[发明专利]一种各向热异性的微型平板燃烧器

说明书

本发明涉及一种各向热异性的微型平板燃烧器，燃烧器主体，所述燃烧器主体内形成有通道，所述通道的一端开口，另一端封闭；导热隔板，所述导热隔板包括一纵端板以及固定连接在所述纵端板一侧的至少一块水平导热隔板，所述纵端板安装在所述通道的开口端，且与所述通道的开口端密封连接，所述水平隔板向所述通道内的一端延伸，所述通道的另一端为燃烧区，所述纵端板上还设有进气孔和出气孔，所述进气孔和出气孔由所述水平导热隔板进行分隔开，所述燃烧器主体的外壁以及所述导热隔板均采用各向热异性的热解石墨制成。所述微型平板燃烧器能够有效减小热量沿法向方向的传导，能够在增强流向导热的同时减小了法向方向的热损失，达到了稳燃效果。

技术领域

本发明涉及微尺度燃烧技术领域，尤其涉及一种各向热异性的微型平板燃烧器。

背景技术

近年来，氢气和烃类化合物在微小尺度下的燃烧有着广泛的应用前景，例如便携式能量系统和微型火箭推进器。与传统的电化学电池相比，微尺度燃烧具有极高的能量密度(两个数量级以上)，立即的可再充性(只需要更换燃料元件盒)，良好的环保性能(没有废弃物的处理问题)。

然而，微尺度燃烧并不仅仅是简单的相对传统燃烧器在尺寸上按比例缩小，它会产生很多新的问题与挑战：相对表面积增加，散热更剧烈，保温困难、燃烧的淬熄、粘性应力更加明显、燃烧流动迟滞时间缩短，即燃烧速度更快，所有这些均会直接或间接地影响其内部的微尺度燃烧。其中，最显著的问题是燃烧器尺寸缩小带来的被放大的表面热损失效应，以及被缩短的流动迟滞时间，最终导致火焰的不稳定性，甚至火焰的熄灭。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种各向热异性的微型平板燃烧器，用以解决现有的微型平板燃烧器由于比表面积增大，导致的散热剧烈，火焰不稳定以及火焰淬熄的问题。

本发明提供一种各向热异性的微型平板燃烧器，包括：

燃烧器主体，所述燃烧器主体内形成有通道，所述通道的一端开口，另一端封闭；

导热隔板，所述导热隔板包括一纵端板以及固定连接在所述纵端板一侧的至少一块水平导热隔板，所述纵端板安装在所述通道的开口端，且与所述通道的开口端密封连接，所述水平隔板向所述通道内的一端延伸，所述通道的另一端为燃烧区，所述纵端板上还设有进气孔和出气孔，所述进气孔和出气孔由所述水平导热隔板进行分隔开；

所述燃烧器主体的外壁以及所述导热隔板均采用各向热异性的热解石墨制成。

进一步地，所述燃烧区内填充有由多孔介质材料制备的均质块。

进一步地，所述均质材料为Al₂O₃微孔泡沫陶瓷。

进一步地，所述导热隔板包括一纵端板以及固定连接在所述纵端板一侧的两块平行设置的水平导热隔板，两块所述水平导热隔板将所述通道分为上、中、下层，每层所对应的纵端板上均设有一个通孔，其中一个通孔为进气孔，其余的通孔为出气孔。

进一步地，所述两块所述水平导热隔板将所述通道等分为上、中、下三部分。

进一步地，所述进气孔设置在中间层通道对应的纵端板位置上，两个所述出气孔对称设置在所述进气孔的上下两侧。

进一步地，所述燃烧器主体的外表面覆盖有热电材料，热电材料为Bi₂Te₃。

进一步地，所述水平导热隔板位于通道内部，长度略大于所述通道长度的1/2。

进一步地，所述通道为矩形通道，所述燃烧器主体的外观呈长方体结构。

进一步地，所述均质块通过粘胶固定在所述燃烧区内。

本发明能够产生的有益效果为：