[发明专利]一种发动机燃烧室出口温度场的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机燃烧室出口温度场的测试装置。

背景技术

进行发动机燃烧室试验时,需采用热电偶对燃烧室出口温度场进行测量。出口温度场的径向测量可通过使用沿径向多点热电偶进行实现，而周向测量则需要热电偶进行旋转测量。

目前，在航空发动机燃烧室试验时，有相当一部分试验是采用主燃烧室扇形试验件，其至少包括三个头部或者1/6～1/4扇形，几何尺寸与真实的发动机燃烧室相同，扇形试验件主要用来验证初步的设计方案，诸如燃油喷嘴设计方案、空气流量分配合理性、燃烧效率、出口温度场分布情况、启动和高空点火特性、冒烟与排放等等。为了实现扇形燃烧室出口温度场的测量，需设计一种与扇形燃烧室相匹配连接的出口测量装置，且此装置可以满足热电偶在一定扇形角度内自己摆动，以此来实现对扇形燃烧室出口温度场的摆动测量。同时，由于摆动测试装置位于燃烧室出口，在整个测量过程中，摆动测试装置将受高焓燃气冲刷，燃气总温高于1500K，远超材料的承温极限，为了保证其不会因温度过高而发生热变形甚至是烧毁，从而保证温度场测量的精确度和提高其的使用寿命，设计的摆动测试装置需要有很好的水冷结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机燃烧室出口温度场的测试装置，以解决背景技术中的需要对燃烧室出口温度场周向测量的问题。

本发明的技术方案是：提供一种发动机燃烧室出口温度场的测试装置，包含电机、蜗杆、涡轮、摆动轴、水冷壳体、热电偶及机匣，其中，所述摆动轴的中部置于所述机匣内，所述摆动轴的两端置于所述机匣的外部，所述蜗杆置于所述机匣的内部；所述涡轮套设在摆动轴在机匣外部的轴段上；所述电机用于驱动蜗杆旋转，蜗杆带动涡轮转动，涡轮带动摆动轴转动；所述水冷壳体内设置有扇形空腔，所述热电偶置于所述水冷壳体的扇形空腔内，且所述热电偶的一端用于测量发动机燃烧室出口的温度场，另一端与所述摆动轴连接；所述水冷壳体与所述机匣连接。

优选地，所述水冷壳体的截面为扇形，水冷壳体包含内套和外套，外套套设在内套的外部，且在内套与外套之间形成一个空腔，在所述内套和外套之间设置有挡水板，所述挡水板将内套和外套之间的空腔分隔成螺旋空腔。

优选地，所述水冷壳体上设置有进水管及出水管，冷却水从进水管进入水冷壳体，从出水管流出。

优选地，所述涡轮为扇形涡轮，在所述涡轮上设置有与扇形的圆弧同圆心的圆弧孔，沿所述圆弧孔的圆弧设置有角度刻度。

优选地，所述发动机燃烧室出口温度场的测试装置进一步包含塑料光纤及光纤传感器，所述光纤传感器安装在所述机匣的外部，所述塑料光纤设置有两个且连接到光纤传感器，两个塑料光纤设置在所述涡轮的转动方向，用于限定涡轮的转动角度。

优选地，所述发动机燃烧室出口温度场的测试装置进一步包含指针安装螺杆及指针，所述指针安装螺杆穿过所述涡轮上的圆弧孔，远离圆弧孔的一端固定在所述机匣上，靠近圆弧孔的一端安装有指针，所述指针用于指示涡轮上的角度刻度。

优选地，所述摆动轴置于机匣外部的一端安装有旋转编码器。

优选地，所述摆动轴置于机匣外部的另一端安装有摆动电偶组件。

本发明的有益效果：本发明中发动机燃烧室出口温度场的测试装置，水冷壳体设置为与试验件的外形相适应的扇形，在水冷壳体内设置有扇形空腔，热电偶置于水冷壳体的扇形空腔内，并与摆动轴连接，电机驱动蜗杆，蜗杆带动涡轮，涡轮套设在摆动轴上，并带动摆动轴转动，从而实现热电偶对试验件的周向测试。

附图说明

图1是本发明一实施例的发动机燃烧室出口温度场的测试装置的示意图；

图2是图1所示的发动机燃烧室出口温度场的测试装置的剖视图；

图3是图1所示的发动机燃烧室出口温度场的测试装置的水冷壳体的示意图。

其中：1-电机，2-蜗杆，3-涡轮，4-摆动轴，5-水冷壳体，6-热电偶，7-机匣，8-塑料光纤，9-光纤传感器，10-旋转编码器，11-摆动电偶组件，12-指针安装螺杆，51-进水管，52-出水管，53-内套，54-挡水板，55-外套。

具体实施方式