CN2045430U - 自激式催化点火装置 - Google Patents

Abstract

一种可用于喷气发动机高空点火的自激式催化点火装置。它由油气混合器和自激式催化点火器套接而成。自激式催化点火器采用可直接通电加热的合金蜂窝型稀土催化剂或合金蜂窝型贵金属催化剂。催化剂通电后可使低温(20℃～40℃)预混气迅速点着，从而达到高空低温点火的目的。

Description

本实用新型是一种主要用于航空、航天喷气发动机高空点火的自激式催化点火装置。

目前，在喷气发动机上多数采用高能电嘴点火器，也有采用烟火点火器的。前者点火能量小，火炬短；后者燃烧时间短，仅十秒左右，不能人为地控制，又属于一次性使用。尤其是在3000～5000米高空，空气稀薄缺氧，温度低，使用这些点火器点火都有困难。也有用催化剂（如铂铑等）作点火器的，但都要求来的气流温度在300℃以上。北京工业大学发明人申请的申请号为85107170、名为“催化加热元件”的中国专利在1986年7月2日公开了一种利用稀土金属复合氧化物作催化活性物质、由合金带及绝缘带组成的蜂窝体作载体、利用电加热的自然式催化剂。如用它作催化点火器的催化剂，就能使温度在20～40℃之间的混气迅速点燃。本实用新型就是安装并使用了这种自热式催化剂的自激式催化点火装置，它可以较好地解决航空、航天喷气发动机的高空低温点火问题。

本实用新型（图1）的特征在于，它包括自激式催化点火器2和与其相套接的油气混合器1两个部份。自激式催化点火器（图2）依次由接头、30°角的进气锥1和圆形的点火器壳体2连接而成，在壳体内壁衬有一层绝缘隔热外套5，在壳体内部放置着多层间隔放置的自热式催化剂3，为了增加电阻，在各层催化剂之间用绝缘材料制成的支架4隔开，可用十字形支架，也可用蜂窝片来实现之，多个薄层催化剂用接线柱串连成电的通路，两端用接线片6和外电源相连。

本实用新型所用的自热式催化剂（图4）是合金蜂窝型的稀土金属复合氧化物，也可以是合金蜂窝型的贵金属（如钯）催化剂。它由二种载体组成，一种是0.07～0.10mm厚的高电阻合金带，经过轧薄、轧小孔、轧波纹、活化、载附催化活性物、氧化等工序制成活化载体，另一种是0.2～0.6mm厚的绝缘薄带2，如石棉薄带、石英布带或陶瓷薄带，把它们做成平带状，也载附上催化活性物质。所不同的是，合金带用快速涂布干燥法连续载附，绝缘带用浸渍法载附。然后再把合金波纹带和绝缘平带一起绕卷，卷成蜂窝体。在合金波纹带催化剂的二端焊上不锈钢的接线片即成为自热式催化剂，自热式催化剂层之间可互相串连，也可并连使用，这时可用不锈钢的接线柱连接。

本实用新型的油气混合器（图3）由互相连通的油路和气路组成，油路由油管1、油腔3、油嘴5、混合腔6和喷嘴7相连而成，油腔呈圆筒形，它与油嘴相接处有一个圆锥形的过渡收缩区，气路由气管2和气腔4组成，它包在油腔的周围且通过混合腔6与油路连通。

在点火时，燃油通过油路1经油腔3从油嘴5喷出，它也可以通过油腔的旁孔流经气腔4再流出。气由气管2进入气腔4，首先和由旁孔喷出的燃油混合，再在混合腔6中实现油和气的第二次混合之后，由油嘴5喷出。来流气在进入混合腔之前，又可通过斜腔进入管道，以便和由喷嘴喷出的油气混合气再次混合以最终实现均质的混气。它可以保证燃油在宽广的范围内变化，对较大粘度的燃油也适用。当这种均质的油气混合气通过已通电的催化剂时便可使低温煤油一空气予混气点燃以实现低温点火的目的。电极的电压可在一定范围内任选，以便根据设备的额定容量来施加电压，使催化剂具有更高的活性。

对于以钯为催化活性物的催化点火器而言，在催化床阻抗为7.8Ω电压为91伏时，实现点火的最低进气温度为20℃；对于以稀土金属复合氧化物为催化活性物的催化点火器，在催化床阻抗为5.3Ω，电压为76伏时，实现点火的最低温度为40℃。对应以上二种情况，点火延迟期在5～30秒之间变化，与此相应的进气流量为6～8克／秒，供油量为3～4克／秒余气系数为0.6～0.9。其具体实验数据如下：

1、催化点火器A：催化活性物为稀土金属复合氧化物，催化床电阻为7.4Ω，催化点火器壳体用不锈钢板制成，其形状如图1所示，工质为煤油－空气混合气，其数据见表1。

表1：

2、催化点火器B：催化活性物为钯，催化床阻抗7.8Ω催化点火器的材料、结构与形状与催化点火器A相同，工质也相同。实验数据见表2。

表2：

在图1、表2中：

T₁、混合气来流温度； V、点火器电压；

P、来流压力；        H、点火器气流阻力；

α、余气系数；        乙、点火延迟时间。

本实用新型的制造采用一般的机械加工工艺，外壳材料都用不锈钢，一般厚1mm。

附图说明：

图1、自激式催化点火装置

1、油气混合器；        2、自激式催化点火器；        3、电源。

图2、自激式催化点火器

1、进气锥；        2、点火器壳体；        3、自热式催化剂；

4、绝缘支架；        5、绝缘隔热外套；        6、接线片。

图3、油气混合气

1、油管；        2、气管；        3、油腔；        4、气腔；

5、油嘴；        6、混合腔；        7、喷嘴。

图4、自热式催化剂

1、高电阻合金带；        2、绝缘带；        3、接线柱；

4、接线片。

Claims (4)

1、一种可用于喷气发动机高空低温点火的自激式催化点火装置，其特征在于，它由自激式催化点火器和与其相套接的油气混合气两部份组成，自激式催化点火器依次由套筒、接头、30度角的进气锥和圆形的点火器壳体连接而成，在壳体内壁衬有一层绝缘隔热外套，在壳体内部放置着多层间隔放置的自热式催化剂，在各层催化剂之间用绝缘材料做的支架隔开，多个薄层催化剂用接线柱串连成电的通路，两端的接线片可和电源连接。

2、根据权利要求1的自激式催化点火装置，其特征在于，是用自热式的催化剂做催化点火器，自热式催化剂用的是合金峰窝型稀土金属复合氧化物催化剂，也可以用合金蜂窝型的贵金属催化剂。

3、根据权利要求1的自激式催化点火装置，其特征在于，支架可用十字形的陶瓷片，也可用蜂窝型陶瓷片。

4、根据权利要求1的自激式催化点火装置，其特征在于，其油气混合气由互相连通的油路和气路组成，油路由油管、油腔、油嘴、混合腔和喷嘴相连而成，油腔呈圆筒形，它与油嘴相接处有一个圆锥形过渡收缩区，气路由气管和与其相通的气腔组成，气腔包在油腔的周围且通过混合腔与油路连通。

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