CN112833422A - 一种用于气体燃料的电火花式点火器及点火方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于气体燃料的电火花式点火器及点火方法，该点火器包括助燃剂进料组件、燃料进料组件、燃烧室和电火花发生器；助燃剂进料组件包括第一压力传感器接头、第一球头螺帽、第三绝缘套筒、第一绝缘套筒、导电的一号三通接头和导电的助燃剂喷嘴；燃料进料组件包括导电接管、第二绝缘套筒、第三球头螺帽、二号三通接头、第二球头螺帽、第二压力传感器接头和导电的燃料喷嘴。点火方法包括步骤1、计算各管路流量；步骤2、计算各管路气压；步骤3、气体流速校核；步骤4、通过助燃剂气体和燃料气体进行点火。该点火器通过设置绝缘套筒实现部件之间的绝缘，避免电路短路导致电火花无法引弧；结构更加简单，能够有效降低成本。

Description

一种用于气体燃料的电火花式点火器及点火方法

技术领域

本发明涉及超燃冲压和航空发动机的点火设备技术领域，特别涉及一种用于气体燃料的电火花式点火器及点火方法。

背景技术

随着航空航天技术的发展，气体燃料以成本低、燃烧性能好和安全性高等诸多优势得到了广泛重视；点火器是燃烧推进系统的重要组成部分，点火器的合理设计决定了燃烧推进系统能否成功启动。现在的燃料推进系统配置多个点火器才能稳定点燃喷入发动机中的大量燃料，从而实现大容量大推力，因此合理的点火器结构能够有效降低整个燃料推进系统的成本。

申请号为202020056778.5的中国专利公开了一种气体燃料点火器，该点火器存在几个缺陷：第一、绝缘效果差，若气体管路连接压力传感器，则会出现短路现象，导致电火花无法引弧；在电火花引弧后整个点火器带电，会导致燃烧室上的压力传感器测量的压力数值很不精确，出现大量毛刺。第二、该点火器通过螺旋槽使其中一路气体产生旋流，由于该点火器体积小，因此螺旋槽的加工难度大，会使得制造成本大幅提高。第三、该点火器的零部件多，需要多次组装，这不仅使得点火器的结构复杂，而且组装导致的安装误差和加工导致的形位公差不断累加，会使得两个喷嘴处的同轴率降低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种用于气体燃料的电火花式点火器及点火方法。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种用于气体燃料的电火花式点火器，包括助燃剂进料组件、燃料进料组件、燃烧室和电火花发生器；其特征在于，

助燃剂进料组件包括第一压力传感器接头、第一球头螺帽、第三绝缘套筒、第一绝缘套筒、导电的一号三通接头和导电的助燃剂喷嘴；燃料进料组件包括导电接管、第二绝缘套筒、第三球头螺帽、二号三通接头、第二球头螺帽、第二压力传感器接头和导电的燃料喷嘴；

所述第一压力传感器接头与第一球头螺帽的连接柱端相连，第一球头螺帽的螺帽端与第三绝缘套筒的一端连接，第三绝缘套筒的另一端与一号三通接头的第一接口连接；一号三通接头的第二接口紧挨助燃剂喷嘴头部且通过第一绝缘套筒密封连接，助燃剂喷嘴的喷嘴与燃烧室相通；

所述第二压力传感器接头与第二球头螺帽的连接柱端连接，第二球头螺帽的螺帽端与二号三通接头的第一接口连接，二号三通接头的第二接口与第三球头螺帽的连接柱端连接；第三球头螺帽的螺帽端与第二绝缘套筒的一端连接，第二绝缘套筒的另一端与导电接管的进口端相连接，导电接管的出口与燃料喷嘴中间的通道相通，燃料喷嘴同轴套装在助燃剂喷嘴上；助燃剂喷嘴与燃料喷嘴之间形成空腔，两个喷嘴的喷嘴端形成环缝，气体燃料从环缝进入燃烧室中；电火花发生器的正极与一号三通接头连接，负极与导电接管连接。

所述燃料喷嘴上设有方向与燃料喷嘴径向平行的切向通孔，切向通孔的末端与燃料喷嘴中间的通道相切，使燃料气体在燃料喷嘴与助燃剂喷嘴之间的空腔中呈旋流状态流动；导电接管的出口正对切向通孔。

