一種用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，包括點(diǎn)火器、供油管、供氣管、前殼體、后殼體、火焰筒、擴(kuò)張管、火焰穩(wěn)定器和直噴式噴嘴，前殼體和后殼體固連，后殼體和火焰筒固連，直噴式噴嘴設(shè)置在前殼體前段，點(diǎn)火器設(shè)置在前殼體和后殼體的連接處，便于點(diǎn)火器的安裝，供油管穿過前殼體外壁，伸入前殼體內(nèi)，與點(diǎn)火器固連，供氣管過前殼體外壁，伸入前殼體內(nèi)，與點(diǎn)火器固連，擴(kuò)張管與點(diǎn)火器固連，火焰穩(wěn)定器與擴(kuò)展管固連。本發(fā)明能夠保證高速氣流條件下沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)形成不易熄滅的先鋒火炬，且可以從火焰筒壁孔噴射出多組小火炬，此火炬用以引燃主燃燒室中的油氣混合物，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。
【專利說明】
一種用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)一般由進(jìn)氣道、點(diǎn)火裝置、燃燒室、火焰穩(wěn)定器、和噴管等部件組成。由于沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)具有質(zhì)量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用作飛行器續(xù)航段的動(dòng)力裝置。點(diǎn)火裝置是為使液體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可靠點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒而在其燃燒室中設(shè)置的必不可少的部件。
[0003]就目前較廣泛使用的火花塞點(diǎn)火器而言，其優(yōu)點(diǎn)是:設(shè)備簡(jiǎn)單，頻率較高;缺點(diǎn)是:點(diǎn)火能量低，僅適用于點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)燃料或經(jīng)霧化處理的液態(tài)燃料，油氣混合物溫度低，點(diǎn)火面積小，當(dāng)電極間有有污染物時(shí)易導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，氣體流速過高時(shí)難以點(diǎn)火或極易熄滅。
[0004]李慶、潘余、譚建國(guó)等在《亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中凹腔與V槽火焰穩(wěn)定器性能對(duì)比分析[J]))(航空動(dòng)力學(xué)報(bào)，2010，25(01):35-40.)中公開了一種用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火裝置，其工作原理是先使用火花塞引燃?xì)溲趸旌蠚怏w，再使用燃?xì)饣鹧纥c(diǎn)燃油氣混合燃料，其點(diǎn)火成功率得到了提高，但需要另增加一套氫氣供給裝置，大大增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，保證高速氣流條件下沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)形成不易熄滅的先鋒火炬，且可以從火焰筒壁孔噴射出多組小火炬，增大點(diǎn)火成功率，此火炬用以引燃主燃燒室中的油氣混合物，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，其特征在于:包括點(diǎn)火器、供油管、供氣管、前殼體、后殼體、火焰筒、擴(kuò)張管、火焰穩(wěn)定器和直噴式噴嘴，前殼體、后殼體和火焰筒依次連接，點(diǎn)火器位于前殼體和后殼體的連接處，直噴式噴嘴設(shè)置在前殼體上，且位于點(diǎn)火器前方，擴(kuò)張管一端設(shè)置在后殼體內(nèi)與點(diǎn)火器后端固連，另一端位于火焰筒內(nèi)，火焰穩(wěn)定器與擴(kuò)展管后端固連，供油管穿過前殼體與點(diǎn)火器固連，供氣管穿過前殼體與點(diǎn)火器固連。
