[發明專利]一種適用于脈沖爆震燃燒室的冷卻結構

有效

• 申請號: 202210910139.4
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115218224B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 夏家興;肖俊峰;王瑋;王峰;李曉豐;高松;胡孟起;夏林;連小龍;王一豐
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23R7/00
• 分類號: F23R7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種適用于脈沖爆震燃燒室的冷卻結構，其特征在于，包括爆震燃燒室（1）、高效換熱腔（3）和普通換熱腔（4）；

所述爆震燃燒室（1）為一端封閉、另一端開口的密封直圓管，內部設有帶冷卻通道的Shchelkin螺旋增爆障礙物（2），其作用是降低爆燃向爆震轉捩DDT的時間及距離，所述Shchelkin螺旋增爆障礙物（2）的內部冷卻通道用于降低其壁面溫度，所述高效換熱腔（3）共軸焊接在所述爆震燃燒室（1）的外壁面，軸向長度及位置與所述Shchelkin螺旋增爆障礙物（2）相同，用于降低所述爆震燃燒室（1）DDT段的壁面溫度，所述普通換熱腔（4）共軸焊接在所述爆震燃燒室（1）的其余外壁面，用于降低所述爆震燃燒室（1）其余熱端部件的溫度；

所述Shchelkin螺旋增爆障礙物（2）外徑等于所述爆震燃燒室（1）的內徑，線徑為所述爆震燃燒室（1）內徑的0.15-0.25倍，內部冷卻通道直徑為1-2毫米，并設有縱向微型翅片（5）以強化傳熱，同時提高其結構強度；

所述Shchelkin螺旋增爆障礙物（2）的首端、尾端與所述爆震燃燒室（1）的內壁面無縫連接，且其截面的外部輪廓為方形及扇形構成的形狀，為冷卻介質供給孔（12）和冷卻介質排出孔（13）預留空間，其余部分截面的外部輪廓形狀為圓形；

所述高效換熱腔（3）內設有環形翅片（6-1）與縱向翅片（6-2）構成的組合式翅片（6），用于增加對流換熱面積，降低所述爆震燃燒室（1）DDT段的壁面溫度；

所述環形翅片（6-1）以螺旋狀連接在所述爆震燃燒室（1）的外壁面及所述高效換熱腔（3）的內壁面，強迫冷卻介質按規定方向流動，所述縱向翅片（6-2）交錯分布在所述環形翅片（6-1）兩側，且所述縱向翅片（6-2）的拐角處均進行倒圓角處理，降低冷卻介質的流動損失，所述環形翅片（6-1）的螺距應確保相鄰兩個所述環形翅片（6-1）上的所述縱向翅片（6-2）不接觸，為冷卻介質流動增加空間；

所述高效換熱腔（3）為分段式冷卻結構，多個所述高效換熱腔（3）沿所述爆震燃燒室（1）DDT段軸向均勻分布，每段均有獨自的冷卻介質入口和冷卻介質出口，且冷卻介質在所述高效換熱腔（3）內流動時的軸向速度與已燃氣體排出方向相反，增強冷卻效果；

所述冷卻介質供給孔（12）位于遠離所述爆震燃燒室（1）封閉端的最后一段所述高效換熱腔（3）中，且靠近所述冷卻介質入口一側，所述冷卻介質排出孔（13）位于靠近所述爆震燃燒室（1）封閉端的第一段所述高效換熱腔（3）中，且靠近所述冷卻介質出口一側，確保新鮮冷卻介質可穩定供給至所述Shchelkin螺旋增爆障礙物（2）內部并排出。

2.根據權利要求1所述的一種適用于脈沖爆震燃燒室的冷卻結構，其特征在于，所述爆震燃燒室（1）的DDT段與所述Shchelkin螺旋增爆障礙物（2）采用澆鑄工藝或增材制造技術一體制作成型。

3.根據權利要求1所述的一種適用于脈沖爆震燃燒室的冷卻結構，其特征在于，所述普通換熱腔（4）內設有多個縱向波浪形翅片（7），沿所述爆震燃燒室（1）外壁面周向均勻分布，所述縱向波浪形翅片（7）的表面連續均勻，以降低冷卻介質的流動損失。