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DE102023003416A1 - Combustion device and method for combustion - Google Patents

Combustion device and method for combustion Download PDF

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DE102023003416A1
DE102023003416A1 DE102023003416.9A DE102023003416A DE102023003416A1 DE 102023003416 A1 DE102023003416 A1 DE 102023003416A1 DE 102023003416 A DE102023003416 A DE 102023003416A DE 102023003416 A1 DE102023003416 A1 DE 102023003416A1
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Germany
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oxidizer
combustion chamber
combustion
impact element
impact
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Pending
Application number
DE102023003416.9A
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German (de)
Inventor
Mario Kobald
Jérôme Méssineo
Ulrich Fischer
Christian Schmierer
Konstantin Tomilin
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Hyimpulse Tech GmbH
Hyimpulse Technologies GmbH
Original Assignee
Hyimpulse Tech GmbH
Hyimpulse Technologies GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/72Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid and solid propellants, i.e. hybrid rocket-engine plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/60Constructional parts; Details not otherwise provided for
    • F02K9/62Combustion or thrust chambers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Verbrennungsvorrichtung zur Stabilisierung der Verbrennung für Hybridraketentriebwerke mit einem Einspritzelement (1) für einen Oxidator, aufweisend eine Vorverbrennungskammer (4) sowie eine Hauptbrennkammer (3), wobei zwischen der Vorverbrennungskammer (4) und der Hauptbrennkammer (3) ein Aufprallelement (2) für den Oxidator angeordnet ist sowie ein Verfahren für eine Verbrennung.Proposed is a combustion device for stabilizing combustion for hybrid rocket engines with an injection element (1) for an oxidizer, having a pre-combustion chamber (4) and a main combustion chamber (3), wherein an impact element (2) for the oxidizer is arranged between the pre-combustion chamber (4) and the main combustion chamber (3), and a method for combustion.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsvorrichtung für Hybridraketentriebwerke und ein Verfahren für eine Verbrennung von Brennstoff.The invention relates to a combustion device for hybrid rocket engines and a method for combustion of fuel.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt sind Verbrennungsvorrichtungen für Hybridraketen. Die Hybridraketen verwenden zur Erzeugung des Schubs ein Raketentriebwerk, bei dem Treibstoff in fester Form mit einem flüssigen Oxidator kombiniert wird. Vorteile von Hybridraketen sind die einfachere Bauweise und die ihnen innewohnende Sicherheit.Combustion devices for hybrid rockets are well known. Hybrid rockets use a rocket engine to generate thrust, in which solid fuel is combined with a liquid oxidizer. The advantages of hybrid rockets are their simpler construction and their inherent safety.

Solche Hybridraketentriebwerke (HTW) werden beispielswiese für Höhenforschungsraketen oder orbitale Trägerraketen verwendet. Sie werden insbesondere mit einem flüssigen Oxidator (LOX, N2O, H2O2) und festem Brennstoff (HTPB, Paraffin, HDPE, Kunststoffe, etc) betrieben. Für einen zuverlässigen und stabilen Abbrand ist es nötig, dass der flüssige Oxidator zerstäubt und verdampft wird, bevor er mit dem Brennstoff reagieren kann. Dies geschieht typischerweise im vorderen Bereich der Brennkammer an einem Injektoraustritt in der sogenannten Vorbrennkammer (VBK) und/bzw. bevor der Oxidator den Brennstoffblock erreicht. Die Verdampfung wird durch entsprechenden Wärmeeintrag aus der Verbrennung von zusätzlichem Brennstoff in der Vorbrennkammer ermöglicht. Bekannte Lösungen beruhen hierbei oft auf zusätzlichen Einrichtungen, die Wärme zuführen. Beispiele dafür sind z.B. zusätzliche Heater (Hybrid oder Solid propellant) oder Einspritzung von pyrophoren Flüssigkeiten (TEA/TAB). Diese sind aber von Nachteil, da sie die Komplexität und auch den Preis erhöhen, und sie reduzieren den Sicherheitsaspekt der HTW.Such hybrid rocket engines (HTW) are used, for example, for sounding rockets or orbital launch vehicles. They are operated in particular with a liquid oxidizer (LOX, N2O, H2O2) and solid fuel (HTPB, paraffin, HDPE, plastics, etc.). For reliable and stable combustion, it is necessary that the liquid oxidizer is atomized and vaporized before it can react with the fuel. This typically happens in the front area of the combustion chamber at an injector outlet in the so-called pre-combustion chamber (VBK) and/or before the oxidizer reaches the fuel block. The vaporization is made possible by the corresponding heat input from the combustion of additional fuel in the pre-combustion chamber. Known solutions are often based on additional devices that supply heat. Examples of this are, for example, additional heaters (hybrid or solid propellant) or injection of pyrophoric liquids (TEA/TAB). However, these are disadvantageous because they increase the complexity and also the price, and they reduce the security aspect of the HTW.

