发动机喷注器及具有其的发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种发动机喷注器及具有其的发动机，包括：喷注器基体，与燃烧室相连，喷注器基体内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区，各混合区与用于供给氧化剂的氧化剂源及用于供给燃料的燃料源分别连通，以使氧化剂和燃料呈夹角喷入混合区内形成混合物。还包括点火器，与喷注器基体相连，点火器用于将位于火焰喷射起始位置的混合区内的混合物点燃，以促使沿火焰喷射方向依次设置的混合区内的混合物被依次点燃。本发明专利技术的发动机喷注器中，氧化剂和燃料喷入时相互撞击雾化、混合，进而提高雾化、混合效果，且喷注器基体内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区，即形成多个碰撞雾化、混合区，从而进一步提高氧化剂和燃料的雾化、混合效果。

【技术实现步骤摘要】
发动机喷注器及具有其的发动机
本专利技术涉及火箭发动机领域，特别地，涉及一种发动机喷注器。此外，本专利技术还涉及一种包括上述发动机喷注器的发动机。
技术介绍
液体火箭发动机是航天飞行器的核心部件，是使用液态化学物质作为能源和工质的化学火箭推进系统，推力室是将液体火箭推进剂的化学能转变成推进力的重要组件，它由喷注器、燃烧室、喷管组件组成，推进剂通过喷注器进入燃烧室、经雾化、蒸发、混合和燃烧等过程生成燃烧室产物，以高速从喷管中冲出而产生推力。喷注器作为推力室的核心部件，将推进剂以适当的比例喷入燃烧室，以产生一个有效、稳定的燃烧过程。现有喷注器的喷注面一般为平面(针栓式发动机一般为球面或椭圆面)，工质经过直流式喷注孔喷出、撞击雾化后直接在燃烧室内燃烧。由于工质直接经直流式喷注孔喷出、撞击雾化后燃烧，故而工质的雾化效果差，进而导致发动机的燃烧性受影响；另外，现有的喷注器为焊接件，生产加工周期长、重量重、喷注器的结构稳定性差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种发动机喷注器及具有其的发动机，以解决现有的发动机内氧化剂和燃料的雾化、混合效果差及发动机的燃烧性能差的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种发动机喷注器，与发动机的燃烧室相连，用于将氧化剂和燃料点燃后喷入燃烧室，发动机喷注器包括：喷注器基体，与燃烧室相连，喷注器基体内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区，各混合区与用于供给氧化剂的氧化剂源及用于供给燃料的燃料源分别连通，以使氧化剂和燃料呈夹角喷入混合区内形成混合物；点火器，与喷注器基体相连，点火器用于将位于火焰喷射起始位置的混合区内的混合物点燃，以促使沿火焰喷射方向依次设置的混合区内的混合物被依次点燃。进一步地，喷注器基体采用以中心轴为旋转轴的旋转体；多个混合区沿喷注器基体的轴向依次布设；点火器位于喷注器基体的始端，且与靠近喷注器基体始端的混合区连通。进一步地，各混合区的截面呈柱型，与喷注器基体同轴布设；多个混合区沿火焰喷射方向分层布设，位于下层的混合区的径向尺寸大于位于上层的混合区的径向尺寸，构成向外扩口阶梯型腔体结构。进一步地，各混合区的侧壁设有多个第一喷口，且各混合区与上层混合区相连的台阶面上设有多个第二喷口；同一混合区内的第一喷口与氧化剂源连通，且第二喷口与燃料源连通；或者同一混合区内的第一喷口与燃料源连通，且第二喷口与氧化剂源连通。进一步地，第一喷口的喷射方向与第二喷口的喷射方向垂直。进一步地，喷注器基体内还设有与氧化剂源连通的氧化剂入口、与氧化剂入口连通以将氧化剂输送至各混合区处的氧化剂输送通道、与燃料源连通的燃料入口、与燃料入口连通以将燃料输送至各混合区处的燃料输送通道。