本发明专利技术涉及一种电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置，包括壳体组件、燃料供给单元以及电喷射雾化单元。电喷射雾化单元设置于壳体组件上，电喷射雾化单元包括发射极和加速组件，加速组件位于发射极沿第一方向的一侧，发射极和加速组件之间形成沿第一方向的加速电场。电喷射雾化单元包括发射极和加速组件，且在发射极和加速组件之间形成由壳体组件外向壳体组件内的电场环境，当发射极中发射含前驱液的雾化液滴后，雾化液滴经过电场的加速作用，能够快速射入至位于壳体组件内部的燃烧火焰中。即本申请的电喷射雾化单元能够减少由于燃烧火焰时的高温高压复杂环境，导致电喷射辅助雾化方式与高温燃烧火焰的耦合难度大的问题。问题。问题。
【技术实现步骤摘要】
一种电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置
[0001]本专利技术涉及纳米颗粒合成
，特别是涉及一种电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置。
技术介绍
[0002]燃烧火焰合成是国际燃烧学科上持续关注的前沿技术，作为燃料领域的一个新兴分支方向，可用于合成陶瓷、光学、电子、催化、光伏、电化学及传感器在内多个领域所需的纳米颗粒。
[0003]燃烧火焰合成纳米颗粒是利用前驱液在火焰中反应以生成对应成分的纳米颗粒的过程。而在纳米颗粒合成前，一般需要将前驱液以雾化的形式喷射至火焰中。常见的前驱液的雾化方式有超声波雾化、双流体雾化以及电喷射辅助雾化方式。其中，电喷射辅助雾化方式以超细液滴雾化及单一粒径分散能力而著称，对合成高性能纳米颗粒有直接的促进作用。
[0004]然而，由于电喷射辅助雾化方式与高温燃烧复杂火焰场的耦合难度大，导致电喷射辅助雾化方式在当前火焰合成领域中并未广泛应用。
技术实现思路
[0005]基于此，有必要针对电喷射辅助雾化方式与高温燃烧复杂火焰场的耦合难度大的问题，提出一种电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置。
[0006]一种电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置，包括：
[0007]壳体组件；
[0008]燃料供给单元，用于向所述壳体组件内提供燃料，使得所述壳体组件内产生燃烧火焰；以及
[0009]电喷射雾化单元，设置于所述壳体组件上，所述电喷射雾化单元包括发射极和加速组件，所述加速组件位于所述发射极沿第一方向的一侧，所述发射极和加速组件之间形成沿第一方向的加速电场，所述发射极用于发射含前驱液的雾化液滴，所述第一方向为所述壳体组件由外向内的方向。
[0010]在其中一个实施例中，所述加速组件包括加速极板，所述发射极具有发射雾化液滴的发射孔，所述加速极板上开设有与所述发射极的发射孔位置对应的提取孔，所述发射极接正极电压，所述加速极板接地。
[0011]在其中一个实施例中，所述加速组件还包括提取极板，所述提取极板位于所述发射极和所述加速极板之间，所述提取极板接正极电压，且所述提取极板的电压值小于所述发射极的电压值，所述提取极板上开设有与所述发射孔位置对应的加速孔。
[0012]在其中一个实施例中，所述发射极与所述提取极板之间的距离小于所述提取极板与加速极板之间的距离。
[0013]在其中一个实施例中，所述发射极包括发射刃孔板，所述发射刃孔板上开设有多
个孔深方向沿所述第一方向的发射孔，所述发射孔沿所述第一方向渐缩，且所述发射孔沿所述第一方向的一端为长条状发射口。
[0014]在其中一个实施例中，所述发射极还包括储液箱和多孔分布板，所述储液箱位于所述发射刃孔板远离所述壳体内部的一侧，所述多孔分布板位于所述储液箱内，且紧贴所述发射刃孔板。
[0015]在其中一个实施例中，所述电喷射雾化单元的数量为多个，多个所述电喷射雾化单元沿周向均匀设置于所述壳体组件。
[0016]在其中一个实施例中，所述壳体组件为正六边形柱体结构，所述电喷射雾化单元的数量为三个，三个所述电喷射雾化单元一一对应分别设置在所述正六边形柱体结构的三个互不相邻的侧壁上。
[0017]在其中一个实施例中，所述电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置还包括底座，所述壳体组件包括外部壳体、中间壳体以及内部壳体，所述外部壳体、中间壳体以及内部壳体由外向内依次排列且分别设置在所述底座上，所述发射极设置在所述外部壳体上，所述提取极板设置在所述中间壳体上，所述加速极板设置在内部壳体上，所述燃料供给单元设置在所述底座上。
