[實用新型]一種水下氣液兩相發動機的氣泡發生器

有效

• 申請號: 201220228136.4
• 申請日: 2012-05-20
• 公開（公告）號: CN202578941U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 范瑋;宋豪義;朱宇;姚奎光
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02K1/00
• 分類號: F02K1/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本實用新型涉及發動機技術領域，具體為一種水下氣液兩相發動機的氣泡發生器。

背景技術

水下氣液兩相發動機是利用爆震燃燒產生高溫高壓燃氣，燃氣與摻混腔內的水混合形成氣液兩相混合物，混合物在噴管內進一步加速，在加速過程中氣泡膨脹對水做功，使水在噴管出口速度大于入口速度，從而產生推力。在專利號為ZL?201120185634.0中文件中公開了一種氣液兩相發動機，其在啟動時，氣泡溢出壁面通孔后，氣泡在前后兩個方向都有膨脹，造成了額外的能量損失，從而導致此氣液兩相發動機靜止時啟動緩慢，達到最大推力并穩定工作的時間較長。另外，該氣液兩相發動機氣泡發生管是圓筒狀的，氣流從前到后流動過程中，由于有氣泡不斷溢出管壁，導致后部氣壓降低，膨脹做功能力會不斷減弱。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有技術存在的問題，本實用新型提出了一種水下氣液兩相發動機的氣泡發生器，其管壁通孔向后傾斜，在發動機啟動過程中，氣泡溢出時有向后的初速度，更易于氣泡向后膨脹，對水做功產生推力；氣泡發生管有一定的收斂角度，可以延緩氣泡溢出后管內的壓力下降，更有益于氣流對水做功。

技術方案

本實用新型的技術方案為：

所述一種水下氣液兩相發動機的氣泡發生器，包括連接法蘭和氣泡發生管；氣泡發生管入口與水下氣液兩相發動機的爆震管出口通過連接法蘭同軸固定連接；在氣泡發生管管壁上沿軸向均勻開有若干排壁面通孔，同一排的壁面通孔沿管壁周向均勻分布，且同一排的壁面通孔孔徑相同；其特征在于：氣泡發生管為從入口到出口收縮的管狀結構，收縮角為1.0°～2.3°；氣泡發生管壁面通孔孔徑為1mm～8mm，壁面通孔總面積不超過氣泡發生管側壁面積的5％，從氣泡發生管入口到出口，壁面通孔孔徑分段逐漸增大；壁面通孔中心軸線與氣泡發生管中心軸線夾角為40°～60°，壁面通孔出口朝向氣泡發生管出口方向。

有益效果

本實用新型提出的一種水下氣液兩相發動機氣泡發生管，一方面，在發動機啟動過程中，高壓燃氣通過壁面通孔與摻混腔內的水摻混形成氣泡，通過開孔方向控制氣泡的膨脹方向，在發動機初始啟動時就有向后的初速度，使水在摻混腔內產生更大的有效推力；另一方面，高壓燃氣通過氣泡生成管過程中，由于管道是收斂的，延緩了氣體由壁面通孔溢出使流量下降而造成壓力下降，有益于更好地排水做功。

附圖說明

圖1：本實用新型所用于發動機的結構示意圖；

圖2：本實用新型的半剖圖；

圖3：電磁閥和點火器的控制時序圖；

其中：1、燃料電磁閥；2、氧化劑電磁閥；3、點火器；4、隔離器電磁閥；5、爆震管；6、Shchelkin螺旋；7、連接法蘭；8、壁面通孔；9、氣泡發生管；10、擴壓器；11、摻混腔；12、噴管；13、支承肋板。

具體實施方式

下面結合具體實施例描述本發明：

參照附圖1，該實施例中的水下氣液兩相發動機包括爆震管5、氣泡發生管9、擴壓器10、摻混腔11和噴管12。

本實施例中，爆震管5采用的是“L”形管狀結構，其中封閉端為豎直方向，高溫燃氣和爆震波的出口端為水平方向。在爆震管封閉端端面上安裝有點火器3，封閉端側面上開有燃料進口和氧化劑及隔離劑進口，通過燃料電磁閥1、氧化劑電磁閥2和隔離器電磁閥4進行控制。為了在爆震管內快速形成爆震波，確保實現爆震管每次點火產生的燃燒波傳至爆震管出口時已經轉變為爆震波的目的，在爆震管5內壁焊有一段Shchelkin螺旋6作為爆震增強裝置。采用的燃料為航空煤油，氧化劑為壓縮氧氣，隔離氣為壓縮氮氣；點火器3為防水火花塞，點火能量為50mJ。發動機內燃料和氧化劑的供給壓力均大于摻混腔11內水壓，航空煤油/氧氣混合物的當量比約為1.0。