一種雙層回?zé)崾轿⑿腿紵鞯闹圃旆椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及到微型動(dòng)力機(jī)電系統(tǒng)(Power MEMS，簡(jiǎn)稱微型動(dòng)力系統(tǒng))，屬于能源燃燒利用領(lǐng)域，是一種強(qiáng)化微尺度燃燒的改進(jìn)技術(shù)，特指一種雙層回?zé)崾轿⑿腿紵鳌?br>【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外研究人員逐步把目光投向了微型動(dòng)力系統(tǒng)。之所以該類裝置能受到如此大的關(guān)注，是因?yàn)槠渚哂心芰棵芏雀?、工作壽命長(zhǎng)、易維護(hù)以及污染小等一系列優(yōu)點(diǎn)，這與當(dāng)今能源領(lǐng)域追求節(jié)能減排的理念是不謀而合的。微型動(dòng)力系統(tǒng)能夠?qū)⑻細(xì)淙剂匣驓錃獾幕瘜W(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)換為熱能，并依靠各種能量轉(zhuǎn)換方式為微型機(jī)電系統(tǒng)提供動(dòng)力或電能。在眾多微型動(dòng)力裝置中，微型熱光電系統(tǒng)(Mi cro-thermopho to vo ltaicSystem，簡(jiǎn)稱MTPV System)憑借結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件的特點(diǎn)而成為一種典型的微型動(dòng)力裝置。該系統(tǒng)利用碳?xì)淙剂显谖⑿腿紵鲀?nèi)燃燒所產(chǎn)生的熱能對(duì)燃燒器外壁面進(jìn)行加熱，然后高溫壁面輻射出能量足夠被光電池吸收的光子，從而產(chǎn)生電能。
[0003]但是，在微尺度燃燒條件下，由于受到燃料駐留時(shí)間短、大面容比造成熱損失過(guò)大等因素的制約，使得該裝置的能量轉(zhuǎn)換效率還不夠高，目前仍無(wú)法運(yùn)用到實(shí)際工程中。微型燃燒器作為微型熱光電系統(tǒng)的核心部件，如何實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部穩(wěn)定的燃燒過(guò)程和較高的壁面溫度將顯著影響系統(tǒng)的能量輸出。因此，對(duì)其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的作用。現(xiàn)階段，在傳統(tǒng)的圓柱式和平板式微型燃燒器的基礎(chǔ)上，研究人員做了大量改進(jìn)和設(shè)計(jì)工作。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?01310540863.3 (專利名稱為“一種填充多孔介質(zhì)的雙向進(jìn)氣回?zé)嵝臀⒊叨热紵鳌?和200910031281.6 (專利名稱為“一種帶有預(yù)熱通道的微平行板燃燒器”)所公開的燃燒器分別采用填充多空介質(zhì)和回?zé)岬姆绞揭蕴岣呦到y(tǒng)的能量輸出。盡管這類燃燒器的燃料駐留時(shí)間有所延長(zhǎng)，但是也存在著一些缺陷，即混合氣燃燒時(shí)的空間利用率不高，壁面溫度分布的均勻性還不夠，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
[0004]因此，一款設(shè)計(jì)合理的燃燒器，在確保燃燒充分穩(wěn)定的條件下，又要使燃燒器空間得到充分高效利用，從而獲得溫度高且分布均勻的輻射面，以保證微型熱光電系統(tǒng)具有良好的輸出性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在根據(jù)微型熱光電系統(tǒng)的工作要求以及微尺度燃燒的特點(diǎn)，提出一種可實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定燃燒的雙層回?zé)崾轿⑿腿紵鳌?br>[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)手段以實(shí)現(xiàn)上述目的:
