[发明专利]一种组合式微尺度回热型燃烧器

说明书

本发明属于能源利用领域，提供了一种组合式微尺度回热型燃烧器，包括燃烧室和混合室，燃烧室为中空长方体结构，内部设有两个相互平行的隔板，将燃烧室分割成三个通道，两个隔板之间形成进气通道，隔板与燃烧室的左壁和右壁之间形成两个排气通道，隔板的顶部与混合室的顶壁之间形成燃烧区，混合室设于燃烧室的底部，混合室内的混合腔顶部与进气通道连通，底部与进气口连通，隔板的底部卡接在混合腔内壁上的矩形凹槽内，本发明两个排气通道中的尾气充分对进气通道内新鲜混合气预热，使烧效率提高，隔板不仅增强混合气在各个通道内的扰动和冲刷程度，从而使高温混合气与燃烧室壁面间的对流换热系数得以大幅提高，而且还极大的提高稳燃流速范围。

技术领域

本发明属于能源利用领域，具体涉及一种组合式微尺度回热型燃烧器。

背景技术

随着微动力装置被广泛的用于工业，医疗，家用和军事领域中，微型动力机电系统(Power MEMS，简称微型动力系统)技术已经引起研究者的重视。然而，这些MEMS技术的关键瓶颈在于笨重的发电装置。因此，具有高能量密度的微尺度电源尤为重要。目前，针对该装置已取得一系列进展，已经有多种形式的微型动力装置被开发，例如微热电装置，微型自由活塞发动机，微型旋转发动机和微热光伏系统(MTPV)等。在各种微型动力装置中，微热光伏系统(MTPV)被认为是最有前途的技术之一，因为它不包括任何移动部件，结构简单易于装配。其基本原理是碳氢燃料在微型燃烧器中燃烧并释放热量，当微型燃烧器的壁面被加热到高温时，其辐射一定数量光子，撞击光电池表面，从而产生电能。

作为微型热光电系统的核心部件——微型燃烧器，其内部组织燃烧是否充分，会显著影响燃烧器外壁面的温度分布状况，进而影响系统的电能输出。此外，微尺度燃烧不同于常规尺度燃烧也会带来设计上的挑战。首先，在微尺度燃烧条件下，预混合气体在燃烧器中停留时间短，完全反应难度加大。其次，微燃烧器具有高的表面积与体积比，可能发生热和自由基淬熄，使燃烧不稳定而引起熄灭。最后，微型燃烧器可能由于非常小的公差而在磨损，组装和密封方面造成困难。

为了在微型燃烧器中实现稳定的燃烧，已采用各种方法来增强燃烧过程。例如，专利申请号201310014966.1(专利名称为“一种多孔介质回热型微型燃烧器”)、专利申请号201310540863.3(名称为“一种填充多孔介质的双向进气回热型微尺度燃烧器”)所公开的各种燃烧器，通过在进气方式、内部流通截面上的合理设计，基本实现微尺度回热燃烧，在一定程度上起到了延长燃料驻留时间、提高微尺度状态下燃烧效果的作用。但是微型回热型燃烧器在组织进气，回热效果与燃烧效率有待进一步优化。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种组合式微尺度回热型燃烧器，旨在实现高效稳定燃烧和较高的燃烧室壁面辐射能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种组合式微尺度回热型燃烧器，包括燃烧室，所述燃烧室为中空长方体结构，顶端封闭，底端开口，燃烧室的外壁包括前后、左右四个侧壁和顶壁；

燃烧室内设有两个相互平行的隔板，隔板与燃烧室的前壁以及后壁之间为可拆卸连接，两个隔板之间的区域形成进气通道，左侧的隔板与燃烧室的左壁之间形成第一排气通道，右侧的隔板与燃烧室的右壁之间形成第二排气通道，进气通道能对两侧的排气通道两边预热均匀，减少燃烧不对称现象产生。

隔板的长度小于燃烧室的高度，使隔板的顶端与燃烧室的顶壁之间的区域形成燃烧区，混合气在突扩的燃烧区产生稳定回流，回流的存在能形成未然混合气与已燃的混合气交替流通，已燃混合气点燃未燃混合气。

优选地，还包括混合室，所述混合室内设有混合腔，所述混合腔的底部至顶部为渐扩形状，所述混合室的底部设有进气口，所述进气口与混合腔的底部连通，所述混合室上相对的两个侧壁上设有矩形凹槽；

所述混合室的底部与燃烧室的顶部连接，两个所述隔板的底端分别卡接在混合室上两个侧壁的矩形凹槽内，所述混合腔与进气通道连通。