噴水冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了噴水冷卻裝置，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(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)液口；環(huán)形夾壁，其設(shè)置在所述筒形殼體內(nèi)，將所述筒形殼體的內(nèi)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(cè)壁和所述環(huán)形夾壁之間的第二部分，所述環(huán)形夾壁的下部設(shè)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(shè)置有若干的通氣孔，位于所述第一部分內(nèi)，且所述氣流擴散器的周向邊緣連接至所述環(huán)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。該裝置中氣流擴散器將大流量的高溫氣流打散，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(jié)構(gòu)簡單可靠，加工方便。
【專利說明】噴水冷卻裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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(fā)動機試驗時排放的高溫燃油汽化物進(jìn)行冷卻的噴水冷卻裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]為了改善超燃沖壓發(fā)動機試驗的運行效果，需要在超燃沖壓發(fā)動機試驗時供給高溫燃油，溫度可達(dá)1000K以上。試驗過程中，通過切換閥門選擇為發(fā)動機供給高溫燃油或?qū)⒏邷厝加团欧?。需要排放的高溫燃油?jīng)已汽化，直接排放會污染環(huán)境甚至引發(fā)安全事故，因此需要對高溫燃油進(jìn)行冷卻降溫后再行收集處理。
[0003]目前常采用的噴水冷卻裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，噴水管2緊貼殼體I內(nèi)壁，其軸線方向與殼體軸線方向相同，噴水管2上設(shè)有若干噴水孔。采用該種結(jié)構(gòu)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(dāng)高溫氣流速度較高時，需要流經(jīng)很長的距離才能降低燃?xì)鉁囟龋黾恿藝娝鋮s裝置的整體結(jié)構(gòu)尺寸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)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。
[0005]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(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)液口 ；環(huán)形夾壁，其設(shè)置在所述筒形殼體內(nèi)，將所述筒形殼體的內(nèi)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(cè)壁和所述環(huán)形夾壁之間的第二部分，所述環(huán)形夾壁的下部設(shè)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(shè)置有若干的通氣孔，位于所述第一部分內(nèi)，且所述氣流擴散器的周向邊緣連接至所述環(huán)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。
[0006]優(yōu)選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述環(huán)形夾壁的上部是不透氣且不透水的，下部設(shè)置有若干的噴水孔。
[0007]優(yōu)選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述環(huán)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。
[0008]優(yōu)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(huán)形夾壁呈圓環(huán)形，且所述環(huán)形夾壁與所述筒形殼體為同軸設(shè)置；所述高溫氣流入口位于所述上端面的中心位置。
[0009]優(yōu)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。
[0010]優(yōu)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。
[0011]優(yōu)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(huán)形夾壁的徑向平行。
[0012]優(yōu)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。
