JP2004263618A - Injection pipe of combustion apparatus for rocket engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロケットエンジン用燃焼装置の噴射管に関する。
【0002】
【従来の技術】
ロケット用燃焼装置は、例えば、非特許文献1及び図9に示されているように、噴射器1A、燃焼室1B及びノズル1C等から構成され、推進剤である燃料の化学反応によるエネルギーを排気運動に変換することで推力を得るものである。
【0003】
ロケットエンジン用燃焼装置1において、多数の噴射管から構成される噴射器1Aは、図示しない燃料供給装置から例えば液体酸素(以下「LOx」と称する)及びガス状水素(以下「GH2」と称する)を取り込んで、燃焼室内に噴射し、LOxとGH2とを微細化混合させて燃焼させるものであり、ロケットエンジンの性能を決定する主な要素の一つである。
【0004】
従来から用いられている噴射管の一例を、図10を参照して説明する。
【0005】
図10に示すように、従来例の噴射管10は、LOxを10〜20m/Sの速度で通す中央空洞11と、GH2をLOxの約10倍の速度で通すアニューラ状外側空隙12とを形成するように内管13と外管14とからなる二重管アニューラ構造である。
【0006】
【非特許文献1】
Liquid Oxygen/Hydrogen Testing of a Single Swirl Coaxial Injection Element in a Windowed Combustion Chamber (AIAA 93−1954)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の噴射管10において、アニューラ状外側空隙12は、0.5mm以下の非常に狭いものであることを必要とし、しかも中央空洞11と同心円である必要がある。
【0008】
このように非常に狭いアニューラ状外側空隙12を中央空洞11と同心円にて製作及びセッティングすることは極めて難しいものがあり、かかる製作及びセッティングの困難さを解消し且つ多様な噴射形態を得ることが可能な新規な噴射管の出現が待たれていた。
【0009】
本発明の目的は、製作及びセッティングの困難さを解消し且つ多様な噴射形態を得ることが可能なロケットエンジン用燃焼装置の噴射管を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、燃料供給側から供給された推進剤を燃焼室側に噴射して燃焼させるロケットエンジン用燃焼装置の噴射管において、
一端側が前記燃料供給側にて開口し他端側が前記燃焼室側にて開口した中央空洞と、
この中央空洞の外側に形成され且つ一端側が前記燃料供給側にて開口した外側空隙と、
周方向に沿って複数設けられ、前記燃焼室側にて一端側が噴射口を形成し且つ他端側が前記外側空隙の他端側に連通した孔とを具備することを特徴とする。
【0011】
本発明においては、従来の二重管アニューラ構造に代えて多孔構造としたことにより、構造が簡素化され、また孔あけ加工による精度で噴射口を形成することが可能となると共に燃焼においては、孔を介して噴射口から噴射したGH2の周囲を、中央空洞を通ったLOxが流れることにより、GH2とLOxとの接触面積が増え、微粒化の促進及び混合の促進が図られることになる。
【0012】
上記において前記孔は、前記中央空洞に近づくように内向きに形成することができ、この場合は、更に、GH2のLOxに対する衝突効果によって、より微粒化が促進され、GH2とLOxとの接触が安定化するものとなる。
【0013】
上記において前記孔は、長手方向に沿って旋回するように斜めに形成することができ、この場合は、更に、LOxを微細化した後、旋回成分により外周側への分散により、GH2とLOxとの混合の均一化が達成できる。
【0014】
上記において前記中央空洞は、前記燃焼室側に近づくにつれて開口が大きくなるようにテーパを形成することができ、この場合は、更に、LOxの出口の面積が外側に広がることから、GH2とLOxとの接触に角度がつき、微粒化の促進及び接触の安定化が図られることになる。
【0015】
上記において前記孔は、前記周方向に沿って異なる径のものを形成することができ、この場合は、更に、周方向の微細化、分散特性のコントロールが可能となる。
【0016】
上記において前記中央空洞は、前記燃焼室側にリセス部を形成することができ、この場合は、更に、LOxの出口に形成されたリセス部にて、GH2の噴射速度の減衰及び広がりを抑制することができ、微細化の促進が図られる。
【0017】
上記において前記孔は、径方向に沿って複数段で形成し且つ中央空洞の前記燃焼室側にリセス部を形成ることができ、この場合は、更に、LOxの出口に形成されたリセス部にて一段目の微細化が行われ、さらに出口で二段目の微細化が行われるので、より効果的な微細化及びGH2とLOxと混合をコントロールすることが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明によるロケットエンジン用燃焼装置の噴射管の実施形態を説明する。