一種雙層回?zé)崾轿⑿腿紵鳎涮卣髟谟?，所述燃燒器包括燃燒器壁、橫向?qū)岣舭?、縱向?qū)岣舭濉⑦M(jìn)氣口和出氣口，所述燃燒器壁分為上下、左右四壁和前壁；所述燃燒器前壁右側(cè)設(shè)置有矩形通孔；
所述燃燒器內(nèi)部設(shè)有橫向?qū)岣舭搴涂v向?qū)岣舭澹?br>所述橫向?qū)岣舭鍖挾扰c燃燒器寬度相等，中間位置設(shè)有一長(zhǎng)度短于燃燒器長(zhǎng)度且開口朝向前壁方向的狹縫；所述狹縫將橫向?qū)岣舭宸指畛蓛蓚?cè)，靠前壁右側(cè)矩形通孔的一側(cè)長(zhǎng)度與燃燒器長(zhǎng)度相等，另一側(cè)長(zhǎng)度短于燃燒器長(zhǎng)度；
所述縱向?qū)岣舭逦挥谌紵鲀?nèi)部中間位置沿狹縫長(zhǎng)度方向設(shè)置，與前壁固定連接；所述橫向?qū)岣舭搴涂v向?qū)岣舭鍖⑷紵髑氨谟覀?cè)矩形通孔隔開分別形成進(jìn)氣口和出氣口 ；
所述燃燒器橫向?qū)岣舭?、縱向?qū)岣舭搴腿紵髑皞?cè)壁及左側(cè)壁形成連接上下空間的矩形孔；
所述橫向?qū)岣舭迮c燃燒器上下兩壁將燃燒器均分成上下兩個(gè)空間區(qū)域；
所述縱向?qū)岣舭迮c燃燒器左右兩壁將燃燒器均分成左右兩個(gè)空間區(qū)域；
所述燃燒器壁、橫向?qū)岣舭搴涂v向?qū)岣舭寰鶠閷?shí)心體；
所述橫向?qū)岣舭濉⒖v向?qū)岣舭迮c燃燒器壁相互之間均為固定連接；
所述燃燒器壁、橫向?qū)岣舭搴涂v向?qū)岣舭宓牟馁|(zhì)為銅鎢合金(CuW80)。
[0007]整個(gè)燃燒器外觀呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱隔板的橫向、縱向布置使燃燒器內(nèi)部空間分成上下兩層，且每層又左右對(duì)稱分布的共4個(gè)區(qū)域。工作時(shí)，燃料和氧化劑經(jīng)過(guò)混合器的充分預(yù)混后，將首先通過(guò)燃燒器的入口進(jìn)入其內(nèi)部空間，混合氣一邊經(jīng)過(guò)上層通道繞回下層通道，一邊燃燒生成燃燒產(chǎn)物，最后廢氣再?gòu)娜紵飨聦油ǖ赖某隹谂胖裂b置外。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)上下雙層通道的實(shí)現(xiàn)，使燃燒器的空間得到大幅利用，壁面溫度的均勻性亦得到提尚;
(2)導(dǎo)熱隔板的設(shè)置使未燃?xì)怏w得到來(lái)自橫向和縱向的雙向預(yù)熱，能量的利用率顯著提升；
(3)此外，混合氣經(jīng)過(guò)三次繞流，其滯留時(shí)間大大延長(zhǎng)，從而使得混合氣燃燒更加充分，同時(shí)更多的熱量能被壁面吸收。
[0009]在以上幾方面的綜合作用下，相對(duì)于傳統(tǒng)的燃燒器，采用該燃燒器后，預(yù)混合氣的燃燒效率會(huì)得到很大的提高，不僅可以改善微尺度燃燒過(guò)程中的充分性和穩(wěn)定性，而且可以擴(kuò)大混合氣的穩(wěn)燃流速范圍，同時(shí)亦通過(guò)降低排氣溫度實(shí)現(xiàn)了能量的綜合利用。從而帶來(lái)燃燒器外表面輻射能量“質(zhì)”和“量”的飛躍。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為雙層回?zé)崾轿⑿腿紵鹘Y(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1.燃燒器外壁，2.橫向?qū)岣舭澹?.縱向?qū)岣舭澹?.進(jìn)氣口，5.出氣口； 具體實(shí)施方法
如圖1所示的雙層回?zé)崾轿⑿腿紵?，包?1.燃燒器外壁，2.橫向?qū)岣舭澹?.縱向?qū)岣舭澹?.進(jìn)氣口，5.出氣口。
[0011]本發(fā)明所述的一種雙層回?zé)崾轿⑿腿紵?，包括燃燒器?、橫向?qū)岣舭?、縱向?qū)岣舭?、進(jìn)氣口 4和出氣口 5，所述燃燒器壁I分為上下、左右四壁和前壁；所述燃燒器前壁右側(cè)設(shè)置有矩形通孔；
所述燃燒器內(nèi)部設(shè)有橫向?qū)岣舭?和縱向?qū)岣舭? ;
所述橫向?qū)岣舭?寬度與燃燒器寬度相等，中間位置設(shè)有一長(zhǎng)度短于燃燒器長(zhǎng)度且開口朝向前壁方向的狹縫；所述狹縫將橫向?qū)岣舭?分割成兩側(cè)，靠