一种电喷雾液体燃料燃烧器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电喷雾液体燃料燃烧器，包括上筒、中筒、下筒、点火器，在下筒内设置有液体燃料喷嘴，上筒与中筒之间设置有网格，点火器的点火针贯穿上筒的筒壁置于上筒内的网格的上方；在中筒与下筒之间设置有环形电极。网格与环形电极之间的区域形成强电场区域，液体燃料由液体燃料喷嘴喷出后，在该强电场区域进行充电；当液体燃料的所受库仑力大于液体燃料表面张力的时候，液体燃料发生破碎现象，分散成无数的小液滴，由与负极连接的网格捕获、并在网格上表面进行燃烧，强化了液体燃料的扩散特性，使燃烧反应更充分、火焰稳定性更好。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种电喷雾液体燃料燃烧器
本技术涉及液体燃料燃烧器，特别涉及一种电喷雾液体燃料燃烧器。
技术介绍
随着微电子机械系统MEMS(micro electronic mechanical system)技术的发展， 其电源及动力装置成为MEMS全局的制高点。与此同时微尺度燃烧理论应运而生，这种燃烧具有能量密度高(约为常规电池的20 75倍)，燃烧尺度小(一般为mm、ym级别)等特点， 所以基于微尺度燃烧的MEMS相比于传统的化学电池供电方式来说有更大的优势，可以作为微型卫星、微型飞行器、微型移动设备、微型科学仪器等的供能系统。然而，微型尺度燃烧较传统燃烧尺寸缩小的同时，却产生了更多的技术难题。例如传统燃烧器的燃烧室的表面积与体积之比一般为3 5ΠΓ1，而微尺度燃烧器的表面积与体积之比为500ΠΓ1，大的表面积与体积之比让热损失的影响越加明显，降低火焰稳定区的温度，使得化学反应时间增加，甚至发生火焰熄灭，影响燃料着火极限。目前，国内外不少研究机构已经在微尺度燃烧领域成果不断，但大部分都集中在气体燃料的预混燃烧或催化燃烧，关于液体燃料的研究较少。较之气体燃料，液体燃料的密度更大，相同体积内储量更大， 利于持续燃烧，而且安全性更好，储存运输更方便，能量密度更高，因此更适合应用于微能源系统。大部分液体燃料的采用扩散燃烧方式，先充分吸热蒸发，进而与氧化剂混合进行均相燃烧，这需要较长的时间。气化后的燃料在燃烧室的滞留时间与燃烧室的容积和压比成正比，在低压比、小容积的微型燃烧器中，这个条件难以满足，造成燃料未燃烧完全就已经排出燃烧室，降低燃烧效率。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种电喷雾液体燃料燃烧器，能实现微小流量下液体燃料的稳定持续的燃烧，强化液体燃料的扩散从而提高燃烧效率本技术通过下述技术方案实现—种电喷雾液体燃料燃烧器,包括上筒、中筒、下筒、点火器，在下筒内设置有液体燃料喷嘴，所述上筒与中筒之间设置有网格，点火器的点火针贯穿上筒的筒壁置于上筒内的网格的上方；在中筒与下筒之间设置有环形电极。所述液体燃料喷嘴与高压直流电源正极相连，所述环形电极与另一高压直流电源正极连接，所述网格接地。所述液体燃料喷嘴由数根毛细管构成。所述液体燃料喷管、环形电极和网格由金属材料制成。所述上筒、中筒和下筒通过螺栓连接。所述上筒、中筒和下筒均采用陶瓷材料制成，如碳化硅、磷化硅或者氮化硅中的任意一种。所述上筒、网格和中筒的截面均为圆形截面。本技术与现有的技术相比具有以下优点(I)网格与环形电极之间的区域形成强电场区域，液体燃料由液体燃料喷嘴喷出后，在该强电场区域进行充电；当液体燃料的所受库仑力大于液体燃料表面张力的时候，液体燃料发生破碎现象，分散成无数的小液滴，由与接地的网格捕获、并在网格上表面进行燃烧，强化了液体燃料的扩散特性，使燃烧反应更充分、火焰稳定性更好。(2)本技术点火简便、着火极限宽等优点，特别适合应用于微尺度动力系统; 燃烧方式为大量微小液滴的扩散燃烧，与预混燃烧的燃烧器相比，在工程上的适应性和实用性更强。