RU2703889C1 - Lpe combustion chamber mixing head - Google Patents

Lpe combustion chamber mixing head Download PDF

Info

Publication number
RU2703889C1
RU2703889C1 RU2018129287A RU2018129287A RU2703889C1 RU 2703889 C1 RU2703889 C1 RU 2703889C1 RU 2018129287 A RU2018129287 A RU 2018129287A RU 2018129287 A RU2018129287 A RU 2018129287A RU 2703889 C1 RU2703889 C1 RU 2703889C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bushings
combustion chamber
channels
lpe
mixing head
Prior art date
Application number
RU2018129287A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Братухин
Original Assignee
Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" filed Critical Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority to RU2018129287A priority Critical patent/RU2703889C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703889C1 publication Critical patent/RU2703889C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/44Feeding propellants
    • F02K9/52Injectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: rocket equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of rocket equipment and can be used in the construction of the liquid-propellant engines (LPE) combustion chambers mixing heads. LPE combustion chamber mixing head consists of a body with bushings made therein, gaps between which form the gaseous component supply annular channels. Mixing elements are fitted into said mixing head and secured at outlet ends of bushings. Bushings are interconnected by means of bypass channels. Each bushing consists of an outer and an inner rings, interconnected by evenly spaced inclined or straight ribs, between which the liquid component supply slots are located. Much of the liquid component is fed into the central bushings via one annular header, while the smaller part is fed into the peripheral bushing via the other annular header, at the inlet of which a tuning washer is installed.
EFFECT: invention provides higher reliability of cooling of combustion chamber and reduced cost and time of LPE.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании смесительных головок камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).The invention relates to the field of rocket technology and can be used to create the mixing heads of the combustion chambers of liquid rocket engines (LRE).

В настоящее время одной из основных проблем при создании ЖРД является обеспечение надежного охлаждения камер сгорания. Одним из способов обеспечения надежного охлаждения является обеспечение оптимального соотношения компонентов топлива в пристеночном слое, формируемом периферийным рядом смесительных элементов головки.Currently, one of the main problems in creating a rocket engine is to ensure reliable cooling of the combustion chambers. One of the ways to ensure reliable cooling is to ensure the optimal ratio of fuel components in the parietal layer formed by the peripheral row of the mixing elements of the head.

Известна смесительная головка камеры сгорания ЖРД, содержащая корпус с днищем и установленные в нем втулки, зазоры между которыми образуют кольцевые каналы подвода жидкого и газообразного компонентов. В указанную смесительную головку введены смесительные элементы, закрепленные на выходных концах втулок. Втулки соединены между собой перепускными каналами. Каждый смесительный элемент состоит из двух концентрически соединенных между собой колец, на одной из внутренних поверхностей которых выполнены две винтовые нарезки с образованием коллектора между ними. Коллектор соединен наклонными отверстиями с каналами подвода газообразного компонента, (пат. RU №2170841, заявка №99124002/06 от 15.11.1999 г.).Known mixing head of the combustion chamber of the rocket engine, containing a housing with a bottom and bushings installed in it, the gaps between which form the annular channels for supplying liquid and gaseous components. Into said mixing head are introduced mixing elements fixed to the output ends of the bushings. The bushings are interconnected bypass channels. Each mixing element consists of two rings concentrically connected to each other, on one of the inner surfaces of which two screw threads are made with the formation of a collector between them. The collector is connected by inclined holes to the supply channels of the gaseous component, (US Pat. RU No. 2170841, application No. 99124002/06 of 11/15/1999).

В такой смесительной головке все горючее подается в общий коллектор, расположенный на силовом днище, и далее по перепускным каналам поступает к смесительным элементам, включая смесительные элементы периферийного ряда. Обеспечение заданного распределения горючего по смесительным элементам в такой головке из-за ее сложности требует большого объема экспериментальной отработки в процессе изготовления. При этом в случае появления необходимости при огневой отработке ЖРД улучшить охлаждение внутренней стенки камеры сгорания за счет изменения соотношения компонентов топлива в периферийном ряду смесительных элементов головки требуется изменение диаметров отверстий смесительной головки, что увеличивает время и стоимость отработки.In such a mixing head, all the fuel is supplied to a common manifold located on the power bottom, and then through the bypass channels to the mixing elements, including the mixing elements of the peripheral row. Ensuring a given distribution of fuel among the mixing elements in such a head due to its complexity requires a large amount of experimental testing in the manufacturing process. In this case, if it becomes necessary during the LRE firepower development to improve cooling of the internal wall of the combustion chamber by changing the ratio of fuel components in the peripheral row of the mixing head elements, it is necessary to change the diameter of the holes of the mixing head, which increases the time and cost of working out.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности охлаждения камеры сгорания и снижение стоимости и времени отработки ЖРД.The objective of the present invention is to increase the reliability of cooling the combustion chamber and reduce the cost and time of working out the rocket engine.

