[发明专利]用于微型燃气涡轮发动机燃烧室内的多孔介质蒸发管

说明书

本发明公开了一种用于微型燃气涡轮发动机燃烧室内的多孔介质蒸发管，包括蒸发管，蒸发管一端管口为喷油管口，蒸发管另一端管口为蒸发管出口，蒸发管靠近蒸发管出口位置具有一段多孔介质管，多孔介质管上均匀开有若干个贯穿多孔介质管管壁的孔。本发明多孔介质蒸发管内燃油与燃烧室内高温燃气接触面积进一步增大，提高了燃油蒸发率；本发明极大提高了燃油的蒸发雾化效率，提高了燃烧室的燃烧效率，使燃油分布更合理，高温区域分布更合理，并且靠近燃烧室头部，这就减少了燃烧室壁面的局部热点，改善了燃烧室出口温度分布均匀性，从而提高了燃烧室与涡轮的寿命，同时提高了燃烧室出口温度，最终提高了微型燃气涡轮发动机的推力以及寿命。

技术领域

本发明涉及燃气涡轮发动机燃烧室领域，尤其涉及一种用于微型燃气涡轮发动机燃烧室内的多孔介质蒸发管。

背景技术

微型燃气涡轮发动机是最有前途的动力之一，具有体积小、重量轻、输出能量大以及能量密度高等优点。微型燃烧室的设计是微型燃气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，致使燃油停留时间短、燃油蒸发率低，致使燃油燃烧后移，燃烧室出口温度偏低，并且出口温度分布不均匀，因此微型燃气涡轮发动机的推力较低以及寿命较短。

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，对于微型燃气涡轮发动机(推力小于100daN)的燃烧室，主要有两种：直流环形燃烧室和回流环形燃烧室，高性能微型燃气涡轮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，蒸发管式的环形燃烧室具有供油压力低、成本低以及重量轻等多方面优点。但是蒸发管也存在着以下问题：燃油蒸发率低，从而导致燃烧效率低，燃烧室壁面容易出现高温热点，燃烧室出口温度低并且分布不均匀，高温区分布不合理容易在燃烧室尾部甚至涡轮内燃烧，从而降低了微型燃气涡轮发动机的推力以及寿命。

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。对于蒸发管结构方面的设计类型主要有“L”型和直筒型等结构，壁面大部分仍然采用光滑壁面结构，燃油在此类蒸发管的停留时间短，蒸发率低，导致微型燃气涡轮发动机推力低，寿命低。如果要提高燃气涡轮发动机推力以及寿命就需改进蒸发管蒸发率，因此蒸发管对提升微型燃气涡轮发动机推力以及寿命方面具有至关重要的作用。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于微型燃气涡轮发动机燃烧室内的多孔介质蒸发管，对火焰筒内以及火焰筒内部的燃烧室内燃油雾化与蒸发有较好的改善和提升作用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种用于微型燃气涡轮发动机燃烧室内的多孔介质蒸发管，包括蒸发管，所述蒸发管一端管口为喷油管口，所述蒸发管另一端管口为蒸发管出口，所述蒸发管靠近蒸发管出口位置具有一段多孔介质管，所述多孔介质管上均匀开有若干个贯穿多孔介质管管壁的孔。

为了更好地实现本发明，所述多孔介质管沿着多孔介质管轴线方向均匀排列若干排圆形孔组，每排圆形孔组由若干个孔构成，每排圆形孔组的所有孔围绕着多孔介质管中心轴呈圆形均匀排列。

作为优选，所述多孔介质管沿着多孔介质管轴线方向均匀排列20～60排圆形孔组，每排圆形孔组由30～80个孔构成，每排圆形孔组的所有孔围绕着多孔介质管中心轴呈圆形均匀排列。

作为优选，所述孔为正六边形、圆形或方形。

作为优选，所述蒸发管由蒸发管第一段和与蒸发管第一段相互连通的蒸发管第二段组成，所述蒸发管第一段与蒸发管第二段成一定夹角，所述喷油管口位于蒸发管第一段管口端部，所述蒸发管出口位于蒸发管第二段管口端部，所述多孔介质管位于蒸发管第二段靠近蒸发管出口位置处。

作为优选，所述蒸发管出口整体呈喇叭口形状。