[发明专利]一种主动式金属燃料输送与熔化装置

说明书

本发明公开了一种主动式金属燃料输送与熔化装置，利用送料电机带动齿轮转动，将丝带状或者棒条状固体金属传送室燃烧室，按动力系统总功率要求，调整齿轮转动电机功率，金属燃料的输送速度与输送量可控制，输送金属燃料时不必引入其他载气或者载液实现了金属燃料的主动式输送；金属燃料通过输送机构后，在进入燃烧室前经过坩埚被加热至熔融态，提高了燃烧室的燃烧效率。再与氧化剂接触，经点火装置触发燃烧反应，释放热量，间接控制其与氧化剂的反应速度和热量总能，可实现动力系统的变功率连续输出功能；当燃料的尺寸发生变化时，可以根据金属燃料的尺寸调整齿轮间距；本发明的装置结构紧凑，操作简单，节省空间的同时有利于减轻系统自重。

技术领域

本发明属于水下航行器动力技术领域，具体涉及一种主动式金属燃料输送与熔化装置。

背景技术

金属燃料输送机构主要应用于高能量密度动力推进系统的燃料供应部件，用以输送金属燃料至燃烧室，促使其与氧化剂发生反应，提供热能并最终输出动力。

目前，在高能量密度动力推进系统中，金属燃料所具有的高热值能量日益受到重视，其燃烧过程释放热量所需要的氧化剂可以自身携带，也可以从工作环境中引入水介质而完成。为保证系统运行安全性，一般将金属燃料与氧化剂单独存放，系统开始运行后，再将二者分别送入燃烧室参与燃烧反应。结合金属自身的物理特性，一般的燃料输送方式是先将金属加工成微米或者纳米级金属颗粒，再选择合适的惰性载气，使金属颗粒随气流进入燃烧室，经点火装置促使其与氧化剂发生反应。这种输送方式中，金属燃料被动式地随载气进入燃烧室，其在载气中的质量浓度和体浓度均受到一定限制，系统运行中不方便调控其用量，惰性载气也会影响燃烧室内的放热反应，降低燃烧室效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种应用于动力推进系统中的主动式金属燃料输送与熔化装置，摒弃传统的载气载液方式，采用新型主动式输送机构，可以使金属燃料在进入燃烧室前熔化，并集氧化剂和点火装置于一体，结构紧凑、操作方便，可以安全高效地组织金属燃料燃烧。

一种主动式金属燃料输送与熔化装置，包括燃料输送机构与燃料熔化机构；

所述燃料输送机构包括送料电机(4)、主动轮(2)、从动轮(3)、送料机罩(8)以及燃料输送管(1)；所述燃料熔化机构包括壳体(16)以及位于其内部的坩埚(12)；

所述送料电机(4)固定在送料机罩(8)的外部，主动轮(2)和从动轮(3)安装在燃料送料机罩(8)的内部，主动轮(2)和从动轮(3)的齿轮啮合在一起，送料电机用于驱动主动轮(2)；输送管(1)固定在送料机罩(8)上，分为上下两部分：上部分为燃料输入段，通向主动轮(2)和从动轮(3)的接合处的上部；下部分为燃烧输出段，上端固定在主动轮(2)和从动轮(3)的啮合处的下部，下端连接燃料熔化机构中的坩埚(12)；

坩埚(12)位于壳体(16)内部，其上端通过壳体(16)上开设的定位孔(10)与燃料输送管(1)的下端对接；外表面缠绕加热线圈(14)；坩埚(12)出口从壳体(16)下端伸出，壳体(16)下部对应坩埚(12)出口位置设置有氧化剂入口(15)和点火装置(13)。

较佳的，采用弹簧支架(7)一端固定从动轮(3)，另一端设置压缩弹簧(5)，压缩弹簧(5)通过调节螺钉(6)固定在送料机罩(8)上。

较佳的，所述坩埚(12)的外表面与加热线圈(14)之间设置有隔热套(11)。

本发明具有如下有益效果：