[发明专利]一种高效预热的小型非预混燃烧器高温热源

说明书

本发明属于动力热源相关技术领域，其公开了一种高效预热的小型非预燃烧器高温热源，包括：氧化剂预热通道、套设于氧化剂预热通道外部的外壳以及中央挡流板，其中：氧化剂预热通道包括中空的预热通道和设于中空的预热通道一端的稳燃器，中空的预热通道用于输入氧化剂；外壳包括壳体以及设于壳体端部的挡板，挡板的中心设有开口，开口用于输入燃料，中空的预热通道具有稳燃器的一端与挡板间隙配合，中空的预热通道与壳体组成燃烧室；中央挡流板设于开口的中心，并与开口间隙配合。本申请既可以实现氧化剂的预热又实现了热源的有效输出，同时通过氧化剂和燃料的逆流增加了扰动可以实现快速均匀混合，利于燃烧的快速进行，满足动力热源的要求。

技术领域

本发明属于动力热源相关技术领域，更具体地，涉及一种高效预热的小型非预燃烧器高温热源。

背景技术

快速发展的微纳精密加工技术促使多种小型动力装置或系统不断涌现，如小型机器人、小型无人机、小型侦察机和小型推进器等，目前这些动力装置大都由传统电池驱动，然而传统电池存在能量密度小、重量和体积较大、充电时间较长等缺点，而基于氢气和碳氢燃料燃烧的动力源能量密度比传统的电池高出几十倍。因此，基于小尺度燃烧的小型动力源具有取代传统电池的潜力。其中，小型燃烧器是小型动力源的关键部件，研发出温度高效安全的小型燃烧器对于小型动力源的广泛应用具有重要意义。

中国专利CN110195862B公开了一种分离式预热的小型扩散燃烧器，氧化剂通过第一J型预热通道和第二J型预热通道后与中心处的燃料混合后在中间部位燃烧并不能向外有效输出热量，不能满足高热量情况下的需求，且该专利氧化剂和燃料顺流混合，必须加装分流板才能实现很好的混合，结构复杂，难以小型集成化。中国专利CN110553259B公开了一种适用于热发电的微小型非预混燃烧器，氧化剂与燃料顺流布置混合性不好，同时无法实现氧化剂的预热，点火困难，燃烧缓慢，反应慢。另外为实现作为动力源的功能，需要提升小尺度火焰锚定性能，由于不同工况下的进气量和进气速度不同，这导致火焰驻留位置易发生变化，且易出现震荡火焰等不稳定火焰形态，火焰稳定性差。因此亟需设计一种可以作为小型动力源的燃烧器高温热源。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高效预热的小型非预混燃烧器高温热源，通过将燃烧室布置于氧化剂管道外围即实现了氧化剂的预热又实现了热源的有效输出，同时通过氧化剂和燃料的逆流增加了扰动可以实现快速均匀混合，利于燃烧的快速进行，满足动力热源的要求。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高效预热的小型非预混燃烧器高温热源，包括：氧化剂预热通道、套设于所述氧化剂预热通道外部的外壳以及中央挡流板，其中：

所述氧化剂预热通道包括中空的预热通道和设于所述中空的预热通道一端的稳燃器，所述中空的预热通道用于输入氧化剂；

所述外壳包括壳体以及设于所述壳体端部的挡板，所述挡板的中心设有开口，所述开口用于输入燃料，所述中空的预热通道具有稳燃器的一端与所述挡板间隙配合，所述中空的预热通道与所述壳体组成燃烧室；

所述中央挡流板设于所述开口的中心，并与所述开口间隙配合。

优选地，所述中空的预热通道的轴心与所述开口的中心重合；所述壳体的中心轴线与所述中空的预热通道的中心轴线重合。

优选地，所述开口的面积大于所述中空的预热通道相对应的截面积。

优选地，所述开口的边缘为齿状。

优选地，所述中空的预热通道的另一端设有密封板，所述密封板与所述壳体的另一端组成烟气出口。

优选地，所述壳体与所述中空的预热通道的材料为金属。

优选地，所述壳体与所述中空的预热通道的形状为圆管状或方形。

优选地，所述稳燃器与所述挡板之间的距离与所述中空的预热通道的直径或上下壁面之间的距离相同。