[實用新型]噴水冷卻裝置

有效

• 申請號: 201420632133.6
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN204255648U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 魏強;王永亮;田春雨;王凱文
• 申請（專利權）人: 北京航天益森風洞工程技術有限公司
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本實用新型涉及一種冷卻裝置，尤其涉及一種用于在超燃沖壓發動機試驗時排放的高溫燃油汽化物進行冷卻的噴水冷卻裝置。

背景技術

為了改善超燃沖壓發動機試驗的運行效果，需要在超燃沖壓發動機試驗時供給高溫燃油，溫度可達1000K以上。試驗過程中，通過切換閥門選擇為發動機供給高溫燃油或將高溫燃油排放。需要排放的高溫燃油經已汽化，直接排放會污染環境甚至引發安全事故，因此需要對高溫燃油進行冷卻降溫后再行收集處理。

目前常采用的噴水冷卻裝置的結構如圖1所示，噴水管2緊貼殼體1內壁，其軸線方向與殼體軸線方向相同，噴水管2上設有若干噴水孔。采用該種結構的噴水冷卻裝置，由于水滴3從周邊向中央噴射，使得高溫氣流與水滴在同一截面混合不均勻，高溫氣流中心處的冷卻效果不佳，且當高溫氣流速度較高時，需要流經很長的距離才能降低燃氣溫度，增加了噴水冷卻裝置的整體結構尺寸。

發明內容

針對上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種高溫氣流與冷卻液滴混合更均勻、冷卻效率更高的噴水冷卻裝置。

本實用新型提供的噴水冷卻裝置，包括：筒形殼體，其上端面具有高溫氣流入口，下端面具有混合液排放口，周向側壁上設置有進液口；環形夾壁，其設置在所述筒形殼體內，將所述筒形殼體的內部分隔成位于中間的第一部分以及位于所述筒形殼體的周向側壁和所述環形夾壁之間的第二部分，所述環形夾壁的下部設置有若干的噴水孔，上部是不透氣且不透水的；以及氣流擴散器，其上設置有若干的通氣孔，位于所述第一部分內，且所述氣流擴散器的周向邊緣連接至所述環形夾壁的上部；其中，所述高溫氣流入口與所述第一部分連通。

優選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述環形夾壁的上部是不透氣且不透水的，下部設置有若干的噴水孔。

優選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述環形夾壁的下部均勻布滿噴水孔；所述氣流擴散器均勻布滿通氣孔。

優選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述筒形殼體呈圓筒形，所述環形夾壁呈圓環形，且所述環形夾壁與所述筒形殼體為同軸設置；所述高溫氣流入口位于所述上端面的中心位置。

優選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述氣流擴散器呈圓錐形，且圓錐形的頂點靠近所述高溫氣流入口。

優選的是，所述的噴水冷卻裝置中，任一通氣孔的軸向與所述高溫氣流入口的軸向平行。

優選的是，所述的噴水冷卻裝置中，任一噴水孔的軸向與所述環形夾壁的徑向平行。

優選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述氣流擴散器的錐底輪廓面積大于所述高溫氣流入口的截面積，且所有通氣孔的截面積總和大于高溫氣流入口的截面積。

優選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述環形夾壁上所有噴水孔截面積的總和大于所述氣流擴散器上所有通氣孔截面積的總和。

優選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述環形夾壁上所有噴水孔截面積的總和大于所述進液口的截面積。

本實用新型的有益效果如下：

(1)該裝置能使高溫氣流與冷卻水均勻混合，起到快速降溫的作用，且該裝置結構簡單可靠，加工方便。

(2)氣流擴散器可以將大流量的高溫氣流打散，使其均勻進入第一部分內，高溫氣流與冷卻水更充分混合，提高冷卻效率；該裝置中氣流擴散器為圓錐形殼體，圓錐形的頂點(簡稱錐頂)迎氣流方向布置，通氣孔軸向與氣流方向平行，可更有效地分散高溫氣流，使高溫氣流分布更均勻。

(3)可根據不同工況更改通氣孔和噴水孔的尺寸及數量，提高冷卻效率。

(4)氣流擴散器錐底輪廓面積大于高溫氣流入口截面積，且所有通氣孔截面積總和大于該裝置中高溫氣流入口的截面積，保證高溫氣流通過氣流擴散器后氣流輪廓增大，并避免出現阻流現象，使高溫氣流與冷卻水在更大的區域充分混合，提高了冷卻效率。

(5)任一噴水孔的軸向平行于環形夾壁的徑向，可使冷卻水在各區域均勻地與高溫氣流接觸，避免出現混合不均勻，冷卻效率減低現象。

(6)所有噴水孔截面積總和大于氣流擴散器上所有通氣孔截面積總和，保證充足流量的冷卻水與高溫氣流混合；且所有噴水孔的截面積大于該裝置中進液口(即冷卻水進口)截面積，避免環形夾壁噴水出現阻流現象，有效提高了冷卻水的利用效率。

附圖說明

圖1為現有技術中噴水冷卻裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型所述的噴水冷卻裝置的結構示意圖。

圖3為本實用新型所述的環形夾壁和氣流分散器的結構示意圖。

圖4為本實用新型所述的筒形殼體的結構示意圖。