[0013]優(yōu)選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述環(huán)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。
[0014]優(yōu)選的是，所述的噴水冷卻裝置中，所述環(huán)形夾壁上所有噴水孔截面積的總和大于所述進(jìn)液口的截面積。
[0015]本實用新型的有益效果如下:
[0016](I)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(jié)構(gòu)簡單可靠，加工方便。
[0017](2)氣流擴散器可以將大流量的高溫氣流打散，使其均勻進(jìn)入第一部分內(nèi)，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。
[0018](3)可根據(jù)不同工況更改通氣孔和噴水孔的尺寸及數(shù)量，提高冷卻效率。
[0019](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(xiàn)阻流現(xiàn)象，使高溫氣流與冷卻水在更大的區(qū)域充分混合，提高了冷卻效率。
[0020](5)任一噴水孔的軸向平行于環(huán)形夾壁的徑向，可使冷卻水在各區(qū)域均勻地與高溫氣流接觸，避免出現(xiàn)混合不均勻，冷卻效率減低現(xiàn)象。
[0021](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(jìn)液口(即冷卻水進(jìn)口)截面積，避免環(huán)形夾壁噴水出現(xiàn)阻流現(xiàn)象，有效提高了冷卻水的利用效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中噴水冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本實用新型所述的噴水冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本實用新型所述的環(huán)形夾壁和氣流分散器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為本實用新型所述的筒形殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為本實用新型所述的噴水冷卻裝置的外觀示意圖。

【具體實施方式】
[0027]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0028]請參閱圖2至圖5，本實用新型提供了一種噴水冷卻裝置，包括:筒形殼體，其上端面2具有高溫氣流入口 14，在高溫氣流入口處連接有高溫氣流進(jìn)口接頭1，下端面12具有混合液排放口 16，在混合液排放口處連接有混合液排放口連接法蘭13，用于與其他設(shè)備(如收集槽)連接，筒形殼體的周向側(cè)壁9上設(shè)置有進(jìn)液口 15，進(jìn)液口處具有冷卻水進(jìn)口接頭8，用于與冷卻水供給設(shè)備連接；環(huán)形夾壁13，其設(shè)置在所述筒形殼體內(nèi)，將所述筒形殼體的內(nèi)部分隔成位于中間的第一部分10以及位于所述筒形殼體的周向側(cè)壁和所述環(huán)形夾壁之間的第二部分11，所述環(huán)形夾壁的下部6設(shè)置有若干的噴水孔7，上部5是不透氣且不透水的；以及氣流擴散器3，其上設(shè)置有若干的通氣孔4，位于所述第一部分內(nèi)，且所述氣流擴散器的周向邊緣連接至所述環(huán)形夾壁的上部5 ;其中，所述高溫氣流入口與所述第一部分連通。
[0029]本實用新型工作時，高溫燃油汽化物從高溫氣流入口進(jìn)入至上部空間內(nèi)，在通過氣流分散器的若干通氣孔后，被均勻分散，并進(jìn)入至下部空間內(nèi)。冷卻液從進(jìn)液口進(jìn)入至第二部分11內(nèi)，并從若干的噴水口噴入至第一部分10內(nèi)，繼而與高溫氣流充分接觸，降低高溫氣流的溫度，高溫燃油汽化物液化，混合液從混合液排放口排出。
[0030]氣流分散器還將第一部分分隔成上部空間和下部空間，并且由于所述環(huán)形夾壁的上部是不透氣且不透水的，下部設(shè)置有若干的噴水孔，高溫氣流只能從氣流分散器通過，再進(jìn)入至下部空間與冷卻液接觸，而冷卻液不能進(jìn)入至上層空間內(nèi)，這是因為，一旦一部分冷卻液進(jìn)入了上層空間內(nèi)，冷卻液與高溫氣流接觸后，一部分混合液將受到氣流分散器的阻礙而不能進(jìn)入至下層空間繼而從混合液排放口排出，并且由于通氣孔的尺寸是比較小的，混合液液滴還可能封閉通氣孔，而導(dǎo)致未降溫的高溫氣流無法通過。
[0031]如圖3所示，氣流分散器3和環(huán)形夾壁13通過焊接的方式連接成為一個整體。
[0032]在一個實施例中，氣流擴散器3上通氣孔4直徑為2mm，個數(shù)約為200 ;環(huán)形夾壁13上噴水孔7直徑為2mm，個數(shù)約為1000 ;可根據(jù)不同工況更改氣流擴散器和環(huán)形夾壁的尺寸以及通氣孔以及噴水孔的尺寸及數(shù)量來滿足冷卻要求，提高冷卻效率。
