CN217356963U - 一种具有扰流结构的蒸发管及燃烧室 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及发动机燃烧室技术领域，具体公开了一种具有扰流结构的蒸发管及燃烧室，所述蒸发管包括管本体、沿管本体长轴方向呈螺旋状设置在管本体内的多个扰流结构；所述扰流结构呈沙丘状，包括安装底面、与安装面靠近管本体进口一端连接的迎风面、分别与迎风面和安装底面远离管本体进口一端连接且设置弧形凹槽的背风面，所述弧形凹槽的开口设置在靠近管本体出口的一侧，所述背风面与迎风面的两端交汇处形成两个翼角。本实用新型能够有效的提高对于燃油的雾化蒸发效率，使得燃油在燃烧室内能够充分燃烧，提高燃油的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机燃烧室技术领域，更具体地讲，涉及一种具有扰流结构的蒸发管及燃烧室。
背景技术
微型发动机在国内外的已成为研究的热点，其中微型发动机燃烧室的设计成为关键环节，由于尺寸的减小和面容比的增大，导致气流在燃烧室停留时间减短，散热损失增大，燃烧室的火焰出现不稳定的情况燃烧效率大幅度的降低。所以对于燃烧室而言对于设计的要求大大提高，燃油的燃烧效率和燃油的雾化起到关键作用的是燃油系统的结构。
在国内外对于微型燃烧室的相关设计主要有两种：第一种具有扰流结构的蒸发管及燃烧室是直流燃烧室，这种燃烧室基于空间的限制都是采用结构简单的蒸发管式供油，这种方法可以保证燃油在较短的时间内得到高效的燃烧，但是对于蒸发管的雾化提出较高的要求。对于蒸发管的结构设计主要有直筒型和 L型，直筒型的结构采用一圈直筒深入燃烧室利用燃烧室的高温对燃油进行蒸发，利用减小燃油出口直径对燃油进行雾化。L型的蒸发管是旋转的一圈直筒深入燃烧室，在蒸发管L型的出口处会带有预旋的结构在出口处对燃油进行雾化，在管内对燃油进行蒸发。现有的微型发动机燃烧室蒸发管采用燃油管路直接深入蒸发管内，利用燃烧室中段的高温区蒸发燃油。这种方法对燃油管路的出口直径不仅有较高的要求，而且深入蒸发管的燃油出口容易积碳造成燃烧不稳定。在现有的基于3D打印的微型发动机燃烧室蒸发管结构中存在结构复杂，打印不宜成型的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种具有扰流结构的蒸发管及燃烧室，能够有效的提高对于燃油的雾化蒸发效率，使得燃油在燃烧室内能够充分燃烧，提高燃油的利用率。
本实用新型解决技术问题所采用的解决方案是：
一方面：
一种具有扰流结构的蒸发管，安装在燃烧室内，包括管本体、沿管本体长轴方向呈螺旋状设置在管本体内的多个扰流结构；所述扰流结构呈沙丘状，包括安装底面、与安装面靠近管本体进口一端连接的迎风面、分别与迎风面和安装底面远离管本体进口一端连接且设置弧形凹槽的背风面，所述弧形凹槽的开口设置在靠近管本体出口的一侧，所述背风面与迎风面的两端交汇处形成两个翼角。
在一些可能的实施方式中，为了能够使得燃油在工作过程中直接作用于迎风面上，并满足增材制造的需求；
所述安装底面与迎风面所形成的夹角为迎风角α，45°≥α≥70°。
在一些可能的实施方式中，所述弧形凹槽远离安装面一侧的顶点与靠近安装面一侧的顶点之间的距离为a,两个所述翼角之间的距离为d,所述管本体的直径为D，所述燃烧室的高度为E,所述管本体的长度为F，其中
d＝a～1.2a。
在一些可能的实施方式中，所述安装底面与管本体内侧面的接触长度为b， b＝a*sinα。
在一些可能的实施方式中，为了使得然后在整个蒸发管内均匀实现雾化，并在燃烧室的中段主燃区配合，使得主燃区达到一个最好的雾化蒸发效果；
所述扰流结构的数量为h,h＝F/3a；靠近所述管本体出口一端的扰流结构与出口端之间的距离为f,f＝h*cosα；相邻两根扰流结构之间的距离为B， B＝B＝F*(a*tanα)。
在一些可能的实施方式中，为了避免燃油在流动中减速过快；所述管本体呈直筒状。
另一方面：
一种燃烧室，包括设置有圆环状燃烧腔的本体、以及如以上所述的多根蒸发管；多根多根蒸发管沿圆环状燃烧腔周向均匀设置且安装在圆环状燃烧腔内。在一些可能的实施方式中，多根所述蒸发管的轴心连线形成一个以本体圆心为圆心圆。
在一些可能的实施方式中，所述本体包括外筒、安装在外筒的底部且与外筒同轴的内筒；所述外筒与内筒之间形成圆环状燃烧腔。
