[发明专利]扫掠式等离子体射流点火器

权利要求书

1.扫掠式等离子体射流点火器，由射流出口(101)、射流自激振荡腔(102)、点火器壳体阴极(103)、点火器阳极(104)、点火器进气孔(105)、绝缘体(106)、导线连接孔(107)组成；其中

点火器壳体阴极(103)与燃烧室相连接固定，主体为圆柱形，其内部的纵剖面形状自上而下被射流出口(101)、射流自激振荡腔(102)、点火器阳极(104)的形状所限定，呈左右对称形状；点火器壳体阴极(103)的外部直径为14～18mm；

射流出口(101)在点火器壳体阴极(103)的最上方形成，为向外扩散的截面圆锥体形状，锥角为30°～60°，外直径范围为4～8mm，最下端的出口直径为1～2mm，高度为10～20mm；

射流自激振荡腔(102)紧临射流出口(101)，由左右两个“C”形射流反馈通道及中央通道组成，分别位于点火器对称平面两侧和中央，反馈通道直径为2～3mm；中央通道截面为圆锥体形状，上锥面直径为2～4mm，下锥面直径为1～3mm，高度为8～12mm；

点火器阳极(104)上部为截面圆锥体形状，圆锥顶部直径不小于1mm，圆锥角为10°～30°，高度为3～7mm，下部为圆柱体，直径范围为3～6mm；点火器阳极(104)与点火器壳体阴极(103)之间有引气通道；

点火器进气孔(105)为斜槽结构，形状为圆端形，直径范围为2～4mm，依托于外部气源进气，或利用燃烧室二次流引气；流入点火器进气孔(105)的气流通过点火器阳极(104)外围的引气通道进入射流自激振荡腔(102)；不考虑其中央处的点火器阳极(104)，整个引气通道上部为截面圆锥体形状，下部为圆柱形；截面圆锥体高度为8～16mm，锥角为45～60°；圆柱形直径为8～12mm，高度根据点火器进气孔(105)的位置确定；

射流点火器绝缘体(106)为中空圆柱状结构，中部嵌入点火器阳极(104)，二者紧密连接，外部直径范围为8～12mm；

导线连接孔(107)位于点火器底部，用于将点火器阳极(104)连接到外部；并且

从气流通道看，射流出口(101)、射流自激振荡腔(102)、点火器阳极(104)外围的通道、和点火器进气孔(105)是空气连通的；

射流出口(101)、点火器壳体阴极(103)、射流自激振荡腔(102)、点火器阳极(104)、绝缘体(106)和导线连接孔(107)的中轴线与整个点火器的纵向中轴线相重合。

2.如权利要求1所述的扫掠式等离子体射流点火器，其中

点火器壳体阴极(103)的外部直径为18mm；

射流出口(101)的截面圆锥体的锥角为45°，外直径为8mm，最下端的出口直径为2mm，高度为14mm；

射流自激振荡腔(102)的反馈通道直径为3mm；中央通道截面的截面圆锥体，其上锥面直径为3mm，下锥面直径为2mm，高度为10mm；

点火器阳极(104)上部截面圆锥体的圆锥角为30°，高度为5mm；下部圆柱体的直径为5mm；

点火器进气孔(105)的圆端形的直径为3mm；整个引气通道上部的截面圆锥体的高度为10mm，锥角为60°，下部圆柱形的直径为12mm；

射流点火器绝缘体(106)的外部直径为12mm；导线连接孔(107)采用通用点火器的航空插头形状。

3.如权利要求1所述的扫掠式等离子体射流点火器，其中设置多个点火器进气孔(105)，沿环向均匀布置。

4.如权利要求3所述的扫掠式等离子体射流点火器，其中点火器进气孔(105)数量为4个。

5.如权利要求1至4的任何一项所述的扫掠式等离子体射流点火器的工作方法为：初始时刻，受到流体康达效应的影响，射流从点火器阳极(104)四周流入射流自激振荡腔(102)时，将紧贴某一侧壁面流动；第一射流(201)在射流自激振荡腔的中央通道内紧贴左侧壁面流动；由于射流出口(101)最小处的直径小于射流自激振荡腔(102)中轴流道上部直径，左侧的贴壁流体进入射流出口(101)的底部时将受到阻挡，一部分流体将射流自激振荡腔(102)的左侧“C形”反馈通道(202)，并从底部(203)位置处流向振荡腔的中轴处；此时射流自激振荡腔(102)左右压力不再相同，左侧压力增加，导致射流进入射流自激振荡腔(102)时将改变附壁方向，改变流动状态，即第二射流(204)从紧贴左侧壁面转向右侧壁面流动；同理，此时右侧贴壁射流将有部分流体从射流自激振荡腔的右上角(205)位置进入射流自激振荡腔(102)的右侧“C形”反馈通道，并从射流自激振荡腔的右下角(206)位置处流向振荡腔的中轴处；这样，射流自激振荡腔(102)的右侧压力增加，进入右侧的流体将射流逐步恢复成左侧贴壁状态；周而复始，射流将在射流自激振荡腔(102)内左右摆动，进而改变等离子体射流在射流出口(101)的贴壁方向，形成扫掠式射流；

此时，当点火器阳极(104)与点火器壳体阴极(103)之间施加高电压时，电极之间空气将被击穿，形成等离子体区域；受到射流驱动，等离子体将同载气从射流出口(101)喷出，且喷射方向受射流方向影响，从而形成扫掠式等离子体射流点火。