一种适用于液态燃料的高效起爆器的制作方法

本发明涉及的是一种起爆器，具体地说是燃气轮机起爆器。

背景技术：

1、传统燃气轮机基于布雷顿循环，其燃烧室采用等压燃烧，燃烧过程熵变较大，极大限制了燃气轮机循环热效率的进一步提高。当前传统燃气轮机循环热效率已经趋于极限，急需开展新型热力循环技术研究。爆轰燃烧具有自增压、熵变小、放热快等优点，若将爆轰燃烧技术应用在燃气轮机上，将使燃气轮机具有等容加热循环的高循环热效率，可使燃气轮机循环热效率相对提高约20％。

2、目前爆轰燃烧技术的研究主要集中在气态燃料。相比于气态燃料，液态燃料具有易储存、能量密度大等优势，因此基于液态燃料的爆轰燃烧技术具有更广泛的应用前景，然而如何实现液态燃料可靠、高效起爆是液态燃料爆轰燃烧技术实现工程应用所面临的重中之重。所以急需一种适用于液态燃料的起爆装置。起爆器是实现爆轰波的常用起爆装置，起爆器工作流程为：燃料和空气进入起爆器内，形成可燃混合物，关闭空气和燃料供给，在起爆器内点火，形成层流火焰，通过对火焰的不断扰动，加速火焰传播过程，最终促进爆轰波形成。在缓燃转爆轰过程中，火焰扰动对爆轰波转捩极其重要，目前起爆器多采用固体障碍物对火焰产生扰动。然而当前起爆器并不适用于液态燃料，尤其是固体障碍物会阻断大部分液态燃料在起爆器内的传播，迫使燃料附着在障碍物迎风面，导致起爆器下游燃料减少，无法形成爆轰波，甚至熄火。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供能加强液态燃料与空气之间的掺混，避免液态燃料附着到起爆器内壁面影响燃烧，解决液态燃料与障碍物迎风面碰撞而残留大量液态燃料等问题的一种适用于液态燃料的高效起爆器。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、本发明一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：包括起爆器外壁面、起爆器中间壁面、起爆器内壁面、液态燃料雾化喷嘴、柔性障碍物，起爆器外壁面位于起爆器中间壁面外部，二者形成液态燃料入口，起爆器中间壁面位于起爆器内壁面外部，二者形成空气入口，液态燃料雾化喷嘴位于起爆器外壁面里并安装在起爆器内壁面的端部，起爆器内壁面里为起爆器燃烧室，柔性障碍物安装在起爆器中间壁面和起爆器内壁面之间。

4、本发明还可以包括：

5、1、所述液态燃料雾化喷嘴包括液态燃料旋流器、空气旋流器、辅助雾化器，空气旋流器安装在液态燃料旋流器外部，液态燃料旋流器后方与液态燃料入口相通，空气旋流器与其外部的起爆器内壁面形成空气外环道，空气旋流器与其后方的起爆器内壁面之间形成空气环腔，空气环腔通过起爆器内壁面上的孔连通空气入口，空气旋流器包括第一路空气道和第二路空气道，第二路空气道位于第一路空气道的外部，空气环腔分别连通空气外环道、第一路空气道、第二路空气道。

6、2、液态燃料旋流器的壁面上设置辅助雾化空气孔。

7、3、所述柔性障碍物包括空气障碍孔、液态燃料障碍孔，空气障碍孔与空气入口所在的通道相配合，其后方设置有柔性障碍物进口挡流板，液态燃料障碍孔与液体燃料入口所在的通道相配合，液态燃料入口所在的通道设置有液态燃料雾化喷嘴进口挡流板。

8、4、在液态障碍物绕流阶段，喷嘴进口挡流板关闭，柔性障碍物进口挡流板打开，控制空气或者液态燃料通过柔性障碍物进入起爆器燃烧室内，形成柔性障碍从而加速火焰。

9、5、采用液态燃料障碍物时，液态燃料入口打开，液态燃料通过起爆器中间壁面和起爆器外壁面之间的流道进入，通过液态燃料障碍孔进入起爆器燃烧室，形成液态燃料障碍物。

10、6、采用空气障碍物时，空气入口打开，空气通过起爆器中间壁面和起爆器内壁面之间的流道进入，通过空气障碍孔进入起爆器燃烧室，形成空气障碍物。

11、7、采用气液混合障碍物时，液态燃料入口开关和空气入口同时打开，液态燃料和空气分别通过燃料障碍孔和空气障碍孔进入起爆器燃烧室，形成气液混合障碍物。

12、8、柔性障碍物至少包括两段，通过数量不同的柔性障碍物的组合，形成不同长度的起爆器。

13、本发明的优势在于：本发明通过液态燃料旋流器、双级反向空气旋流器，空气和燃料反向进气方式，提高了液态燃料的雾化、掺混以及分布均匀性；通过空气外环道的设计，吹扫液态燃料向下游传播，避免了液态燃料附着在起爆器燃烧室头部内壁面；通过柔性障碍物的设计，在保证加速火焰传播的前提下，解决了液态燃料被障碍物阻碍的问题，最终实现了液态燃料高效起爆的目的。

