CN112166667B - 一种应急燃气发生器 - Google Patents

Abstract

一种应急燃气发生器，包括喷注器(1)、燃烧室(2)，电点火器(3)，身部外套(4)，燃烧室内筒(5)，组合式气动雾化喷嘴(6)，进气孔(7)，集气腔(8)，其特征在于，喷注器(1)与身部外套(4)的一端法兰连接，其采用柔性石墨密封或焊接，燃烧室内筒(5)套接在身部外套(4)的内部，电点火器(3)电点火器(3)设置于身部外套(4)的侧面靠近喷注器一端，与身部外套螺纹连接采用铝垫片端面密封。

Description

一种应急燃气发生器

技术领域

本发明涉及一种应急燃气发生器，是一种用于飞机第二(辅助)动力系统应急动力装置的燃气发生器。

背景技术

燃气发生器作为飞机第二动力系统应急动力装置中的燃气发生装置，可以在飞机主发动机空中熄火时提供应急动力从而重新启动主发动机或辅助动力系统发动机，并且可以在地面维修和检测阶段为飞机提供电能和液压能。目前我国装备飞机的应急动力装置中的燃气发生器主要是以H70为燃料，通过催化分解产生高温高压燃气，但由于肼燃料是高腐蚀性和有毒的，其生产、贮存运输及发生器的使用、地面勤务等方面都比较复杂，因此需要特别的处理程序和设计考虑，而且催化剂的价格昂贵，消耗后需要重新更换，成本居高不下。随着飞机第二动力系统无毒、高性能、易于维修等要求的提出，而且在环境保护和人类健康维护呼声越来越高的情况下，无毒、无污染、高性能、廉价的推进装置成为21世纪各国推进领域研究的主要方向。

目前国内没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种飞机第二动力系统应急燃气发生装置用无毒、无污染、高性能、廉价的双模式工作气/液双组元燃气发生器，以解决现有有毒推进剂燃气发生器造成的环境污染、人体健康危害等问题以及有毒推进剂系统在生产、储存、运输和使用上的程序繁琐、费用昂贵等不足。

本发明的技术解决方案为：

一种应急燃气发生器，包括喷注器1、燃烧室2，电点火器3，身部外套4，燃烧室内筒5，组合式气动雾化喷嘴6，进气孔7，集气腔8，其特征在于，喷注器1与身部外套4的一端法兰连接，其采用柔性石墨密封或焊接，燃烧室内筒5套接在身部外套4的内部，电点火器3电点火器3设置于身部外套4的侧面靠近喷注器一端，与身部外套螺纹连接采用铝垫片端面密封，

进一步地，所述喷注器1包括设置于中央的组合式气动雾化喷嘴6和气态组元入口通道15，液态组元入口通道16、17；喷注器1的气态组元入口通道15与组合式气动雾化喷嘴6中的一级旋流器12、集气腔8连接，集气腔8又与二级旋流器14、身部外套4和燃烧室内筒5之间的夹套连接，向应急燃气发生器输送气态组元，液态组元入口通道16、17分别连接主路13和副路喷嘴11向发生器输送液态组元。

进一步地，所述液态组元可以为碳氢类燃料，所述的气态组元为空气。

进一步地，所述的喷注器1中央设置的是组合式气动雾化喷嘴6包括副路喷嘴11、一级旋流器12、主路喷嘴13和二级旋流器14，所述副路喷嘴11设置在所述喷注器1的中心轴处，其外部套接一级旋流器12，所述一级旋流器12的外部套接主路喷嘴13，所述主路喷嘴13外部套接二级旋流器14。

进一步地，主路喷嘴13为切向进口的离心式喷嘴。

进一步地，副路喷嘴11为涡流器式压力雾化喷嘴。

进一步地，所述电点火器3布置于身部外套4侧面，燃烧室2上游位置。

进一步地，所述燃烧室内筒5由多个开有进气孔7的圆筒段首尾连接而成。

进一步地，所述燃烧室内筒5的所述进气孔7为切向孔。

本发明的电点火器产生的电火花直接点燃喷注器喷注面附近的推进剂混气，产生的高温高压燃气与从燃烧室内筒切向进气孔进入的空气进行掺混降温后，通过燃气流道最终由身部外套的出口折角段排出产生推力。通过控制组合式喷嘴中主路喷嘴的工作与否，本发明应急燃气发生器可实现富燃、贫燃双模式工作。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明由于采用了无毒、无污染的气/液双组元推进剂，与现有有毒推进剂H70相比，取得了推进剂供应系统和排气无毒、无污染、使用维护方便廉价、高性能及双模式工作等有益效果，填补了国内空白。

附图说明

图1是本发明应急燃气发生器的纵向剖面结构示意图；

图2是组合式气动雾化喷嘴组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明应急燃气发生器的纵剖面结构示意图，本发明实施例为一种空气/煤油燃气发生器，由喷注器1、燃烧室2及电点火器3等组成。

