CN106402865B - 一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器 - Google Patents

一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器 Download PDF

Info

Publication number
CN106402865B
CN106402865B CN201610864921.1A CN201610864921A CN106402865B CN 106402865 B CN106402865 B CN 106402865B CN 201610864921 A CN201610864921 A CN 201610864921A CN 106402865 B CN106402865 B CN 106402865B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ontology
igniter
hydrogen
combustion chamber
chamber body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610864921.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106402865A (zh
Inventor
顾洪斌
张新宇
林建民
高占彪
钱大兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Aerospace Science And Technology Research Institute Nansha
Original Assignee
Institute of Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Mechanics of CAS filed Critical Institute of Mechanics of CAS
Priority to CN201610864921.1A priority Critical patent/CN106402865B/zh
Publication of CN106402865A publication Critical patent/CN106402865A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106402865B publication Critical patent/CN106402865B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F23D14/64—Mixing devices; Mixing tubes with injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/007—Mixing tubes, air supply regulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lighters Containing Fuel (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器,其大大节省空间、降低制造成本、宽范围高压下气态氢燃料长时间燃烧稳定高效。这种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器，其包括氢空气喷注环喷注本体、燃烧室本体和燃气喷注引管本体；氢空气喷注环喷注本体的截面为多孔喷注模式，中心布置电火花点火器；燃烧室本体是非预混火焰燃烧混合的区域；燃气喷注引管本体将燃气输送至燃烧室本体。

