一种航空发动机催化点火装置

文档序号:847618 发布日期:2021-03-16 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种航空发动机催化点火装置 (Catalytic ignition device of aircraft engine ) 是由 谭俊 郝继红 乔宇 于 2020-11-27 设计创作,主要内容包括:本申请属于发动机点火领域,涉及一种航空发动机催化点火装置,包括:壳体(1),所述壳体(1)包括进气口、出气口以及由进气口及出气口限定的燃气通道,所述进气口连接航空煤油与氧气的混合输出通道,所述出气口连接燃烧室;催化载体(2),设置在壳体(1)的燃气通道内,所述催化载体(2)由金属铂铑制成。本申请的航空发动机催化点火装置可以完成加力燃烧室的点火任务,且产品结构简单,不使用电源,能在发动机内高温环境下长期工作,且具有外场维护和更换方便的优点。(The application belongs to the engine field of igniteing, relates to an aeroengine catalysis ignition, includes: the fuel gas burner comprises a shell (1), wherein the shell (1) comprises a gas inlet, a gas outlet and a fuel gas channel limited by the gas inlet and the gas outlet, the gas inlet is connected with a mixing output channel of aviation kerosene and oxygen, and the gas outlet is connected with a combustion chamber; the catalytic carrier (2) is arranged in a fuel gas channel of the shell (1), and the catalytic carrier (2) is made of metal platinum and rhodium. The catalytic ignition device of the aero-engine can complete the ignition task of the afterburner, is simple in structure, does not use a power supply, can work for a long time in a high-temperature environment in the engine, and has the advantages of convenience in outfield maintenance and replacement.)

一种航空发动机催化点火装置

技术领域

本申请属于发动机点火领域,特别涉及一种航空发动机催化点火装置。

背景技术

目前航空发动机加力燃烧室使用的点火系统由点火装置、点火电缆、点火电嘴组成,点火系统由发动机上提供的交流或直流供电驱动,首先由点火装置将低压直流电或低压交流电转换成高压脉冲电能,高压脉冲电能经过点火电缆传输至点火电嘴,击穿点火电嘴放电端的空气,形成点火花,从而点燃发动机燃烧室的燃油空气混合气体。此种点火系统产品优点是点火能量大、能量可控、点火可靠性较高,但是在出现故障时,现场排故换件复杂,同时受器件和原材料使用温度影响,点火系统产品一般安装在发动机机匣上,只有点火电嘴放电端插入发动机燃烧室内。

发明内容

为了解决上述技术问题,本申请提出一种结构简单、耐高温、以化学反应原理点燃航空发动机内加力燃烧室的点火装置,来满足发动机使用的特定要求。

本申请航空发动机催化点火装置,主要包括:

壳体,所述壳体包括进气口、出气口以及由进气口及出气口限定的燃气通道,所述进气口连接航空煤油与氧气的混合输出通道,所述出气口连接燃烧室;

催化载体,设置在壳体的燃气通道内,所述催化载体由金属铂铑制成。

优选的是,所述催化载体与所述壳体内壁之间设置有隔热板。

优选的是,所述隔热板由耐高温陶瓷类材料制成。

优选的是,所述催化载体设置为网状结构。

优选的是,所述壳体由高温合金加工成型。

优选的是,所述壳体的燃气通道包括进气段、化学反应段、排气段,进气段连接所述进气口,排气段连接所述出气口,化学反应段位于进气段与排气段之间,化学反应段在靠近进气段的位置处设置有挡板,所述挡板用于引导进气段内的燃气向化学反应段的内壁处流动,所述催化载体固定在化学反应段的内壁处。

优选的是,所述化学反应段的内径大于进气段及排气段的内径,从而在所述化学反应段内壁处形成心窝部,所述催化载体设置在所述心窝部。

本申请的航空发动机催化点火装置可以完成加力燃烧室的点火任务,且产品结构简单,不使用电源,能在发动机内高温环境下长期工作,且具有外场维护和更换方便的优点。

附图说明

图1是本申请航空发动机催化点火装置结构示意图。

其中,1-壳体,2-催化载体,3-隔热板,11-进气段,12-化学反应段,13-排气段,14-挡板。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。

此外,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解,例如,连接可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

如图1所示,本申请提供了一种航空发动机催化点火装置,主要包括:

壳体1,所述壳体1包括进气口、出气口以及由进气口及出气口限定的燃气通道,所述进气口连接航空煤油与氧气的混合输出通道,所述出气口连接燃烧室;催化载体2,设置在壳体1的燃气通道内,所述催化载体2由金属铂铑制成。

在一些可选实施方式中,所述催化载体2与所述壳体1内壁之间设置有隔热板3,所述隔热板可以由耐高温的陶瓷类材料制成,也可以由例如泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板等隔热材料制成。

在一些可选实施方式中,所述催化载体设置为网状结构,网状结构增加了燃气与催化载体的接触面积,备选实施方式中,也可以通过在管道内壁延伸凸起的形式,该凸起由金属铂铑材料制成。

在一些可选实施方式中,所述壳体1由高温合金加工成型。

本申请的点火装置主要由产品壳体、隔热材料、催化材料三部分构成。壳体由高温合金加工成型,隔热材料使用耐高温陶瓷类材料,壳体和隔热材料能够在发动机内部高温环境下长期使用。催化材料使用催化活性高的金属铂铑加工成网状结构,以增加燃油混合气体与催化材料的接触面积。此种催化点火装置利用航空煤油中烃类化学物质与氧气混合后,在温度400℃~500℃环境下,通过铂铑网的催化作用,发生剧烈化学反应产生二氧化碳和水,同时产生大量的热量,当热量使航空煤油的燃点时,点燃燃烧室内的燃油混合气体,实现点火。在反应过程中,铂铑合金作为金属催化剂,并不会损耗掉。

催化反应的公式为:

需要说明的是,本申请的航空发动机催化点火装置的进气口还可以设置阀门,以控制燃气进入,通常情况下,阀门是设置在本申请发动机催化点火装置的前置通道中,例如航空煤油与氧气的混合输出通道上,应当理解的是,本申请的混合输出通道的高温燃油混合气体是经过压缩做功的,其本身具备高温条件。

在一些可选实施方式中,所述壳体1的燃气通道包括进气段11、化学反应段12、排气段13,进气段11连接所述进气口,排气段13连接所述出气口,化学反应段12位于进气段11与排气段13之间,化学反应段12在靠近进气段11的位置处设置有挡板14,所述挡板14用于引导进气段11内的燃气向化学反应段12的内壁处流动,所述催化载体2固定在化学反应段12的内壁处。

参考图1,考虑到催化载体的固定,本申请将催化载体设置在靠近壳体内壁的隔热板3上,同时也存在一部分催化载体贴合设置在挡板14上,挡板14同样采用隔热材料制成,其可以与隔热板3分开设计,也可以与隔热板3一体成型。

在一些可选实施方式中,所述化学反应段12的内径大于进气段11及排气段13的内径,从而在所述化学反应段12内壁处形成心窝部,所述催化载体2设置在所述心窝部。

可以理解的是,将化学反应段12的内径做大,可以使高温燃油混合气体沿图1所示的流动方向流动,即先扩张后收缩,具有更好的点火效果。

本申请的航空发动机催化点火装置可以完成加力燃烧室的点火任务,且产品结构简单,不使用电源,能在发动机内高温环境下长期工作,且具有外场维护和更换方便的优点。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案,领域内技术人员应该理解的是,本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式,在不偏离本申请的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

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