Указанная задача достигается тем, что смесительная головка камеры сгорания ЖРД содержит корпус с выполненными в нем втулками, зазоры между которыми образуют кольцевые каналы подвода газообразного компонента. В указанную смесительную головку введены смесительные элементы, закрепленные на выходных концах втулок. Втулки соединены между собой перепускными каналами. Каждая втулка состоит из наружного и внутреннего колец, соединенных между собой равномерно расположенными наклонными или прямыми ребрами, между которыми находятся пазы подвода жидкого компонента.This problem is achieved by the fact that the mixing head of the LRE combustion chamber contains a housing with bushings made in it, the gaps between which form the annular channels for supplying the gaseous component. Into said mixing head are introduced mixing elements fixed to the output ends of the bushings. The bushings are interconnected bypass channels. Each sleeve consists of outer and inner rings interconnected by evenly spaced inclined or straight ribs, between which there are grooves for supplying the liquid component.

Большая часть жидкого компонента подается в центральные втулки через один кольцевой коллектор, а меньшая часть - в периферийную втулку через другой кольцевой коллектор, на входе в который установлена настроечная шайба.Most of the liquid component is fed into the central bushings through one ring collector, and a smaller part is fed into the peripheral sleeve through another ring collector, at the inlet of which a tuning washer is installed.

Сущность предложенного изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид смесительной головки и схема подвода газообразного и жидкого компонентов, на фиг. 2 - втулки и газовый канал.The essence of the proposed invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the mixing head and a circuit for supplying gaseous and liquid components, FIG. 2 - bushings and gas channel.

Смесительная головка включает в себя корпус (1) с выполненными в нем центральными втулками (2) и периферийной втулкой (11), образующими концентрически расположенные каналы жидкого (3) и газообразного (4) компонентов. Втулки, образующие каналы жидкого компонента, соединены между собой перепускными каналами (5). Каждая втулка состоит из внутреннего (6) и наружного колец (7), соединенных между собой равномерно расположенными наклонными или прямыми ребрами (8), между которыми находятся каналы (3) подвода жидкого компонента. На выходных концах наружного и внутреннего колец втулок имеются наклонные или прямые отверстия (9), соединенные с каналами подвода газообразного компонента.The mixing head includes a housing (1) with central bushings (2) made therein and a peripheral sleeve (11) forming concentrically arranged channels of the liquid (3) and gaseous (4) components. The bushings forming the channels of the liquid component are interconnected by bypass channels (5). Each sleeve consists of an inner (6) and an outer ring (7), interconnected by evenly spaced inclined or straight ribs (8), between which there are channels (3) for supplying the liquid component. At the output ends of the outer and inner rings of the bushings there are inclined or straight holes (9) connected to the supply channels of the gaseous component.

Большая часть жидкого компонента подается в центральные втулки через один кольцевой коллектор (10), а меньшая часть - в периферийную втулку (11) через другой кольцевой коллектор (12), на входе в который установлена накладка (13) и настроечная шайба (14).Most of the liquid component is fed into the central bushings through one annular manifold (10), and a smaller part is fed into the peripheral sleeve (11) through another annular manifold (12), at the entrance of which there is an overlay (13) and a tuning washer (14).

Предложенная смесительная головка работает следующим образом:The proposed mixing head works as follows:

Газообразный компонент поступает в каналы газообразного компонента (4), расположенные между втулками (2).The gaseous component enters the channels of the gaseous component (4) located between the bushings (2).

Большая часть жидкого компонента поступает в кольцевой коллектор (10), затем в перепускные каналы (5), далее в каналы (3), образованные наружными и внутренними кольцами центральных втулок и затем направляется к выходным концам втулок в отверстия (9).Most of the liquid component enters the annular manifold (10), then to the bypass channels (5), then to the channels (3) formed by the outer and inner rings of the central bushings and then goes to the output ends of the bushings in the holes (9).

Меньшая часть жидкого компонента поступает в кольцевой коллектор (12), на входе в который установлена накладка (13) с настроечной шайбой (14), и далее - в периферийную втулку (11) с отверстиями.A smaller part of the liquid component enters the annular manifold (12), at the entrance to which there is a plate (13) with a tuning washer (14), and then to the peripheral sleeve (11) with holes.

Через отверстия (9) жидкий компонент поступает в газовые каналы, где сгорает с газообразным компонентом.Through holes (9), the liquid component enters the gas channels, where it burns with the gaseous component.

В случае появления необходимости при огневой отработке ЖРД улучшить охлаждение внутренней стенки камеры сгорания за счет изменения соотношения компонентов топлива в периферийном ряду смесительных элементов головки, в накладку (13) устанавливается другая настроечная шайба (14), обеспечивающая требуемый расход жидкого компонента. Это не требует изменения диаметров отверстий (9) и повторной отработки гидравлических характеристик смесительной головки.If it becomes necessary to improve the cooling of the internal wall of the combustion chamber during firing of the rocket engine by changing the ratio of the fuel components in the peripheral row of the mixing elements of the head, another tuning washer (14) is installed in the overlay (13), which ensures the required flow rate of the liquid component. This does not require changing the diameters of the holes (9) and re-testing the hydraulic characteristics of the mixing head.

