[發(fā)明專利]一種雙環(huán)型蒸發(fā)管裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810282326.6
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108644809B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張群;程祥旺;李小龍;胡凡;寇睿;海涵;張鵬;王鑫;李承鈺;宋亞恒
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F23R3/32
• 分類號: F23R3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種雙環(huán)型蒸發(fā)管裝置設(shè)計方案，可以有效增加混氣在蒸發(fā)管內(nèi)的停留時間，提高燃油霧化蒸發(fā)效果。蒸發(fā)管采用環(huán)型特征結(jié)構(gòu)，分別為靠近火焰筒內(nèi)壁面的內(nèi)環(huán)蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)和靠近火焰筒外壁面的外環(huán)蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)。對于外環(huán)蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)采用切向進(jìn)氣，對于內(nèi)環(huán)蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)采用大角度進(jìn)氣，保證進(jìn)入蒸發(fā)管的結(jié)構(gòu)內(nèi)的混合氣具有一定的速度。內(nèi)環(huán)蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)和外環(huán)蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)間采用中空的V型槽火焰穩(wěn)定器聯(lián)接，并在V型槽兩側(cè)壁設(shè)有燃油孔。由于進(jìn)入蒸發(fā)管內(nèi)的燃油與空氣的混氣具有一定的速度，故換熱強(qiáng)烈，提高了燃油的蒸發(fā)效果。此外，布置在蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)間的V型槽火焰穩(wěn)定器提高了燃油的空間分布均勻度和燃燒的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明屬于微型發(fā)動機(jī)燃燒室領(lǐng)域，具體涉及一種雙環(huán)型蒸發(fā)管裝置能有效改善燃燒室內(nèi)燃油霧化蒸發(fā)效果以及燃油的空間分布均勻度，從而提高微型燃燒室內(nèi)的燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率。

背景技術(shù)

微型動力系統(tǒng)在近幾年已成為國內(nèi)外研究熱點，其中微型渦輪發(fā)動機(jī)是最有前途的動力之一，具有體積小、重量輕、輸出能量大、密度高等優(yōu)點。微型燃燒室的設(shè)計是微型渦輪發(fā)動機(jī)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是最重要的部分，與常規(guī)尺度燃燒室相比，此種燃燒室具有特征尺寸小和面容比大的特點，致使氣流停留時間短、散熱損失大，從而導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)。

微型渦噴發(fā)動機(jī)的工作原理和大型航空用渦輪噴氣發(fā)動機(jī)類似，但是與其相比尺寸要小了許多，為了達(dá)到額定的功率，轉(zhuǎn)速也較常用發(fā)動機(jī)高出了許多。由于微型燃燒室尺寸小對于燃燒組織帶來很多問題，如：燃燒駐留時間短，燃油霧化困難，燃料燃燒不充分。對于使用液態(tài)燃料的動力裝置來說，燃燒反應(yīng)是以氣態(tài)進(jìn)行的，即液態(tài)燃料必須變成油蒸汽，而后燃燒。蒸發(fā)管因為其在液態(tài)燃油霧化蒸發(fā)方面的獨有優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于航空燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室。但是與此同時，蒸發(fā)管的霧化與蒸發(fā)效果相對較差，尤其是在啟動狀態(tài)時空氣壓力低，溫度也不高，不能使蒸發(fā)管內(nèi)的燃油良好霧化，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)點火困難，燃燒穩(wěn)定性差。因此，我們有必要提升微型燃燒室的燃油霧化效果。

微型動力系統(tǒng)在近幾年已成為國內(nèi)外研究熱點，其中微型渦輪發(fā)動機(jī)是最有前途的動力之一，具有體積小、重量輕、輸出能量大、密度高等優(yōu)點。微型燃燒室的設(shè)計是微型渦輪發(fā)動機(jī)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是最重要的部分，與常規(guī)尺度燃燒室相比，此種燃燒室具有特征尺寸小和面容比大的特點，致使氣流停留時間短、散熱損失大，從而導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)。

而對于蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計較少，設(shè)計類型主要有“L”型和直筒型。因此，有必要對蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新性的設(shè)計。提高燃油蒸發(fā)效果，增加燃?xì)獾臏魰r間，是提高微型燃燒室燃燒性能的一個主要方面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種雙環(huán)型蒸發(fā)管裝置，對燃燒室內(nèi)燃油蒸發(fā)和燃燒穩(wěn)定性有較好的改善和提高效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是相對于其他微型燃燒室蒸發(fā)管，本裝置采用內(nèi)外雙環(huán)型蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣采用切向進(jìn)氣較大的保留進(jìn)氣速度，增加管內(nèi)的換熱效果，提高了燃油在蒸發(fā)管內(nèi)的蒸發(fā)效果。此外，在內(nèi)外環(huán)型蒸發(fā)管間采用V型槽火焰穩(wěn)定器聯(lián)接，并在火焰穩(wěn)定器兩側(cè)布置燃油孔。改善了燃油的空間分布，提高了燃燒穩(wěn)定性。

技術(shù)方案

本發(fā)明的目的在于提供一種雙環(huán)型蒸發(fā)管裝置。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種雙環(huán)型蒸發(fā)管裝置，包括蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)、徑向V型槽火焰穩(wěn)定器的布置以及燃油孔的設(shè)計。

所述一種雙環(huán)型蒸發(fā)管裝置，蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用環(huán)型特征結(jié)構(gòu)，分別為外側(cè)蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)和內(nèi)側(cè)蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣管分別為與外側(cè)蒸發(fā)管相接的外側(cè)進(jìn)氣管和與內(nèi)側(cè)蒸發(fā)管相接的內(nèi)側(cè)進(jìn)氣管，呈周向均勻分布，數(shù)量為4～8。

所述一種雙環(huán)型蒸發(fā)管裝置，徑向V型槽火焰穩(wěn)定器布置在外側(cè)蒸發(fā)管和內(nèi)側(cè)蒸發(fā)管之間，采用中空形式與蒸發(fā)管互通，并沿軸向呈圓周分布，數(shù)量為12～24。