[发明专利]一种燃气发生器

说明书

一种燃气发生器，由喷注器、偏心扰流环、球锥形燃烧室和三通弯管组成，其中喷注器呈圆饼形，整体采用3D打印机打印完成，偏心扰流环的上半部为圆柱环，圆柱环顶面与喷注器下凸台底面边缘通过焊接固连，圆柱环侧面底边与球锥形燃烧室的侧孔孔壁通过焊接固连，偏心扰流环的下半部为开口偏心的圆锥环；球锥形燃烧室包括球体腔和圆锥体腔，其中球体腔侧面开有侧孔，圆锥体腔的顶部开有出口，出口与三通弯管的中间进口通过焊接固连，三通弯管整体呈侧T字形，三通弯管的左侧为左端口，采用法兰结构连接形式，右侧为右端口，中部为中间进口，采用凸台定位形式。本发明优化了燃气发生器的结构，能使推进剂高效雾化、掺混和燃烧，提高了燃烧效率。

技术领域

本发明涉及到一种燃气发生器，属于航空航天、液体火箭发动机技术领域，用于液体火箭发动机动力供应系统。

背景技术

液体火箭一般由整流罩、仪器舱、级间段、氧化剂贮箱和燃料贮箱、增压输送系统、发动机、尾段等部分组成。液体火箭发动机主要由燃气发生器、涡轮泵、推力室和各种阀门、管路等组成。燃气发生器在液体发动机中的作用，就是将推进剂进行雾化、掺混和燃烧，产生具有很高能量的高温高压燃气，然后再进一步膨胀，就可以做功驱使涡轮高速运转，从而带动涡轮泵使液体火箭发动机工作，为整个火箭提供动力。燃气发生器主要由喷注器、扰流环和燃烧室构成；

目前，国内外燃气发生器所使用的燃气发生器，多由零散的钣金零部件拼焊而成，不仅结构复杂，而且制做难度大，尤其是喷注器部分大量的喷嘴通过焊接完成，精度难以保障，使得推进剂雾化效果不佳，而且扰流环不具备偏心功能，以及燃烧室多为规则的圆筒形结构，使得推进剂掺混效果较差，因此推进剂不能高效的在燃烧室内燃烧，有的导致燃烧效率低下，有的导致燃气发生器局部出现高温，甚至烧毁了燃气发生器，还有的由于出口燃气温度不均匀对火箭发动机动力供应系统造成极大的破坏。

发明内容

本发明的技术解决问题是：改变了现有燃气发生器喷注器、扰流环及燃烧室的设计及制做方案，改变了对推进剂雾化、掺混的方法，克服了燃烧效率低、甚至燃气发生器局部出现高温、严重影响燃气发生器工作性能的问题；

本发明的技术方案为：一种燃气发生器，由喷注器（1）、偏心扰流环（2）、球锥形燃烧室（3）和三通弯管（4）组成，其中喷注器（1）呈圆饼形，其底部设有下凸台（13），整体采用3D打印机打印完成；偏心扰流环（2）的上半部为圆柱环（21），圆柱环（21）的顶面与喷注器（1）的下凸台（13）底面边缘通过焊接固连，偏心扰流环（2）的下半部为开口偏心的圆锥环（22），圆锥环（22）内部形成的开口腔（23）朝向球锥形燃烧室（3）的球体面；球锥形燃烧室（3）为球体与圆锥体组成的中空壳体，其球体面与圆锥体底部侧面相切，球锥形燃烧室（3）包括球体腔（32）和圆锥体腔（33），其中球体腔（32）侧面开有侧孔（31），侧孔（31）的孔壁与圆柱环（21）的侧面底边通过焊接固连；圆锥体腔（33）的顶部开有出口（34），出口（34）与三通弯管（4）的中间进口（41）通过焊接固连；三通弯管（4）整体呈侧T字形，三通弯管（4）的左侧为左端口（43），采用法兰结构连接形式，三通弯管（4）的右侧为右端口（42），用以与液体火箭发动机动力供应系统进口通过焊接固连，三通弯管（4）的中部为中间进口（41），采用凸台定位形式，与球锥形燃烧室（3）的出口（34）通过焊接固连；

所述喷注器（1）顶部设有圆锥形氧化剂管嘴（11），管嘴（11）内部为管嘴腔（111）；喷注器（1）中部为氧化剂腔（112），管嘴腔（111）与氧化剂腔（112）连通；喷注器（1）的侧面设有圆柱形燃料剂管嘴（12），管嘴（12）内部为管嘴腔（121）；喷注器（1）圆周设有环形的燃料剂腔（122），管嘴腔（121）与环形的燃料剂腔（122）连通；喷注器（1）的底部设有下凸台（13），下凸台（13）内设有规则排布的流道孔（14）、三击式喷注孔组（15）和燃料剂冷却孔（16）；所述流道孔（14）与燃料剂腔（122）连通；所述三击式喷注孔组（15）包括两个燃料剂孔（151）和一个氧化剂孔（152），其中燃料剂孔（151）与流道孔（14）相连通，氧化剂孔（152）与氧化剂腔（112）相连通；燃料剂冷却孔（16）与燃料剂腔（122）连通；