Description

一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器
技术领域
本发明属于高超声速高焓地面模拟设备的技术领域，具体地涉及一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器。
背景技术
自由射流等地面模拟高空高速环境的设备具有高焓、高速、高压和长期使用的特点，在地面模拟高速环境一般需要加热空气并补充氧气，氧气的组分与高空一致。它的难点是压力较高，一般要达到10MPa的压力，目前的燃烧室只有火箭燃烧室能够达到这一设计压力，但火箭燃烧室的结构并不是按照长时间运行设计的，而且火箭的燃料大都是液体燃料，它还存在燃烧不够完全的问题。
而地面模拟设备需要使用10年甚至更长时间，而且燃烧要完全。而采用氢气、氧气和空气的燃烧可以获得目前公认的污染最小的高焓气体。
但是气体燃烧的问题是工作范围较窄，也就是只能工作在特定范围内，因为一旦脱离这个范围，火焰就会熄火。而地面模拟设备需要模拟包线范围内所有状态，所以参数变化范围较大，过去一般配备多组加热器来解决这个问题。但是，这样制造成本高昂，宽范围高压下气态氢燃料长时间燃烧不稳定，燃烧效率低。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器,其大大节省空间、降低制造成本、宽范围高压下气态氢燃料长时间燃烧稳定高效。
本发明的技术解决方案是：这种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器，其包括氢空气喷注环喷注本体、燃烧室本体和燃气喷注引管本体；
氢空气喷注环喷注本体的截面为多孔喷注模式，中心布置电火花点火器；
燃烧室本体是非预混火焰燃烧混合的区域；
燃气喷注引管本体将燃气输送至燃烧室本体。
本发明通过一个新加热器燃烧室的头部可以替代多组加热器,但同时也需要配备点火器完成初始点火任务,本装置采用富油火炬的模式,用的是氢气与空气的混合燃烧，与现有其它结构的区别是火炬可以在常压直到10MPa范围内稳定工作，因此大大节省空间、降低制造成本、宽范围高压下气态氢燃料长时间燃烧稳定高效。
附图说明
图1是根据本发明的高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，这种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器，其包括氢空气喷注环喷注本体1、燃烧室本体2和燃气喷注引管本体3；
氢空气喷注环喷注本体的截面为多孔喷注模式，中心布置电火花点火器；
燃烧室本体是非预混火焰燃烧混合的区域；
燃气喷注引管本体将燃气输送至燃烧室本体。
本发明通过一个新加热器燃烧室的头部可以替代多组加热器,但同时也需要配备点火器完成初始点火任务,本装置采用富油火炬的模式,用的是氢气与空气的混合燃烧，与现有其它结构的区别是火炬可以在常压直到10MPa范围内稳定工作，因此大大节省空间、降低制造成本、宽范围高压下气态氢燃料长时间燃烧稳定高效。
另外，所述氢空气喷注环喷注本体包括圆柱部分和收缩段。
另外，所述氢空气喷注环喷注本体采用交叉射流碰撞模式。
另外，所述氢空气喷注环喷注本体的出口处于同一直径处的不同周向位置，圆形布置内有凹腔，凹腔内布置点火器；氢与空气喷口以一定角度对撞，火焰远离喷口位置，交叉形成扩散火焰。
另外，所述燃烧室本体的壁面通有冷水。
另外，所述燃气喷注引管的结构为管状双层结构，夹层走冷却水，内管是富油燃气通道，负责将燃气输送到氢氧主流区。
另外，该点火器头部采用氢、空气冲击混合，在短燃烧室内进行非均匀富油燃烧；富油比大于1.4小于2.0。
本发明的有益效果如下：
①该点火器头部采用氢、空气冲击混合，在短燃烧室内进行非均匀富油燃烧；富油比大于1.4小于2.0；燃气射流速度从音速降到与主流一致均能保持稳定燃烧。
②点火器能在常压到10MPa下稳定工作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器，其特征在于：其包括氢空气喷注环喷注本体（1）、燃烧室本体（2）和燃气喷注引管本体（3）；
氢空气喷注环喷注本体的截面为多孔喷注模式，所述氢空气喷注环喷注本体包括圆柱部分和收缩段，中心布置电火花点火器，所述氢空气喷注环喷注本体采用交叉射流碰撞模式；
燃烧室本体是非预混火焰燃烧混合的区域；
燃气喷注引管本体将燃气输送至燃烧室本体，所述燃气喷注引管本体的结构为管状双层结构，夹层走冷却水，内管是富油燃气通道，负责将燃气输送到氢氧主流区。
2.根据权利要求1所述的高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器，其特征在于：所述氢空气喷注环喷注本体的出口处于同一直径处的不同周向位置，圆形布置内有凹腔，凹腔内布置点火器；氢与空气喷口斜交对撞，火焰远离喷口位置，交叉形成扩散火焰。
3.根据权利要求1所述的高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器，其特征在于：所述燃烧室本体的壁面通有冷水。
4.根据权利要求1所述的高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器，其特征在于：该点火器头部采用氢、空气冲击混合，在短燃烧室内进行非均匀富油燃烧；富油比大于1.4小于2.0。
CN201610864921.1A 2016-09-29 2016-09-29 一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器 Active CN106402865B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610864921.1A CN106402865B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610864921.1A CN106402865B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106402865A CN106402865A (zh) 2017-02-15
CN106402865B true CN106402865B (zh) 2018-11-09

