【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃气发生器，具体是一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴。
技术介绍
1、燃气发生器作为一种广义上的发动机具有广泛的应用场景，如化学激光器燃烧室、燃烧风洞设备加热器、飞机气动弹射器等。燃气发生器主要由喷注面板、燃烧室、限流吼道几部分组成，用于在短时间内完成氧化剂与燃料反应并输出大量功率。然而在燃气发生器内可燃混合气体初始温度较低、且氧化剂燃料混合比常常偏离化学恰当当量比且掺混效果差，想要完成点火且稳定燃烧难度较大，燃料喷嘴的设计至关重要，通过在燃料喷嘴内产生切向力并经由环缝将燃料注入燃烧室的喷注方法可以有效增强燃料的雾化效果，进而提升氧化剂与燃料的掺混效率，有利于完成点火过程，同时，更高的掺混效率有利于高效燃烧，进而提升燃气发生器输出功率，该旋流环缝喷嘴具有创新性。
技术实现思路
1、针对现有技术不足，本专利技术的目的是提供一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，增强了燃油雾化效果，提升了燃油与氧化剂掺混效率。
2、为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：
3、一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，包括：下方的喷嘴外腔面104、上方的喷嘴外环、安装于喷嘴外环内部的喷嘴内核；
4、喷嘴外环用于安装至喷注面板，喷嘴外环的内表面设有喷嘴外环内螺纹101、外表面设有连接喷注面板的喷嘴外环外螺纹102，喷嘴外环内螺纹101与喷嘴内核外螺纹201配合，
5、喷嘴内核：用于喷注物进入喷嘴；包括底部的喷嘴内腔面205、喷嘴内腔面205上方的
6、燃料贮存仓3：用于喷注前喷注物驻留；燃料贮存仓3由喷嘴外腔面104和喷嘴内腔面205的斜面包围而成，喷嘴内腔面205的斜面下端连接一竖直线段，所述竖直线段和喷嘴外腔面104之间围成喷注环缝4；
7、喷注环缝4：用于将燃料约束减小厚度后喷出至燃烧室；所述喷嘴环缝呈环形柱状，其横截面与燃料输送管道横截面同心。
8、作为优选方式，燃料旋流孔204为4条旋流通道，且四条通道在燃料通道中心孔横截面圆周上沿同方向依次旋转90度。
9、作为优选方式，喷嘴外环上喷嘴外环外螺纹102的底部沿周向均布4个喷嘴外环安装槽103。
10、作为优选方式，所述喷嘴内核外螺纹201的底部设置喷嘴内核定位台阶203，用于喷嘴内核与喷嘴外环安装时定位；喷嘴内核定位台阶203的台阶位置和喷嘴外腔面104的顶部位置对应。
11、作为优选方式，所述喷嘴内腔面205底部设置十字安装槽206。
12、作为优选方式，喷嘴内腔面205的斜面倾角为α，喷嘴内腔面出口处尺寸d1＝d0+2δ+2l1tanα，式中d1为喷嘴内腔面205出口直径，d0为燃料通道202直径，δ为喷嘴内核厚度，l1为燃料贮存仓高度，d0和δ由喷注面板安装孔决定，为已知参数。
13、作为优选方式，喷嘴内腔面的斜面倾角α为15°-25°。
14、作为优选方式，喷嘴外腔面出口处尺寸d2由燃气发生器燃料流量需求燃烧室燃料喷注压差δp0，喷嘴内腔面205出口处直径d1，以及喷嘴流量系数cd共同决定，满足关系式：
15、
16、其中cd为流量系数，由试验标定结果给出，其数值处于0.2-0.4之间，ρ0为燃料密度，δp0、由燃气发生器设计需求给出，在此处为已知。
17、作为优选方式，喷嘴环缝4的高度l2为喷嘴环缝宽度(d2-d1)/2的3-5倍。
18、作为优选方式，喷嘴旋流孔204的面积不小于喷注环缝4的面积，保证在喷嘴旋流孔处不发生限流，即d4为燃料旋流孔直径；n为燃料旋流孔的个数。
19、其中，燃料通道将燃料引入喷嘴内核；
20、燃料旋流孔将燃料通道内燃料引入燃料贮存仓并产生切向力；
21、燃料在燃料贮存仓内进一步旋流并进入喷注环缝；
22、燃料经由喷注环缝注入燃烧室并与氧化剂掺混、燃烧。
23、所述喷嘴外环设置安装螺纹，喷嘴外环外螺纹用于将喷嘴安装至喷注面板，喷嘴外环内螺纹用于将喷嘴内核安装至喷嘴外环。
24、所述喷嘴外环设置安装槽，用于将喷嘴安装至喷注面板时安装工具着力。
25、所述喷嘴外环设置外腔面，用于配合喷嘴内腔面形成燃料贮存仓和喷注环缝。
26、所述喷嘴内核设置定位台阶，用于喷嘴内核与喷嘴外环安装时定位。
27、所述喷嘴内核燃料旋流孔，用于将燃料通道内燃料注入燃料贮存仓并产生切向力。
28、所述燃料贮存仓，用于燃料的少量贮存及燃料旋流的进一步发展。
29、所述喷注环缝，用于燃料从燃料贮存仓以较小液膜厚度注入燃烧室。
30、除上述参数外，其余参数为非限定参数，无特殊要求，根据以上参数可确定一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴基本型面参数。