[0007]所述點(diǎn)火器包括電熱塞、緊固環(huán)、防風(fēng)帽和點(diǎn)火器主體，點(diǎn)火器主體包括第一圓柱和第二圓柱，第一圓柱中心設(shè)有二階通孔，第二圓柱設(shè)置在第一圓柱后端，第二圓柱后端面中心設(shè)有第一凹槽，點(diǎn)火器主體的第一圓柱側(cè)壁上開有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔相互交叉且相通;防風(fēng)帽的開口端設(shè)置在第二圓柱的第一凹槽內(nèi)，帽身側(cè)壁上平行設(shè)有至少兩個(gè)第三通孔，緊固環(huán)前端面內(nèi)壁設(shè)有一圈第二凹槽，第二圓柱外壁設(shè)置在所述第二凹槽內(nèi)，與第二凹槽固連，第二凹槽卡住防風(fēng)帽開口端，起固定作用，防風(fēng)帽與氣流出口端同側(cè)，電熱塞沿點(diǎn)火器主體中心軸方向設(shè)置在點(diǎn)火器主體的二階通孔內(nèi)；所述擴(kuò)張管與緊固環(huán)后端固連，供油管和供氣管自第一通孔兩端伸入，且位于電熱塞兩側(cè)，兩個(gè)螺栓穿過前殼體后伸入第二通孔，通過上述供油管、供氣管和兩個(gè)螺栓將點(diǎn)火器與前殼體固連。
[0008]所述電熱塞的發(fā)熱桿與二階通孔的內(nèi)壁間隙為0.2mm~0.4_。
[0009]所述第一圓柱直徑小于第二圓柱直徑;所述第二圓柱外壁面長(zhǎng)度小于第二凹槽長(zhǎng)度。
[0010]所述擴(kuò)張管包括圓臺(tái)管、第一圓柱管和第二圓柱管，第一圓柱管和第二圓柱管分別設(shè)置與圓臺(tái)管的兩端，第一圓柱管與緊固環(huán)固連，圓臺(tái)管上自前向后設(shè)有兩個(gè)相互垂直且相通的第四通孔、兩個(gè)相互垂直且相通的第五通孔和兩個(gè)相互垂直且相通的第六通孔，第四通孔和第六通孔開孔方向相同，第五通孔與第四通孔存在夾角;火焰穩(wěn)定器自第二圓柱伸入后殼體，并與第二圓柱固連。
[0011 ] 所述火焰筒包括自前向后依次平行設(shè)置的五組通孔組，每組通孔組包括三個(gè)通孔，所述三個(gè)通孔呈環(huán)形均勻分布，其中第二組通孔組和第四組通孔組開孔方向一致，其他三組通孔組開孔方向一致，且第二組通孔組、第四組通孔組均勻其他三組通孔組存在夾角。
[0012]上述夾角30。。
[0013]所述直噴式噴嘴外接供油裝置，將燃油霧化噴入前殼體內(nèi)。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(I)與火花塞式點(diǎn)火器相比，本發(fā)明無需燃油霧化裝置，用電熱塞點(diǎn)火能量大，溫度高(運(yùn)行溫度1150 °C)，在點(diǎn)火過程中有效提高了可靠性。
[0015](2)適應(yīng)來流速度快速提高的條件，能夠保證很高的點(diǎn)火成功率，當(dāng)來流速度急速上升時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)熄滅現(xiàn)象，同時(shí)本裝置可點(diǎn)火來流區(qū)間也大大拓寬。
[0016](3)本裝置添加火焰筒可以大大增加有效點(diǎn)火面積，更加簡(jiǎn)單可靠的實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火作業(yè)。
[0017](4)本裝置無需調(diào)節(jié)點(diǎn)火器處進(jìn)油、進(jìn)氣速度，通過直噴式噴嘴在點(diǎn)火器前段供給霧化燃料與來流空氣進(jìn)行混合，與點(diǎn)火器處微弱火焰相遇即可形成強(qiáng)大火炬。大大簡(jiǎn)化了操作難度，克服了油、氣供給速度的匹配問題。
[0018](5)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，可靠性強(qiáng)，便于加工裝配。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]結(jié)合圖1，一種用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，包括點(diǎn)火器、供油管3、供氣管8、前殼體2、后殼體4、火焰筒11、擴(kuò)張管9、火焰穩(wěn)定器10和直噴式噴嘴12，前殼體2、后殼體4和火焰筒11依次螺紋連接，點(diǎn)火器位于前殼體2和后殼體4的連接處，便于安裝，直噴式噴嘴12設(shè)置在前殼體2上，且位于點(diǎn)火器前方，擴(kuò)張管9 一端設(shè)置在后殼體4內(nèi)與點(diǎn)火器后端通過螺紋固連，另一端位于火焰筒11內(nèi)，火焰穩(wěn)定器10與擴(kuò)展管9后端通過三個(gè)螺栓連接，且火焰穩(wěn)定器10的主題中心線與擴(kuò)張管9的主體中心線重合。供油管3穿過前殼體2與點(diǎn)火器固連，向點(diǎn)火器供油，供氣管8穿過前殼體2與點(diǎn)火器固連，向點(diǎn)火器供氣。
