喷嘴结构、喷射装置和发动机制造方法及图纸

技术编号:18826799 阅读:27 留言:0更新日期:2018-09-01 14:45
本实用新型专利技术提供了一种喷嘴结构、喷射装置和发动机,其中,喷嘴结构包括:喷嘴本体,喷嘴本体具有液流通道,液流通道的第一端为进液端口,液流通道的第二端为液体喷射端口;涡流器,涡流器设置在液流通道内,并位于液体喷射端口处;喷嘴本体还具有气流通道,气流通道的第一端为进气端口,气流通道的第二端为气体喷射端口,气体喷射端口与液体喷射端口间隔设置,以对液体喷射端口喷射出的呈锥状的被雾化的液体燃料产生剪切作用。本实用新型专利技术解决了现有技术中的喷射装置对液体燃料的雾化效果较差,从而导致液体燃料燃烧不充分,而影响了液体火箭发动机的工作性能的问题。

Nozzle structure, ejector and engine

The utility model provides a nozzle structure, an injection device and an engine, wherein the nozzle structure comprises a nozzle body, a nozzle body having a liquid flow passage, a liquid inlet port at the first end of the liquid flow passage, a liquid injection port at the second end of the liquid flow passage, and a swirler arranged in the liquid flow passage and located in the liquid flow passage. The nozzle itself also has an air passage, the first end of which is an air inlet port, the second end of which is a gas injection port, and the gap between the gas injection port and the liquid injection port is arranged to produce a shearing effect on the conical atomized liquid fuel ejected from the liquid injection port. The utility model solves the problem that the atomization effect of the injection device in the prior art to the liquid fuel is poor, which leads to the insufficient combustion of the liquid fuel and affects the working performance of the liquid rocket engine.