所述燃料喷嘴与第一绝缘套筒的连接端面上设有密封垫圈，该密封垫圈的厚度为1-2mm；当厚度为1mm时，助燃剂喷嘴的喷嘴端面与燃料喷嘴的喷嘴端面位于同一平面；当厚度大于1mm时，助燃剂喷嘴7的喷嘴端面位于燃料喷嘴内，两个喷嘴端面不在同一平面上，通过密封垫圈的厚度调节燃料出口的当量直径，进而调节燃料气体出口的流速。

所述助燃剂喷嘴的喷嘴端和导电接管与燃料喷嘴连接的一端均为拉瓦尔喷管结构。

所述燃烧室上安装有第四球头螺帽，第四球头螺帽的螺帽端连接有第四绝缘套筒，第四绝缘套筒安装有压力传感器。

一号三通接头的第二接口与助燃剂喷嘴的头部之间设有导电垫片。

导电垫片采用紫铜制成。

本发明还提供一种用于气体燃料的电火花式点火器的点火方法，其特征在于，该方法包括以下内容：

(1)要求气体燃料为甲烷，助燃剂为氧气，燃气总温在1300K以下，燃烧室总压0.3MPa，总流量4g/s，包括：

步骤1、计算各管路流量：当量比为3.4时，甲烷管路流量为1.8g/s，氧气管路流量为2.1g/s，总流量3.9g/s，燃气总温为1205.28K；

步骤2、计算各管路气压：甲烷管路气压为2.5MPa，氧气管路气压为2.45MPa；

步骤3、气体流速校核：当助燃剂喷嘴的喷嘴端面和燃料喷嘴的喷嘴端面平齐，甲烷流速为115.5m/s，氧气流速为233.3m/s，甲烷气流不会吹熄电火花；

步骤4、实验开始首先通入甲烷3s，对整个点火器进行吹除，保证点火器内没有空气，然后停止通入甲烷；启动电火花发生器，助燃剂喷嘴和燃料喷嘴通电，待在两个喷嘴的环缝中形成稳定高压电弧后再次通入甲烷，甲烷通过高压电弧电离得以活化；然后通入氧气，氧气从助燃剂喷嘴喷出后与被活化的甲烷混合，在高压电弧的引燃作用下点燃混合气体，实现点火；点火完成后，首先关闭电火花发生器，熄灭电火花，然后停止通入氧气，待火焰熄灭后停止通入甲烷；

(2)要求气体燃料为氢气，助燃剂为氧气，燃气总温在1300K以下，燃烧室总压0.3MPa，总流量1g/s，包括：

步骤1、计算各管路流量：当量比为8时，氢气管路流量为0.5g/s，氧气管路流量为0.5g/s，总流量1g/s，燃气总温为1277K；

步骤2、计算各管路气压：氢气管路气压为2.1MPa，氧气管路气压为2.8MPa；

步骤3、气体流速校核：当助燃剂喷嘴的喷嘴端面和燃料喷嘴的喷嘴端面平齐，氢气流速697.4m/s，氧气流速122.6m/s，氢气气流可能会吹熄电火花；当助燃剂喷嘴的喷嘴端面位于燃料喷嘴内，两个喷嘴端面相差0.5mm时，氢气流速为494.3m/s，电火花不被吹熄；

步骤4、实验开始首先通入氢气3s，对整个点火器进行吹除，保证点火器内没有空气，然后停止通入氢气；启动电火花发生器，助燃剂喷嘴和燃料喷嘴通电，待在两个喷嘴的环缝中形成稳定高压电弧后再次通入氢气，氢气通过高压电弧电离得以活化；然后通入氧气，氧气从助燃剂喷嘴喷出后与被活化的氢气混合，在高压电弧的引燃作用下点燃混合气体，实现点火；点火完成后，首先关闭电火花发生器，熄灭电火花，然后停止通入氧气，待火焰熄灭后停止通入氢气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.由于点火器在工作一段时间后会出现烧蚀现象，因此在本领域点火器通常采用耐高温金属材料制成，金属材料的加工工艺成熟，易加工，加工和材料成本低，故本发明设置第一绝缘套筒第一个作用为连接一号三通接头和助燃剂喷嘴，第二个作用为实现助燃剂喷嘴和燃料喷嘴之间的绝缘，避免造成短路而无法引弧。第二绝缘套筒和第三绝缘套筒相同，第二绝缘套筒用于连接接管和第三球头螺帽，作用是避免由于连接了压力传感器而使得电路接地，导致电火花无法引弧；第三绝缘套筒连接一号三通接头和第一球头螺帽，作用是避免由于连接了压力传感器而使得电路接地，导致电火花无法引弧。