Die WO 2017/142590 A1 beispielsweise offenbart einen „Hybrid-Raketenmotor mit integriertem Oxidationstank“. Der Hybridraketenmotor besteht aus einem Festtreibstoffelement und einem Oxidationstank, der ein Oxidationsmittel enthält. Das Festtreibstoffelement grenzt an eine Verbrennungskammer, in der der Festtreibstoff und das Oxidationsmittel verbrannt werden, und begrenzt diese zumindest teilweise, um den Schub des Hybridraketenmotors zu erzeugen. Der Oxidationstank befindet sich zumindest teilweise in der Verbrennungskammer, kann sich jedoch auch insgesamt in der Verbrennungskammer befinden. Der Tank des Oxidationsmittels kann durch ein Isoliermaterial geschützt werden, das auch als Strukturmaterial dienen kann, das dem Druck des Oxidationsmittels standhält. Bei dem Isoliermaterial und dem Brennstoffmaterial kann es sich sowohl um Materialien auf Polymerbasis als auch um verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften handeln, z. B. durch unterschiedliche Zusätze zu demselben Polymermaterial. Das Brennelement und der Oxidationsmitteltank können durch additive Fertigungsverfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Hinzufügen verschiedener Materialien an verschiedenen Stellen.The WO 2017/142590 A1 for example, discloses a "hybrid rocket engine with integrated oxidizer tank". The hybrid rocket engine consists of a solid propellant element and an oxidizer tank containing an oxidizer. The solid propellant element adjoins and at least partially delimits a combustion chamber in which the solid propellant and oxidizer are combusted to generate the thrust of the hybrid rocket engine. The oxidizer tank is at least partially located in the combustion chamber, but may also be entirely located in the combustion chamber. The oxidizer tank may be protected by an insulating material, which may also serve as a structural material that can withstand the pressure of the oxidizer. The insulating material and the fuel material may be polymer-based materials as well as different materials with different properties, e.g. by different additives to the same polymer material. The fuel element and the oxidizer tank may be manufactured by additive manufacturing processes, e.g. by adding different materials in different places.

Nachteilig an den bekannten Verbrennungsvorrichtungen ist, dass es, wenn der Oxidator nicht ausreichend verdampft und teilweise zu kalt ist, zu Wechselwirkungen des Oxidators mit der Flammenfront am Brennstoff kommt und sich Verbrennungsinstabilitäten ergeben. Diese äußern sich in starken Schwankungen des Brennkammerdrucks und des Schubs des HTW. Dadurch wird die Leistung verringert und ein stabiler, sicherer Betrieb ist teilweise nicht möglich. Typischerweise erhält man niederfrequente Instabilitäten, manchmal in Kombination mit akustischen Instabilitäten (verschiedene Eigenmoden der Brennkammer) oder auch dynamische Kopplungen mit dem Oxidatorfördersystem.The disadvantage of the known combustion devices is that if the oxidizer does not evaporate sufficiently and is sometimes too cold, the oxidizer interacts with the flame front on the fuel and combustion instabilities arise. These manifest themselves in strong fluctuations in the combustion chamber pressure and the thrust of the HTW. This reduces the performance and stable, safe operation is sometimes not possible. Typically, low-frequency instabilities are obtained, sometimes in combination with acoustic instabilities (various eigenmodes of the combustion chamber) or dynamic couplings with the oxidizer delivery system.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Verbrennungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die diese Nachteile des Stands der Technik vermeidet und die Verbrennung stabilisiert.The object of the invention is therefore to provide a combustion device which avoids these disadvantages of the prior art and stabilises the combustion.

Offenbarung der Erfindungdisclosure of the invention

Die Erfindung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs offenbart. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der sich an den Hauptanspruch anschließenden weiteren Ansprüche.The invention is disclosed by the features of the main claim. Embodiments and developments are the subject of the further claims following the main claim.

