[实用新型]一种快速启动的地面超大型三组元加热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种快速启动的地面超大型三组元加热器，可用于大型地面试验系统，特别是吸气式发动机试验系统，如大流量高温直连式或自由射流式试验系统，以及高温风洞设备。

背景技术

近年来，随着航空航天技术的快速发展，高马赫数、大空域、高性能吸气式动力装置成为国内外的研究热点，开展地面试验是吸气式动力装置研究的重要手段，需要建设先进的高温、大流量地面直连式或自由射流式试验设备，以满足动力装置的试验研究。在该类型地面试验设备的研制过程中，为了模拟动力装置在飞行状态下的来流空气条件，通常在设备的前端设置空气加热器来解决大流量空气加热的技术问题，燃料燃烧的直接加热方式是采用常用加热方式之一的加热器。随着吸气式动力装置的飞行马赫数和结构尺度的增大，要求加热器的空气流量也将增大，温度提高，需要研制超大型的加热器满足动力装置的试验要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：超大型加热器在大流量、高温条件下实现空气、氧气和液体燃料三组元的快速启动和稳定燃烧，且结构可靠，燃烧效率高。

本实用新型的技术解决方案是：

一种快速启动的地面超大型三组元加热器，其特殊之处在于：包括点火器11、壳体10、空气接头、依次设置在壳体10内的双组元喷注器、空气喷注器和燃烧筒、设置在壳体上的氧气接头和燃料接头以及喉道，所述喉道与壳体的一端固定连接，

所述壳体的另一端与空气接头连接，所述壳体内形成空气腔9，

所述双组元喷注器包括喷注壳体31、设置在壳体内的多个均匀排布的喷注管道32以及固定喷注管道的分隔板36，所述分隔板将喷注壳体内腔分为氧气腔34和燃料腔35，所述喷注管道与氧气腔34和燃料腔35连通，

所述氧气接头通过氧气管8与氧气腔34连通，所述燃料接头通过燃料管与燃料腔35连通，

所述空气喷注器固定在喷注壳体31上，空气喷注器的出口位于燃烧筒内。

空气喷注器包括导流筒63和安装板64，所述导流筒的一端固定在喷注壳体31上，另一端通过安装板62与壳体连接，所述导流筒为扩口，所述导流筒上设置有多个直流式空气喷嘴61，所述安装板上设置有多个空气分流孔62，所述燃烧筒固定在导流筒63与安装板64的连接处，所述燃烧筒63与壳体之间形成冷却流道，一部分空气经过直流式空气喷嘴61进入燃烧筒，一部分空气经过空气分流孔62进入冷却流道进行冷却。

上述燃烧筒包括多个通过波纹板连接的气膜冷却环。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、本实用新型的加热器燃烧室直径Φ480mm，最大流量140kg/s，燃烧室直径超过同类型加热器的2倍，流量超过6倍，平均燃气温度超过1700K，是目前国内单管加热器流量最大、燃烧温度最高的三组元空气加热器。

2、本实用新型采用燃料吹氮技术，解决了加热器启动前燃料雾化问题，缩短燃料建压时间，同时解决了大流量下加热器快速启动问题，降低加热器出现启动压力峰的风险。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为本实用新型的双组元喷注器结构示意图；

图3为本实用新型的空气喷射器结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种快速启动的地面超大型三组元加热器，包括点火器11、壳体10、空气接头1、依次设置在壳体10内的双组元喷注器3、空气喷注器6和燃烧筒5、设置在壳体上的氧气接头2和燃料接头7以及喉道4，喉道4与壳体10的一端固定连接，壳体的另一端与空气接头连接，壳体内形成空气腔9，

如图2所示，双组元喷注器包括喷注壳体31、设置在壳体内的多个均匀排布的喷注管道32以及固定喷注管道的分隔板36，分隔板将喷注壳体内腔分为氧气腔34和燃料腔35，喷注管道与氧气腔34和燃料腔35连通，氧气接头通过氧气管8与氧气腔34连通，燃料接头通过燃料管与燃料腔35连通，空气喷注器固定在喷注壳体31上，空气喷注器的出口位于燃烧筒内。喷注管道32数量和排列方式可以根据加热器的具体参数进行调整。