一种带旋流装置的蒸发管

1.本发明涉及一种带旋流器的蒸发管，其可用于一种高原驻涡燃烧室，属于航空技术领域。


背景技术：

2.燃烧室是微型涡喷发动机核心部件，将燃料化学能转变为热能，为发动机提供能量，其性能好坏直接决定发动机性能优劣。高原“低压低氧”下燃烧室存在两大问题：第一，高效燃烧；第二，可靠点火。如何既在受限空间内尽可能提高点火可靠性、稳定性、燃烧效率，又在保证性能前提下尽量缩小燃烧室尺寸是发展高原型涡喷发动机亟需解决的问题。因此，需要从理论上掌握高原燃烧室性能特征及规律，从工程上发展先进燃烧技术，提出新型燃烧室—高原驻涡燃烧室。
3.驻涡燃烧室一般对蒸发管内的燃油雾化蒸发效果要求比较严格，但是传统的蒸发管因其雾化蒸发效果差等因素难以满足驻涡燃烧室对燃油雾化蒸发效果的要求，因此需要对驻涡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。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种蒸发管供油装置，提高燃油雾化效果，加强油气混合，使燃烧更充分，提高燃烧效率。
5.本发明通过如下技术方案实现。
6.一种带旋流装置的蒸发管，包括中空的蒸发管本体、直射式喷嘴、旋流器，蒸发管本体内部中空为蒸发腔；
7.蒸发管本体为l型，外径为6mm，内径为4mm，蒸发管本体一端开口为进气口，蒸发管本体另一端的壁面开设直径为3mm的小孔，小孔为出气口，蒸发管本体另一端的底面开设六圈直径为0.1～0.2mm通孔，由外到内每圈个数依次为20、16、12、8、4、1，其中外侧的四圈是斜度为5
°
～10
°
的斜孔，依次错开，内侧两圈为直孔；
8.直射式喷嘴设置在蒸发管本体上贯穿蒸发管本体，直射式喷嘴的喷口位于蒸发腔内距离进气口4.5～6.5mm处，直射式喷嘴的喷口的方向与蒸发腔内的气流方向同向；
9.旋流器位于蒸发腔内距离进气口9.5～11.5mm处，旋流器设置有环形均布的外旋流槽和内旋流槽，外旋流槽和内旋流槽的弧度为10
°
～15
°
，宽度为0.5mm，旋转角度为15
°
，外旋流槽为12个，内旋流槽为8个，外旋流槽与内旋流槽旋向相反。
10.进一步，直射式喷嘴的喷口直径为0.8～1mm。
11.与现有技术相比，本发明的优点和取得的有益效果为：
12.第一，提高燃油雾化效果。本发明采用外旋流槽与内旋流槽旋向相反的旋流器，燃油受气动力破碎的可能性更高，提高燃油在蒸发管中的雾化效果。
13.第二，加强油气混合。在旋流器的作用下，油气混合更加均匀，提高燃油蒸发效率，从而能够提高驻涡燃烧室燃烧效率。
14.第三，结构简单。本发明结构简单，投入成本小，执行性强，易于加工，能够与驻涡燃烧室很好配合。
附图说明
15.图1为本发明整体结构的等轴视图。
16.图2为本发明整体结构的剖视图。
17.图3为本发明中旋流器的等轴视图。
18.图4为本发明中蒸发管出口的局部视图。
19.图5为本发明的中心截面流场图。
20.图中：1为直射式喷嘴；2为蒸发腔；3为旋流器；4为底面；5为蒸发管本体，301为外旋流槽，302为内旋流槽，501为进气口，502为出气口。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
22.如图1至图5所示，一种带旋流装置的蒸发管，包括中空的蒸发管本体5、直射式喷嘴1、旋流器3，蒸发管本体5内部中空为蒸发腔2；
23.蒸发管本体5为l型，外径为6mm，内径为4mm，蒸发管本体5一端开口为进气口501，蒸发管本体5另一端的壁面开设直径为3mm的小孔，小孔为出气口502，蒸发管本体5另一端的底面4开设六圈直径为0.1～0.2mm通孔，由外到内每圈个数依次为20、16、12、8、4、1，其中外侧的四圈是斜度为5
°
～10
°
的斜孔，依次错开，内侧两圈为直孔；
24.直射式喷嘴1设置在蒸发管本体5上贯穿蒸发管本体5，直射式喷嘴1的喷口位于蒸发腔2内距离进气口4.5～6.5mm处，直射式喷嘴1的喷口的方向与蒸发腔2内的气流方向同向；
25.旋流器3位于蒸发腔2内距离进气口9.5～11.5mm处，旋流器3设置有环形均布的外旋流槽301和内旋流槽302，外旋流槽301和内旋流槽302的弧度为10
°
～15
°
，宽度为0.5mm，旋转角度为15
°
，外旋流槽301为12个，内旋流槽302为8个，外旋流槽301与内旋流槽302旋向相反。
26.进一步，直射式喷嘴1的喷口直径为0.8～1mm。
27.燃油从直射式喷嘴喷出，空气从蒸发腔入口流入,在气动作用下进行雾化，油滴沿着蒸发管通过旋流器，旋流器可以提高燃油雾化质量，加强油气混合，使燃烧更加充分，燃油与空气进行充分混合后跟随气流向下游运动，经过弯管后到达高温区并不断被高温气流蒸发，大部分油雾蒸汽从小孔出气口流出，喷射到燃烧室左侧内壁上，少部分油滴从底面错排斜孔流出，使得供入燃烧室内的油气混合气更加均匀，并防止油滴在蒸发管底部进行堆积，降低燃烧室燃烧效率。
28.这种蒸发管结构使蒸发管出口得到良好的燃油预混气，预混的混气经蒸发管出口进入驻涡燃烧室，由于在蒸发管内已经混合蒸发很充分，燃烧室能够更好更充分的燃烧，明显加强了蒸发管内气流扰动，尤其强化掺混效果，提高了燃油的雾化效果，从而达到提高燃烧效率，提高驻涡燃烧室性能。此蒸发管装置在宽广的工作范围内能实现燃烧室更稳定、更精准、更高效工作。
29.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。