技术特征：

1.一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：包括起爆器外壁面、起爆器中间壁面、起爆器内壁面、液态燃料雾化喷嘴、柔性障碍物，起爆器外壁面位于起爆器中间壁面外部，二者形成液态燃料入口，起爆器中间壁面位于起爆器内壁面外部，二者形成空气入口，液态燃料雾化喷嘴位于起爆器外壁面里并安装在起爆器内壁面的端部，起爆器内壁面里为起爆器燃烧室，柔性障碍物安装在起爆器中间壁面和起爆器内壁面之间。

2.根据权利要求1所述的一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：所述液态燃料雾化喷嘴包括液态燃料旋流器、空气旋流器、辅助雾化器，空气旋流器安装在液态燃料旋流器外部，液态燃料旋流器后方与液态燃料入口相通，空气旋流器与其外部的起爆器内壁面形成空气外环道，空气旋流器与其后方的起爆器内壁面之间形成空气环腔，空气环腔通过起爆器内壁面上的孔连通空气入口，空气旋流器包括第一路空气道和第二路空气道，第二路空气道位于第一路空气道的外部，空气环腔分别连通空气外环道、第一路空气道、第二路空气道。

3.根据权利要求2所述的一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：液态燃料旋流器的壁面上设置辅助雾化空气孔。

4.根据权利要求1所述的一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：所述柔性障碍物包括空气障碍孔、液态燃料障碍孔，空气障碍孔与空气入口所在的通道相配合，其后方设置有柔性障碍物进口挡流板，液态燃料障碍孔与液体燃料入口所在的通道相配合，液态燃料入口所在的通道设置有液态燃料雾化喷嘴进口挡流板。

5.根据权利要求4所述的一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：在液态障碍物绕流阶段，喷嘴进口挡流板关闭，柔性障碍物进口挡流板打开，控制空气或者液态燃料通过柔性障碍物进入起爆器燃烧室内，形成柔性障碍从而加速火焰。

6.根据权利要求4所述的一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：采用液态燃料障碍物时，液态燃料入口打开，液态燃料通过起爆器中间壁面和起爆器外壁面之间的流道进入，通过液态燃料障碍孔进入起爆器燃烧室，形成液态燃料障碍物。

7.根据权利要求4所述的一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：采用空气障碍物时，空气入口打开，空气通过起爆器中间壁面和起爆器内壁面之间的流道进入，通过空气障碍孔进入起爆器燃烧室，形成空气障碍物。

8.根据权利要求4所述的一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：采用气液混合障碍物时，液态燃料入口开关和空气入口同时打开，液态燃料和空气分别通过燃料障碍孔和空气障碍孔进入起爆器燃烧室，形成气液混合障碍物。

9.根据权利要求1所述的一种适用于液态燃料的高效起爆器，其特征是：柔性障碍物至少包括两段，通过数量不同的柔性障碍物的组合，形成不同长度的起爆器。

技术总结本发明的目的在于提供一种适用于液态燃料的高效起爆器，包括起爆器外壁面、起爆器中间壁面、起爆器内壁面、液态燃料雾化喷嘴、柔性障碍物，起爆器外壁面位于起爆器中间壁面外部，二者形成液态燃料入口，起爆器中间壁面位于起爆器内壁面外部，二者形成空气入口，液态燃料雾化喷嘴位于起爆器外壁面里并安装在起爆器内壁面的端部，起爆器内壁面里为起爆器燃烧室，柔性障碍物安装在起爆器中间壁面和起爆器内壁面之间。本发明加强了液态燃料与空气之间的掺混，并且避免了液态燃料附着到起爆器内壁面影响燃烧，解决了液态燃料与障碍物迎风面碰撞而残留大量液态燃料的问题，最终促进液态燃料燃烧，强化缓燃向爆轰转捩过程，具有重要应用价值。技术研发人员：刘世铮,李雅军,李名家,武萍,齐秀龙,任艳平,姜海燕,张国强,冉军辉,赵铁铮受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所技术研发日：技术公布日：2024/4/17