[发明专利]一种应用含固体颗粒凝胶燃料的冲压发动机系统

说明书

本发明提供了一种应用含固体颗粒凝胶燃料的冲压发动机系统，涉及发动机技术领域。应用含固体颗粒凝胶燃料的冲压发动机系统包括凝胶燃料供应装置、气助雾化喷注器及冲压发动机；凝胶燃料供应装置可供应凝胶燃料；气助雾化喷注器设置于冲压发动机及与凝胶燃料供应装置连接，气助雾化喷注器可向冲压发动机的燃烧室内喷注雾化的凝胶燃料；气助雾化喷注器内设有燃料流道及气体流道，燃料流道与凝胶燃料供应装置连通，气体流道用于接入高速气流，燃料流道的出料端及气体流道的出气端均与气助雾化喷注器的喷射嘴连通。本发明提供的应用含固体颗粒凝胶燃料的冲压发动机系统可以使凝胶燃料喷注的压力控制在合理的范围内，并实现高效雾化。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种应用含固体颗粒凝胶燃料的冲压发动机系统。

背景技术

冲压发动机动力系统的迅猛发展对传统液体碳氢燃料提出了更大密度、更高热值的性能需求。在液体碳氢燃料中添加铝、硼、镁等高能量颗粒形成浆体燃料可以显著提高燃料的密度热值。浆体燃料中的固体颗粒长时间放置时出现团聚和沉降现象，影响燃料的实际能量特性和应用特性。因此，常用手段是将浆体燃料进行凝胶化处理，得到凝胶燃料，以便于存储。

然而，现有技术中，凝胶燃料在冲压发动机中的应用研究非常有限。凝胶燃料又具有典型的非牛顿流体特性，极高的零剪切粘度，这还导致其喷注雾化特性与液体燃料有显著差别，采用传统的直流式喷注器无法雾化，甚至可能因喷注压力过大导致系统损坏。

发明内容

本申请的目的在于提供一种应用含固体颗粒凝胶燃料的冲压发动机系统，用以解决现有技术中存在的不足。

为达上述目的，本申请提供的一种应用含固体颗粒凝胶燃料的冲压发动机系统，包括凝胶燃料供应装置、气助雾化喷注器及冲压发动机；

所述凝胶燃料供应装置用于供应含固体颗粒的凝胶燃料；

所述气助雾化喷注器设置于所述冲压发动机及与所述凝胶燃料供应装置连接，所述气助雾化喷注器用于向所述冲压发动机的燃烧室内喷注雾化的所述凝胶燃料；

其中，所述气助雾化喷注器内设有燃料流道及气体流道，所述燃料流道的进料端与所述凝胶燃料供应装置连通，所述气体流道的进气端用于接入高速气流，所述燃料流道的出料端及所述气体流道的出气端均与所述气助雾化喷注器的喷射嘴连通。

在一种可能的实施方式中，所述气助雾化喷注器包括内芯筒及套设在所述内芯筒外的外套筒，所述内芯筒内形成有第一腔室，所述外套筒与所述内芯筒之间形成有第二腔室，所述第一腔室用于接入所述高速气流，所述第二腔室与所述凝胶燃料供应装置连通，用于接入所述凝胶燃料；

其中，所述内芯筒朝向所述燃烧室的一端设有喷射头，所述喷射头内设有所述气体流道、所述燃料流道及所述喷射嘴，所述进气端与所述第一腔室连通，所述进料端与所述第二腔室连通。

在一种可能的实施方式中，所述气体流道的中心线与所述燃料流道的中心线之间的所呈的角度范围为30°～45°。

在一种可能的实施方式中，所述喷射嘴的数量为多个，所述燃料流道、所述气体流道与所述喷射嘴对应设置。

在一种可能的实施方式中，所述凝胶燃料供应装置包括燃料存储组件及推进机构，所述燃料存储组件用于存储所述凝胶燃料，所述推进机构设置于所述燃料存储组件，所述推进机构用于驱动所述燃料存储组件进行装料或送料。

在一种可能的实施方式中，所述燃料存储组件包括本体及活塞，所述本体内设有存储所述凝胶燃料的燃料存储腔，所述本体的一端设有燃料出口，所述活塞设置于所述燃料存储腔内，所述推进机构设置于所述本体，所述推进机构的输出端与所述活塞连接，用于驱动所述活塞沿所述燃料存储腔滑动。

在一种可能的实施方式中，所述燃料存储腔靠近所述燃料出口的一端设有收敛部，沿所述凝胶燃料输送方向，所述收敛部的内径逐渐缩小至所述燃料出口的内径。