一种内置于燃烧室二股通道的蒸发装置的制作方法

本发明属于航空发动机燃烧室，特别涉及一种内置于燃烧室二股通道的蒸发装置。

背景技术：

1、航空发动机燃烧室的燃油喷嘴类型一般有直射式、离心式、气动式等，从成本角度考虑，离心喷嘴、气动雾化喷嘴的设计、制造成本均比直射喷嘴高得多，故直射喷嘴是降低燃烧室成本的有效途径。

2、但目前的直射喷嘴的缺点是雾化效果较差，故一般需要搭配蒸发装置使用，同时为了使火焰筒具有良好的联焰性能和出口温度场分布，蒸发装置需要周向密集布置，所需直射喷嘴数量较多，使的整体成本增加，若采用一个进口、多个出口的蒸发装置，虽然能够减少直射喷嘴的数量，但难以保证蒸发装置每个出口的油气混合物均匀，使燃烧室各处的油气混合物分布不够均匀，燃烧时会在火焰筒内部局部过热、燃烧室出口出现热斑。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，包括：蒸发套件、与蒸发套件内壁套接的火焰筒外环、燃油总管、蒸发端管；

2、蒸发套件包括：依次相邻布置的集油环部、混合环腔部和若干蒸发管中段部，集油环部内部开设环形的腔室，混合环腔部和若干蒸发管中段部的内壁与火焰筒外环的外壁之间共同形成蒸发腔室；

3、集油环部设有与燃油总管连通的进油孔以及若干与蒸发腔室连通的喷油孔，混合环腔部上开设有与蒸发腔室连通的进气孔，若干蒸发端管安装在火焰筒外环内壁上，且火焰筒外环侧壁对应开设若干连通孔用于连通蒸发腔室与蒸发端管。

4、更进一步地，若干喷油孔圆周阵列布置在集油环部上，每个喷油孔包括至少个并排布置孔眼，且喷油孔布置在两个相邻蒸发管中段部的中间位置，混合环腔部的内腔截面采用梯形结构。

5、更进一步地，蒸发管中段部与混合环腔部侧壁的连接处均采用圆弧过渡。

6、更进一步地，蒸发套件的蒸发腔室呈逐渐收缩的结构形式，并将连通孔设置于蒸发管中段部的后端位置。

7、更进一步地，进气孔内腔采用复合角，轴向偏转角为50°～70°、周向偏转角为10°～30°。

8、更进一步地，若干喷油孔均保持同一个朝向，且喷油孔内腔采用复合角，轴向偏转角为20°～30°、周向偏转角为20°～35°。

9、更进一步地，蒸发端管的截面采用逐渐收缩的结构，且蒸发端管采用复合角，蒸发端管出口段的轴向偏转角和周向偏转角为45°～70°。

10、更进一步地，蒸发端管进口端的直径尺寸与连通孔的直径尺寸一致。

11、更进一步地，集油环部外圈侧壁与火焰筒外环外圈侧壁之间的侧壁形成自然过渡面。

12、更进一步地，蒸发套件的前后两端均设有搭接裙边。

13、更进一步地，燃油总管包括环管、出油支管，环管的一端通过软管与外界燃油泵管对接，环管的外壁间距设有若干出油支管，集油环部设有若干与出油支管形成一一对应连通的进油孔，并使得若干出油支管在集油环部外圈成圆周阵列布置。

