【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电动汽车，特别是涉及一种甲醇多孔介质燃烧器及其工作方法和应用。
技术介绍
1、燃烧器在人们日常生活和国家工业生产上都有广泛应用。测试发现，市面上的几种柴油燃烧器的燃烧烟气中均含有较高浓度一氧化碳，氮氧化物等多种污染物，且其工作热效率不是很乐观。
2、目前我国能源结构急需调整，为尽快摆脱对传统化石能源的依赖，低碳燃料及相关燃烧技术的推广应用已成为必然趋势。甲醇碳含量低、能量密度高、燃烧效率高、可利用可再生能源由生物质能源再生、不含氮、硫等污染物成分，作为低碳清洁燃料近年来受到广泛关注。甲醇燃料所拥有的这些优点使其十分契合当前的能源形势，有助于我国能源结构的变革。由此一种新型的清洁能源燃烧器亟待进一步研究和开发。
3、除此之外，我国电动汽车行业发展迅猛，电动汽车保有量持续上升。然而在冬季，我国气候寒冷地区，电动汽车电池的正常工作难以保障，启动非常困难，续航能力大打折扣，续航里程缩水幅度甚至超过一半，这一问题不仅严重妨碍了电动汽车的正常出行，更是我国双碳目标实施道路上的“拦路虎”。因此，解决电动汽车电池在寒冷天气的正常工作问题迫在眉睫。
4、为解决上述问题，近年来电动汽车热管理方式层出不穷。“ptc电加热”作为其中较为成熟的技术，能够基本保障电池的正常运行，但需消耗电池自身电能用以加热，难以从实质上解决续航问题；而“空调热泵”技术，虽然能够在前者基础上增强电池续航能力，但系统结构复杂、成本高，难以满足实际应用，且以上两种方法都没有改善冷启动的问题。
技术实现
1、本专利技术的目的是针对现有技术中燃烧器存在的技术缺陷，而提供一种甲醇多孔介质燃烧器。
2、本专利技术的另一个目的是提供所述甲醇多孔介质燃烧器的工作方法。
3、本专利技术的另一个目的是提供所述甲醇多孔介质燃烧器在电动汽车的电池热管理系统中的应用。
4、为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
5、一种甲醇多孔介质燃烧器，包括风机、甲醇泵、燃烧室、点火针、金属纤维毡、以及多孔介质，其中：
6、所述甲醇泵上连接甲醇供给管路，所述甲醇供给管路的出口位于所述燃烧室的混合腔内，以将液体甲醇导入所述混合腔；所述风机通过所述燃烧室上的进风孔将空气导入所述混合腔，在混合腔内，空气和甲醇气体进行混合，所述点火针穿过所述燃烧室的壳体插入所述混合腔；
7、所述混合腔内设有所述的金属纤维毡和多孔介质，所述甲醇供给管路的出口与所述金属纤维毡接触，所述金属纤维毡设置在所述混合腔内靠近进风孔、甲醇供给管路的出口的一侧，所述多孔介质与所述金属纤维毡相邻插在所述混合腔内。
8、在上述技术方案中，所述燃烧室设置在燃烧室外壳内，燃烧室外壳上设有进风口，所述风机设置在所述燃烧室外壳内。
9、在上述技术方案中，所述多孔介质为圆柱形，所述多孔介质中的孔隙大小不同。
10、在上述技术方案中，所述多孔介质与所述燃烧室同轴心设置，所述多孔介质并列设置两层及以上，相邻两层多孔介质的孔隙密度不同。
11、在上述技术方案中，所述燃烧室的前端设有圆柱形凸起，所述圆柱形凸起上设有环形分布的进风孔，所述金属纤维毡环绕所述圆柱形凸起设置，所述点火针穿过所述燃烧室的壳体插入所述混合腔时，不与金属纤维毡发生接触。
12、在上述技术方案中，所述甲醇多孔介质燃烧器还包括控制系统，所述燃烧室内设有所述控制系统分别与所述风机、甲醇泵、点火针、散热温度传感器和腔体温度传感器电连接所述散热温度传感器位于燃烧室的后端，所述腔体温度传感器位于燃烧室的前端
13、本专利技术的另一方面，所述的甲醇多孔介质燃烧器的工作方法，包括以下步骤：
14、步骤1，开机后，通过控制系统设定目标温度，设定目标温度后，点火针通电加热，风机开始工作。
15、步骤2，控制系统检测到点火针的温度升高至预定温度后，控制甲醇泵工作，电热塞升温将点火针周围部分甲醇气化并实现点燃，此时，燃烧器的混合腔内有混合气被点燃，甲醇液体燃料进入金属纤维毡后，金属纤维毡的毛细作用能迅速把燃料均匀分布到整个纤维毡，点燃的混合气对金属纤维毡进行加热，进入金属纤维毡的甲醇被加热气化后与风机鼓入的空气在混合腔内继续混合并被点燃形成火焰，火焰进入多孔介质持续燃烧并加热多孔介质，此时点火过程完成，点火针停止工作
16、步骤3，火焰面充分扩展，渐渐均匀充满整个多孔介质，燃烧进入稳定，多孔介质变得红热，多孔介质的辐射热和燃烧室筒壁的热量均会向燃烧器的上游的金属纤维毡和混合腔传递，金属纤维毡的温度持续气化泵入的液体甲醇，高温多孔介质的辐射热加热进入混合室内的预混气体，多混合气进入多孔介质也可以持续被点燃，使燃烧器内燃烧过程持续流畅进行，且多孔介质内燃烧驻定。
17、步骤4，随燃烧器持续工作，控制系统的散热温度传感器接收到散热系统的反馈，经过此燃烧器的工作已经达到预期设定目标，燃料泵流量有所降低，风机转速与之匹配，但仍然维散热温度传感器的反馈温度保持在设定目标左右，若此时增大或者减少设定的温度或者功率，控制系统会使此燃烧器的燃料供给和进排气进行及时的响应与变化；
18、步骤5，控制系统执行关机命令，燃料泵停止工作，但进排气系统仍以最大转速模式工作，对燃烧室进行扫风，等待燃烧室前端的腔体温度传感器反馈温度降低到一定温度后，整机停止工作。
19、本专利技术的另一方面，所述甲醇多孔介质燃烧器在电池热管理系统中的应用。
