对冲式气体掺混器制造技术

本发明专利技术公开了一种对冲式气体掺混器。所述对冲式气体掺混器包括气体掺混器主体，所述气体掺混器主体包括外壳以及由所述外壳围合形成的掺混室，所述外壳上设置有与所述掺混室相连通的出气结构以及多个进气结构；多个所述进气结构环绕所述掺混室分布，所述进气结构包括多个气孔，每一所述气孔包括导气通道以及分别位于所述导气通道两端的进气口、出气口，其中，至少选定的多个气孔的出气口的轴线方向相互交叉或重合，该选定的多个气孔分别属于不同的进气结构。本发明专利技术提供的一种阵列小孔对冲式气体掺混器，实现了在燃烧室前对多种气体进行预掺混，可减少低掺混均匀度气体对于爆轰波稳定传播的阻碍作用。传播的阻碍作用。传播的阻碍作用。

【技术实现步骤摘要】
对冲式气体掺混器


[0001]本专利技术特别涉及一种对冲式气体掺混器，属于动力


技术介绍

[0002]气体掺混器应用于两种气体掺混或雾化液体与气体掺混的场合。在涉及到燃烧的领域如吸气式发动机、火箭发动机、重型燃机等，气体掺混器起到充分混合燃料与氧化剂的作用，燃料与氧化剂的掺混均匀程度会影响燃料在燃烧室的燃烧质量。没有经过均匀掺混的燃气会产生局部不均匀燃烧，导致了能量损失浪费，降低燃料使用率。在旋转爆轰发动机技术研究领域，工程化研究通常采用非预混式进气结构以防止回火现象的发生；但是在机理研究中，为了全面评估爆轰发动机的性能，也可以使用预混燃气作为燃料。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种对冲式气体掺混器，从而克服现有技术中的不足。
[0004]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0005]本专利技术实施例提供了一种对冲式气体掺混器，包括气体掺混器主体，所述气体掺混器主体包括外壳以及由所述外壳围合形成的掺混室，所述外壳上设置有与所述掺混室相连通的出气结构以及多个进气结构；
[0006]多个所述进气结构环绕所述掺混室分布，所述进气结构包括多个气孔，每一所述气孔包括导气通道以及分别位于所述导气通道两端的进气口、出气口，其中，至少选定的多个气孔的出气口的轴线方向相互交叉或重合，该选定的多个气孔分别属于不同的进气结构。
[0007]本专利技术实施例还提供了一种发动机，包括所述的对冲式气体掺混器。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的优点包括：
[0009]1)本专利技术实施例提供的一种对冲式气体掺混器，可使燃料气体与氧化剂气体进入燃烧室前，先进入预混器充分掺混，使进入燃烧室的混合气体成分均匀，有利于爆轰发动机的成功起爆与爆轰波稳定自持传播；
[0010]2)以本专利技术实施例提供的一种对冲式气体掺混器为基础的新型旋转爆轰发动机燃烧室结构可大幅度简化，并提高了发动机的推重比等。
附图说明
[0011]图1是本专利技术一典型实施案例中提供的一种对冲式气体掺混器的结构示意图；
[0012]图2是本专利技术一典型实施案例中提供的一种对冲式气体掺混器的爆炸结构示意图；
[0013]图3是本专利技术一典型实施案例中提供的一种对冲式气体掺混器的爆炸结构示意图；
[0014]图4是本专利技术一典型实施案例中提供的一种对冲式气体掺混器的内部结构示意图；
[0015]图5a和图5b是本专利技术实施例1中提供的一种气体掺混器主体的主体部分的结构示意图；
[0016]图6a和图6b是本专利技术实施例1中提供的一种气体掺混器主体的主体部分的横截面结构示意图；
[0017]图7a和图7b是本专利技术实施例2中提供的一种气体掺混器主体的主体部分的横截面结构示意图；
[0018]图8a和图8b分别是本专利技术实施例3、实施例4中提供的一种气体掺混器主体的主体部分的横截面结构示意图；
[0019]图9a、图9b、图9c分别是本专利技术一典型实施案例中提供的一种对冲式气体掺混器中进气结构中多个气孔的排列结构示意图；
[0020]图10是本专利技术一典型实施案例中提供的一种对冲式气体掺混器的原理结构示意图；
[0021]图11是本专利技术一典型实施案例中提供的一种对冲式气体掺混器和燃烧室配合的结构示意图。
具体实施方式
[0022]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0023]本专利技术主要针对预混式旋转爆轰发动机，提供了一种阵列小孔对冲式气体掺混器，实现在燃烧室前对多路气体进行预掺混，可减少低掺混均匀度气体对于爆轰波稳定传播的阻碍作用。
[0024]本专利技术实施例提供的一种对冲式气体掺混器，既能够应用于以空气作为氧化剂的吸气式发动机，也能够用于自带氧化剂的火箭发动机。