在一些可能的实施方式中，所述本体、蒸发管均采用3D打印技术制造。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型通过在管本体沿其轴向呈螺旋状设置多个扰流结构，使得燃油在进入管本体内后能够快速打散，并由于扰流结构呈沙丘状，使得打散后的燃油将在从迎风面最高点向管本体出口一侧运动时，将使得其所受压力和速度将大大提高，并在背风面的弧形凹槽处形成涡轮，对于然后进行雾化；
本实用新型中扰流结构呈螺旋状设置将使得对于燃油的蒸发更加均匀；
本实用新型通过对于扰流结构相关参数的限定，使得多个扰流结构将设置在管本体内后处于燃烧室的中段主燃烧区内，该位置的扰流结构将结合高速和高温的两种雾化方式提高了燃油的蒸发效率；
本实用新型中管本体采用直筒型直接深入燃烧室内部，燃油在管本体进口处射出通过管本体中间的扰流结构和燃烧室中段主燃烧高温区后，燃油得到良好雾化后由管内体的出口喷入燃烧室充分燃烧；大大提高燃烧的利用率；
本实用新型结构简单、实用性强。
附图说明
图1为本实用新型中蒸发管的内部结构示意图；
图2为本实用新型中扰流结构的结构示意图；
图3为本实用新型中扰流结构的俯视图；
图4为本实用新型中燃烧室的轴视图；
图5为本实用新型中燃烧室、蒸发管的位置关系示意图；
图6为本实用新型中燃烧室的剖视图；
其中：1、管本体；2、扰流结构；21、安装底面；22、迎风面；23、背风面；24、翼角；3、燃烧室；31、外筒；32、内筒；33、圆环状燃烧腔。
具体实施方式
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一 "、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面对本实用新型进行详细说明。
如图1-图6所示：
一种具有扰流结构的蒸发管，安装在燃烧室3内，包括管本体1、沿管本体1 长轴方向呈螺旋状设置在管本体1内的多个扰流结构2；所述扰流结构2呈沙丘状具有典型的流线型特征；其在空间俯视方向上为新月形的形状；包括安装底面 21、与安装面靠近管本体1进口一端连接的迎风面22、分别与迎风面22和安装底面21远离管本体1进口一端连接且设置弧形凹槽的背风面23，所述弧形凹槽的开口设置在靠近管本体1出口的一侧，所述背风面23与迎风面22的两端交汇处形成两个翼角24。
在使用时，燃油从喷管的出口喷出并正面冲击在迎风面22上，在迎风面22 上快速打散并向迎风面22靠近背风面23的一侧运动，并到达背风面23的顶点位置然后迅速向靠近安装底面21的一侧运动使得燃油所受的压力和其流动速度将发生一个突变，并在弧形凹槽位置产生涡流从而对燃油进行雾化；由于多个扰流结构2沿管本体1长轴方向呈螺旋设置将使得燃油蒸发均匀。
在一些可能的实施方式中，为了能够使得燃油在工作过程中直接作用于迎风面22上，并满足增材制造的需求；使得迎风面22能够有效的对于输送来的然后进行有效的打散，并保证打散后的燃油能通过背风面23的顶面向安装底面21 一侧运动，实现对于打散后燃油受到的压力和速度的提高；
如图2所示，所述安装底面21与迎风面22所形成的夹角为迎风角α，45°≥α≥70°。
在一些可能的实施方式中，如图1、图2、图3所示，所述弧形凹槽远离安装面一侧的顶点与靠近安装面一侧的顶点之间的距离为a,两个所述翼角24之间的距离为d,所述管本体1的直径为D，所述燃烧室3的高度为E,所述管本体1的长度为F，其中
d＝a～1.2a。
在一些可能的实施方式中，所述安装底面与管本体1内侧面的接触长度为b， b＝a*sinα。
在一些可能的实施方式中，为了使得然后在整个蒸发管内均匀实现雾化，并在燃烧室3中段的主燃区达到一个最好的雾化效果；
所述扰流结构2的数量为h,h＝F/3a；靠近所述管本体1出口一端的扰流结构2 与出口端之间的距离为f,f＝h*cosα；相邻两根扰流结构2之间的距离为B， B＝B＝F*(a*tanα)。
通过结合燃烧室3的高度，管本体1的直径、迎风面22在管本体1内侧安装后与管本体1内侧面之间所形成的夹角，从而使得能够在使用时快速的根据燃烧室 3的高度、管本体1直径、及上述夹角，得出扰流结构2的数量、间距等参数设置的要求，使得在制造时，更加快速便捷；
同时通过对于扰流结构2相关参数的限定，使得多个扰流结构2将设置在管本体1内后处于燃烧室3的中段主燃烧区内，由于中段主燃区为高温区，该位置的扰流结构2将结合高速、高压、高温的两种雾化方式提高了燃油的蒸发效率。
