喷粉机构及旋转爆震发动机制造技术

本文实施例公开一种喷粉机构及旋转爆震发动机，涉及但不限于旋转爆震发动机技术。该喷粉机构包括设置有第一喷口、第二喷口和混合流道的本体。其中，第一喷口的喷注方向和第二喷口的喷注方向能够在混合流道内相交，使得经由第一喷口喷入混合流道的固体粉末燃料和经由第二喷口喷入混合流道的固体粉末氧化剂能够在混合流道内直接碰撞，进行预混，使得进入环状燃烧腔中的固体粉末燃料与固体粉末氧化剂的混合更均匀，混合比例能够达到预设值，从而提升旋转爆震发动机的性能。而提升旋转爆震发动机的性能。而提升旋转爆震发动机的性能。

【技术实现步骤摘要】
喷粉机构及旋转爆震发动机


[0001]本文涉及但不限于旋转爆震发动机技术，尤指一种喷粉机构及旋转爆震发动机。

技术介绍

[0002]爆震燃烧是通过前导激波对可爆混合物压缩使其发生高速化学反应来实现；因爆震燃烧具有单位时间放热强度大、自增压、燃烧效率高、污染物排放低等优点。
[0003]旋转爆震发动机(Rotating Detonation Engine，简称RDE)是一种利用连续爆震燃烧来产生推力的新概念发动机。爆震波沿着发动机圆周向传播，持续连续点燃喷进燃烧室的燃料。RDE的热循环效率远高于基于等压燃烧的传统喷气式发动机，且释热速率快、结构简单。
[0004]旋转爆震燃烧室是一种利用爆震燃烧方式的环形燃烧室，燃料由燃烧室头部(上游)的多个喷嘴共同供给。为了提高能量密度、提高推力可控性水平，采用固体粉末燃料的粉末发动机等概念在近年来逐渐被提出。固体粉末燃料具有密度高、稳定性好、应用较为方便等特点。同时，固体粉末燃料与液体/气体燃料相比，与氧化剂不能够很好的混合，尤其是固体粉末燃料与固体粉末氧化剂混合，极易造成局部燃料或氧化剂比例过大，影响旋转爆震发动机的性能。

