[發明專利]一種用于過氧化氫和酒精燃燒反應的電點火器

有效

• 申請號: 201711314123.2
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN109915264B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 郝劍昆;單繼宏;周秀楠;楊天卓;尹艷輝;黃金鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: F02C7/266
• 分類號: F02C7/266;F02C7/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明公開了一種用于過氧化氫和酒精燃燒反應的新型點火器。包括整流板，電極，點火器本體。所述點火器本體為圓柱形，上有定位銷和法蘭盤；所述整流板為V字型，并和所述電極位于所述點火器固定于本體一端，徑向排列。使用時將點火器安裝于燃燒室內，當高速預混燃氣通過整流板后速度降低，點火電極啟動產生20kv、12Hz的脈沖電壓點燃預混燃氣。

技術領域

本發明涉及航天發動機技術領域，尤其涉及一種采用濃度為70％過氧化氫和酒精為原料，用于微納衛星的動力系統。

技術背景

隨著高新技術的發展和需求的推動，微納衛星以體積小、功耗低、開發周期短，可編隊組網，以更低的成本完成很多復雜的空間任務的優勢，在科研、國防和商用等領域發揮著重要作用。

微納衛星技術研究及其組網應用技術是國際衛星技術研究的熱點之一，屬高新技術探索范疇。微納衛星主要應用在通信、軍事、地質勘探、環境與災害監測、交通運輸、氣象服務、科學實驗、深空探測等方面。經過短短二十多年的發展，微納衛星已成為當今航天器研制的主要趨勢之一，正對世界科技和經濟產生巨大的影響，代表了當今空間技術發展的一種新趨勢，受到了世界各國航天界的普遍重視。

作為衛星的“心臟”，用于姿態調整和軌道控制的發動機一直以來都是衛星的核心技術。目前國內外常用的衛星推進劑或多或少都會有一定毒性，這對衛星地面操作、空間加注等提出苛刻的要求，必須采用復雜的防護措施。因此，世界航天強國都在大力發展更為環保、無毒化的綠色推進劑技術。由于技術難度大，國際上僅極少數國家實現了空間在軌驗證。

近年來隨著人們環保意思的增強，無毒推進劑成為了各國研究是重點，由于過氧化氫和酒精經過一系列反應生成的產物只有水和二氧化碳，對環境沒有任何污染。即使是在推進劑本身泄露的情況下也不會像肼類推進劑那樣對操做人員和環境產生危害。同時過氧化氫和酒精相比于其他的無毒推進劑具有生產成本低的優勢。

發明內容

根據上述研究背景，結合目前國際上大力發展綠色無毒推進劑的主流趨勢。本研究小組提出一種采用濃度為70％的過氧化氫溶液和酒精(分析純)為燃料的發動機。

本發明采用的技術手段如下：

一種用于過氧化氫和酒精燃燒反應的新型電點火器，包括：整流板，電極，點火器本體。所述點火器本體為圓柱形，上有定位銷和法蘭盤。

所述整流板為V字型，并和所述電極位于所述點火器本體一端，徑向排列。

所述整流板為V字型，角度為90度，高5mm，材料為陶瓷。

所述電極高度為3.5mm。材料為銅，表面鍍金。

本發明具有以下優點：

1.由于采用的過氧化氫溶液濃度為70％，經催化分解后的溫度不足以自發燃燒。同時，過氧化氫溶液分解膨脹成高速氣流，常規的電點火器無法將燃氣點燃。如圖所示，本發明的整流板可以在電極的點火區域建立低速區，降低點火難度。

2.如圖所示，由于整流板和電極間的尺寸關系。電極的頂端正好位于低速區的邊緣，這種設計可以使點燃的燃氣迅速擴散至整個燃燒室。

3.由于過氧化氫經過催化床的時候會有少量的過氧化氫未分解，表面鍍金的電極可以避免電極被腐蝕，延長電極的使用壽命。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明的三維結構簡圖。上方左側為正視圖，上方左側為下部視圖，下方為透視圖；

圖2是本發明具體實施方式的示意圖。

圖3是點火器工作時周圍流場在兩個不同截面的速度云圖之一。

和圖4是點火器工作時周圍流場在兩個不同截面的速度云圖之二。