[0033]為了進(jìn)一步提高冷卻效率，使同一截面上冷卻液的液滴和高溫氣流的分布更均勻，所述的噴水冷卻裝置中，所述環(huán)形夾壁的下部6均勻布滿噴水孔7 ;所述氣流擴散器3均勻布滿通氣孔4。
[0034]為了進(jìn)一步提高冷卻效率，使同一截面上冷卻液和高溫氣流的分布更均勻，所述的噴水冷卻裝置中，所述筒形殼體呈圓筒形，所述環(huán)形夾壁13呈圓環(huán)形，且所述環(huán)形夾壁與所述筒形殼體為同軸設(shè)置；所述高溫氣流入口位于所述上端面的中心位置。
[0035]為了使高溫氣流被分散得更均勻，所述的噴水冷卻裝置中，所述氣流擴散器3呈圓錐形，且圓錐形的頂點靠近所述高溫氣流入口。
[0036]在一個實施例中，任一通氣孔4的軸向與所述高溫氣流入口的軸向平行，高溫氣流在通過通氣孔后，其流動方向不會發(fā)生改變，從而使進(jìn)入至下部空間內(nèi)的高溫氣流分布更加均勻。
[0037]在一個實施例中，任一噴水孔7的軸向與所述環(huán)形夾壁的徑向平行，即該噴水孔是位于環(huán)形夾壁的一個圓周上的，且噴水孔的軸線與該圓周的一個直徑重合，該噴水孔的軸線應(yīng)該與環(huán)形夾壁的軸線相交并垂直，以使得在下部空間內(nèi)的各個區(qū)域內(nèi)冷卻液與高溫氣流均勻接觸，避免出現(xiàn)混合不均勻，冷卻效率降低的現(xiàn)象。
[0038]在一個實施例中，所述氣流擴散器3的錐底輪廓面積大于所述高溫氣流入口的截面積，保證高溫氣流通過氣流分散器后氣流輪廓增大，以便于經(jīng)噴水孔噴出的液滴充分接觸，使高溫氣流與冷卻液在更大的區(qū)域內(nèi)充分混合；且所有通氣孔的截面積總和大于高溫氣流入口的截面積，避免出現(xiàn)阻流現(xiàn)象。本實用新型中，通氣孔的截面積為用垂直于該通氣孔軸線的平面截取得到的圖形的面積。當(dāng)氣流擴散器呈圓錐形時，通氣孔優(yōu)選呈斜圓柱形，上述圖形為圓形；當(dāng)氣流擴散器呈平面形時，通氣孔優(yōu)選呈正圓柱形。
[0039]在一個實施例中，所述環(huán)形夾壁13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，以提供充足流量的冷卻水與高溫氣流混合。本實用新型中，噴水孔的截面積為用垂直于該噴水孔軸線的平面截取得到的圖形的面積。噴水孔優(yōu)選呈正圓柱形。
[0040]在一個實施例中，所述環(huán)形夾壁13上所有噴水孔截面積的總和大于所述進(jìn)液口的截面積，以避免環(huán)形夾壁出現(xiàn)阻流現(xiàn)象。
[0041]本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種噴水冷卻裝置，其特征在于，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(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)液口 ； 環(huán)形夾壁，其設(shè)置在所述筒形殼體內(nèi)，將所述筒形殼體的內(nèi)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(cè)壁和所述環(huán)形夾壁之間的第二部分，所述環(huán)形夾壁的下部設(shè)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(shè)置有若干的通氣孔，位于所述第一部分內(nèi)，且所述氣流擴散器的周向邊緣連接至所述環(huán)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。
2.如權(quán)利要求1所述的噴水冷卻裝置，其特征在于，所述環(huán)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。
3.如權(quán)利要求2所述的噴水冷卻裝置，其特征在于，所述筒形殼體呈圓筒形，所述環(huán)形夾壁呈圓環(huán)形，且所述環(huán)形夾壁與所述筒形殼體為同軸設(shè)置；所述高溫氣流入口位于所述上端面的中心位置。
4.如權(quán)利要求3所述的噴水冷卻裝置，其特征在于，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。
5.如權(quán)利要求4所述的噴水冷卻裝置，其特征在于，任一通氣孔的軸向與所述高溫氣流入口的軸向平行。
6.如權(quán)利要求5所述的噴水冷卻裝置，其特征在于，任一噴水孔的軸向與所述環(huán)形夾壁的徑向平行。
7.如權(quán)利要求6所述的噴水冷卻裝置，其特征在于，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。
8.如權(quán)利要求6所述的噴水冷卻裝置，其特征在于，所述環(huán)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。
9.如權(quán)利要求6所述的噴水冷卻裝置，其特征在于，所述環(huán)形夾壁上所有噴水孔截面積的總和大于所述進(jìn)液口的截面積。
【文檔編號】G01M15/02GK204255648SQ201420632133
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】魏強, 王永亮, 田春雨, 王凱文 申請人:北京航天益森風(fēng)洞工程技術(shù)有限公司