，20是前噴注面板，21是身部旋流冷卻孔，22是燃料噴嘴，23是氧化劑噴嘴，24是燃燒生成的高溫燃?xì)饬鳎?5是可調(diào)塞錐頭部型面，26是最大喉部通道口半徑，27是槽型燃燒室高度，28是槽型燃燒室寬度，29是碰撞射流噴射距離，30是前噴注面板氧化劑噴嘴周向分布直徑，
31是前噴注面板燃料噴嘴周向分布直徑，32是氧化劑噴嘴與燃料噴嘴的徑向分布角度，33是后前噴注面板氧化劑噴嘴周向分布直徑，34是后噴注面板燃料噴嘴周向分布直徑，35是離心式冷卻孔的軸向位置分布，36是冷卻孔的逆時(shí)針射流角度，37是冷卻孔的順時(shí)針射流角度，38是可調(diào)塞錐的可調(diào)行程距離，39是采用射流對撞燃燒方式的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器，40是塞錐套筒型面，41是收斂段入口型面，42是收斂段后段型面，43是可調(diào)塞錐組件。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1、圖2所示，在由前噴注面板20、后噴注面板13、身部冷卻面板組合安裝而成的環(huán)形槽燃燒室11內(nèi)，氧化劑噴嘴23噴出的傘狀氣流與燃料噴嘴22噴出噴霧相碰撞，進(jìn)行摻混燃燒，并在燃燒室11內(nèi)形成駐定的氣動(dòng)渦結(jié)構(gòu)。燃燒室長度尺寸28根據(jù)噴嘴的噴射穿透長度決定的噴嘴相互作用距離39來決定，以保證碰撞射流噴裝燃燒的有效組織。燃燒室徑向尺寸27根據(jù)燃燒室流量功率和安裝情況決定。
[0023]身部冷卻噴注面板16內(nèi)噴出冷卻液對身部進(jìn)行液膜式再生冷卻，冷卻流與燃?xì)膺M(jìn)一步摻混。形成的燃?xì)饬?4經(jīng)收斂段I和塞錐套筒8的型面40形成的型面出口進(jìn)行整流，經(jīng)可調(diào)塞錐12型面與收斂段形成的最小喉部面積通道流出，形成所需的氣流參數(shù)。燃料和氧化劑分別通過各自的進(jìn)口接嘴4、3、6、7進(jìn)入各自的積液腔15、14、18、19內(nèi)，然后經(jīng)過氧化劑噴嘴和燃料噴嘴噴出。身部面板的冷卻采用流量需求較大的組元進(jìn)行液膜式再生冷卻，經(jīng)不同旋向組成的旋流進(jìn)行孔21噴出。
[0024]根據(jù)雍塞情況下的流量公式以及一維理想氣體等熵流動(dòng)關(guān)系式，喉部面積的大小和膨脹比決定了燃?xì)獍l(fā)生器燃燒室內(nèi)的流量、總壓和出口馬赫數(shù)的大小。如圖3所示，通過調(diào)節(jié)喉部面積的大小是燃燒器實(shí)現(xiàn)在線適時(shí)調(diào)節(jié)的一條途徑?？烧{(diào)塞錐12可在塞錐套筒8內(nèi)左右移動(dòng)，在由固定盤10所限制的移動(dòng)行程距離38內(nèi)可實(shí)現(xiàn)喉部面積由零到出口半徑26所標(biāo)示的面積內(nèi)范圍內(nèi)變化。通過塞錐型面25和收斂段型面42的配合，可設(shè)計(jì)按一定規(guī)律變化的喉部面積變化率。
[0025]如圖4(a)所示為前后噴注面板上燃料噴嘴和氧化劑噴嘴分布示意圖，外環(huán)集液腔直徑31、33相等，內(nèi)環(huán)集液腔直徑30、34相等，燃料噴嘴22和氧化劑噴嘴23通過焊接后螺紋連接，在噴注面板上交錯(cuò)布置，前后面板的噴嘴之間組成碰撞射流對，可根據(jù)燃燒流場組織的需要布置多個(gè)燃燒碰撞射流噴嘴組。如圖4(a)、圖4(b)所示，前噴注面板內(nèi)環(huán)積液腔內(nèi)布置的氧化劑噴嘴與外環(huán)燃料積液腔內(nèi)布置的氧化劑之間的相對布置角度32可隨布置的噴嘴的個(gè)數(shù)而異。噴嘴的位置布置要考慮燃燒室內(nèi)碰撞射流燃燒的均勻分布。
[0026]如圖5 (a)所示為身部冷卻面板的冷卻噴注孔示意圖，圖5 (b)為孔的布置結(jié)構(gòu)圖，冷卻流分成多組，取不同的旋向進(jìn)入燃燒室11，在燃燒室壁面形成冷卻膜對燃燒室進(jìn)行保護(hù)。不同旋向的冷卻孔氣流與燃燒室內(nèi)燃?xì)庵g相互作用，相互摻混進(jìn)行燃燒。身部冷卻孔的孔徑大小、位置分布、數(shù)量、旋向等參數(shù)根據(jù)燃燒室的受熱情況決定，同時(shí)考慮冷卻用氣量的供應(yīng)需求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.