CN105627365A - 微型燃烧室打孔式蒸发管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微型燃烧室打孔式蒸发管。该结构可以有效提高燃油雾化、蒸发效果，微型燃烧室打孔式蒸发管通过在壁面打孔，明显地加强了蒸发管内气流的扰动，强化了油气的掺混，提高了燃油的雾化效果。其次，燃油液滴的雾化效果变好也会对燃油液滴的蒸发效果产生有利的影响，因为液滴的粒径变小，蒸发速率会变大，这强化了燃油液滴的蒸发。燃烧室打孔式蒸发管在靠近蒸发管进口处分布比较密集，在靠近蒸发管出口处分布比较稀疏，这样布置使得蒸发管在保证前端雾化蒸发效果的同时减小了后端燃油液滴的碰撞融合几率。

Description

微型燃烧室打孔式蒸发管

技术领域

本发明属于燃气涡轮发动机领域，具体涉及一种可以有效强化气流扰动并能有效改善燃烧室燃油液滴雾化蒸发效果的微型燃烧室打孔式蒸发管。

背景技术

随着科技的发展，一些设备装置有向微型化发展的趋势，飞行器就是其中之一。可以预见的是各类无人机、靶机、巡航导弹及其它的各类微型飞行器以其结构简单、造价低廉等优点，必然在现代化的战争中扮演极为重要的角色，相比于常规飞行器，微型飞行器还有体积小、隐蔽性好、重量轻、携带方便、操作简单等突出特点。除了以上军事应用外，微型飞行器在大地测量、气象观测、环境监测、森林防火、人工降雨等国民经济领域也展现出了极为广阔的应用前景。而对于飞行器微型化而言，动力装置微型化则是其中最为关键的技术。

微型涡喷发动机的工作原理和大型航空用涡轮喷气发动机类似，但是与其相比尺寸要小了许多，为了达到额定的功率，转速也较常用发动机高出了许多。尺寸的微型化也带来了许多微型发动机所特有的问题，如：燃烧驻留时间短，燃油雾化困难，燃料燃烧不充分，这就要求更先进的燃油雾化装置；发动机尺寸小结构紧凑，这就意味着燃烧组织和流动组织更难。所以我们有必要提升微型燃烧室的燃油雾化效果。

对于使用液态燃料的动力装置来说，燃烧反应是以气态进行的，即液态燃料必须变成油蒸汽，而后燃烧。蒸发管因为其在液态燃油雾化蒸发方面的独有优势而被广泛应用于航空燃气轮机燃烧室。但是与此同时，蒸发管的雾化与蒸发效果相对较差，尤其是在启动状态时空气压力低，温度也不高，不能使蒸发管内的燃油良好雾化，导致发动机点火困难。

现代的微型发动机燃烧室一般都对蒸发管内的燃油雾化蒸发效果要求比较严格，但是传统的蒸发管结构因其雾化蒸发效果差等因素难以满足现代微型发动机燃烧室对燃油雾化蒸发效果的要求，而微型燃烧室打孔式蒸发管很好地解决了这个问题，此外，微型燃烧室打孔式蒸发管，因为加强了气流的扰动，所以也会使发动机的启动状况有所改善，因此具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种新型可以有效改善燃油液滴雾化蒸发效果的微型燃烧室打孔式蒸发管。与现有技术相比，本发明的优点是相对于其它蒸发管结构，本结构能有效提升燃油的雾化蒸发效果，并在一定程度下改善蒸发管式燃烧室启动难的状况，相对于其它供油方式，其还有结构简单，加工方便的优点。

技术方案

本发明的目的在于提供一种微型燃烧室打孔式蒸发管。

本发明的目的是这样实现的：

一种微型燃烧室打孔式蒸发管，所述微型燃烧室打孔式蒸发管壁面做打孔处理。

本发明的微型燃烧室打孔式蒸发管，通过对蒸发管壁面做打孔处理加大了蒸发管内气流的扰动，强化了油气间的掺混，有利于提升蒸发管内燃油液滴的雾化效果。

作为本发明的推荐实施方式：所述微型燃烧室打孔式蒸发管壁面做打孔处理，蒸发管管壁开孔可以为圆形或菱形。

所述蒸发管沿周向均匀分布在火焰筒后端壁面上，蒸发管的结构形式可以为直管式蒸发管、L型蒸发管、T型蒸发管，蒸发管的直径在5mm～12mm之间，以实际性能要求确定。

所述蒸发管管壁上开孔，该孔成排设置，所开孔排数为5～20排，在管蒸发管管壁所开的孔在排数超过一排时可以采取叉排或顺排的排列方式，其排间距的可选变化范围为3mm～18mm。在蒸发管轴向的同一位置处的孔具有相同的形状和孔间距，在蒸发管管壁上不同排的孔可以有不同的形状和间距，其孔间距的可选变化范围为1mm～5mm之间。

