RU2587510C1 - Газогенератор - Google Patents
Газогенератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2587510C1 RU2587510C1 RU2015130979/06A RU2015130979A RU2587510C1 RU 2587510 C1 RU2587510 C1 RU 2587510C1 RU 2015130979/06 A RU2015130979/06 A RU 2015130979/06A RU 2015130979 A RU2015130979 A RU 2015130979A RU 2587510 C1 RU2587510 C1 RU 2587510C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- gas
- gas generator
- chamber
- holes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/42—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
- F02K9/44—Feeding propellants
- F02K9/52—Injectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/42—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
- F02K9/60—Constructional parts; Details not otherwise provided for
- F02K9/62—Combustion or thrust chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а именно к газогенераторам, генерирующим газ для привода турбонасосного агрегата. Газогенератор содержит охлаждаемую камеру, смесительную головку, состоящую из наружного днища, среднего днища, огневого днища, форсунок форкамерного типа, включающих в себя осевой канал, выполненный глухим со стороны его входной части, соединенный при помощи тангенциальных отверстий, расположенных равномерно по окружности с полостью окислителя, кольцевой канал с тангенциальными отверстиями, расположенными равномерно по окружности и выходящими в полость горючего, расположенный коаксиально осевому каналу, форкамеру, являющуюся продолжением кольцевого канала, сообщенную с одной стороны с кольцевым каналом и осевым каналом, а с другой стороны с полостью камеры газогенератора, при этом на торце форсунки вокруг форкамеры выполнены отверстия, соединяющие полость горючего с полостью камеры газогенератора, причем во внутренней полости камеры газогенератора расположена полость воды, выполненная в виде двух днищ и закрепленных между ними газовых втулок, при этом полость воды соединена с высокотемпературной зоной камеры газогенератора через радиальные отверстия, выполненные в стенках газовых втулок, в варианте исполнения в днище полости воды, расположенном со стороны смесительной головки, выполнены отверстия. Изобретение обеспечивает повышение однородности температурного поля генераторного газа на выходе и давлений за счет балластировки продуктов сгорания водой и упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а именно к газогенераторам, генерирующим газ для привода турбонасосного агрегата.
Основной проблемой при сжигании углеводородных топлив с избытком горючего в газогенераторах является образование сажи, что затрудняет использования такого газогенератора в составе ЖРД из-за забивания газового тракта ЖРД и резкого снижения работоспособности газа.
Известен газогенератор, содержащий охлаждаемую камеру сгорания, форсуночную головку, состоящую из переднего, среднего и огневого днищ, форсунок окислителя и горючего, установленный по оси газогенератора распределитель избыточного компонента. Распределитель избыточного компонента выполнен в виде полого цилиндра, закрытого продольным днищем. Распределитель снабжен смесительными элементами подачи избыточного компонента в зону смешения, которые выполнены в виде полых перфорированных цилиндров, закрытых перфорированными шатровыми головками и расположенных по боковой поверхности распределителя в шахматном порядке с уменьшающейся их высотой по потоку газа. На распределителе между огневым днищем и смесительными элементами расположены радиальные профилированные пластины с каналами подачи компонента из полости распределителя в полость камеры газогенератора, выполненными на всю высоту пластины. Днище распределителя выполнено в виде усеченного конуса, обращенного вершиной в сторону огневого днища. В месте перехода цилиндра в днище и в вершине конуса выполнены отверстия (патент РФ №2179256, МПК: F02K 9/64 - прототип).
Указанный газогенератор работает следующим образом.
