[發明專利]掃掠式等離子體射流點火器

有效

• 申請號: 201811373547.0
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109611214B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 張志波;賈敏;吳云;金迪;宋慧敏;梁華;崔巍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: F02C7/266
• 分類號: F02C7/266
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.掃掠式等離子體射流點火器，由射流出口(101)、射流自激振蕩腔(102)、點火器殼體陰極(103)、點火器陽極(104)、點火器進氣孔(105)、絕緣體(106)、導線連接孔(107)組成；其中

點火器殼體陰極(103)與燃燒室相連接固定，主體為圓柱形，其內部的縱剖面形狀自上而下被射流出口(101)、射流自激振蕩腔(102)、點火器陽極(104)的形狀所限定，呈左右對稱形狀；點火器殼體陰極(103)的外部直徑為14～18mm；

射流出口(101)在點火器殼體陰極(103)的最上方形成，為向外擴散的截面圓錐體形狀，錐角為30°～60°，外直徑范圍為4～8mm，最下端的出口直徑為1～2mm，高度為10～20mm；

射流自激振蕩腔(102)緊臨射流出口(101)，由左右兩個“C”形射流反饋通道及中央通道組成，分別位于點火器對稱平面兩側和中央，反饋通道直徑為2～3mm；中央通道截面為圓錐體形狀，上錐面直徑為2～4mm，下錐面直徑為1～3mm，高度為8～12mm；

點火器陽極(104)上部為截面圓錐體形狀，圓錐頂部直徑不小于1mm，圓錐角為10°～30°，高度為3～7mm，下部為圓柱體，直徑范圍為3～6mm；點火器陽極(104)與點火器殼體陰極(103)之間有引氣通道；

點火器進氣孔(105)為斜槽結構，形狀為圓端形，直徑范圍為2～4mm，依托于外部氣源進氣，或利用燃燒室二次流引氣；流入點火器進氣孔(105)的氣流通過點火器陽極(104)外圍的引氣通道進入射流自激振蕩腔(102)；不考慮其中央處的點火器陽極(104)，整個引氣通道上部為截面圓錐體形狀，下部為圓柱形；截面圓錐體高度為8～16mm，錐角為45～60°；圓柱形直徑為8～12mm，高度根據點火器進氣孔(105)的位置確定；

射流點火器絕緣體(106)為中空圓柱狀結構，中部嵌入點火器陽極(104)，二者緊密連接，外部直徑范圍為8～12mm；

導線連接孔(107)位于點火器底部，用于將點火器陽極(104)連接到外部；并且

從氣流通道看，射流出口(101)、射流自激振蕩腔(102)、點火器陽極(104)外圍的通道、和點火器進氣孔(105)是空氣連通的；

射流出口(101)、點火器殼體陰極(103)、射流自激振蕩腔(102)、點火器陽極(104)、絕緣體(106)和導線連接孔(107)的中軸線與整個點火器的縱向中軸線相重合。

2.如權利要求1所述的掃掠式等離子體射流點火器，其中

點火器殼體陰極(103)的外部直徑為18mm；

射流出口(101)的截面圓錐體的錐角為45°，外直徑為8mm，最下端的出口直徑為2mm，高度為14mm；

射流自激振蕩腔(102)的反饋通道直徑為3mm；中央通道截面的截面圓錐體，其上錐面直徑為3mm，下錐面直徑為2mm，高度為10mm；

點火器陽極(104)上部截面圓錐體的圓錐角為30°，高度為5mm；下部圓柱體的直徑為5mm；

點火器進氣孔(105)的圓端形的直徑為3mm；整個引氣通道上部的截面圓錐體的高度為10mm，錐角為60°，下部圓柱形的直徑為12mm；

射流點火器絕緣體(106)的外部直徑為12mm；導線連接孔(107)采用通用點火器的航空插頭形狀。

3.如權利要求1所述的掃掠式等離子體射流點火器，其中設置多個點火器進氣孔(105)，沿環向均勻布置。

4.如權利要求3所述的掃掠式等離子體射流點火器，其中點火器進氣孔(105)數量為4個。

5.如權利要求1至4的任何一項所述的掃掠式等離子體射流點火器的工作方法為：初始時刻，受到流體康達效應的影響，射流從點火器陽極(104)四周流入射流自激振蕩腔(102)時，將緊貼某一側壁面流動；第一射流(201)在射流自激振蕩腔的中央通道內緊貼左側壁面流動；由于射流出口(101)最小處的直徑小于射流自激振蕩腔(102)中軸流道上部直徑，左側的貼壁流體進入射流出口(101)的底部時將受到阻擋，一部分流體將射流自激振蕩腔(102)的左側“C形”反饋通道(202)，并從底部(203)位置處流向振蕩腔的中軸處；此時射流自激振蕩腔(102)左右壓力不再相同，左側壓力增加，導致射流進入射流自激振蕩腔(102)時將改變附壁方向，改變流動狀態，即第二射流(204)從緊貼左側壁面轉向右側壁面流動；同理，此時右側貼壁射流將有部分流體從射流自激振蕩腔的右上角(205)位置進入射流自激振蕩腔(102)的右側“C形”反饋通道，并從射流自激振蕩腔的右下角(206)位置處流向振蕩腔的中軸處；這樣，射流自激振蕩腔(102)的右側壓力增加，進入右側的流體將射流逐步恢復成左側貼壁狀態；周而復始，射流將在射流自激振蕩腔(102)內左右擺動，進而改變等離子體射流在射流出口(101)的貼壁方向，形成掃掠式射流；

此時，當點火器陽極(104)與點火器殼體陰極(103)之間施加高電壓時，電極之間空氣將被擊穿，形成等離子體區域；受到射流驅動，等離子體將同載氣從射流出口(101)噴出，且噴射方向受射流方向影響，從而形成掃掠式等離子體射流點火。