[發明專利]固體燃料擴散燃燒精細化診斷燃燒器

有效

• 申請號: 201910609601.5
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110259603B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 劉林林;陳澤斌;胡松啟
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02K9/34
• 分類號: F02K9/34;F02K9/30;F02K9/95;F02K9/96
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 云燕春

1.一種固體燃料擴散燃燒精細化診斷燃燒器，包括燃燒室、燃燒室頂蓋和點火座裝置，所述燃燒室頂蓋通過螺栓和石墨墊片密封固定于所述燃燒室的開口端，所述點火裝置設置于靠近所述燃燒室的進氣壁面一端；其特征在于：所述燃燒室的進氣壁面中心處開有第一階梯通孔，用于同軸安裝進氣腔，并通過O型圈密封，所述進氣腔的頭部同軸固定有進氣道；所述燃燒室的出氣壁面中心處開有第二階梯通孔，所述第二階梯通孔內通過噴管壓螺同軸固定有噴管，所述燃燒室的出氣壁面與噴管壓螺的接觸面通過O型圈密封；所述噴管內的喉段占噴管總長的三分之二；

所述燃燒室的相對兩側壁面上均開有窗口，通過螺釘和玻璃蓋板將石英玻璃固定安裝于所述燃燒室的窗口處，用于實時觀察火箭發動機燃燒過程，并采用硅膠密封圈密封；

所述燃燒室的底面和所述燃燒室頂蓋下表面中間位置均開有裝藥凹槽，兩個所述裝藥凹槽內均設置有第二絕熱層，在所述第二絕熱層上固定固體燃料；

所述點火裝置包括點火座、點火壓螺、聚四氟乙烯錐、點火絲和點火藥包；所述燃燒室頂蓋上表面靠近所述進氣腔一端開有第一通孔，所述第一通孔正上方同軸固定有點火座，點火壓螺通過螺紋與所述點火座連接，兩者之間采用聚四氟乙烯錐密封，點火藥包通過點火絲懸置于所述第一通孔內；所述燃燒室頂蓋上表面靠近所述噴管壓螺一端開有第二通孔，所述第二通孔正上方同軸固定有測壓座；

所述燃燒室的裝藥凹槽槽底面沿燃燒室的軸向開有N個通孔，N≥3；N個帶有螺紋孔的熱電偶座分別固定于所述燃燒室底部N個通孔的正下方，N個熱電偶壓螺分別通過螺紋與N個熱電偶座連接，用于測試固體燃料燃燒過程的溫度變化。

2.根據權利要求1所述固體燃料擴散燃燒精細化診斷燃燒器，其特征在于：所述進氣腔的外周面與所述燃燒室的第一階梯通孔通過螺紋配合安裝。

3.根據權利要求1或2所述固體燃料擴散燃燒精細化診斷燃燒器，其特征在于：所述進氣道安裝于所述進氣腔的入口端，所述進氣腔另一端為出氣口，所述出氣口處同軸設置有中心射流噴注器；所述中心射流噴注器為圓盤狀，同軸安裝于所述燃燒室的第一階梯通孔內，并通過階梯面限制其軸向位移，其圓盤端面上周向均布若干通孔作為進氣噴嘴。

4.根據權利要求1或2所述固體燃料擴散燃燒精細化診斷燃燒器，其特征在于：所述進氣腔內同軸依次安裝有四角切圓離心式噴注器和第一絕熱層；所述四角切圓離心式噴注器為圓錐體結構，其底部端面上同軸開有環形凹槽，在所述環形凹槽的外槽壁上沿周向均布四個切向通孔作為進氣噴嘴；所述第一絕熱層同軸貼合安裝于所述進氣腔內，其一端與所述四角切圓離心式噴注器的底端面貼合，另一端與所述燃燒室的第一階梯通孔的階梯面貼合，用于將所述四角切圓離心式噴注器壓緊安裝于所述進氣道出口處。

5.根據權利要求4所述固體燃料擴散燃燒精細化診斷燃燒器，其特征在于：將所述石英玻璃位于所述燃燒室內的一側壁面加工為π/2凹圓弧，將上、下所述固體燃料的相對面均加工為π/2凹圓弧，使得所述石英玻璃與上、下固體燃料之間形成的空腔截面為圓形。

6.根據權利要求1所述固體燃料擴散燃燒精細化診斷燃燒器，其特征在于：所述燃燒室的第二階梯通孔的中段為等徑通孔，與所述燃燒室內連通的一段是錐形孔，所述錐形孔從所述等徑通孔向燃燒室內壁擴張；所述等徑通孔與燃燒室外連通的一段為螺紋通孔，用于與所述噴管壓螺的螺紋配合安裝；所述噴管壓螺與所述第二階梯通孔連接的一端內開有盲孔，將所述噴管同軸安裝于所述盲孔。

7.根據權利要求6所述固體燃料擴散燃燒精細化診斷燃燒器，其特征在于：所述噴管中心軸處開有通孔，位于中段的等徑通孔是喉段，兩端分別是收縮孔和擴張孔，所述收縮孔的大直徑一端與所述燃燒室的第二階梯通孔的中段連通，且直徑相同；所述擴張孔從所述喉段向所述噴管壓螺頭部擴張。

8.根據權利要求1所述固體燃料擴散燃燒精細化診斷燃燒器，其特征在于：所述石英玻璃與燃燒室之間安裝有石墨墊片。