【0019】
(第1実施形態)
図1(a)は第1実施形態の噴射管の長手方向断面図、図1(b)は燃焼室側からみた正面図であり、本実施形態の噴射管20は、一端側が燃料供給側にて開口し他端側が燃焼室側にて開口した中央空洞21と、この中央空洞21の外側に形成され且つ一端側が燃料供給側にて開口した外側空隙22と、周方向に沿って複数設けられ燃焼室側にて一端側が噴射口24を形成し且つ他端側が外側空隙22の他端側に連通した孔23とを具備する。
【0020】
ここに、図示しない燃料供給装置からのLOxは中央空洞21に供給され、同じくGH2は外側空隙22を介して孔23を通り噴射口24から噴射し、図示しない燃焼室でLOxとGH2とは微細化混合して燃焼する。
【0021】
本実施形態においては、従来の二重管アニューラ構造に代えて多孔構造としたことにより、構造が簡素化され、また燃焼室側から穴あけ加工により製作でき、当該加工は精度を得ることができるので、設計通りの噴射口を形成することが可能となる。
【0022】
また、燃焼においては、孔23を介して噴射口24から噴射したGH2の周囲を、中央空洞21を通ったLOxが流れることにより、GH2とLOxとの接触面積が増え、微粒化の促進及び混合の促進が図られることになる。これにより、良好な燃焼が確保され、優れた性能を発揮するロケットエンジン用燃焼装置が実現される。
【0023】
(第2実施形態)
図2(a)は第2実施形態の噴射管の長手方向断面図、図2(b)は燃焼室側からみた正面図であり、本実施形態の噴射管30は、一端側が燃料供給側にて開口し他端側が燃焼室側にて開口した中央空洞31と、この中央空洞31の外側に形成され且つ一端側が燃料供給側にて開口した外側空隙32と、周方向に沿って複数設けられ燃焼室側にて一端側が噴射口34を形成し且つ他端側が外側空隙32の他端側に連通し且つ中央空洞31に近づくように内向きに形成した孔33とを具備する。
【0024】
ここに、図示しない燃料供給装置からのLOxは中央空洞31に供給され、同じくGH2は外側空隙32を介して内向きに形成した孔33を通り噴射口34から噴射し、図示しない燃焼室でLOxとGH2とは微細化混合して燃焼する。
【0025】
本実施形態においては、第1実施形態と同様に、従来の二重管アニューラ構造に代えて多孔構造としたことにより、構造が簡素化され、また燃焼室側から穴あけ加工により製作でき、当該加工は精度を得ることができるので、設計通りの噴射口を形成することが可能となる。
【0026】
また、第1実施形態と同様に、燃焼においては、孔33を介して噴射口34から噴射したGH2の周囲を、中央空洞31を通ったLOxが流れることにより、GH2とLOxとの接触面積が増え、微粒化の促進及び混合の促進が図られることになる。
【0027】
さらに本実施形態において、孔33は、中央空洞31に近づくように内向きに形成しているので、内向きの噴出口34から噴射したGH2は、中央空洞31から出たLOxに対して衝突し、この衝突突効果によって、GH2及びLOxはより微粒化が促進され、GH2とLOxとの接触が安定化するものとなる。これにより、良好な燃焼が確保され、優れた性能を発揮するロケットエンジン用燃焼装置が実現される。
【0028】
(第3実施形態)
図3(a)は第3実施形態の噴射管の長手方向断面図、図3(b)は燃焼室側からみた正面図、図4は同実施形態の概略斜視図であり、本実施形態の噴射管40は、一端側が燃料供給側にて開口し他端側が燃焼室側にて開口した中央空洞41と、この中央空洞41の外側に形成され且つ一端側が燃料供給側にて開口した外側空隙42と、周方向に沿って複数設けられ燃焼室側にて一端側が噴射口44を形成し且つ他端側が外側空隙42の他端側に連通し且つ長手方向に沿って旋回するように斜めに形成した孔43とを具備する。
【0029】
ここに、図示しない燃料供給装置からのLOxは中央空洞41に供給され、同じくGH2は外側空隙42を介して孔43を通り噴射口44から噴射し、図示しない燃焼室でLOxとGH2とは微細化混合して燃焼する。
【0030】
本実施形態においては、第1実施形態と同様に、従来の二重管アニューラ構造に代えて多孔構造としたことにより、構造が簡素化され、また燃焼室側から穴あけ加工により製作でき、当該加工は精度を得ることができるので、設計通りの噴射口を形成することが可能となる。
【0031】
また、第1実施形態と同様に、燃焼においては、孔43を介して噴射口44から噴射したGH2の周囲を、中央空洞41を通ったLOxが流れることにより、GH2とLOxとの接触面積が増え、微粒化の促進及び混合の促進が図られることになる。
【0032】
さらに本実施形態において、孔43は、長手方向に沿って旋回するように斜めに形成しているので、旋回した孔43による噴出口44にてLOxを微細化した後、旋回成分により外周側への分散により、GH2とLOxとの混合の均一化が達成できる。これにより、良好な燃焼が確保され、優れた性能を発揮するロケットエンジン用燃焼装置が実現される。
【0033】
(第4実施形態)