20、在上述技术方案中，所述燃烧室外侧设有换热盘管，所述换热盘管连接水路换热系统，所述水路换热系统用于给电动汽车的电池供热，所述水路换热系统包括循环管路以及设置在循环管路上的水泵，循环管路的部分管路呈蛇形弯曲设置在所述电池周围，优选的，设置在电池下方。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
22、1.由于多孔介质的多孔结构特性能够增加气体的流动阻力，具有有很强的均流作用，因此可促进燃烧室内可燃混合气的形成，燃料与空气的混合更加充分均匀。通过添加多孔介质前后燃烧室内部的温度分布对比，可以看出，多孔介质燃烧室内部的温度分布更加均匀，有效地解决了传统自由火焰燃烧器的“偏烧”问题。
23、2.多孔介质内燃烧速率和燃烧强度高：多孔介质的比热远远大于空气，在不断地燃烧过程中积蓄的热量也会更大，多孔介质就作为“热池”，大幅强化了燃烧器内的传热，大幅提升了燃烧室内的燃烧强度和燃烧分布的均匀性，燃烧更为完全充分，在燃烧稳定的同时还具有较高的容积热强度与功率密度。
24、3.多孔介质燃烧器启动大大优化：大部分液体多孔介质燃烧器启动流程复杂。多数采用的是两套系统，启动时用气体燃料加热，然后切换到液体燃料。所以必须准备两种燃料，需要两种燃料供应系统，同时使用两种燃料，就牵涉到两种燃料供应系统的衔接，整个系统变的很复杂，甲醇多孔介质燃烧器仅使用一种燃料，启动时，点火针升高至1100℃将部分甲醇气化并点燃预混气，点火完成后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，包括风机、甲醇泵、燃烧室、点火针、金属纤维毡、以及多孔介质，其中：
2.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，所述燃烧室设置在燃烧室外壳内，燃烧室外壳上设有进风口，所述风机设置在所述燃烧室外壳内。
3.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，所述多孔介质为圆柱形，所述多孔介质中的孔隙大小不同。
4.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，所述多孔介质与所述燃烧室同轴心设置，所述多孔介质并列设置两层及以上，相邻两层多孔介质的孔隙密度不同。
5.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，所述燃烧室的前端设有圆柱形凸起，所述圆柱形凸起上设有环形分布的进风孔，所述金属纤维毡环绕所述圆柱形凸起设置，所述点火针穿过所述燃烧室的壳体插入所述混合腔时，不与金属纤维毡发生接触。
6.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，所述甲醇多孔介质燃烧器还包括控制系统，所述燃烧室内设有所述控制系统分别与所述风机、甲醇泵、点火针。
7.如权利要求6所
8.如权利要求1-7中任一项所述的甲醇多孔介质燃烧器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求1-7中任一项所述的所述甲醇多孔介质燃烧器在电池热管理系统中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述燃烧室外侧设有换热盘管，所述换热盘管连接水路换热系统，所述水路换热系统用于给电动汽车的电池供热，所述水路换热系统包括循环管路以及设置在循环管路上的水泵，循环管路的部分管路呈蛇形弯曲设置在所述电池周围，优选的，设置在电池下方。
...【技术特征摘要】
1.一种甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，包括风机、甲醇泵、燃烧室、点火针、金属纤维毡、以及多孔介质，其中：
2.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，所述燃烧室设置在燃烧室外壳内，燃烧室外壳上设有进风口，所述风机设置在所述燃烧室外壳内。
3.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，所述多孔介质为圆柱形，所述多孔介质中的孔隙大小不同。
4.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，所述多孔介质与所述燃烧室同轴心设置，所述多孔介质并列设置两层及以上，相邻两层多孔介质的孔隙密度不同。
5.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，其特征在于，所述燃烧室的前端设有圆柱形凸起，所述圆柱形凸起上设有环形分布的进风孔，所述金属纤维毡环绕所述圆柱形凸起设置，所述点火针穿过所述燃烧室的壳体插入所述混合腔时，不与金属纤维毡发生接触。
6.如权利要求1所述的甲醇多孔介质燃烧器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈煜，李扬，赵军，王赫阳，杨永宁，庄哲明，王泽，孙启强，马宇科，李德义，李金禄，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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