[发明专利]间壁式再生冷却气氧酒精火炬式点火器

说明书

技术领域

本发明涉及一种火炬式点火器，具体是一种使用氧气和酒精为推进剂的间壁式再生冷却火炬式点火器，可应用于地面燃烧装置的点火和非自燃推进剂液体火箭发动机推力室、发生器的点火过程。

背景技术

目前应用较为广泛的点火器主要有火药点火器、电火花点火器、谐振式点火器和自燃火炬式点火器。火药点火器和自燃点火器的可靠性较高，但是二者的重复使用性较差，火药点火器每次使用后必须重新装填，而且固体火药燃烧后容易产生残渣，使用和维护过程极不方便。自燃点火器使用的推进剂均为液态，一般不存在燃烧残渣的问题，但是自燃推进剂组合绝大多数都具有毒性，如硝酸和三乙醇胺。这对于多次重复使用的点火器来说较为不便。电火花点火器使用简单、方便，可操作性强，对于地面试验系统来说具有很大的优势，但是这种点火器点火能量较小，主要用于质量流量较小的气/气或气/液形式的推进剂组合点火。谐振式点火器近年来研究较多，但是作为一种新兴的点火器，其关键技术还有待进一步研究。

随着技术的发展和进步，对点火器提出更高的要求。不仅要保证推进剂及燃烧产物无毒、无污染，点火能量充足，点火可靠性高；还要满足使用维护方便，可重复使用性强的需求。国内目前的大推力液体火箭发动机如液氧煤油发动机使用三乙基铝和三乙基硼的混合物作为点火剂，由于该点火剂遇氧气就会自燃，因此其使用维护比较繁琐，安全性较低。液氧液氢发动机目前采用火药点火装置，火药点火器不仅存在燃烧残渣的问题，同时要满足发动机的多次点火必须安装多个火药点火器。而地面大流量燃烧装置的点火经常采用火药点火器、自燃火炬式点火器(推进剂有毒)等，这给地面设备的重复使用和维护带来了不利影响。

综上所述，国内目前常用的点火器均不同程度的存在使用局限性，无法满足各种燃烧装置的点火需求。要保证点火可靠、无毒无污染、点火能量充足、使用维护方便等要求，需要研究新型的点火器。

发明内容

本发明目的是提供一种间壁式再生冷却气氧酒精火炬式点火器，其解决了现有点火器可靠性差、点火能量低、使用维护不方便的技术问题。

本发明所具有的优点：

一种间壁式再生冷却气氧酒精火炬式点火器，其特殊之处在于：包括氧化剂组件、燃料组件、中底2、内底3、火花塞16、喷嘴组件10以及燃烧室5；所述氧化剂组件包括氧化剂壳体1、与氧化剂壳体1相通的氧化剂入口管嘴8，所述氧化剂壳体1与中底2构成氧化剂腔；所述燃料组件包括包在燃烧室5外的冷却夹套4、设置在冷却夹套上的燃料入口管嘴9，所述中底2的另一端面和内底3构成燃料喷前集液腔15，所述燃烧室5和冷却夹套4构成再生冷却通道6，所述燃料入口管嘴9靠近燃烧室的喉部7；所述火花塞16设置在内底3处；所述喷嘴组件10固定在中底2上，其包括直流喷嘴18、包在直流喷嘴18的外侧的离心式喷嘴11，所述直流喷嘴的一端通过直流孔12与氧化剂壳体1相通，另一端开口于离心式喷嘴11内，所述离心式喷嘴的一端通过多个设置在侧壁上的切向喷孔17与燃料喷前集液腔15相通，另一端开口于内底3；所述直流喷嘴的开口端面与离心式喷嘴11的开口之间形成缩进室13，所述直流喷嘴的外侧面与离心式喷嘴的内侧面之间形成旋流腔20。

上述喷嘴组件10的离心式喷嘴开口于内底3的中心。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、本发明火炬式点火器采用了间壁式再生冷却结构形式，冷却夹套与燃烧室形成再生冷却通道，燃料通过酒精入口管嘴进入再生冷却通道，对燃烧室进行冷却之后进入燃料喷前集液腔，能够适应燃烧室内高温燃气的冲蚀，满足大流量燃烧装置的点火需求的同时，有效地保证了点火器自身冷却可靠性。

2、本发明火炬式点火器采用同轴直流离心式喷嘴，通过选择合适的喷嘴长度和缩进长度，有效的实现了气液掺混，提高了点火器自身点火可靠性，同时抑制了燃烧不稳定的发生。

3、本发明火炬式点火器采用间壁式再生冷却结构，避免了传统的波纹板、铣槽等复杂结构，降低了加工难度。

4、本发明火炬式点火器结构简单，强度可靠，使用维护方便，具备重复使用能力。

5、本发明火炬式点火器的推进剂及燃烧产物无毒、无污染，使用维护方便。

附图说明

图1本发明火炬式点火器的结构示意图；

图2本发明采用的同轴直流离心式喷嘴的结构示意图；