專利名稱：一種催化微燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于微動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及將燃料燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的微型裝置，即微燃燒器。
背景技術(shù)：
微動力機電系統(tǒng)是直接在微系統(tǒng)中通過燃燒將氫氣或碳氫燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，然后依靠各種能量轉(zhuǎn)換方式提供動力或產(chǎn)生電能。該類系統(tǒng)的能量密度可達IOW/cnTlOOW/cm3，比常規(guī)電池高出一個數(shù)量級，且具有成本低，性能穩(wěn)定，環(huán)境友好等優(yōu)點。然而隨著燃燒室尺度的減小，其比表面積增大，導(dǎo)致散熱速率大大提高，使得常規(guī)火焰無法穩(wěn)定，易發(fā)生壁面熄火現(xiàn)象；其次，火焰?zhèn)鞑サ臏缁饦O限直徑也使的常規(guī)火焰無法在如此小的燃燒器內(nèi)傳播。目前，微尺度燃燒技術(shù)發(fā)展面臨的主要問題有以下幾點:1、微尺度燃燒與常規(guī)尺度燃燒機制的不同及如何拓展燃燒尺度的極限；2、提高微尺度空間內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性及效率，減少污染物排放；3、解決微小空間內(nèi)流體的流動、傳熱與混合問題。目前依據(jù)微尺度燃燒原理，通過改變預(yù)混燃氣的流量及溫度，或重新設(shè)計微型通道的形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以起到改善燃燒條件及提高燃燒效率的作用。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的是為了提高微燃燒器的總體性能。在微燃燒器內(nèi)加入若干排圓柱體，可以穩(wěn)定控制流場，對燃燒有穩(wěn)定作用；并在燃燒室內(nèi)壁以及圓柱體表面均勻涂覆催化齊U，可以縮短反應(yīng)時間，降低著火溫度。本實用新型通過如下技術(shù)方案得以實現(xiàn):一種催化微燃燒器，包括燃燒室、氣體進口和氣體出口，在燃燒室內(nèi)設(shè)置若干排圓柱體，圓柱體采用叉排布置，燃燒室內(nèi)壁以及圓柱體上有Pt催化層。本實用新型中，燃燒室壁面及圓柱體是用SiC陶瓷材料經(jīng)燒結(jié)制成，燃燒室與圓柱體連成一體。燃燒室內(nèi)壁以及圓柱體上 涂Pt催化層，Pt催化層的處理方法為:將燒結(jié)好的燃燒器外表面用封口膜(PARAFILM)包裹，避免外壁面負載鉬，浸潰在六氯鉬酸金額丙酮配成的溶液中約六小時，取出之后在70攝氏度下干燥，在管式爐內(nèi)通氫氣高溫還原，使碳化硅表面上的金屬鉬析出，從而使燃燒器內(nèi)壁面以及圓柱表面均勻產(chǎn)生Pt催化層。本實用新型基于微尺度預(yù)混合燃燒技術(shù)和催化燃燒技術(shù)對微燃燒室結(jié)構(gòu)進行改進，燃燒器內(nèi)加入一系列圓柱，以提高微燃燒器的總體性能；采用耐高溫性能較強的SiC陶瓷材料。與現(xiàn)有的燃燒器相比，其有益效果體現(xiàn)在:在微尺度燃燒室中加入圓柱，流體繞過圓柱體時，在其下游區(qū)域會形成一個漩渦回流區(qū)，回流區(qū)有強烈的湍流混合，可以提高燃燒的穩(wěn)定性；高溫圓柱體可以迅速加熱入口氣體，增強了入口段的反應(yīng)速率，改善了燃燒條件；圓柱體側(cè)面涂有Pt催化層，可以縮短反應(yīng)時間，并降低著火溫度。
圖1為催化微燃燒室主視圖，圖2為催化微燃燒室視圖，圖3為催化微燃燒室俯視圖。圖中:1.燃燒室；2.圓柱體；3.氣體進口 ；4.氣體出口。
具體實施方式
參見圖1 一 3，一種催化微燃燒器，包括燃燒室1、氣體進口 3和氣體出口 4，在燃燒室I內(nèi)設(shè)置4排圓柱體，圓柱體采用叉排布置，燃燒室內(nèi)壁以及圓柱體上有Pt催化層。燃燒室壁面及圓柱體是用SiC陶瓷材料經(jīng)燒結(jié)制成，燃燒室與圓柱體連成一體。本實用新型中，燃料氣體通過進口 3進入燃燒室1，前排圓柱2可以迅速預(yù)熱燃料氣體，燃料氣體在燃燒腔內(nèi)燃燒完畢后由出口 4排出，燃燒器內(nèi)壁及圓柱體2表面涂有Pt催化層，降低著火溫度，縮短反應(yīng)時`間，使燃燒更加穩(wěn)定，并擴大了燃燒極限。
權(quán)利要求1.一種催化微燃燒器，包括燃燒室、氣體進口和氣體出口，其特征在于，在燃燒室內(nèi)設(shè)置若干排圓柱體，圓柱體采用叉排布置，燃燒室內(nèi)壁以及圓柱體上有Pt催化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述催化微燃燒器，其特征在于燃燒室壁面及圓柱體是用SiC陶瓷材料經(jīng)燒結(jié) 制成，燃燒室與圓柱體連成一體。
專利摘要本實用新型屬于微動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種催化微燃燒器。所述催化微燃燒器包括燃燒室、氣體進口和氣體出口，在燃燒室內(nèi)設(shè)置若干排圓柱體，圓柱體采用叉排布置，燃燒室內(nèi)壁以及圓柱體上有Pt催化層。本實用新型中流體繞過圓柱體時，在其下游區(qū)域會形成一個漩渦回流區(qū)，回流區(qū)有強烈的湍流混合，可以提高燃燒的穩(wěn)定性；高溫圓柱體可以迅速加熱入口氣體，增強了入口段的反應(yīng)速率，改善了燃燒條件；圓柱體側(cè)面涂有Pt催化層，可以縮短反應(yīng)時間，并降低著火溫度。
文檔編號F23D14/18GK203147768SQ20132002986
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者潘劍鋒, 張倚, 唐愛坤, 邵霞, 楊輝, 楊貝貝 申請人:江蘇大學(xué)