[發明專利]一種應用于微熱光電系統的回熱型多孔介質燃燒器

在審

• 申請號: 201810984727.6
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN108980830A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 李楠;徐有寧;薛治家;唐美玲;勝興;張宏志
• 申請（專利權）人: 沈陽工程學院
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/12;F23D14/46;F23D14/66
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• 代理人: 暫無信息

一種應用于微熱光電系統的回熱型多孔介質燃燒器，包括燃燒器外壁和內壁，內壁圍成的空間構成混合燃氣進口，外壁和內壁之間的環形空間構成煙氣出口和多孔介質區域。煙氣出口位于多孔介質區域上方。燃燒器外壁和內壁之間利用支撐桿進行連接。通過這個設置，實現了燃燒產物和進氣之間的熱量交換，達到了回熱的效果。多孔介質區域分別填充兩種不同規格的多孔介質材料。這種多孔介質和回熱相結合的設計方式，使燃燒更加充分、穩定，提高了燃燒溫度，減少了熱損失，提高了能量轉換率。

技術領域

本發明涉及微尺度熱光電能量轉換技術領域，特別涉及一種應用于微熱光電系統的回熱型多孔介質燃燒器。

背景技術

隨著微機電系統的迅速發展，人們對小型能源和微型能源的關注度越來越高。微熱光電系統作為微系統和能源領域的結合體，逐漸成為人們關注的重點。微熱光電系統是將燃料燃燒加熱輻射材料，使輻射器放出光子，在經過光電池轉換為電能。它具有無運動元件、制造相對簡單、安全可靠等優點。

在微熱光電系統中，微燃燒器是系統的關鍵部件，需要維持持續燃燒和輸出最大熱效率之間的平衡。傳統微燃燒器為空腔管結構，由于微燃燒器尺寸較小，表面積增加使散熱損失增大，當混合氣體燃燒產生的熱量小于管壁損失熱量時，發生淬熄。同時，由于混合氣體在燃燒器內停留時間較短，發生不充分燃燒，出現燃燒器火焰溫度較低，溫度分布不均，輻射能力降低，能量轉換率低等問題。針對這些問題，目前將多孔介質加入微燃燒器的技術應用越來越廣泛。當預混氣體在多孔介質中燃燒時，氣體在多孔介質孔隙內部產生渦流，擾動劇烈，燃燒產生的熱量通過多孔介質的導熱和輻射傳遞給新鮮燃氣，同時利用多孔介質自身的蓄熱能力回收高溫煙氣余熱，大大提高了燃燒效率，使燃燒更穩定、充分，提高了能量轉換率。公開號為CN103629666A的“一種填充多孔介質的雙向進氣回熱型微尺度燃燒器”，采用布置中間隔板和雙向進氣的方式，實現了燃燒產物和進氣之間的熱量交換，達到了基本的回熱效果。公開號為CN103090384A“一種多孔介質回熱型微尺度燃燒器”，通過在燃燒器內設置T型隔板和多孔介質，將燃燒器分成兩個區域，實現回熱燃燒。雖然以上技術方案能夠在一定程度上使燃燒更加充分和穩定，但是燃燒器在燃燒的溫度和均勻性方面還有待進一步的提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于微熱光電系統的回熱型多孔介質燃燒器，該燃燒器通過設置不同規格的多孔介質和利用尾氣余熱回熱，使燃燒更完全，解決溫度分布不均和局部高溫的問題，使燃燒更加穩定充分，提高能量轉換率，擴大功率調節范圍等優點。

為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種應用于微熱光電系統的回熱型多孔介質燃燒器，包括燃燒器外壁和內壁，內壁圍成的空間構成混合燃氣進口，外壁和內壁之間的環形空間構成煙氣出口和多孔介質區域。煙氣出口位于多孔介質區域上方。多孔介質區域填充兩種不同規格的多孔介質，分別為泡沫陶瓷一和泡沫陶瓷二，泡沫陶瓷一位于泡沫陶瓷二上方。泡沫陶瓷一的孔隙率大，有助于支持穩定燃燒，提高燃燒溫度，并將熱量傳給燃燒器外壁。泡沫陶瓷二的孔隙率小，流通性差，主要作用是將火焰定位于泡沫陶瓷一內燃燒，當燃燒向下游傳播時，可以熄滅火焰。在泡沫陶瓷一底部設置電子點火裝置。燃燒器外壁和內壁之間利用支撐桿進行連接。

所述的燃燒器外壁和內壁，均采用導熱系數高、耐高溫性能的SiC陶瓷材料。

所述的泡沫陶瓷一，孔隙密度為30ppi，孔隙率為85%，其材質為氧化鋁泡沫陶瓷。

所述的泡沫陶瓷二，孔隙密度為50ppi，孔隙率為20%，其材質為氧化鋁泡沫陶瓷。