31、相较于现有技术，本专利技术所提供的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴具有如下有益效果：
32、1.将旋流喷嘴设计方法与环缝喷嘴设计方法相融合，进一步增强了喷注物流出时雾化效果，将有利于燃烧组织；
33、2.对喷嘴安装及各部件组合进行了设计，方便喷嘴安装并应用于各型燃气发生器；
34、3.该型喷嘴适用于不同种类液体类型燃料，拓宽了针对不同燃料燃气发生器的应用场景；
35、4.获得了一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴设计方法。
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1.一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于，包括：下方的喷嘴外腔面(104)、上方的喷嘴外环、安装于喷嘴外环内部的喷嘴内核；
2.如权利要1所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于，燃料旋流孔(204)为4条旋流通道，且四条通道在燃料通道中心孔横截面圆周上沿同方向依次旋转90度。
3.如权利要求1所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：喷嘴外环上喷嘴外环外螺纹(102)的底部沿周向均布4个喷嘴外环安装槽(103)。
4.如权利要求1所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：所述喷嘴内核外螺纹(201)的底部设置喷嘴内核定位台阶(203)，用于喷嘴内核与喷嘴外环安装时定位；喷嘴内核定位台阶(203)的台阶位置和喷嘴外腔面(104)的顶部位置对应。
5.如权利要求1所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：所述喷嘴内腔面(205)底部设置十字安装槽(206)。
6.如权利要求1所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：
7.如权利要
8.如权利要求6所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：喷嘴外腔面出口处尺寸D2由燃气发生器燃料流量需求燃烧室燃料喷注压差ΔP0，喷嘴内腔面205出口处直径D1，以及喷嘴流量系数Cd共同决定，满足关系式：
9.如权利要求6所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：喷嘴环缝(4)的高度L2为喷嘴环缝宽度(D2-D1)/2的3-5倍。
10.如权利要求8所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：喷嘴旋流孔(204)的面积不小于喷注环缝(4)的面积，保证在喷嘴旋流孔处不发生限流，即D4为燃料旋流孔直径；n为燃料旋流孔的个数。
...【技术特征摘要】
1.一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于，包括：下方的喷嘴外腔面(104)、上方的喷嘴外环、安装于喷嘴外环内部的喷嘴内核；
2.如权利要1所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于，燃料旋流孔(204)为4条旋流通道，且四条通道在燃料通道中心孔横截面圆周上沿同方向依次旋转90度。
3.如权利要求1所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：喷嘴外环上喷嘴外环外螺纹(102)的底部沿周向均布4个喷嘴外环安装槽(103)。
4.如权利要求1所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：所述喷嘴内核外螺纹(201)的底部设置喷嘴内核定位台阶(203)，用于喷嘴内核与喷嘴外环安装时定位；喷嘴内核定位台阶(203)的台阶位置和喷嘴外腔面(104)的顶部位置对应。
5.如权利要求1所述的一种燃气发生器燃料喷注用旋流环缝喷嘴，其特征在于：所述喷嘴内腔面(205...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，王想义，丁朝霞，任虎，张磊，吴星宇，裴士锋，党兴，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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