料制成，金属材料具有阻止微波穿透的特性，其圆柱体部分会将部分发射过来的微波反射，等效于接入了一个负载，间距越小反射越大。由于反应腔壁上的面电流会沿着螺栓的圆柱侧面流入，使得螺栓侧面集中起了磁场，相当于电感，插入的越深电感越大；反应腔壁上的面电流流入螺栓圆锥面部分，螺栓圆锥面集中起了电荷，使得圆锥面之间电场强度增加，储存的电场能量增加，相当于在该位置串接一电容器，可达到压缩电场的目的，螺栓直径越大电容越大；因此相当于串联电容C和电感L。当电场强度足够大时，便可形成放电点火花。点火反射销1004的直径、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。故将点火反射销1004两端制成圆锥形且尖端相互靠近，有利于点火反射销1004 “挤压电场”放电形成高压电，将混合燃气击穿形成等离子体。
[0028]本发明所述的车载微波重整器等离子点火装置工作过程如下:
[0029]通过微波功率管1002向微波重整器反应腔1001中输入微波1006，这样在腔体中心会形成电场强度极大区，将微波等离子体反应管1003置于微波重整器反应腔1001中心，有利于提高反应率。点火反射销1004将更多的电磁场“挤压”，释放高强度电压，将微波等离子体反应管1003中的混合燃气击穿，放电形成等离子体。
[0030]该点火反射销1004通过反射销螺栓1005调整其间隙。使其达到合理“挤压电场”放电的目的。当点火反射销两端靠近到一定距离时，相当于串联电容C和电感L，总压降U相当于微波电场强度E乘以窄边b，即
[0031]U = Eb
[0032]电容C上的压降为
[0033]Uc= υ/(1-ω 2LC) = Eb/(I—ω 2LC)
[0034]并使得串联LC的谐振频率尽量等于微波频率。反射销两放电端相当于一个击穿电容
[0035]C = Q/Uc
[0036]两个放电尖端看作两个半径为r的小球，两球之间的电场为
[0037]Er = 2KQ/r 2 = 2KCUc/r 2 = 4KCEb/ (r 2- ω 2LCr2)
[0038]两点火反射销1004跨越的窄边b距离很大，而放电尖端半径r或曲率很小，因此放电端之间电场强度很大，可以实现放电将可燃混合气击穿，形成等离子体，从而实现对等离子体反应管1003中混合燃气的点火。由于微波功率管1002持续向微波反应腔中发射微波电磁场1006，因而点火反射销1004会持续放电，从而实现对等离子反应管1003中的混合燃气持续释放击穿电流，形成击穿高压电。该击穿电压将等离子反应管1003中的混合燃气击穿，完成点火过程。
[0039]此反射销式微波重整器等离子点火装置结构简单、易于装配、功能高效合理、易于控制。对微波等离子体反应管1003、微波功率管1002、点火反射销1004的位置摆放，最大化的利用了微波功率并减少了装置体积。通过反射销螺栓1005改变点火反射销1004两放电尖端间距，实现了对放电强度的控制。本装置实现了微波放电点火，等离子体重整于一体的优化设计，拓展了微波电磁场应用的思想。与传统的电火花点火方式需要依靠单独的电源供电相比，本发明通过点火反射销在微波磁场产生感应电压，高压点火装置释放高压，将混合燃料点燃，能够在维持等离子功率的微波电磁场中获取能量并达到使得能量的集中以达到微波击穿场强的要求。
[0040]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种反射销式车载微波重整器等离子点火装置，其特征在于，包括 反应腔，其上设置有进气口 ； 微波功率管，其深入所述的反应腔内部，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； 点火反射销，其是由金属材料制成的柱体，并具有一尖端，所述点火反射销设置有两个，所述两个点火反射销的尖端相对，并插入所述微波等离子体反应管内部，所述点火反射销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。
2.根据权利要求1所述的反射销式车载微波重整器等离子点火装置，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所述的反射销式车载微波重整器等离子点火装置，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所述的反射销式车载微波重整器等离子点火装置，其特征在于，所述点火反射销通过反射销螺栓与所述反应腔连接，并可通过调节反射销螺栓调整两点火反射销尖端的距离。
5.根据权利要求1所述的反射销式车载微波重整器等离子点火装置，其特征在于，所述反应腔为圆环形柱体。
6.根据权利要求5所述的反射销式车载微波重整器等离子点火装置，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明设计开发了反射销式车载微波重整器等离子点火装置，包括反应腔、微波功率管、微波等离子体反应管、点火反射销、反射销螺栓，在反应腔上还设置有进气口，本装置中还设置有上盖。微波功率管装配在反应腔盖上并深入反应腔内部，能够向反应腔内发射微波，点火反射销由两个具有尖端的金属柱体构成，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。本发明通过半导体微波功率管作为微波来源，易于在反射销点火端形成较高电压，并且微波功率可调，可以进行持续稳定的等离子体重整。本发明还具有体积小、不需要高压电、放电需求功率低、安全高效、成本低廉等优点。
【IPC分类】F02P23-04
【公开号】CN104675597
【申请号】CN201510061531
【发明人】王军年, 王治强, 王庆年, 刘鹏, 张垚, 孙娜娜
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月5日