一种涡喷发动机的供油系统及涡喷发动机的制作方法

1.本发明涉及微小型航空发动机技术领域，具体涉及一种涡喷发动机的供油系统及涡喷发动机。


背景技术：

2.微小型涡喷发动机具有尺寸小、重量轻、结构简单、成本低、寿命短、维护使用方便等特点，广泛应用于无人飞行器、巡飞弹等军用航空或民用航模动力装置。
3.现有技术中，低成本高性能的涡喷发动机通常采用蒸发管式燃烧室，但其由于自身设计特点限制，存在雾化效果差，点火困难等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种涡喷发动机的供油系统，在保证雾化效果的同时，降低供油管路对发动机安装尺寸的影响，避免供油管路受损，降低供油系统的复杂性。
5.本发明的另一目的是提供一种涡喷发动机，在保证雾化效果的同时，降低供油管路对发动机安装尺寸的影响，避免供油管路受损，降低供油系统的复杂性。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种涡喷发动机的供油系统，包括供油管路和离心喷嘴组件，所述离心喷嘴组件位于燃烧室的端部，所述供油管路布置在发动机壳体内侧，一端与油箱连通，另一端与所述离心喷嘴组件连通，所述供油管路中部为螺旋状，并套设在所述燃烧室的周壁外侧。
7.本发明涡喷发动机的供油系统，对供油管路的结构进行改进，将供油管路中部设置为螺旋状，并套设在燃烧室的周壁外侧，如此，延长燃油流经供油管路时的流动路径，以与燃烧室进行充分换热，利用燃烧室中的热量进行燃油预热，使得燃油在供油管路中进行初步雾化，燃油随之进入离心喷嘴组件内部，通过离心作用进行二次雾化，最后喷入燃烧室。
8.由此可见，本发明涡喷发动机的供油系统将预热雾化和离心雾化两种方式结合起来，不仅提高雾化效果，且将供油管路布置在发动机壳体内部，能够降低供油管路路对发动机安装尺寸的影响，避免供油管路路受损。
9.可选地，还包括安装座，所述安装座固定于所述发动机壳体的端部，所述安装座内侧设置有沿周向均匀分布的容纳腔，所述离心喷嘴组件密封安装于所述安装座，并对应连通所述容纳腔，所述安装座内部还设置有连通各所述容纳腔的环形流道，所述供油管路与所述环形流道连通。
10.可选地，所述容纳腔和所述离心喷嘴组件的数量相等，并为八个以上。
11.可选地，所述安装座内侧在所述环形流道的径向外端还设置有进油口，所述进油口通过进油道与所述环形流道连通，所述供油管路与所述进油口连通。
12.可选地，所述离心喷嘴组件包括壳部，头部和压紧部，所述壳部沿轴向连通，
13.所述头部内部形成锥形内腔，所述锥形内腔的尖头端与喷油孔连通，所述头部周
壁设置有沿切向延伸的孔部，以连通所述锥形内腔，所述头部安装于所述壳部内部，
14.所述压紧部密封连接于所述壳部内部，以压紧所述头部，并封堵所述锥形内腔的内端，
15.所述壳部周壁设置有进油孔，所述壳部密封安装于所述安装座，所述进油孔外端与所述容纳腔连通，所述进油孔内端通过所述压紧部与所述壳部之间的环形间隙与所述孔部连通。
16.可选地，所述进油孔包括环形凹腔，所述环形凹腔底壁设置有至少一个沿径向延伸、并连通所述环形间隙的孔体，所述壳部的外周壁在所述环形凹腔的轴向两端分别安装有密封圈；
17.和/或，所述孔部的数量为2-4个，并沿周向均匀分布。
18.可选地，所述壳部内部包括沿轴向连通的第一径段、第二径段和第三径段，所述第一径段、所述第二径段和所述第三径段的直径依次增大，所述第一径段和所述第二径段之间形成第一台阶面，
19.所述头部外周包括轴向连接的第一连接段和第二连接段，所述第一连接段与所述第一径段配合，所述第二连接段部分与所述第二径段配合，所述第一连接段和所述第二连接段之间形成第二台阶面，所述第二台阶面与所述第一台阶面相互抵接，所述压紧部压紧所述第二连接段的内端。
20.可选地，所述压紧部包括轴向连接的第三连接段和第四连接段，所述第四连接段的直径大于所述第三连接段的直径，所述第四连接段与所述壳部通过螺纹密封连接，所述第三连接段压紧所述头部，所述第三连接段与所述第三径段之间形成所述环形间隙，所述进油孔设置于所述第三连接段和所述第四连接段的连接处。