Es wird eine Verbrennungsvorrichtung zur Stabilisierung der Verbrennung für Hybridraketentriebwerke sowie ein Verfahren zur Verbrennung eines Brennstoffs offenbart. Die Verbrennungsvorrichtung weist eine Ausgestaltung einer Verbrennungskammer auf, die eine einfache und zuverlässige Zerstäubung des Oxidators ermöglicht. Dabei wird der Oxidator an mehreren Elementen angeordnet. Diese Anordnung kann beispielsweise kreisförmig erfolgen. Dabei wird Treib- bzw. Brennstoff als Oxidator in flüssiger Form insbesondere in axialer Richtung in die Verbrennungskammer eingespritzt.A combustion device for stabilizing combustion for hybrid rocket engines and a method for burning a fuel are disclosed. The combustion device has a combustion chamber design that enables simple and reliable atomization of the oxidizer. The oxidizer is arranged on several elements. This arrangement can be circular, for example. Propellant or fuel is injected as an oxidizer in liquid form, in particular in the axial direction, into the combustion chamber.

Der Oxidator trifft am Ende der Verbrennungskammer auf eine feste Oberfläche, von der ein großer Teil des Brennstoffs von ihr umgelenkt und dann noch einmal in die Verbrennungskammer zurückgelenkt wird. Dies erfolgt durch das Auftreffen auf ein in die Verbrennungskammer eingebautes Aufprallelement, das insbesondere als Platte ausgebildet ist. Es ist eine Vorverbrennungs- und eine Hauptbrennkammer ausgebildet. Das Aufprallelement steht insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung des Oxidators zwischen der Vorverbrennungs- und der Hauptbrennkammer. Das Aufprallelement kann auch angewinkelt zur Strömungsrichtung stehen und/oder mit Formen wie Taschen oder Kanten versehen sein, die die Rückströmung des Oxidators in die Verbrennungskammer erhöhen. Hierbei wird der Oxidator durch den Aufprall auch zu einem großen Teil bereits in viele Tropfen zerstäubt.The oxidizer hits a solid surface at the end of the combustion chamber, from which a large part of the fuel is deflected and then redirected into the combustion chamber. This occurs by hitting an impact element built into the combustion chamber, which is designed in particular as a plate. A pre-combustion chamber and a main combustion chamber are formed. The impact element is in particular perpendicular to the flow direction of the oxidizer between the pre-combustion chamber and the main combustion chamber. The The impact element can also be angled to the flow direction and/or be provided with shapes such as pockets or edges that increase the backflow of the oxidizer into the combustion chamber. In this case, the oxidizer is largely atomized into many droplets by the impact.

Die Umlenkung erhöht auch die Verweilzeit des Oxidators in der Vorverbrennungskammer drastisch, was die Verdampfung und Reaktion des Oxidators weiter verbessert. Die Verdampfung wird durch zusätzlichen Brennstoff in der Verbrennungskammer unterstützt, der mit dem Oxidator reagiert und diesen verdampft. Der Brennstoff wird einerseits durch die Verbrennungswärme in der Verbrennungskammer zersetzt und verdampft, andererseits aber auch teilweise durch mechanischen Aufprall und Erosion durch den Oxidator. Die Art des verwendeten Brennstoffs in der Verbrennungskammer ist dabei nicht primär ausschlaggebend.The diversion also dramatically increases the residence time of the oxidizer in the pre-combustion chamber, which further improves the vaporization and reaction of the oxidizer. The vaporization is supported by additional fuel in the combustion chamber, which reacts with the oxidizer and vaporizes it. The fuel is decomposed and vaporized on the one hand by the heat of combustion in the combustion chamber, but on the other hand also partially by mechanical impact and erosion by the oxidizer. The type of fuel used in the combustion chamber is not primarily decisive.