进一步地，氧化剂输送通道包括呈环形且用于存储氧化剂的多个氧化剂环腔、设置于相邻两个氧化剂环腔之间以连通两者的多条氧化剂导槽，第一喷口或第二喷口与对应布设的氧化剂环腔或氧化剂导槽连通；燃料输送通道包括呈环形且用于存储燃料的多个燃料环腔、设置于相邻两个燃料环腔之间以连通两者的多条燃料导槽，第一喷口或第二喷口与对应布设的燃料环腔或燃料导槽连通。进一步地，连接于相邻氧化剂环腔之间的多条氧化剂导槽沿喷注器基体的周向依次间隔设置，连接于相邻燃料环腔之间的多条燃料导槽沿喷注器基体的周向依次间隔设置；由多条氧化剂导槽围设而成的氧化剂导槽环与由多条燃料导槽围设而成的燃料导槽环在火焰喷射方向上依次设置，且多条氧化剂导槽与多条燃料导槽相互穿插布设。进一步地，发动机喷注器还包括用于密封点火器与喷注器基体之间间隙的密封件；密封件装设于点火器的外圆上且位于喷注器基体始端与点火器台阶面之间。进一步地，喷注器基体为一体成型结构。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种发动机，包括如上述的发动机喷注器。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的发动机喷注器工作时，氧化剂和燃料首先呈夹角喷入各混合区内混合形成混合物，然后点火器启动将位于火焰喷射起始位置的混合区内的混合物点燃，火焰传递依次点燃沿火焰喷射方向设置的混合区内的混合物，火焰最终全部喷入与喷注器基体相连的燃烧室内。本专利技术的发动机喷注器中，由于氧化剂和燃料呈夹角喷入各混合区，从而氧化剂和燃料喷入时相互撞击雾化、混合，进而提高雾化、混合效果，且喷注器基体内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区，即形成多个碰撞雾化、混合区，从而进一步提高氧化剂和燃料的雾化、混合效果，及雾化、混合区域面积，最终提高发动机的燃烧性能。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的发动机喷注器的空间结构示意图；图2是图1的剖视结构示意图；图3是图1中去除外盖后的结构示意图。图例说明10、喷注器基体；101、混合区；102、第一喷口；103、第二喷口；104、氧化剂入口；105、氧化剂输送通道；1051、氧化剂环腔；1052、氧化剂导槽；106、燃料入口；107、燃料输送通道；1071、燃料环腔；1072、燃料导槽；20、点火器；30、密封件。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参照图1和图2，本专利技术的优选实施例提供了一种发动机喷注器，与发动机的燃烧室相连，用于将氧化剂和燃料点燃后喷入燃烧室(氧化剂和燃料可以为液态、也可以为气态)，发动机喷注器包括：喷注器基体10，与燃烧室相连，喷注器基体10内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区101，各混合区101与用于供给氧化剂的氧化剂源及用于供给燃料的燃料源分别连通，以使氧化剂和燃料呈夹角喷入混合区101内形成混合物。还包括点火器20，与喷注器基体10相连，点火器20用于将位于火焰喷射起始位置的混合区101内的混合物点燃，以促使沿火焰喷射方向依次设置的混合区101内的混合物被依次点燃。本专利技术的发动机喷注器工作时，氧化剂和燃料首先呈夹角喷入各混合区101内混合形成混合物，然后点火器20启动将位于火焰喷射起始位置的混合区101内的混合物点燃，火焰传递依次点燃沿火焰喷射方向设置的混合区101内的混合物，火焰最终全部喷入与喷注器基体10相连的燃烧室内。本专利技术的发动机喷注器中，由于氧化剂和燃料呈夹角喷入各混合区101，从而氧化剂和燃料喷入时相互撞击雾化、混合，进而提高雾化、混合效果，且喷注器基体10内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区101，即形成多个碰撞雾化、混合区，从而进一步提高氧化剂和燃料的雾化、混合效果，及雾化、混合区域面积，最终提高发动机的燃烧性能。