[發明專利]一種適用于大流量的微型荷電噴霧燃燒器及其燃燒方法

在審

• 申請號: 202010312472.6
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111457367A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 甘云華;石敦峰;江政緯
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F23D11/38
• 分類號: F23D11/38;F23D11/44;F23J15/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 盧倩

本發明涉及微型液體燃燒裝置技術領域，公開了一種適用于大流量的微型荷電噴霧燃燒器，包括燃燒室、霧化單元、多嘴噴管、燃燒網板、燃料供給箱和高壓直流電源；所述霧化單元包括霧化室和金屬網格；所述燃燒室和霧化室之間通過燃燒網板分隔，所述金屬網格設置于霧化室中；所述多嘴噴管包括輸料管和若干個設置在輸料管上的噴料層，所述輸料管的頂端密封，若干個噴料層沿輸料管的軸向間隔排布，并靠近輸料管的頂端，若干個噴料層均位于金屬網格圍成的腔體中，所述輸料管的底端穿過霧化室的底端開口后與燃料供給箱連通。本發明還公開了一種適用于大流量的微型荷電噴霧燃燒器的燃燒方法，其有益效果在于：結構緊湊，燃燒效率高，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及微型液體燃燒裝置技術領域，具體涉及一種適用于大流量的微型荷電噴霧燃燒器及其燃燒方法。

背景技術

近幾十年來，隨著MEMS微加工技術的快速發展，由于社會發展的需要，出現了大量的微小型醫療設備、微小型機械人、微小型飛行器以及便攜式電子設備等微小型的裝置。目前，絕大數的微小型設備和系統均由傳統的化學電池供能，但傳統化學電池存在能量密度低、使用時間短、充電時間長等缺點，不足以滿足微型動力設備對續航能力的要求。而液體碳氫燃料能量密度是傳統化學電池能量密度的幾十倍，若將液體碳氫燃料作為微型燃燒器的燃料，可滿足高能量密度、尺寸小、續航時間長等特點，有望代替化學電池。

液體燃料燃燒速度主要取決于液體燃料的蒸發速度，如何快速地讓液體燃料蒸發，并穩定地燃燒，成為微型燃燒器研發成功的關鍵。液體燃料荷電霧化產生的液滴具有良好單分散性特點，極大地增加與空氣接觸面積，大大地增加了蒸發速度。同軸單噴嘴荷電霧化的流量小，產熱量低，同軸多噴嘴(噴嘴方向與噴管方向一致)荷電霧化流量較大，產熱量高，但噴嘴之間相互影響，造成霧化射流射程長，噴管直徑大，霧化區域寬，使得微型燃燒器的尺寸較大。因此對于需要大功率供能的設備，需要的流量大，若采用同軸多噴嘴荷電霧化，將造成燃燒器的尺寸大幅增加。

發明內容

本發明的目的是為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種尺寸合理、燃料效率較高的適用于大流量的微型荷電噴霧燃燒器。本發明的另一目的在于提供一種有效提高燃燒效率的用于大流量的微型荷電噴霧燃燒器的燃燒方法。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：一種適用于大流量的微型荷電噴霧燃燒器，包括燃燒室、霧化單元、多嘴噴管、燃燒網板、燃料供給箱和高壓直流電源；所述霧化單元包括霧化室和金屬網格；所述燃燒室和霧化室均呈兩端開口的筒狀，所述燃燒室和霧化室上下設置且連通，所述燃燒室和霧化室之間通過燃燒網板分隔，所述金屬網格環繞設置于霧化室中，所述金屬網格的頂端與燃燒網板連接；所述多嘴噴管包括輸料管和若干個設置在輸料管上的噴料層，所述輸料管的頂端密封，若干個噴料層沿輸料管的軸向間隔排布，并靠近輸料管的頂端，若干個噴料層均位于金屬網格圍成的腔體中，所述輸料管的底端穿過霧化室的底端開口后與燃料供給箱連通，所述多嘴噴管與高壓直流電源的正極連接，所述金屬網格與高壓直流電源的負極連接。

進一步地，所述噴料層均包括若干個沿輸料管的徑向均勻分布的噴嘴，相鄰兩噴料層之間的噴嘴上下對齊。

進一步地，所述霧化單元還包括燃料回收槽，所述燃料回收槽設置于霧化室的底端，并形成霧化室的進氣口，所述金屬網格的底端位于燃料回收槽中，所述燃料回收槽與燃料供給箱連通，所述輸料管的底端穿過進氣口后與燃料供給箱連通。

進一步地，所述燃料回收槽為環形槽，其中部鏤空為進氣口，所述燃料回收槽的外緣與霧化室的底端連接，所述多嘴噴管的底端穿后進氣口后與燃料供給箱連通。

進一步地，所述進氣口的直徑大于輸料管的外徑。

進一步地，所述金屬網格與燃燒室內壁之間填充有多孔介質層，所述多孔介質層的頂端與燃燒網板連接，所述多孔介質層的底端位于燃料回收槽中。