2.本发明的燃料喷嘴的管壁上设有切向通孔，使燃料气体进入燃料喷嘴后贴着燃料喷嘴的内壁流动，在燃料喷嘴与助燃剂喷嘴之间的空腔中形成旋流，结构更加简单；相比于加工螺旋槽，还可以极大地降低加工难度和加工成本。

3.所述助燃剂喷嘴的喷嘴端和接管与燃料喷嘴连接的一端均为拉瓦尔喷管形状，减少了整个点火器的零部件，能够有效降低成本和避免形位公差的叠加。

4.第四绝缘套筒用于连接焊接在燃烧室上方的第四球头螺帽，作用是避免压力传感器受到燃烧室上高压电的影响而导致测量不精确。

5.本发明在助燃剂喷嘴和燃料喷嘴之间的环缝中引发高压电弧用于点火，在喷注燃料和助燃剂的同时就能点火，达到喷注点火一体化，相比于常见的火炬式点火和电火花预混点火能够有效的延长点火器烧蚀的时间和提高点火效率。

6.本发明在连接部位上多使用如三通，球头螺帽等标准件，使得整体零部件数量降低，简化了结构，能够有效降低成本，减小整个点火器的体积和由于组装的零件较多而导致形位公差的叠加。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的燃料喷嘴的结构示意图；

图3为图2沿A-A方向的剖视图；

图4为对比专利(申请号为202020056778.5)的燃烧室内压力随时间的变化曲线图；

图5为本发明的燃烧室内压力随时间的变化曲线图；

附图标记说明：1-第一压力传感器接头，2-第一球头螺帽，3-第三绝缘套筒，4-一号三通接头，5-第一绝缘套筒，6-导电垫片，7-助燃剂喷嘴，8-密封垫圈，9-燃料喷嘴，10-燃烧室，11-第四球头螺帽，12-第四绝缘套筒，13-导电接管，14-第二绝缘套筒，15-第三球头螺帽，16-二号三通接头，17-第二球头螺帽，18-第二压力传感器接头，19-电火花发生器，901-切向通孔。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步说明，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。

本发明提供了一种用于气体燃料的电火花式点火器(简称点火器，参见图1-3)，包括助燃剂进料组件、燃料进料组件、燃烧室10和电火花发生器19；

所述助燃剂进料组件包括第一压力传感器接头1、第一球头螺帽2、第三绝缘套筒3、第一绝缘套筒5、导电的一号三通接头4和导电的助燃剂喷嘴7；所述燃料进料组件包括导电接管13、第二绝缘套筒14、第三球头螺帽15、二号三通接头16、第二球头螺帽17、第二压力传感器接头18和导电的燃料喷嘴9；

所述第一压力传感器接头1通过焊接的方式与第一球头螺帽2的连接柱端相连，第一压力传感器接头1设有内螺纹，用于连接压力传感器；第一球头螺帽2的螺帽端与第三绝缘套筒3一端的外螺纹相连接，第三绝缘套筒3另一端的内螺纹与一号三通接头4的第一接口相连接；一号三通接头4的第二接口紧挨助燃剂喷嘴7的头部，第一绝缘套筒5套装在一号三通接头4的第二接口和助燃剂喷嘴7的头部外侧，实现一号三通接头4与助燃剂喷嘴7的密封连接；助燃剂从一号三通接头4的第三接口通入；

安装时，助燃剂喷嘴7的喷嘴端从第一绝缘套筒5的一端插入，从第一绝缘套筒5的另一端伸出，使助燃剂喷嘴7的头部与第一绝缘套筒5的内螺纹相连接，一号三通接头4的第二接口端的外螺纹与第一绝缘套筒5的内螺纹连接；