Таким образом, совокупность новых признаков, отсутствующих в известных технических решениях позволяет повысить надежность охлаждения камеры сгорания и снизить стоимость и время отработки ЖРД.Thus, the combination of new features that are absent in the known technical solutions can improve the reliability of cooling the combustion chamber and reduce the cost and time of working out the rocket engine.

Claims (2)

1. Смесительная головка камеры сгорания ЖРД, содержащая корпус с выполненными в нем втулками, зазоры между которыми образуют кольцевые каналы подвода газообразного компонента, а каждая втулка состоит из наружного и внутреннего колец, соединенных между собой равномерно расположенными наклонными или прямыми ребрами, между которыми находятся каналы подвода жидкого компонента, при этом на выходных концах наружного и внутреннего колец втулок имеются наклонные или прямые отверстия, соединенные с каналами подвода газообразного компонента, отличающаяся тем, что в корпусе головки выполнено два кольцевых коллектора, при этом один кольцевой коллектор соединен перепускными каналами с центральными втулками, а второй - с периферийной втулкой.1. The mixing head of the LRE combustion chamber, comprising a housing with bushings made therein, gaps between which form annular channels for supplying a gaseous component, and each sleeve consists of outer and inner rings interconnected by evenly spaced inclined or straight ribs, between which there are channels the supply of the liquid component, while at the output ends of the outer and inner rings of the bushings there are inclined or straight holes connected to the supply channels of the gaseous component, o characterized by the fact that two annular collectors are made in the head housing, while one annular collector is connected bypass channels to the central bushings, and the second to the peripheral bush. 2. Смесительная головка камеры сгорания ЖРД по п. 1, отличающаяся тем, что на входе в кольцевой коллектор, соединенный с периферийной втулкой, установлена настроечная шайба.2. The mixing head of the LRE combustion chamber according to claim 1, characterized in that a tuning washer is installed at the entrance to the annular manifold connected to the peripheral sleeve.
RU2018129287A 2018-08-09 2018-08-09 Lpe combustion chamber mixing head RU2703889C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129287A RU2703889C1 (en) 2018-08-09 2018-08-09 Lpe combustion chamber mixing head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129287A RU2703889C1 (en) 2018-08-09 2018-08-09 Lpe combustion chamber mixing head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703889C1 true RU2703889C1 (en) 2019-10-22

Family

ID=68318431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129287A RU2703889C1 (en) 2018-08-09 2018-08-09 Lpe combustion chamber mixing head

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703889C1 (en)

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
RU2170841C1 (en) * 1999-11-15 2001-07-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева Liquid-propellant rocket engine combustion chamber mixing head
RU120719U1 (en) * 2011-12-01 2012-09-27 Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" FUEL COMPONENTS CONNECTOR COLLECTOR TO REGENERATIVE COOLING CHANNELS OF A LIQUID-ROCKET ENGINE CAMERA
RU2658160C1 (en) * 2017-04-13 2018-06-19 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Lpe combustion chamber mixing head

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
RU2170841C1 (en) * 1999-11-15 2001-07-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева Liquid-propellant rocket engine combustion chamber mixing head
RU120719U1 (en) * 2011-12-01 2012-09-27 Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" FUEL COMPONENTS CONNECTOR COLLECTOR TO REGENERATIVE COOLING CHANNELS OF A LIQUID-ROCKET ENGINE CAMERA
RU2658160C1 (en) * 2017-04-13 2018-06-19 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Lpe combustion chamber mixing head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6244041B1 (en) Liquid-propellant rocket engine chamber and its casing
RU2477808C2 (en) Multiple-point injector for turbomachine
JP5985514B2 (en) Injection device for a combustion chamber of a gas turbine having a dual fuel circuit and a combustion chamber provided with at least one such injection device
RU2646950C2 (en) Turbomachine combustion system comprising improved fuel supply circuit
RU2658160C1 (en) Lpe combustion chamber mixing head
RU2291976C1 (en) Mixing head of chamber of liquid rocket engine
US10883413B2 (en) Pre-chamber assembly
RU2703889C1 (en) Lpe combustion chamber mixing head
US20100064661A1 (en) Injector head of liquid rocket engine
US3073289A (en) Means for burning hydrocarbons in an internal combustion engine cylinder
RU2429370C1 (en) Burner plate of liquid-propellant rocket engine combustion chambers (lpe)
US2667033A (en) Combustion apparatus for operation in fast-moving air streams
JP7336848B2 (en) Combustion device
CN109695504B (en) circumferential oil-supplementing cracking device
US4453384A (en) Fuel burners and combustion equipment for use in gas turbine engines
DE102019217830A1 (en) COMBUSTION CHAMBER AND GAS TURBINE
US1157315A (en) Fuel-injector.
RU2587510C1 (en) Gas generator
US1793640A (en) Combustion engine
RU2445493C1 (en) Liquid-propellant engine chamber mixing head
RU2684701C1 (en) Mixing head of lpe combustion chamber
RU2204732C2 (en) Gas generator of liquid-propellant rocket engine
US2088614A (en) Injection valve
US10774748B2 (en) Internal fuel manifolds
RU2700801C1 (en) Slit mixing head of liquid-propellant rocket engine chamber