喷注器主要由设置于中央的组合式气动雾化喷嘴6和推进剂入口通道15、16、17等组成；燃烧室则由身部外套4和燃烧室内筒5组成，构成燃气的流道；喷注器的空气入口通道15与组合喷嘴中的一级旋流器12、集气腔8连接，集气腔又与二级旋流器14、身部外套和燃烧室内筒之间的夹套连接，向发生器输送空气，煤油入口通道16、17分别连接主路和副路喷嘴13、11向发生器输送煤油；身部外套与喷注器法兰连接(采用柔性石墨密封)或焊接连接，电点火器3设置于身部外套侧面靠近喷注器一端，与身部外套螺纹连接，采用铝垫片端面密封；电点火器产生的电火花直接点燃喷注器喷注面附近的推进剂混气，产生的高温高压燃气与从燃烧室内筒切向进气孔进入的空气进行掺混降温后，通过燃气流道最终由身部外套的出口折角段排出产生推力。

如图2所示，本发明喷注器1中央设置的是一组合式气动雾化喷嘴6，将副路煤油、副路空气、主路煤油和部分主路空气喷注入燃烧室2。喷嘴四层供气供液，由内向外：中心副路喷嘴为一涡流器式压力雾化喷嘴11，喷注副路煤油；第二层为一级旋流器12，供应副路空气；第三层为主路喷嘴13，采用切向孔式离心喷嘴，喷注主路煤油，来自一级旋流器的副路空气对主路煤油产生气动雾化效果；第四层为二级旋流器14，供应主路空气，控制燃烧室头部回流区形式。基于此组合式气动雾化喷嘴，本发明应急燃气发生器可双模式工作，即可实现贫油、富油两种工况工作。贫油工况时，空气路正常工作，而煤油只从副路喷嘴喷出；富油工况时，空气路正常工作，煤油同时从主、副路喷嘴喷出，与空气混合进行燃烧。

本发明设置由多个开有进气孔的圆筒首尾连接而成的燃烧室内筒5来组织燃烧室2内流场，燃烧室内筒由三段圆筒首尾连接而成，圆筒上开有多排切向进气孔7，进入喷注器集气腔8的空气一部分经喷注器上的空气通道进入身部外套4与燃烧室内筒之间的夹套内，冷却燃烧室后，从圆筒上的切向进气孔进入燃烧室内，与从喷注器喷出并经电点火器3点燃的燃气进行掺混，组织燃烧室内流场，通过切向进气孔进入燃烧室的空气同时对燃烧室内筒进行吹除，有效阻止了壁面上积碳的产生。

Claims (5)

1.一种应急燃气发生器，包括喷注器(1)、燃烧室(2)，电点火器(3)，集气腔(8)，其特征在于，燃烧室(2)由身部外套(4)和燃烧室内筒(5)组成，喷注器(1)与身部外套(4)的一端法兰连接，其采用柔性石墨密封或焊接，燃烧室内筒(5)套接在身部外套(4)的内部，电点火器(3)设置于身部外套(4)的侧面靠近喷注器一端，与身部外套螺纹连接采用铝垫片端面密封，燃烧室内筒(5)由三段圆筒首尾连接而成，圆筒上开有多排切向进气孔(7)，进入喷注器集气腔(8)的空气一部分经喷注器(1)上的空气通道进入身部外套(4)与燃烧室内筒(5)之间的夹套内；

所述喷注器(1)包括设置于中央的组合式气动雾化喷嘴(6)和气态组元入口通道(15)，液态组元入口通道(16、17)；喷注器(1)的气态组元入口通道(15)与组合式气动雾化喷嘴(6)中的一级旋流器(12)、集气腔(8)连接，集气腔(8)又与二级旋流器(14)、身部外套(4)和燃烧室内筒(5)之间的夹套连接，向应急燃气发生器输送气态组元，液态组元入口通道(16、17)分别连接主路喷嘴(13)和副路喷嘴(11)向发生器输送液态组元；

所述喷注器(1)中央设置的组合式气动雾化喷嘴(6)包括副路喷嘴(11)、一级旋流器(12)、主路喷嘴(13)和二级旋流器(14)，所述副路喷嘴(11)设置在所述喷注器(1)的中心轴处，其外部套接一级旋流器(12)，所述一级旋流器(12)的外部套接主路喷嘴(13)，所述主路喷嘴(13)外部套接二级旋流器(14)。

2.根据权利要求1所述的燃气发生器，其特征在于：所述液态组元可以为碳氢类燃料，所述的气态组元为空气。

3.根据权利要求1所述的燃气发生器，其特征在于：主路喷嘴(13)为切向进口的离心式喷嘴。

4.根据权利要求1所述的燃气发生器，其特征在于：副路喷嘴(11)为涡流器式压力雾化喷嘴。

5.根据权利要求1所述的燃气发生器，其特征在于：所述电点火器(3)布置于身部外套(4)侧面，燃烧室(2)上游位置。

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