[發明專利]一種用于點火和輔助燃燒的滑動放電反應器

在審

• 申請號: 201510546548.0
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105221319A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 章程;牛宗濤;邵濤;嚴萍;王瑞雪
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: F02P23/04
• 分類號: F02P23/04;F02M27/04
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠;胡玉章

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，具體而言，涉及一種用于點火和輔助燃燒的滑動放電反應器。

背景技術

隨著航空航天技術的迅猛發展，其核心部件發動機對于燃料燃燒的穩定性和效率的要求也越來越高。等離子體輔助燃燒是近些年空間技術領域興起的新技術，而非平衡態的低溫等離子體在該領域顯示出潛在的巨大優勢。低溫等離子體含有大量不同種類的活性粒子，比如電子、各種激發態分子以及自由基等，這些活性粒子具有廣泛的能量分布，較高的能量密度，因此在助燃過程中可以加快反應速率，減小點火延遲，使燃料充分燃燒，提高燃料利用率。另一方面，放電產生的等離子體能對氣體流場產生擾動，提高氣流的湍流度，增加燃燒的接觸面積，因而可以增強燃燒的穩定性。由于等離子體助燃的以上優勢，因此受到研究人員的廣泛關注。

滑動弧放電是一種結構簡單，等離子體通道集中，產生電子密度較高的放電形式。其放電表現為氣流驅動火花/輝光通道在氣隙里滑動?；瑒臃烹姷奶攸c是能夠產生持續的非平衡態等離子體，且放電等離子體中的電子和中性分子的碰撞常常能夠引起氣體分子的離解、激發和電離，產生大量的活性原子和基團，這些活性基團可以加速可燃氣體的燃燒，因此能夠有效的應用到等離子體輔助燃燒中。

目前用于輔助氣體燃燒的主要方法或裝置包括：

(1)專利CN1842488A“重整氣輔助燃燒”，采用具有重整器形式的氫氣發生器制備氫氣和其他組分氣體的混合氣體，作為壓縮發動機的部分燃料。重整產物中不需要除去非氫氣組分，因此可以節約成本。熱蒸汽或者其它氣源引入金屬格柵作為催化劑的重整器中，通過重整器中的等離子體裝置對蒸汽進行分解，生成氫氣和其它組分氣體。

(2)專利CN102953808A“一種用于發動機富氧輔助燃燒裝置的取力裝置”，通過從發動機中提取動力，發動機主軸的主動輪帶動風機主軸的從動輪轉動，進而使風機和氣環真空泵轉動工作，節省空間，降低成本，維護方便。

(3)專利CN1185524A“高效的發動機輔助燃燒系統”，利用裝置產生正電荷，用于中和空氣或燃料中的負離子，提高燃燒效率，減少廢氣物排放。

(4)文獻“Plasma-inducedignitionandplasma-assistedcombustioninhigh-speedflow”，利用梯狀氣孔放電系統對氫氣點火的各項參數進行分析，從而得出降低點火延遲時間、火焰的穩定和使燃料充分燃燒的方法。

雖然上述方法和裝置具有輔助燃燒的作用，但是上述裝置燃料燃燒的效率不高，燃燒不充分，大多是從裝置上去改進，雖然效率有所增加，但其裝置復雜性也增加了不少結構復雜，運行及其維護成本高，不利于推廣應用。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種裝置簡單、燃燒效率高、成本低、利于推廣的用于點火和輔助燃燒的滑動放電反應器。

本發明提供了一種用于點火和輔助燃燒的滑動放電反應器，包括：十字交叉四通管狀絕緣裝置，其由兩個管狀交叉形成，包括十字交叉處、進氣口、出氣口、第一電極安裝口和第二電極安裝口；

第一滑動放電電極，其通過粘合膠安裝在所述第一電極安裝口處；

第二滑動放電電極，其通過粘合膠安裝在所述第二電極安裝口處，所述第二滑動放電電極通過導線連接到接地端；

燃燒區域，其位于所述十字交叉處與所述出氣口之間；

起弧端，其為所述第一滑動放電電極和所述第二滑動放電電極之間的區域，所述第一滑動放電電極和所述第二滑動放電電極之間的距離為5mm；

等離子體激勵電源，其高壓端通過導線連接到所述第一滑動放電電極的一端；

氣源，其通過導氣管連接氣體流量計，所述氣體流量計通過導氣管連接所述進氣口。

作為本發明進一步的改進，還包括：

第一耐熱絕緣裝置，其為一端封閉的腔體，所述第一滑動放電電極的放電端插入所述第一耐熱絕緣裝置內；

第二耐熱絕緣裝置，其為一端封閉的腔體，所述第二滑動放電電極的放電端插入所述第二耐熱絕緣裝置內。

作為本發明進一步的改進，所述出氣口距離所述十字交叉處4～10mm，所述進氣口距離所述十字交叉處30～50mm，所述第一電極安裝口距離所述十字交叉處20～30mm，所述第二電極安裝口距離所述十字交叉處20～30mm，所述進氣口的直徑為8～12mm，所述出氣口的直徑為8～12mm，所述第一電極安裝口和所述第二電極安裝口直徑均為5mm。