技术特征：
1.一种带旋流装置的蒸发管，其特征在于，包括中空的蒸发管本体(5)、直射式喷嘴(1)、旋流器(3)，蒸发管本体(5)内部中空为蒸发腔(2)；蒸发管本体(5)为l型，外径为6mm，内径为4mm，蒸发管本体(5)一端开口为进气口(501)，蒸发管本体(5)另一端的壁面开设直径为3mm的小孔，小孔为出气口(502)，蒸发管本体(5)另一端的底面(4)开设六圈直径为0.1～0.2mm通孔，由外到内每圈个数依次为20、16、12、8、4、1，其中外侧的四圈是斜度为5
°
～10
°
的斜孔，依次错开，内侧两圈为直孔；直射式喷嘴(1)设置在蒸发管本体(5)上贯穿蒸发管本体(5)，直射式喷嘴(1)的喷口位于蒸发腔(2)内距离进气口4.5～6.5mm处，直射式喷嘴(1)的喷口的方向与蒸发腔(2)内的气流方向同向；旋流器(3)位于蒸发腔(2)内距离进气口9.5～11.5mm处，旋流器(3)设置有环形均布的外旋流槽(301)和内旋流槽(302)，外旋流槽(301)和内旋流槽(302)的弧度为10
°
～15
°
，宽度为0.5mm，旋转角度为15
°
，外旋流槽(301)为12个，内旋流槽(302)为8个，外旋流槽(301)与内旋流槽(302)旋向相反。2.根据权利要求1所述的带旋流装置的蒸发管，其特征在于，直射式喷嘴(1)的喷口直径为0.8～1mm。

技术总结
本发明涉及一种带旋流装置的蒸发管，包括中空的蒸发管本体、直射式喷嘴、旋流器，蒸发管本体内部中空为蒸发腔；蒸发管本体为L型；直射式喷嘴设置在蒸发管本体上贯穿蒸发管本体，直射式喷嘴的喷口位于蒸发腔内距离进气口4.5～6.5mm处；旋流器位于蒸发腔内距离进气口9.5～11.5mm处。本发明提高燃油雾化效果，加强油气混合，使燃烧更充分，提高燃烧效率。提高燃烧效率。提高燃烧效率。


技术研发人员：江平 熊思敏 张逸凡 许文卓 杜钊 张名强 刘子涵 冉思凡
受保护的技术使用者：南昌航空大学
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/9/23