(3)上筒、中筒和下筒采用陶瓷材料，既坚固了保温作用，又减少了燃烧器的散热损失，进一步提高了火焰稳定性及燃烧效率。(4)本技术技术手段简便易行，具有质量轻、体积小，可实现微小加工和工厂批量生产，具有广阔的应用前景。附图说明图I是本技术结构示意图。图2是图I中下筒空气进口处的局部结构示意图。图3是图I网格处的局部结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步具体详细描述。实施例如图I 图3所示，本技术电喷雾液体燃料燃烧器，包括上筒I、中筒5、下筒 8、点火器3，在下筒8内设置有液体燃料喷嘴7，上筒I与中筒5之间设置有网格2，点火器 3的点火针4贯穿上筒5的筒壁置于上筒5内的网格2的上方；在中筒5与下筒8之间设置有环形电极6。所述液体燃料喷嘴7与高压直流电源(图中未示出，直流电源的电压为4. 5kV)正极相连，所述环形电极6与另一高压直流电源(图中未示出，直流电源的电压为2kV)正极连接，所述网格2接地。所述液体燃料喷管7、环形电极6和网格2由金属材料制成。所述上筒I、中筒5和下筒8通过螺栓连接，环形电极6和网格2被固定在衔接处。 上筒I、中筒5和下筒8之间接触面可经过粗糙化处理，便于固定。点火器3选用电子点火器，产生电弧的点火针4 (为金属导线)的端部与网格2的距离为2_。液体燃料喷嘴7可采用单根或者多根不锈钢毛细管并联。每根毛细管内径1mm，壁厚O. 2mm ;环形电极6选用电导率高的紫铜，内表面镀钼可防止紫铜发生高温氧化。网格2 由多个规格为O. 5mmXO. 5mm正方形的小网格组成，网格2也可采用不锈钢材料制作。液体燃料喷嘴7端部与环形电极下端面相距约为1mm。所述上筒I、中筒5和下筒8均采用陶瓷材料制成，如铝硅酸盐陶瓷材料。也可采用其他陶瓷材料，如碳化硅、磷化硅或者氮化硅等。所述上筒I、网格2和中筒5的截面均为圆形截面。上筒I、网格2和中筒5的内径分别为7mm、壁厚O. 5mm ;其中上筒I高15mm，中筒 5高5臟，下筒8高30臟。工作时，液体燃料喷嘴7与环形电极6之间形成射流区，此时燃料并未发生破碎现象。液体燃料的射流经过环形电极6后开始发生破裂形成液滴。大量微小的液体燃料液滴颗粒最终被网格2捕获。空气10从下筒8底部的空气入口 9流入，空气10经过下筒8和中筒5到达网格2，通过点火器3的点火实现液体燃料在网格2上方(即上筒I内)高效稳定的扩散燃烧。如上所述，便可较好地实现本技术。上述实施例仅为本技术较佳的实施方式，但本技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电喷雾液体燃料燃烧器，包括上筒、中筒、下筒、点火器，在下筒内设置有液体燃料喷嘴，其特征在是，上筒与中筒之间设置有网格，点火器的点火针贯穿上筒的筒壁置于上筒内的网格的上方；在中筒与下筒之间设置有环形电极。

【技术特征摘要】
1.一种电喷雾液体燃料燃烧器，包括上筒、中筒、下筒、点火器，在下筒内设置有液体燃料喷嘴，其特征在是，上筒与中筒之间设置有网格，点火器的点火针贯穿上筒的筒壁置于上筒内的网格的上方；在中筒与下筒之间设置有环形电极。2.根据权利要求I所述的电喷雾液体燃料燃烧器，其特征在是，所述液体燃料喷嘴与高压直流电源正极相连，所述环形电极与另一高压直流电源正极连接，所述网格接地。3.根据权利要求2所述的电喷雾液体燃料燃烧器，其特征在是，液体燃料喷嘴由数根毛细管构成。4.根据权利要求I 3中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘云华，罗智斌，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：