本发明专利技术涉及一种面向微/纳颗粒燃料的悬浮燃烧系统。本发明专利技术高压气瓶出气口装有分支管，分支管两出气口均装有通气阀门。分支管的一个出气口通过导气管顺次接减压阀、流量计、进料构件，进料构件出料口通过管路接燃烧室进料口；分支管的另一个出气口顺次接止回阀、截止阀后接燃烧室进气端，在燃烧室出气口通过管路设置安全阀。一对激光悬浮物镜对称的放在燃烧室一对相对光窗外侧，高速相机和照明设备对称的放在燃烧室另一对相对光窗外侧，在燃烧室对角线位置相对设置有一对用于射入点火激光的扩展机构。本发明专利技术通过为微/纳颗粒燃料在不同气氛和压力情况下点燃提供合适的悬浮燃烧环境，并采集微/纳颗粒燃料的燃烧产物，便于后续研究。研究。研究。
【技术实现步骤摘要】
一种面向微/纳颗粒燃料的悬浮燃烧系统
[0001]本专利技术属于微/纳米粒子燃烧
，涉及一种面向微/纳颗粒燃料的悬浮燃烧系统。
技术介绍
[0002]颗粒燃料的燃烧是一个复杂的物理化学过程。为了深入认识其点火和燃烧机理，需要对颗粒燃料的点火阈值、点火延迟时间、燃烧时间、火焰辐射、燃烧产物等点火及燃烧特性进行测量。颗粒燃料的粒径范围覆盖微米和纳米尺度，当尺度不断地降低，需要采用微观方式进行探索研究。
[0003]在微观操控方面，已有原子力显微镜、扫描探针、微机械手、悬浮操控等技术。对于单颗粒燃料或燃料颗粒团簇的燃烧，建议采用悬浮燃烧方式来进行燃烧测试和诊断。即采用激光悬浮(光镊)方式将颗粒燃料进行稳定悬浮，然后采用激光、电弧放电、热空气等点火方式对燃料颗粒进行点火，而后结合多种燃烧检测方式对燃烧特性进行检测。例如利用高速相机来获取图像和视频信息，利用光谱仪获取火焰辐射光谱信息，利用比色高温计来获取燃烧温度信息。
[0004]颗粒燃料的稳定捕获和精确控制是点火和燃烧特性分析的基础。光镊是利用高度会聚激光束作用于微小目标(通常为微米或者纳米量级)上产生的吸引力或排斥力来捕捉和移动目标的一种微观操控仪器。与机械镊子相比较，其优点在于能够对目标进行非接触、非侵入的操作，避免了对目标的机械损伤。光镊并不局限于捕捉透明粒子，而是可以捕获具有光吸收性的粒子。
[0005]虽然光镊已经可以捕获空气中的微/纳米颗粒，但由于环境条件的影响，粒子在气流中会出现抖动的现象。利用对称双光路设计可保证颗粒受力均衡，并且置入悬浮室中，降低空气扰动的干扰，能够保证燃料颗粒稳定悬浮在对称光束的中心位置附近，保证对其精准点火。
[0006]因此，有必要设计一种面向微/纳颗粒燃料的悬浮燃烧系统以解决上述技术问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的就是提供一种面向微/纳颗粒燃料的悬浮燃烧系统，为微/纳颗粒燃料在不同气氛和压力情况下点燃提供合适的悬浮燃烧环境，并采集微/纳颗粒燃料的燃烧产物，便于后续研究。
[0008]本专利技术包括高压气瓶、减压阀、流量计、进料构件、止回阀、安全阀、截止阀、燃烧室、激光悬浮物镜、高速相机和照明设备。
[0009]所述的高压气瓶出气口装有分支管，分支管两出气口均装有通气阀门。分支管的一个出气口通过导气管顺次接减压阀、流量计、进料构件，进料构件出料口通过管路接燃烧室进料口；分支管的另一个出气口顺次接止回阀、截止阀后接燃烧室进气端，在燃烧室出气口通过管路设置安全阀。
