ГАЗОГЕНЕРАТОР Российский патент 2024 года по МПК F02K9/64 

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 газогенератор, содержащий охлаждаемую камеру сгорания, форсуночную головку, состоящую из переднего, среднего и огневого днищ, форсунок окислителя и горючего, установленный по оси газогенератора распределитель избыточного компонента. Распределитель избыточного компонента выполнен в виде полого цилиндра, закрытого продольным днищем. Распределитель снабжен смесительными элементами подачи избыточного компонента в зону смешения, которые выполнены в виде полых перфорированных цилиндров, закрытых перфорированными шатровыми головками, и расположенных по боковой поверхности распределителя в шахматном порядке с уменьшающейся их высотой по потоку газа. На распределителе между огневым днищем и смесительными элементами расположены радиальные профилированные пластины с каналами подачи компонента из полости распределителя в полость камеры газогенератора, выполненными на всю высоту пластины. Днище распределителя выполнено в виде усеченного конуса, обращенного вершиной в сторону огневого днища. В месте перехода цилиндра в днище и в вершине конуса выполнены отверстия (Патент РФ №2179256, МПК: F02K 9/64 - прототип).

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный газогенератор, содержит охлаждаемую камеру и смесительную головку, включающую в себя корпус, огневое днище, наружное днище и смеситель, состоящий из патрубка подачи окислителя и патрубка подачи горючего, установленных коаксиально и заглушенных в выходной части, причем патрубок подачи горючего проходит внутри патрубка подачи окислителя, при этом на цилиндрической поверхности патрубка подачи горючего, расположенной внутри охлаждаемой камеры, располагаются поперечные ребра в которых выполнены продольные отверстия, соединяющие между собой кольцевые каналы, образованные патрубками, и радиальные отверстия, соединяющие внутреннюю полость патрубка подачи горючего с кольцевыми проточками, выполненными на цилиндрической поверхности поперечных ребер, при этом на цилиндрической поверхности патрубка подачи окислителя, расположенной внутри охлаждаемой камеры, выполнены радиальные отверстия, соединенные с кольцевыми проточками, и наклонные отверстия, сообщающиеся с кольцевыми каналами, образующие смесительные элементы, а в его выходной части выполнены радиальные отверстия, обеспечивающие подачу окислителя в полость охлаждаемой камеры.

Предлагаемая конструкция газогенератора, за счет своих отличительных признаков, обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение габаритов, массы устройства, а также повышение однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования и оптимизации конструкции газогенератора.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез газогенератора, на фиг. 2 - разрез А-А - поперечный разрез газогенератора; на фиг. 3 - выносной элемент Б - продольный разрез смесителя.

Газогенератор содержит охлаждаемую камеру 1 и смесительную головку 2.

Смесительная головка 2 состоит из корпуса 3, наружного днища 4, огневого днища 5 и смесителя 6.

Смеситель 6, состоит из патрубка подачи окислителя 7 и патрубка подачи горючего 8, установленных коаксиально и заглушенных в выходной части. При этом патрубок подачи горючего 8 проходит внутри патрубка подачи окислителя 7.

На цилиндрической поверхности патрубка подачи горючего 8, расположенной внутри охлаждаемой камеры 1, располагаются поперечные ребра 9 в которых выполнены продольные отверстия 10, соединяющие между собой кольцевые каналы 11, образованные патрубками 7 и 8, и радиальные отверстия 12, соединяющие внутреннюю полость патрубка подачи горючего 13 с кольцевыми проточками 14, выполненными на цилиндрической поверхности поперечных ребер 9. На цилиндрической поверхности патрубка подачи окислителя 7, расположенной внутри охлаждаемой камеры 1, выполнены радиальные отверстия 15, соединенные с кольцевыми проточками 14, и наклонные отверстия 16, сообщающиеся с кольцевыми каналами 11, образующие смесительные элементы 17. В выходной части патрубка подачи окислителя 7 выполнены радиальные отверстия 18, обеспечивающие подачу окислителя в полость охлаждаемой камеры 1.