采用射流對撞燃燒方式的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器，其特征在于:所述的燃?xì)獍l(fā)生器(39)由環(huán)形槽燃燒室(11)、收斂段(I)和調(diào)節(jié)塞錐組件(43)構(gòu)成，調(diào)節(jié)塞錐(12)位于燃?xì)獍l(fā)生器(39)的頭部，與收斂段(I)同軸安裝；所述的環(huán)形槽燃燒室(11)由前噴注面板(20)、后噴注面板(13)、身部冷卻面板(16)組合而成；所述的調(diào)節(jié)塞錐組件(43)由調(diào)節(jié)塞錐(12)、作動(dòng)套筒(8)和固定盤(9)組成，調(diào)節(jié)塞錐可在作動(dòng)套筒(8)內(nèi)前后移動(dòng)，調(diào)節(jié)塞錐(8)與收斂段型面(42)相互配合設(shè)計(jì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用射流對撞燃燒方式的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器，其特征在于:所述的前噴注面板(20)、后噴注面板(13)上分別在內(nèi)外圈的設(shè)置有相互隔開的集液腔，其上分別布置了多組錯(cuò)開的燃料噴嘴(22)和氧化劑噴嘴(23)，噴嘴通過焊接或螺紋連接周向分布固定在面板上與集液腔相連同，燃料、氧化劑分別通過后噴注面板燃料進(jìn)口接嘴(3)、后噴注面板氧化劑入口接嘴(4)、前噴注面板燃料入口接嘴￠)、前噴注面板氧化劑入口接嘴(7)進(jìn)入集液腔，通過噴嘴噴出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用射流對撞燃燒方式的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器，其特征在于:所述前、后噴注面板上的燃料噴嘴(22)和氧化劑噴嘴(23)相向布置，射流相互碰撞。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用射流對撞燃燒方式的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器，其特征在于:所述的作動(dòng)套筒(8)的型面(40)采用型面過度，并與收斂段(I)的入口型面(41)相互配合設(shè)計(jì)，最大轉(zhuǎn)角不超過7度，保證燃?xì)饬?24)不出現(xiàn)分離。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用射流對撞燃燒方式的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器，其特征在于:所述的身部冷卻面板(16)采用多組不同旋向的旋流進(jìn)氣的射流孔(21)進(jìn)行液膜式再生冷卻，逆時(shí)針射流角度(36)與順時(shí)針射流角度(37)在10?80度之間，個(gè)數(shù)10?40，逆時(shí)針射流與順時(shí)針射流成組出現(xiàn)，冷卻組元通過冷卻組元入口接嘴(5)進(jìn)入冷卻組元集液腔(17)后，通過再生冷卻旋流孔(21)噴出。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用射流對撞燃燒方式的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)塞錐(12)的錐部型面與收斂段(I)的后段型面(42)配合設(shè)計(jì)，使得在作動(dòng)行程(38)內(nèi)能獲得零到出口半徑(26)所標(biāo)示的面積大小的喉部大小變化范圍，并遵循一定的調(diào)節(jié)規(guī)律。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用射流對撞燃燒方式的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)塞錐(12)以手動(dòng)或壓力反饋調(diào)節(jié)的形式作用于作動(dòng)連桿(9)前后移動(dòng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了采用射流對撞燃燒方式的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器，所述的燃?xì)獍l(fā)生器由環(huán)形槽燃燒室、收斂段和調(diào)節(jié)塞錐組件構(gòu)成，調(diào)節(jié)塞錐位于燃?xì)獍l(fā)生器的頭部，與收斂段同軸安裝；所述的環(huán)形槽燃燒室由前噴注面板、后噴注面板、身部冷卻面板組合而成；所述的調(diào)節(jié)塞錐組件由調(diào)節(jié)塞錐、作動(dòng)套筒和固定盤組成，調(diào)節(jié)塞錐可在作動(dòng)套筒內(nèi)前后移動(dòng)，調(diào)節(jié)塞錐與收斂段型面相互配合設(shè)計(jì)。本發(fā)明所述的在線可調(diào)式燃?xì)獍l(fā)生器結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒室長度短，大大減少了燃燒室的結(jié)構(gòu)尺寸和冷卻面積要求，能適應(yīng)航天領(lǐng)域地面試驗(yàn)系統(tǒng)燃?xì)獍l(fā)生器多種燃燒工況的在線調(diào)節(jié)、具有優(yōu)良的火焰穩(wěn)定和燃?xì)鈸交炷芰?，出口流場均勻?br>【IPC分類】F02K9/52
【公開號】CN105020050
【申請?zhí)枴緾N201510299958
【發(fā)明人】席文雄, 文明, 趙文濤, 李蘭
【申請人】中國人民解放軍裝備學(xué)院
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月3日