Die erfindungsgemäße Verbrennungsvorrichtung hat dabei den Vorteil, dass die offenbarte Verbrennungsvorrichtung zur Stabilisierung der Verbrennung generell anwendbar ist, insbesondere auf verschiedene Arten von Injektoren für Hybridraketentriebwerke (Showerhead, Impingement, Swirl) und auch verschiedene Oxidatoren.The combustion device according to the invention has the advantage that the disclosed combustion device for stabilizing combustion is generally applicable, in particular to various types of injectors for hybrid rocket engines (showerhead, impingement, swirl) and also various oxidizers.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbeschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention can be taken from the following description of the figures, the drawings and the claims.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Vor- und eine Hauptbrennkammer einer Verbrennungsvorrichtung und
  • 2 zeigt eine alternative Ausbildung der Verbrennungsvorrichtung im Längsschnitt.
An embodiment of the solution according to the invention is explained in more detail below using the attached schematic drawings. It shows:
  • 1 shows a longitudinal section through a pre- and a main combustion chamber of a combustion device and
  • 2 shows an alternative design of the combustion device in longitudinal section.

In 1 ist eine Verbrennungsvorrichtung 100 dargestellt. Die Verbrennungsvorrichtung 100 weist insbesondere ein einzelnes Einspritzelement 1 auf. Es kann eines oder es können auch mehrere Einspritzelemente 1 angeordnet sein. Mit dem Einspritzelement 1 wird ein Oxidator in flüssiger Form an der Flüssigkeitseinspritzung A eingespritzt. Der Oxidator trifft auf ein Aufprallelement 2. Das Aufprallelement 2, auch als „impingement device“ bezeichnet, weist einen Bereich 5 als Aufprallelement für einen Festbrennstoff auf. Durch das Aufprallelement 2 mit dem Bereich 5 ist eine Vorverbrennungskammer 4 sowie eine Hauptbrennkammer 3 ausgebildet, zwischen denen das Aufprallelement 2 mit dem Bereich 5 angeordnet ist. Der Oxidator kann auf das Aufprallelement 2 und/oder auf den Bereich 5 auftreffen, wobei der Oxidator zerstäubt und auch umgelenkt wird. Dadurch wird die Verweildauer erhöht und gleichzeitig die Verbrennung verbessert. Der Festbrennstoff kann auch durch Rückströmung aus einer Hauptbrennkammer 3 vorliegen.In 1 a combustion device 100 is shown. The combustion device 100 has in particular a single injection element 1. One or more injection elements 1 can be arranged. With the injection element 1, an oxidizer in liquid form is injected at the liquid injection A. The oxidizer strikes an impact element 2. The impact element 2, also referred to as an “impingement device”, has an area 5 as an impact element for a solid fuel. The impact element 2 with the area 5 forms a pre-combustion chamber 4 and a main combustion chamber 3, between which the impact element 2 with the area 5 is arranged. The oxidizer can strike the impact element 2 and/or the area 5, whereby the oxidizer is atomized and also deflected. This increases the residence time and at the same time improves combustion. The solid fuel can also be present due to backflow from a main combustion chamber 3.

