微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高性能的飛行器推進(jìn)系統(tǒng)是未來飛行器發(fā)展的重要技術(shù)之一。飛行器推進(jìn)系統(tǒng)性能對飛行器的總體性能具有至關(guān)重要的影響，而飛行器推進(jìn)系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)能量高效轉(zhuǎn)換的前提條件是有效、可靠的點(diǎn)燃摻混油氣，并保持燃燒穩(wěn)定。飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室在工作過程中，隨著飛行器姿態(tài)、飛行器高度的快速變化、以及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道吸入其他前方飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排放出的尾氣等，都會(huì)使燃燒室的工作狀況變得非常惡劣，對發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性構(gòu)成較大威脅。特別是對于高空長航時(shí)連續(xù)工作的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其應(yīng)用的最大困難之一是必須具有足夠大的燃燒室穩(wěn)定工作范圍，即必須具有足夠大的能保持燃燒室穩(wěn)定工作的油/氣混合氣的余氣系數(shù)變化范圍。隨著航空飛行器飛行包線的不斷延伸，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)飛行包線內(nèi)點(diǎn)火啟動(dòng)的可靠性和增強(qiáng)燃燒的穩(wěn)定性顯得尤為重要。
[0003]一般情況下，當(dāng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室來流總焓較低時(shí)，燃料則不能在燃燒室內(nèi)發(fā)生自燃點(diǎn)火，此時(shí)就需要外加點(diǎn)火源。因此，目前在燃燒應(yīng)用領(lǐng)域中提高可燃混合氣的燃燒可靠性一直是具有相當(dāng)難度的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中航空發(fā)動(dòng)機(jī)特殊工作條件下(如超高空航行)燃燒室內(nèi)的油氣點(diǎn)火困難和燃燒不穩(wěn)定的冋題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置，包括:
[0006]微波連接器、微波放電諧振腔、內(nèi)導(dǎo)體和硼化鋯板；
[0007]所述微波連接器用于將微波饋入所述微波放電諧振腔內(nèi)，所述微波諧振腔用于將所述微波能量匯聚到內(nèi)導(dǎo)體，所述內(nèi)導(dǎo)體用于激發(fā)等離子體，所述硼化鋯板設(shè)置有通孔；
[0008]所述微波連接器一端設(shè)置在所述微波放電諧振腔底端外側(cè)，另一端設(shè)置在所述微波放電諧振腔底端內(nèi)側(cè)，所述微波放電諧振腔的頂端內(nèi)嵌有所述硼化鋯板，所述內(nèi)導(dǎo)體同軸設(shè)置于所述微波諧振腔的內(nèi)部，所述內(nèi)導(dǎo)體一端與所述微波諧振腔的底端固定連接，所述內(nèi)導(dǎo)體另一端從所述硼化鋯板上的通孔伸出。
[0009]進(jìn)一步地，所述內(nèi)導(dǎo)體長度和所述微波放電諧振腔的長度為微波波長值的四分之
_- O
[0010]進(jìn)一步地，所述微波放電諧振腔由頂端諧振腔和底端諧振腔組成，所述頂端諧振腔的直徑小于所述底端諧振腔的直徑。
[0011]進(jìn)一步地，所述內(nèi)導(dǎo)體與所述硼化鋯板連接一端為圓錐體，所述硼化鋯板設(shè)置的通孔為圓錐體通孔。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置的微波連接器用于將微波饋入微波放電諧振腔內(nèi)，所述微波諧振腔用于將微波能量匯聚到內(nèi)導(dǎo)體，所述內(nèi)導(dǎo)體激發(fā)等離子體，解決了的航空發(fā)動(dòng)機(jī)特殊工作條件下(如超高空航行)燃燒室內(nèi)的油氣點(diǎn)火困難和燃燒不穩(wěn)定的問題，實(shí)現(xiàn)了空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室前進(jìn)行預(yù)電離，降低點(diǎn)火難度，并且使燃燒更加充分。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置另一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]圖1為本發(fā)明微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的裝置可以包括:
[0020]微波連接器101、微波放電諧振腔102、內(nèi)導(dǎo)體103和硼化鋯板104 ；
[0021]所述微波連接器101用于將微波饋入所述微波放電諧振腔102內(nèi)，所述微波諧振腔102用于將所述微波能量匯聚到內(nèi)導(dǎo)體103，所述內(nèi)導(dǎo)體103用于激發(fā)等離子體，所述硼化鋯板104設(shè)置有通孔；
[0022]所述微波連接器101 —端設(shè)置在所述微波放電諧振腔102底端外側(cè)，另一端設(shè)置在所述微波放電諧振腔102底端內(nèi)側(cè)，所述微波放電諧振腔102的頂端內(nèi)嵌有所述硼化鋯板104，所述內(nèi)導(dǎo)體103同軸設(shè)置于所述微波諧振腔102的內(nèi)部，所述內(nèi)導(dǎo)體103 —端與所述微波諧振腔的底端固定連接，所述內(nèi)導(dǎo)體103另一端從所述硼化鋯板104上的通孔伸出。
