高压气态氢氧喷气式发动机装置的制作方法

本发明涉及发动机技术领域，具体来说，是氢氧喷气式发动机装置。

背景技术：

目前，氢氧喷气式发动机一般用在航天领域，且其使用的氢氧燃料一般为低温液态。液态氢氧发动机使用液态氢氧燃料主要考虑燃料密度相对气态大得多，占用空间相对小，便于航天器携带。但是，其储存和液化等过程比较复杂，并需要高性能的增压泵，导致价格昂贵等。在陆路运输工况中，对燃料的储存空间限制较小，不一定需要采用液态氢氧为燃料，因此，提出一种以高压氢氧为燃料、结构相对简单的氢氧喷气式发动机。

技术实现要素：

本发明的目的是提供高压气态氢氧喷气式发动机装置，结构相对简单，并且使得氢气和氧气能够快速地、均匀地混合在一起，以使得燃烧更为充分。

本发明的目的是这样实现的：高压气态氢氧喷气式发动机装置，包括机壳、供气部、点火部件，所述机壳为回转形空心筒体结构，所述机壳包括高压燃烧室、膨胀筒，所述膨胀筒的出气端与外部大气相接，所述机壳包括混合室，所述混合室、高压燃烧室、膨胀筒按照喷气方向依次连通；

所述供气部包括高压氧气室、高压氢气室、冷却室，所述高压氧气室、高压氢气室的腔形结构为环形且与机壳同轴，所述冷却室的内腔包覆混合室的外壁，所述高压氢气室环绕且包覆冷却室，所述高压氧气室环绕且包覆高压氢气室；

所述冷却室配套设有用于引入冷却液的冷却液进口管，以及用于排出冷却液的冷却液出口管，所述冷却液进口管、冷却液出口管与冷却室接通；

所述混合室整体为圆筒状结构，所述混合室的其中一轴端为开放式结构且与高压燃烧室接通，所述混合室的轴线与机壳的轴线重合，所述点火部件的能量输出端对应混合室的轴线且处于混合室的内腔中，所述冷却室包覆混合室外壁；

所述供气部包括氧气导引管路以及氢气导引管路，所述氧气导引管路的出气端与高压氧气室接通，所述氢气导引管路的出气端与高压氢气室接通；

所述供气部包括若干以机壳中心轴线为准周向均布的、直管状结构的氧气供给管道，以及若干以机壳中心轴线为准周向均布的、直管状结构的氢气供给管道，所述氧气供给管道、氢气供给管道的进气端分别接通高压氧气室、高压氢气室，所述氧气供给管道、氢气供给管道的出气端接通混合室，所述氧气供给管道穿过高压氢气室和冷却室，所述氢气供给管道穿过冷却室；

所述氧气供给管道、氢气供给管道的轴线相对于混合室的圆周壁的切向向外侧偏转。

进一步地，所述氧气供给管道和氢气供给管道的轴线相对于混合室的圆周壁的切向向外侧偏转10-30度。

进一步地，所述混合室与高压燃烧室一体成型。

进一步地，所述氧气导引管路包括若干以机壳中心轴线为准周向均布的高压氧气供给管，所述高压氧气供给管的出气端接通高压氧气室。

进一步地，所述氢气导引管路包括若干以机壳中心轴线为准周向均布的高压氢气供给管，所述高压氢气供给管的出气端接通高压氢气室。

进一步地，所述高压氧气供给管的数量与氧气供给管道的数量相等，且所述高压氧气供给管与氧气供给管道一一配对，所述氧气供给管道的进气端处于高压氧气供给管的出气端下游位置，且氧气供给管道的进气端靠近高压氧气供给管的出气端。

进一步地，所述高压氢气供给管的数量与氢气供给管道的数量相等，且所述高压氢气供给管与氢气供给管道一一配对，所述氢气供给管道的进气端处于高压氢气供给管的出气端下游位置，且所述氢气供给管道的进气端靠近高压氢气供给管的出气端。

进一步地，所述氧气供给管道的进气端、氢气供给管道的进气端分别与高压氧气室的内壁面、高压氢气室的内壁面平滑接续。

进一步地，所有氧气供给管道的出气端、氢气供给管道的出气端沿混合室的圆周壁周向均布且与混合室的圆周壁平滑接续。

进一步地，所述点火部件包括线束护管、点火器、点火线束，所述线束护管为空心套状结构且穿装冷却室，所述点火器安装在混合室的壁上且对应混合室的中心轴线位置，所述点火器与点火线束相连，所述点火线束穿过线束护管的内腔。

本发明的有益效果在于：结构相对简单，氢气和氧气的供气线路流畅，并且使得氢气和氧气能够快速地、均匀地混合在一起，以使得燃烧更为充分、均匀；在提供氢气和氧气时，氧气依次通过高压氧气供给管、氧气供给管道后进入混合室，氢气依次通过高压氢气供给管、氢气供给管道后进入混合室，由于氧气供给管道和氢气供给管道的轴线相对于混合室的圆周壁的切向向外侧偏转一定的角度，以利于氢气和氧气均匀混合，氢气和氧气在混合后形成一个气旋，并且由于所有氧气供给管道的出气端、氢气供给管道的出气端沿混合室的圆周壁周向均布，使得氢氧混合气旋的中心恰好对应点火器的位置，在点火器进行点火时，氢氧混合气旋能够非常均匀地燃烧。