所述圆孔的半径变化范围为0.2mm～2mm之间，当孔为菱形时则应该保证菱形两对角线长度在0.2mm～2mm之间。

作为本发明的优选实施方式：所述微型燃烧室打孔式蒸发管在靠近蒸发管进口处分布比较密集，在靠近蒸发管出口处分布比较稀疏。这样有利于燃油液滴的雾化蒸发。也尽量减小了燃油液滴的碰撞融合。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1)本发明微型燃烧室打孔式蒸发管，通过在蒸发管壁面上打孔，增大了气流的扰动，增强了油气的掺混，强化了燃油液滴的雾化效果。

2)本发明微型燃烧室打孔式蒸发管，结构相对简单，加工方便，具有广阔应用前景。

附图说明

图1：本发明较佳实施例的微型燃烧室打孔式蒸发管

图2：微型燃烧室打孔式蒸发管局部放大图

图3：微型燃烧室打孔式蒸发管剖视图

图中l-微型燃烧室打孔式蒸发管壁面上孔的间距；

h-微型燃烧室打孔式蒸发管壁面上孔的排间距。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步描述：

如图1所示为本发明较佳实施例的微型燃烧室打孔式蒸发管，图2中微型燃烧室打孔式蒸发管局部放大图是图1中圆圈内区域的局部放大图，图3为微型燃烧室打孔式蒸发管的剖视图。

此外，虽然图中所示蒸发管为直管蒸发管，但微型燃烧室打孔式蒸发管的形式也可以为L型或者T型，微型燃烧室打孔式蒸发管的开孔方式既可以为圆形孔也可以为其它形式的孔·，图1、2、3所示为直蒸发管圆形开孔方式。当为圆形开孔方式时，我们限定孔的半径变化范围为0.2mm～2mm之间，孔间距的可选变化范围为1mm～5mm之间，排间距h的可选变化范围为3mm～18mm之间。

所谓雾化，就是将液体破碎分解成为小颗粒的过程。液体燃料通过雾化，加大了液体总的表面积，促进了蒸发，从而加快了燃烧过程，提高了燃烧性能。雾化产生的液滴尺寸越小，液滴的总表面积越大，蒸发速率越快、燃烧速度越快。如直径为1mm的煤油滴，在空气中燃烧约需1s才能烧完；而当其直径减小到50μm时，只需0.025s就可以烧完。良好的燃油雾化效果是先进燃烧室的必要条件。

本发明的微型燃烧室打孔式蒸发管明显地加强了蒸发管内气流的扰动，强化了油气掺混效果，提高了燃油的雾化效果。其次，燃油液滴的雾化效果变好也会对燃油液滴的蒸发效果产生有利的影响，因为液滴的粒径变小，蒸发速率会变大，有利于燃油液滴的蒸发。燃烧室打孔式蒸发管在靠近蒸发管进口处分布比较密集，在靠近蒸发管出口处分布比较稀疏，这样布置开孔方式是因为在蒸发管进口处燃油液滴较大，急需加强油气掺混及扰动以强化雾化破碎效果，而随着燃油雾化蒸发的进行，越接近蒸发管出口处燃油液滴颗粒越小，数量也越多，此时如果保持之前的气流扰动强度的话会增加燃油液滴的碰撞融合几率使得雾化效果变差。

以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明专利可以有各种更改和变化。凡在本发明专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.微型燃烧室打孔式蒸发管，其特征在于：微型燃烧室打孔式蒸发管壁面做打孔处理。

2.根据权利要求1所述的一种微型燃烧室打孔式蒸发管，其特征在于：蒸发管的结构形式可以为直管式蒸发管或L型蒸发管或T型蒸发管，蒸发管的直径在5mm～12mm之间变化。

3.根据权利要求1或2所述的一种微型燃烧室打孔式蒸发管，其特征在于：蒸发管管壁开孔可以为圆形或菱形，圆孔的半径变化范围为0.2mm～2mm之间，当孔为菱形时则应该保证菱形两对角线长度在0.2mm～2mm之间。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种微型燃烧室打孔式蒸发管，其特征在于：蒸发管管壁上开孔，该孔成排设置，所开孔排数为5～20排，在管蒸发管管壁所开的孔在排数超过一排时可以采取叉排或顺排的排列方式，其排间距的可选变化范围为3mm～18mm。在蒸发管轴向的同一位置处的孔具有相同的形状和孔间距，在蒸发管管壁上不同排的孔可以有不同的形状和间距，其孔间距的可选变化范围为1mm～5mm之间。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种微型燃烧室打孔式蒸发管，其特征在于：微型燃烧室打孔式蒸发管在靠近蒸发管进口处分布比较密集，在靠近蒸发管出口处分布比较稀疏。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种微微型燃烧室打孔式蒸发管，其特征在于：蒸发管沿火焰筒后壁面周向分布的数量依火焰筒、蒸发管的结构形式及流场的需要均匀分布2～32个。