[發(fā)明專利]內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子低溫等離子點(diǎn)火系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711373566.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN108005791B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞏二磊;楊雨;高浩卜;陳曦;侯碩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院
• 主分類號(hào): F02C7/266
• 分類號(hào): F02C7/266;F23Q3/00
• 代理公司: 北京鼎承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 韓德凱;李偉波

本申請(qǐng)涉及內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子低溫等離子點(diǎn)火系統(tǒng)，包括內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子、等離子室和高壓電源，內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子包括進(jìn)口密封盤、波轉(zhuǎn)子通道、出口密封盤和轉(zhuǎn)軸，波轉(zhuǎn)子通道由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，出口密封盤上設(shè)有等離子室安裝孔，用于固定安裝所述等離子室；等離子室包括負(fù)極套筒、正極套筒和外環(huán)陶瓷，正極套筒和負(fù)極套筒分別通過導(dǎo)線與高壓電源的正、負(fù)極連接，外環(huán)陶瓷設(shè)置在負(fù)極套筒與正極套筒之間，用以實(shí)現(xiàn)負(fù)極套筒與正極套筒之間的絕緣和固定，在正極套筒的靠近內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子的一端附近徑向向外設(shè)置有放電尖端，放電尖端與負(fù)極套筒的內(nèi)壁之間具有間隙δ。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子低溫等離子點(diǎn)火系統(tǒng)，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火及非定常燃燒技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子是一種新型的非定常燃燒裝置，在提高推進(jìn)系統(tǒng)總體性能方面具有潛在優(yōu)勢(shì)，已被美國國防預(yù)研局(DARPA)確定為滿足“安靜超聲速空中平臺(tái)(QSP)”降低超聲速巡航飛行油耗的有效途徑之一，因此近年來獲得了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究。

在內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子的工作過程中，一方面，由于一系列波轉(zhuǎn)子通道順序工作，要求點(diǎn)火系統(tǒng)具有足夠高的工作頻率；另一方面，為實(shí)現(xiàn)波轉(zhuǎn)子通道內(nèi)的快速燃燒，又要求點(diǎn)火系統(tǒng)具有較高的點(diǎn)火能量，而傳統(tǒng)的點(diǎn)火系統(tǒng)滿足不了上述需求。

為了滿足內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子點(diǎn)火頻率高、點(diǎn)火能量大的需求，提出了一種用于內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子點(diǎn)火的連續(xù)熱射流點(diǎn)火裝置，其為基于旋流摻混和氣態(tài)燃料持續(xù)燃燒的熱射流發(fā)生裝置，提供了高的點(diǎn)火能量，有利于促進(jìn)火焰快速傳播，并解決了電嘴點(diǎn)火和現(xiàn)有的間歇工作的熱射流裝置工作頻率低的問題。

但是，試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)這種連續(xù)熱射流點(diǎn)火裝置存在以下幾方面問題：首先，內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子通道內(nèi)的高溫高壓燃?xì)鈺?huì)沿出口密封盤上的射流端口發(fā)生泄漏，嚴(yán)重影響內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子的工作性能；其次，在點(diǎn)火過程中，熱射流進(jìn)入內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子通道產(chǎn)生射流沖擊波，對(duì)內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子通道內(nèi)的波系發(fā)展產(chǎn)生了不可預(yù)知的影響；再次，內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子通道內(nèi)的高溫高壓燃?xì)獾牧鲃?dòng)會(huì)對(duì)熱射流的穩(wěn)定性產(chǎn)生不可忽略的影響，甚至?xí)璧K熱射流進(jìn)入內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子通道。

為了解決上述問題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子低溫等離子點(diǎn)火系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用電極在等離子室內(nèi)形成電弧，同時(shí)結(jié)合等離子室內(nèi)駐留的高溫燃?xì)猓瑢?shí)現(xiàn)內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子的點(diǎn)火過程。由于該點(diǎn)火系統(tǒng)不需要額外的工作介質(zhì)，避免了額外介質(zhì)對(duì)內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子通道內(nèi)波系發(fā)展過程的影響，同時(shí)也避免了內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子通道內(nèi)的高溫高壓燃?xì)庋仡~外介質(zhì)通道的泄漏，并且該點(diǎn)火系統(tǒng)本身不受內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子工作過程的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有點(diǎn)火技術(shù)存在的射流沖擊波影響波轉(zhuǎn)子通道內(nèi)的波系發(fā)展、波轉(zhuǎn)子通道內(nèi)高溫高壓燃?xì)庋厣淞鞫丝谛孤┮约案邷馗邏喝細(xì)獾牧鲃?dòng)影響射流火焰穩(wěn)定性。

本申請(qǐng)解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是提供了一種內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子低溫等離子點(diǎn)火系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子、等離子室和高壓電源，

所述內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子包括進(jìn)口密封盤、波轉(zhuǎn)子通道、出口密封盤和轉(zhuǎn)軸，其中所述波轉(zhuǎn)子通道由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述出口密封盤上設(shè)有等離子室安裝孔，用于固定安裝所述等離子室；

所述等離子室包括負(fù)極套筒、正極套筒和外環(huán)陶瓷，所述正極套筒和負(fù)極套筒分別通過導(dǎo)線與高壓電源的正、負(fù)極連接，所述外環(huán)陶瓷設(shè)置在負(fù)極套筒與正極套筒之間，用以實(shí)現(xiàn)負(fù)極套筒與正極套筒之間的絕緣和固定，在正極套筒的靠近內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子的一端附近徑向向外設(shè)置有放電尖端，所述放電尖端與負(fù)極套筒的內(nèi)壁之間具有間隙δ；

所述高壓電源提供的電壓能夠保證擊穿正極套筒和負(fù)極套筒之間的混氣以形成電弧，并且該電弧的能量能夠點(diǎn)燃其周圍的混氣以形成初始火焰。

優(yōu)選地，所述的內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子低溫等離子點(diǎn)火系統(tǒng)還包括頻率控制器，所述頻率控制器通過信號(hào)線與高壓電源上的控制信號(hào)接線端相連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電源的通斷和放電頻率的控制。