図5(a)は第4実施形態の噴射管の長手方向断面図、図4(b)は燃焼室側からみた正面図であり、本実施形態の噴射管50は、一端側が燃料供給側にて開口し他端側が燃焼室側にて開口した中央空洞51と、この中央空洞51の外側に形成され且つ一端側が燃料供給側にて開口した外側空隙52と、周方向に沿って複数設けられ燃焼室側にて一端側が噴射口54を形成し且つ他端側が外側空隙52の他端側に連通した孔53とを具備し、中央空洞51の燃焼室側は、燃焼室側に近づくにつれて開口が大きくなるようにテーパ部55を形成している。
【0034】
ここに、図示しない燃料供給装置からのLOxは中央空洞51に供給され、同じくGH2は外側空隙52を介して孔53を通り噴射口54から噴射し、図示しない燃焼室でLOxとGH2とは微細化混合して燃焼する。
【0035】
本実施形態においては、第1実施形態と同様に、従来の二重管アニューラ構造に代えて多孔構造としたことにより、構造が簡素化され、また燃焼室側から穴あけ加工により製作でき、当該加工は精度を得ることができるので、設計通りの噴射口を形成することが可能となる。
【0036】
また、本実施形態においては、第1実施形態と同様に、燃焼においては、孔53を介して噴射口54から噴射したGH2の周囲を、中央空洞51を通ったLOxが流れることにより、GH2とLOxとの接触面積が増え、微粒化の促進及び混合の促進が図られることになる。
【0037】
さらに、本実施形態においては、中央空洞51は、燃焼室側に近づくにつれて開口が大きくなるようにテーパ部55を形成しているので、LOxの出口の面積が外側に広がることから、GH2とLOxとの接触に角度がつき、微粒化の促進及び接触の安定化が図られることになる。これにより、良好な燃焼が確保され、優れた性能を発揮するロケットエンジン用燃焼装置が実現される。
【0038】
(第5実施形態)
図6(a)は第5実施形態の噴射管の長手方向断面図、図5(b)は燃焼室側からみた正面図であり、本実施形態の噴射管60は、一端側が燃料供給側にて開口し他端側が燃焼室側にて開口した中央空洞61と、この中央空洞61の外側に形成され且つ一端側が燃料供給側にて開口した外側空隙62と、周方向に沿って複数設けられ燃焼室側にて一端側が大径噴射口64,小径噴射口65を形成し且つ他端側が外側空隙62の他端側に連通し且つ中央空洞61に近づくように内向きに形成した大径孔63,図示しない小径孔とを具備する。
【0039】
ここに、図示しない燃料供給装置からのLOxは中央空洞61に供給され、同じくGH2は外側空隙62を介して大径孔63,図示しない小径孔を通り大径噴射口64,小径噴射口65から噴射し、図示しない燃焼室でLOxとGH2とは微細化混合して燃焼する。
【0040】
本実施形態においては、第1実施形態と同様に、従来の二重管アニューラ構造に代えて多孔構造としたことにより、構造が簡素化され、また燃焼室側から穴あけ加工により製作でき、当該加工は精度を得ることができるので、設計通りの噴射口を形成することが可能となる。
【0041】
また、第1実施形態と同様に、燃焼においては、大径孔63,図示しない小径孔を介して大径噴射口64,小径噴射口65から噴射したGH2の周囲を、中央空洞61を通ったLOxが流れることにより、GH2とLOxとの接触面積が増え、微粒化の促進及び混合の促進が図られることになる。
【0042】
さらに本実施形態において、孔は周方向に沿って異なる径のものを形成しているので、周方向の微細化、分散特性のコントロールが可能となる。これにより、良好な燃焼が確保され、優れた性能を発揮するロケットエンジン用燃焼装置が実現される。
【0043】
(第6実施形態)
図7(a)は第6実施形態の噴射管の長手方向断面図、図7(b)は燃焼室側からみた正面図であり、本実施形態の噴射管70は、一端側が燃料供給側にて開口し他端側が燃焼室側にて開口した中央空洞71が形成され、中央空洞71には燃焼室側にリセス部75を形成している。また、この中央空洞71の外側に形成され且つ一端側が燃料供給側にて開口した外側空隙72と、周方向に沿って複数設けられリセス部75の端面に噴射口74を形成し且つ他端側が外側空隙72の他端側に連通した孔73とを具備している。
【0044】
ここに、図示しない燃料供給装置からのLOxは中央空洞71に供給され、同じくGH2は外側空隙72を介して孔73を通り噴射口74から噴射し、図示しない燃焼室でLOxとGH2とは微細化混合して燃焼する。
【0045】
本実施形態においては、従来の二重管アニューラ構造に代えて多孔構造としたことにより、構造が簡素化され、また燃焼室側から穴あけ加工により製作でき、当該加工は精度を得ることができるので、設計通りの噴射口を形成することが可能となる。
【0046】
また、燃焼においては、孔73を介して噴射口74から噴射したGH2の周囲を、中央空洞71を通ったLOxが流れることにより、GH2とLOxとの接触面積が増え、微粒化の促進及び混合の促進が図られることになる。
【0047】
さらに中央空洞71には燃焼室側にリセス部75を形成しているので、当該リセス部75にて噴射口74から噴射したGH2の噴射速度の減衰及び広がりを抑制することができ、微細化の促進が図られる。これにより、良好な燃焼が確保され、優れた性能を発揮するロケットエンジン用燃焼装置が実現される。
【0048】
(第7実施形態)
