CN107178437A - 微型气和气双组元推进剂的燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微型气和气双组元推进剂的燃烧器，包括本体等；喷口安装在本体内，喷嘴焊接在本体上，喷嘴下端面与喷口上端面贴紧，燃料入口焊接在喷嘴上，氧化剂入口焊接在本体上，电嘴与本体通过螺纹连接，电嘴与本体之间采用密封圈密封；本体和喷嘴构成一个环形集气腔，喷口和喷嘴构成一个预混腔，所述本体设置有燃烧室和喷管，所述喷口设置有收缩式流动通道，所述喷嘴设置有燃料喷射孔和氧化剂喷射孔；气态燃料经燃料入口、燃料喷射孔进入预混腔。本发明兼顾可靠点火和稳定燃烧功能。

Description

微型气和气双组元推进剂的燃烧器
技术领域
本发明涉及一种燃烧器，具体地，涉及一种微型气和气双组元推进剂的燃烧器。
背景技术
微小型气/气双组元发动机普遍采用氧气/碳氢燃料作为推进剂，采用电点火器点火，具有绿色无毒、能量高、燃烧清洁以及系统简单等优点，常用做大型发动机的点火火炬，并在其它动力装置上具有应用潜力。高空低压环境下，常规发动机燃烧室流速快、可燃物浓度低，点火困难，火焰难以稳定。
目前在国内尚没发现同本发明类似技术的说明和报导，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种微型气和气双组元推进剂的燃烧器，其兼顾可靠点火和稳定燃烧功能。
根据本发明的一个方面，提供一种微型气和气双组元推进剂的燃烧器，其特征在于，包括本体、喷口、喷嘴、燃料入口、氧化剂入口、电嘴和密封圈；喷口安装在本体内，喷嘴焊接在本体上，喷嘴下端面与喷口上端面贴紧，燃料入口焊接在喷嘴上，氧化剂入口焊接在本体上，电嘴与本体通过螺纹连接，电嘴与本体之间采用密封圈密封；本体和喷嘴构成一个环形集气腔，喷口和喷嘴构成一个预混腔，所述本体设置有燃烧室和喷管，所述喷口设置有收缩式流动通道，所述喷嘴设置有燃料喷射孔和氧化剂喷射孔；气态燃料经燃料入口、燃料喷射孔进入预混腔；气态氧化剂经氧化剂入口、集气腔、氧化剂喷射孔进入预混腔，由集气腔实现均配分流；气态燃料经和气态氧化剂在预混腔内掺混，形成均匀可燃混合物；混合物经喷口进入燃烧室，被电嘴释放的电火花点燃，在燃烧室内稳定燃烧，生成高温燃气。
优选地，所述喷口的喉部直径小于燃烧室直径，构造突扩结构。
优选地，所述电嘴位于喷口下游，沿燃烧室径向布置。
优选地，所述电嘴包括半导体电嘴、电极型电嘴、电热塞以及其它能够提供初始点火能量的装置。
优选地，所述电嘴为半导体电嘴。
优选地，所述氧化剂喷射孔沿喷嘴径向均匀分布。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
一、设计的喷嘴结构能够实现微流量气体推进剂的均匀喷注和掺混，防止局部过热，结构紧凑、简单、工艺性好；
二、通过小喉径喷管形成临界流动流场，屏蔽了环境压力对燃烧室内部流场的影响，在燃烧室内部构造亚临界流场，保证了可燃混合物浓度，增强了可燃混合物着火强度，有利于点火；
三、通过形成突扩结构，在其下游点火区域构造环形低速回流区，降低了点火核热损耗，提高了点火可靠性，能够稳定火焰。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明一种微型气和气双组元推进剂的燃烧器装置的结构示意图；
图2是本发明本体的纵向剖面结构示意图；
图3是本发明喷嘴的纵向剖面结构示意图；
图4是图3沿A-A向的剖面图；
图5是本发明喷口的纵向剖面结构示意图；
图中标记号为：
Фd1：喷管喉部直径；
Фd2：燃烧室直径；
Фd3：喷口喉部直径。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1至图5所示，本发明微型气和气双组元推进剂的燃烧器包括本体1、喷口2、喷嘴3、燃料入口4、氧化剂入口5、电嘴6和密封圈7；喷口2安装在本体1内，喷嘴3焊接在本体1上，喷嘴3下端面与喷口2上端面贴紧，燃料入口4焊接在喷嘴3上，氧化剂入口5焊接在本体1上，电嘴6与本体1通过螺纹连接，电嘴6与本体1之间采用密封圈7密封；本体1和喷嘴3构成一个环形集气腔8，喷口2和喷嘴3构成一个预混腔9，所述本体1设置有燃烧室11和喷管12，所述喷口2设置有收缩式流动通道，所述喷嘴3设置有燃料喷射孔31和氧化剂喷射孔32；气态燃料经燃料入口4、燃料喷射孔31进入预混腔9；气态氧化剂经氧化剂入口5、集气腔8、氧化剂喷射孔32进入预混腔9，由集气腔8实现均配分流；气态燃料经和气态氧化剂在预混腔9内掺混，形成均匀可燃混合物；混合物经喷口2进入燃烧室11，被电嘴6释放的电火花点燃，在燃烧室11内稳定燃烧，生成高温燃气。
喷管12喉部形成临界流动流场，以屏蔽环境压力对流场点火性能的影响，可以在燃烧室11内构造亚临界流场、保持可燃混合物浓度，提高了可燃混合物着火强度。
喷口2喉部直径Фd3小于燃烧室11直径Фd2，构造突扩结构，可燃混合物流经突扩，在喷口2下游、燃烧室11壁面附近构造环形低速回流区，降低了点火核热损耗，有益于点火以及火焰稳定。
电嘴6位于喷口2下游，沿燃烧室11径向布置，这样燃烧均匀。
电嘴发火端端面不超过燃烧室11壁面，这样使用方便。
电嘴6包括半导体电嘴、电极型电嘴、电热塞以及其它能够提供初始点火能量的装置；本发明实施案例为半导体电嘴。
氧化剂喷射孔32沿喷嘴3径向均匀分布；本实施案例氧化剂喷射孔数量为三个。
