[发明专利]一种耐高温高压的燃烧室火焰监控装置

说明书

本发明的一种可用于航空发动机全环燃烧室出口的耐高温高压的燃烧室火焰监控装置，包括外压紧环(1)、防护石英玻璃(2)、耐压石英玻璃(3)、滤光片(4)、承压外壳(5)、微型摄像头(6)、辅助气源导管(7)、辅助气源连接管(8)、装置本体(9)、水冷套外壁(10)、辅助气源耐压导气软管(11)、位移机构外壁(12)、水管接头(13)、固定座(14)。耐压石英玻璃(3)与承压外壳(5)组成抗压腔体来保护微型摄像头(6)；辅助气源连接管(8)与承压外壳(5)、辅助气源耐压导气软管(11)组成低压气体通路；承压外壳(5)、辅助气源连接管(8)与装置本体(9)组成高压冷气通路，冷却防护石英玻璃(2)；水冷套外壁(10)与装置本体(9)组成冷却水系统。固定座(14)与燃烧室出口位移机构连接，用于固定火焰监控装置。

技术领域

本发明属于航空发动机燃烧室测试领域，涉及一种耐高温高压燃烧室火焰监控装置。

背景技术

当前，随着航空发动机技术的发展，燃烧室出口温度、压力越来越高，为保证航空发动机运行安全，对航空发动机燃烧室出口温度分布提出了很高的要求。为了获得航空发动机燃烧室出口温度分布，通常采用在燃烧室出口布置测温受感部的方式对其温度分布进行测量，一旦燃烧室出口温度分布不能满足设计要求，分析其成因就成为指导燃烧室改进设计的关键，由于火焰筒内部燃油燃烧及火焰分布情况极其复杂，传统的数值仿真也不能够实现真实情况下的模拟，因此实现航空发动机燃烧室火焰筒内部火焰的观察与监视成为分析燃烧室出口温度分布不达标和指导燃烧室改进设计的有效途径之一。

然而由于燃烧室多为不透明金属结构，且其内部长期处于一种高温高压状态，其出口尺寸也很小，市场上没有专门用于航空发动机燃烧室火焰筒内部火焰监控的耐高温、高压的微型摄像头。因此，设计开发一种能够全方位观察航空发动机燃烧室火焰筒内部火焰的监控装置成为燃烧室试验与测试技术发展的方向之一。

发明内容

本发明目的：提供一种耐高温高压燃烧室火焰监控装置，实现对航空发动机全环燃烧室火焰筒内部燃油燃烧及火焰分布情况的观察与监视。

本发明的技术方案：一种耐高温高压的燃烧室火焰监控装置，包括微型摄像头6、防护石英玻璃2、耐压石英玻璃3、承压外壳5，所述微型摄像头6位于承压外壳5内，耐压石英玻璃3位于微型摄像头6的镜头外侧，耐压石英玻璃3与承压外壳5形成保护微型摄像头6的抗压腔体，防护石英玻璃2位于耐压石英玻璃3外侧，起隔热作用。

所述的一种耐高温高压的燃烧室火焰监控装置，所述防护石英玻璃2周围采用高压气流隔离降温。

所述的一种耐高温高压的燃烧室火焰监控装置，所述承压外壳5与外部连通，通过外部低压辅助气源冷却降温。

所述的一种耐高温高压的燃烧室火焰监控装置，承压外壳5连接辅助气源连接管8、辅助气源连接管8连接辅助气源耐压导气软管11，辅助气源导管7位于辅助气源连接管8内，连接到承压外壳5内部，外部低压辅助气体从辅助气源导管7进入承压外壳5内部，通过辅助气源连接管8和辅助气源耐压导气软管11排出。

所述的一种耐高温高压的燃烧室火焰监控装置，还包括水冷系统，水冷系统位于所述的一种耐高温高压的燃烧室火焰监控装置外部，以保护火焰监控装置内部零部件免受高温燃气的破坏。

所述的一种耐高温高压的燃烧室火焰监控装置，承压外壳5及其外部水冷系统整体形成的圆柱体，外径尺寸≤60mm。

所述的一种耐高温高压的燃烧室火焰监控装置，还包括固定座14，所述固定座14固定于位移机构旋转盘上，当位移机构旋转盘旋转时，会带动燃烧室火焰监控装置进行360°旋转，实现环360°燃烧室火焰筒内部火焰的观察与监视。