[實用新型]一種催化微燃燒器

有效

• 申請號: 201320029867.0
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN203147768U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 潘劍鋒;張倚;唐愛坤;邵霞;楊輝;楊貝貝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F23D14/18
• 分類號: F23D14/18;F23D14/70
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本實用新型屬于微動力系統技術領域，具體涉及將燃料燃燒的化學能轉化為電能的微型裝置，即微燃燒器。

背景技術

微動力機電系統是直接在微系統中通過燃燒將氫氣或碳氫燃料的化學能轉換為熱能，然后依靠各種能量轉換方式提供動力或產生電能。該類系統的能量密度可達10W/cm³~100W/cm³，比常規電池高出一個數量級，且具有成本低，性能穩定，環境友好等優點。然而隨著燃燒室尺度的減小，其比表面積增大，導致散熱速率大大提高，使得常規火焰無法穩定，易發生壁面熄火現象；其次，火焰傳播的滅火極限直徑也使的常規火焰無法在如此小的燃燒器內傳播。

目前，微尺度燃燒技術發展面臨的主要問題有以下幾點：1、微尺度燃燒與常規尺度燃燒機制的不同及如何拓展燃燒尺度的極限；2、提高微尺度空間內燃燒的穩定性及效率，減少污染物排放；3、解決微小空間內流體的流動、傳熱與混合問題。目前依據微尺度燃燒原理，通過改變預混燃氣的流量及溫度，或重新設計微型通道的形狀及內部結構，可以起到改善燃燒條件及提高燃燒效率的作用。

實用新型內容

本實用新型目的是為了提高微燃燒器的總體性能。在微燃燒器內加入若干排圓柱體，可以穩定控制流場，對燃燒有穩定作用；并在燃燒室內壁以及圓柱體表面均勻涂覆催化劑，可以縮短反應時間，降低著火溫度。

本實用新型通過如下技術方案得以實現：一種催化微燃燒器，包括燃燒室、氣體進口和氣體出口，在燃燒室內設置若干排圓柱體，圓柱體采用叉排布置，燃燒室內壁以及圓柱體上有Pt催化層。

本實用新型中，燃燒室壁面及圓柱體是用SiC陶瓷材料經燒結制成，燃燒室與圓柱體連成一體。

燃燒室內壁以及圓柱體上涂Pt催化層，Pt催化層的處理方法為：將燒結好的燃燒器外表面用封口膜（PARAFILM）包裹，避免外壁面負載鉑，浸漬在六氯鉑酸金額丙酮配成的溶液中約六小時，取出之后在70攝氏度下干燥，在管式爐內通氫氣高溫還原，使碳化硅表面上的金屬鉑析出，從而使燃燒器內壁面以及圓柱表面均勻產生Pt催化層。

本實用新型基于微尺度預混合燃燒技術和催化燃燒技術對微燃燒室結構進行改進，燃燒器內加入一系列圓柱，以提高微燃燒器的總體性能；采用耐高溫性能較強的SiC陶瓷材料。與現有的燃燒器相比，其有益效果體現在：在微尺度燃燒室中加入圓柱，流體繞過圓柱體時，在其下游區域會形成一個漩渦回流區，回流區有強烈的湍流混合，可以提高燃燒的穩定性；高溫圓柱體可以迅速加熱入口氣體，增強了入口段的反應速率，改善了燃燒條件；圓柱體側面涂有Pt催化層，可以縮短反應時間，并降低著火溫度。

附圖說明

圖1為催化微燃燒室主視圖，

圖2為催化微燃燒室視圖，

圖3為催化微燃燒室俯視圖。

圖中：1.燃燒室；2.圓柱體；3.氣體進口；4.氣體出口。

具體實施方式

參見圖1－3，一種催化微燃燒器，包括燃燒室1、氣體進口3和氣體出口4，在燃燒室1內設置4排圓柱體，圓柱體采用叉排布置，燃燒室內壁以及圓柱體上有Pt催化層。燃燒室壁面及圓柱體是用SiC陶瓷材料經燒結制成，燃燒室與圓柱體連成一體。

本實用新型中，燃料氣體通過進口3進入燃燒室1，前排圓柱2可以迅速預熱燃料氣體，燃料氣體在燃燒腔內燃燒完畢后由出口4排出，燃燒器內壁及圓柱體2表面涂有Pt催化層，降低著火溫度，縮短反應時間，使燃燒更加穩定，并擴大了燃燒極限。