本發(fā)明涉及一種噴注裝置，具體地，涉及一種單組元發(fā)動(dòng)機(jī)用防回火噴注裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)噴注裝置是發(fā)動(dòng)機(jī)和燃燒裝置的關(guān)鍵組件，它決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的熱狀態(tài)，對(duì)于無(wú)需催化、著火點(diǎn)低的單組元推進(jìn)劑，它還決定了發(fā)動(dòng)機(jī)使用的安全性。目前，氧化亞氮-燃料單元復(fù)合推進(jìn)劑作為一種無(wú)需催化、著火點(diǎn)低的綠色無(wú)毒、比沖高、成本低的推進(jìn)劑逐漸被應(yīng)用到液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。氧化亞氮-燃料單元復(fù)合推進(jìn)劑飽和蒸氣壓力高，常規(guī)狀態(tài)極易氣化，且氣相燃燒速度極快，在點(diǎn)火過程中，容易發(fā)生回火現(xiàn)象，導(dǎo)致供應(yīng)系統(tǒng)爆炸，存在使用安全隱患。而常規(guī)防回火措施(例如水封、單向閥和阻火器等)，其中水封不適合液態(tài)供應(yīng)的推進(jìn)劑，單向閥和阻火器大量應(yīng)用于工業(yè)防回火設(shè)計(jì)，但其應(yīng)用的回火介質(zhì)燃燒速度較慢，且大多防回火措施都存在飛行環(huán)境失效以及降低動(dòng)力系統(tǒng)效率等不足，不適合應(yīng)用于空間推進(jìn)領(lǐng)域。因此，研制一種兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒性能和防回火的噴注裝置，成為液體火箭推進(jìn)行業(yè)研制難題。
目前國(guó)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種單組元發(fā)動(dòng)機(jī)用防回火噴注裝置。
根據(jù)本發(fā)明提供的一種單組元發(fā)動(dòng)機(jī)用防回火噴注裝置，包括噴注芯體(1)、冷卻支環(huán)(2)、噴注器(3)以及點(diǎn)火器(4)，其中：所述噴注芯體(1)上設(shè)有供應(yīng)流道(11)和冷卻空腔(12)；所述冷卻支環(huán)(2)設(shè)置于所述冷卻空腔(12)內(nèi)；所述噴注器(3)通過所述冷卻支環(huán)(2)安裝于所述噴注芯體(1)上；推進(jìn)劑能夠依次流過供應(yīng)流道(11)、冷卻空腔(12)、噴注器(3)。
優(yōu)選地，所述推進(jìn)劑通過氧化劑與燃料預(yù)混合，包括氧化亞氮-乙烯單元復(fù)合推進(jìn)劑、氧化亞氮-乙炔單元復(fù)合推進(jìn)劑、氧/碳?xì)淙剂匣旌贤七M(jìn)劑或者空氣/碳?xì)淙剂匣旌贤七M(jìn)劑。
優(yōu)選地，所述冷卻支環(huán)(2)為鏤空結(jié)構(gòu)，能夠使得推進(jìn)劑在冷卻空腔(12)內(nèi)與點(diǎn)火器(4)的電嘴進(jìn)行熱量交換，從而實(shí)現(xiàn)電嘴的冷卻。
優(yōu)選地，所述噴注器(3)主要由多孔介質(zhì)材料或多層燒結(jié)網(wǎng)材料制成。
優(yōu)選地，供應(yīng)流道(11)、冷卻空腔(12)以及噴注器(3)構(gòu)成推進(jìn)劑流動(dòng)通道；
所述電嘴呈中心布置方式，并通過推進(jìn)劑流動(dòng)通道增加與未燃燒推進(jìn)劑的接觸面積，進(jìn)而提高電嘴和推進(jìn)劑的傳熱。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝成熟，通過噴注器的微孔結(jié)構(gòu)快速耗散熱量，從而阻止火焰向上傳播，實(shí)現(xiàn)防回火功能和高效燃燒功能；
2、解決了液相及氣液兩相供應(yīng)的推進(jìn)劑防回火問題；
3、冷卻空腔實(shí)現(xiàn)了推進(jìn)劑與電嘴的接觸換熱，吸收電嘴熱量，實(shí)現(xiàn)電嘴冷卻功能；
4、適用于易發(fā)生回火的單組元液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和燃燒裝置。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
圖1為單組元發(fā)動(dòng)機(jī)用防回火噴注裝置的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中示出：
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明提供的一種單組元發(fā)動(dòng)機(jī)用防回火噴注裝置，包括：噴注芯體1、冷卻支環(huán)2、噴注器3以及點(diǎn)火器4，其中：所述噴注芯體1上設(shè)有供應(yīng)流道11和冷卻空腔12；所述冷卻支環(huán)2設(shè)置于所述冷卻空腔12內(nèi)；所述噴注器3通過所述冷卻支環(huán)2安裝于所述噴注芯體1上；推進(jìn)劑從供應(yīng)流道進(jìn)口13進(jìn)入并依次流過供應(yīng)流道11、冷卻空腔12、噴注器3。
進(jìn)一步地，所述推進(jìn)劑通過氧化劑與燃料預(yù)混合，包括氧化亞氮-乙烯單元復(fù)合推進(jìn)劑、氧化亞氮-乙炔單元復(fù)合推進(jìn)劑、氧/碳?xì)淙剂匣旌贤七M(jìn)劑或者空氣/碳?xì)淙剂匣旌贤七M(jìn)劑。
詳細(xì)的，所述冷卻支環(huán)2為精密加工件，所述冷卻支環(huán)2為鏤空結(jié)構(gòu)，能夠使得推進(jìn)劑在冷卻空腔12內(nèi)與點(diǎn)火器4的電嘴進(jìn)行熱量交換，從而實(shí)現(xiàn)電嘴的冷卻。
進(jìn)一步地，所述噴注器3主要由多孔介質(zhì)材料或多層燒結(jié)網(wǎng)材料制成。所述噴注器3具有微孔效應(yīng)，因微孔結(jié)構(gòu)能夠快速耗散高溫火焰的熱量，能量耗散超過當(dāng)?shù)鼗鹧鎮(zhèn)鞑ニ枘芰?，減小推進(jìn)劑火焰向上游的傳播速度，從而阻止了火焰向上游傳播并起到防回火功能。根據(jù)不同推進(jìn)劑類型，本發(fā)明需要選擇不同當(dāng)量空隙的噴注器進(jìn)行匹配。
進(jìn)一步地，供應(yīng)流道11、冷卻空腔12以及噴注器3構(gòu)成推進(jìn)劑流動(dòng)通道，推進(jìn)劑由冷卻空腔12和噴注器3進(jìn)行流量分配并在噴注器3的的噴注面形成均勻地噴霧并霧化。
所述電嘴呈中心布置方式，并通過推進(jìn)劑流動(dòng)通道增加與未燃燒推進(jìn)劑的接觸面積，進(jìn)而提高電嘴和推進(jìn)劑的傳熱。
本發(fā)明通過噴注器3的微孔效應(yīng)抑制火焰向上游的傳播，解決了液相及氣液兩相供應(yīng)的推進(jìn)劑防回火問題。利用微孔結(jié)構(gòu)的噴注器3，實(shí)現(xiàn)了常規(guī)供應(yīng)壓力下，推進(jìn)劑的高效霧化，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，
本技術(shù)：
的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。