[發明專利]一種推力室撞擊式噴注器

在審

• 申請號: 202310453481.0
• 申請日: 2023-04-25
• 公開（公告）號: CN116378853A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 李龍飛;種衡陽;劉永興;李平;張留歡;李寶榮;王化余;李文龍;金丹
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: F02K9/52
• 分類號: F02K9/52
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 史玫

本發明公開了一種推力室撞擊式噴注器。包括噴注器主體，噴注器主體內沿軸向依次設有第一氧化劑流通通道、組元流通通道分布層和組元腔分布層；組元流通通道分布層設有多個燃料流通通道和多個第二氧化劑流通通道，且燃料流通通道與第二氧化劑流通通道間隔分布；組元腔分布層分布有多個氧化劑腔和多個燃料腔，氧化劑腔和燃料腔間隔分布；為防止氧化劑及燃料竄腔，燃料與氧化劑流通通道及分布腔均采取隔腔設計；氧化劑和燃料分別從氧化劑入口和燃料入口進入后，氧化劑沿軸向的流通通道流入氧化劑腔；燃料通過若干個沿徑向均布的流通通道流入燃料腔，最終通過相應氧化劑出孔和燃料出孔噴出。本發明的噴注器可采用分體結構，噴注器主體選用不銹鋼，出口的隔板采用銅合金材料，提高噴注器的使用壽命。

技術領域

本發明涉及噴注器技術，具體涉及一種推力室撞擊噴注器。

背景技術

噴注器作為推力室的關鍵組件，用來將推進劑組元進行噴射、霧化、混合，決定了推進劑的燃燒完全程度、燃燒穩定性、工作可靠性和可重復使用性。

大推力開式循環液氧煤油發動機推力室工作環境具有高溫(～3600K)、高室壓(8MPa)、高熱流密度(～60MW/m²)的顯著特點。大推力開式循環液氧煤油發動機推力室多采用撞擊式噴注器或離心式噴注器：如RD-107系列發動機推力室采用同軸離心式噴注器，數百個噴嘴與噴注器采用釬焊方式連接。F-1、H-1發動機噴注器采用撞擊式噴注器，結構相對簡單，加工工藝成熟，但在新品研制過程中流場均勻性難以控制，導致燃燒效率不理想。

發明內容

針對現有技術的缺陷或不足，本發明提供了一種推力室撞擊噴注器。

為此，本發明所提供的推力室撞擊噴注器包括噴注器主體，該噴注器主體為盤狀結構，噴注器主體內沿軸向依次設有第一氧化劑流通通道、第一隔板、組元流通通道分布層、第二隔板、組元腔分布層和第三隔板；

所述第一氧化劑流通通道朝外的端部為氧化劑入口；

所述組元流通通道分布層設有多個燃料流通通道和多個第二氧化劑流通通道，所述燃料流通通道沿噴注器的徑向設置，燃料流通通道朝外的端部為燃料入口，且燃料流通通道與第二氧化劑流通通道相隔，同時燃料流通通道與第二氧化劑流通通道間隔分布；

所述組元腔分布層分布有多個氧化劑腔和多個燃料腔，且氧化劑腔和燃料腔相隔，同時氧化劑腔和燃料腔間隔分布；

所述第一隔板上設有多個第一氧化劑流通口，第一氧化劑流通通道通過相應第一氧化劑流通口與各第二氧化劑流通通道相通；

所述第二隔板上設有多個第二氧化劑流通口，各第二氧化劑流通通道通過相應第二氧化劑流通口與一個以上氧化劑腔相通；

所述第二隔板上設有多個燃料流通口，各燃料流通通道通過相應燃料流通口與一個以上燃料腔相通；

所述第三隔板上設有多個氧化劑出孔和多個燃料出孔，且氧化劑出孔和燃料出孔間隔分布，同時相鄰氧化劑出孔噴出的氧化劑發生碰撞、相鄰燃料出孔噴出的燃料能發生碰撞、或者，相鄰氧化劑出孔和燃料出孔噴出的氧化劑和燃料發生碰撞；所述氧化劑出孔與氧化劑腔相通，燃料流出孔與燃料腔相通。

可選的方案是，所述多個燃料流通通道沿噴注器的周向均勻分布，將第一隔板與第二隔板之間的空間分隔形成為多個第二氧化劑流通通道；所述多個燃料流通通道和多個氧化劑流通通道沿噴注器主體的周向間隔分布。可選的方案是，所述氧化劑流通口與第二氧化劑流通通道的橫截面均為扇形。

可選的方案是，所述氧化劑腔和燃料腔均為圍繞噴注器軸向的環腔結構，且沿噴注器的徑向，氧化劑腔和燃料腔間隔分布。