Der flüssige oder auch teilweise gasförmige Oxidator wird in diesem Ausführungsbeispiel in einer axialen Richtung eingespritzt und bewegt sich entlang einer Strömungslinie E in Richtung des Aufprallelements 2. Beim Auftreffen auf den Bereich 5 trifft er auf eine Aufprallstelle B, die als primärer Zerstäubungsbereich wirkt. Dadurch erfolgt eine Umlenkung des Stroms des Oxidators entlang einer gestrichelt dargestellten Linie. Dabei erfolgt eine Wärmeabsorption sowie eine Vaporisierung bzw. Verdampfung C. Im weiteren Verlauf strömt der jetzt umgelenkte, in Tropfen zerstäubte und teilweise verdampfte Oxidator an dem Aufprallelement 2 vorbei in die Hauptbrennkammer 3, wobei der Oxidator dann in einer vollgasförmigen Phase D ausgebildet ist. In der Hauptbrennkammer 3 ist ein körniger Festbrennstoff vorhanden. Dazu kommt der umgewandelte Oxidator aus der Vorverbrennungskammer 4, wobei der Oxidator nun vollgasförmig vorliegt. Es kann zusätzlich Festbrennstoff in der Vorverbrennungskammer 4 zugeführt werden. Dies kann von außen oder zentral erfolgen. Es ist die Möglichkeit zur Reaktion mit Sauerstoff O2 in der Vorverbrennungskammer 4 vorhanden.In this embodiment, the liquid or partially gaseous oxidizer is injected in an axial direction and moves along a flow line E in the direction of the impact element 2. When it hits the area 5, it hits an impact point B, which acts as the primary atomization area. This causes the flow of the oxidizer to be diverted along a dashed line. This results in heat absorption and vaporization or evaporation C. The now diverted, atomized into droplets and partially vaporized oxidizer then flows past the impact element 2 into the main combustion chamber 3, with the oxidizer then being in a fully gaseous phase D. A granular solid fuel is present in the main combustion chamber 3. In addition, there is the converted oxidizer from the pre-combustion chamber 4, with the oxidizer now being in fully gaseous form. Solid fuel can also be fed into the pre-combustion chamber 4. This can be done from the outside or centrally. There is the possibility of reaction with oxygen O 2 in the pre-combustion chamber 4.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbrennungsvorrichtung. Dabei ist die Aufprallstelle B des Bereichs des Aufprallelements für festen Brennstoff 5 an dem Aufprallelement 2 in einer anderen Form ausgebildet und weist abgeschrägte Bereiche mit Ecken auf. An diesen abgeschrägten Bereichen mit den Ecken wird der Oxidator von der Strömungslinie E an den Aufprallstellen B anders abgelenkt als in 1 dargestellt. Die Ablenkung kann beispielsweise in zwei gestrichelt dargestellten Bewegungsrichtungen erfolgen, an denen die Wärmeabsorption C erfolgen kann. Diese beiden Bewegungsrichtungen der Strömungen des Oxidators treffen sich und strömen wie bei der 1 in Tropfen zerstäubt und teilweise verdampft an dem Aufprallelement 2 vorbei in die Hauptbrennkammer 3, wobei der Oxidator dann in einer vollgasförmigen Phase D ausgebildet ist. 2 shows a further embodiment of the combustion device. The impact point B of the area of the impact element for solid fuel 5 on the impact element 2 is formed in a different shape and has beveled areas with corners. At these beveled areas with the corners, the oxidizer is deflected differently from the flow line E at the impact points B than in 1 The deflection can, for example, take place in two directions of movement shown in dashed lines, where the heat absorption C can take place. These two directions of movement of the oxidizer flows meet and flow as in the 1 atomized into droplets and partially evaporated past the impact element 2 into the main combustion chamber 3, whereby the oxidizer is then formed in a fully gaseous phase D.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features presented in the description, the following claims and the drawings can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11
Einspritzelementinjection element
22
Aufprallelementimpact element
33
Hauptbrennkammermain combustion chamber
44
Vorverbrennungskammerpre-combustion chamber
55
Bereich Aufprallelement für festen BrennstoffSolid fuel impact element area
100100
Verbrennungsvorrichtungcombustion device
AA
Flüssigkeitseinspritzungliquid injection
BB
Aufprallstelleimpact point
CC
Wärmeabsorptionheat absorption
DD
Vollgasförmige Phasefull-throttle phase
EE
Strömungslinie Oxidatorflow line oxidizer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2017/142590 A1 [0004]WO 2017/142590 A1 [0004]

Claims (13)