Family

ID=59228009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610864921.1A Active CN106402865B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106402865B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110513719B (zh) * 2019-08-12 2021-01-12 西安航天动力研究所 一种气氧/气甲烷火炬点火器
CN112922743B (zh) * 2021-02-01 2022-04-08 中国科学院力学研究所 一种碳氢燃料加热装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1664532A (zh) * 2005-04-22 2005-09-07 中国科学院力学研究所 空气加热器
CN2809448Y (zh) * 2004-12-01 2006-08-23 徐志恒 防回火装置
CN101012786A (zh) * 2006-09-20 2007-08-08 西北工业大学 一种高频脉冲爆震发动机及其控制方法
CN102121870A (zh) * 2010-12-17 2011-07-13 中国人民解放军国防科学技术大学 一种用于爆震燃烧研究的超声速地面实验风洞
CN102519704A (zh) * 2011-11-08 2012-06-27 中国科学院力学研究所 脉冲风洞热喷流实验气源供气平台
CN104777002A (zh) * 2015-03-19 2015-07-15 西北工业大学 一种甲烷燃烧加热的超燃冲压发动机燃烧室实验系统
CN104848217A (zh) * 2015-04-29 2015-08-19 中国科学院力学研究所 一种高超声速高焓地面模拟设备的燃烧室头部
CN105102891A (zh) * 2013-02-20 2015-11-25 豪尔赫·德·拉·索韦拉 二级真空燃烧器
CN205351313U (zh) * 2016-03-03 2016-06-29 中国海洋石油总公司 燃气喷头和燃烧器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2809448Y (zh) * 2004-12-01 2006-08-23 徐志恒 防回火装置
CN1664532A (zh) * 2005-04-22 2005-09-07 中国科学院力学研究所 空气加热器
CN101012786A (zh) * 2006-09-20 2007-08-08 西北工业大学 一种高频脉冲爆震发动机及其控制方法
CN102121870A (zh) * 2010-12-17 2011-07-13 中国人民解放军国防科学技术大学 一种用于爆震燃烧研究的超声速地面实验风洞
CN102519704A (zh) * 2011-11-08 2012-06-27 中国科学院力学研究所 脉冲风洞热喷流实验气源供气平台
CN105102891A (zh) * 2013-02-20 2015-11-25 豪尔赫·德·拉·索韦拉 二级真空燃烧器
CN104777002A (zh) * 2015-03-19 2015-07-15 西北工业大学 一种甲烷燃烧加热的超燃冲压发动机燃烧室实验系统
CN104848217A (zh) * 2015-04-29 2015-08-19 中国科学院力学研究所 一种高超声速高焓地面模拟设备的燃烧室头部
CN205351313U (zh) * 2016-03-03 2016-06-29 中国海洋石油总公司 燃气喷头和燃烧器

Also Published As

Publication number Publication date
CN106402865A (zh) 2017-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114294680B (zh) 一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室
CN107076422B (zh) 烧嘴、燃烧器以及燃气轮机
CN105135432B (zh) 一种超低nox燃气燃烧器
KR101279722B1 (ko) 가스토치 점화기 및 그를 구비한 연소기
CN102174338A (zh) 小流量、高混合比、无级调节气液混合燃气发生器
CN101220955A (zh) 促进预混合装置中混合的方法和设备
CN105423341B (zh) 有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室
CA2341844A1 (en) Gas turbine combustor
CN107143880B (zh) 一种用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头
CN105605579A (zh) 一种金属纤维低氮燃烧装置的风燃全预混器
WO2022057752A1 (zh) 适用于空间装置的低温发动机
CN104566471A (zh) 一种喷嘴及设有该喷嘴的燃气轮机
CN105276617A (zh) 燃气轮机燃烧器
CN106594800A (zh) 一种双油路喷射及支板射流的一体化加力燃烧室
CN104075342A (zh) 一种工业燃烧器用预混式抗干扰点火枪
CN109404166B (zh) 一种宽工况液氢液氧火炬式电点火装置
CN103629696A (zh) 一种燃烧室燃油喷射与混合装置及其燃烧室
CN106402865B (zh) 一种高超声速高焓地面模拟设备的加热器点火器
CN108870441B (zh) 一种采用圆弧形扇形喷嘴和凹腔结构加力燃烧室
CN107676194A (zh) 一种螺纹连接的模块化火箭发动机推进剂偏置喷注面板
CN108151062B (zh) 一种基于嵌入式中心等离子体炬的发动机超声速燃烧室
CN107178437B (zh) 微型气和气双组元推进剂的燃烧器
CN104566472A (zh) 一种喷嘴及燃气轮机
CN105402772A (zh) 一种气动稳焰中心分级燃烧室
CN104848217B (zh) 一种高超声速高焓地面模拟设备的燃烧室头部

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231204

Address after: 511458 Room 501, building 1, 1119 Haibin Road, Nansha District, Guangzhou City, Guangdong Province

Patentee after: Guangdong Aerospace Science and Technology Research Institute (Nansha)

Address before: 100190, No. 15 West Fourth Ring Road, Beijing, Haidian District

Patentee before: INSTITUTE OF MECHANICS, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

TR01 Transfer of patent right