図8(a)は第7実施形態の噴射管の長手方向断面図、図8(b)は燃焼室側からみた正面図であり、本実施形態の噴射管80は、一端側が燃料供給側にて開口し他端側が燃焼室側にて開口した中央空洞81と、この中央空洞81の外側に形成され且つ一端側が燃料供給側にて開口した外側空隙82と、周方向に沿って複数設けられ燃焼室側にて一端側が噴射口84,86を形成し且つ他端側が外側空隙82の他端側に連通した径方向2段で形成した孔83,85とを具備し、中央空洞81には燃焼室側にリセス部87を形成している。ここに、孔83,85は、周方向に互い違いに形成している。
【0049】
ここに、図示しない燃料供給装置からのLOxは中央空洞81に供給され、同じくGH2は外側空隙82を介して孔83を通り噴射口84から噴射し、図示しない燃焼室でLOxとGH2とは微細化混合して燃焼する。
【0050】
本実施形態においては、従来の二重管アニューラ構造に代えて多孔構造としたことにより、構造が簡素化され、また燃焼室側から穴あけ加工により製作でき、当該加工は精度を得ることができるので、設計通りの噴射口を形成することが可能となる。
【0051】
また、燃焼においては、径方向2段で形成した孔83,85を介して噴射口84,86から噴射したGH2の周囲を、中央空洞81を通ったLOxが流れることにより、GH2とLOxとの接触面積が増え、微粒化の促進及び混合の促進が図られることになる。
【0052】
さらに、径方向2段で孔83,85を形成し且つ中央空洞81の燃焼室側にリセス部87を形成しているので、LOxの出口に形成されたリセス部87にて一段目の微細化が行われ、さらに出口で二段目の微細化が行われるので、より効果的な微細化及びGH2とLOxと混合をコントロールすることが可能となる。これにより、良好な燃焼が確保され、優れた性能を発揮するロケットエンジン用燃焼装置が実現される。
【0053】
(他の実施形態)
本発明は上記し且つ図示した実施形態に限定されるものではなく、第1実施形態にて示した多孔構造の採用は本発明の解決手段を構成し、第2乃至第7実施形態にて示した各種の態様の一又は複数を組み合わせて実施することができ、噴射形態の自由度をより一層いっそう高めることが可能となる。
【0054】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来の二重管アニューラ構造に代えて多孔構造としたことにより、構造が簡素化され、また孔あけ加工による精度で噴射口を形成することが可能となると共に燃焼においては、孔を介して噴射口から噴射したGH2の周囲を、中央空洞を通ったLOxが流れることにより、GH2とLOxとの接触面積が増え、微粒化の促進及び混合の促進が図られ、噴射形態の自由度が高められたロケットエンジン用燃焼装置の噴射管を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のロケットエンジン用燃焼装置の噴射管の構成を示す図。
【図2】本発明の第2実施形態のロケットエンジン用燃焼装置の噴射管の構成を示す図。
【図3】本発明の第3実施形態のロケットエンジン用燃焼装置の噴射管の構成を示す図。
【図4】同実施形態の概略斜視図。
【図5】本発明の第4実施形態のロケットエンジン用燃焼装置の噴射管の構成を示す図。
【図6】本発明の第5実施形態のロケットエンジン用燃焼装置の噴射管の構成を示す図。
【図7】本発明の第6実施形態のロケットエンジン用燃焼装置の噴射管の構成を示す図。
【図8】本発明の第7実施形態のロケットエンジン用燃焼装置の噴射管の構成を示す図。
【図9】ロケットエンジン用燃焼装置の概略構成を示す図。
【図10】従来のロケットエンジン用燃焼装置の噴射管の一例の構成を示す図。
【符号の説明】
1…ロケットエンジン用燃焼装置、1A…噴射器、1B…燃焼室、1C…ノズル、20,30,40,50,60,70,80…噴射管、21,31,41,51,61,71,81…中央空洞、22,32,42,52,62,72,82…外側空隙、23,33,43,53,63,73,83,85…孔、24,34,44,54,64,65,74,84,86…噴射口、55…テーパ部、75,87…リセス部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection pipe of a combustion device for a rocket engine.
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in Non-Patent Document 1 and FIG. 9, the rocket combustion device includes an
[0003]