Горючее поступает в полость форсуночной головки, откуда через форсунки поступает в камеру сгорания. Окислитель поступает в полость форсуночной головки, откуда по форсункам подается в камеру сгорания и частично по каналам тракта охлаждения камеры сгорания поступает на охлаждение внутренней оболочки. Большая часть окислителя поступает в полость распределителя и далее через отверстия, выполненные в смесительных элементах и пластинах, подается в поток горючих газов, идущих со стороны форсуночной головки. Этим обеспечивается равномерная раздача окислителя по всему сечению камеры сгорания и равномерное его перемешивание с потоком горячих газов на коротком по длине участке. Коническое днище обеспечивает плавный поворот потока окислителя в полости от осевого направления в радиальное. Оставшаяся часть окислителя, поступающая через отверстия в зону за днищем, сдувает зону завихрений за днищем. Перегородки делят полость камеры сгорания в районе форсуночной головки на ряд полостей и препятствуют распространению вибрационного горения из одной из этих полостей в другую.
Основными недостатками указанного газогенератора является образование большого количества сажи при использовании в качестве избыточного компонента углеводородного топлива и значительная сложность конструкции.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет балластировки продуктов сгорания водой и оптимизации конструкции газогенератора.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный газогенератор, согласно изобретению, содержит охлаждаемую камеру, смесительную головку, состоящую из наружного днища, среднего днища, огневого днища, форсунок форкамерного типа, включающих в себя осевой канал, выполненный глухим со стороны его входной части, соединенный при помощи тангенциальных отверстий, расположенных равномерно по окружности с полостью окислителя, кольцевой канал с тангенциальными отверстиями, расположенными равномерно по окружности и выходящими в полость горючего, расположенный коаксиально осевому каналу, форкамеру, являющуюся продолжением кольцевого канала, сообщенную с одной стороны с кольцевым каналом и осевым каналом, а с другой стороны - с полостью камеры газогенератора, при этом на торце форсунки вокруг форкамеры выполнены отверстия, соединяющие полость горючего с полостью камеры газогенератора, причем во внутренней полости камеры газогенератора расположена полость воды, выполненная в виде двух днищ и закрепленных между ними газовых втулок, при этом полость воды соединена с высокотемпературной зоной камеры газогенератора через радиальные отверстия, выполненные в стенках газовых втулок.
В варианте исполнения в днище полости воды, расположенном со стороны смесительной головки, выполнены отверстия.
Предлагаемая конструкция газогенератора, за счет своих отличительных признаков, обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение количества сажи, содержащейся в генераторном газе, а также повышение однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет балластировки продуктов сгорания водой и оптимизации конструкции газогенератора.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез газогенератора, на фиг. 2 - выносной элемент А - продольный разрез форсунки смесительной головки газогенератора, на фиг. 3 - вид Б - вид на форсунку смесительной головки газогенератора со стороны огневого днища, на фиг. 4 - разрез В-В - поперечный разрез форсунки смесительной головки газогенератора, на фиг. 5 - разрез Г-Г - поперечный разрез форсунки смесительной головки газогенератора, на фиг. 6 - выносной элемент Д - продольный разрез полости воды, на фиг. 7 - продольный разрез полости воды в варианте исполнения.
Предложенный газогенератор содержит камеру 1, смесительную головку 2 и полость воды 3.
Охлаждение камеры 1 осуществляется протоком горючего по охлаждающему тракту 4.
Смесительная головка 2 состоит из наружного днища 5, среднего днища 6, огневого днища 7 и форсунок форкамерного типа 8. Наружное днище 5, среднее днище 6 и огневое днище 7 образуют полость окислителя 9 и полость горючего 10 соответственно.
Форсунка 8 содержит осевой канал 11, выполненный глухим со стороны его входной части, соединенный при помощи тангенциальных отверстий 12, расположенных равномерно по окружности, с полостью окислителя 9, кольцевой канал 13 с тангенциальными отверстиями 14, расположенными равномерно по окружности и выходящими в полость горючего 10, расположенный коаксиально осевому каналу 11, форкамеру 15, являющуюся продолжением кольцевого канала 13, сообщенную с одной стороны с кольцевым каналом 13 и осевым каналом 11, а с другой стороны - с полостью камеры газогенератора 16, при этом на торце форсунки 8 вокруг форкамеры 15 выполнены отверстия 17, соединяющие полость горючего 10 с полостью камеры газогенератора 16.
