一种高承压均流掺混的集合器和燃烧装置

摘要：

本发明涉及一种高承压均流掺混的集合器和燃烧装置，该集合器将入口法兰与集合器壳体作为整体一体化加工生产，充分发挥增材制造的加工工艺优势，同时采用大圆角渐变式变径入口法兰设计，大幅提高了集合器内部流场的流动均匀性；在入口法兰与集合器身部位置设置加强筋结构，并在加强筋过渡位置采用大圆角过渡边，大幅提高了产品的承压性能；该集合器采用一种酒桶形结构，减少了推进剂腔体容积，降低了入口法兰方向的长度，便于发动机的结构布置；内部采用多排均流孔的结构设计，进一步加强了集合器内流体流动的均匀性。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN202311174566.1

申请日期：2023-09-12

公开/公告号：CN117386529A

公开/公告日：2024-01-12

主分类号：F02K9/60(2006.01)

申请/专利权人:北京航天动力研究所

发明/设计人:韩长霖;孔维鹏;田原;王晓丽;刘倩;潘亮;刘红珍;张晋博;张亚;郭洪坤;杨婷;宫绍天;王希杰;吴有亮;李泳江;石珊珊;崔壮力

主申请人地址:100076 北京市丰台区南大红门路1号(北京9200信箱11分箱)

专利代理机构:中国航天科技专利中心

代理人:徐晓艳

国别省市代码:北京;11

权利要求：

1.一种高承压均流掺混的集合器，其特征在于包括壳体(3)和入口法兰；壳体(3)为酒桶形结构，入口法兰位于壳体(3)的侧面，入口法兰的中心轴线与壳体(3)酒桶形结构的中心轴线垂直，入口法兰到集合器壳体过渡段设计为大圆角渐变式的变径结构。 2.根据权利要求1所述的一种高承压均流掺混的集合器，其特征在于所述大圆角渐变式的变径结构包括三段，第一段为圆柱型壳体，第二段为开度为40°～60°的圆台型开口过渡段，第三段为椭圆弧旋转而成的桶状结构壳体。 3.根据权利要求1所述的一种高承压均流掺混的集合器，其特征在于所述第三段的椭圆弧母线曲线方程为： 其中，(x,y)为椭圆弧上的点在平面直角坐标系下的坐标，(x0,y0)为椭圆弧中心坐标，a为长半轴，b为短半轴。 4.根据权利要求1所述的一种高承压均流掺混的集合器，其特征在于所述入口法兰与壳体(3)均设置轴向和周向的加强筋结构，并在加强筋过渡位置设置圆角过渡边。 5.根据权利要求4所述的一种高承压均流掺混的集合器，其特征在于所述 圆角过渡边位于加强筋与壳体、加强筋与入口法兰之间过渡位置。 6.根据权利要求1所述的一种高承压均流掺混的集合器，其特征在于所述轴向的加强筋每隔120度至少布置一根，整个集合器布置3～9根轴向加强筋。 7.根据权利要求1所述的一种高承压均流掺混的集合器，其特征在于所述入口法兰、壳体、加强筋的材料为同种金属材料，选用高温合金、高强度钢或不锈钢材料。 8.根据权利要求1所述的一种高承压均流掺混的集合器，其特征在于所述壳体和入口法兰一体化加工生产，采用增材制造的工艺加工而成。 9.根据权利要求1所述的一种高承压均流掺混的集合器，其特征在于法兰端面与壳体(3)中轴线的距离不超过200mm。 10.一种运载火箭发动机燃烧装置，其特征在于包括权利要求1所述的集合器和燃气发生器，推进剂流体从入口法兰进入集合器壳体内部腔体，流经燃气发生器的均流孔后进入燃气发生器喷嘴，在燃气发生器内进行雾化、掺混及燃烧。