In the rocket engine combustion device 1, an injector 1 </ b> A including a large number of injection pipes is supplied from a fuel supply device (not shown) to, for example, liquid oxygen (hereinafter referred to as “LOx”) and gaseous hydrogen (hereinafter referred to as “GH 2”). Is injected into a combustion chamber, and LOx and GH2 are finely mixed and burned. This is one of the main factors that determine the performance of a rocket engine.
[0004]
An example of a conventionally used injection tube will be described with reference to FIG.
[0005]
As shown in FIG. 10, the
[0006]
[Non-patent document 1]
Liquid Oxygen / Hydrogen Testing of a Single Swirl Coaxial Injection Element in a Windowed Combustion Chamber (AIAA 93-1954)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the
[0008]
It is extremely difficult to manufacture and set such a very narrow annular
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an injection pipe of a combustion device for a rocket engine, which can eliminate difficulty in manufacturing and setting and can obtain various injection modes.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an injection pipe of a rocket engine combustion device that injects a propellant supplied from a fuel supply side into a combustion chamber side to burn it.
A central cavity whose one end is open on the fuel supply side and whose other end is open on the combustion chamber side,
An outer space formed outside the central cavity and open at one end on the fuel supply side;
A plurality of holes are provided along the circumferential direction, and one end is provided with an injection port on the combustion chamber side, and the other end is provided with a hole communicating with the other end of the outer space.
[0011]
In the present invention, by adopting a porous structure instead of the conventional double-tube annular structure, the structure is simplified, and it is possible to form the injection port with accuracy by drilling, and in combustion, By flowing LOx passing through the central cavity around GH2 injected from the injection port through the hole, the contact area between GH2 and LOx increases, which promotes atomization and mixing.
[0012]
In the above, the hole may be formed inwardly so as to approach the central cavity. In this case, further, atomization is further promoted by the collision effect of GH2 on LOx, and contact between GH2 and LOx is further increased. It will be stable.