14、本申请提出了一种内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，在保证燃油与空气充分混合蒸发的条件下，将十几个直射喷嘴和蒸发掺混通道集成为一个零件，减少直射喷嘴数量，降低成本；且蒸发套件结构紧凑且紧贴火焰筒外环，在不影响二股通道气流流动的前提下，将火焰筒外环作为蒸发装置、燃烧流场的边界，燃烧过程的热量可用于加热蒸发套件内的燃油，提高蒸发速率，燃油吸热后又可冷却火焰筒外环，降低火焰筒壁温，提高火焰筒使用寿命；蒸发管中段部与喷油孔匹配设计，空气从带复合角的进气孔流入蒸发腔室，空气在蒸发腔室周向旋转、轴向流动，有助于促进大尺寸油滴破碎成小液滴，同时保证每根蒸发管中段部的油量、气量均匀，并通过蒸发管中段部、蒸发端管进一步混合蒸发；蒸发套件、蒸发端管的流道截面渐缩设计，保证油气混合物流动过程中始终降压增速，防止倒流回火；通过集油环部对燃油进行预先缓存，通过喷油孔实现对燃油加压，提高燃油后续的破碎效果。

15、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，用于燃烧室机匣与火焰筒之间，其特征在于，包括：蒸发套件(1)、与蒸发套件(1)内壁套接的火焰筒外环(2)、燃油总管(3)、蒸发端管(4)；

2.根据权利要求1所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述若干喷油孔(15)圆周阵列布置在集油环部(11)上，每个喷油孔(15)包括至少(2)个并排布置孔眼，且喷油孔(15)布置在两个相邻蒸发管中段部(13)的中间位置，混合环腔部(12)的内腔截面采用梯形结构。

3.根据权利要求2所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述蒸发管中段部(13)与混合环腔部(12)侧壁的连接处均采用圆弧过渡。

4.根据权利要求1所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述蒸发套件(1)的蒸发腔室呈逐渐收缩的结构形式，并将连通孔(21)设置于蒸发管中段部(13)的后端位置。

5.根据权利要求1所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述进气孔(16)内腔采用复合角，轴向偏转角为50°～70°、周向偏转角为10°～30°。

6.根据权利要求1所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述若干喷油孔(15)均保持同一个朝向，且喷油孔(15)内腔采用复合角，轴向偏转角为20°～30°、周向偏转角为20°～35°。

7.根据权利要求1所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述蒸发端管(4)的截面采用逐渐收缩的结构，且蒸发端管(4)采用复合角，蒸发端管(4)出口段的轴向偏转角和周向偏转角为45°～70°。

8.根据权利要求7所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述蒸发端管(4)进口端的直径尺寸与连通孔(21)的直径尺寸一致。

9.根据权利要求1所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述集油环部(11)外圈侧壁与火焰筒外环(2)外圈侧壁之间的侧壁形成自然过渡面。

10.根据权利要求9所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述蒸发套件(1)的前后两端均设有搭接裙边。

11.根据权利要求1所述的内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，其特征在于，所述燃油总管(3)包括环管(31)、出油支管(32)，环管(31)的一端通过软管与外界燃油泵管对接，环管(31)的外壁间距设有若干出油支管(32)，集油环部(11)设有若干与出油支管(32)形成一一对应连通的进油孔(14)，并使得若干出油支管(32)在集油环部(11)外圈成圆周阵列布置。

技术总结本发明提出一种内置于燃烧室二股通道的蒸发装置，包括：依次相邻布置的集油环部、混合环腔部和若干蒸发管中段部，集油环部内部开设腔室，混合环腔部和若干蒸发管中段部的内壁与火焰筒外环的外壁之间共同形成蒸发腔室；集油环部设有进油孔以及喷油孔，混合环腔部上开设进气孔，火焰筒外环侧壁对应开设若干连通孔用于连通蒸发腔室与蒸发端管。本申请在保证燃油与空气充分混合蒸发的条件下，减少了直射喷嘴数量；蒸发套件、蒸发端管的流道截面渐缩设计，保证油气混合物流动过程中始终降压增速；通过集油环部对燃油进行预先缓存，通过喷油孔实现对燃油加压，提高燃油后续的破碎效果。技术研发人员：郑家炜,朱学剑,江立军,王良,文麒筌,谭成华,成胜军受保护的技术使用者：中国航发湖南动力机械研究所技术研发日：技术公布日：2024/10/10