21.可选地，所述压紧部远离所述头部的一端设置有紧固槽口。
22.本发明还提供一种涡喷发动机，包括前述涡喷发动机的供油系统。
23.本发明涡喷发动机，包括前述涡喷发动机的供油系统，因此具有与前述涡喷发动机的供油系统相同的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
24.图1为本发明所提供涡喷发动机一种具体实施例的结构示意图；
25.图2为图1中供油系统的结构示意图；
26.图3为图2中安装座内部的剖视图；
27.图4为图2中离心喷嘴组件的轴向剖视图；
28.图5为图4离心喷嘴组件中头部的示意图；
29.其中，图1-图5中的附图标记说明如下：
30.1-供油管路；
31.21-离心喷嘴组件；211-壳部；211a-进油孔；212-头部；212a-锥形内腔；
32.212b-喷油孔；212c-孔部；213-压紧部；213a-紧固槽口；214-密封圈；22-安装座；22a-容纳腔；22b-环形流道；22c-进油口；22d-进油道；
33.3-发动机壳体；
34.4-燃烧室；
35.5-进气道。
具体实施方式
36.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
37.本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构和/或功能相同或者相类似的两个以上的结构或者部件，并不表示对于顺序和/或重要性的某种特殊限定。
38.请参考图1-图2，图1为本发明所提供涡喷发动机一种具体实施例的结构示意图；图2为图1中供油系统的结构示意图。
39.本发明提供一种涡喷发动机的供油系统，包括供油管路1和离心喷嘴组件21，离心喷嘴组件21位于燃烧室4的端部，供油管路1布置在发动机壳体3内侧，一端与油箱连通，另一端与离心喷嘴组件21连通，供油管路1中部为螺旋状，并套设在燃烧室4的周壁外侧。
40.本发明涡喷发动机的供油系统，对燃油的预热方式进行改进，首先，将供油管路1中部设置为螺旋状，并套设在燃烧室4的周壁外侧，如此，延长燃油流经供油管路1时的流动路径，以与燃烧室4进行充分换热，利用燃烧室4中的热量对燃油进行预热，使得燃油在供油管路1中初步雾化，燃油随之进入离心喷嘴组件21内部，在离心力作用进行二次雾化，最后喷入燃烧室4。
41.由此可见，本发明涡喷发动机的供油系统将预热雾化和离心雾化两种方式结合起来，不仅提高雾化效果，且将供油管路1布置在发动机壳体3内部，能够降低供油管路1对发动机安装尺寸的影响，避免供油管路1受损，降低供油系统的复杂性。
42.实际应用中，供油管路1中部螺旋结构的螺距可以根据供油管路1的直径和燃烧室4的轴向距离来确定。
43.请参考图1-图3，图3为图2中安装座内部的剖视图。
44.本发明涡喷发动机的供油系统，还包括安装座22，安装座22固定于发动机壳体3的一端，如图1可以看出，安装座22具体位于燃烧室4开口的一端，发动机壳体3的另一端与进气道5连通，安装座22内侧设置有十二个容纳腔22a，十二个容纳腔22a沿安装座22的周向均匀分布，离心喷嘴组件21密封安装于安装座22，并一一对应地与容纳腔22a连通，安装座22内部设置有连通各容纳腔22a的环形流道22b，安装座22内侧在环形流道22b的径向外端还设置有进油口22c，进油口22c通过进油道22d与环形流道22b连通，供油管路1对应端部插装于进油口22c内部，与进油口22c连通。
45.如此，经供油管路1预热后的燃油会依次经进油口22c、进油道22d进入环形流道22b内部，再经环形流道22b分配至各个容纳腔22a，由容纳腔22a进入对应的离心喷嘴组件21，燃油在离心喷嘴组件21内部经进一步离心雾化后沿轴向喷射在燃烧室4内部。
46.需要说明的是，这里所说的“安装座22内侧”是指安装座22面向燃烧室4的一侧。
47.本发明通过设置安装座22，一方面，起到固定各离心喷嘴组件21的作用，另一方面，通过设置环形流道22b将周向各个离心喷嘴组件21连接起来，不仅结构简单，且保证进入燃烧室4内部的燃油更加均匀。实际应用中，为了保证燃油均匀性，容纳腔22a的数量至少应为八个以上。此外，安装座22固定于发动机壳体3的一端，燃油沿轴向喷射在燃烧室4内部，使得燃油和空气的接触面积最大，进而使得二者充分混合，提高燃烧效率。