[0022]點(diǎn)火器包括電熱塞1、緊固環(huán)5、防風(fēng)帽6和點(diǎn)火器主體7，點(diǎn)火器主體7包括第一圓柱和第二圓柱，第一圓柱中心設(shè)有二階通孔，第二圓柱設(shè)置在第一圓柱后端，第二圓柱后端面中心設(shè)有第一凹槽，點(diǎn)火器主體(7)的第一圓柱側(cè)壁上開有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔相互交叉且相通;防風(fēng)帽6的開口端設(shè)置在第二圓柱的第一凹槽內(nèi)，帽身側(cè)壁上平行設(shè)有至少兩個(gè)第三通孔，緊固環(huán)5前端面內(nèi)壁設(shè)有一圈第二凹槽，第二圓柱外壁設(shè)置在所述第二凹槽內(nèi)，與第二凹槽固連，第二凹槽卡住防風(fēng)帽6開口端，起固定作用，防風(fēng)帽6與氣流出口端同側(cè)，電熱塞I沿點(diǎn)火器主體7中心軸方向設(shè)置在點(diǎn)火器主體7的二階通孔內(nèi)；所述擴(kuò)張管9與緊固環(huán)5后端螺紋固連，供油管3和供氣管8自第一通孔兩端伸入，且位于電熱塞I兩側(cè)，兩個(gè)螺栓穿過前殼體2后伸入第二通孔，通過上述供油管3、供氣管2和兩個(gè)螺栓將點(diǎn)火器與前殼體2固連。
[0023]電熱塞I的發(fā)熱桿與二階通孔的內(nèi)壁間隙為0.2mm~0.4_。
[0024]電熱塞I的引線從前殼體2外壁的走線孔中伸出。
[0025]點(diǎn)火器主體7的第一圓柱直徑小于第二圓柱直徑;所述第二圓柱外壁面長(zhǎng)度小于第二凹槽長(zhǎng)度。
[0026]擴(kuò)張管9包括圓臺(tái)管、第一圓柱管和第二圓柱管，第一圓柱管和第二圓柱管分別設(shè)置與圓臺(tái)管的兩端，第一圓柱管與緊固環(huán)5固連，圓臺(tái)管上自前向后設(shè)有兩個(gè)相互垂直且相通的第四通孔9-1、兩個(gè)相互垂直且相通的第五通孔9-2和兩個(gè)相互垂直且相通的第六通孔
9-3，第四通孔9-1和第六通孔9-3開孔方向相同，第五通孔9-2與第四通孔9-1存在夾角;第二圓柱設(shè)有三組螺紋孔，火焰穩(wěn)定器10自第二圓柱伸入后殼體4，并與第二圓柱通過螺栓固連。
[0027]擴(kuò)張管9內(nèi)來流速度偏低，為油氣混合物順利燃燒創(chuàng)造空間。
[0028]火焰穩(wěn)定器10起穩(wěn)定火焰的作用，當(dāng)高速燃?xì)饣鹧鎳娚涑瞿苡行Х€(wěn)定火焰，適應(yīng)更高的來流速度
火焰筒11包括自前向后依次平行設(shè)置的五組通孔組，每組通孔組包括三個(gè)通孔，所述三個(gè)通孔呈環(huán)形均勻分布，其中第二組通孔組和第四組通孔組開孔方向一致，其他三組通孔組開孔方向一致，且第二組通孔組、第四組通孔組均勻其他三組通孔組存在夾角。
[0029]火焰筒11內(nèi)部來流速度偏低油氣混合物充分燃燒，一方面從壁孔噴出細(xì)小火炬另一方面從末端噴出先鋒火炬，延長(zhǎng)了點(diǎn)火長(zhǎng)度，增大了點(diǎn)火面積，能夠有效的提高點(diǎn)火成功率。
[0030]上述夾角為30。。
[0031]直噴式噴嘴12外接供油裝置，將燃油霧化噴入前殼體2內(nèi)。
[0032]直噴式噴嘴12—端連接供油裝置，另一端霧化然后噴入前殼體2內(nèi)，與來流行程油氣混合物，隨來流到達(dá)火焰筒11內(nèi)燃燒。
[0033]工作原理:電熱塞I提前通電工作數(shù)秒鐘，待達(dá)到運(yùn)行溫度后，空氣來流從圖1的左側(cè)進(jìn)入點(diǎn)火裝置，直噴式噴嘴13霧化燃油與來流混合，大部分油氣混合物隨來流被噴入火焰筒11內(nèi)。同時(shí)供油管3和供氣管8分別穩(wěn)定供入燃油和空氣，燃油遇高溫立即氣化，與供入的空氣進(jìn)入點(diǎn)火器主體7的空氣進(jìn)行混合形成油氣混合物，油氣混合物通過電熱塞I第三階凸臺(tái)與點(diǎn)火器主體7間的間隙后進(jìn)入防風(fēng)帽6內(nèi)，接觸到伸出點(diǎn)火器主體7的熾熱的電熱塞I端部后迅速被點(diǎn)燃形成預(yù)混火焰，火焰和燃油經(jīng)第四通孔后，沿緊固環(huán)5和防風(fēng)帽6之間的空腔向右側(cè)噴出，當(dāng)火焰和燃油到達(dá)擴(kuò)張管9之后，與通過擴(kuò)張管9第一圓臺(tái)上的第一通孔、第二通孔、第三通孔進(jìn)入的空氣混合燃燒，隨氣流繼續(xù)向右噴射。