CN108397790A - 微型发动机燃烧室多点螺旋喷射式蒸发管 - Google Patents

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张鹏
王鑫
宋亚恒
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    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/30—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices
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Abstract

本发明提供了一种微型发动机燃烧室多点螺旋喷射式蒸发管结构，该结构可以有效提高微型发动机燃烧室内燃油分布的均匀性，从而提高燃烧效率，并降低燃烧室出口温度分布系数。通过沿蒸发管轴线方向等间距地布置6～12个相同的支管路结构连接于蒸发管，每个支管路结构在周向方向等角度均匀分部，形成沿蒸发管表面螺旋均匀布置的方式，且每个支管路结构的轴线均与蒸发管轴线所成角度为30°～60°，所以燃油与空气的混合气流将从蒸发管的不同位置以及不同方向从每个支管路结构喷出，提高了燃烧室内燃油分布的均匀性，并极大程度地避免了局部高温区的出现，促进更好地燃烧。

Description

微型发动机燃烧室多点螺旋喷射式蒸发管
技术领域
本发明属于微型发动机燃烧室领域，具体涉及一种新型蒸发管设计并能有效提高燃油在燃烧室内分布的均匀性，从而提高燃烧效率，并降低燃烧室出口温度分布系数。
背景技术
近年来，微型动力系统已成为国内研究热点，微型发动机也成为最有前途的动力之一，它具有体积小、重量轻、输出能量大、密度高等优点。微型燃烧室是微型发动机的重要组成部分，其设计也是微型发动机设计的关键环节。
在微型燃烧室中，一般有蒸发管供油和离心甩油盘供油两种供油方式。其中，蒸发管供油因结构简单，雾化效率高等优点而被广泛采用，其特点是在管内部燃油逐渐蒸发，并且与来流形成一定的掺混，使油气在之后的燃烧中能够更加充分，进而蒸发管可以充分利用燃烧释放的温度来加热管内的燃油，使管内燃油雾化更加充分，从而形成良性的循环。因此，蒸发管的结构设计对燃烧室内火焰的稳定性及燃烧效率起着关键的作用。
目前，对于蒸发管结构方面的设计类型主要有直筒型和“L”型，燃油经这两种蒸发管在燃烧室内分布不够均匀，燃烧效率不高，且燃烧室出口温度分布系数偏高。本次设计的新的蒸发管结构，从提高燃油在燃烧室内分布的均匀性方面考虑，采用多点螺旋喷射方式，在提高燃烧效率的同时，降低燃烧室出口温度分布系数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种能够提高微型燃烧室内燃油分布均匀性并降低燃烧室出口温度分布系数的多点螺旋喷射式蒸发管结构设计方案。本技术采用多点螺旋喷射结构，该结构能够有效提高燃烧室内燃油分布的均匀性，提高燃烧效率，并降低燃烧室出口温度分布系数。同时，本发明结构的设计和加工都比较简单，在实际工程应用中有较大优势。
技术方案
本发明的目的在于提供一种微型发动机燃烧室多点螺旋喷射式蒸发管结构。
本发明技术方案如下：
沿蒸发管轴线方向等间距地布置6～12个相同的支管路结构连接于蒸发管，相邻两个支管路结构沿蒸发管轴线方向的间距为8～15mm，每个支管路结构在周向方向等角度均匀布置，相邻两个支管路结构的轴线所成角度为30°～60°，且每个支管路结构均倾斜地连接于蒸发管，每个支管路结构的轴线与蒸发管轴线所成角度相同，均为30°～60°，并且每个支管路结构的气流出口速度向前，形成多个支管路结构沿蒸发管表面螺旋均匀布置的方式。
所述多点螺旋喷射式蒸发管结构，其蒸发管壁面厚度为1～2mm，直径为5～10mm，长度为6～10cm；每个支管路结构壁面厚度为1～2mm，直径为4～6mm，长度为10～15mm；具体的支管路结构壁面厚度、直径和长度应根据实际的蒸发管尺寸进行调整设计。
采用本发明可以取得以下有益效果：
1.本发明通过沿蒸发管表面螺旋地布置多个支管路结构连接于蒸发管，使得燃油与空气的混合物分别从蒸发管不同部位不同方向喷出，可以有效地提高燃烧室内燃油分布的均匀性，提高燃烧效率；
2.由于燃油分布均匀性的提高，极大程度地避免了燃烧室内局部高温区的出现，从而降低燃烧室出口温度分布系数；
3.本发明结构较为简单，易于加工，能够与微型燃烧室很好配合。
附图说明
图1：蒸发管整体示意图
图2：蒸发管左视图
图中：1-蒸发管2-支管路结构
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述：
结合图1、图2，本发提供了一种可以提高燃烧室内燃油分布均匀性并降低燃烧室出口温度分布系数的微型发动机燃烧室多点螺旋喷射式蒸发管结构。图1为蒸发管整体示意图，图2为从蒸发管进口方向看到的蒸发管左视图，可以明显看出每个支管路结构沿周向等角度布置。
图1、图2所示每个支管路结构的分布情况以及与蒸发管的连接方式。支管路结构(2)共有6个，燃油与空气的混合气流进入蒸发管(1)后，从支管路结构(2)喷出。由于每个支管路结构沿蒸发管轴线等间距地连接于蒸发管(1)，又沿周向等角度分部，形成沿蒸发管表面螺旋均匀布置的方式，且每个支管路结构的轴线均与蒸发管轴线所成角度为30°～60°，所以燃油与空气的混合气流将从蒸发管(1)的不同位置以及不同方向喷出，提高燃油在燃烧室内分布的均匀性，从而提高燃烧效率；另一方面，由于燃油分布均匀性的提高，极大程度地避免了燃烧室内局部高温区的出现，从而降低燃烧室出口温度分布系数。

Claims (3)

1.微型发动机燃烧室多点螺旋喷射式蒸发管，其特征在于：沿蒸发管轴线方向等间距地布置6～12个相同的支管路结构连接于蒸发管，每个支管路结构在周向方向等角度均匀分部，形成沿蒸发管表面螺旋均匀布置的方式。
2.根据权利要求1所述的一种微型发动机燃烧室多点螺旋喷射式蒸发管，其特征在于：每个支管路结构的轴线均与蒸发管轴线所成角度为30°～60°，并且每个支管路结构的气流出口速度向前。
3.根据权利要求1或2所述的一种微型发动机燃烧室多点螺旋喷射式蒸发管，其特征在于：蒸发管壁面厚度为1～2mm，直径为5～10mm，长度为6～10cm；每个支管路结构壁面厚度为1～2mm，直径为4～6mm，长度为10～15mm；具体的支管路结构壁面厚度、直径和长度应根据实际的蒸发管尺寸进行调整设计。
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