[發明專利]一種帶旋流器的微型發動機燃燒室蒸發管結構

在審

• 申請號: 201711333548.8
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108151063A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 張群;海涵;王鑫;張鵬;寇睿;李承鈺;宋亞恒;黎超超;李逸飛
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F23R3/32
• 分類號: F23R3/32;F23R3/38;F23R3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種帶旋流器的微型發動機燃燒室蒸發管結構，該結構可以有效提高微型燃燒室內燃油與空氣摻混程度，并有助于回流區的形成，從而提高燃燒效率和燃燒穩定性。在蒸發管末端出口加裝雙級旋流器結構，由于一、二級旋流器葉片均與蒸發管軸線成一定的角度，使得燃油與空氣的混合氣流分別經過一、二級旋流器葉片后，流動狀態發生改變，形成旋流，提高油氣摻混程度，且旋流可以在燃燒室內形成一定的回流區，從而穩住氣流，使得火焰更加穩定，促進更好地燃燒。另一方面，由于一、二級旋流器葉片旋向相反，從兩級噴射出的氣流之間會產生較大的剪切力，使得在蒸發管內未來及蒸發的燃油液滴更好地霧化，并能更好地提高油氣摻混程度，提高燃燒效率。

技術領域

本發明屬于微型發動機燃燒室領域，具體涉及一種新型蒸發管設計并能有效提高燃油與空氣摻混程度，使得燃油分布更加均勻，并能穩住氣流，提高燃燒效率。

背景技術

近年來，微型動力系統已成為國內研究熱點，微型發動機也成為最有前途的動力之一，它具有體積小、重量輕、輸出能量大、密度高等優點。微型燃燒室是微型發動機的重要組成部分,其設計也是微型發動機設計的關鍵環節。

在微型燃燒室中，一般有蒸發管供油和離心甩油盤供油兩種供油方式。其中，蒸發管供油因結構簡單，霧化效率高等優點而被廣泛采用，其特點是在管內部燃油逐漸蒸發，并且與來流形成一定的摻混，使油氣在之后的燃燒中能夠更加充分，進而蒸發管可以充分利用燃燒釋放的溫度來加熱管內的燃油，使管內燃油霧化更加充分，從而形成良性的循環。因此，蒸發管的結構設計對燃燒室內火焰的穩定性及燃燒效率起著關鍵的作用。

目前，對于蒸發管結構方面的設計類型主要有簡單直筒型和“L”型，燃油經這兩種蒸發管在燃燒室內與空氣參混程度不夠理想，且燃燒不夠穩定。本次設計的新的蒸發管結構，從提高燃油與空氣參混程度方面考慮，在蒸發管出口頭部有所創新，在穩住氣流的同時，提高燃燒效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提出一種能夠增強微型燃燒室內油氣摻混程度并穩定火焰的蒸發管末端出口加裝雙級旋流器結構的設計方案。本技術在蒸發管末端出口加裝雙級旋流器結構，該結構能有效增強燃燒室內氣流旋轉效果，提高燃油與空氣摻混程度，使得燃油分布更加均勻，提高燃燒效率，并且在燃燒室內能夠形成一定的回流區，穩住氣流。同時，本發明結構的設計和加工都比較簡單，在實際工程應用中有較大優勢。

技術方案

本發明的目的在于提供一種微型發動機燃燒室中末端出口加裝雙級旋流器的蒸發管結構。

本發明技術方案如下：

蒸發管末端出口加裝雙級旋流器結構。雙級旋流器由中心支撐圓柱、一級旋流器葉片、圓柱形套筒和二級旋流器葉片構成。設計參數包括中心支撐圓柱直徑和長度、圓柱形套筒內徑和壁面厚度以及一、二級旋流葉片旋轉角度與葉片厚度。對于厘米級的蒸發管，壁面厚度為1～2mm，直徑為5～10mm，長度為4～10cm。

所述蒸發管末端出口的雙級旋流器結構，其特征在于：旋流器中心支撐圓柱的軸線與蒸發管的軸線重合，且其直徑為1mm，長度為1.5～2.5mm，即旋流器軸向長度為1.5～2.5mm；圓柱形套筒的軸線也與蒸發管軸線重合，其內徑為2.5～3mm，壁面厚度為0.5～1mm；一級旋流器葉片位于中心支撐圓柱和圓柱形套筒之間，旋轉角度為逆時針旋轉30°～60°，即一級旋流器葉片與蒸發管軸線所成角度為30°～60°，葉片厚度為0.3～0.5mm，葉片數為10，葉片繞蒸發管軸線均勻分布；二級旋流器葉片位于圓柱形套筒和蒸發管內壁面之間，旋轉角度為順時針旋轉30°～60°，即二級旋流器葉片與蒸發管軸線所成角度也為30°～60°，但二級旋流器葉片與一級旋流器葉片旋轉方向相反，葉片厚度為0.3～0.5mm，葉片數為12，葉片繞蒸發管軸線均勻分布。

采用本發明可以取得以下有益效果：