一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可用于航空航天或民用的燃燒技術(shù)領(lǐng)域的噴注單元，具體涉及一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]噴嘴裝置廣泛應(yīng)用于航空航天或民用的燃燒技術(shù)領(lǐng)域，噴嘴裝置一般由若干個(gè)噴注單元組成?，F(xiàn)有雙組元噴注單元中的燃料噴嘴通常為追求加工方便，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上盡可能簡(jiǎn)單，對(duì)徑向進(jìn)口孔的設(shè)計(jì)要求比較寬松，只起到分流的作用，通常只有兩排孔，每排四個(gè)孔左右，且噴射燃料的腔體為直筒的環(huán)形腔體，這種結(jié)構(gòu)從根本上限制了燃料的噴注均勻性，使燃料和氧化劑的摻混效果不理想，從而進(jìn)一步影響燃燒效率，間接導(dǎo)致燃燒室內(nèi)壁的不均勻熱流分布、使內(nèi)壁壽命降低。此外現(xiàn)有的燃料噴嘴出口通常采用翻邊鉚接的固定方式，不易于燃料和氧化劑噴嘴的同軸度保證，不利于噴注均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決雙組元噴注單元中燃料噴注不均勻的問(wèn)題，提供一種新型的提高燃料噴注均勻性的噴嘴裝置，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上使燃料的噴注更加均勻，燃料與氧化劑摻混更加充分。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下:一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其包括相連接的氧化劑噴嘴和燃料噴嘴，氧化劑噴嘴和燃料噴嘴構(gòu)成一個(gè)雙組元噴注單元;其中，氧化劑噴嘴的入口處內(nèi)嵌氧化劑噴嘴入口節(jié)流孔，氧化劑噴嘴的出口設(shè)置于燃料噴嘴的內(nèi)部；所述的燃料噴嘴徑向設(shè)置若干排徑向進(jìn)口孔，燃料噴嘴軸向也設(shè)置若干排小孔，燃料噴嘴的下端設(shè)置環(huán)形凹腔;工作時(shí)氧化劑從氧化劑噴嘴的入口進(jìn)入氧化劑噴嘴入口節(jié)流孔，燃料從燃料噴嘴的徑向進(jìn)口孔進(jìn)入后經(jīng)過(guò)初次均流，經(jīng)過(guò)環(huán)形凹腔進(jìn)行二次均流，最終從燃料噴嘴出口處噴出，可以獲得沿周向高度均勻的分布。
[0005]如上所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其所述的燃料噴嘴外壁與燃燒室側(cè)隔墻通過(guò)燃料噴嘴出口固定螺母連接。
[0006]如上所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其所述的氧化劑噴嘴和燃料噴嘴之間通過(guò)釬焊連接。
[0007]如上所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其所述的氧化劑噴嘴和氧化劑腔/燃料腔隔墻之間通過(guò)釬焊連接。
[0008]本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其通過(guò)燃料噴嘴密集徑向進(jìn)口孔設(shè)計(jì)，大大改善了燃料的周向初始分布均勻性;通過(guò)燃料噴嘴的環(huán)形凹腔設(shè)計(jì)，進(jìn)一步改善了燃料的周向二次分布均勻性;通過(guò)密集徑向進(jìn)口孔+環(huán)形凹腔的組合設(shè)計(jì)，提高了燃料的噴注均勻性，增強(qiáng)了燃料和氧化劑間的摻混和燃燒效果，進(jìn)而提高推力室燃燒效率，同時(shí)還能改善身部室壁的不均勻熱流分布、提高內(nèi)壁壽命;通過(guò)燃料噴嘴的出口螺母固定方式，提高了燃料和氧化劑噴嘴的同軸度，有利于噴注均勻性;通過(guò)密集徑向進(jìn)口孔+環(huán)形凹腔的組合設(shè)計(jì)，可以縮短燃料噴嘴的節(jié)流長(zhǎng)度，盡可能減小燃料噴嘴的流阻。本發(fā)明已應(yīng)用在大推力液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室噴注器上，經(jīng)過(guò)數(shù)十次的熱試驗(yàn)考核驗(yàn)證，技術(shù)可行，燃燒效率增加效果明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明所述的燃料噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖中:1.氧化劑噴嘴；2.燃料噴嘴;3.燃燒室側(cè)隔墻;4.氧化劑腔/燃料腔隔墻;5.氧化劑噴嘴入口節(jié)流孔;6.燃料噴嘴出口固定螺母;7.徑向進(jìn)口孔;8.環(huán)形凹腔;9.燃料噴嘴出口。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其包括相連接的氧化劑噴嘴I和燃料噴嘴2，氧化劑噴嘴I和燃料噴嘴2構(gòu)成一個(gè)雙組元噴注單元，氧化劑噴嘴I和燃料噴嘴2之間通過(guò)釬焊連接。其中，氧化劑噴嘴I的入口處內(nèi)嵌氧化劑噴嘴入口節(jié)流孔5，氧化劑噴嘴I的出口設(shè)置于燃料噴嘴2的內(nèi)部；
