[发明专利]一种自激型射流火花点火器

说明书

提供一种自激型射流火花点火器，其外形与常规点火器相同，由金属外壳(201)，绝缘体(202)，放电电极‑包括外部放电电极对(203)和内部电极对(301)、导线(204)和射流孔(205)组成。这种点火器可以有效改善高空极端条件下燃烧室内二次点火的可靠性。与常规电火花放电点火相比，能够产生稳定的强穿透射流火花，形成大面积加热区域，有效增大点火初始火核，提高火花的穿透深度，提高点火能力，为航空二次点火提供一种无需气源的强穿透射流火花点火器。

技术领域

本发明属于航空发动机燃烧室设计领域，具体涉及一种自激型射流火花点火器，适用于高空极端条件下航空发动机燃烧室内的可靠点火。

背景技术

当军用飞机飞行高度超过11km时，发动机面临低温、低压、低密度的大气条件；同时，高空长航时无人机飞行马赫数减小，导致流经发动机的空气流量降低。这些特殊的飞行条件对发动机运行产生了诸多不利影响，如压气机喘振裕度减小、燃油喷嘴雾化效果恶化等，进而导致发动机稳定性变差。但是，为保持无人机高度和表速的稳定性，又必须频繁地操纵发动机，使得发动机极易出现高空熄火问题。

高空熄火后，压气机做功能力减弱，来流增压增温弱化，来流空气温度降低，从而加速燃烧室温度降低。这些变化将引发一系列问题，如空气流量减小导致燃烧室含氧量降低，燃油温度降低粘度增大造成燃油喷嘴雾化效果恶化。这些因素导致火焰筒的速度场和浓度场偏离设计工况、处于化学恰当比的混合物区域缩小、燃油化学反应速率降低、最小点火能量增加、火焰传播困难，对点火器性能提出了更高要求。然而，目前使用的常规电火花放电点火，电火花放电集中在中心高压电极和外缘低压电极之间的一个电弧通道，加热区域面积小，导致点火初始火核小。随着气压降低，火花放电释放能量减小，火核穿透能力减弱，点火器性能不但没有增加反而降低。点火能力需求的增加与点火能力供给的减小，造成了航空发动机点火器高空点火能力的不足。在高空低温、低压极端条件下，发动机熄火后，常规电火花点火器难以实现有效点火。

发明内容

为提高航空发动机高空二次点火的可靠性，针对常规电火花放电点火的不足之处，本发明提出一种自激型射流火花点火器，以下简称“点火器”，其外形与常规点火器相同，由金属外壳201，绝缘体202，放电电极-包括外部放电电极对203和内部电极对301、导线204和射流孔205组成；其中

点火器为手电筒形状，导线204位于点火器尾部；金属外壳201位于点火器前半部分，为中空圆柱形状；绝缘体202为圆柱形，位于金属外壳内部，其外圆周与金属外壳201的内部紧密接触，内部加工凹槽和孔，用作射流孔205、放电腔302，且用于安装外部放电电极对203及内部电极对301；外部放电电极对203和射流孔205都位于绝缘体202的同一条直径上，其中射流孔205位于绝缘体202的圆心位置，外部放电电极对203以射流孔205为中心、关于对称轴AA对称放置；射流孔205置于绝缘体202中心，穿透绝缘体202通向放电腔302；外部放电电极对203穿透绝缘体202，一端位于绝缘体202内部，与导线204连接；另一端通向绝缘体202外部；放电腔302位于绝缘体202内部、紧邻射流孔205的位置，两端布置两个内部放电电极对301；外部放电电极对203的一个电极与点火电源的低压端相连，另一个电极与内部放电电极对的一个电极相连后通过串联一个电容后与点火电源的低压端相连，内部放电电极对的另一电极则与点火电源的高压端相连。

在本发明的一个实施例中，外部放电电极对203突出绝缘体202的端面0.2～2mm；外部放电电极对203由两个子电极组成，各子电极形状相同，均为圆柱型结构，直径0.5～2mm，电极间距与射流孔直径相匹配，为1～3mm；采用钨或钼作为金属材料；射流孔205为圆形，直径为0.5～2mm，深度0.5～2mm；内部电极对301由两个子电极组成，各子电极形状相同，均为长条圆柱型结构，直径0.5～2mm，电极间距与放电腔的长度相匹配，为1～3mm，电极突出放电腔高度为0.5～2mm；放电腔302为圆柱形，直径0.5～2mm，长1.5～3mm。