[0010]所述的燃烧室包括外壳和盖板，盖板固定在外壳开口侧；外壳四壁均设置有光窗，盖板上设置有进料口；在外壳和盖板之间设置有进气缓冲腔，进气缓冲腔内设置进气腔和弧形管，弧形管用于连接进气腔和燃烧腔；进气缓冲腔进气口与盖板上进料口相对。
[0011]所述的外壳底部开有燃烧室进气口和燃烧室出气口，还设置有用于安装物料采集构件的螺纹孔。
[0012]所述的外壳底部固定有轨道，在轨道内设置有齿条板，齿条板与轨道可移动连接；齿条板和轨道中部均开有作为燃烧物料出口的孔。安装时，物料采集构件上的盖玻片与轨道中部开孔对齐。
[0013]所述的外壳内进气缓冲腔底面位于光窗顶部，轨道和齿条板位于光窗底部，外壳内空腔作为微/纳颗粒燃料的燃烧腔。弧形管的一端与进气腔连接，弧形管的另一端位于燃烧腔内四个光窗的交汇处上方。
[0014]所述的进料构件中部设置进料通道，在进料通道中部开有用于安装料管的料管安装孔；将需检测微/纳颗粒装入料管中，塞入堵头；将料管安装在料管安装孔内，使得堵头头部位于进料通道内。
[0015]所述的一对激光悬浮物镜对称的放在燃烧室一对相对光窗外侧，高速相机和照明设备对称的放在燃烧室另一对相对光窗外侧，在燃烧室对角线位置相对设置有一对用于射入点火激光的扩展机构。激光悬浮物镜、高速相机、照明设备和扩展机构设置在同一水平面上。
[0016]所述的盖板通过螺纹和阶梯槽配合固定在外壳开口侧，在阶梯槽上还固定有进气缓冲腔；进气缓冲腔顶部设置与阶梯槽配合的固定平台，固定平台上对应盖板上进料口位置开有进料孔，进料孔也是进气缓冲腔进气口。
[0017]所述的轨道通过螺钉和立柱固定在外壳底部，螺钉和立柱螺纹连接。
[0018]在所述的齿条板一侧设置齿，该侧对应轨道位置开有齿轮安装口，齿轮安装口设置有与齿条板上齿啮合的齿轮，齿轮通过齿轮杆与设置在盖板上的微型电机通过联轴器连接，通过电机带动齿轮转动，控制齿条板沿轨道移动。所述的微型电机通过电机座和螺钉固定设置在盖板上。
[0019]所述的物料采集构件为顶部设置圆形盖玻片安装槽的柱形，在物料采集构件侧壁设置螺纹，通过螺纹与外壳底部螺纹孔可拆卸安装。物料采集构件上段的顶部开孔侧面开槽，盖玻片通过圆柱面的槽孔插入。
[0020]述的光窗通过法兰盘和密封圈固定设置在外壳四壁上，在固定平台和阶梯槽之间设置有密封圈，物料采集构件与外壳连接处设置有密封圈。
[0021]所述的堵头上段为一半球体，半球体顶端有一贯穿整个堵头的圆柱孔，下段为一直径略小于半球的圆柱体。
[0022]所述的料管通过阶梯孔和螺钉配合固定在料管安装孔上，在料管和料管安装孔连接处设置密封圈。
[0023]所述的每个扩展机构一端与燃烧室侧壁通过螺纹连接，每个扩展机构另一端设置有透光镜片，透光镜片通过槽孔、密封圈、法兰盘和连接螺钉密封设置在扩展机构上。
[0024]本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1、一体化：本专利技术集进料、颗粒悬浮、颗粒点火、悬浮点火图像拍摄、产物收集于一
体，可以完成微/纳颗粒燃料悬浮点火特性测量的全过程。
[0026]2、普遍性：根据微/纳颗粒燃料悬浮的焦距大小，通过改变装置的尺寸，而结构不变，就能够完成多种不同材料的微/纳颗粒燃料的悬浮点火。
[0027]3、适应性：本专利技术搭配了气瓶及密封件，可适应完成在不同气氛下、不同压力条件下对多种材料的微/纳颗粒燃料的悬浮点火。
