧室朝外的一端为出口端，朝内的另一端为进口端，两进口端之间的空腔通过隔板隔离为上、下两个低速小腔体燃烧室。

进一步地，所述气体预热通道与低速小腔体燃烧室连通处设有第一稳燃凸台，所述低速小腔体燃烧室与高速大腔体燃烧室连通处设有第二稳燃凸台，所述隔板的两端分别伸入两高速大腔体燃烧室内部形成第三稳燃凸台。

进一步地，所述第一稳燃凸台宽度W₀与低速小腔体燃烧室宽度W₁之比为0.3～0.5，第二稳燃凸台到隔板距离W₂与高速大腔体燃烧室宽度W₆之比为0.125～0.25，第三稳燃凸台宽度W₃与两低速小腔体燃烧室长度和W₄之比为0.15～0.3，第三稳燃凸台在高速大腔体燃烧室内的长度W₆与隔板总长度W₅之比为0.125～0.25。

进一步地，所述高速大腔体燃烧室的出口端为由内向外渐缩喇叭形。

进一步地，所述气体预热通道和燃烧室均为平板型。

本发明专利有益技术效果体现在：