[0023]具體來說，圖2為本發(fā)明微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，I為微波連接器，2微波放電諧振腔，3為內(nèi)導(dǎo)體，4為硼化鋯板。工作時(shí)，由微波功率源產(chǎn)生的微波能量依次通過功率放大器和環(huán)形器后傳輸?shù)椒烹娭C振腔內(nèi)部，檢測微波信號需連接衰減器，由大功率負(fù)載吸收反射功率，滿足使用條件的要求后，通過微波連接器將微波能量耦合到放電腔內(nèi)部，因?yàn)榉烹娗缓蛢?nèi)導(dǎo)體的長度跟微波波長存在一定的關(guān)系，故可以將微波能量最大化的轉(zhuǎn)化為內(nèi)導(dǎo)體尖端的電場，進(jìn)而達(dá)到放電引發(fā)點(diǎn)火助燃的目的。
[0024]進(jìn)一步地，所述內(nèi)導(dǎo)體長度和所述微波放電諧振腔的長度為微波波長的四分之_- O
[0025]具體來說，本實(shí)施例中所采用的微波頻率為2.45GHz，內(nèi)導(dǎo)體和微波放電諧振腔的長度都為90mm，即為該微波波長的四分之三。內(nèi)導(dǎo)體從所述硼化鋯板上的通孔伸出2mm，且內(nèi)導(dǎo)體的材料為鎢銅合金。本實(shí)施例微波同軸諧振腔等離子體可使微波能量最大化地轉(zhuǎn)化為內(nèi)導(dǎo)體尖端的電場，提高了點(diǎn)火助燃的效率。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置的微波連接器用于將微波饋入微波放電諧振腔內(nèi)，所述微波諧振腔用于將微波能量匯聚到內(nèi)導(dǎo)體，所述內(nèi)導(dǎo)體激發(fā)等離子體，解決了的航空發(fā)動(dòng)機(jī)特殊工作條件下(如超高空航行)燃燒室內(nèi)的油氣點(diǎn)火困難和燃燒不穩(wěn)定的問題，實(shí)現(xiàn)了空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室前進(jìn)行預(yù)電離，降低點(diǎn)火難度，并且使燃燒更加充分。
[0027]圖3為本發(fā)明微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置另一結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本實(shí)施例裝置的微波放電諧振腔，包括:
[0028]頂端諧振腔201和底端諧振腔202，所述頂端諧振腔201的直徑小于所述底端諧振腔202的直徑。
[0029]本實(shí)施例的裝置，頂端諧振腔的直徑小于底端諧振腔的直徑，便于該裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的安裝，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火助燃裝置的結(jié)構(gòu)簡單，操作簡易，降低了成本，提高了裝置的可靠性。
[0030]圖4為本發(fā)明微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置另一結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，本實(shí)施例裝置是在圖3所示的裝置基礎(chǔ)之上，所述內(nèi)導(dǎo)體403與所述硼化鋯板404連接一端為圓錐體，所述硼化鋯板404設(shè)置的通孔為圓錐體通孔。所述微波連接器401，所述微波放電諧振腔402。
[0031]本實(shí)施例的裝置，硼化鋯板設(shè)置的通孔為圓錐體通孔，與內(nèi)導(dǎo)體一端的圓錐體形匹配，加強(qiáng)了內(nèi)導(dǎo)體的穩(wěn)固性，提高了點(diǎn)火助燃裝置的可靠性。
[0032]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置，其特征在于，包括: 微波連接器、微波放電諧振腔、內(nèi)導(dǎo)體和硼化鋯板； 所述微波連接器用于將微波饋入所述微波放電諧振腔內(nèi)，所述微波諧振腔用于將所述微波能量匯聚到內(nèi)導(dǎo)體，所述內(nèi)導(dǎo)體用于激發(fā)等離子體，所述硼化鋯板設(shè)置有通孔； 所述微波連接器一端設(shè)置在所述微波放電諧振腔底端外側(cè)，另一端設(shè)置在所述微波放電諧振腔底端內(nèi)側(cè)，所述微波放電諧振腔的頂端內(nèi)嵌有所述硼化鋯板，所述內(nèi)導(dǎo)體同軸設(shè)置于所述微波諧振腔的內(nèi)部，所述內(nèi)導(dǎo)體一端與所述微波諧振腔的底端固定連接，所述內(nèi)導(dǎo)體另一端從所述硼化鋯板上的通孔伸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體長度和所述微波放電諧振腔的長度為微波波長的四分之三。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述微波放電諧振腔由頂端諧振腔和底端諧振腔組成，所述頂端諧振腔的直徑小于所述底端諧振腔的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體與所述硼化鋯板連接一端為圓錐體，所述硼化鋯板設(shè)置的通孔為圓錐體通孔。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種微波同軸諧振腔等離子體點(diǎn)火助燃裝置。本發(fā)明方法，包括：微波連接器、微波放電諧振腔、內(nèi)導(dǎo)體和硼化鋯板；微波連接器用于將微波饋入微波放電諧振腔內(nèi)，微波諧振腔用于將微波能量匯聚到內(nèi)導(dǎo)體，內(nèi)導(dǎo)體用于激發(fā)等離子體，硼化鋯板設(shè)置有通孔；微波連接器一端設(shè)置在微波放電諧振腔底端外側(cè)，另一端設(shè)置在微波放電諧振腔底端內(nèi)側(cè)，微波放電諧振腔的頂端內(nèi)嵌有硼化鋯板，內(nèi)導(dǎo)體同軸設(shè)置于微波諧振腔的內(nèi)部，內(nèi)導(dǎo)體一端與微波諧振腔的底端固定連接，內(nèi)導(dǎo)體另一端從硼化鋯板上的通孔伸出。本發(fā)明實(shí)施例解決了航空發(fā)動(dòng)機(jī)特殊工作條件下(如超高空航行)燃燒室內(nèi)油氣點(diǎn)火困難和燃燒不穩(wěn)定的問題。
【IPC分類】F02C7-266
【公開號】CN104612835
【申請?zhí)枴緾N201510010084
【發(fā)明人】夏廣慶, 郝劍昆, 鄒存祚, 王鵬, 徐宗琦, 吳秋云, 周念東
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月7日