體反應(yīng)管1003內(nèi)的部分金屬層裸露，而未插入部分包有耐高溫的絕緣層。點火放電裝置1004在諧振腔電磁場中既可以通過電場耦合、磁場耦合產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，也可以兩者混合的模式產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。所述點火放電裝置1004能夠在微波磁場作用下放電從而將所述微波等離子體反應(yīng)管1003中的混合燃氣擊穿。
[0034]在不同耦合模式下，點火放電裝置1004的位置、電場耦合的線路長度、磁場耦合的面積決定了點火放電裝置1004放電端感生電動勢的大小，點火放電裝置1004放電端間距、放電電極尖端的半徑或曲率決定了放電區(qū)域的電場強度，電場強度達到擊穿的閾值即可形成放電。故將點火放電裝置1004兩端制成圓錐形且尖端相互靠近，有利于點火放電裝置1004放電形成高壓電，將混合燃氣擊穿形成等離子體。
[0035]如圖4、圖5所示，微波功率吸收器1008位于微波等離子體反應(yīng)管1003中心處，為實心螺旋圓柱形或者是一系列螺旋形排列的小圓球，其材料是鐵氧體、陶瓷基或氧化鋁基等材料。由于可燃混合氣在被擊穿形成等離子體之前只能吸收極少部分的微波能量，吸收率極低。而剩余大部分微波能量則被反射回微波功率管1002，被其吸收升溫。而增加微波功率吸收器1008后，微波功率吸收器1008可將可燃混合氣為吸收的大部分微波能量吸收，以供自身溫度升高。由于微波功率吸收器1008在微波等離子體反應(yīng)管1003中與可燃混合氣直接接觸，在微波功率吸收器1008升溫后會將熱量傳遞給可燃混合氣使其在等離子化之前將其預熱，有利于形成等離子體。而在等離子體形成后，由于溫度的提高，粒子碰撞頻率增加，有利于加熱等離子體，提高電離度。
[0036]微波等離子體反應(yīng)管1003置于微波反應(yīng)腔1001中心電場強度極大區(qū)，有利于放電點火裝置1004放電將微波等離子體反應(yīng)管1003中混合燃氣擊穿形成等離子體，有利于提高反應(yīng)率?？扇蓟旌蠚庥蛇M氣口 1005進入微波等離子體反應(yīng)管1003后，首先接觸微波功率吸收器1008并升溫，預加熱。然后再由放電點火裝置1004放電將其擊穿，形成等離子體。
[0037]微波功率吸收器1008通過合理選用微波功率吸收材料，有效的吸收利用了可燃混合氣未能吸收的剩余的極大部分的微波能量。其位置如圖1所示。在微波功率吸收裝置1008升溫與可燃混合氣接觸后，通過熱傳遞，將可燃混合氣預先加熱，提高其溫度，因而有利于形成等離子體。而隨溫度升高，粒子運動劇烈，碰撞頻率增高，有利于點火和加熱等離子體，提高電離度。而微波功率管1008對于微波能量的吸收，減少了反射回微波功率管的能量，減少了微波功率管隔離片吸收的能量，極大的降低了微波功率管1002的工作溫度，延長了其使用壽命，降低使用成本。
[0038]本發(fā)明提供一種新的加熱方式，在反應(yīng)管內(nèi)部添加耐高溫的微波吸收材料，微波吸收材料吸收可燃混合氣未吸收的剩余的大部分微波能量，并轉(zhuǎn)化為熱能；微波吸收材料產(chǎn)生的熱能來加熱可燃混合氣，使可燃混合氣預熱升溫?？扇蓟旌蠚夥磻?yīng)溫度升高，增加了粒子的熱運動速度和碰撞頻率，不僅可以降低點火的所需擊穿電場強度，而且增加了反應(yīng)鏈條，提高了電離度和電離度的上升速度，加快混合燃氣從氣態(tài)向等離子終態(tài)過度的速度，減少微波等離子重整器啟動的瞬態(tài)過程和時間，提高微波重整器中的微波能量吸收和加熱效率，從而提高反應(yīng)速率，節(jié)約能源。微波吸收材料實現(xiàn)了剩余微波能量的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移和利用。
[0039]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項】
1.一種車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，包括 反應(yīng)腔，其上設(shè)置有進氣口 ； 微波功率管，其深入反應(yīng)腔內(nèi)部，所述微波功率管能夠向所述反應(yīng)腔內(nèi)發(fā)射微波； 微波等離子體反應(yīng)管，其設(shè)置在所述反應(yīng)腔中心電場強度極大區(qū)，所述微波等離子體反應(yīng)管與所述進氣口連接，所述微波等離子體反應(yīng)管內(nèi)通有混合燃氣； 放電點火裝置，其插入所述微波等離子體反應(yīng)管內(nèi)部，所述放電點火裝置能夠在微波電磁場作用下放電從而將所述微波等離子體反應(yīng)管中的混合燃氣擊穿； 微波功率吸收器，其設(shè)置于所述微波等離子體反應(yīng)管內(nèi)部，能夠吸收利用微波能量來加熱混合燃氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，所述微波等離子體反應(yīng)管為石英管、陶瓷管或纖維管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，所述微波等離子體反應(yīng)管為螺旋形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，所述微波功率吸收器由一系列螺旋形排列的小圓球或螺旋圓柱形實心管構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，所述微波功率吸收器為呈螺旋形的實心管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，所述微波功率吸收器材料為鐵氧體或者陶瓷基或者氧化鋁基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，所述放電點火裝置由一根帶有開口的金屬線圈制成，其設(shè)置有兩自由端，所述兩自由端前部制成具有尖部的圓錐形，并且兩尖部相靠近，所述兩個自由端插入微波等離子體反應(yīng)管內(nèi)部并與混合燃氣相接觸，所述微波電磁場感應(yīng)放電回路插入所述微波等離子體反應(yīng)管內(nèi)的部分金屬層裸露，而未插入部分包有耐高溫的絕緣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，所述放電點火裝置包括兩個由金屬材料制成具有尖端的點火反射銷和與點火反射銷相連的反射銷螺栓，所述兩個點火反射銷的尖端相對，通過調(diào)節(jié)反射銷螺栓調(diào)整兩點火反射銷尖端的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔為圓環(huán)形柱體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5、7、8中任一項所述的車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，其特征在于，還包括上蓋，所述上蓋設(shè)置于所述反應(yīng)腔的上方，所述微波功率管與所述上蓋相固定。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種車載微波重整器可燃混合氣加熱裝置，包括反應(yīng)腔、微波功率管、微波等離子體反應(yīng)管、放電點火裝置，微波功率吸收器。微波功率吸收器設(shè)置在微波等離子體反應(yīng)管內(nèi)部，由耐高溫的微波吸收材料制成，微波吸收材料吸收可燃混合氣未吸收的剩余的大部分微波能量，并轉(zhuǎn)化為熱能，微波吸收材料產(chǎn)生的熱能來加熱可燃混合氣，使可燃混合氣預熱升溫?？扇蓟旌蠚夥磻?yīng)溫度升高，增加了粒子的熱運動速度和碰撞頻率，不僅可以降低點火的所需擊穿電場強度，而且增加了反應(yīng)鏈條，提高了電離度和電離度的上升速度，從而提高反應(yīng)速率，節(jié)約了能源。
【IPC分類】F02M31-135, H05B6-64
【公開號】CN104675582
【申請?zhí)枴緾N201510061534
【發(fā)明人】王軍年, 王治強, 王慶年, 劉鵬, 張垚, 孫娜娜
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月5日