所述第二压力传感器接头18通过焊接的方式与第二球头螺帽17的连接柱端相连接，第一压力传感器接头18内设有内螺纹，用于连接压力传感器；第二球头螺帽17的螺帽端与二号三通接头16的第一接口相连接，二号三通接头16的第二接口与第三球头螺帽15的连接柱端通过焊接固连，二号三通接头16的第三接口用于通入气体燃料；第三球头螺帽15的螺帽端与第二绝缘套筒14的一端相连接，第二绝缘套筒14的另一端通过螺纹与导电接管13的进口端相连接，导电接管13的出口端焊接在燃料喷嘴9上，导电接管13的出口与燃料喷嘴9管壁上的切向通孔901相通；燃料喷嘴9同轴套装在助燃剂喷嘴7上，燃料喷嘴9与喷嘴相对的一端通过内螺纹与第一绝缘套筒5的另一端连接，燃料喷嘴9的喷嘴端与燃烧室10的入口端连接；助燃剂喷嘴7的喷嘴端插入燃料喷嘴9中间的通道内，使助燃剂喷嘴7的外壁与燃料喷嘴9的内壁之间形成空腔，两个喷嘴的喷嘴端形成环缝，气体燃料从导电接管13进入燃料喷嘴9的切向通孔901后以旋流状态进入空腔，然后通过环缝流出进气燃烧室10的内腔中；

电火花发生器19的正极通过导线与一号三通接头4连接，负极通过导线与导电接管13连接；电火花发生器19通电后在助燃剂喷嘴7的喷嘴端和燃料喷嘴9的喷嘴端由于尖端放电产生高压电弧，用于点火。

所述燃料喷嘴9整体呈圆筒形，内部有由螺纹孔、直孔和圆台孔构成的通孔，螺纹孔用于连接第一绝缘套筒5，螺纹孔末端连接直孔，直孔末端连接圆台孔，圆台孔向燃料喷嘴末端处逐渐收缩，收口直径大于助燃剂喷嘴末端的外径。

所述燃料喷嘴9的切向通孔901方向平行于燃料喷嘴9的径向，切向通孔901的末端与燃料喷嘴9中间的通道内壁相切，使燃料气体进入燃料喷嘴后贴着燃料喷嘴的内壁流动，在燃料喷嘴与助燃剂喷嘴之间的空腔中呈旋流状态流动，进而使助燃剂气体与燃料气体充分混合。

所述助燃剂喷嘴7的喷嘴端和导电接管13与燃料喷嘴9连接的一端均为拉瓦尔喷管结构，用于调节气体的质量流量；质量流量的大小通过不同燃料燃烧设定当量比，通过温度和压力计算得出；用于不同燃料点火时，助燃剂喷嘴7的喷嘴端和导电接管13与燃料喷嘴9连接的一端的喉部直径不同。

所述燃料喷嘴9与第一绝缘套筒5的连接端面、助燃剂喷嘴7的外壁以及第三绝缘套筒3的内螺纹终止处均设有密封垫圈8，使得密封效果更佳；密封垫圈8采用聚四氟乙烯材料制成。

燃料喷嘴9与第一绝缘套筒5连接端面上的密封垫圈8的厚度为1-2mm，当密封垫圈8的厚度为1mm时，助燃剂喷嘴7的喷嘴端面与燃料喷嘴9的喷嘴端面位于同一平面；当密封垫圈8的厚度大于1mm时，助燃剂喷嘴7的喷嘴端面位于燃料喷嘴9内，两个喷嘴端面不在同一平面上，调节燃料出口的当量直径，进而调节燃料气体流速；助燃剂喷嘴7的喷嘴端面与燃料喷嘴9的喷嘴端面距离相差越大，增大燃料出口的当量直径，使燃料气体流速降低。

燃烧室10的侧壁上开有一个与内腔相通的通孔，第四球头螺帽11焊接在燃烧室10的外壁上，第四球头螺帽11的通道正对该通孔；第四球头螺帽11的螺帽端与第四绝缘套筒12的一端相连接，第四绝缘套筒12内设有内螺纹，用于安装压力传感器。