【技术实现步骤摘要】
喷嘴结构、喷射装置和发动机
本技术涉及火箭发动机
,具体而言,涉及一种喷嘴结构、喷射装置和发动机。
技术介绍
液体火箭发动机通常设置有喷射装置,喷射装置用于对双组元(液体燃料和气体助燃剂)进行喷射点燃,而喷射装置对液体燃料的雾化喷射效果决定着液体燃料的燃烧效率,也直接关乎液体火箭发动机的工作性能。现有的液体火箭发动机的喷射装置对液体燃料的雾化效果较差,从而导致液体燃料燃烧不充分,进而影响了液体火箭发动机的工作性能,使液体火箭发动机无法满足不同喷射工况下,对火箭推进性能。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种喷嘴结构、喷射装置和发动机,以解决现有技术中的喷射装置对液体燃料的雾化效果较差,从而导致液体燃料燃烧不充分,而影响了液体火箭发动机的工作性能的问题。为了实现上述目的,根据本技术的一个方面,提供了一种喷嘴结构,包括:喷嘴本体,喷嘴本体具有液流通道,液流通道的第一端为进液端口,液流通道的第二端为液体喷射端口;涡流器,涡流器设置在液流通道内,并位于液体喷射端口处;喷嘴本体还具有气流通道,气流通道的第一端为进气端口,气流通道的第二端为气体喷射端口,气体喷射端口与液体喷射端口间隔设置,以对液体喷射端口喷射出的呈锥状的被雾化的液体燃料产生剪切作用。进一步地,液流通道包括顺次连通的液体流道段、缩颈流道段和喷射流道段,其中,缩颈流道段的横截面积沿远离液体流道段的方向逐渐减小,喷射流道段的横截面积小于液体流道段的横截面积,且涡流器设置在液体流道段内,缩颈流道段形成旋流室,喷射流道段具有液体喷射端口。进一步地,喷嘴本体呈筒状,呈筒状的喷嘴本体包括相连接的第一筒体和第二筒体,其中,液流通道沿喷嘴本体的轴向贯通第一筒体和第二筒体,第一筒体和第二筒体的连接处形成阶梯结构,气流通道的进气端口开设在阶梯结构的阶梯面上,气流通道在第二筒体内延伸。进一步地,气流通道为多个,多个气流通道绕液流通道的外周间隔设置。进一步地,涡流器上开设有导流槽,导流槽与喷嘴本体的内壁面之间形成旋流通道。进一步地,旋流通道呈螺旋状延伸。根据本技术的另一方面,提供了一种喷射装置,包括:外壳,外壳具有间隔设置的集液腔和集气腔,外壳上还开设有进液孔和进气孔,其中,进液孔与集液腔连通,进气孔与集气腔连通;喷嘴结构,喷嘴结构设置在外壳内,且喷嘴结构的进液端口与集液腔连通,喷嘴结构的进气端口与集气腔连通,喷嘴结构为上述的喷嘴结构。进一步地,喷嘴结构为多个,多个喷嘴结构绕外壳的轴线间隔设置。进一步地,喷射装置还包括液压检测部和气压检测部,外壳上还开设有液体测压孔和气体测压孔,液压检测部设置在液体测压孔处,以检测集液腔内的压力,气压检测部设置在气体测压孔处,以检测集气腔内的压力。根据本技术的另一方面,提供了一种发动机,包括发动机本体和设置在发动机本体上的喷射装置,喷射装置为上述的喷射装置。应用本技术的技术方案,液体燃料在液流通道内运动并在涡流器的作用下,依靠自身的离心力被雾化且由液体喷射端口喷射出,喷射出的液体燃料呈锥形雾状,而气体助燃剂在气流通道内运动并由气体喷射端口喷射出,由于气体喷射端口与液体喷射端口间隔设置,从而使得气体喷射端口喷出的气体助燃剂能够对液体喷射端口喷射出的呈锥状的被雾化的液体燃料产生剪切作用,达到二次雾化的效果,对液体燃料双雾化的作用,保证了液体燃料和气体助燃剂的掺混效果,提高了液体燃料的燃烧效率,从而提升了发动机的工作性能,使得发动机能够适应不同的喷射工况。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:图1示出了根据本技术的一种可选实施例的喷射装置的主视示意图;图2示出了图1中的喷射装置的仰视示意图;图3示出了图1中的喷射装置的内部结构示意图;图4示出了根据本技术的一种可选实施例的喷嘴结构的主视示意图;图5示出了图4中的喷嘴结构俯视示意图;图6示出了图5中A-A处的主视剖视示意图;图7示出了图5中B-B处的主视剖视示意图。其中,上述附图包括以下附图标记:1、外壳;2、喷嘴结构;110、集液腔;120、集气腔;130、进液孔;140、进气孔;150、液体测压孔;160、气体测压孔;10、喷嘴本体;11、液流通道;111、液体流道段;112、缩颈流道段;113、喷射流道段;12、进液端口;13、液体喷射端口;14、气流通道;15、进气端口;16、气体喷射端口;17、第一筒体;18、第二筒体;19、阶梯面;20、涡流器;21、导流槽。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。为了解决现有技术中的喷射装置对液体燃料的雾化效果较差,从而导致液体燃料燃烧不充分,而影响了液体火箭发动机的工作性能的问题,本技术提供了一种喷嘴结构、喷射装置和发动机,其中,发动机包括发动机本体和设置在发动机本体上的喷射装置,喷射装置为上述和下述的喷射装置,如图1至图3所示,喷射装置包括外壳1和喷嘴结构2,外壳1具有间隔设置的集液腔110和集气腔120,外壳1上还开设有进液孔130和进气孔140,其中,进液孔130与集液腔110连通,进气孔140与集气腔120连通,喷嘴结构2设置在外壳1内,且喷嘴结构2的进液端口12与集液腔110连通,喷嘴结构2的进气端口15与集气腔120连通,喷嘴结构2为上述和下述的喷嘴结构。需要说明的是,本申请的发动机优选为火箭发动机,喷射装置利用喷嘴结构2向发动机本体内喷射液体燃料和气体助燃剂,其中,液体燃料短期汇聚储存于集液腔110内并由喷嘴结构2喷出,气体助燃剂短期汇聚储存于集气腔120内并由喷嘴结构2喷出,气体助燃剂优选为氧气。如图3至图7所示,喷嘴结构包括喷嘴本体10和涡流器20,其中,喷嘴本体10具有液流通道11,液流通道11的第一端为进液端口12,液流通道11的第二端为液体喷射端口13,涡流器20设置在液流通道11内,并位于液体喷射端口13处,喷嘴本体10还具有气流通道14,气流通道14的第一端为进气端口15,气流通道14的第二端为气体喷射端口16,气体喷射端口16与液体喷射端口13间隔设置,以对液体喷射端口13喷射出的呈锥状的被雾化的液体燃料产生剪切作用。这样,液体燃料在液流通道11内运动并在涡流器20的作用下,依靠自身的离心力被雾化且由液体喷射端口13喷射出,喷射出的液体燃料呈锥形雾状,而气体助燃剂在气流通道14内运动并由气体喷射端口16喷射出,由于气体喷射端口16与液体喷射端口13间隔设置,从而使得气体喷射端口16喷出的气体助燃剂能够对液体喷射端口13喷射出的呈锥状的被雾化的液体燃料产生剪切作用,达到二次雾化的效果,对液体燃料双雾化的作用,保证了液体燃料和气体助燃剂的掺混效果,提高了液体燃料的燃烧效率,从而提升了发动机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷嘴结构,其特征在于,包括:喷嘴本体(10),所述喷嘴本体(10)具有液流通道(11),所述液流通道(11)的第一端为进液端口(12),所述液流通道(11)的第二端为液体喷射端口(13);涡流器(20),所述涡流器(20)设置在所述液流通道(11)内,并位于所述液体喷射端口(13)处;所述喷嘴本体(10)还具有气流通道(14),所述气流通道(14)的第一端为进气端口(15),所述气流通道(14)的第二端为气体喷射端口(16),所述气体喷射端口(16)与所述液体喷射端口(13)间隔设置,以对所述液体喷射端口(13)喷射出的呈锥状的被雾化的液体燃料产生剪切作用。

