[發明專利]一套適用于發動機的水油雙工質噴注系統

有效

• 申請號: 202110999323.6
• 申請日: 2021-08-28
• 公開（公告）號: CN113685842B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 賈東鵬;劉朝陽;潘余;王寧;馬磊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/36;G01M15/05;F02C9/40
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 關洪濤

本發明提供一套適用于發動機的水油雙工質噴注系統，包括：燃燒室；第一氣壓可調氣源；油存儲罐；第一加熱器；第一主管道；第一回收罐；分別連通第一加熱器和第一回收罐的第一支管道；設置在第一主管道上的第一閥門；設置在第一支管道上的第三閥門；第二氣壓可調氣源；水存儲罐；第二加熱器；第二主管道，第二主管道的一端與第二加熱器連通，第二主管道的另一端連通燃燒室；第二回收罐；與第二加熱器和第二回收罐連通的第二支管道，第二支管道的一端第二加熱器連通，第二支管道的另一端連通；設置在第二主管道上的第二閥門；設置在第二支管道上的第四閥門。

技術領域

本發明涉及燃料噴注領域，具體涉及一套適用于發動機的水油雙工質噴注系統。

背景技術

發動機在飛行過程中處于極其惡略的熱環境中，再生冷卻熱防護技術已經成為解決發動機的熱防護問題的重要方法。航空煤油在噴注到燃燒室前先流經冷卻通道，冷卻通道在吸收大量的熱后將航空煤油噴注到燃燒室中。煤油吸熱后溫度逐漸升高，通常溫度超過500℃的時便開始裂解。裂解過程伴隨著部分的結焦積碳現象，嚴重的時候可能會堵塞整個冷卻通道，給發動機的工作帶來嚴重的災難。已有研究表明燃料的催化重整能夠有效解決再生冷卻通道內的結焦積碳問題，對于發動機再生冷卻通道的應用提供了新的思路。然而，燃料的催化重整需要一定的催化劑才能產生作用，這難以應用在極其細小的發動機再生冷卻通道內。

就目前廣泛使用的噴注方式而言，氣態燃料通常儲存在高壓氣瓶中，經過減壓器減壓后直接噴注到燃燒室中，通過氣動閥控制噴注開始與結束的時間。液態燃料難以直接噴注到燃燒室中，往往需要依賴高壓氮氣或燃料泵才能被注入到燃燒室中。作為發動機的地面試驗設備，當前液態燃料在高壓氮氣的作用下注入到燃燒室中。

當前公開報道文獻中提及的燃料噴注方案幾乎都是噴注單一工質的且多數噴注系統不具備加熱能力，關于可以噴注兩種工質的噴注系統鮮有報道，特別是來研究水蒸汽和熱煤油這兩種工質的噴注系統。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中單一燃料的加熱噴注問題，將水蒸汽作為另一種工質噴注進燃燒室內，從而提供一套適用于發動機的水油雙工質噴注系統。

本發明提供一套適用于發動機的水油雙工質噴注系統，包括：燃燒室；第一氣壓可調氣源；與所述第一氣壓可調氣源連接的油存儲罐；第一加熱器，所述第一加熱器適于對所述油存儲罐輸出的油進行加熱；第一主管道，所述第一主管道的一端與所述第一加熱器連通，所述第一主管道的另一端連通所述燃燒室；第一回收罐；第一支管道，所述第一支管道的一端與所述第一加熱器連通，所述第一支管道的另一端連通所述第一回收罐；第一閥門，所述第一閥門設置在所述第一主管道上；第三閥門，所述第三閥門設置在所述第一支管道上；第二氣壓可調氣源；與所述第二氣壓可調氣源連接的水存儲罐；第二加熱器，所述第二加熱器適于對所述水存儲罐輸出的水進行加熱；第二主管道，所述第二主管道的一端與所述第二加熱器連通，所述第二主管道的另一端連通所述燃燒室；第二回收罐；第二支管道，所述第二支管道的一端與所述第二加熱器連通，所述第二支管道的另一端連通所述第二回收罐；第二閥門，所述第二閥門設置在所述第二主管道上；第四閥門，所述第四閥門設置在所述第二支管道上。

可選的，所述第一閥門為第一電磁閥，所述第二閥門為第二電磁閥，所述第三閥門為第三電磁閥，所述第四閥門為第四電磁閥。

可選的，所述第一主管道朝向所述燃燒室的一端設置有第一噴嘴，所述第二主管道朝向所述燃燒室的一端設置有第二噴嘴；所述第一噴嘴為第一音速噴嘴，所述第二噴嘴為第二音速噴嘴。

可選的，還包括：第一壓力傳感器，第一壓力傳感器設置在所述第一閥門至所述燃燒室之間的第一主管道的周圍，所述第一壓力傳感器適于測試第一主管道中壓力；第二壓力傳感器，第二壓力傳感器設置所述第二閥門至所述燃燒室之間的第二主管道的周圍，所述第二壓力傳感器適于測試第二主管道中的壓力。