[發(fā)明專利]掃掠式等離子體射流點火器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811373547.0 | 申請日： | 2018-11-07 |
| 公開（公告）號： | CN109611214B | 公開（公告）日： | 2020-12-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張志波;賈敏;吳云;金迪;宋慧敏;梁華;崔巍 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國人民解放軍空軍工程大學(xué) |
| 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 |
| 地址： | 710051 陜西省*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 掃掠式 等離子體 射流 點火器 | ||
提供一種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(dǎo)線連接孔(107)組成。該點火器，可以大大改善等離子體射流點火器產(chǎn)生射流方向固定，環(huán)境適應(yīng)性不強的缺陷，增加點火成功概率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于航空發(fā)動機燃燒室設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種掃掠式等離子體射流點火器，適用于寬范圍內(nèi)的航空發(fā)動機燃燒室內(nèi)的可靠點火。
背景技術(shù)
目前航空發(fā)動機燃燒室中普遍采用點火電嘴作為點火方式，包含半導(dǎo)體點火電嘴、高能火花電嘴等。與間接點火器相比，這一類型點火器具有結(jié)構(gòu)相對簡單、可靠性高的優(yōu)勢，但有存在如下一些問題：受到放電效率的制約，點火系統(tǒng)直接用于點火的能量較少，導(dǎo)致點火能量不足，火核尺寸較小；特別是在高空條件下，點火能量不足的缺陷更加明顯，嚴(yán)重影響了發(fā)動機的高空二次點火，造成了嚴(yán)重的安全隱患。
等離子體點火作為一種新型的點火方式，近年來受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是解決目前航空發(fā)動機點火器點火能力不足的有效方案。其中，等離子體射流點火是等離子體點火的典型代表，具有點火能量大、火核穿透深度高的優(yōu)點，能夠有效縮短點火延遲時間，提高點火可靠性。
但是目前等離子體射流點火器的等離子體射流方向固定，當(dāng)點火器的安裝位置固定后只能在有限的方向產(chǎn)生等離子體射流，環(huán)境適應(yīng)性較弱。但燃燒室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流場結(jié)構(gòu)并非時時處于設(shè)計狀態(tài)，使得點火器產(chǎn)生等離子體射流的方向不一定是點火的最佳射流方向。
針對這一問題，本發(fā)明提出了一種利用康達效應(yīng)產(chǎn)生負反饋射流從而驅(qū)動射流方向改變，形成掃掠式等離子體射流的新型點火器。
發(fā)明內(nèi)容
為提高航空發(fā)動機點火器的點火成功概率，增加等離子體射流點火器的環(huán)境適應(yīng)性，針對目前等離子體射流點火器產(chǎn)生的等離子體射流方向固定的不足之處，本發(fā)明提出一種掃掠式等離子體射流點火器。基于流體的康達效應(yīng)，通過引入負反饋通道，產(chǎn)生負反饋射流，改變射流腔內(nèi)部的壓力分布，從而改變射流方向，形成掃掠式等離子體射流。
本發(fā)明的掃掠式等離子體射流點火器，以下簡稱為“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(dǎo)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(nèi)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(cè)和中央，類似“日”字順時針旋轉(zhuǎn)90度的形狀，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，整個點火器陽極104類似于一根削尖的鉛筆形狀；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(jié)構(gòu)，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(jù)進點火器進氣孔105的位置確定；
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