[發明專利]一種氣氫氣氧火炬式電點火裝置

有效

• 申請號: 201711027075.9
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107893711B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 楊進慧;王仙;田原;丁兆波;楊繼東;孫紀國;鄭孟偉;王曉麗;左安軍;劉鑫鵬;王朝暉;楊巖
• 申請（專利權）人: 北京航天動力研究所
• 主分類號: F02K9/95
• 分類號: F02K9/95
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

一種氣氫氣氧火炬式電點火裝置，包括氫氣瓶(1)、氧氣瓶(2)、氧音速噴嘴(3)、氫音速噴嘴(4)、點火主體、收斂段(8)、電火花塞裝置(9)；所述點火主體內設有氧腔(5)、氫腔(6)、點火室(7)；氫氣瓶(1)經氫音速噴嘴(4)與點火主體的氫腔(6)連通；氧氣瓶(2)經氧音速噴嘴(3)點火主體的氧腔(5)連通；點火室(7)的中心軸線上設有直流孔與氧腔(5)連通；點火室(7)的側壁上設有切向孔(71)與氫腔(6)連通；點火室(7)與收斂段(8)連通；電火花塞裝置(9)安裝在點火主體的外表面，插入點火室(7)內，位于直流孔和切向孔(71)之間。

技術領域

本發明涉及一種氣氫氣氧火炬式電點火裝置，屬于點火和燃燒技術領域。

背景技術

火炬式電點火器因其點火能量高、可多次啟動、結構簡單、便于維護等特點已廣泛用于氫氧火箭發動機，如美國的RL-10系列、J2發動機、航天飛機主發動機，歐洲的Vinci，日本的LE系列發動機，俄羅斯的RD-0120等。火炬式電點火器一般包括點火室、推進劑供應系統和電火花塞系統三個部分：推進劑通過供應系統進入點火室，經電火花塞點燃，在點火室內組織燃燒，高溫燃氣噴出后引燃下游燃燒裝置。現有技術的使用范圍還受限于火箭發動機的燃料，電點火器的噴注形式極為復雜，且推進劑供應系統與發動機系統關聯密切；同時為了借用火箭上的電源系統，電火花塞系統一般采用直流電源供電；此外電點火器需要增加獨立的熱防護結構，以保證設備的工作時間。為了適應氫氧火箭發動機的點火需求，現有電點火器的燃氣流量和混合比范圍較小，可供應用的試驗工況較少，通用性不足。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種氣氫氣氧火炬式電點火裝置，控制點火室內中心富氧環境，點火室的內壁與中心富氧環境之間形成冷卻氣膜；電火花塞裝置發出火花點燃點火室中氣氫和氣氧的混合物，該電點火裝置結構簡單、控制精度高、應用范圍廣、可靠性高。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種氣氫氣氧火炬式電點火裝置，包括氫氣瓶1、氧氣瓶2、氧音速噴嘴3、氫音速噴嘴4、點火主體；所述點火主體內設有氧腔5、氫腔6、點火室7；

氫氣瓶1經氫音速噴嘴4與點火主體的氫腔6連通；氧氣瓶2經氧音速噴嘴3點火主體的氧腔5連通；點火室7的中心軸線上設有直流孔與氧腔5連通；點火室7的側壁上設有切向孔71與氫腔6連通。

所述氣氫氣氧火炬式電點火裝置，所述點火主體為火炬形；氧腔5為圓柱形位于點火主體的一端；氫腔6為環形腔體，橫截面為梯形。

所述氣氫氣氧火炬式電點火裝置，所述氣氫氣氧火炬式電點火裝置還包括收斂段8和電火花塞裝置9，點火室7與收斂段8連通；電火花塞裝置9安裝在點火主體的外表面，插入點火室7內，位于直流孔和切向孔71之間。

所述氣氫氣氧火炬式電點火裝置，所述點火室7的側壁上設有多個切向孔71與氫腔6連通，上述多個切向孔71以點火室7的中心軸線為中心均勻分布。

所述氣氫氣氧火炬式電點火裝置，所述直流孔所在水平面與切向孔71所在水平面的垂直距離為28mm～36mm。

所述氣氫氣氧火炬式電點火裝置，所述切向孔71的橫截面為橢圓形。

所述氣氫氣氧火炬式電點火裝置，所述收斂段8為內含倒圓錐臺狀空腔的柱體，用于提高點火室的室壓。

所述氣氫氣氧火炬式電點火裝置，所述氣氫氣氧火炬式電點火裝置包括兩個電火花塞裝置9，每個電火花塞裝置9包括：高壓包91、電火花塞92；高壓包91接收氣氫氣氧火炬式電點火裝置外部點火信號，然后將高壓包91的交流電轉換為高壓電輸出給電火花塞92，電火花塞92發出火花。