[實(shí)用新型]一種雙進(jìn)氣口的熱射流點(diǎn)火裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202220829816.5
• 申請(qǐng)日: 2022-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN217380726U
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾昊;胡煜;原昱巍;廖政;蔣永健;張家琪;趙兵兵;武昊天;王偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍空軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): F02C7/264
• 分類號(hào): F02C7/264
• 代理公司: 西安方諾專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61285
• 代理人: 景麗娜

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙進(jìn)氣口的熱射流點(diǎn)火裝置，包括點(diǎn)火器殼體，所述點(diǎn)火器殼體上具有進(jìn)油口、旋流進(jìn)氣口、火花塞、整流器、鈍體火焰穩(wěn)定器、火焰噴嘴；將點(diǎn)火器進(jìn)油口進(jìn)油之后的燃油與有旋流作用的進(jìn)氣口的氣體混合，在經(jīng)過(guò)整流器之后較好摻混，隨后經(jīng)過(guò)火焰穩(wěn)定器對(duì)火焰進(jìn)行一定程度上的速度穩(wěn)定，再經(jīng)火花塞高溫點(diǎn)火點(diǎn)燃，最后火焰從點(diǎn)火器出口高速噴出。該型點(diǎn)火器設(shè)計(jì)的目的就是使點(diǎn)火器噴出的火焰溫度更高，速度更快，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火裝置在燃燒室中的可靠點(diǎn)燃。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)加力燃燒室內(nèi)的熱射流點(diǎn)火可靠點(diǎn)火技術(shù)，具體是一種雙進(jìn)氣口的熱射流點(diǎn)火裝置。

背景技術(shù)

對(duì)于現(xiàn)有軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其加力燃燒室內(nèi)有氣流速度高、燃燒混合物成分多、氧氣含量偏少等復(fù)雜燃燒工況，在高溫、高壓與高周期性載荷的惡劣工作條件下，燃燒室內(nèi)點(diǎn)火器的點(diǎn)火可靠性成為問(wèn)題，航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油的燃燒需要點(diǎn)火系統(tǒng)引燃作為能量開(kāi)啟。發(fā)動(dòng)機(jī)必須保證低的空中停車(chē)率及良好的空中點(diǎn)火能力，點(diǎn)火系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和再起動(dòng)的關(guān)鍵部件，其工作特性和能力將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和再起動(dòng)的成功與否，甚至整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的安全。

傳統(tǒng)的火花塞點(diǎn)火很難長(zhǎng)時(shí)間的適應(yīng)新一代發(fā)動(dòng)機(jī)的苛刻的工作條件，點(diǎn)火能量不夠使點(diǎn)火可靠性成為問(wèn)題。另外，傳統(tǒng)火花塞點(diǎn)火的滯燃期和燃燒持續(xù)期相對(duì)較長(zhǎng)，且隨著負(fù)荷的增大，燃燒穩(wěn)定性也隨之下降。

清華大學(xué)提出了一種內(nèi)置式半球型四孔預(yù)燃室的射流點(diǎn)火裝置，該預(yù)燃室的內(nèi)球面半徑為7.0mm，容積為1.2×103mm³，占燃燒室總?cè)莘e的1.25％，小型預(yù)燃室是目前射流點(diǎn)火模式研究與應(yīng)用的主流，這一比值符合先進(jìn)預(yù)燃室的設(shè)計(jì)理念。相比于傳統(tǒng)火花點(diǎn)火，預(yù)燃室式射流點(diǎn)火的滯燃期和燃燒持續(xù)期縮短，最高燃燒壓力和最大累計(jì)放熱量提高，且隨著負(fù)荷的增大，性能改善幅度增加。在大負(fù)荷工況下，滯燃期和燃燒持續(xù)期均約縮短了55％，最高燃燒壓力和最大累計(jì)放熱量分別提高7％和10％。此外，預(yù)燃室式射流點(diǎn)火方式的點(diǎn)火和燃燒穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)火花點(diǎn)火，滯燃期和最高燃燒壓力波動(dòng)極小。但是在火焰射流速度上距離高空復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定燃燒標(biāo)準(zhǔn)還有提升空間。與此同時(shí)，為了改善點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)緩慢的燃燒速度，提出了以“火焰加速腔射流點(diǎn)火”為命名的新型點(diǎn)火模式，從而設(shè)計(jì)了小尺度管道火焰加速試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明火焰在管道內(nèi)加速及后續(xù)燃燒過(guò)程的持續(xù)期相較于傳統(tǒng)火花點(diǎn)火大幅縮短，縮短比例高達(dá)70％。而在壓縮比更低的情況下，火焰加速燃燒可在進(jìn)氣壓力相同時(shí)以其更快的燃燒速度，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)火花點(diǎn)火相當(dāng)?shù)淖罡呷紵龎毫Α５窃摷夹g(shù)受發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)布置空間等因素的限制，目前局限于小尺度的加速管道，距離高空復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定燃燒標(biāo)準(zhǔn)還有提升空間。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決針對(duì)加力燃燒室氣流速度高、燃燒混合物成分多、氧氣含量偏少等復(fù)雜燃燒工況，高空點(diǎn)火性能不穩(wěn)定的問(wèn)題，設(shè)計(jì)研發(fā)一種可顯著縮短可燃混合氣的點(diǎn)火延遲時(shí)間，擴(kuò)大燃燒室可靠點(diǎn)火邊界高能量射流點(diǎn)火器，能實(shí)現(xiàn)大流速、高溫度的“剛性”射流點(diǎn)火，提出了一種雙進(jìn)氣口的熱射流點(diǎn)火裝置。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案：

一種雙進(jìn)氣口的熱射流點(diǎn)火裝置，包括點(diǎn)火器殼體，所述點(diǎn)火器殼體前端沿其軸向設(shè)置有進(jìn)油口，所述點(diǎn)火器殼體側(cè)壁上設(shè)置有旋流進(jìn)氣口和火花塞，所述點(diǎn)火器殼體內(nèi)部由前向后依次設(shè)置有整流器和鈍體火焰穩(wěn)定器，所述點(diǎn)火器殼體后端設(shè)置有火焰噴嘴。

優(yōu)選的，所述旋流進(jìn)氣口包括第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口平行且正切于進(jìn)油口分布。

優(yōu)選的，所述鈍體火焰穩(wěn)定器呈錐形，該錐形的母線為半徑為10mm的圓弧，其圓心角θ為60°，所述火焰穩(wěn)定器的高為15mm。

優(yōu)選的，所述整流器上有均勻分布的5圈整流孔，每圈整流孔數(shù)量為18個(gè)。

優(yōu)選的，所述點(diǎn)火器殼體是半徑為20mm的圓筒狀結(jié)構(gòu)，在點(diǎn)火器殼體后端與火焰噴嘴之間設(shè)置有向內(nèi)收縮的過(guò)渡段，所述過(guò)渡段與點(diǎn)火器殼體之間的過(guò)度角α為120°，所述火焰噴嘴處的半徑為10mm。