[发明专利]一种大流量液氧酒精水蒸汽发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种三组元液体推进燃气发生器，具体是一种大流量液氧酒精水蒸汽发生器，可为地面引射系统提供引射气体，也可为其它专用设备提供一定压力和温度的水蒸汽。

背景技术

高空发动机在地面试车时，通常需将发动机放置在一密封舱内，通过真空引射器的方式来保持密封舱内发动机工作过程中喷管出口处于低压状态，确保喷管满流。引射器需用水蒸汽作为引射工质。某发动机地面试车时需提供温度250℃，压力2MPa，质量流量80t/h的水蒸汽。如采用传统的锅炉方式生产水蒸汽，则系统庞大、复杂，成本高，因此需要一种大流量液氧酒精水蒸汽发生器来提供引射器所需的蒸汽。

发明内容

本发明目的是提供一种大流量液氧酒精水蒸汽发生器，其解决了现有水蒸汽发生器系统庞大、复杂，成本高的技术问题。

本发明的技术解决方案：

一种大流量液氧酒精水蒸汽发生器，包括头部和身部，其特殊之处在于：

所述头部包括内底3、中底2、外底1、液氧入口管嘴5、酒精入口管嘴6以及多个喷嘴4；所述喷嘴4的中部固定在中底上，喷嘴4的开口端固定在内底上，喷嘴4的开口朝向身部；所述内底和中底构成酒精腔，所述酒精入口管嘴6与酒精腔相通；所述中底和外底构成液氧腔，所述液氧入口管嘴5与液氧腔相通；

所述喷嘴4为液-液同轴离心式喷嘴；所述液-液同轴离心式喷嘴包括喷嘴内壳体41以及套在喷嘴内壳体41外的喷嘴外壳体43；所述喷嘴内壳体41通过内壳体切向孔42与液氧腔相通，所述喷嘴外壳体43通过外壳体切向孔44与酒精腔相通；

所述身部包括身部I段7、身部II段8和身部III段9；

所述头部与身部I段7之间、身部I段7和身部II段8之间以及身部II段8和身部III段9之间均采用下法兰13和上法兰12连接，所述下法兰13和上法兰12之间设置有O型橡胶密封圈，所述身部I段7、身部II段8、身部III段9和相应的上法兰12之间均设置有环形水集液腔10，所述环形水集液腔10与相应上法兰12外侧的水入口管嘴14相通，所述环形水集液腔10通过上法兰12内的多个斜孔25与下法兰13端面和上法兰12端面之间的环形冷却带24相通；

所述身部III段9的喉部设置有中部集液腔16，所述中部集液腔16与身部III段9上的水入口法兰17相通，所述中部集液腔16通过多个设置在喉部的直流喷孔27与身段III段9相通。

上述多个喷嘴以同心圆方式排列。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、本发明冷却环带在各段连接处形成，水经水入口管嘴进入集液腔后，通过设置在各段上法兰的切向孔进入法兰间预留的缝隙，并流入发生器。水在离心力的作用下紧贴壁面流向下游，形成贴壁液膜，对身部内壁进行保护。

2、本发明的液-液同轴离心式喷嘴在液氧和酒精燃烧中的首次使用，结构简单，燃烧稳定性好。

3、本发明的水蒸汽发生器结构紧凑，成本低、投入小；

4、本发明的水蒸汽发生器燃气清洁无积炭，维护方便，具备多次重复使用能力；

5、本发明的水蒸汽燃气发生器利用冷却环带的水所形成的贴壁液膜保护身部，同时冷却环带的水有效隔离了高温燃气和O型橡胶密封圈，避免O型橡胶密封圈直接和高温燃气接触，实现了O形橡胶密封圈在高温结构件密封上的应用，和一般的高温密封采用金属密封件相比，该密封具有结构简单，价格低廉的优点。

6、本发明发生器除内底采用高导热材料铜合金外，其余各零件均采用不锈钢1Cr18Ni9Ti，成本低。

7、本发明的水蒸汽燃气发生器可提供温度250℃左右，压力2MPa，质量流量80t/h的水蒸汽，满足地面试验系统的工作要求。

8、本发明身部采用三段冷却，降低了系统的负担。

附图说明

图1是本发明液氧酒精水蒸汽发生器的结构示意图；

图2是图1中B部分的放大图，即本发明的冷却环带及密封结构示意图；

图3是图2中A-A局部视图；

图4是本发明喷嘴的结构示意图；

图5是本发明喷嘴的分布示意图；