CN113738535B - 一种微型涡喷发动机的引射器 - Google Patents

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Abstract

一种微型涡喷发动机的引射器，包括用于尾喷口连接的接口管，所述接口管的左端为进气端，右端为排气端；还包括筒体，所述筒体为右端敞口状的中空结构，所述接口管的右端从所述筒体的左端插入并延伸至筒体的内腔中；所述筒体与所述接口管通过支板连接；所述支板、筒体与所述接口管形成一个半封闭的腔体；在所述筒体上设置有至少一个进料管；所述进料管连通至所述腔体。该引射器可以有效地降低尾喷口喷出的燃气气流的温度，实现了料剂进入引射器与高温高速燃气掺混均匀地扩散至大气中，提高引射系数；同时也能减少总压的损失而造成推力性能下降。

Description

一种微型涡喷发动机的引射器
技术领域
本发明涉及涡喷发动机技术领域，尤其涉及一种微型涡喷发动机的引射器。
背景技术
微型涡喷发动机压气机将空气压缩后进入微型涡喷发动机的燃烧室中与燃油混合燃烧，产生高温高速燃气，从微型涡喷发动机的尾喷口排出。同时产生的高温高速燃气流相对不集中，分布场域不对称、温度相对较高，对不耐高温的料剂(如化学粉末等)可能造成结构性破坏，并且涡喷发动机本体结构上无法完成引入其他料剂如粉末、液体等的掺混工作。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种微型涡喷发动机的引射器，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种微型涡喷发动机的引射器，包括用于尾喷口连接的接口管，所述接口管的左端为进气端，右端为排气端；还包括筒体，所述筒体为右端敞口状的中空结构，所述接口管的右端从所述筒体的左端插入并延伸至筒体的内腔中；所述筒体与所述接口管通过支板连接；所述支板、筒体与所述接口管形成一个半封闭的腔体；在所述筒体上设置有至少一个进料管；所述进料管连通至所述腔体。
优选地，所述筒体包括收缩管、混合管和支板；所述收缩管为锥形环结构，所述收缩管的直径从左至右逐渐减小；所述支板设置在所述收缩管的左端；所述混合管为直筒环状结构，所述混合管的左端与所述收缩管的右端连接。
优选地，所述接口管的右端面位于所述混合管左半段的内腔中。
优选地，在所述混合管的右端设置有扩散管，所述扩散管为锥形环结构，所述扩散管的直径从左至右逐渐增大；所述扩散管与所述混合管采用一体成型。
优选地，所述进料管设置在所述收缩管上，所述进料管的中心线垂直于所述收缩管的外表面。
优选地，所述接口管包括接口环、出口环以及收口环；所述收口环为锥形环结构且直径从左至右逐渐减小；所述接口环设置在所述收口环的左端，所述出口环设置在所述收口环的右端。
优选地，所述接口环、收口环以及出口环为采用一体成型。
优选地，在所述接口环上设置有固定卡环。
优选地，所述支板为环形结构，所述接口管设置在支板的内孔上。
优选地，所述进料管的数量为一个。。
本发明所达到的有益效果如下：
(1)将本发明所提供的引射器安装在微型涡喷发动机的尾喷口上，在进行掺混引射时，送料装置内的部分空气由于负压作用进入引射器内，并与从进料管输送的料剂进行一次预掺混，完成预掺混的料剂与主燃气进行掺混，并对主燃气流进行降温；掺混后的燃气气流把料剂输送到大气中。该引射器可以有效地降低尾喷口喷出的燃气气流的温度，实现了料剂进入引射器与高温高速燃气掺混均匀地扩散至大气中，提高引射系数；同时也能减少总压的损失而造成推力性能下降。
(2)由于进料管设置在收缩管上，料剂进入时可以在收缩管中进行预掺混，可以有效减小混合管的长度，极大地缩短整个引射器的尺寸。
(3)收缩管左端与支板形成封闭端，右端为开放端，微型涡喷发动机开始工作后，会在收缩管的右端形成文丘里效应，将收缩管、接口管与支板共同组成的腔体内气体引射至混合管内，同时加大收缩管、接口管与支板共同组成的腔体内的负压值，增强进料管的输料能力；同时由于收缩管为锥形环结构，右端面积远远小于左端面积，当气流通过时会加速增压，进一步加强收缩管、接口管与环板共同组成的腔体内的负压。另外，通过设置扩散管，扩散管为锥形环结构，其出口面积大于进口面积，当混有料剂的燃气排出时，可使气流角度扩大，布撒面积变广。
(4)接口管中收口环为锥形环结构，进气端的面积大于出气端面积，提高了接口管出口的流速，增强了收缩管处形成文丘里效应，会进一步降低接口管出口处燃气的温度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种微型涡喷发动机的引射器的主视图；
图2是本发明提供的一种微型涡喷发动机的引射器中接口管的结构示意图；
图3是本发明提供的一种微型涡喷发动机的引射器工作时进气、进料方向示意图；
附图标号说明：10-接口管；11-接口环；12-收口环；13-出口环；14-固定卡环；20-筒体；21-收缩管；22-混合管；23-扩散管；24-支板；30-腔体；40-进料管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