Полость воды 3 состоит из днища 18 и днища 19 и закрепленных между ними газовых втулок 20, при этом полость воды 3 соединена с высокотемпературной зоной камеры 1 газогенератора через радиальные отверстия 21, выполненные в стенках газовых втулок 20.
В варианте исполнения в днище 18, расположенном со стороны смесительной головки 2, выполнены отверстия 22.
Предложенный газогенератор работает следующим образом.
Окислитель из полости окислителя 9, образованной наружным днищем 5 и средним днищем 6 смесительной головки 2, через тангенциальные отверстия 12, выполненные в форсунке 8, поступает в осевой канал 11 и далее в форкамеру 15.
Горючее, поступающее в полость горючего 10, образованную средним днищем 6 и огневым днищем 7 смесительной головки 2, из охлаждающего тракта 3 газогенератора, разделяется на две части. Основная часть горючего через отверстия 17, выполненные вокруг форкамеры 15, поступает в полость камеры газогенератора 16, а оставшаяся часть горючего через тангенциальные отверстия 14 поступает в кольцевой канал 13 и далее в форкамеру 15.
В форкамере 15 происходит смешение и сгорание компонентов топлива. Высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива поступают в полость камеры газогенератора 16.
В полости камеры газогенератора 16 высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива разбавляются и охлаждаются горючим, поступающим из полости горючего 10 через отверстия 17.
Вода, поступающая в полость воды 3, образованную днищем 18 и днищем 19, через радиальные отверстия 21, выполненные в газовых втулках 20, расположенных между днищем 18 и днищем 19, впрыскивается в высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива.
В результате протекания эндотермической реакции между сажей и водой происходит образование окиси углерода и водорода, при этом температура продуктов сгорания снижается до необходимого уровня.
В варианте исполнения часть воды впрыскивается в высокотемпературную зону камеры 1 газогенератора через отверстия 22, выполненные в днище 18.
Использование предложенного технического решения позволит снизить количество сажи, содержащейся в генераторном газе, а также повысить однородность температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет балластировки продуктов сгорания водой и оптимизации конструкции газогенератора.
Claims (2)
1. Газогенератор содержит охлаждаемую камеру, смесительную головку, состоящую из наружного днища, среднего днища, огневого днища, форсунок форкамерного типа, включающих в себя осевой канал, выполненный глухим со стороны его входной части, соединенный при помощи тангенциальных отверстий, расположенных равномерно по окружности с полостью окислителя, кольцевой канал с тангенциальными отверстиями, расположенными равномерно по окружности и выходящими в полость горючего, расположенный коаксиально осевому каналу, форкамеру, являющуюся продолжением кольцевого канала, сообщенную с одной стороны с кольцевым каналом и осевым каналом, а с другой стороны - с полостью камеры газогенератора, при этом на торце форсунки вокруг форкамеры выполнены отверстия, соединяющие полость горючего с полостью камеры газогенератора, причем во внутренней полости камеры газогенератора расположена полость воды, выполненная в виде двух днищ и закрепленных между ними газовых втулок, при этом полость воды соединена с высокотемпературной зоной камеры газогенератора через радиальные отверстия, выполненные в стенках газовых втулок.