可选地，如图1和图2所示，喷注器基体10采用以中心轴为旋转轴的旋转体。多个混合区101沿喷注器基体10的轴向依次布设。点火器20位于喷注器基体10的始端，且与靠近喷注器基体10始端的混合区101连通。优选地，如图2所示，各混合区101的截面呈柱型，与喷注器基体10同轴布设。由于喷注器基体10采用以中心轴为旋转轴的旋转体，当各混合区101与喷注器基体10同轴布设时，有利于提高喷注器基体10结构的稳定性。进一步地，多个混合区101沿火焰喷射方向分层布设，位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机喷注器，与发动机的燃烧室相连，用于将氧化剂和燃料点燃后喷入所述燃烧室，其特征在于，所述发动机喷注器包括：喷注器基体(10)，与所述燃烧室相连，所述喷注器基体(10)内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区(101)，各所述混合区(101)与用于供给氧化剂的氧化剂源及用于供给燃料的燃料源分别连通，以使所述氧化剂和所述燃料呈夹角喷入所述混合区(101)内形成混合物；点火器(20)，与所述喷注器基体(10)相连，所述点火器(20)用于将位于火焰喷射起始位置的所述混合区(101)内的混合物点燃，以促使沿火焰喷射方向依次设置的所述混合区(101)内的混合物被依次点燃。

【技术特征摘要】
1.一种发动机喷注器，与发动机的燃烧室相连，用于将氧化剂和燃料点燃后喷入所述燃烧室，其特征在于，所述发动机喷注器包括：喷注器基体(10)，与所述燃烧室相连，所述喷注器基体(10)内设有沿火焰喷射方向依次设置的多个混合区(101)，各所述混合区(101)与用于供给氧化剂的氧化剂源及用于供给燃料的燃料源分别连通，以使所述氧化剂和所述燃料呈夹角喷入所述混合区(101)内形成混合物；点火器(20)，与所述喷注器基体(10)相连，所述点火器(20)用于将位于火焰喷射起始位置的所述混合区(101)内的混合物点燃，以促使沿火焰喷射方向依次设置的所述混合区(101)内的混合物被依次点燃。2.根据权利要求1所述的发动机喷注器，其特征在于，所述喷注器基体(10)采用以中心轴为旋转轴的旋转体；多个所述混合区(101)沿所述喷注器基体(10)的轴向依次布设；所述点火器(20)位于所述喷注器基体(10)的始端，且与靠近所述喷注器基体(10)始端的所述混合区(101)连通。3.根据权利要求2所述的发动机喷注器，其特征在于，各所述混合区(101)的截面呈柱型，与所述喷注器基体(10)同轴布设；多个所述混合区(101)沿火焰喷射方向分层布设，位于下层的所述混合区(101)的径向尺寸大于位于上层的所述混合区(101)的径向尺寸，构成向外扩口阶梯型腔体结构。4.根据权利要求3所述的发动机喷注器，其特征在于，各混合区(101)的侧壁设有多个第一喷口(102)，且各所述混合区(101)与上层所述混合区(101)相连的台阶面上设有多个第二喷口(103)；同一所述混合区(101)内的所述第一喷口(102)与所述氧化剂源连通，且所述第二喷口(103)与所述燃料源连通；或者同一所述混合区(101)内的所述第一喷口(102)与所述燃料源连通，且所述第二喷口(103)与所述氧化剂源连通。5.根据权利要求4所述的发动机喷注器，其特征在于，所述第一喷口(102)的喷射方向与所述第二喷口(103)的喷射方向垂直。6.根据权利要求4所述的发动机喷注器，其特征在于，所述喷注器基体(10)内还设有与所述氧化剂源连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖礼，白晓，吴继平，崔朋，杨帆，陈兰伟，刘斌，王科，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43