[发明专利]发动机喷注器及具有其的发动机

说明书

本发明公开了一种发动机喷注器及具有其的发动机，包括：喷注器基体，与燃烧室相连，喷注器基体内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区，各混合区与用于供给氧化剂的氧化剂源及用于供给燃料的燃料源分别连通，以使氧化剂和燃料呈夹角喷入混合区内形成混合物。还包括点火器，与喷注器基体相连，点火器用于将位于火焰喷射起始位置的混合区内的混合物点燃，以促使沿火焰喷射方向依次设置的混合区内的混合物被依次点燃。本发明的发动机喷注器中，氧化剂和燃料喷入时相互撞击雾化、混合，进而提高雾化、混合效果，且喷注器基体内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区，即形成多个碰撞雾化、混合区，从而进一步提高氧化剂和燃料的雾化、混合效果。

技术领域

本发明涉及火箭发动机领域，特别地，涉及一种发动机喷注器。此外，本发明还涉及一种包括上述发动机喷注器的发动机。

背景技术

液体火箭发动机是航天飞行器的核心部件，是使用液态化学物质作为能源和工质的化学火箭推进系统，推力室是将液体火箭推进剂的化学能转变成推进力的重要组件，它由喷注器、燃烧室、喷管组件组成，推进剂通过喷注器进入燃烧室、经雾化、蒸发、混合和燃烧等过程生成燃烧室产物，以高速从喷管中冲出而产生推力。喷注器作为推力室的核心部件，将推进剂以适当的比例喷入燃烧室，以产生一个有效、稳定的燃烧过程。现有喷注器的喷注面一般为平面(针栓式发动机一般为球面或椭圆面)，工质经过直流式喷注孔喷出、撞击雾化后直接在燃烧室内燃烧。由于工质直接经直流式喷注孔喷出、撞击雾化后燃烧，故而工质的雾化效果差，进而导致发动机的燃烧性受影响；另外，现有的喷注器为焊接件，生产加工周期长、重量重、喷注器的结构稳定性差。

发明内容

本发明提供了一种发动机喷注器及具有其的发动机，以解决现有的发动机内氧化剂和燃料的雾化、混合效果差及发动机的燃烧性能差的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种发动机喷注器，与发动机的燃烧室相连，用于将氧化剂和燃料点燃后喷入燃烧室，发动机喷注器包括：喷注器基体，与燃烧室相连，喷注器基体内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区，各混合区与用于供给氧化剂的氧化剂源及用于供给燃料的燃料源分别连通，以使氧化剂和燃料呈夹角喷入混合区内形成混合物；点火器，与喷注器基体相连，点火器用于将位于火焰喷射起始位置的混合区内的混合物点燃，以促使沿火焰喷射方向依次设置的混合区内的混合物被依次点燃。

进一步地，喷注器基体采用以中心轴为旋转轴的旋转体；多个混合区沿喷注器基体的轴向依次布设；点火器位于喷注器基体的始端，且与靠近喷注器基体始端的混合区连通。

进一步地，各混合区的截面呈柱型，与喷注器基体同轴布设；多个混合区沿火焰喷射方向分层布设，位于下层的混合区的径向尺寸大于位于上层的混合区的径向尺寸，构成向外扩口阶梯型腔体结构。

进一步地，各混合区的侧壁设有多个第一喷口，且各混合区与上层混合区相连的台阶面上设有多个第二喷口；同一混合区内的第一喷口与氧化剂源连通，且第二喷口与燃料源连通；或者同一混合区内的第一喷口与燃料源连通，且第二喷口与氧化剂源连通。

进一步地，第一喷口的喷射方向与第二喷口的喷射方向垂直。

进一步地，喷注器基体内还设有与氧化剂源连通的氧化剂入口、与氧化剂入口连通以将氧化剂输送至各混合区处的氧化剂输送通道、与燃料源连通的燃料入口、与燃料入口连通以将燃料输送至各混合区处的燃料输送通道。

进一步地，氧化剂输送通道包括呈环形且用于存储氧化剂的多个氧化剂环腔、设置于相邻两个氧化剂环腔之间以连通两者的多条氧化剂导槽，第一喷口或第二喷口与对应布设的氧化剂环腔或氧化剂导槽连通；燃料输送通道包括呈环形且用于存储燃料的多个燃料环腔、设置于相邻两个燃料环腔之间以连通两者的多条燃料导槽，第一喷口或第二喷口与对应布设的燃料环腔或燃料导槽连通。