专利名称：一种电喷雾液体燃料燃烧器的制作方法
技术领域：
一种电喷雾液体燃料燃烧器技术领域[0001]本实用新型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。
背景技术：
[0002]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。[0003]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。发明内容[0004]本实用新型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[0005]本实用新型通过下述技术方案实现[0006]—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。[0007]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。[0008]所述液体燃料喷嘴由数根毛细管构成。[0009]所述液体燃料喷管、环形电极和网格由金属材料制成。[0010]所述上筒、中筒和下筒通过螺栓连接。[0011]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。[0012]所述上筒、网格和中筒的截面均为圆形截面。[0013]本实用新型与现有的技术相比具有以下优点[0014](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。[0015](2)本实用新型点火简便、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。[0016](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。[0017](4)本实用新型技术手段简便易行，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。
[0018]图I是本实用新型结构示意图。[0019]图2是图I中下筒空气进口处的局部结构示意图。[0020]图3是图I网格处的局部结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。[0022]实施例[0023]如图I 图3所示，本实用新型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。[0024]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。[0025]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。[0026]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。[0027]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_。[0028]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。[0029]液体燃料喷嘴7端部与环形电极下端面相距约为1mm。[0030]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。[0031]所述上筒I、网格2和中筒5的截面均为圆形截面。[0032]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。[0033]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。[0034]如上所述，便可较好地实现本实用新型。[0035]上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型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，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求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中任一项所述的电喷雾液体燃料燃烧器，其特征在是，所述液体燃料喷管、环形电极和网格由金属材料制成。
5.根据权利要求4所述的电喷雾液体燃料燃烧器，其特征在是，所述上筒、中筒和下筒通过螺栓连接。
6.根据权利要求4所述的电喷雾液体燃料燃烧器，其特征在是，所述上筒、中筒和下筒均采用陶瓷材料制成。
7.根据权利要求6所述的电喷雾液体燃料燃烧器，其特征在是，所述陶瓷材料是碳化娃、磷化娃或者氮化娃中的任意一种。
8.根据权利要求4所述的电喷雾液体燃料燃烧器，其特征在是，所述上筒、网格和中筒的截面均为圆形截面。
专利摘要本实用新型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。
文档编号F23D11/36GK202813365SQ201220462168
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者甘云华, 罗智斌 申请人:华南理工大学