2. Газогенератор по п. 1, отличающийся тем, что в днище полости воды, расположенном со стороны смесительной головки, выполнены отверстия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130979/06A RU2587510C1 (ru) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Газогенератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130979/06A RU2587510C1 (ru) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Газогенератор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2587510C1 true RU2587510C1 (ru) | 2016-06-20 |
Family
ID=56132206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015130979/06A RU2587510C1 (ru) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Газогенератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2587510C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2635012C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2017-11-08 | Владислав Юрьевич Климов | Парогазогенератор |
RU2680281C1 (ru) * | 2018-06-04 | 2019-02-19 | Владислав Юрьевич Климов | Смесительная головка газогенератора |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4305154C1 (de) * | 1993-02-19 | 1994-05-26 | Deutsche Aerospace | Einspritzelement in Koaxialbauweise für Raketenbrennkammern |
RU2159349C1 (ru) * | 1999-03-01 | 2000-11-20 | Открытое акционерное общество НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко | Модуль-газогенератор |
RU2159351C1 (ru) * | 1999-03-01 | 2000-11-20 | Открытое акционерное общество НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко | Газогенератор |
RU2179256C2 (ru) * | 1999-06-21 | 2002-02-10 | Открытое акционерное общество Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д. Кузнецова | Газогенератор жрд |
EP1033198B8 (en) * | 1999-03-01 | 2005-08-17 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie "Energomash", Imeni Akademika V.P. Glushko, Russian Fed. | Method for producing a gas generator of welded-brazed construction |
-
2015
- 2015-07-24 RU RU2015130979/06A patent/RU2587510C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4305154C1 (de) * | 1993-02-19 | 1994-05-26 | Deutsche Aerospace | Einspritzelement in Koaxialbauweise für Raketenbrennkammern |
RU2159349C1 (ru) * | 1999-03-01 | 2000-11-20 | Открытое акционерное общество НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко | Модуль-газогенератор |
RU2159351C1 (ru) * | 1999-03-01 | 2000-11-20 | Открытое акционерное общество НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко | Газогенератор |
US6212878B1 (en) * | 1999-03-01 | 2001-04-10 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo “Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie “Energomash” Imeni Akademika V.P. Glushko” | Gas generator module |
EP1033198B8 (en) * | 1999-03-01 | 2005-08-17 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie "Energomash", Imeni Akademika V.P. Glushko, Russian Fed. | Method for producing a gas generator of welded-brazed construction |
RU2179256C2 (ru) * | 1999-06-21 | 2002-02-10 | Открытое акционерное общество Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д. Кузнецова | Газогенератор жрд |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2635012C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2017-11-08 | Владислав Юрьевич Климов | Парогазогенератор |
RU2680281C1 (ru) * | 2018-06-04 | 2019-02-19 | Владислав Юрьевич Климов | Смесительная головка газогенератора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2345238C1 (ru) | Смесительная головка камеры жидкостного ракетного двигателя | |
RU2431079C1 (ru) | Парогенератор (варианты) | |
RU2635012C1 (ru) | Парогазогенератор | |
US4474140A (en) | Steam generator | |
US4377067A (en) | Steam generator | |
CN113739206B (zh) | 一种提高旋转爆震燃烧室空间利用率的分区燃烧方案 | |
RU2587510C1 (ru) | Газогенератор | |
RU2610624C1 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя | |
RU2654770C1 (ru) | Газогенератор | |
RU2265748C1 (ru) | Смесительный элемент для форсуночной головки камеры жрд | |
RU2671664C1 (ru) | Газогенератор | |
CN117128107A (zh) | 一种双模爆震推力室 | |
CN114483380B (zh) | 一种可多次起动的小型化燃气发生装置 | |
RU2674117C1 (ru) | Стендовый жидкостный ракетный двигатель с непрерывной спиновой детонацией | |
RU2204732C2 (ru) | Газогенератор жидкостного ракетного двигателя | |
RU2680282C1 (ru) | Смесительная головка газогенератора | |
RU2781730C1 (ru) | Газогенератор | |
RU2806931C1 (ru) | Газогенератор | |
RU2179256C2 (ru) | Газогенератор жрд | |
RU2581308C2 (ru) | Камера жидкостного ракетного двигателя | |
RU2445493C1 (ru) | Смесительная головка камеры жрд | |
RU2787433C1 (ru) | Смесительная головка камеры сгорания жрд | |
RU2791357C1 (ru) | Смесительная головка камеры сгорания жрд | |
RU2522119C2 (ru) | Смесительная головка камеры жрд | |
RU2680281C1 (ru) | Смесительная головка газогенератора |