微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108131685A(43)申请公布日2018.06.08(21)申请号201711333349.7(22)申请日2017.12.14(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人张群宋亚恒张鹏王鑫海涵李承钰寇睿(51)Int.Cl.F23R3/32(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管(57)摘要本发明提供一种微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管，该蒸发管设计包括：V形钝体结构和多点喷射油路布局方式。采用燃油多点喷射设计，燃油的雾化细度得到增加，与气流的接触面积增大，有利于燃油进行破碎雾化，从而使得油气混合更加均匀；在蒸发管内合理设计V形钝体结构，并在其内部设置燃油多点喷射油路，气流经过V形钝体后，会形成一低速稳定回流区，燃油从各个分出油孔喷入该回流区，使得燃油在蒸发管内的停留时间增加，雾化蒸发的时间变长，同时接触面积增大，换热效果增强。另外，燃油在钝体内部油路中流动时，受到来自蒸发管壁面的预热，燃油温度升高，有利于进行雾化，油气混合更加均匀，燃烧效率得以提高。CN108131685ACN108131685A权利要求书1/1页1.微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管，包括蒸发管内部V形钝体结构和多点喷射油路布局方式，设计参数包括钝体结构形状、几何分布和燃油通道布局方式。其特征在于：V形钝体结构与蒸发管内壁连接，在钝体内部设置燃油通道。2.根据权利要求1所述的微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管，其特征在于：蒸发管内部设置V形钝体结构，其距蒸发管进口为5～10mm，钝体轴向长度为2～4mm之间，厚度由0.5mm渐变为2mm之间，钝体形状为V字型，具体钝体结构尺寸应根据实际的蒸发管尺寸进行设计。3.根据权利要求1或2所述的微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管，其特征在于：钝体结构数量为2个，径向长度为5～15mm，钝体两端与蒸发管内壁连接，两钝体结构互成90°角，几何分布方式为十字架形状，钝体表面采用流线型面设计。4.根据权利要求1所述的微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管，其特征在于：在钝体内部设置燃油通道，内部燃油通道直径为0.2mm～0.6mm，具体油道尺寸应根据实际的蒸发管钝体尺寸进行设计。5.根据权利要求1或4所述的微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管，其特征在于：在两钝体交汇中心处设置进油孔，其直径为0.4～0.8mm，在钝体结构后缘凹侧处设置各个分出油孔，其直径为0.2～0.4mm，数量为8～12个，各个出油孔间距为1～2mm，具体油孔尺寸应根据实际的蒸发管尺寸进行设计。2CN108131685A说明书1/3页微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管技术领域[0001]本发明属于微型发动机燃烧室领域，具体涉及一种微型发动机燃烧室凹腔壁面螺旋式蒸发管。背景技术[0002]微型动力系统在近几年已成为国内外研究热点，其中微型涡轮发动机是最有前途的动力之一，具有体积小、重量轻、输出能量大、密度高等优点。微型燃烧室的设计是微型涡轮发动机中关键环节，也是最重要的部分，与常规尺度燃烧室相比，此种燃烧室具有特征尺寸小和面容比大的特点，致使气流停留时间短、散热损失大，从而导致燃烧不稳定现象的出现。[0003]国内外虽已开展微型燃烧室的相关研究工作，但对于微型燃烧室的流动特征和性能的研究较少，对于微型发动机(推力小于50daN)的燃烧室，主要有两种：直流环形燃烧室和回流环形燃烧室，高性能微型发动机多采用直流环形燃烧，由于成本和空间限制，在燃油雾化、蒸发方面，基本采用结构简单的蒸发管式供油，采用此种方式供油方式可以在较短的燃烧停留时间条件下获得较高的燃烧性能。而其中蒸发管式的环形燃烧室具有雾化优良、燃烧效率高、供油压力低、成本低以及重量轻等多方面优点。在此种燃烧室中，蒸发管的结构设计对燃烧室内雾化、燃烧效率起关键性作用。[0004]对于蒸发管供油方面的设计类型主要是直接喷射方式，壁面大部分仍然采用光滑壁面结构，造成燃油在此类蒸发管的停留时间短，与气流的接触面积少，得到的雾化蒸发效果较差，要使蒸发管的雾化和蒸发效果更好，供油方式和内部结构的设计起着关键作用。蒸发管设计的优良与否，对微型燃烧室性能有很大影响，在这方面具有很大研究前景。发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题是提出一种微型发动机燃烧室多点喷射蒸发管，对燃烧室内燃油雾化和蒸发有较好的改善和提高效果。与现有技术相比，本发明的优点：本结构能增加燃油在蒸发管内停留时间，增大气流与蒸发管的接触面积，增加燃油雾化细度，从而能够增加蒸发管换热效果，提高燃油在蒸发管内的蒸发雾化效果，油气混合更加均匀，燃烧效率得以提高。[0006]技术方案[0007]本发明