[发明专利]一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器

权利要求书

1.一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器，其特征在于，包括主路燃气发生装置、辅路燃气发生装置，

所述主路燃气发生装置依次设置有主路过氧化氢分配腔、主路过氧化氢催化床、主路集气腔、燃气发生器燃烧室、集气腔和出口；所述燃气发生器燃烧室外侧壁设置为冷却通道，冷却通道上设置甲烷入口，甲烷流经冷却通道，内设置喷注盘，以及甲烷和水蒸汽催化床；

所述辅路燃气发生装置依次设置辅路过氧化氢分配腔、辅路过氧化氢催化床、辅路集气腔；

所述主路燃气发生装置的主路集气腔和辅路燃气发生装置的辅路集气腔中的高温氧气和水蒸汽与甲烷按照特定配比通过燃烧室中的甲烷和水蒸汽催化床，在催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气，从集气腔和出口中产出，作为驱动涡轮的工质。

2.根据权利要求1所述一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器，其特征在于，所述燃气发生器燃烧室的端部设置有喷注盘，喷注盘上设置有同轴喷嘴，同轴喷嘴上设置有不同喷孔，气体甲烷、高温氧气和水蒸汽，分别通过喷注盘上掺混的同轴喷嘴不同喷孔进入燃烧室。

3.根据权利要求2所述一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器，其特征在于，所述燃气发生器燃烧室的喷注盘与燃烧室的甲烷和水蒸汽催化床之间设置有一个10-30mm的掺混腔，通过掺混腔控制甲烷、高温氧气和水蒸汽充分掺混但基本未反应。

4.根据权利要求1所述一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器，其特征在于，所述甲烷与水蒸汽催化床基底设置为微通道换热反应器，微通道换热反应器包括主路微通道和辅路微通道，换热的一侧是主路微通道，其内为富油状态的甲烷、高温氧气和水蒸汽混合气，换热的另外一侧是辅路微通道，其内为高温氧气和水蒸汽。

5.根据权利要求4所述一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器，其特征在于，所述主路微通道内表面涂有将甲烷和水蒸汽催化为一氧化碳和氢气的催化剂，气体通过富油状态一侧的主路微通道后的压降值，远小于辅路微通道中高温氧气和水蒸汽通过换热器的压降值。

6.根据权利要求1所述一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器，其特征在于，所述主路燃气发生装置中过氧化氢通过主路过氧化氢分配腔进入主路过氧化氢催化床，通过主路过氧化氢催化床分解为高温氧气和水蒸汽进入主路集气腔。

7.根据权利要求1所述一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器，其特征在于，所述辅路燃气发生装置中过氧化氢通过辅路过氧化氢分配腔进入辅路过氧化氢催化床，通过辅路过氧化氢催化床分解为高温氧气和水蒸汽进入辅路集气腔，再通过燃烧室内甲烷和水蒸汽催化床中的换热通道，为催化床持续提供热量。

8.根据权利要求1所述一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器，其特征在于，所述燃气发生器燃烧室中燃料液体甲烷由甲烷入口进入燃气发生器燃烧室冷却通道，甲烷在冷却通道吸收热量变为气体甲烷。

9.根据权利要求1所述一种用于火箭发动机中驱动涡轮的燃气发生器，其特征在于，选择浓度≥90％过氧化氢和液体甲烷作为推进剂；所述主路燃气发生装置中主路过氧化氢为高压输入，入口压力设置值大于5MPa。