[发明专利]旋流式预燃器系统和方法

权利要求书

1.一种方法，其包括：

将第一流体引入到由旋流式预燃器的第一旋流芯限定的第一旋流室中，所述第一流体在第一旋流室第一端处引入并产生向第一旋流室第二端传播的第一流体流，所述第一旋流室第二端限定第一旋流室出口，所述第一流体流在所述第一旋流室内从所述第一旋流室第一端旋流到所述第一旋流室第二端，所述第一旋流室包括第一旋流室锥形部分，所述第一旋流室锥形部分将第一旋流室的直径从在第一旋流室第一端处的第一较大直径转变到在第一旋流室第二端处的小于所述第一较大直径的第二较小直径；

将第二流体引入到由所述旋流式预燃器的第二旋流芯限定的第二旋流室中，所述第二流体在第二旋流室第一端处引入并产生向第二旋流室第二端传播的第二流体流，所述第二旋流室第二端限定第二旋流室出口，所述第二流体流在所述第二旋流室内从所述第二旋流室第一端旋流到所述第二旋流室第二端，所述第二旋流室围绕所述第一旋流室的至少包括第一旋流室第二端的一部分，所述至少包括第一旋流室第二端的一部分嵌套在所述第二旋流室中，所述第二旋流室包括第二旋流室锥形部分，所述第二旋流室锥形部分将第二旋流室的直径从在第二旋流室第一端处的第三较大直径转变到在第二旋流室第二端处的小于所述第三较大直径的第四较小直径，其中所述第一较大直径是小于所述第三较大直径并大于所述第四较小直径；

将第三流体引入到由混合元件限定的混合室中，所述混合室围绕所述第一旋流室和所述第二旋流室的至少包括所述第一旋流室第二端和所述第二旋流室第二端的一部分，其中所述第一流体流和所述第二流体流离开所述第一旋流室和所述第二旋流室进入所述混合室，并且在所述混合室内混合；以及

在所述混合室内至少点燃所述第一流体流和所述第二流体流以产生燃烧，从而驱动一个或多个泵将燃料或氧化剂泵到火箭发动机的推进燃烧室。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一流体包括液态氧，并且其中所述第二流体和第三流体包括液态氢。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第三流体引入到所述混合室中包括产生围绕所述第一流体流和所述第二流体流的第三流体流的包络，所述第一流体流和所述第二流体流在所述第一旋流室第二端和所述第二旋流室第二端处离开所述第一旋流室和所述第二旋流室。

4.根据权利要求1所述的方法，其还包括将由至少所述第一流体和所述第二流体的燃烧产生的排气引导至涡轮，所述涡轮为至少将所述第一流体引入到所述第一旋流室或将所述第二流体引入到所述第二流体室的所述一个或多个泵提供动力。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一旋流室关于轴线X轴向对称，其中所述第二旋流室关于所述轴线X轴向对称，并且其中所述混合室关于所述轴线X轴向对称。

6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一流体引入到所述第一旋流室中包括经由设置在所述第一旋流室第一端处的多个第一旋流室注入端口将所述第一流体注入到所述第一旋流室中；并且

其中将所述第二流体引入到所述第二旋流室中包括经由设置在所述第二旋流室第一端处的多个第二旋流室注入端口将所述第二流体注入到所述第二旋流室中。

7.根据权利要求6所述的方法，其中经由所述多个第一旋流室注入端口将所述第一流体注入到所述第一旋流室中会产生所述第一流体流，所述第一流体流在所述第一旋流室内从所述第一旋流室第一端旋流到所述第一旋流室第二端；并且

其中经由所述多个第二旋流室注入端口将所述第二流体注入到所述第二旋流室中会产生所述第二流体流，所述第二流体流在所述第二旋流室内从所述第二旋流室第一端旋流到所述第二旋流室第二端。