车载微波重整器可燃混合气加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种车载微波重整器可燃混合气加热装置，包括反应腔、微波功率管、微波等离子体反应管、放电点火装置，微波功率吸收器。微波功率吸收器设置在微波等离子体反应管内部，由耐高温的微波吸收材料制成，微波吸收材料吸收可燃混合气未吸收的剩余的大部分微波能量，并转化为热能，微波吸收材料产生的热能来加热可燃混合气，使可燃混合气预热升温。可燃混合气反应温度升高，增加了粒子的热运动速度和碰撞频率，不仅可以降低点火的所需击穿电场强度，而且增加了反应链条，提高了电离度和电离度的上升速度，从而提高反应速率，节约了能源。

【技术实现步骤摘要】
车载微波重整器可燃混合气加热装置
本专利技术涉及微波电磁场加热技术，特别涉及一种车载微波重整器可燃混合气加热装置。
技术介绍
微波加热与传统的加热方法有很大的区别，传统的加热方法是依靠热源，通过辐射、传导、对流等途径，首先使物体的表面加热，然后通过物体内部热传递，使物体温度由表及里逐渐升高。微波具有高效节能、加热速度快、加热均匀、安全环保、清洁卫生、易于控制等多方面优点。在微波电场中，介质吸收微波功率的大小正比于频率、电场强度的平方、介电常数和介质损耗角正切值。介质损耗角正切值表示电介质材料在交变电场下的有功损耗和无功损耗之比，值越大，介质损耗越大。在交变电场下，电介质材料自身极性分子由于惯性极化滞后，损耗电场能量而发热造成的损耗。介电常数和介质损耗角正切值与材料分子的极性和材料的密度有关，低压的混合燃气由于气态密度很低，介电常数接近1，介质损耗角正切值接近于0，对于微波能量的吸收很少。等离子体由于大量电离的正负自由电荷，相对于气态来说，介电常数和介质损耗角正切值很大，对于微波的吸收也很大，等离子体吸收的微波能量与其电离度或电子密度有关。因此，混合燃气在气态和等离子态下的微波负载差异很大。由于微波等离子体重整器启动时，反应管中的可燃混合气尚未形成等离子体态，只能吸收微波源产生的极少部分能量。由于气态和等离子态负载差异很大，阻抗匹配难以解决启动时大量剩余能量的反射问题。微波等离子体重整器的微波输出功率达几百瓦，如果通过隔离器和或吸收负载来吸收剩余大部分能量，则将增加几百瓦功率的隔离器和或吸收负载，带来尺寸、重量、散热问题，不利于车载使用。如果剩余大部分能量反射回微波源，反射能量的冲击不仅影响干扰微波源的正常工作，也容易造成其温度过高、使用寿命降低，并且存在启动时升温慢、能源利用率低的缺点。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术设计开发了一种车载微波重整器可燃混合气加热装置，利用微波吸收材料吸收可燃混合气未吸收的剩余的大部分微波能量，并转化为热能，来预热可燃混合气体，提高微波重整器中的微波能量吸收和加热效率，从而提高反应速率，节约能源。本专利技术提供的技术方案为：一种车载微波重整器可燃混合气加热装置，其特征在于，包括反应腔，其上设置有进气口；微波功率管，其装配在反应腔上盖上并深入反应腔内部，所述微波功率管能够向所述反应腔内发射微波；微波等离子体反应管，其设置在所述反应腔中心电场强度极大区，所述微波等离子体反应管与所述进气口连接，所述微波等离子体反应管内通有混合燃气；放电点火装置，其插入所述微波等离子体反应管内部，所述放电点火装置能够在微波磁场作用下放电从而将所述微波等离子体反应管中的混合燃气击穿；微波功率吸收器，其设置于所述微波等离子体反应管内部，能够吸收利用微波能量来加热混合燃气。优选的是，所述微波等离子体反应管为石英管、陶瓷管或纤维管。优选的是，所述微波等离子体反应管为螺旋形。优选的是，所述微波功率吸收器由一系列螺旋形排列的小圆球或螺旋圆柱形实心管构成。优选的是，所述微波功率吸收器为呈螺旋形的实心管。优选的是，所述微波功率吸收器材料为铁氧体或者陶瓷基或者氧化铝基。优选的是，所述放电点火装置由一根带有开口的金属线圈制成，其设置有两自由端，所述两自由端前部制成具有尖部的圆锥形，并且两尖部相靠近，所述两个自由端插入微波等离子体反应管内部并与混合燃气相接触，所述微波电磁场感应放电回路插入所述微波等离子体反应管内的部分金属层裸露，而未插入部分包有耐高温的绝缘层。优选的是，所述放电点火装置包括两个由金属材料制成具有尖端的点火反射销和与点火反射销相连的反射销螺栓，所述两个点火反射销的尖端相对，通过调节反射销螺栓调整两点火反射销尖端的距离。优选的是，所述反应腔为圆环形柱体。优选的是，还包括上盖，所述上盖设置于所述反应腔的上方，所述微波功率管与所述上盖相固定。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的可燃混合气加热装置结构简单、功能高效合理、材料易于获得。通过对微波等离子体反应管、放电点火装置、微波功率管的位置摆放最大化的利用了微波功率并减少了装置体积。通过微波功率吸收器对可燃混合气未吸收的大部分能量再次吸收，提前预热可燃混合气，提高微波功率的吸收效率，与微波功率管的使用寿命。