[發明專利]一種火箭發動機用一體化結構噴注器

在審

• 申請號: 202011120831.4
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112196697A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 沈涌斌;田偉楓;康永來;朱正輝
• 申請（專利權）人: 北京天兵科技有限公司
• 主分類號: F02K9/52
• 分類號: F02K9/52
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

1.一種火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，包括氧化劑入口(101)、氧化劑集液腔(102)、氧化劑分配通道(103)、氧化劑環腔(104)、氧化劑噴注孔(105)、燃料入口(201)、燃料集液腔(202)、斜向燃料輸送通道(203)、橫向燃料輸送通道(204)、燃料分配通道(205)、燃料環腔(206)及燃料噴注孔(207)；

氧化劑經氧化劑入口(101)進入氧化劑集液腔(102)，再經若干氧化劑分配通道(103)進入對應的氧化劑環腔(104)，由氧化劑噴注孔(105)噴出；

燃料經燃料入口(201)進入燃料集液腔(202)，再經燃料輸送通道進入若干燃料分配通道(205)，由燃料分配通道(205)進入對應的燃料環腔(206)，由燃料噴注孔(207)噴出；

所述氧化劑環腔(104)設置在兩個所述燃料環腔(206)之間。

2.根據權利要求1所述的火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，氧化劑噴注孔(105)構成若干氧化劑噴注對，每個氧化劑噴注對內兩個氧化劑噴注孔(105)噴注的氧化劑互擊形成氧化劑霧扇；

燃料噴注孔(207)構成若干燃料噴注對，每個燃料噴注對內兩個氧燃料噴注孔(207)噴注的燃料互擊形成燃料霧扇；

所述氧化劑霧扇與所述燃料霧扇互相滲混。

3.根據權利要求2所述的火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，每個氧化劑噴注對內的兩個氧化劑噴注孔(105)的軸線成45～85°的夾角；每個燃料噴注對內的兩個燃料噴注孔(207)的軸線成50～90°的夾角。

4.根據權利要求3所述的火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，按照氧化劑和燃料的比例要求，確定氧化劑噴注孔(105)和燃料噴注孔(207)的直徑及數量，其中噴注孔壓降為燃燒室壓力的15％～25％。

5.根據權利要求4所述的火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，所述氧化劑環腔(104)為6個，所述燃料環腔(206)為8個；所述氧化劑噴注孔(105)和燃料噴注孔(207)的數量相同，所述氧化劑噴注孔(105)的直徑大于燃料噴注孔(207)的直徑。

6.根據權利要求3所述的火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，所述噴注器為錐形套筒，頂部為氧化劑入口(101)，套筒內部為氧化劑集液腔(102)；燃料輸送通道包括橫向燃料輸送通道(204)和斜向燃料輸送通道(203)；所述噴注器的側壁上設置燃料入口(201)、燃料集液腔(202)以及沿側壁周向設置的斜向燃料輸送通道(203)；所述噴注器的底部均勻設置多條沿半徑方向分布的橫向燃料輸送通道(204)連接至所述斜向燃料輸送通道(203)。

7.根據權利要求6所述的火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，所述氧化劑環腔(104)和所述燃料環腔(206)位于底部的同一層，位于橫向燃料輸送通道(204)的下層；所述氧化劑分配通道(103)沿氧化劑環腔(104)分布并避開所述橫向燃料輸送通道(204)，所述氧化劑分配通道(103)由底部頂端連通至所述氧化劑環腔(104)；

所述氧化劑噴注孔(105)由所述氧化劑環腔(104)連通至所述底部的底端；所述燃料噴注孔(207)由所述燃料環腔(206)連通至所述底部的底端。

8.根據權利要求7所述的火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，所述氧化劑對的兩個所述氧化劑噴注孔(105)位于同一圈，每圈所述氧化劑環腔(104)對應設置一圈或兩圈所述氧化劑對；

所述燃料對的兩個所述燃料噴注孔(207)位于同一圈，每圈所述燃料環腔(206)對應設置一圈或兩圈所述燃料對。

9.根據權利要求1或2所述的火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，所述的噴注器為一體化結構，采用金屬粉末3D打印加工而成；金屬粉末包括不銹鋼、鈦合金或高溫合金GH4169。

10.根據權利要求1或2所述的火箭發動機用一體化結構噴注器，其特征在于，所述氧化劑為四氧化二氮，所述燃料為肼類；或者所述氧化劑為液氧，所述燃料為液氫；或者所述氧化劑為液氧，所述燃料為液態碳氫燃料；或者所述氧化劑為液態氧化亞氮，所述燃料為液態碳氫燃料。