技术实现思路

[0005]本文的主要目的是提供一种喷粉机构及旋转爆震发动机，旨在解决现有旋转爆震发动机在采用的燃料和氧化剂为固体粉末时，燃料与氧化剂混合不均匀的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本文实施例提出的一种喷粉机构，应用于旋转爆震发动机，所述旋转爆震发动机具有环状燃烧腔，所述喷粉机构包括本体，所述本体设置有第一喷口、第二喷口和混合流道，所述第一喷口设置成能够将固体粉末燃料喷入所述混合流道，所述第二喷口设置成能够将固体粉末氧化剂喷入所述混合流道，所述第一喷口的喷注方向和所述第二喷口的喷注方向能够在所述混合流道内相交，所述混合流道与所述环状燃烧腔连通。
[0007]在所述喷粉机构的一些实施例中，所述第一喷口的喷注方向和所述第二喷口的喷注方向的夹角为45
°
～75
°
。
[0008]在所述喷粉机构的一些实施例中，所述第一喷口的直径为0.6mm～1.0mm。
[0009]在所述喷粉机构的一些实施例中，所述第二喷口的直径为1.4mm～1.8mm。
[0010]在所述喷粉机构的一些实施例中，所述混合流道呈环状，所述混合流道与所述环状燃烧腔相匹配并同轴设置，所述本体包括沿所述混合流道的径向相对设置的内壁和外壁，所述内壁和所述外壁围设形成所述混合流道，所述第一喷口的喷注方向指向所述内壁和所述外壁中的一者，所述第二喷口的喷注方向指向所述内壁和所述外壁中的另一者。
[0011]在所述喷粉机构的一些实施例中，所述第一喷口的数量为多个且多个所述第一喷口沿所述混合流道的周向均匀设置，所述第二喷口的数量与所述第一喷口的数量一致且一一对应，相对应的所述第一喷口与所述第二喷口沿所述混合流道的径向间隔设置。
[0012]为实现上述目的，本文实施例还提出的一种旋转爆震发动机，包括：
[0013]流化装置，设置成能够将固体粉末燃料和固体粉末氧化剂流化；
[0014]如上所述的喷粉机构；
[0015]燃烧室，具有环状燃烧腔，所述喷粉机构连通于所述流化装置和所述环状燃烧腔的入口之间，能够将流化后的固体粉末燃料和固体粉末氧化剂喷入到所述环状燃烧腔中；及
[0016]起爆机构，安装于所述燃烧室并与所述环状燃烧腔连通，设置成能够引爆所述环状燃烧腔中的固体粉末燃料和固体粉末氧化剂的混合物，使所述环状燃烧腔内形成旋转爆震波。
[0017]在所述旋转爆震发动机的一些实施例中，所述流化装置包括：
[0018]第一容器，与所述喷粉机构连通，所述第一容器具有容纳固体粉末燃料的空间；
[0019]第二容器，与所述喷粉机构连通，所述第二容器具有容纳固体粉末氧化剂的空间；
[0020]驱动机构，能够驱动固体粉末燃料和固体粉末氧化剂向所述喷粉机构移动；及
[0021]流化机构，设置成能够向所述第一容器和所述第二容器供气，以使固体粉末燃料和固体粉末氧化剂在进入所述喷粉机构前被流化。
[0022]在所述旋转爆震发动机的一些实施例中，所述驱动机构包括驱动单元、第一活塞和第二活塞，所述第一活塞设置在所述第一容器上，所述第二活塞设置在所述第二容器上，所述驱动单元能够同时或分别驱动所述第一活塞和所述第二活塞，以驱动固体粉末燃料和固体粉末氧化剂向所述喷粉机构移动。
[0023]在所述旋转爆震发动机的一些实施例中，所述流化机构还包括位移传感器，所述位移传感器设置成对所述第一活塞和所述第二活塞的位移量进行监测；和/或
[0024]所述流化机构还包括压力传感器，所述压力传感器设置成对所述第一容器和所述第二容器的内部压力进行监测。
[0025]实施本文实施例，将具有如下有益效果：
[0026]上述方案的喷粉机构应用装备于旋转爆震发动机中，除了能够将固体粉末燃料与固体粉末氧化剂喷入环状燃烧腔之外，喷粉机构还能够提升固体粉末燃料与固体粉末氧化剂混合精度，保证固体粉末燃料与固体粉末氧化剂的混合比例达到预设值，从而提升旋转爆震发动机的性能。具体而言，该喷粉机构包括设置有第一喷口、第二喷口和混合流道的本体。其中，第一喷口的喷注方向和第二喷口的喷注方向能够在混合流道内相交，使得经由第一喷口喷入混合流道的固体粉末燃料和经由第二喷口喷入混合流道的固体粉末氧化剂能够在混合流道内直接碰撞，进行预混，使得进入环状燃烧腔中的固体粉末燃料与固体粉末氧化剂的混合更均匀，混合比例能够达到预设值，从而提升旋转爆震发动机的性能。
[0027]本文的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本文而了解。本文的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
[0028]附图用来提供对本文技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本文的实施例一起用于解释本文的技术方案，并不构成对本文技术方案的限制。
[0029]图1为本文旋转爆震发动机一实施例的示意图；
[0030]图2为本文旋转爆震发动机一实施例中喷粉机构的主视图；
[0031]图3为图2中A部放大结构示意图；
[0032]图4为图2中B
‑
B向剖视图；
[0033]图5为图4中C部放大结构示意图；
[0034]图6为本文旋转爆震发动机一实施例中起爆机构与环状燃烧腔连通示意图。
[0035]其中，附图标记如下：
[0036]10、流化装置；11、第一容器；111、第三阀门；12、第二容器；121、第四阀门；13、驱动机构；131、驱动单元；132、第一活塞；133、第二活塞；14、流化机构；141、储气单元；142、第一管路；1421、第一阀门；143、第二管路；1431、第二阀门；20、喷粉机构；21、本体；211、内壁；212、外壁；30、燃烧室；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷粉机构，其特征在于，应用于旋转爆震发动机，所述旋转爆震发动机具有环状燃烧腔，所述喷粉机构包括本体，所述本体设置有第一喷口、第二喷口和混合流道，所述第一喷口设置成能够将固体粉末燃料喷入所述混合流道，所述第二喷口设置成能够将固体粉末氧化剂喷入所述混合流道，所述第一喷口的喷注方向和所述第二喷口的喷注方向能够在所述混合流道内相交，所述混合流道与所述环状燃烧腔连通。2.如权利要求1所述的喷粉机构，其特征在于，所述第一喷口的喷注方向和所述第二喷口的喷注方向的夹角为45
°
～75
°
。3.如权利要求1所述的喷粉机构，其特征在于，所述第一喷口的直径为0.6mm～1.0mm。4.如权利要求1所述的喷粉机构，其特征在于，所述第二喷口的直径为1.4mm～1.8mm。5.如权利要求1至4中任一项所述的喷粉机构，其特征在于，所述混合流道呈环状，所述混合流道与所述环状燃烧腔相匹配并同轴设置，所述本体包括沿所述混合流道的径向相对设置的内壁和外壁，所述内壁和所述外壁围设形成所述混合流道，所述第一喷口的喷注方向指向所述内壁和所述外壁中的一者，所述第二喷口的喷注方向指向所述内壁和所述外壁中的另一者。6.如权利要求5所述的喷粉机构，其特征在于，所述第一喷口的数量为多个且多个所述第一喷口沿所述混合流道的周向均匀设置，所述第二喷口的数量与所述第一喷口的数量一致且一一对应，相对应的所述第一喷口与所述第二喷口沿所述混合流道的径向间隔设置。7.一种旋转爆震发动机，其特征在于，包括：流化装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：董天龙，董琨，史晓亮，高宗永，霍纪晖，
申请(专利权)人：清航空天北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：