附图说明

图1是本发明的总装示意图。

图2是图1中的a-a剖视图。

图中，1机壳，101混合室，102高压燃烧室，103膨胀筒，2高压氧气室，3高压氧气室，4氧气供给管道，5高压氢气室，6高压氢气供给管，7氢气供给管道，8冷却室，9冷却液进口管，10冷却液出口管，11线束护管，12点火线束，13点火器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

结合图1-2所示，高压气态氢氧喷气式发动机装置，包括机壳1、供气部、点火部件，机壳1为回转形空心筒体结构，机壳1包括高压燃烧室102、膨胀筒103，膨胀筒103的出气端与外部大气相接，机壳1包括混合室101，混合室101、高压燃烧室102、膨胀筒103按照喷气方向依次连通。

上述供气部包括高压氧气室2、高压氢气室5、冷却室8，高压氧气室2、高压氢气室5的腔形结构为环形且与机壳1同轴，冷却室8的内腔包覆混合室101的外壁，高压氢气室5环绕且包覆冷却室8，高压氧气室2环绕且包覆高压氢气室5。

上述冷却室8配套设有用于引入冷却液的冷却液进口管9，以及用于排出冷却液的冷却液出口管10，冷却液进口管9、冷却液出口管10与冷却室8接通。因此，在使用时，充满冷却液的冷却室8能够隔绝混合室101内的热量，以免混合室101内的高热环境影响高压氢气室5和高压氧气室2，并且由于设置了冷却液进口管9、冷却液出口管10，可以将冷却液进口管9、冷却液出口管10接入循环泵系统，不断地循环以更新冷却室8中的冷却液。

上述混合室101整体为圆筒状结构，混合室101的其中一轴端为开放式结构且与高压燃烧室102接通，混合室101的轴线与机壳1的轴线重合，点火部件的能量输出端对应混合室101的轴线且处于混合室101的内腔中，冷却室8包覆混合室101外壁。

上述供气部包括氧气导引管路以及氢气导引管路，氧气导引管路的出气端与高压氧气室2接通，氢气导引管路的出气端与高压氢气室5接通。

上述供气部包括若干以机壳1中心轴线为准周向均布的、直管状结构的氧气供给管道4，以及若干以机壳1中心轴线为准周向均布的、直管状结构的氢气供给管道7，氧气供给管道4、氢气供给管道7的进气端分别接通高压氧气室2、高压氢气室5，氧气供给管道4、氢气供给管道7的出气端接通混合室101，氧气供给管道4穿过高压氢气室5和冷却室8，氢气供给管道7穿过冷却室8。

上述氧气供给管道4、氢气供给管道7的轴线相对于混合室101的圆周壁的切向向外侧偏转10-30度，使得氢气流和氧气流能够以10-30度的切入角度通入混合室101之内，使得氢气流和氧气流能够快速而均匀地混合起来。

上述混合室101与高压燃烧室102一体成型。

上述氧气导引管路包括若干以机壳1中心轴线为准周向均布的高压氧气供给管3，高压氧气供给管3的出气端接通高压氧气室2，使得所有的氧气供气点均布。

上述氢气导引管路包括若干以机壳1中心轴线为准周向均布的高压氢气供给管6，高压氢气供给管6的出气端接通高压氢气室5。使得所有的氢气供气点均布。

上述高压氧气供给管3的数量与氧气供给管道4的数量相等，且高压氧气供给管3与氧气供给管道4一一配对，氧气供给管道4的进气端处于高压氧气供给管3的出气端下游位置，且氧气供给管道4的进气端靠近高压氧气供给管3的出气端。使得氧气能够快速地进入氧气供给管道4中，加快氧气供气过程。

上述高压氢气供给管6的数量与氢气供给管道7的数量相等，且高压氢气供给管6与氢气供给管道7一一配对，氢气供给管道7的进气端处于高压氢气供给管6的出气端下游位置，且氢气供给管道7的进气端靠近高压氢气供给管6的出气端。能够加快氢气供气过程。

上述氧气供给管道4的进气端、氢气供给管道7的进气端分别与高压氧气室2的内壁面、高压氢气室5的内壁面平滑接续。使得氧气或氢气在供气过程中具有良好的流畅性。

所有氧气供给管道4的出气端、氢气供给管道7的出气端沿混合室101的圆周壁周向均布且与混合室101的圆周壁平滑接续。以便于形成均匀的氢氧混合物气旋。

上述点火部件包括线束护管11、点火器13、点火线束12，线束护管11为空心套状结构且穿装冷却室8，点火器13安装在混合室101的壁上且对应混合室101的中心轴线位置，点火器13与点火线束12相连，点火线束12穿过线束护管11的内腔。

该发动机工作时，高压氧气供给管3接引高压氧气，使得氧气依次通过高压氧气供给管3、氧气供给管道4后进入混合室101，高压氢气供给管6接引高压氢气，使得氢气依次通过高压氢气供给管6、氢气供给管道7后进入混合室101，由于氧气供给管道4和氢气供给管道7的轴线相对于混合室101的圆周壁的切向向外侧偏转一定的角度，以利于氢气和氧气均匀混合，氢气和氧气在混合后形成一个气旋，并且由于所有氧气供给管道4的出气端、氢气供给管道7的出气端沿混合室101的圆周壁周向均布，使得氢氧混合气旋的中心恰好对应点火器13的位置，在点火器13进行点火时，氢氧混合气旋能够非常均匀地燃烧。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。