經(jīng)過火焰穩(wěn)定器10到達(dá)火焰筒11后，與來流帶來的油氣混合物會(huì)和燃燒，形成強(qiáng)大的燃燒火炬，進(jìn)而從火焰筒11的壁孔和末端噴射而出，引燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的燃料，使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，其特征在于:包括點(diǎn)火器、供油管(3)、供氣管(8)、前殼體(2)、后殼體(4)、火焰筒(11)、擴(kuò)張管(9)、火焰穩(wěn)定器(10)和直噴式噴嘴(12)，前殼體(2)、后殼體(4)和火焰筒(11)依次連接，點(diǎn)火器位于前殼體(2)和后殼體(4)的連接處，直噴式噴嘴(12)設(shè)置在前殼體(2)上，且位于點(diǎn)火器前方，擴(kuò)張管(9)一端設(shè)置在后殼體(4)內(nèi)與點(diǎn)火器后端固連，另一端位于火焰筒(11)內(nèi)，火焰穩(wěn)定器(10)與擴(kuò)展管(9)后端固連，供油管(3)穿過前殼體(2)與點(diǎn)火器固連，供氣管(8)穿過前殼體(2)與點(diǎn)火器固連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，其特征在于:所述點(diǎn)火器包括電熱塞(I)、緊固環(huán)(5)、防風(fēng)帽(6)和點(diǎn)火器主體(7)，點(diǎn)火器主體(7)包括第一圓柱和第二圓柱，第一圓柱中心設(shè)有二階通孔，第二圓柱設(shè)置在第一圓柱后端，第二圓柱后端面中心設(shè)有第一凹槽，點(diǎn)火器主體(7)的第一圓柱側(cè)壁上開有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔相互交叉且相通;防風(fēng)帽(6)的開口端設(shè)置在第二圓柱的第一凹槽內(nèi)，帽身側(cè)壁上平行設(shè)有至少兩個(gè)第三通孔，緊固環(huán)(5)前端面內(nèi)壁設(shè)有一圈第二凹槽，第二圓柱外壁設(shè)置在所述第二凹槽內(nèi)，與第二凹槽固連，第二凹槽卡住防風(fēng)帽(6)開口端，起固定作用，防風(fēng)帽(6)與氣流出口端同側(cè)，電熱塞(I)沿點(diǎn)火器主體(7)中心軸方向設(shè)置在點(diǎn)火器主體(7)的二階通孔內(nèi)；所述擴(kuò)張管(9)與緊固環(huán)(5)后端固連，供油管(3)和供氣管(8)自第一通孔兩端伸入，且位于電熱塞(I)兩側(cè)，兩個(gè)螺栓穿過前殼體(2)后伸入第二通孔，通過上述供油管(3)、供氣管(8)和兩個(gè)螺栓將點(diǎn)火器與前殼體(2)固連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，其特征在于:所述電熱塞(I)的發(fā)熱桿與二階通孔的內(nèi)壁間隙為0.2mm~0.4mm。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，其特征在于:所述第一圓柱直徑小于第二圓柱直徑;所述第二圓柱外壁面長(zhǎng)度小于第二凹槽長(zhǎng)度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，其特征在于:所述擴(kuò)張管(9)包括圓臺(tái)管、第一圓柱管和第二圓柱管，第一圓柱管和第二圓柱管分別設(shè)置與圓臺(tái)管的兩端，第一圓柱管與緊固環(huán)(5)固連，圓臺(tái)管上自前向后設(shè)有兩個(gè)相互垂直且相通的第四通孔(9-1)、兩個(gè)相互垂直且相通的第五通孔(9-2)和兩個(gè)相互垂直且相通的第六通孔(9-3)，第四通孔(9-1)和第六通孔(9-3)開孔方向相同，第五通孔(9-2)與第四通孔(9-1)存在夾角;火焰穩(wěn)定器(10)自第二圓柱伸入后殼體(4)，并與第二圓柱固連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，其特征在于:所述火焰筒(11)包括自前向后依次平行設(shè)置的五組通孔組，每組通孔組包括三個(gè)通孔，所述三個(gè)通孔呈環(huán)形均勻分布，其中第二組通孔組和第四組通孔組開孔方向一致，其他三組通孔組開孔方向一致，且第二組通孔組、第四組通孔組均勻其他三組通孔組存在夾角。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，其特征在于:上述夾角30° ο8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先霧化點(diǎn)火裝置，其特征在于:所述直噴式噴嘴(12)外接供油裝置，將燃油霧化噴入前殼體(2)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】F02K7/10GK106050471SQ201610410216
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】袁超, 袁一超, 封鋒, 鄧寒玉, 曹欽柳, 孔上峰, 陳斌彬
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)