[发明专利]一种火焰稳定装置及发动机

说明书

技术领域

本申请涉及超声速燃烧发动机制备技术领域，特别是涉及一种火焰稳定装置，本申请还涉及一种发动机，具体涉及超声速燃烧发动机。

背景技术

超燃冲压发动机是超声速燃烧冲压式发动机的简称，它可以在攀升过程中从大气中获取氧气。在飞行中获取氧气，节省能量，意味着在消耗相同质量推进剂的条件下，超燃冲压发动机能够产生较大的推力。

由于超燃冲压发动机在飞行中获取氧气，因此，其燃烧室内燃料的点燃较为困难且点燃后燃烧室内的火焰不稳定，燃烧室内的火焰会被进入的空气熄灭，不利于燃烧室内火焰的传播以及燃料的稳定燃烧。

为了克服超燃冲压发动机存在的上述缺陷，现有技术中出现了火焰稳定装置，该火焰稳定装置包括本体，在本体内设置有用于气体流动的腔体，在腔体侧壁上设置有凹腔，当超声速气流流过凹腔时，会在凹腔内形成回流区，使得火焰驻留其中，并作为新的火焰源持续点燃上游来的燃料空气混合物，来实现火焰稳定。

但是，现有的火焰稳定装置，凹腔内超声速气流形成的回流区气流流动速度较高，标量耗散率较大，初始火核的形成与传播较为困难，火焰不稳定。

发明内容

本发明提供一种火焰稳定装置，解决现有技术中凹腔内超声速气流形成的回流区气流流动速度较高，初始火核的形成与传播较为困难，火焰不稳定的问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种火焰稳定装置，包括本体与点火器，所述本体内设置有用于气体流动的腔体，在所述腔体侧壁上沿空气流动方向依次设置有燃料入口与第一凹腔，在所述第一凹腔底部设置有第二凹腔，所述点火器设置在所述第二凹腔底部。

优选地，所述第一凹腔的长度与深度的比值为a，其中，4≤a≤8。

优选地，所述第二凹腔的长度与深度的比值为b，其中，4≤b≤8。

优选地，所述第二凹腔的长度为所述第一凹腔长度的二分之一，所述第二凹腔的深度为所述第一凹腔深度的二分之一。

优选地，所述第二凹腔中心到所述第一凹腔沿空气流动方向的两个侧壁之间的距离相等，且沿空气流动方向第二凹腔6侧壁到第一凹腔6侧壁的距离均为所述第一凹腔长度的四分之一。

优选地，所述燃料入口为设置在所述腔体侧壁上的一个以上的用于燃料进入所述腔体的孔。

优选地，所述腔体的横截面为圆形或者矩形。

优选地，所述点火器设置在所述第二凹腔底部且所述第二凹腔靠近所述燃料入口的侧壁位置。

一种发动机，所述发动机采用了上述任意一种的火焰稳定装置。

本申请提供的火焰稳定装置，由于在第一凹腔底部设置有第二凹腔，第一凹腔内的回流区受腔体内主流驱动，回流区内平均速度相对于腔体主流速度明显降低，第二凹腔回流区受第一凹腔回流区的回流驱动，第二凹腔回流区的回流速度相对于第一凹腔回流区速度明显降低，因此，第二凹腔的设置增加了燃料与空气混合物的驻留时间，由于燃料与空气混合物的流速降低且驻留时间延长，因此，相对于现有技术而言，增强了点火及火焰的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为火焰稳定装置截面结构示意图；

图2为火焰稳定装置原理示意图；

图3为本发明提供的火焰稳定装置与现有技术火焰稳定装置流线对比示意图；

图4为本发明提供的火焰稳定装置与现有技术火焰稳定装置速度云图对比示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本实施例采用递进方式撰写。

请如图1所示，本发明实施例提供一种火焰稳定装置，包括本体1与点火器2，在本体1内设置有用于气体流动的腔体3，在腔体3侧壁上沿空气流动方向依次设置有燃料入口4与第一凹腔5，在第一凹腔5底部设置有第二凹腔6，点火器2设置在第二凹腔6底部。