[发明专利]一种顺流式旋转气波点火爆震燃烧装置及方法

权利要求书

1.一种顺流式旋转气波点火爆震燃烧装置，其特征在于，包括：同轴设置的进气喷管(1)、前端转盘(2)、电动机(11)及爆震燃烧室；所述电动机(11)的输出轴与前端转盘(2)相连，所述电动机(11)设置在所述爆震燃烧室内；

所述前端转盘(2)的周向布置有射流腔(15)和进气腔(17)，所述射流腔(15)和进气腔(17)之间有周向夹角；所述爆震燃烧室包括多个周向同轴布置的爆震管(14)；

所述进气喷管用于输入氧化剂，并将其减速扩压后通过所述前端转盘的进气腔进入爆震管；所述电动机用于带动前端转盘转动，使所述射流腔及进气腔周期性的与爆震管接通或闭合；所述前端转盘还用于在射流腔与爆震管接通时，在所述爆震管内外差压下，使所述爆震管内产生非定常脉冲激波；所述非定常脉冲激波在所述爆震管内产生激波反射聚焦反应，实现爆震点火；

所述爆震管包括依次串联连通的振荡腔(4)、激波聚焦腔(5)及爆震燃烧腔(9)；

所述振荡腔(4)，用于沿气流方向产生雾化燃料，使所述雾化燃料与激波聚焦腔(5)内的氧化剂混合，使所述激波聚焦腔内产生可燃混气；

所述激波聚焦腔(5)，用于将所述可燃混气与所述非定常脉冲激波发生激波反射聚焦反应，起爆所述可燃混气，产生爆震波；

所述爆震燃烧腔(9)，用于沿逆流方向产生雾化燃料，使所述雾化燃料与氧化剂混合，使所述爆震燃烧腔内产生可燃混气，并在所述爆震波的作用下，引燃所述可燃混气，进一步增加所述爆震管的输出功率；

所述振荡腔(4)内设有顺流方向的起爆燃料雾化喷头(3)；所述爆震燃烧腔(9)内设有逆流方向的加力燃料雾化喷头(7)；所述激波聚焦腔(5)为凹腔结构，且凹面朝向所述振荡腔(4)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射流腔(15)和进气腔(17)之间的周向夹角α为15°～30°。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述射流腔的周向弧度s、前端转盘的转速n及振荡腔的长度L之间满足：

其中，r为射流腔的半径，a为非定常脉冲激波在振荡腔内的传播速度。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述进气腔的周向张角β为60°～80°。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述射流腔(15)和进气腔(17)的径向高度与所述爆震管的径向高度一致。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的装置，其特征在于，所述射流腔(15)和进气腔(17)依次沿所述前端转盘(2)的周向对称交替分布。

7.一种实现如权利要求1-6任意一项所述的顺流式旋转气波点火爆震燃烧装置的方法，其特征在于，包括：

输入氧化剂，并将其减速扩压后，分别形成进气流和射流；

将所述进气流和射流周期性的交替输入爆震燃烧室；

在一个周期内，将所述进气流输入爆震燃烧室，为所述爆震燃烧室提供氧化剂环境；停止输入进气流，将所述射流输入爆震燃烧室，在所述爆震燃烧室内外差压下，使所述爆震燃烧室内产生非定常脉冲激波；所述非定常脉冲激波在所述爆震燃烧室内产生激波反射聚焦反应，实现爆震点火。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述爆震燃烧室的前端，沿气流方向产生雾化燃料，使所述雾化燃料与所述氧化剂混合，产生可燃混气；

将所述可燃混气与所述非定常脉冲激波发生激波反射聚焦反应，起爆所述可燃混气，产生爆震波；

在所述爆震燃烧室的后端，沿逆流方向产生雾化燃料，使所述雾化燃料与氧化剂混合，产生可燃混气，并在所述爆震波的作用下，引燃所述可燃混气，进一步增加所述爆震燃烧室的输出功率。