[发明专利]冲压发动机火焰稳定装置

权利要求书

1.一种冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：包括离心式燃油喷嘴、直流式燃油喷嘴、火焰稳定基座以及空气旋流器，所述火焰稳定基座整体呈环形，在火焰稳定基座的内部空间中布置有多个空气旋流器，空气旋流器之间以及空气旋流器与火焰稳定基座之间通过支撑框连接固定，离心式燃油喷嘴与空气旋流器的数量相同且分别对应设置在一空气旋流器上，直流式燃油喷嘴与空气旋流器的数量相同，直流式燃油喷嘴设置在火焰稳定基座上且在火焰稳定基座的环形方向上与空气旋流器位置是相互交错设置的。

2.根据权利要求1所述的冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：火焰稳定基座为圆环形，所有空气旋流器呈轴对称的圆形分布且所有空气旋流器所在的圆环的中心轴线与火焰稳定基座的中心轴线重合。

3.根据权利要求2所述的冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：所述火焰稳定基座的直径D由如下关系式确定：

其中，和ρ分别为空气流量和密度；u为空气流速。

4.根据权利要求2所述的冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：空气旋流器的数目为3～6个。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：空气旋流器选取为轴流式，空气旋流器由内筒、外筒和旋流叶片组成；内筒设置在外筒内部，内筒和外筒均为圆筒形且两者同轴设置，内筒和外筒的中心轴线与火焰稳定基座的中心轴线平行；

多片旋流叶片均匀且呈圆周布设在内筒外壁上，旋流叶片为直叶片或曲叶片；来流空气从空气旋流器的一侧流入，该侧即为旋流叶片入口，来流空气经空气旋流器流出的一侧即为旋流叶片出口；

旋流叶片入口与内筒轴线方向平行，旋流叶片出口与轴线方向所形成的夹角为叶片出口角α，叶片出口角α为30～60度角。

6.根据权利要求5所述的冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：空气旋流器的旋流度S选取为0.6～1.0；空气旋流器的旋流度是衡量空气转动的重要参数，定义为：

其中，α为叶片出口角；Z为旋流叶片内径与外径之比，取值为0.3～0.7。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：空气旋流器采用精铸或者3D打印一体化加工；相邻空气旋流器之间以及空气旋流器与火焰稳定基座之间均通过支撑框连接，支撑框厚度在10mm至20mm之间。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：离心式燃油喷嘴通过螺纹连接或者焊接的方式连接在空气旋流器其内筒内部；旋流叶片旋转时能够带动内筒以及内筒内的离心式燃油喷嘴旋转；离心式燃油喷嘴其喷口朝来流空气经空气旋流器流出的一侧；来流空气从空气旋流器的一侧流入，经过空气旋流器后，产生旋转的空气，在该旋转空气内部形成低速空气涡；同时，经离心式燃油喷嘴喷出的离心雾化燃油将与来流空气良好混合，形成低速可燃混合气。

9.根据权利要求8所述的冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：各直流式燃油喷嘴均匀分布在火焰稳定基座上，在火焰稳定基座上的相邻直流式燃油喷嘴之间的距离相等。

10.根据权利要求9所述的冲压发动机火焰稳定装置，其特征在于：在火焰稳定基座上的相应位置开设有各直流式燃油喷嘴的安装孔，各直流式燃油喷嘴通过螺纹连接或者焊接的方式连接在火焰稳定基座上且各直流式燃油喷嘴其喷口朝向火焰稳定基座的内部空间；来流空气从火焰稳定基座的一侧流入，从直流式燃油喷嘴喷出的燃油径向穿透空气的同时雾化，其轨迹由喷出时的径向转为与来流空气同向的横向，形成横向雾化燃油。