[發明專利]微型發動機燃燒室蜂窩—波紋式蒸發管

在審

• 申請號: 202110264794.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112902228A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 張群;王紫欣;高耀紅;王曉燕;馬曉曦
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F23R3/32
• 分類號: F23R3/32;F23R3/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了微型發動機燃燒室蜂窩—波紋式蒸發管，其外部設置了多個波紋式肋片結構，內部設置了多個蜂窩孔。蒸發管內部的蜂窩孔結構，不僅能夠增大內壁面的表面積，使得燃油混氣與蒸發管的接觸面積增加，換熱效果增強，而且，該結構在一定程度上能夠降低燃油混氣的流速，增大燃油混氣的紊流度，使得燃油混氣在蒸發管內的停留時間增加。蒸發管外部的波紋式肋片增大了外壁面的面積，增強了高溫氣流的紊流度，強化了火焰筒內高溫氣流與蒸發管換熱，同時，波紋式肋片能夠有效減小蒸發管在高溫中所受到的熱應力。內外兩方面共同作用使得微型發動機燃燒室蒸發管內燃油霧化蒸發效果增強，同時也在一定程度上避免了熱應力的問題。

技術領域

本發明屬于微型發動機燃燒室領域，具體涉及一種微型發動機燃燒室蜂窩—波紋式蒸發管并能有效改善燃燒室內燃油霧化蒸發效果，從而提高微型燃燒室內的燃燒效率。

背景技術

隨著社會的發展，微型動力設備的需求量與日俱增，微型燃氣渦輪發動機以其功率密度大的特點得到了越來越廣泛的應用。燃燒室作為發動機的核心部件，在微型化時由于其結構緊湊、燃燒空間小的固有特點，性能受到嚴重的制約。

與常規尺度的燃燒室相比，此種燃燒室具有特征尺寸小和面容比大的特點，從而使得氣流停留時間短，散熱損失大，最后導致火焰筒中出現不穩定燃燒的現象。新一代微型發動機采用的燃燒室主要有兩種：直流環形燃燒室和回流環形燃燒室。兩者對比分析，高性能微型發動機采用直流環形燃燒室是主流發展方向。這種微型直流環形燃燒室受到空間布局的限制，在燃油霧化、蒸發方面一般采用結構簡單、供油壓力低的蒸發管供油。液體燃料經過蒸發管時，逐漸蒸發為氣態，在燃燒之前和蒸發管里的空氣已經初步摻混，這樣縮短了氣流在燃燒室滯留的時間，并且能夠較好地燃燒，采用此種方式供油可以在較短的燃燒停留時間下獲得較高的燃燒性能。

不同結構形式的蒸發管，燃油霧化蒸發的效果不一樣，大部分微型燃燒室采用的蒸發管為直筒、T型或者L型結構形式，能夠一定程度上的提高燃燒效率，但效果較差，這方面的研究還有待提高，蒸發管結構設計具有良好的研究前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提出一種微型發動機燃燒室蜂窩—波紋式蒸發管，對燃燒室內燃油霧化和蒸發有較好的改善和提高效果。與現有技術相比，本發明的優點是相對于其他微型燃燒室蒸發管，本結構能增加燃油在蒸發管內停留時間，增大氣流的紊流度，增加氣流與蒸發管的接觸面積，從而能夠強化蒸發管換熱效果，提高燃油在蒸發管內的蒸發霧化效果。

技術方案

本發明的目的在于提供一種微型發動機燃燒室蜂窩—波紋式蒸發管。

本發明技術方案如下：

微型發動機燃燒室蜂窩—波紋式蒸發管，包括蒸發管內壁面蜂窩孔結構及外壁面波紋式肋片結構。其特征在于：在蒸發管外側的徑向環形分布波紋式肋片，在蒸發管內側徑向和軸向均勻分布蜂窩孔結構。

所述微型發動機燃燒室蜂窩—波紋式蒸發管，其特征在于：蒸發管內壁面蜂窩孔結構深度為0.5～2mm，邊長為1～3mm，徑向分布數量為10～30個，具體深度、寬度設置應根據蒸發管的時間尺寸進行設計，徑向分布數量也應根據蒸發管直徑進行合理分配。

所述微型發動機燃燒室蜂窩—波紋式蒸發管，其特征在于：在蒸發管外側徑向設置波紋式肋片結構，波紋式肋片結構尺寸高度為1～2mm，一個波峰和一個波谷為一個循環單元，一個循環單元長8～12mm，軸向連續分布10～20個，徑向沿蒸發管壁面環形分布8～30個。

所述微型發動機燃燒室蜂窩—波紋式蒸發管，其特征在于：蒸發管內壁面蜂窩孔結構和外壁面波紋式肋片結構在徑向上等距分布，蜂窩孔結構在軸向上等距分布，具體的數量分布應根據蒸發管的長度進行設置。

本發明具有以下有益效果：