【技术特征摘要】
1.一种喷嘴结构,其特征在于,包括:喷嘴本体(10),所述喷嘴本体(10)具有液流通道(11),所述液流通道(11)的第一端为进液端口(12),所述液流通道(11)的第二端为液体喷射端口(13);涡流器(20),所述涡流器(20)设置在所述液流通道(11)内,并位于所述液体喷射端口(13)处;所述喷嘴本体(10)还具有气流通道(14),所述气流通道(14)的第一端为进气端口(15),所述气流通道(14)的第二端为气体喷射端口(16),所述气体喷射端口(16)与所述液体喷射端口(13)间隔设置,以对所述液体喷射端口(13)喷射出的呈锥状的被雾化的液体燃料产生剪切作用。2.根据权利要求1所述的喷嘴结构,其特征在于,所述液流通道(11)包括顺次连通的液体流道段(111)、缩颈流道段(112)和喷射流道段(113),其中,所述缩颈流道段(112)的横截面积沿远离所述液体流道段(111)的方向逐渐减小,所述喷射流道段(113)的横截面积小于所述液体流道段(111)的横截面积,且所述涡流器(20)设置在所述液体流道段(111)内,所述缩颈流道段(112)形成旋流室,所述喷射流道段(113)具有所述液体喷射端口(13)。3.根据权利要求1所述的喷嘴结构,其特征在于,所述喷嘴本体(10)呈筒状,呈筒状的所述喷嘴本体(10)包括相连接的第一筒体(17)和第二筒体(18),其中,所述液流通道(11)沿所述喷嘴本体(10)的轴向贯通所述第一筒体(17)和所述第二筒体(18),所述第一筒体(17)和所述第二筒体(18)的连接处形成阶梯结构,所述气流通道(14)的进气端口(15)开设在所述阶梯结构的阶梯面(19)上,所述气流通道(14)在所述第二筒体(18)内延伸。...

【专利技术属性】
技术研发人员:不公告发明人
申请(专利权)人:深圳光启空间技术有限公司
类型:新型
国别省市:广东,44

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