[0025]本专利技术实施例提供了一种对冲式气体掺混器，包括气体掺混器主体，所述气体掺混器主体包括外壳以及由所述外壳围合形成的掺混室，所述外壳上设置有与所述掺混室相连通的出气结构以及多个进气结构；
[0026]多个所述进气结构环绕所述掺混室分布，所述进气结构包括多个气孔，每一所述气孔包括导气通道以及分别位于所述导气通道两端的进气口、出气口，其中，至少选定的多个气孔的出气口的轴线方向相互交叉或重合，该选定的多个气孔分别属于不同的进气结构。
[0027]在一些具体的实施方式中，每一所述气孔的进气口与出气口同轴设置。
[0028]在一些具体的实施方式中，每一所述气孔的进气口、导气通道和出气口同轴设置。
[0029]在一些具体的实施方式中，所述进气口的面积大于或等于所述出气口的面积。
[0030]在一些具体的实施方式中，所述进气通道的内壁为连续的曲面。
[0031]在一些具体的实施方式中，所述进气通道的内壁的任一区域所对应的圆心角大于或等于90
°
。
[0032]在一些具体的实施方式中，所述进气结构所包含的多个气孔的轴线方向平行设
置。
[0033]在一些具体的实施方式中，所述气孔的出气口的轴线方向与掺混室的轴线方向所呈角度为30
‑
90
°
，优选为90
°
。
[0034]在一些具体的实施方式中，每一所述进气结构中的多个气孔的结构均相同。
[0035]在一些具体的实施方式中，多个所述进气结构中的多个气孔的结构均相同。
[0036]在一些具体的实施方式中，每一所述进气结构所包含的多个气孔呈阵列分布。
[0037]在一些具体的实施方式中，所述进气孔的孔径为0.3
‑
1.5mm，优选为0.3
‑
0.8mm，所述进气孔的长径比(长度/孔径)在8以下，以防止过长的粗糙管壁使气体的沿程损失过大，动量降低太多，降低掺混效果。
[0038]在一些具体的实施方式中，于所述掺混室的轴线方向上，多个所述进气结构的部分气孔所处高度相同。
[0039]在一些具体的实施方式中，于所述掺混室的轴线方向上，多个所述进气结构的整体所处高度相同。
[0040]在一些具体的实施方式中，于环绕所述掺混室的圆周方向上，任意两个进气结构所呈角度大于0
°
而小于或等于180
°
，优选为大于90
°
而小于或等于180
°
。
[0041]在一些具体的实施方式中，于环绕所述掺混室的圆周方向上，多个所述进气结构等角度设置。
[0042]在一些具体的实施方式中，多个所述进气结构的结构相同。
[0043]在一些具体的实施方式中，任意两个所述进气结构的多个气孔一一对应。
[0044]在一些具体的实施方式中，所述掺混室的内壁为连续的曲面。
[0045]在一些具体的实施方式中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对冲式气体掺混器，包括气体掺混器主体，所述气体掺混器主体包括外壳以及由所述外壳围合形成的掺混室，所述外壳上设置有与所述掺混室相连通的出气结构以及多个进气结构；其特征在于：多个所述进气结构环绕所述掺混室分布，所述进气结构包括多个气孔，每一所述气孔包括导气通道以及分别位于所述导气通道两端的进气口、出气口，其中，至少选定的多个气孔的出气口的轴线方向相互交叉或重合，该选定的多个气孔分别属于不同的进气结构。2.根据权利要求1所述的对冲式气体掺混器，其特征在于：每一所述气孔的进气口与出气口同轴设置；优选的，每一所述气孔的进气口、导气通道和出气口同轴设置；优选的，所述进气口的面积大于或等于所述出气口的面积；优选的，所述进气通道的内壁为连续的曲面；优选的，所述进气通道的内壁的任一区域所对应的圆心角大于或等于90
°
。3.根据权利要求1或2所述的对冲式气体掺混器，其特征在于：所述进气结构所包含的多个气孔的轴线方向平行设置；优选的，所述气孔的出气口的轴线方向与掺混室的轴线方向所呈角度为30
‑
90
°
；优选的，每一所述进气结构中的多个气孔的结构均相同；优选的，多个所述进气结构中的多个气孔的结构均相同；优选的，每一所述进气结构所包含的多个气孔呈阵列分布；优选的，所述进气孔的孔径为0.3
‑
1.5mm，优选为0.3
‑
0.8mm；优选的，所述进气孔的长径比在8以下。4.根据权利要求3所述的对冲式气体掺混器，其特征在于：于所述掺混室的轴线方向上，多个所述进气结构的部分气孔所处高度相同；优选的，于所述掺混室的轴线方向上，多个所述进气结构的整体所处高度相同；优选的，于环绕所述掺混室的圆周方向上，任意两个进气结构所呈角度大于0
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于经天，姚松柏，徐子法，张文武，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：