[0028]本专利技术为微/纳颗粒悬浮及点火实验提供了一种全新的装置，从某种程度而言，弥补了当前该领域燃烧室设计的空白，为微/纳颗粒悬浮燃烧系统装置的研发设计提供了实际的指导意义；所提供的微/纳颗粒燃料的悬浮燃烧系统不仅可实现微纳米粒子的悬浮和点火观察，易于实施，具有优良的普适性，便于推广应用；该装置的设计过程易于理解，加工障碍较小，组装方便，对于市场而言，具有较好的工程应用前景。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0030]图2为图1中燃烧室的外部结构示意图；
[0031]图3为图1中燃烧室的内部结构主视剖视图；
[0032]图4为图1中燃烧室的内部结构俯视剖视视图；
[0033]图5为实施例中物料采集构件的结构示意图；
[0034]图6为图1中进料构件的整体结构剖视图；
[0035]图7为图1中燃烧室、激光悬浮物镜、高速相机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向微/纳颗粒燃料的悬浮燃烧系统，其特征在于：包括高压气瓶、减压阀、流量计、进料构件、止回阀、安全阀、截止阀、燃烧室、激光悬浮物镜、高速相机和照明设备；所述的高压气瓶出气口装有分支管，分支管两出气口均装有通气阀门；分支管的一个出气口通过导气管顺次接减压阀、流量计、进料构件，进料构件出料口通过管路接燃烧室进料口；分支管的另一个出气口顺次接止回阀、截止阀后接燃烧室进气端，在燃烧室出气口通过管路设置安全阀；所述的燃烧室包括外壳和盖板，盖板固定在外壳开口侧；外壳四壁均设置有光窗，盖板上设置有进料口；在外壳和盖板之间设置有进气缓冲腔，进气缓冲腔内设置进气腔和弧形管，弧形管用于连接进气腔和燃烧腔；进气缓冲腔进气口与盖板上进料口相对；所述的外壳底部开有燃烧室进气口和燃烧室出气口，还设置有用于安装物料采集构件的螺纹孔；所述的外壳底部固定有轨道，在轨道内设置有齿条板，齿条板与轨道可移动连接；齿条板和轨道中部均开有作为燃烧物料出口的孔；安装时，物料采集构件上的盖玻片与轨道中部开孔对齐；所述的外壳内进气缓冲腔底面位于光窗顶部，轨道和齿条板位于光窗底部，外壳内空腔作为微/纳颗粒燃料的燃烧腔；弧形管的一端与进气腔连接，弧形管的另一端位于燃烧腔内四个光窗的交汇处上方；所述的进料构件中部设置进料通道，在进料通道中部开有用于安装料管的料管安装孔；将需检测微/纳颗粒装入料管中，塞入堵头；将料管安装在料管安装孔内，使得堵头头部位于进料通道内；所述的一对激光悬浮物镜对称的放在燃烧室一对相对光窗外侧，高速相机和照明设备对称的放在燃烧室另一对相对光窗外侧，在燃烧室对角线位置相对设置有一对用于射入点火激光的扩展机构；激光悬浮物镜、高速相机、照明设备和扩展机构设置在同一水平面上。2.如权利要求1所述的面向微/纳颗粒燃料的悬浮燃烧系统，其特征在于：所述的盖板通过螺纹和阶梯槽配合固定在外壳开口侧，在阶梯槽上还固定有进气缓冲腔；进气...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄雪峰，舒严博康，张敏琦，李盛姬，李和平，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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