[发明专利]微型发动机燃烧室环形蒸发管

说明书

本发明提供了微型发动机燃烧室环形蒸发管，该蒸发管燃油从头部输油小孔进入，之后通过花瓣型环形通道，环形通道内部设有两层用于蓄热作用的多孔介质层，后部内壁面上具有输油小孔，使部分燃油提前进入燃烧室组织燃烧，其余通过尾部进入燃烧室；这种环形蒸发管结构使通过其中的燃油快速蒸发至气态，能够更好的组织燃烧，并且在燃烧室不具有稳定涡的情况下使燃料在燃烧室内的燃烧更加充分，增加的多孔介质层具有较强蓄热的能力，可以保持蒸发管中的温度，有助于燃料的雾化蒸发。

技术领域

本发明涉及微型发动机燃烧室领域，具体涉及微型发动机燃烧室蒸发管结构设计，使之有效改善燃烧室内燃油的雾化蒸发，并提高燃烧室燃烧效率。

背景技术

随着MEMS(微机电系统)的技术发展，微型飞行器已经成为航空航天领域最具有吸引力的产品，自二十世纪八十年代微型发动机的概念出现以来，微型发动机及其相关技术的研究取得了不小的进步，微型动力系统更是在近几年成为国内外研究热点，目前主流的微型动力装置是微型涡轮喷气发动机(MTE)，是目前最具前景的动力之一，具有体积小、重量轻、输出能量大、密度高、推重比高等优点，还可以作为发电装置，具有良好的发展前途和广阔的应用前景。

微型燃烧室的设计是微型涡轮发动机中的关键环节，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，燃料在燃烧室驻留时间短，与空气掺混效果不明显，容易造成燃烧不充分，同时也增加了调节火焰筒出口温度的难度；面容比较大就会造成散热损失增大，从而导致燃烧不稳定现象的出现，甚至是造成发动机熄火。由此可见，微型发动机燃烧室的研制与发展，不能单纯借鉴常规发动机的经验与技术，在总体结构和部件技术上必须有所创新。

国内外已经开展了很多有关微型燃烧室的相关研究工作，目前常见的微型发动机燃烧室主要为有蒸发管式环形燃烧室和离心甩油盘环形折流燃烧室两种，其中蒸发管式的环形燃烧室被广泛采用。蒸发管就是其中的一个重要部件，它主要应用于这种厘米级发动机燃烧室中，液体燃料经过蒸发管时，逐渐蒸发为气态，在燃烧之前和蒸发管里面的空气已经初步掺混，这样缩短了气流在燃烧室滞留的时间，并且能够较好的燃烧，同时，它没有旋流器，也没有用来产生稳定涡的钝体，但火焰筒的内外壁面开着很多有规律的掺混孔，孔与蒸发管出口气流能产生稳定涡，使燃油更加充分燃烧，并使出口温度满足涡轮进口的要求，采用此种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。目前微型发动机燃烧室蒸发管常采用直筒或者L型光滑壁面等结构，能够提高燃烧效率，但效果较差，对于微型发动机燃烧室蒸发管的研究还有待提高，蒸发管壁面结构设计具有很大的研究空间，这对燃烧室性能的提高会有很大帮助。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出微型发动机燃烧室环形蒸发管的结构设计，该蒸发管一方面可以使通过其中的燃油快速蒸发至气态，并与空气进行初步掺混，以此使燃气能够更好地在燃烧室中燃烧；另一方面，在此类燃烧室没有钝体产生稳定涡的情况下，这样的供油和气流方式，可以达到稳定燃烧的作用，并使口温度满足涡轮进口的要求；本技术中环形蒸发管的内部通道中增加了多孔介质层，多孔介质层具有较强的蓄热的能力，可以有效的保持蒸发管中的温度，使燃料在蒸发管中受热更均匀，有助于燃料的雾化蒸发。

技术方案

本发明所要解决的技术问题是提出微型发动机燃烧室环形蒸发管，它能够有效增加并保持蒸发管内的温度，加速燃油雾化蒸发，在没有稳定涡的情况下，使燃烧更加充分，并使出口温度满足涡轮进口的要求。

本发明技术方案如下：

为解决其技术问题，本发明微型发动机燃烧室环形蒸发管，所述环形蒸发管包括蒸发管内壁、花瓣型外壁、输油孔、多孔介质层、内壁上的燃油小孔。