СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ГАЗОГЕНЕРАТОРА Российский патент 2019 года по МПК F02K9/52 

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а именно к газогенераторам, генерирующих газ для привода турбонасосного агрегата.

Одной из проблем, стоящих в настоящее время в данной области техники, является обеспечение устойчивости рабочего процесса в газогенераторе и достаточно высокой равномерности температурного поля по сечению потока на выходе из него.

Известен модуль-газогенератор, содержащий крышку, днище и установленный между ними корпус, смесительную камеру, выполненную в днище в месте установки корпуса, магистрали подвода горючего и окислителя. Корпус имеет осевой канал, выполненный глухим со стороны крышки, и продольные пазы, равномерно расположенные по окружности корпуса со стороны днища и соединяющие магистраль окислителя со смесительной камерой. При этом осевой канал корпуса сообщается с магистралью подачи горючего через тангенциальные отверстия, равномерно расположенные на поверхности корпуса. Полость между днищем и крышкой соединена с магистралью подачи окислителя. В корпусе выполнены дополнительный кольцевой канал с тангенциальными отверстиями, выходящими в полость между крышкой и днищем, распложенный коаксиально осевому каналу, и дополнительная цилиндрическая смесительная камера, являющаяся продолжением дополнительного кольцевого канала, сообщенная с одной стороны с кольцевым каналом и осевым каналом, а с другой стороны - со смесительной камерой, выполненной в днище (патент РФ №2159349, МПК: F02K 9/52 - прототип).

В известном модуле-газогенераторе сложно обеспечить высококачественное смесеобразование.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка, и повышение однородности температурного поля генераторного газа в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная смесительная головка газогенератора, содержит блок горючего, включающий в себя наружное днище, внутреннее днище, на котором равномерно по окружностям расположены форсунки горючего, представляющие собой полый наконечник, выполненный в выходной части глухим, блок окислителя, состоящий из корпуса, поясов подачи окислителя, представляющие собой две концентрически соединенных между собой втулки на наружной поверхности одной из которых выполнены продольные пазы, при этом пояса подачи окислителя соединенные между собой с помощью колец образуют кольцевые каналы, внутренняя полость которых соединена с полостью горючего с помощью радиальных отверстий выполненных на цилиндрической поверхности форсунок горючего, а с полостью окислителя через отверстия, выполненные в кольцах и расположенные коаксиально относительно форсунок горючего.

Предлагаемая конструкция смесительной головки газогенератора, за счет своих отличительных признаков, обеспечивает решение поставленной технической задачи - повышение однородности температурного поля генераторного газа в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез смесительной головки газогенератора, на фиг. 2 - вид А - вид снизу на смесительную головку газогенератора; на фиг. 3 - выносной элемент Б - продольный разрез форсунки горючего; на фиг. 4 - разрез В-В - поперечный разрез форсунки горючего; на фиг. 5 - разрез Г-Г - поперечный разрез форсунки горючего; на фиг. 6 - общий вид блока горючего в аксонометрии; на фиг. 7 - общий вид блока окислителя в аксонометрии; на фиг. 8 - общий вид смесительной головки газогенератора в аксонометрии.

Смесительная головка газогенератора содержит блок горючего 1 и блок окислителя 2.

Блок горючего 1 состоит из наружного днища 3, внутреннего днища 4, на котором равномерно по окружностям расположены форсунки горючего 5, представляющие собой полый наконечник, выполненный в выходной части глухим.

Блок окислителя 2 включает в себя корпус 6, пояса подачи окислителя 7, представляющие собой две концентрически соединенных между собой втулки 8 на наружной поверхности одной из которых выполнены продольные пазы 9. При этом пояса подачи окислителя 7 соединенные между собой с помощью колец 10, образуют кольцевые каналы 11. Внутренние полости 12 кольцевых каналов 11 соединены с полостью горючего 13 с помощью радиальных отверстий 14 выполненных на цилиндрической поверхности форсунок горючего 5, а с полостью окислителя 15 через отверстия 16, выполненные в кольцах 10 и расположенные коаксиально относительно форсунок горючего 5.

Предложенная смесительная головка газогенератора работает следующим образом.

Горючее поступает в полость горючего 13, образованную наружным днищем 3 и внутренним днищем 4 блока горючего 1, и равномерно распределяется по форсункам горючего 5. Через радиальные отверстия 14 горючее поступает во внутреннюю полость 12 кольцевых каналов 11.

Окислитель поступает в полость окислителя 15, образованную блоком горючего 1 и блоком окислителя 2, и разделяется на две части.

Основная часть окислителя поступает в продольные пазы 9, выполненные на втулках 8 поясов подачи окислителя 7, а оставшаяся часть - через отверстия 16 во внутренние полости 12 кольцевых каналов 11.

Во внутренних полостях 12 кольцевых каналах 11 горючее смешивается с окислителем и сгорает. Высокотемпературные продукты сгорания компонентов топлива, на выходе из кольцевых каналов 11 охлаждаются и перемешиваются с окислителем, поступающим из продольных пазов 9.

Использование предложенного технического решения позволит повысить однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования.

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а именно к газогенераторам, генерирующим газ для привода турбонасосного агрегата. Смесительная головка газогенератора содержит блок горючего, включающий в себя наружное днище, внутреннее днище, на котором равномерно по окружностям расположены форсунки горючего, представляющие собой полый наконечник, выполненный в выходной части глухим, блок окислителя, состоящий из корпуса, поясов подачи окислителя, представляющих собой две концентрически соединенные между собой втулки, на наружной поверхности одной из которых выполнены продольные пазы, при этом пояса подачи окислителя, соединенные между собой с помощью колец, образуют кольцевые каналы, внутренняя полость которых соединена с полостью горючего с помощью радиальных отверстий, выполненных на цилиндрической поверхности форсунок горючего, а с полостью окислителя - через отверстия, выполненные в кольцах и расположенные коаксиально относительно форсунок горючего. Изобретение обеспечивает повышение однородности температурного поля генераторного газа в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования. 8 ил.

Смесительная головка газогенератора содержит блок горючего, включающий в себя наружное днище, внутреннее днище, на котором равномерно по окружностям расположены форсунки горючего, представляющие собой полый наконечник, выполненный в выходной части глухим, блок окислителя, состоящий из корпуса, поясов подачи окислителя, представляющих собой две концентрически соединенные между собой втулки, на наружной поверхности одной из которых выполнены продольные пазы, при этом пояса подачи окислителя, соединенные между собой с помощью колец, образуют кольцевые каналы, внутренняя полость которых соединена с полостью горючего с помощью радиальных отверстий, выполненных на цилиндрической поверхности форсунок горючего, а с полостью окислителя - через отверстия, выполненные в кольцах и расположенные коаксиально относительно форсунок горючего.