如图1和图2所示，一种微型涡喷发动机的引射器，包括用于尾喷口连接的接口管10，所述接口管10的左端为进气端，右端为排气端；还包括筒体20，所述筒体20为右端敞口状的中空结构，所述接口管10的右端从所述筒体20的左端插入并延伸至筒体20的内腔中；所述筒体20与所述接口管10通过支板24连接；所述支板24、筒体20与所述接口管10形成一个半封闭的腔体30；在所述筒体20上设置有至少一个进料管40；所述进料管40连通至所述腔体30。
在本实施例中，所述筒体20包括收缩管21、混合管22和支板24；所述收缩管21为锥形环结构，所述收缩管21的直径从左至右逐渐减小；所述支板24设置在所述收缩管21的左端；所述混合管22为直筒环状结构，所述混合管22的左端与所述收缩管21的右端连接。所述进料管40设置在所述收缩管21上，所述进料管40的中心线垂直于所述收缩管21的外表面。由于进料管40设置在收缩管21上，料剂进入时可以在收缩管21中进行预掺混，可以有效减小混合管22的长度，极大地缩短整个引射器的尺寸。
在本实施例中，所述接口管10的右端面位于所述混合管22左半段的内腔中。即在水平方向上，接口管10的右端从筒体20的左端插入并延伸至混合管22左半段的内腔中。进料管40进来的料剂到达混合管中与高温高速燃气掺混，空气通过进气管到达混合管与高温高速燃气掺混。
在本实施例中，在所述混合管22的右端设置有扩散管23，所述扩散管23为锥形环结构，所述扩散管23的直径从左至右逐渐增大；所述扩散管23与所述混合管22采用一体成型。扩散管22的出口面积大于进口面积，当混有料剂的燃气排出时，可使气流角度扩大，布撒面积变广。
在本实施例中，所述接口管10包括接口环11、出口环13以及收口环12；所述收口环12为锥形环结构且直径从左至右逐渐减小；所述接口环11设置在所述收口环12的左端，所述出口环13设置在所述收口环12的右端。收口环12为锥形环结构，其进气端的面积大于出气端面积，提高了接口管10出口的流速，增强了收缩管21处形成文丘里效应，会进一步降低接口管出口处燃气的温度。
在本实施例中，所述接口环11、收口环12以及出口环13为采用一体成型。采用一体成型制作，结构简单，加工制造方便，同时可以提高整个接口管10的封闭性。
在所述接口环11上设置有固定卡环14。设置固定卡环14用于方便接口管10与微型涡喷发动机的尾喷口进行卡接，安装简单快捷。
如图3所述，本发明的工作原理为：将本发明所提供的引射器安装在微型涡喷发动机的尾喷口上，在进行掺混引射时，料剂由收缩管21、接口管10与支板24共同组成的腔体30内的负压作用下进入引射器内，同时由于收缩管21左端与支板24形成封闭端，右端为开放端，在收缩管21的右端形成文丘里效应，将收缩管21、接口管10与支板24共同组成的腔体30内预掺混的料剂带入混合管22，完成预掺混的料剂与主燃气在混合管22中进行掺混，并对主燃气气流进行降温；掺混后的燃气气流把料剂输送到大气中。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种微型涡喷发动机的引射器，其特征在于：包括用于尾喷口连接的接口管(10)，所述接口管(10)的左端为进气端，右端为排气端；还包括筒体(20)，所述筒体(20)为右端敞口状的中空结构，所述接口管(10)的右端从所述筒体(20)的左端插入并延伸至筒体(20)的内腔中；所述筒体(20)与所述接口管(10)通过支板(24)连接；所述支板(24)、筒体(20)与所述接口管(10)形成一个半封闭的腔体(30)；在所述筒体(20)上设置有至少一个进料管(40)；所述进料管(40)连通至所述腔体(30)；
所述筒体(20)包括收缩管(21)、混合管(22)和支板(24)；所述收缩管(21)为锥形环结构，所述收缩管(21)的直径从左至右逐渐减小；所述支板(24)设置在所述收缩管(21)的左端；所述混合管(22)为直筒环状结构，所述混合管(22)的左端与所述收缩管(21)的右端连接；
所述接口管(10)的右端面位于所述混合管(22)左半段的内腔中；
所述进料管(40)设置在所述收缩管(21)上，所述进料管(40)的中心线垂直于所述收缩管(21)的外表面。
2.如权利要求1所述的一种微型涡喷发动机的引射器，其特征在于：在所述混合管(22)的右端设置有扩散管(23)，所述扩散管(23)为锥形环结构，所述扩散管(23)的直径从左至右逐渐增大；所述扩散管(23)与所述混合管(22)采用一体成型。
3.如权利要求1所述的一种微型涡喷发动机的引射器，其特征在于：所述接口管(10)包括接口环(11)、出口环(13)以及收口环(12)；所述收口环(12)为锥形环结构且直径从左至右逐渐减小；所述接口环(11)设置在所述收口环(12)的左端，所述出口环(13)设置在所述收口环(12)的右端。
4.如权利要求3所述的一种微型涡喷发动机的引射器，其特征在于：所述接口环(11)、收口环(12)以及出口环(13)为采用一体成型。
5.如权利要求3所述的一种微型涡喷发动机的引射器，其特征在于：在所述接口环(11)上设置有固定卡环(14)。
6.如权利要求1所述的一种微型涡喷发动机的引射器，其特征在于：所述支板(24)为环形结构，所述接口管(10)设置在支板(24)的内孔上。
7.如权利要求1所述的一种微型涡喷发动机的引射器，其特征在于：所述进料管(40)的数量为一个。
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