[0014]所述的燃料噴嘴2徑向設(shè)置若干排徑向進(jìn)口孔7，燃料噴嘴2軸向也設(shè)置若干排小孔，燃料噴嘴2的下端設(shè)置環(huán)形凹腔8;
[0015]工作時(shí)氧化劑從氧化劑噴嘴I的入口進(jìn)入氧化劑噴嘴入口節(jié)流孔5，燃料從燃料噴嘴2的徑向進(jìn)口孔7進(jìn)入后經(jīng)過(guò)初次均流，經(jīng)過(guò)環(huán)形凹腔8進(jìn)行二次均流，最終從燃料噴嘴出口9處噴出，可以獲得沿周向高度均勻的分布。
[0016]所述的燃料噴嘴2外壁與燃燒室側(cè)隔墻3通過(guò)燃料噴嘴出口固定螺母6連接。氧化劑噴嘴I和氧化劑腔/燃料腔隔墻4之間通過(guò)釬焊連接。
[0017]本發(fā)明在燃料噴嘴的軸向及徑向同時(shí)增加小孔的數(shù)量，并在下端采用凹腔的結(jié)構(gòu)形式，并在燃料噴嘴的出口采用螺母固定方式，提高了燃料和氧化劑噴嘴的同軸度，使得噴注更加均勻，摻混更加充分，增強(qiáng)了燃料與氧化劑的霧化和混合，更有利于火焰的擴(kuò)散燃
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[0018]本發(fā)明徑向進(jìn)口孔+環(huán)形凹腔+出口固定螺母的組合設(shè)計(jì)，使得燃料在這種裝置中分布更加均勻，使之后與氧化劑的霧化和混合更加充分，更有利于火焰的擴(kuò)散燃燒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其特征在于:該裝置包括相連接的氧化劑噴嘴(I)和燃料噴嘴(2)，氧化劑噴嘴(I)和燃料噴嘴(2)構(gòu)成一個(gè)雙組元噴注單元;其中，氧化劑噴嘴(I)的入口處內(nèi)嵌氧化劑噴嘴入口節(jié)流孔(5)，氧化劑噴嘴(I)的出口設(shè)置于燃料噴嘴(2)的內(nèi)部； 所述的燃料噴嘴(2)徑向設(shè)置若干排徑向進(jìn)口孔(7)，燃料噴嘴(2)軸向也設(shè)置若干排小孔，燃料噴嘴(2)的下端設(shè)置環(huán)形凹腔(8); 工作時(shí)氧化劑從氧化劑噴嘴(I)的入口進(jìn)入氧化劑噴嘴入口節(jié)流孔(5)，燃料從燃料噴嘴(2)的徑向進(jìn)口孔(7)進(jìn)入后經(jīng)過(guò)初次均流，經(jīng)過(guò)環(huán)形凹腔(8)進(jìn)行二次均流，最終從燃料噴嘴出口(9)處噴出，可以獲得沿周向高度均勻的分布。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其特征在于:所述的燃料噴嘴(2)外壁與燃燒室側(cè)隔墻(3)通過(guò)燃料噴嘴出口固定螺母(6)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其特征在于:所述的氧化劑噴嘴(I)和燃料噴嘴(2)之間通過(guò)釬焊連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其特征在于:所述的氧化劑噴嘴(I)和氧化劑腔/燃料腔隔墻(4)之間通過(guò)釬焊連接。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種提高噴嘴噴注均勻性的裝置，其包括相連接的氧化劑噴嘴和燃料噴嘴，氧化劑噴嘴和燃料噴嘴構(gòu)成一個(gè)雙組元噴注單元；其中，氧化劑噴嘴的入口處內(nèi)嵌氧化劑噴嘴入口節(jié)流孔，氧化劑噴嘴的出口設(shè)置于燃料噴嘴的內(nèi)部；所述的燃料噴嘴徑向設(shè)置若干排徑向進(jìn)口孔，燃料噴嘴軸向也設(shè)置若干排小孔，燃料噴嘴的下端設(shè)置環(huán)形凹腔；工作時(shí)氧化劑從氧化劑噴嘴的入口進(jìn)入氧化劑噴嘴入口節(jié)流孔，燃料從燃料噴嘴的徑向進(jìn)口孔進(jìn)入后經(jīng)過(guò)初次均流，經(jīng)過(guò)環(huán)形凹腔進(jìn)行二次均流，最終從燃料噴嘴出口處噴出，可以獲得沿周向高度均勻的分布。本發(fā)明提高了燃料的噴注均勻性，增強(qiáng)了燃料和氧化劑間的摻混和燃燒效果，進(jìn)而提高推力室燃燒效率。
【IPC分類(lèi)】F02M61/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105508111
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510850037
【發(fā)明人】王仙, 丁兆波, 張晉博, 趙世紅, 許曉勇, 田原, 劉紅珍, 姬威信, 潘剛, 于檳愷, 王召, 劉中祥, 陶瑞峰, 鄭孟偉
【申請(qǐng)人】北京航天動(dòng)力研究所
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日