Verbrennungsvorrichtung (100) zur Stabilisierung der Verbrennung für Hybridraketentriebwerke mit einem Einspritzelement (1) für einen Oxidator, aufweisend eine Vorverbrennungskammer (4) sowie eine Hauptbrennkammer (3), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorverbrennungskammer (4) und der Hauptbrennkammer (3) ein Aufprallelement (2) für den Oxidator angeordnet ist.Combustion device (100) for stabilizing combustion for hybrid rocket engines with an injection element (1) for an oxidizer, having a pre-combustion chamber (4) and a main combustion chamber (3), characterized in that an impact element (2) for the oxidizer is arranged between the pre-combustion chamber (4) and the main combustion chamber (3). Verbrennungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufprallelement (2) der Umlenkung des Oxidators dient.Combustion device (100) according to claim 1 , characterized in that the impact element (2) serves to deflect the oxidizer. Verbrennungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufprallelement (2) senkrecht zu einer Strömungsrichtung E des Oxidators zwischen der Vorverbrennungs (4) - und der Hauptbrennkammer (3) ausgebildet ist.Combustion device (100) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the impact element (2) is formed perpendicular to a flow direction E of the oxidizer between the pre-combustion chamber (4) and the main combustion chamber (3). Verbrennungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufprallelement (2) angewinkelt zur Strömungsrichtung E des Oxidators ausgebildet ist.Combustion device (100) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the impact element (2) is angled to the flow direction E of the oxidizer. Verbrennungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufprallelement (2) Taschen oder Kanten aufweist, wodurch die Rückströmung des Oxidators in die Verbrennungsvorrichtung erhöht wird.Combustion device (100) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the impact element (2) has pockets or edges, whereby the backflow of the oxidizer into the combustion device is increased. Verbrennungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufprallelement (2) einen Bereich (5) für das Aufprallen eines Festbrennstoffs aufweist.Combustion device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the impact element (2) has a region (5) for the impact of a solid fuel. Verbrennungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Umlenkung des Oxidators durch das Aufprallelement (2) die Verweilzeit des Oxidators in der Vorverbrennungskammer (4) erhöht ist, wodurch die Verdampfung und Reaktion des Oxidators verbessert ist.Combustion device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection of the oxidizer by the impact element (2) increases the residence time of the oxidizer in the pre-combustion chamber (4), whereby the evaporation and reaction of the oxidizer is improved. Verbrennungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aufprallelement (2) und einer Hülle der Verbrennungsvorrichtung (100) ein Zwischenraum ausgebildet ist, durch den der versetzte und verdampfte Oxidator vorbei in die Hauptbrennkammer (3) führbar ist, wobei der Oxidator dann in einer vollgasförmigen Phase D ausgebildet ist.Combustion device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that an intermediate space is formed between the impact element (2) and a casing of the combustion device (100), through which the displaced and vaporized oxidizer can be passed into the main combustion chamber (3), the oxidizer then being formed in a fully gaseous phase D. Verfahren zur Verbrennung von Brennstoff in einer Verbrennungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssige Oxidator an mindestens einem Einspritzelement (1) in einer axialen Richtung eingespritzt wird und sich entlang einer Strömungslinie E in Richtung des Aufprallelements (2) bewegt.Method for combustion of fuel in a combustion device (100) according to one of the Claims 1 until 8 , characterized in that a liquid oxidizer is injected at at least one injection element (1) in an axial direction and moves along a flow line E in the direction of the impact element (2). Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidator beim Auftreffen auf den Bereich (5) des Aufprallelements (2) auf eine Aufprallstelle B trifft, die als primärer Zerstäubungsbereich wirkt, wobei dadurch eine Umlenkung des Stroms des Oxidators innerhalb der Vorverbrennungskammer (4) erfolgt.Procedure (100) according to claim 9 , characterized in that the oxidizer, when it strikes the region (5) of the impact element (2), strikes an impact point B which acts as a primary atomization region, thereby diverting the flow of the oxidizer within the pre-combustion chamber (4). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfung des Oxidators durch die Zugabe von zusätzlichem Brennstoff in der Vorverbrennungskammer (4) unterstützt wird, der mit dem Oxidator reagiert und diesen verdampft, wobei der Brennstoff einerseits durch die Verbrennungswärme in der Verbrennungskammer und/oder zumindest teilweise durch mechanischen Aufprall und Erosion am Aufprallelement (2) mit dem Bereich des Aufprallelements für den festen Brennstoff (5) zersetzt und verdampft wird.Method according to one of the Claims 9 or 10 , characterized in that the evaporation of the oxidizer is assisted by the addition of additional fuel in the pre-combustion chamber (4), which reacts with the oxidizer and evaporates it, wherein the fuel is decomposed and evaporated on the one hand by the heat of combustion in the combustion chamber and/or at least partially by mechanical impact and erosion at the impact element (2) with the area of the impact element for the solid fuel (5). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Umlenkung des Stroms des Oxidators eine Wärmeabsorption sowie eine Vaporisierung C des Oxidators erfolgt.Method according to one of the Claims 9 until 11 , characterized in that the deflection of the flow of the oxidizer results in heat absorption and vaporization C of the oxidizer. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im weiteren Verlauf der jetzt umgelenkte, in Tropfen zerstäubte und teilweise verdampfte Oxidator an dem Aufprallelement (2) vorbei in die Hauptbrennkammer (3) strömt, wobei der Oxidator dann in einer vollgasförmigen Phase D ausgebildet ist.Method according to one of the Claims 9 until 12 , characterized in that in the further course the oxidizer, which is now deflected, atomized into droplets and partially vaporized, flows past the impact element (2) into the main combustion chamber (3), wherein the oxidizer is then formed in a fully gaseous phase D.
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