[发明专利]小型气气喷注光学透明燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于进行多光学诊断的气气喷注燃烧装置，更特别的说明，是指一种适用于小推力、低流量、低燃烧室压力火箭发动机进行多光学诊断的透明燃烧装置。

背景技术

全流量补燃循环发动机是液体火箭发动机的一种新型循环方式，其中气气喷注器燃烧技术是其核心技术之一。试验过程中需对其燃烧过程进行多方位的精确测量才能获得准确可信的性能参数，方便对其燃烧机理本质开展更多的研究工作。

传统的燃烧测量装置为接触式测量方法，一般将传感器探头布置在待测量区域或是流场中，经过一定时间达到平衡后，传感器上参数可近似认为是流场该处的参数，这种测量方法广泛的应用在流体试验研究中，试验费用较低。但是由于其对原始的流场的干扰不可避免的特性，使得数据精度存在一定的误差。非接触诊断技术由于其不需要接触目标就可以获得流场的参数，在研究燃烧机理方面取得了长足的进展。针对小型的气气喷注燃烧机理方面的研究，目前在高压条件下已经取得了一定的成果，但是其由于密封性要求较高，对其进行全面的多光学诊断研究受到一定的限制，全方位的进行燃烧室流场观测成为了一项急需解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种安全可靠的气气喷注光学透明燃烧装置，建立一个全透明的石英燃烧室装置，能够方便的进行全方位的光学系统诊断研究，比如激光诱导荧光装置，高速摄影仪，以及红外热像仪等。

所述的气气喷注光学透明燃烧装置包括燃烧室头腔、透明燃烧室和燃烧室尾部，所述燃烧室头腔与燃烧室尾部通过均布的四个螺杆将所述的透明燃烧室固定在中间；所述螺杆两端分别配合连接四个六角螺帽A和四个六角螺帽C对透明燃烧室施加预紧力，达到透明燃烧室内的密封要求；六角螺帽B配合连接在螺杆上，并处于燃烧室压盖下方，用于支撑燃烧室压盖。

本发明的优点及创新性在于：

(1)本发明的主要创新性在于小型气气喷注光学透明燃烧装置为石英玻璃建立的全透明燃烧室，能够稳定可靠进行低压力、小流量环境下的气气燃烧机理研究，多种光学装置可以对其进行全面的燃烧诊断测量。

(2)本发明中采用火箭发动机中常用的同轴剪切喷注器，采用了相应的轴向与径向密封结构与外套结构进行连接，能够方便的进行喷嘴更换，实现不同的燃烧工况。

(3)本发明中采用点火器尾部点火方式，点火器采用传统的火花塞，实现对燃烧过程可靠点火，此种方式优点为简单可靠，便于火花塞更换，简化了相应的点火过程。由于火花塞头部深入燃烧室内部一定距离，对点火头有一定的烧蚀，但是一般喷注器试验时间较短，不影响使用。

(4)本发明中针对石英玻璃易碎的特性，轴向采用了两端凹槽，内部填充O型圈密封方式，径向采用环O型圈方式，此类柔性接触的优点为能够最大程度上减少安装过程中对玻璃的损坏，具有一定的创造性。

(5)本发明中采用四条螺杆对透明燃烧室进行挤压密封，考虑到实际试验过程中，燃烧室处于竖立状态，中间安装了另一个支承螺母，主要保证燃烧室破裂后燃烧室尾部不会因此掉落减少其他损害，起到支承作用。

(6)本发明提供的装置对燃烧状态进行全面检测，对其深入研究燃烧机理提供了帮助。本发明根据燃烧中的相似性原理，建立低压环境下燃烧机理研究准则，能够对高压条件下燃烧情况进行预测。

附图说明

图1是本发明的小型气气喷注光学透明燃烧装置外部概况图；

图2是推力室头腔剖面图；

图3是燃烧室尾部剖面图。

图中：

1.燃烧室头腔；         101.氧气接嘴；       102.锁紧螺钉A；

103.氧气压盖；         104.氢气套筒；       105.氢气接嘴；

106.氢气喷嘴；         107.氧气喷嘴；       108.第一O型圈；

108a.第二O型圈；       109.第三O型圈；      110.第四O型圈；

111.第五O型圈；        112.第六O型圈；      113.第一环形腔；

114.第二环形腔；       2.透明燃烧室；

3.燃烧室尾部；         301.燃烧室压盖；     302.火花塞；

303.紫铜垫片；         304.喷管压盖；       305.锁紧螺钉B；

305a.锁紧螺钉C；       306.喷管；           307.第七O型圈；