[发明专利]一种蒸发管及燃烧室

说明书

本发明公开了一种蒸发管及燃烧室,其技术方案要点是包括蒸发管进口和蒸发管出口，其中，所述蒸发管进口设置有多根相互独立的蒸发管，多根相互独立的蒸发管逐渐向全环方向扩张、径向方向逐渐缩短；所述蒸发管出口逐渐扩张、合并成为全环型，在全环段内部设置有多个曲面倾斜的环涡叶片。本发明解决了采用蒸发管作为燃油雾化、蒸发、混合装置的中小型航空发动机全环燃烧室燃油蒸发效率偏低、油气在全环周向分布不均匀、燃烧室燃烧效率低、点火困难、不同头部之间连焰速度较慢的问题。

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，具体涉及一种蒸发管及燃烧室。

背景技术

中小型航模、舰载用航空器所使用的航空发动机通常选用蒸发管全环燃烧室作为其主要核心部件。相比于单管型燃烧室和环管型燃烧室，全环燃烧室具有结构简单、加工制造装配难度低、性能优良等优点，已经在现代航空发动机上大规模使用。而蒸发管全环燃烧室由于采用蒸发管作为液态燃料的雾化、蒸发和混合装置，其制造难度、成本和装配性相比于传统的离心喷嘴/空气雾化喷嘴匹配涡流器的设计更有优势，因此也更适合于低成本发动机和民用市场。

蒸发管与离心喷嘴相比，在全环燃烧室中不仅充当着燃油雾化的装置，同时还具备蒸发燃油、油气混合等功能。燃油在蒸发管内雾化、蒸发以及与空气混合后，在蒸发管出口形成富油的油气混合物，进入燃烧室内与空气掺混燃烧，可以实现预混燃烧的效果，相比于当前主流的扩散燃烧方式，该技术可以提高燃料的燃烧效率，缩小燃烧所需的空间。但是当前的蒸发管设计难以满足燃油在蒸发管内充分吸热、蒸发以及与空气混合的全过程，且蒸发管燃烧室的效率很大程度上取决于不同蒸发管燃油流量分布的均匀性。全环燃烧室通常采用燃油总管供油，由于加工精度等问题，难以保证不同蒸发管内供油量完全一致，使得不同蒸发管油量不一、燃烧温度差别大、出口温度分布品质差。另一方面，蒸发管燃烧室中燃油需充分蒸发才能与空气均匀混合，形成富油的油气混合物，实现完全燃烧，否则从蒸发管中流出的是两相流混合物，油滴没有完全蒸发，进入火焰筒内需要经过较长距离才能蒸发完成，导致燃烧室的工作效率下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸发管及燃烧室，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种蒸发管，包括蒸发管进口和蒸发管出口，其中，

所述蒸发管进口设置有多根相互独立的蒸发管，多根相互独立的蒸发管逐渐向全环方向扩张、径向方向逐渐缩短；

所述蒸发管出口逐渐扩张、合并成为全环型，在全环段内部设置有多个曲面倾斜的环涡叶片；

所述蒸发管内部依次包括蒸发管起始圆管段、蒸发管的弯曲扩张段、全环周向连接段和蒸发管出口；

所述全环周向连接段设置有环涡叶片，所述环涡叶片包括倾斜叶片和V型叶片；其中，

倾斜叶片设计在蒸发管出口附近及蒸发管内部，V型叶片设计在蒸发管的出口处。

优选的，所述蒸发管设置为16根蒸发管进口，16根蒸发管进口相互独立、每根蒸发管开设有进气帽罩。

优选的，所述蒸发管还包括直射式喷嘴，所述直射式喷嘴从蒸发管中段或蒸发管出口位置插入。

优选的，所述蒸发管弯曲扩张段的侧表面采用圆弧过渡设计。

优选的，所述V型叶片和全环周向连接段设计为一体。

优选的，所述蒸发管与蒸发管入口套筒分开装配，其中蒸发管首先与火焰筒外环后段焊接连接并装配在一起， 16个所述蒸发管入口套筒与蒸发管入口圆管段焊接在一起。

优选的，所述蒸发管与火焰筒外环后段一体式加工，所述火焰筒外环采用分体式设计。

优选的，所述蒸发管出口附近设置多个倾斜叶片，叶片数量为蒸发管进口数量的2倍。