本装置解决了现有微波等离子体重整器可燃混合气对微波功率使用率低，微波发生装置使用寿命短的缺点，同时极大的提高了等离子体的形成率，与等离子体的电离度，拓展了微波电磁场应用的思想。附图说明图1为本专利技术所述的微波重整器俯视图。图2为本专利技术所述的微波重整器仰视图。图3为本专利技术所述的波重整器三维立体视图。图4为本专利技术所述的微波功率吸收器结构示意图。图5为本专利技术所述的微波功率吸收器结构示意图具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1、图2、图3所示，本专利技术提供了一种车载微波重整器等离子点火装置，包括反应腔1001、微波功率管1002、微波等离子体反应管1003、放电点火装置1004，微波功率吸收器1008。在反应腔1001上还设置有进气口1005。本装置中还设置有上盖1009，在上盖1009上设置有出气口1007。微波重整器反应腔1001为圆环形柱体，其底面有混合燃气进气口1005，多个微波功率管1002组成微波功率合成系统放置于反应腔内，能够产生微波1006。微波功率管1002装配在微波重整器反应腔上盖1009上，并深入微波重整器反应腔1001。通过对半导体微波功率管1002的位置和数量分析，使微波功率管1002功率的合成最大，并通过对半导体微波功率管1002电压的控制改变微波功率输出，最终达到装置点火对微波功率的输出的要求。微波等离子体反应管1003置于微波重整器反应腔1001中心，微波等离子体反应管1003可以是石英管、陶瓷管、纤维管等，本实施例中采用石英管。微波等离子体反应管1003与进气口1005连接，在微波等离子体反应管1003内通有混合燃气。微波等离子反应管1003做成螺旋形，能够增加混合燃气吸收微波能量时间并使其尽可能多的吸收微波能量，提高反应率。点火放电装置1004由一根带有开口的金属线圈制成，其包括两个自由端，两自由端前部制成具有尖部的圆锥形，并且两尖部相靠近，两个自由端插入微波等离子体反应管1003内部并与混合燃气相接触，点火放电装置1004插入所述微波等离子体反应管1003内的部分金属层裸露，而未插入部分包有耐高温的绝缘层。点火放电装置1004在谐振腔电磁场中既可以通过电场耦合、磁场耦合产生感应电动势，也可以两者混合的模式产生感应电动势。所述点火放电装置1004能够在微波磁场作用下放电从而将所述微波等离子体反应管1003中的混合燃气击穿。在不同耦合模式下，点火放电装置1004的位置、电场耦合的线路长度、磁场耦合的面积决定了点火放电装置1004放电端感生电动势的大小，点火放电装置1004放电端间距、放电电极尖端的半径或曲率决定了放电区域的电场强度，电场强度达到击穿的阈值即可形成放电。故将点火放电装置1004两端制成圆锥形且尖端相互靠近，有利于点火放电装置1004放电形成高压电，将混合燃气击穿形成等离子体。如图4、图5所示，微波功率吸收器1008位于微波等离子体反应管1003中心处，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载微波重整器可燃混合气加热装置，其特征在于，包括反应腔，其上设置有进气口；微波功率管，其深入反应腔内部，所述微波功率管能够向所述反应腔内发射微波；微波等离子体反应管，其设置在所述反应腔中心电场强度极大区，所述微波等离子体反应管与所述进气口连接，所述微波等离子体反应管内通有混合燃气；放电点火装置，其插入所述微波等离子体反应管内部，所述放电点火装置能够在微波电磁场作用下放电从而将所述微波等离子体反应管中的混合燃气击穿；微波功率吸收器，其设置于所述微波等离子体反应管内部，能够吸收利用微波能量来加热混合燃气。

【技术特征摘要】
1.一种车载微波重整器可燃混合气加热装置，其特征在于，包括反应腔，其底面设置有混合燃气进气口；微波功率管，其深入反应腔内部，所述微波功率管能够向所述反应腔内发射微波；微波等离子体反应管，其设置在所述反应腔中心电场强度极大区，所述微波等离子体反应管与所述进气口连接，所述微波等离子体反应管内通有混合燃气；放电点火装置，其插入所述微波等离子体反应管内部，所述放电点火装置能够在微波电磁场作用下放电从而将所述微波等离子体反应管中的混合燃气击穿；微波功率吸收器，其设置于所述微波等离子体反应管内部，能够吸收利用微波能量来加热混合燃气。2.根据权利要求1所述的车载微波重整器可燃混合气加热装置，其特征在于，所述微波等离子体反应管为石英管、陶瓷管或纤维管。3.根据权利要求1或2所述的车载微波重整器可燃混合气加热装置，其特征在于，所述微波等离子体反应管为螺旋形。4.根据权利要求3所述的车载微波重整器可燃混合气加热装置，其特征在于，所述微波功率吸收器由一系列螺旋形排列的小圆球或螺旋圆柱形实心管构成。5.根据权利要求3所述的车载微波重整器可燃混合气加热装置，其特征在于，所述微波功率吸收器为呈螺旋形的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军年，王治强，王庆年，刘鹏，张垚，孙娜娜，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22