[發(fā)明專利]微型燃燒室蒸發(fā)管結構

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• 申請日: 2021-01-16
• 公開（公告）號: CN112856484A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 張群;胡凡;李小龍;程祥旺;馬曉曦;高耀紅;王紫欣;王曉燕
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 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)明提供了微型燃燒室蒸發(fā)管結構，該結構可以有效地提高燃油霧化、蒸發(fā)效果，該蒸發(fā)管的壁面為雙層壁結構，在蒸發(fā)管外壁的上游設置有燃油進口，內部設置帶孔的肋板，燃油從蒸發(fā)管外壁上的燃油進口流入蒸發(fā)管內壁，接著流入肋板中從孔流出，與從蒸發(fā)管上游流入的空氣持續(xù)摻混，在蒸發(fā)管下游得到充分的混合后，再由蒸發(fā)管流出；該結構明顯地增強了蒸發(fā)管內氣流的擾動，強化了油氣的摻混，提高了燃油的霧化效果，其次，燃油油滴的霧化效果變好也會對燃油油滴的蒸發(fā)效果產生有力的影響，蒸發(fā)速率會變大，強化了燃油油滴的蒸發(fā)，提高燃燒性能。

技術領域

本發(fā)明屬于微型發(fā)動機燃燒室領域，具體涉及微型燃燒室蒸發(fā)管結構，該結構可以有效強化氣流擾動，并能有效改善燃燒室燃油液滴霧化蒸發(fā)效果。

背景技術

近年來，微型動力系統(tǒng)已經成為國內研究熱點，微型發(fā)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(yōu)點。美國國防部預研計劃局的小尺寸動力系統(tǒng)計劃中，重點支持推力在0.1到100N之間的微型渦輪發(fā)動機的相關研究技術：日本正在研制功率為100W的微型渦輪發(fā)動機；國內也在對這部分進行研究。

微型燃燒室的設計之間影響微型發(fā)動機的性能好壞。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，致使氣流停留時間段、散熱損失大，從而導致燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)。在厘米級燃燒室研究方面，美國處于領先地位，而國內的研究相對較少，國內外雖然開展了微型燃燒室的相關研究工作，但對于微型燃燒室的流動特征和性能的研究較少，具有較大前景。

對于使用液態(tài)燃料的動力裝置來說，燃燒反應是以氣態(tài)進行的，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)勢而被廣泛應用于航空燃氣輪機燃燒室。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)管內的燃油良好霧化，導致發(fā)動機點火困難。

現(xiàn)代的微型發(fā)動機燃燒室一般都對蒸發(fā)管內的燃油霧化蒸發(fā)效果要求比較嚴格，但是傳統(tǒng)的蒸發(fā)管結構因其霧化蒸發(fā)效果差等因素難以滿足現(xiàn)代微型發(fā)動機燃燒室對燃油霧化蒸發(fā)效果的要求，故此提出了這種蒸發(fā)管壁面為雙層壁結構，在蒸發(fā)管外壁上設置燃油進口，管內設置帶孔的肋片，加強了氣流的擾動，所以會使發(fā)動機的啟動狀況有所改善，因而具有廣闊的應用前景。

發(fā)明內容

本發(fā)明索要解決的技術問題是提出微型燃燒室蒸發(fā)管結構，這種結構可以有效加強氣流擾動，改善燃油液滴霧化蒸發(fā)效果，該蒸發(fā)管的壁面為雙層壁結構，在蒸發(fā)管外壁的上游設置燃油進口，內部設置帶孔的肋板，燃油從蒸發(fā)管外壁上的燃油進口流入蒸發(fā)管內壁，接著流入肋板中從孔流出，與從蒸發(fā)管上游流入的空氣持續(xù)混合。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是相對于其他蒸發(fā)管結構，本結構能明顯地增強了蒸發(fā)管內氣流的擾動，強化了油氣的摻混，提高了燃油的霧化效果，其次，燃油油滴的霧化效果變好也會對燃油油滴的蒸發(fā)效果產生有力的影響，蒸發(fā)速率會變大，強化了燃油油滴的蒸發(fā)，提高燃燒性能，結構簡單，加工方便。

技術方案

本發(fā)明為解決其技術問題采取的技術方案是：提供了微型燃燒室蒸發(fā)管結構，該蒸發(fā)管的壁面為雙層壁結構，在蒸發(fā)管外壁的上游設置有燃油進口，內部設置帶孔的肋板。

蒸發(fā)管外壁的上游設置的燃油進口為上下對稱分布。

肋板沿蒸發(fā)管徑向方向進行分布，沿著蒸發(fā)管軸向方向展開，個數(shù)為5-10個，肋板上兩側均分布有出油孔，孔徑為1mm。

本發(fā)明具有以下有益效果：

該結構可以有效地提高燃油霧化、蒸發(fā)效果，明顯地增強了蒸發(fā)管內氣流的擾動，強化了油氣的摻混，提高了燃油的霧化效果，其次，燃油油滴的霧化效果變好也會對燃油油滴的蒸發(fā)效果產生有力的影響，蒸發(fā)速率會變大，強化了燃油油滴的蒸發(fā)，提高燃燒性能。

下邊將結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作詳細說明

附圖說明