[发明专利]一种具有二重预热结构的微型液体燃烧器及其燃烧方法

说明书

本发明公开了一种具有二重预热结构的微型液体燃烧器及其燃烧方法，采用了在燃烧器外筒本体内，以逐层套设的方式设置了第一、第二和第三套筒，并通过隔板巧妙的将这三个套筒之间的空间分割成两个相对且独立的空气预热腔和两个燃料预热腔；使空气和燃料在进入燃烧室之前即得到了二次逆流预热，使得空气和燃料在燃烧前即得到了极其充分的预热，这不仅有利于液体燃料的充分蒸发，使燃烧过程更加充分、稳定，而且大大提高了燃烧效率。本微型液体燃烧器具有技术手段简便易行，不仅实现了结构的微型化，燃烧稳定充分高效，不易熄灭，尤其适用较严酷的外部环境。解决了困扰本领域技术人员针对微小结构燃烧器普遍存在的技术难题。

技术领域

本发明涉及燃烧装置，尤其涉及一种具有二重预热结构的微型液体燃烧器及其燃烧方法。

背景技术

近十几年来，随着科学技术的发展，社会各领域对微小型电子机械和设备的需求急剧增长，这极大推动了科学工作者对微能源系统的研究。就目前而言，绝大部分的微型动力设备通常由传统的化学电池供能。然而，化学电池存在能量密度低、体积和重量大、充电时间长，对环境不友好等明显缺点，已渐渐不满足社会发展的主流需求。而液体碳氢燃料的能量密度能达到目前普遍使用的锂电池的能量密度的几十倍之高，这使得以碳氢燃料为能源的动力系统的微型化成为可能，有利于提高微机电系统的集成度；同时液体碳氢燃料不会造成污染，大大减缓了现代社会的环境压力。因此，基于液体碳氢燃料的微型能源系统在未来具有广阔的应用前景。而作为微能源系统的核心，设计出性能优良的微型燃烧器一直是研究热点。

不同于传统燃烧过程，微小尺度燃烧过程所处的有效燃烧空间非常小，由此带来的面体比相对于常规燃烧器有数十倍之大，因此其热损失显著增加；其次，尺寸的减小，造成燃料和空气在燃烧器中停留时间缩短，燃料不能充分燃烧，燃烧过程也可能组织不成功。因此，在微小尺度内实现稳定燃烧和提高燃烧效率是当前研究重点。然而，目前已实现应用的微型燃烧器多采用气体燃料。与液体燃料相比，其能量密度低，储存和运输不便。以液体碳氢为燃料的微型燃烧器具有一定的优势。但液体燃料需要附加的时间和空间来蒸发和混合，由此带来的燃烧器的结构设计也与气体燃料燃烧器有更大的挑战。因此，需要一种针对液体燃烧的微型燃烧器，使其可以满足液体燃料的良好蒸发和同空气的充分混合这两个主要要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种具有二重预热结构的微型液体燃烧器及其燃烧方法，以解决现有燃烧器长期存在液体燃料在微燃烧器中不易蒸发、燃烧不充分、不稳定、燃烧效率低且容易熄灭等技术难题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种具有二重预热结构的微型液体燃烧器，包括燃烧器外筒本体2、用于密封燃烧器外筒本体2上下两端的上密封板1和下密封板2；所述燃烧器外筒本体2下端侧壁开设有排气孔11；

在燃烧器外筒本体2的内部，由外至内依次包括第一套筒6、第二套筒5和第三套筒3；所述第一套筒6、第二套筒5和第三套筒3的下端均由下密封板2密封，所述第一套筒6和第三套筒3的上端通过密封顶盖15密封，密封顶盖15的外表面与上密封板1的内表面之间具有间隙；所述第二套筒5的顶端与密封顶盖15的内表面之间具有间隙；

在第二套筒5的筒壁上，还设有四块径向贯穿其筒壁的隔板17，该隔板17的内侧边连接第三套筒3内壁，外侧边连接第一套筒6内壁，上侧边连接密封顶盖15，下侧边连接下密封板2；该四块隔板17将第一套筒6、第二套筒5和第三套筒3之间的空间分割成两个相对且独立的空气预热腔、两个相对且独立的燃料预热腔；

所述空气预热腔以第二套筒5的筒壁为界，分为第一空气预热腔10-1和第二空气预热腔10-2，该第一空气预热腔10-1和第二空气预热腔10-2的连通，是通过第二套筒5的顶端与密封顶盖15的内表面之间的间隙实现连通；