本发明具有结构简单、点火可靠等优点，突破了微型气和气双组元推进剂的高空点火技术，可以在高空低压环境下实现可靠点火和稳定燃烧。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种微型气和气双组元推进剂的燃烧器，其特征在于，包括本体、喷口、喷嘴、燃料入口、氧化剂入口、电嘴和密封圈；喷口安装在本体内，喷嘴焊接在本体上，喷嘴下端面与喷口上端面贴紧，燃料入口焊接在喷嘴上，氧化剂入口焊接在本体上，电嘴与本体通过螺纹连接，电嘴与本体之间采用密封圈密封；本体和喷嘴构成一个环形集气腔，喷口和喷嘴构成一个预混腔，所述本体设置有燃烧室和喷管，所述喷口设置有收缩式流动通道，所述喷嘴设置有燃料喷射孔和氧化剂喷射孔；气态燃料经燃料入口、燃料喷射孔进入预混腔；气态氧化剂经氧化剂入口、集气腔、氧化剂喷射孔进入预混腔，由集气腔实现均配分流；气态燃料经和气态氧化剂在预混腔内掺混，形成均匀可燃混合物；混合物经喷口进入燃烧室，被电嘴释放的电火花点燃，在燃烧室内稳定燃烧，生成高温燃气。
2.根据权利要求1所述的微型气和气双组元推进剂的燃烧器，其特征在于，所述喷口的喉部直径小于燃烧室直径，构造突扩结构。
3.根据权利要求1所述的微型气和气双组元推进剂的燃烧器，其特征在于，所述电嘴位于喷口下游，沿燃烧室径向布置。
4.根据权利要求1所述的微型气和气双组元推进剂的燃烧器，其特征在于，所述电嘴包括半导体电嘴、电极型电嘴、电热塞以及其它能够提供初始点火能量的装置。
5.根据权利要求1所述的微型气和气双组元推进剂的燃烧器，其特征在于，所述电嘴为半导体电嘴。
6.根据权利要求1所述的微型气和气双组元推进剂的燃烧器，其特征在于，所述氧化剂喷射孔沿喷嘴径向均匀分布。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109386400A (zh) * 2018-12-07 2019-02-26 上海空间推进研究所 一种用于液氧/甲烷发动机的激光火炬点火器
CN111720241A (zh) * 2020-05-25 2020-09-29 合肥中科重明科技有限公司 一种可重复点火的点火器及点火方法
CN113006971A (zh) * 2021-03-11 2021-06-22 北京航天动力研究所 一种采用电热塞的氢氧点火器
CN113309635A (zh) * 2021-07-03 2021-08-27 西北工业大学 固液混合发动机多次启动点火器及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5404715A (en) * 1992-12-09 1995-04-11 Societe Europeenne De Propulsion Liquid propellant rocket engine with parallel auxiliary flow, and an integrated gas generator
CN101432574A (zh) * 2006-04-25 2009-05-13 Aga公司 Dfi燃烧器
CN105388007A (zh) * 2015-11-27 2016-03-09 北京航天动力研究所 一种组合式可拆换喷嘴试验装置
CN105508111A (zh) * 2015-11-27 2016-04-20 北京航天动力研究所 一种提高喷嘴喷注均匀性的装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5404715A (en) * 1992-12-09 1995-04-11 Societe Europeenne De Propulsion Liquid propellant rocket engine with parallel auxiliary flow, and an integrated gas generator
CN101432574A (zh) * 2006-04-25 2009-05-13 Aga公司 Dfi燃烧器
CN105388007A (zh) * 2015-11-27 2016-03-09 北京航天动力研究所 一种组合式可拆换喷嘴试验装置
CN105508111A (zh) * 2015-11-27 2016-04-20 北京航天动力研究所 一种提高喷嘴喷注均匀性的装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109386400A (zh) * 2018-12-07 2019-02-26 上海空间推进研究所 一种用于液氧/甲烷发动机的激光火炬点火器
CN109386400B (zh) * 2018-12-07 2021-01-12 上海空间推进研究所 一种用于液氧/甲烷发动机的激光火炬点火器
CN111720241A (zh) * 2020-05-25 2020-09-29 合肥中科重明科技有限公司 一种可重复点火的点火器及点火方法
CN113006971A (zh) * 2021-03-11 2021-06-22 北京航天动力研究所 一种采用电热塞的氢氧点火器
CN113006971B (zh) * 2021-03-11 2021-12-07 北京航天动力研究所 一种采用电热塞的氢氧点火器
CN113309635A (zh) * 2021-07-03 2021-08-27 西北工业大学 固液混合发动机多次启动点火器及方法
CN113309635B (zh) * 2021-07-03 2023-08-01 西北工业大学 固液混合发动机多次启动点火器及方法

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