Охлаждение камеры 1 осуществляется протоком окислителя по охлаждающему тракту 19.

Предложенный газогенератор работает следующим образом.

Окислитель поступает в охлаждающий тракт 19 камеры 1 и далее в полость смесительной головки 2, образованную корпусом 3, наружным днищем 4 и огневым днищем 5, откуда он направляется в кольцевые каналы 11. Большая часть окислителя пройдя через продольные отверстия 10, выполненные в поперечных ребрах 9, направляется в выходную часть патрубка подачи окислителя 7 и далее через радиальные отверстия 18 во внутреннюю полость камеры 1. Оставшаяся часть окислителя поступает из кольцевых каналов 11 в наклонные отверстия 16 смесительных элементов 17.

Горючее поступает в патрубок подачи горючего 8 где оно равномерно распределяется по радиальным отверстиям 12, выполненным в поперечных ребрах 9 и далее направляется в кольцевые проточки 14. Из кольцевых проточек 14 горючее поступает в радиальные отверстия 15 смесительных элементов 17.

Смесительные элементы 17, состоящие из наклонных отверстий 16 и радиальных отверстий 15, обеспечивают соударение струй компонентов топлива.

Во внутренней полости камеры 1 компоненты топлива смешиваются и сгорают, образуя высокотемпературные продукты сгорания, которые охлаждаются и перемешиваются с окислителем, поступающим из радиальных отверстий 18.

Использование предложенного технического решения позволит снизить габариты и массу газогенератора, а также повысить однородности температурного поля генераторного газа на выходе в широком диапазоне температур и давлений за счет повышения качества смесеобразования и оптимизации конструкции газогенератора.

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), а именно к газогенераторам, генерирующим газ для привода турбонасосного агрегата. Газогенератор содержит охлаждаемую камеру и смесительную головку, включающую в себя корпус, огневое днище, наружное днище и смеситель, состоящий из патрубка подачи окислителя и патрубка подачи горючего, установленных коаксиально и заглушенных в выходной части, причем патрубок подачи горючего проходит внутри патрубка подачи окислителя. При этом на цилиндрической поверхности патрубка подачи горючего, расположенной внутри охлаждаемой камеры, располагаются поперечные ребра в которых выполнены продольные отверстия, соединяющие между собой кольцевые каналы, образованные патрубками, и радиальные отверстия, соединяющие внутреннюю полость патрубка подачи горючего с кольцевыми проточками, выполненными на цилиндрической поверхности поперечных ребер. На цилиндрической поверхности патрубка подачи окислителя, расположенной внутри охлаждаемой камеры, выполнены радиальные отверстия, соединенные с кольцевыми проточками, и наклонные отверстия, сообщающиеся с кольцевыми каналами, образующие смесительные элементы, а в его выходной части выполнены радиальные отверстия, обеспечивающие подачу окислителя в полость охлаждаемой камеры. 3 ил.

Газогенератор содержит охлаждаемую камеру и смесительную головку, включающую в себя корпус, огневое днище, наружное днище и смеситель, состоящий из патрубка подачи окислителя и патрубка подачи горючего, установленных коаксиально и заглушенных в выходной части, причем патрубок подачи горючего проходит внутри патрубка подачи окислителя, при этом на цилиндрической поверхности патрубка подачи горючего, расположенной внутри охлаждаемой камеры, располагаются поперечные ребра в которых выполнены продольные отверстия, соединяющие между собой кольцевые каналы, образованные патрубками, и радиальные отверстия, соединяющие внутреннюю полость патрубка подачи горючего с кольцевыми проточками, выполненными на цилиндрической поверхности поперечных ребер, при этом на цилиндрической поверхности патрубка подачи окислителя, расположенной внутри охлаждаемой камеры, выполнены радиальные отверстия, соединенные с кольцевыми проточками, и наклонные отверстия, сообщающиеся с кольцевыми каналами, образующие смесительные элементы, а в его выходной части выполнены радиальные отверстия, обеспечивающие подачу окислителя в полость охлаждаемой камеры.