一号三通接头4的第二接口与助燃剂喷嘴7的头部之间设有导电垫片6，导电垫片6采用紫铜制成，不仅可以实现一号三通接头4与助燃剂喷嘴7之间的密封，还可以达到优良的导电效果。

所述第一绝缘套筒5、第二绝缘套筒14、第三绝缘套筒3和第四绝缘套筒12均采用绝缘陶瓷制成，相比常见的聚四氟乙烯绝缘材料，绝缘陶瓷不仅耐磨性好，多次反复拆装不易使螺纹发生磨损而导致滑丝和密封性下降；同时耐高温、耐高压和介电性能优于聚四氟乙烯，不易因为高气压发生形变，不易被高电压击穿，同时在该点火器的设计温度内也不会被烧化。

所述燃烧室10出口的孔径小于入口的孔径，达到提高燃烧室内压力和汇聚火焰的效果。

所述一号三通接头4、二号三通接头16、助燃剂喷嘴7、燃料喷嘴9、导电接管13和燃烧室10均采用不锈钢材料制成。

所述电火花发生器19采用型号为BY-0247的高压包，接入压力为220V，在两个喷嘴的出口尖端处产生2×7.5kV高压，该电火花发生器产生的高压电弧经测量能保证气体流速在700m/s以下时不被吹熄，满足本点火器的要求。

本发明的工作原理及过程是：

助燃剂气体从一号三通接头4的第三接口通入，并进入助燃剂喷嘴7，在助燃剂喷嘴7的喷嘴端的拉瓦尔喷管的节流作用下达到所需要的质量流量，最后流入燃烧室10的内腔中；燃料气体从二号三通接头16的第三接口通入，经过第三球头螺帽15、第二绝缘套筒14进入导电接管13，在导电接管13的拉瓦尔喷管的节流作用下达到所需要的质量流量，然后通过切向进入燃料喷嘴9的通道内，以旋流状态进入燃料喷嘴9与助燃剂喷嘴7形成的空腔中；在空腔末尾的环缝位置，在电火花发生器19的作用下产生了高压电弧，然后燃料气体通过环缝进入燃烧室10时被高压电弧电离，进而活化为等离子体进入燃烧室10，与从助燃剂管道7喷出的助燃剂气体混合并着火燃烧。

当要改变电弧长度和燃料气体从环缝喷出的速度时，只需要更换厚度大于1mm的三号密封垫圈21，即可增大燃料气体出口的当量直径，进而实现降低燃料气体出口流速的作用。

本发明还提供一种用于气体燃料的电火花式点火器的点火方法，包括以下内容：

(1)要求气体燃料为甲烷，助燃剂为氧气，燃气总温在1300K以下，燃烧室总压0.3MPa，总流量4g/s，包括：

步骤1、计算各管路流量：当量比为3.4时，甲烷管路流量为1.8g/s，氧气管路流量为2.1g/s，总流量3.9g/s，燃气总温为1205.28K；

步骤2、计算各管路气压：甲烷管路气压为2.5MPa，氧气管路气压为2.45MPa；

步骤3、气体流速校核：当助燃剂喷嘴7的喷嘴端面和燃料喷嘴9的喷嘴端面平齐，甲烷流速为115.5m/s，氧气流速为233.3m/s，甲烷气流不会吹熄电火花；

步骤4、实验开始首先通入甲烷3s，对整个点火器进行吹除，保证点火器内没有空气，确保安全的实验环境，然后停止通入甲烷；启动电火花发生器19，助燃剂喷嘴7和燃料喷嘴9通电，待在两个喷嘴的环缝中形成稳定高压电弧后再次通入甲烷，甲烷通过高压电弧电离得以活化；然后通入氧气，氧气从助燃剂喷嘴喷出后与被活化的甲烷混合，在高压电弧的引燃作用下点燃混合气体，实现点火；点火完成后，首先关闭电火花发生器，熄灭电火花，然后停止通入氧气，待火焰熄灭后停止通入甲烷。

