一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴

本发明属于航空发动机燃烧室，具体涉及一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴。

背景技术：

1、航空发动机是飞机的心脏，关乎飞机的推进力、安全可靠性、燃油效率和性能适应性，对于航空业的发展至关重要。其中燃油喷嘴在飞机运行中起着关键作用，它不仅影响燃料喷射的精度和控制性能，还直接影响燃烧过程的效率和环境排放。现代航空发动机燃油喷嘴通常采用先进的喷雾技术。通过优化喷嘴结构和喷孔设计，实现燃料的细化雾化，以增加燃料与空气的混合效果，提高燃烧效率和降低排放。通过不断的技术创新和优化设计，燃油喷嘴在提高航空发动机性能、降低燃料消耗和减少环境污染方面发挥着重要作用。

2、蒸发雾化喷嘴能将燃料细化成微小的液滴，增加了燃料与空气之间的接触面积，促进了更充分的混合和燃烧。这可以提高燃烧效率，并减少未燃烧的燃料残留，从而降低燃料消耗和排放物的产生。此外，蒸发雾化喷嘴能够将高压燃料迅速雾化，并通过高速喷射将其输送到燃烧室内。这种快速的燃料喷射过程提供了更高的压强和爆发力，有助于提高发动机的动力输出和推进性能。这些优势有助于提升航空发动机的性能和环保性，推动航空工业向着更高效、低碳的方向发展。

3、本发明利用环绕在喷嘴内壁的预热管将燃油预热，再将燃油蒸发，利用螺旋槽增强空气的湍流度，从而增强燃油与空气的掺混程度，此发明可以一定程度上改善燃油的雾化效果，提高燃烧室的燃烧效率，减少污染物排放。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提出一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴。预热管采用在喷嘴内壁处环绕的方式，燃油可在预热管内达到接近气化的温度，使得燃油在蒸发管内达到较好的蒸发效果。此外，流过通气孔的空气可以强化蒸发管与高温空气的换热。气化的燃油在掺混管内与空气掺混，掺混管壁面开有用于空气通入的螺旋槽，并且螺旋槽处设有气流挡板，有利于空气流入掺混管。同时由于气流挡板和掺混管壁面有一定厚度，因此气流进入掺混管内的过程中，其切向速度和轴向速度发生偏转，有利于提高掺混效果。此喷嘴可以有效增强燃油蒸发效果和掺混程度，从而提高燃烧室燃烧效率，减少污染物排放。

2、技术方案

3、本发明的目的在于提供一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴。

4、本发明技术方案如下：

5、一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴,包括燃油进口、预热管、蒸发管、高温空气进口、空气流道、通气孔、掺混管、螺旋槽、气流挡板和喷嘴出口，其特征在于：在高温空气冲击下，燃油在预热管内提高温度，在蒸发管内气化，并且流过通气孔的空气持续冲击蒸发管，燃油进入掺混管后与空气掺混，空气流道的空气在气流挡板和螺旋槽的作用下改变速度方向，进入掺混管与燃油掺混，最后混合气通过喷嘴出口喷入燃烧室。

6、所述的一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，其特征在于：预热管位于空气流道内，沿喷嘴内壁环绕1～3圈，末端通入掺混管内并与蒸发管连接，预热管的内、外径及环绕圈数可根据实际加热效果来确定。

7、所述的一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，其特征在于：掺混管前端有6个圆形的通气孔，空气不断流过通气孔冲击蒸发管，通气孔的轴线与喷嘴轴线间的夹角为20°～60°，通气孔的直径和具体位置可根据实际蒸发效果来确定。

8、所述的一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，其特征在于：掺混管壁面开有用于空气通入的螺旋槽，并且掺混管外壁面处设有气流挡板，气流挡板与轴线间的夹角为40°～80°，螺旋槽的螺距及气流挡板的尺寸可根据实际掺混效果来确定。

9、所述的一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，其特征在于：空气流道分为直通段和收缩段，空气流道的空气全部进入掺混管与燃油混合，最终空气和燃油一起从喷嘴出口喷出，其各流道的尺寸可根据实际蒸发效果和掺混效果来确定。

10、本发明具有以下有益效果：

11、1.燃油在环绕喷嘴内壁的预热管中持续吸热，燃油可在预热管内达到接近气化的温度，使得燃油在蒸发管内达到较好的蒸发效果。此外，流过通气孔的空气加强蒸发管换热，进一步提高蒸发效果。2.空气流道的空气在气流挡板和螺旋槽的作用下改变速度方向，燃油与不同方向的空气流掺混，增加了混合气的湍流度，提高掺混程度，从而提高燃烧效率。3.此喷嘴结构简单，易于清洁和维护。

技术特征：

1.本发明提供了一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，所述装置结构包括燃油进口、预热管、蒸发管、高温空气进口、空气流道、通气孔、掺混管、螺旋槽、气流挡板和喷嘴出口，其特征在于：在高温空气冲击下，燃油在预热管内提高温度，在蒸发管内气化，流过通气孔的空气加强蒸发管换热，提高蒸发效果，随后燃油进入掺混管内与空气掺混，空气流道的空气在气流挡板和螺旋槽的作用下改变速度方向，进入掺混管与燃油掺混，增加混合气的湍流度，提高掺混程度，最后混合气通过喷嘴出口喷入燃烧室。

2.根据权利要求1所述的一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，其特征在于：预热管位于空气流道内，沿喷嘴内壁环绕1～3圈，末端通入掺混管内并与蒸发管连接，此结构可以提高燃油温度，保证燃油在蒸发管内更容易蒸发，预热管的内、外径及环绕圈数可根据实际加热效果来确定。

3.根据权利要求1所述的一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，其特征在于：掺混管前端有6个圆形的通气孔，空气不断流过通气孔冲击蒸发管，提高蒸发效果，通气孔的轴线与喷嘴轴线间的夹角为20°～60°，通气孔的直径和具体位置可根据实际蒸发效果来确定。

4.根据权利要求1所述的一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，其特征在于：掺混管壁面开设螺旋槽，并且掺混管外壁面处设有气流挡板，有利于空气流入掺混管，提高掺混效果，气流挡板与轴线间的夹角为40°～80°，螺旋槽的螺距及气流挡板的尺寸可根据实际掺混效果来确定。

5.根据权利要求1所述的一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，其特征在于：空气流道分为直通段和收缩段，空气流道的空气全部进入掺混管与燃油混合，最终空气和燃油一起从喷嘴出口喷出，其各流道的尺寸可根据实际蒸发效果和掺混效果来确定。

技术总结本发明提供一种开螺旋槽的燃烧室蒸发预混喷嘴，可以有效提高燃油掺混效果及燃烧效率。预热管采用在喷嘴内壁处环绕的方式，燃油可在预热管内达到接近气化的温度，使得燃油在蒸发管内达到较好的蒸发效果。此外，流过通气孔的空气可以强化蒸发管与高温空气的换热。气化的燃油在掺混管内与空气掺混，掺混管壁面开有用于空气通入的螺旋槽，并且螺旋槽处设有气流挡板，有利于空气流入掺混管。同时由于气流挡板和掺混管壁面有一定厚度，因此气流进入掺混管内的过程中，其切向速度和轴向速度发生偏转，有利于提高掺混效果。此喷嘴可以有效增强燃油蒸发效果和掺混程度，从而提高燃烧室燃烧效率，减少污染物排放。技术研发人员：张群,吴润东,徐晓晨,李寒琼,张昊民受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/30