[0013]
In the above, the hole can be formed obliquely so as to rotate along the longitudinal direction. In this case, after further reducing LOx, GH2 and LOx are dispersed by the rotation component toward the outer periphery. Can achieve uniform mixing.
[0014]
In the above, the central cavity can be formed so as to have a taper so that the opening becomes larger as approaching the combustion chamber side. In this case, since the area of the outlet of LOx further expands outward, GH2 and LOx The contact angle is increased, so that the atomization is promoted and the contact is stabilized.
[0015]
In the above, the holes can be formed with different diameters along the circumferential direction, and in this case, the fineness in the circumferential direction and control of the dispersion characteristics can be further achieved.
[0016]
In the above, the central cavity may form a recess on the combustion chamber side. In this case, the recess formed at the outlet of LOx further suppresses attenuation and spread of the injection speed of GH2. And miniaturization is promoted.
[0017]
In the above, the hole may be formed in a plurality of stages along the radial direction, and a recess may be formed on the combustion chamber side of the central cavity. In this case, the recess may be further formed in the recess formed at the outlet of LOx. Since the first stage of miniaturization is performed and the second stage of miniaturization is performed at the outlet, more effective miniaturization and control of mixing GH2 and LOx can be performed.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an injection pipe of a combustion device for a rocket engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
(1st Embodiment)
FIG. 1A is a longitudinal sectional view of the injection pipe of the first embodiment, and FIG. 1B is a front view as viewed from the combustion chamber side. The injection pipe 20 of this embodiment has one end on the fuel supply side. A
[0020]
Here, LOx from a fuel supply device (not shown) is supplied to a
[0021]
In the present embodiment, a porous structure is used instead of the conventional double-tube annular structure, so that the structure is simplified, and it can be manufactured by drilling from the combustion chamber side, and the processing can obtain accuracy. Thus, it is possible to form an injection port as designed.
[0022]
In the combustion, LOx passing through the
[0023]
(2nd Embodiment)
FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view of the injection pipe of the second embodiment, and FIG. 2B is a front view as viewed from the combustion chamber side. The
[0024]
Here, LOx from a fuel supply device (not shown) is supplied to a
[0025]
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, a porous structure is used instead of the conventional double-tube annular structure, so that the structure is simplified, and it can be manufactured by drilling from the combustion chamber side. Since it is possible to obtain accuracy, it is possible to form an injection port as designed.
[0026]
Further, as in the first embodiment, in combustion, LOx passing through the
[0027]
Further, in this embodiment, since the
[0028]
(Third embodiment)
FIG. 3A is a longitudinal sectional view of an injection pipe according to a third embodiment, FIG. 3B is a front view as viewed from a combustion chamber side, and FIG. 4 is a schematic perspective view of the same embodiment. The
[0029]
Here, LOx from a fuel supply device (not shown) is supplied to the
[0030]
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, a porous structure is used instead of the conventional double-tube annular structure, so that the structure is simplified, and it can be manufactured by drilling from the combustion chamber side. Since it is possible to obtain accuracy, it is possible to form an injection port as designed.
[0031]
Further, as in the first embodiment, in combustion, LOx passing through the
[0032]
Further, in the present embodiment, since the
[0033]
(Fourth embodiment)
FIG. 5A is a longitudinal sectional view of the injection pipe of the fourth embodiment, and FIG. 4B is a front view as viewed from the combustion chamber side. The
[0034]
Here, LOx from a fuel supply device (not shown) is supplied to the
[0035]
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, a porous structure is used instead of the conventional double-tube annular structure, so that the structure is simplified, and it can be manufactured by drilling from the combustion chamber side. Since it is possible to obtain accuracy, it is possible to form an injection port as designed.
[0036]
Further, in the present embodiment, as in the first embodiment, in combustion, LOx passing through the
[0037]
Further, in the present embodiment, since the
[0038]
(Fifth embodiment)
FIG. 6A is a longitudinal sectional view of an injection pipe according to a fifth embodiment, and FIG. 5B is a front view as viewed from a combustion chamber side. A
[0039]
Here, LOx from a fuel supply device (not shown) is supplied to the
[0040]
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, a porous structure is used instead of the conventional double-tube annular structure, so that the structure is simplified, and it can be manufactured by drilling from the combustion chamber side. Since it is possible to obtain accuracy, it is possible to form an injection port as designed.