[0018]在其中一个实施例中，所述电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置还包括轴心电极，所述轴心电极设置于所述壳体组件内，且其长度方向沿第二方向，所述轴心电极接负极电压，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置还包括绝缘套管，所述绝缘套管套设在所述轴心电极的外部，所述绝缘套管与所述轴心电极之间具有间隙，所述间隙中用于通入氮气。
[0019]上述电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置，电喷射雾化单元包括发射极和加速组件，且在发射极和加速组件之间形成由壳体组件外向壳体组件内的电场环境，一方面，在电场的作用下，便于从发射极中引射出前驱液射流，并进一步雾化成均匀细液滴；另一方面前驱液细液滴能够在电场作用下，加速射入至位于壳体组件内部的燃烧火焰中。即本申请的电喷射雾化单元能够解决电喷射辅助雾化方式与高温燃烧复杂火焰场耦合难度大等问题，从而使得电喷射辅助雾化的方式能广泛用于火焰合成功能纳米颗粒。
附图说明
[0020]图1为一实施例中的电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置结构示意图；
[0021]图2为图1中B
‑
B向结构示意图；
[0022]图3为图2中A
‑
A向结构示意图；
[0023]图4为电喷射雾化单元的放大结构示意图；
[0024]图5为发射刃孔板的结构示意图；
[0025]图6为提取极板的结构示意图。
[0026]附图标记：100
‑
壳体组件；110
‑
底座；120
‑
外部壳体；130
‑
中间壳体；140
‑
内部壳体；
[0027]200
‑
燃料供给单元；210
‑
燃料进气管；220
‑
氧气进气管；230
‑
燃料分配箱；240
‑
氧气分配箱；
[0028]300
‑
电喷射雾化单元；310
‑
发射极；311
‑
发射刃孔板；3111
‑
发射孔；312
‑
储液箱；
313
‑
多孔分布板；320
‑
提取极板；321
‑
提取孔；330
‑
加速极板；331
‑
加速孔；340
‑
进液管；
[0029]400
‑
轴心电极；410
‑
绝缘套管；
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置，用于使得前驱液经过燃烧火焰加热反应生成功能纳米颗粒，其特征在于，包括：壳体组件；燃料供给单元，用于向所述壳体组件内提供燃料，使得所述壳体组件内产生燃烧火焰；以及电喷射雾化单元，设置于所述壳体组件上，所述电喷射雾化单元包括发射极和加速组件，所述加速组件位于所述发射极沿第一方向的一侧，所述发射极和加速组件之间形成沿第一方向的加速电场，所述发射极用于发射含前驱液的雾化液滴，所述第一方向为所述壳体组件由外向内的方向。2.根据权利要求1所述的电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置，其特征在于，所述加速组件包括加速极板，所述发射极具有发射雾化液滴的发射孔，所述加速极板上开设有与所述发射极的发射孔位置对应的提取孔，所述发射极接正极电压，所述加速极板接地。3.根据权利要求2所述的电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置，其特征在于，所述加速组件还包括提取极板，所述提取极板位于所述发射极和所述加速极板之间，所述提取极板接正极电压，且所述提取极板的电压值小于所述发射极的电压值，所述提取极板上开设有与所述发射孔位置对应的加速孔。4.根据权利要求3所述的电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置，其特征在于，所述发射极与所述提取极板之间的距离小于所述提取极板与加速极板之间的距离。5.根据权利要求1所述的电喷射辅助雾化火焰合成功能纳米颗粒的装置，其特征在于，所述发射极包括发射刃孔板，所述发射刃孔板上开设有多个孔深方向沿所述第一方向的发射孔，所述发射孔沿所述第一方向渐缩，且所述发射孔沿所述第一方向的一端为长条状发射口。6.根据权利要求5所述的电喷射辅助雾化...
【专利技术属性】
技术研发人员：李水清，苏利鹏，张易阳，宋民航，靳星，伍泽赟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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