本發(fā)明涉及一種燃氣發(fā)生裝置。

背景技術：

燃氣發(fā)生裝置廣泛應用于航空航天、民用、點火和燃燒技術領域?，F有的燃氣發(fā)生裝置的噴注器設計多為同軸直流式噴嘴、點火火焰擴散管結構，影響點火火焰能量的傳遞，其點火延遲時間相對較長，點火可靠性較低。而燃燒室下游的單一圓柱段結構使得燃燒后的產物來不及充分摻混直接進入下游，導致溫度均勻性差，影響下游組件的正常工作。

現有的燃氣發(fā)生裝置中的噴嘴一般會采用數個同種結構的噴嘴，如同軸直流式噴嘴，燃燒室一般是具有一定長度的圓柱段。同軸直流式噴嘴的缺點是點火能力較弱，點火延遲時間較長。而燃燒產物通過圓柱段結構的燃燒室直接進入下游工作，燃燒產物往往沒有時間進行充分的摻混，使得燃氣溫度不均勻，進而對下游其他組件的工作產生影響。

技術實現要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種燃氣發(fā)生裝置，解決點火延遲時間長、點火可靠性低以及燃氣出口溫度不均的問題，從結構設計上縮短點火延遲，提高點火可靠性及燃氣出口溫度的均勻性。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種燃氣發(fā)生裝置，包括：噴注器、氧化劑集合器、燃料集合器、身部；氧化劑集合器、燃料集合器安裝在噴注器上；噴注器包括雙同軸噴嘴、同軸直流式噴嘴及火焰擴散管；火焰擴散管安裝在噴注器中部，火焰擴散管周圍沿噴注器周向分布有安裝孔，雙同軸噴嘴安裝在最靠近火焰擴散管一圈的安裝孔內，同軸直流式噴嘴安裝在其余安裝孔內；雙同軸噴嘴包括氧化劑噴嘴、燃料上噴嘴及燃料下噴嘴；氧化劑噴嘴為圓柱形，氧化劑噴嘴中部有變孔徑的通孔，氧化劑從孔徑最小的一端進入；燃料上噴嘴為圓筒形，氧化劑噴嘴外壁有臺階結構，卡在燃料上噴嘴內壁臺階結構處；氧化劑噴嘴外壁大端與燃料上噴嘴內壁貼緊，外壁小端與燃料上噴嘴內壁之間存在縫隙，燃料上噴嘴側壁上沿徑向開有通孔，燃料通過通孔進入燃料上噴嘴和氧化劑噴嘴之間的縫隙；燃料下噴嘴為圓筒形，燃料上噴嘴外壁臺階結構卡在燃料下噴嘴內壁臺階結構處；燃料下噴嘴內徑大端與燃料上噴嘴外壁貼緊，燃料下噴嘴內徑小端與燃料上噴嘴外壁之間存在縫隙，燃料下噴嘴側壁沿徑向開有通孔，燃料通過通孔進入燃料上噴嘴和燃料下噴嘴之間的縫隙；噴注器與身部連接。

所述身部包括直線段、彎管段、燃氣四通；噴注器與直線段連接，直線段、彎管段均為管狀結構，直線段與彎管段一端連接，彎管段另一端連接球形的燃氣四通。所述彎管段彎曲角度為90°。

所述氧化劑噴嘴中部變孔徑的通孔包括三段直徑不同的通孔，氧化劑噴嘴外壁大端對應的入口段通孔直徑最小，中段通孔直徑大于入口段通孔直徑，出口段通孔直徑最大。

所述雙同軸噴嘴有兩個，兩個雙同軸噴嘴安裝孔中心與噴注器中心的連線之間的夾角為鈍角。所述噴注器通過法蘭與直線段連接。所述氧化劑集合器或燃料集合器為圓環(huán)形。所述燃氣四通上用于與外部管路連接的法蘭。

本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明采用單同軸的同軸直流式噴嘴+雙同軸噴嘴的組合，同時發(fā)揮了同軸直流式噴嘴及雙同軸噴嘴的優(yōu)點，即縮短了點火延遲又保證了燃燒穩(wěn)定，解決了以往燃燒裝置點火延遲時間短的缺點。

(2)本發(fā)明火焰擴散管與兩個雙同軸噴嘴的位置設計進一步提高了火焰的擴散性，使整個點火裝置的可靠性大大提高；身部的球形四通及彎頭設計，改變了以往燃燒室單一的圓柱形結構，使燃氣在四通及彎頭部分充分摻混，提高了出口溫度均勻性。