(2)要求气体燃料为氢气，助燃剂为氧气，燃气总温在1300K以下，燃烧室总压0.3MPa，总流量1g/s，包括：

步骤1、计算各管路流量：当量比为8时，氢气管路流量为0.5g/s，氧气管路流量为0.5g/s，总流量1g/s，燃气总温为1277K；

步骤2、计算各管路气压：氢气管路气压为2.1MPa，氧气管路气压为2.8MPa；

步骤3、气体流速校核：当助燃剂喷嘴7的喷嘴端面和燃料喷嘴9的喷嘴端面平齐，氢气流速697.4m/s，氧气流速122.6m/s，氢气气流有可能会吹熄电火花；当助燃剂喷嘴7的喷嘴端面位于燃料喷嘴9内，两个喷嘴端面相差0.5mm时，氢气流速为494.3m/s，电火花不被吹熄；

步骤4、实验开始首先通入氢气3s，对整个点火器进行吹除，保证点火器内没有空气，确保安全的实验环境，然后停止通入氢气；启动电火花发生器19，助燃剂喷嘴7和燃料喷嘴9通电，待在两个喷嘴的环缝中形成稳定高压电弧后再次通入氢气，氢气通过高压电弧电离得以活化；然后通入氧气，氧气从助燃剂喷嘴喷出后与被活化的氢气混合，在高压电弧的引燃作用下点燃混合气体，实现点火；点火完成后，首先关闭电火花发生器，熄灭电火花，然后停止通入氧气，待火焰熄灭后停止通入氢气。

图4为对比专利(申请号为202020056778.5)的燃烧室内压力随时间的变化曲线图，从图中可以看出压力的测量结果十分不准确，导致曲线图上出现大量毛刺；这是由于电火花发生器能产生5kV以上的高压，点火时整个点火器都带电，而压力传感器本身也由金属制成，是良好的导体，因此压力传感器直接与燃烧室测压孔相连接，则电火花发生器产生的高压电流会对压力传感器测压生成的电信号产生剧烈干扰，从而使得曲线图上出现大量毛刺。

图5为本发明的燃烧室内压力随时间的变化曲线图，由于设计了第四绝缘套筒，电火花发生器产生的高压电不会影响到压力传感器，因此燃烧室内压力随时间的变化曲线为一条粗细均匀的曲线，同时也反映了本方法测得的压力更加精准。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (8)

1.一种用于气体燃料的电火花式点火器，包括助燃剂进料组件、燃料进料组件、燃烧室和电火花发生器；其特征在于，

助燃剂进料组件包括第一压力传感器接头、第一球头螺帽、第三绝缘套筒、第一绝缘套筒、导电的一号三通接头和导电的助燃剂喷嘴；燃料进料组件包括导电接管、第二绝缘套筒、第三球头螺帽、二号三通接头、第二球头螺帽、第二压力传感器接头和导电的燃料喷嘴；

所述第一压力传感器接头与第一球头螺帽的连接柱端相连，第一球头螺帽的螺帽端与第三绝缘套筒的一端连接，第三绝缘套筒的另一端与一号三通接头的第一接口连接；一号三通接头的第二接口紧挨助燃剂喷嘴头部且通过第一绝缘套筒密封连接，助燃剂喷嘴的喷嘴与燃烧室相通；

所述第二压力传感器接头与第二球头螺帽的连接柱端连接，第二球头螺帽的螺帽端与二号三通接头的第一接口连接，二号三通接头的第二接口与第三球头螺帽的连接柱端连接；第三球头螺帽的螺帽端与第二绝缘套筒的一端连接，第二绝缘套筒的另一端与导电接管的进口端相连接，导电接管的出口与燃料喷嘴中间的通道相通，燃料喷嘴同轴套装在助燃剂喷嘴上；助燃剂喷嘴与燃料喷嘴之间形成空腔，两个喷嘴的喷嘴端形成环缝，气体燃料从环缝进入燃烧室中；电火花发生器的正极与一号三通接头连接，负极与导电接管连接。

2.根据权利要求1所述的用于气体燃料的电火花式点火器，其特征在于，所述燃料喷嘴上设有方向与燃料喷嘴径向平行的切向通孔，切向通孔的末端与燃料喷嘴中间的通道相切，使燃料气体在燃料喷嘴与助燃剂喷嘴之间的空腔中呈旋流状态流动；导电接管的出口正对切向通孔。

