[發明專利]單組元發動機用防回火噴注裝置

有效

• 申請號: 201710139183.9
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106939850B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 關亮;王子模;許宏博;楊學森;吉林;楊芳芳;韓恒超;金盛宇;劉昌國;楊成虎
• 申請（專利權）人: 上海空間推進研究所
• 主分類號: F02K9/52
• 分類號: F02K9/52
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種單組元發動機用防回火噴注裝置，包括噴注芯體、冷卻支環、噴注器以及點火器，其中：所述噴注芯體上設有供應流道和冷卻空腔；所述冷卻支環設置于所述冷卻空腔內；所述噴注器通過所述冷卻支環安裝于所述噴注芯體上；推進劑依次流過供應流道、冷卻空腔、噴注器。本發明具有如下優點：本發明結構簡單，工藝成熟，通過噴注器的微孔結構快速耗散熱量，從而阻止火焰向上傳播，實現防回火功能和高效燃燒功能；解決了液相及氣液兩相供應的推進劑防回火問題；冷卻空腔實現了推進劑與電嘴的接觸換熱，吸收電嘴熱量，實現電嘴冷卻功能；適用于易發生回火的單組元液體火箭發動機和燃燒裝置。

技術領域

本發明涉及一種噴注裝置，具體地，涉及一種單組元發動機用防回火噴注裝置。

背景技術

常規噴注裝置是發動機和燃燒裝置的關鍵組件，它決定了發動機的燃燒效率和發動機結構的熱狀態，對于無需催化、著火點低的單組元推進劑，它還決定了發動機使用的安全性。目前，氧化亞氮-燃料單元復合推進劑作為一種無需催化、著火點低的綠色無毒、比沖高、成本低的推進劑逐漸被應用到液體火箭發動機領域。氧化亞氮-燃料單元復合推進劑飽和蒸氣壓力高，常規狀態極易氣化，且氣相燃燒速度極快，在點火過程中，容易發生回火現象，導致供應系統爆炸，存在使用安全隱患。而常規防回火措施(例如水封、單向閥和阻火器等)，其中水封不適合液態供應的推進劑，單向閥和阻火器大量應用于工業防回火設計，但其應用的回火介質燃燒速度較慢，且大多防回火措施都存在飛行環境失效以及降低動力系統效率等不足，不適合應用于空間推進領域。因此，研制一種兼顧發動機燃燒性能和防回火的噴注裝置，成為液體火箭推進行業研制難題。

目前國內沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種單組元發動機用防回火噴注裝置。

根據本發明提供的一種單組元發動機用防回火噴注裝置，包括噴注芯體(1)、冷卻支環(2)、噴注器(3)以及點火器(4)，其中：所述噴注芯體(1)上設有供應流道(11)和冷卻空腔(12)；所述冷卻支環(2)設置于所述冷卻空腔(12)內；所述噴注器(3)通過所述冷卻支環(2)安裝于所述噴注芯體(1)上；推進劑能夠依次流過供應流道(11)、冷卻空腔(12)、噴注器(3)。

優選地，所述推進劑通過氧化劑與燃料預混合，包括氧化亞氮-乙烯單元復合推進劑、氧化亞氮-乙炔單元復合推進劑、氧/碳氫燃料混合推進劑或者空氣/碳氫燃料混合推進劑。

優選地，所述冷卻支環(2)為鏤空結構，能夠使得推進劑在冷卻空腔(12)內與點火器(4)的電嘴進行熱量交換，從而實現電嘴的冷卻。

優選地，所述噴注器(3)主要由多孔介質材料或多層燒結網材料制成。

優選地，供應流道(11)、冷卻空腔(12)以及噴注器(3)構成推進劑流動通道；

所述電嘴呈中心布置方式，并通過推進劑流動通道增加與未燃燒推進劑的接觸面積，進而提高電嘴和推進劑的傳熱。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

1、本發明結構簡單，工藝成熟，通過噴注器的微孔結構快速耗散熱量，從而阻止火焰向上傳播，實現防回火功能和高效燃燒功能；

2、解決了液相及氣液兩相供應的推進劑防回火問題；

3、冷卻空腔實現了推進劑與電嘴的接觸換熱，吸收電嘴熱量，實現電嘴冷卻功能；

4、適用于易發生回火的單組元液體火箭發動機和燃燒裝置。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：