[发明专利]一种燃烧室蒸发管结构

说明书

本发明提供了一种燃烧室蒸发管结构，该结构燃油从蒸发管直管头部流入，与一次进气口引入的高温空气混合，在气动作用下进行一次雾化，油滴沿着蒸发管直管跟随气流向下游运动并不断被高温气流蒸发，从直管出口出来后进入第一空腔，打到多孔介质壁上，雾化效果好的油滴可以从多孔介质壁孔隙穿出到达第二空腔，较大的油滴在一次空腔内被从二次进气口引入的高温空气进行二次雾化，直到成功穿过多孔介质壁进入第二空腔，从第二空腔流出的燃气参与燃烧过程；该结构通过两次雾化以及多孔介质壁比较强的蓄热能力，极大的提高了燃油雾化效果，同时保持蒸发管内的温度，出口的燃气具有较高的温度，提高燃烧性能。

技术领域

本发明属于微型发动机燃烧室领域，具体涉及一种燃烧室蒸发管结构，该结构极大的增强了燃油的雾化效果，提高燃烧性能。

背景技术

近年来，微型动力系统已经成为国内研究热点，目前主流的微型动力装置是喷气发动机(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三维应用前景。

微型燃烧室的设计是微型涡轮发动机的关键环节，也是最重要的部分，其设计直接影响微型发动机的性能好坏。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，致使气流停留时间段、散热损失大，从而导致燃烧不稳定现象的出现。在厘米级燃烧室研究方面，美国处于领先地位，而国内的研究相对较少，国内外虽然开展了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，具有较大前景。

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，因此需要对微型发动机的燃烧室蒸发管进行的研究还有待提高，这对燃烧室性能提高会有很大帮助。

发明内容

本发明索要解决的技术问题是提出一种燃烧室蒸发管结构，这种结构可以极大的提高燃油液滴雾化蒸发效果，从而提高燃烧性能。燃油从蒸发管直管头部流入，与一次进气口引入的高温空气混合，在气动作用下进行一次雾化，油滴沿着蒸发管跟随气流向下游运动并不断被高温气流蒸发，从直管出口出来后进入第一空腔，打到多孔介质壁上，雾化效果好的油滴可以从多孔介质壁孔隙穿出到达第二空腔，较大的油滴在一次空腔内被从二次进气口引入的高温空气进行二次雾化，直到成功穿过多孔介质壁进入第二空腔，从第二空腔流出的燃气参与燃烧过程。

技术方案

本发明为解决其技术问题采取的技术方案是：提供了一种燃烧室蒸发管结构，该蒸发管结构主要包括直管、一次进气口、二次进气口、第一空腔、多孔介质壁、第二空腔。

第一进气口位于直管入口距离10mm-30mm处的壁面上，从此处引入高温空气；第二进气口位于第一空腔壁面上，从此处引入的气流也为高温空气。

第一空腔位于直管出口，形状为渐扩状，第二空腔为直管状，与第一空腔之间隔着多孔介质壁。

多孔介质壁厚度约为3-5mm,采用陶瓷或金属多孔介质，介质层上分布有小孔，孔径在0.3-0.5mm之间。

本发明具有以下有益效果：

该结构明显地增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，燃油油滴的雾化效果变好也会对燃油油滴的蒸发效果产生有力的影响，蒸发速率会变大，强化了燃油油滴的蒸发，提高燃烧性能。

下边将结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明