如图1-图6所示，一种燃烧室，包括设置有圆环状燃烧腔33的本体、以及上所述的多根蒸发管；多根蒸发管沿圆环状燃烧腔33周向均匀设置且安装在圆环状燃烧腔33内。
在一些可能的实施方式中，多根所述蒸发管的轴心连线形成一个以本体圆心为圆心圆。
在一些可能的实施方式中，所述本体包括外筒31、安装在外筒31的底部且与外筒31同轴的内筒32；所述外筒31与内筒32之间形成圆环状燃烧腔33。
在一些可能的实施方式中，所述本体、蒸发管均采用3D打印技术制造。
多根蒸发管沿圆环状燃烧腔33的周向均匀的安装在其内部，其进口设置在靠近外筒31顶部的一侧且与外筒31连接；在所述外筒31上设置有进口一一对应的入口，入口与进口连接；实现燃油从入口进入后直接到达蒸发管内，在输送过程中然后与迎风面22碰撞，从而将燃油打撒；蒸发管的出口为燃油的出口，燃油在雾化后将从出口喷入燃烧室3内进行充分的燃烧；通过在管本体1内扰流结构2将大大的提高燃油在管本体1内的蒸发和雾化效果，使得从出口喷入燃烧室3内的燃油能够更加充分的燃烧提高燃油的利用率。
本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种具有扰流结构的蒸发管，安装在燃烧室内，其特征在于，包括管本体、沿管本体长轴方向呈螺旋状设置在管本体内的多个扰流结构；所述扰流结构呈沙丘状，包括安装底面、与安装面靠近管本体进口一端连接的迎风面、分别与迎风面和安装底面远离管本体进口一端连接且设置弧形凹槽的背风面，所述弧形凹槽的开口设置在靠近管本体出口的一侧，所述背风面与迎风面的两端交汇处形成两个翼角。
2.根据权利要求1所述的一种具有扰流结构的蒸发管，其特征在于，所述安装底面与迎风面所形成的夹角为迎风角α，45°≥α≥70°。
3.根据权利要求1所述的一种具有扰流结构的蒸发管，其特征在于，所述弧形凹槽远离安装面一侧的顶点与靠近安装面一侧的顶点之间的距离为a,两个所述翼角之间的距离为d,所述管本体的直径为D，所述燃烧室的高度为E,所述管本体的长度为F，其中
d＝a～1.2a。
4.根据权利要求3所述的一种具有扰流结构的蒸发管，其特征在于，所述安装底面与管本体内侧面的接触长度为b，b＝a*sinα。
5.根据权利要求3所述的一种具有扰流结构的蒸发管，其特征在于，所述扰流结构的数量为h,h＝F/3a；靠近所述管本体出口一端的扰流结构与出口端之间的距离为f,f＝h*cosα；相邻两根扰流结构之间的距离为B，B＝B＝F*(a*tanα)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种具有扰流结构的蒸发管，其特征在于，所述管本体呈直筒状。
7.一种燃烧室，其特征在于，包括设置有圆环状燃烧腔的本体、以及如权利要求1-6任一项所述的多根蒸发管；多根所述蒸发管沿圆环状燃烧腔周向均匀设置且安装在圆环状燃烧腔内。
8.根据权利要求7所述的一种燃烧室，其特征在于，多根所述蒸发管的轴心连线形成一个以本体圆心为圆心圆。
9.根据权利要求8所述的一种燃烧室，其特征在于，所述本体包括外筒、安装在外筒的底部且与外筒同轴的内筒；所述外筒与内筒之间形成圆环状燃烧腔。
10.根据权利要求9所述的一种燃烧室，其特征在于，所述本体、蒸发管均采用3D打印技术制造。
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| CN202221156981.5U CN217356963U (zh) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | 一种具有扰流结构的蒸发管及燃烧室 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115295239A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-11-04 | 广州万城万充新能源科技有限公司 | 小径管道扰流装置及超充电缆液冷循环系统 |
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2022
- 2022-05-13 CN CN202221156981.5U patent/CN217356963U/zh not_active Expired - Fee Related
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