48.实际应用中，进油口22c的位置不做限制，如进油口22c还可以位于环形流道22b所在圆周上，进油道22d径向内端还可以与环形流道22b连通。
49.请参考图4-图5，图4为图2中离心喷嘴组件的轴向剖视图；图5为图4离心喷嘴组件中头部的示意图。
50.本发明离心喷嘴组件21具体包括壳部211，头部212和压紧部213，壳部211沿轴向连通，其内部包括沿轴向连通的第一径段、第二径段和第三径段，第一径段、第二径段和第三径段的直径依次增大，第一径段和第二径段之间形成第一台阶面，
51.头部212外周包括轴向连接的第一连接段和第二连接段，头部212安装于壳部211内时，第一连接段与第一径段配合，第二连接段部分与第二径段配合，第一连接段和第二连接段之间形成第二台阶面，第二台阶面与第一台阶面相互抵接，使得头部212安装于壳部211内更加稳定，头部212内部形成锥形内腔212a，锥形内腔212a的尖头端与喷油孔212b连通，头部212周壁设置有沿切向延伸的孔部212c，孔部212c与锥形内腔212a连通，
52.压紧部213包括轴向连接的第三连接段和第四连接段，第四连接段的直径大于第三连接段的直径，压紧部213也安装于壳部211内，第四连接段与壳部211通过螺纹密封连接，第三连接段的端部压紧头部212，并封堵锥形内腔212a的大径端，防止燃油自大径端进入锥形内腔212a内部，第三连接段与第三径段之间形成环形间隙；
53.壳部211周壁设置有进油孔211a，进油孔211a位于第三连接段和第四连接段的连接处，具体包括环形凹腔，以及至少一个沿径向延伸，并连通前述环形间隙的孔体，壳部211的外周壁在环形凹腔的轴向两侧分别设置有一个密封槽，密封槽内部安装有密封圈214，壳部211安装于安装座22时，进油孔211a外端与容纳腔22a连通，两侧密封圈214保证壳部211安装于安装座22时的密封性，使得燃油只能进入进油孔211a内部，进油孔211a内端通过前述环形间隙与孔部212c连通。
54.如此，具有一定压力的燃油会自进油孔211a进入壳部211内，然后沿第三连接段与第三径段之间的环形间隙流动，自头部212周壁的孔部212c进入锥形内腔212a内部，由于孔部212c沿头部212的切向延伸，燃油的压力能转为速度能，在锥形内腔212a内部产生高速旋转，同时向喷油孔212b移动，与锥形内腔212a内壁产生强烈摩擦而进一步雾化，最后自喷油孔212b喷出。
55.由此，本发明涡喷发动机的供油系统通过离心喷嘴组件21对燃油进行二次雾化，提高燃油的雾化效果，进而提高燃烧效率，且离心喷嘴组件21结构简单，便于安装。
56.其中，孔部212c的数量可以为2-4个，并沿周向均匀设置。压紧部213远离头部212的一端还设置有紧固槽口213a，具体可以为内六角槽口、十字槽口等，用于力矩上紧。
57.实际应用中，压紧部213除了可以与壳部211通过螺纹密封连接，还可以在压紧部213周壁设置至少一个密封圈，通过挤压密封圈实现压紧部213与壳部211的密封安装。
58.此外，壳部211内部形状也不局限于上述设置，如壳部211内部可以仅包括沿轴向连通的第一径段和第二径段，第一径段的直径小于第二径段的直径，第一径段和第二径段之间形成第一台阶面，用于与头部212外周的第二台阶面抵接，头部212的第二连接段和压紧部213均安装于第二径段内部，第二连接段与第二径段之间也形成环形间隙。
59.本发明还提供一种涡喷发动机，包括前述涡喷发动机的供油系统。
60.本发明涡喷发动机，包括前述涡喷发动机的供油系统，因此具有与前述涡喷发动
机的供油系统相同的技术效果，在此不再赘述。
61.应当理解的是，现有的涡喷发动机其结构均包括进气道5、压气机、燃烧室4、涡轮和尾喷管，这是发动机的几大构成部分，其具体结构和具体连接关系在此不再赘述。
62.以上对本发明所提供一种涡喷发动机的供油系统及涡喷发动机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。