[0041]
In the same manner as in the first embodiment, in the combustion, the GH2 injected from the large-
[0042]
Further, in the present embodiment, since the holes are formed with different diameters along the circumferential direction, it is possible to miniaturize in the circumferential direction and control the dispersion characteristics. As a result, good combustion is ensured, and a rocket engine combustion device exhibiting excellent performance is realized.
[0043]
(Sixth embodiment)
FIG. 7A is a longitudinal sectional view of an injection pipe according to a sixth embodiment, and FIG. 7B is a front view as viewed from a combustion chamber side. A
[0044]
Here, LOx from a fuel supply device (not shown) is supplied to a
[0045]
In the present embodiment, a porous structure is used instead of the conventional double-tube annular structure, so that the structure is simplified, and it can be manufactured by drilling from the combustion chamber side, and the processing can obtain accuracy. Thus, it is possible to form an injection port as designed.
[0046]
In the combustion, LOx passing through the
[0047]
Further, since the recessed
[0048]
(Seventh embodiment)
FIG. 8A is a longitudinal sectional view of the injection pipe of the seventh embodiment, and FIG. 8B is a front view as viewed from the combustion chamber side. In the
[0049]
Here, LOx from a fuel supply device (not shown) is supplied to a
[0050]
In the present embodiment, a porous structure is used instead of the conventional double-tube annular structure, so that the structure is simplified, and it can be manufactured by drilling from the combustion chamber side, and the processing can obtain accuracy. Thus, it is possible to form an injection port as designed.
[0051]
In the combustion, LOx passing through the
[0052]
Further, since the
[0053]
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above and illustrated embodiments, and adoption of the porous structure shown in the first embodiment constitutes a solution means of the present invention, and is shown in the second to seventh embodiments. One or more of the various aspects described above can be implemented in combination, and the degree of freedom of the injection mode can be further increased.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by adopting a porous structure instead of the conventional double-tube annular structure, the structure can be simplified, and the injection port can be formed with accuracy by drilling. At the same time, in the combustion, LOx flowing through the central cavity flows around the GH2 injected from the injection port through the hole, thereby increasing the contact area between the GH2 and the LOx, thereby promoting the atomization and the mixing. Accordingly, it is possible to provide an injection pipe of a combustion device for a rocket engine in which the degree of freedom of the injection mode is increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an injection pipe of a combustion device for a rocket engine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an injection pipe of a combustion device for a rocket engine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an injection pipe of a rocket engine combustion device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view of the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an injection pipe of a combustion device for a rocket engine according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an injection pipe of a rocket engine combustion device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an injection pipe of a rocket engine combustion device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an injection pipe of a rocket engine combustion device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a rocket engine combustion device.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an example of an injection pipe of a conventional rocket engine combustion device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Combustion device for rocket engines, 1A ... Injector, 1B ... Combustion chamber, 1C ... Nozzle, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 ... Injection pipe, 21, 31, 41, 51, 61, 71 , 81 ... central cavity, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82 ... outer space, 23, 33, 43, 53, 63, 73, 83, 85 ... holes, 24, 34, 44, 54, 64 , 65, 74, 84, 86 ... injection port, 55 ... taper part, 75, 87 ... recess part.
Claims (7)
一端側が前記燃料供給側にて開口し他端側が前記燃焼室側にて開口した中央空洞と、
この中央空洞の外側に形成され且つ一端側が前記燃料供給側にて開口した外側空隙と、
周方向に沿って複数設けられ、前記燃焼室側にて一端側が噴射口を形成し且つ他端側が前記外側空隙の他端側に連通した孔と
を具備することを特徴とするロケットエンジン用燃焼装置の噴射管。In an injection pipe of a rocket engine combustion device for injecting fuel supplied from a fuel supply side to a combustion chamber side and burning it,
A central cavity whose one end is open on the fuel supply side and whose other end is open on the combustion chamber side,
An outer space formed outside the central cavity and open at one end on the fuel supply side;
A plurality of holes provided along the circumferential direction, wherein one end of the combustion chamber side has an injection port, and the other end has a hole communicating with the other end of the outer space. The injection pipe of the device.
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