(3)本發(fā)明在火箭發(fā)動機上，驅動渦輪做功，其點火可靠性和燃燒穩(wěn)定性以及出口溫度的均勻性直接決定了整個發(fā)動機系統工作的可靠性，特別是提高了下游渦輪的做功能力以及工作可靠性。

附圖說明

圖1為發(fā)生器總體結構；

圖2為噴注器噴嘴排列示意圖；

圖3為雙同軸噴嘴結構圖；

圖4為發(fā)生器身部結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種燃氣發(fā)生裝置，包括：噴注器1、氧化劑集合器2、燃料集合器3、身部4；其中，噴注器1與氧化劑集合器2、燃料集合器3均為焊接，與身部通過法蘭連接。氧化劑集合器2與燃料集合器3安裝在噴注器1上。

工作過程中，氧化劑和燃料分別通過圓環(huán)形的氧化劑集合器2、燃料集合器3進入噴注器1，再經過噴注器1中的雙同軸噴嘴5、同軸直流式噴嘴6霧化后燃燒，燃燒后的產物進入身部4。

噴注器1結構如圖2所示，由雙同軸噴嘴5、同軸直流式噴嘴6及火焰擴散管7組成。在火焰擴散管7附近安排2個雙同軸噴嘴5，兩個雙同軸噴嘴5安裝孔中心與噴注器1中心的連線之間的夾角為鈍角，其余均為同軸直流式噴嘴6，通過此種布局可以兼顧起動點火性能和穩(wěn)態(tài)燃燒性能，獲得較短的點火延遲和高效穩(wěn)定的燃燒組織。除此之外，火焰擴散管7的設置可以提高點火火焰的動量和橫向貫穿能力，有利于點火能量向推進劑傳遞，縮短點火延遲?；鹧鏀U散管7安裝在噴注器1中部，火焰擴散管7周圍沿噴注器1周向分布有安裝孔，雙同軸噴嘴5安裝在最靠近火焰擴散管7一圈的安裝孔內，同軸直流式噴嘴6安裝在其余安裝孔內。

如圖3所示，雙同軸噴嘴5由氧化劑噴嘴8、燃料上噴嘴9及燃料下噴嘴10組成。氧化劑噴嘴8采用直流式結構，氧化劑直接從氧化劑噴嘴8中的通孔軸向通過，推進劑上噴嘴9采用縫隙節(jié)流，推進劑下噴嘴10采用入口孔節(jié)流，燃料分別從這兩個噴嘴上的徑向孔通過。氧化劑首先在燃料上噴嘴9的出口處與燃料摻混，再通過燃料下噴嘴10的出口再一次與另一股燃料摻混，氧化劑與推進劑經過兩級摻混使得點火能力增強。氧化劑噴嘴8為圓柱形，氧化劑噴嘴8中部有變孔徑的通孔，氧化劑從孔徑最小的一端進入，氧化劑噴嘴8中部變孔徑的通孔包括三段直徑不同的通孔，氧化劑噴嘴8外壁大端對應的入口段通孔直徑最小，中段通孔直徑大于入口段通孔直徑，出口段通孔直徑最大；燃料上噴嘴9為圓筒形，氧化劑噴嘴8外壁有臺階結構，卡在燃料上噴嘴9內壁臺階結構處；氧化劑噴嘴8外壁大端與燃料上噴嘴9內壁貼緊，外壁小端與燃料上噴嘴9內壁之間存在縫隙，燃料上噴嘴9側壁上沿徑向開有通孔，燃料通過通孔進入燃料上噴嘴9和氧化劑噴嘴8之間的縫隙；燃料下噴嘴10為圓筒形，燃料上噴嘴9外壁臺階結構卡在燃料下噴嘴10內壁臺階結構處；燃料下噴嘴10內徑大端與燃料上噴嘴9外壁貼緊，燃料下噴嘴10內徑小端與燃料上噴嘴9外壁之間存在縫隙，燃料下噴嘴10側壁沿徑向開有通孔，燃料通過通孔進入燃料上噴嘴9和燃料下噴嘴10之間的縫隙。

通過以上雙同軸+同軸直流式噴嘴和火焰擴散管7的設計可以大幅提高點火的可靠性。

身部4如圖4所示，由直線段11、彎管段12及燃氣四通13組成；噴注器1通過法蘭與直線段11連接，直線段11、彎管段12均為管狀結構，直線段11與彎管段12一端連接，彎管段12另一端連接球形的燃氣四通13，燃氣四通13上用于與外部管路連接的法蘭。燃氣通過直線段11后，還需通過90度彎管12及球形四通13后才進入下游組件，該設計可以保證燃氣在進入下游組件前能夠充分的燃燒、摻混，保證最終燃氣溫度的均勻性。

本發(fā)明未詳細說明部分屬于本領域技術人員公知技術。