[發明專利]微型氣液兩用高能點火器

有效

• 申請號: 201811205163.8
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109322750B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 蔡文哲;李峰;王大磊;余海生;馬同玲
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: F02C7/264
• 分類號: F02C7/264
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明涉及一種微型氣液兩用高能點火器，涉及發動機技術領域。本發明1)能夠在單個點火電嘴點火能量較低的條件下提高成功率，并降低點火延遲時間；2)能夠在點火器內部形成高效的周向旋流結構，延長燃氣和燃油駐留時間，并增強摻混，從而有利于形成穩定的火焰結構；3)在流場內形成了周向渦系結構；該渦系結構包括緊貼于內壁內側壁面的渦系結構和由于該渦系結構對內部流動卷吸形成的周向渦系流動結構；4)降低了點火延遲，提高了點火成功率，并能夠以更低小的尺寸實現燃油和燃氣駐留時間的增長，從而縮小了點火器所需的幾何尺寸；5)可以保障霧化效果以及避免霧滴碰壁。

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，具體涉及一種微型氣液兩用高能點火器。

背景技術

現有的用于渦輪發動機、沖壓發動機以及燃氣輪機的點火裝置中，煤油空氣點火器是指利用煤油作為燃料，空氣作為氧化劑，能夠噴出高溫火焰(燃氣)的燃燒裝置。當前國內主要包括，氧化劑和燃料組合多為：氧氣/氫氣、氧氣/酒精、氧氣/煤油、液氧/煤油等，盡管上述點火器工作穩定可靠，但對于采用煤油作為燃料的超燃沖壓發動機而言，如果能夠采用空氣和煤油作為點火器的氧化劑和燃料，則將帶來更大的收益，因為點火器和發動機均以煤油作為燃料，可以使得燃料供應系統更加集成、安全，節約寶貴的載荷空間。

國內近期開展渦輪發動機、沖壓發動機用煤油-空氣點火器研發工作，煤油從點火器端面經旋流噴嘴注入，空氣分為一次噴注和二次噴注兩個支路，采用普通汽車火花塞點燃空氣煤油混合物。但該方案空氣流量大，特征尺寸大，空氣流路設計相對簡單，沒有顯著的渦系結構組織燃燒，但整體卻結構復雜，且需要火焰穩定裝置，點火器殼體容易燒蝕，點火時間延遲(點火的重要指標)長(900ms)的缺點。

歸納來講，現有用于渦輪發動機、沖壓發動機以及燃氣輪機的點火裝置具有如下缺點：

1)特征尺寸、直徑和長度較大，難以應用于小型渦輪發動機或是沖壓發動機等；

2)點火時間延遲長，容易造成動力裝置點火失敗；

3)壁面缺乏熱防護能力，容易造成燒蝕，工作壽命短。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何設計一種體積小、點火迅速，壽命長的可用于渦輪發動機和沖壓發動機的高能點火裝置。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種微型氣液兩用高能點火器，包括上殼體1、下殼體和漸縮段7；

所述上殼體1的型面為半橢圓、半圓形、半橢圓與矩形的組合結構，半圓與矩形的組合結構中的一種；

所述下殼體由上端壁4、外殼體5、下端壁6、內壁10組成，并圍成作為集氣腔的環腔，內壁10上開有4-8個與壁面法向傾角為30°～60°的斜孔作為進氣孔，周向均勻布置；

所述上殼體1和下殼體的上端壁4之間連接，內壁10為圓柱面，且上殼體1的下端口與內壁10的上端口形狀、面積均匹配；上殼體1頂部設有離心噴嘴2，上殼體1上還設有半導體電嘴3，位于所述離心噴嘴2下方；離心噴嘴2和半導體電嘴3與上殼體1的連接均采用螺紋連接的方式，其中半導體電嘴3在上殼體1上共布置兩個，且兩個間隔180°，位于同一水平面；下殼體的外殼體5上設有進氣口8，進氣口8與下殼體的外殼體5之間采用焊接的方式進行連接；漸縮段7的型面為上部為上大下小的錐形與下部為矩形的組合，且等厚度；漸縮段7位于內壁10的正下方，錐形的上端口形狀、面積均與內壁10下端口匹配；漸縮段7與內壁10采用焊接的方式進行連接。

優選地，所述上殼體1的厚度為3-7mm的范圍。

優選地，所述上端壁4、外殼體5、下端壁6、內壁10四個零件采用焊接的方式聯接。

優選地，所述進氣孔的孔徑分布范圍為Φ1.8-Φ4mm。