打火发电机.pdf

本发明涉及微热光电系统应用技术领域，特指一种微型能源，即打火发电机。所说的打火发电机，其内部是燃烧室，燃烧室周围是隔热管，隔热管外围是光电池，光电池背面是散热片，微混合器与燃烧室相连通。由于本发明整体结构构造简单，运行稳定。本发明利用氢氧燃烧产生热，由热在燃烧管产生光，光子再由光电池产生电，废气为水蒸气，所以不产生污染，具有极大的应用价值和市场前景。

1、  一种打火发电机，其特征在于：其内部是燃烧室，燃烧室周围是隔热管，隔热管外围是光电池，光电池背面是散热片，微混合器与燃烧室相连通。

2、  如权利要求1所说的打火发电机，其特征在于，其中所说的燃烧室由SiC多空介质燃烧管构成。

3、  如权利要求1所说的打火发电机，其特征在于，其中所说的隔热管，是石英真空隔热管。

4、  如权利要求1所说的打火发电机，其特征在于，其中所说的光电池是低频带隙的GaSb光电池。

5、  如权利要求1所说的打火发电机，其特征在于，其中所说的微混合器的混合通道里设置有凸脊。

打火发电机
技术领域
本发明涉及微热光电系统应用技术领域，特指一种微型能源，即打火发电机。
背景技术
从二十世纪90年代以来，随着纳米材料以及微机电系统的迅速发展，人们开始对小型能源和微型能源产生了极高的兴趣。由于微型能源具有能量密度可以达到现有最好能源的10~100倍，所以该领域引起了越来越多的人兴趣。微热光电系统为该领域的开辟了一片新的天地。本发明研制了一种尺寸小，能量密度高，环保的新型绿色能源装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种打火发电装置。以满足未来对无污染，高效率且方便携带的微型能源的需要。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种打火发电机，其特征在于：其内部是燃烧室，燃烧室周围是隔热管，隔热管外围是光电池，光电池背面是散热片，微混合器与燃烧室相连通。
其中所说的燃烧室优选SiC多空介质燃烧管构成，该燃烧管可以承受更高的温度，发出更强的光，因此可以为光电转化提供更多的光子。
其中所说的隔热管，推荐使用石英真空隔热管，该隔热管可以有效将热量维持在燃烧管中间，不但可以提高燃烧效率，而且可以对光电池起到有效降温的作用。
其中所说的光电池推荐采用低频带隙的GaSb光电池，该光电池可以对低温光源产生的光子进行有效的转化。
其中所说的散热片推荐采用铝制散热片，由于铝良好的散热特性将光电池所承受的热量转移，因此可以有效的对光电池降温。
其中所说的微混合器，可在混合器的混合通道里设置凸脊，使氢氧两种燃料的混合更加充分，可以有效提高燃烧利用效率。
本发明整体结构构造简单，运行稳定。利用氢氧燃烧产生热，由热在燃烧管产生光，光子再由光电池产生电，废气为水蒸气，所以不产生污染，具有极大的应用价值和市场前景。
附图说明
图1是本发明的一种打火发电机的结构示意图
图2是图1的混合器的结构示意图
图3是图1的燃烧管的结构示意图
图4是图1的隔热管的结构示意图
图5是图1的光电池的结构示意图
图6是图1的散热片的结构示意图
图中：
1，氢气   2，氧气  3，微混合器  4，多空介质燃烧管  5，隔热管6，光电池  7，散热片
具体实施方式：
结合附图对本发明的实施作如下详述：
如图1，本装置由内部是多空介质燃烧管4构成的燃烧室，燃烧室周围是石英真空隔热管5，隔热管5外围是光电池6，光电池6背面是散热片7，微混合器3与多空介质燃烧管4连通。打火发电机的发电的基本过程是：氢气和氧气从外部管道输入微混合器3，混合以后的气体输入燃烧管4燃烧，燃烧产生的高温会使SiC燃烧管表面发出强光。光子透过隔热管5照射在光电池6上，通过光电转化输出电能。燃烧管产生的热能大部分由于隔热管的作用被限制在隔热管内部，辐射到光电池的热能主要通过散热片7来散热，使光电池的温度控制在一定的范围之内。
图2为微混合器3，氢气和氧气由外部气源提供，通过两根细管进入微混合器3，由于混合通道里加入了凸脊使得两种气体流经凸脊时受到挤压，缩短两相之间的距离，有利于扩散混合；而且由于气体流经凸脊时速度增大，易产生漩涡，增大了两相的接触面积，有利于气体混合；另外通过试验观察在凸脊下游附近会产生回流，增强了两相气体的混合性能，从而提高了燃烧性能。
图3为SiC多空介质燃烧管4，氢气和氧气在微混合器3进行充分混合后，进入多孔介质燃烧管4中进行燃烧。多孔介质的存在使气体混合物在燃烧的同时孔隙内部强烈地漩涡、分流和汇合，进行剧烈扰动，迅速地将燃烧产生的热量以对流、导热、辐射的形式向周围空间传递，迅速地扩大了燃烧反应区，提高了燃烧速率并使得燃烧完全。由于多孔介质良好的热交换特性(相对于气体而言)，使燃烧区域温度迅速趋于均匀，保持较平稳的温度梯度，由于多孔介质的存在，有大部分燃烧区域产生的热量回流有效地预热了未燃混合气体，增大了燃烧速度，保证了燃烧的稳定性，也使负荷调节范围增大，多孔介质作为燃烧过程中一个稳定的着火源，在保持燃烧稳定的同时，又保证了较高的容积热强度。也正是由于这些燃烧特点，使得多孔介质中的预混燃烧可在比自由火焰小得多的空间内完成，从而可以使燃烧器体积大大减小，使其应用范围加大，提高了相同体积下燃烧管4的效率。
图4为真空隔热管5，火焰在多空介质燃烧管4内燃烧，燃烧产生热辐射和光子，由于隔热管的真空作用使得主要的热辐射无法从燃烧管4的圆柱面发散除去，转而从燃烧管4的上端面发散除去，这样热量无法透过隔热管5就可以使光电池的温度保持在常温起到隔热的作用。又由于玻璃的透光作用燃烧产生的光子可以通过隔热管5，其中第一层玻璃柱面对全光谱的透射率为90％，而第二层玻璃柱面由于在表面镀有二氧化硅和二氧化锆所以对波长1800nm以上的光子具有截止和反射作用，而对1800nm以下的光子具有95％的透射率，这样就可以既做到隔热又透光和光谱选择的作用。
图5为光电池6，光子透过隔热管5，经光电池6表面的反射膜反射后进入光电池。光子经过低能带隙SiC光电池转化为电能。
图6为散热片7，从多空介质燃烧管4产生的热量由隔热管5隔热后，传到光电池6上。光电池6本身的散热性不好，主要靠贴在其背后的铝制散热片7将热量散发出去，从而保证光电池的在工作温度范围以内。