3.根据权利要求1所述的用于气体燃料的电火花式点火器，其特征在于，燃料喷嘴与第一绝缘套筒的连接端面上设有密封垫圈，该密封垫圈的厚度为1-2mm；当厚度为1mm时，助燃剂喷嘴的喷嘴端面与燃料喷嘴的喷嘴端面位于同一平面；当厚度大于1mm时，助燃剂喷嘴7的喷嘴端面位于燃料喷嘴内，两个喷嘴端面不在同一平面上，通过密封垫圈的厚度调节燃料出口的当量直径，进而调节燃料气体出口的流速。

4.根据权利要求1所述的用于气体燃料的电火花式点火器，其特征在于，所述助燃剂喷嘴的喷嘴端和导电接管与燃料喷嘴连接的一端均为拉瓦尔喷管结构。

5.根据权利要求1所述的用于气体燃料的电火花式点火器，其特征在于，燃烧室上安装有第四球头螺帽，第四球头螺帽的螺帽端连接有第四绝缘套筒，第四绝缘套筒安装有压力传感器。

6.根据权利要求1所述的用于气体燃料的电火花式点火器，其特征在于，一号三通接头的第二接口与助燃剂喷嘴的头部之间设有导电垫片。

7.根据权利要求6所述的用于气体燃料的电火花式点火器，其特征在于，导电垫片采用紫铜制成。

8.一种权利要求1所述的用于气体燃料的电火花式点火器的点火方法，其特征在于，该方法包括以下内容：

(1)要求气体燃料为甲烷，助燃剂为氧气，燃气总温在1300K以下，燃烧室总压0.3MPa，总流量4g/s，包括：

步骤1、计算各管路流量：当量比为3.4时，甲烷管路流量为1.8g/s，氧气管路流量为2.1g/s，总流量3.9g/s，燃气总温为1205.28K；

步骤2、计算各管路气压：甲烷管路气压为2.5MPa，氧气管路气压为2.45MPa；

步骤3、气体流速校核：当助燃剂喷嘴的喷嘴端面和燃料喷嘴的喷嘴端面平齐，甲烷流速为115.5m/s，氧气流速为233.3m/s，甲烷气流不会吹熄电火花；

步骤4、实验开始首先通入甲烷3s，对整个点火器进行吹除，保证点火器内没有空气，然后停止通入甲烷；启动电火花发生器，助燃剂喷嘴和燃料喷嘴通电，待在两个喷嘴的环缝中形成稳定高压电弧后再次通入甲烷，甲烷通过高压电弧电离得以活化；然后通入氧气，氧气从助燃剂喷嘴喷出后与被活化的甲烷混合，在高压电弧的引燃作用下点燃混合气体，实现点火；点火完成后，首先关闭电火花发生器，熄灭电火花，然后停止通入氧气，待火焰熄灭后停止通入甲烷；

(2)要求气体燃料为氢气，助燃剂为氧气，燃气总温在1300K以下，燃烧室总压0.3MPa，总流量1g/s，包括：

步骤1、计算各管路流量：当量比为8时，氢气管路流量为0.5g/s，氧气管路流量为0.5g/s，总流量1g/s，燃气总温为1277K；

步骤2、计算各管路气压：氢气管路气压为2.1MPa，氧气管路气压为2.8MPa；

步骤3、气体流速校核：当助燃剂喷嘴的喷嘴端面和燃料喷嘴的喷嘴端面平齐，氢气流速697.4m/s，氧气流速122.6m/s，氢气气流可能会吹熄电火花；当助燃剂喷嘴的喷嘴端面位于燃料喷嘴内，两个喷嘴端面相差0.5mm时，氢气流速为494.3m/s，电火花不被吹熄；

步骤4、实验开始首先通入氢气3s，对整个点火器进行吹除，保证点火器内没有空气，然后停止通入氢气；启动电火花发生器，助燃剂喷嘴和燃料喷嘴通电，待在两个喷嘴的环缝中形成稳定高压电弧后再次通入氢气，氢气通过高压电弧电离得以活化；然后通入氧气，氧气从助燃剂喷嘴喷出后与被活化的氢气混合，在高压电弧的引燃作用下点燃混合气体，实现点火；点火完成后，首先关闭电火花发生器，熄灭电火花，然后停止通入氧气，待火焰熄灭后停止通入氢气。

Images