括总流量喷嘴401、加温流量喷嘴402、进口测温压感头403、进口测温感头404、出口测压感头405、出口测温感头406、加温器出口测量段407。进气系统I的进气总管101上安装有进气总阀102、总流量喷嘴401，随后分为两路，第一路的加温支管301上安装有加温调节阀302、加温流量喷嘴402，然后连接在加温器303的进气口上，加温器303的排气管道连接在掺混段2的前法兰201上，中间安装了一个扩压段304和出口测量段407。第二路的掺混支管103上安装有掺混调节阀104、进口测压感头403和进口测温感头404，连接在掺混段2的冷却进气法兰205上。在掺混段2的排气管道上安装有出口测压感头405和出口测温感头406，然后连接到使用设备的进气管道上。
[0044]所述的掺混段2的外筒体202是一个圆形的管道，在外筒体202的圆形的管道上安装有前法兰201和后法兰208。通过前法兰201、后法兰208与前后的管道相连接。在外筒体202内设计有一个掺混内筒203，掺混内筒203的长度为外筒体202长度的2/3_3/4。掺混内筒203的前端固定焊接在前法兰201的内径上，后端安装一个导流环204支撑在外筒体202的内壁上用来支撑掺混内筒203的后端。导流环204的外径与外筒体202内壁之间留有缝隙。
[0045]所述的一级冷却进气管206也是一个圆形的管道，与外筒体202的外壁面相交成90°，焊接在外筒体202的前部位置，其一级冷却进气管206的中心线位于掺混内筒203的中间截面。一级冷却进气管206的进气端焊接有冷却进气法兰205，与掺混支管103连接。
[0046]所述的二级冷却进气管207用于补充冷却掺混进气，是一根90°的弯管结构，其流通面积为一级冷却进气管的1/4，进气端焊接在一级冷却进气管206的冷却进气法兰205下面的后壁上，其排气端则焊接在外筒体202的后部位置，与一级冷气进气管206并排，位于导流环204的后面，两端分别与一级冷气进气管206壁面和外筒体202壁面相交成90°。
[0047]所述的掺混内筒203上设计有掺混孔209，是沿掺混内筒203的圆周与轴向上进行交叉排列分布，掺混孔的直径为25?30毫米，掺混孔209的数量按照大于或等于的最大冷却掺混气流流量的流通面积计算选取。
[0048]所述的掺混孔209的导流方向，在一级冷却进气管206中心与掺混内筒203的垂直截面上的掺混孔209是与掺混内筒203壁面垂直，掺混内筒203的前段与壁面形成向前的轴向夹角为30°，掺混内筒203的后段与壁面形成向后的轴向夹角为30°。
[0049]所述的掺混内筒203的末端上设计有轴肩210，是在掺混内筒203的末端外径上设计了一个小于外径的台阶，将用于对导流环204的内环进行定位焊接。
[0050]所述的导流环204，采用四个支撑块212结构，对外筒202进行支撑；在环体211上沿支撑块212圆周上留有冷却豁口 214形成缝隙，用于对外筒202壳体内壁面形成冷却气膜；其中正上方豁口再豁进去形成安装豁口 213，避免与二级冷气进气管207造成安装干涉。
[0051 ] 所述的测控系统4，在掺混段2压缩空气进口设有进口测压感头403和进口测温感头404、加温器后设有出口测量段407、掺混段2的出口设有出口测压感头405和出口测温感头406。依据掺混段2出口测温感头测取的气流温度数据与总流量喷嘴401、加温流量喷嘴402测量值，调节加温调节阀302和掺混调节阀104将增大或减小的冷气和热气供气量，实现满足稳定在使用温度范围内的自动调节。进口压力感头和出口压力感头用于监控掺混后压力损失变化。
【主权项】
1.一种高温燃气掺混装置，主要由进气系统(1)、掺混段(2)、加温系统(3)、测控系统(4)组成，其特征在于:进气系统(I)包括进气总管(101)、进气总阀(102)、掺混支管(103)、掺混调节阀(104);掺混段(2)包括前法兰(201)、外筒体(202)、掺混内筒(203)、导流环(204)、冷却进气法兰(205)、一级冷却进气管(206)、二级冷却进气管(207)、后法兰(208);加温系统(3)包括加温支管(301)、加温调节阀(302)、加温器(303)、扩压段(304)；测控系统(4)包括总流量喷嘴(401)、加温流量喷嘴(402)、进口测温压感头(403)、进口测温感头(404)、出口测压感头(405)、出口测温感头(406)、加温器出口测量段(407); 其中进气系统(I)的进气总管(101)上安装有进气总阀(102)、总流量喷嘴(401)，随后分为两路，第一路的加温支管(301)上安装有加温调节阀(302)、加温流量喷嘴(402)，然后连接在加温器(303)的进气口上，加温器(303)的排气管道连接在掺混段(2)的前法兰(201)上，中间安装了一个扩压段(304)和出口测量段(407);第二路的掺混支管(103)上安装有掺混调节阀(104)、进口测压感头(403)和进口测温感头(404)，连接在掺混段(2)的冷却进气法兰(205)上；在掺混段(2)的排气管道上安装有出口测压感头(405)和出口测温感头(406)。2.根据权利要求1所述的一种高温燃气掺混装置，其特征在于:掺混段(2)的外筒体(202)是一个圆形的管道，在外筒体(202)的圆形的管道上安装有前法兰(201)和后法兰(208);通过前法兰(201)、后法兰(208)与前后的管道相连接；在外筒体(202)内设计有一个掺混内筒(203)，掺混内筒(203)的长度为外筒体(202)长度的2/3-3/4 ;掺混内筒(203)的前端固定焊接在前法兰(201)的内径上，后端安装一个导流环(204)支撑在外筒体(202)的内壁上用来支撑掺混内筒(203)的后端；导流环(204)的外径与外筒体(202)内壁之间留有缝隙。3.根据权利要求1所述的一种高温燃气掺混装置，其特征在于:一级冷却进气管(206)也是一个圆形的管道，与外筒体(202)的外壁面相交成90°，焊接在外筒体(202)的前部位置，其一级冷却进气管(206)的中心线位于掺混内筒(203)的中间截面；一级冷却进气管(206)的进气端焊接有冷却进气法兰(205)，与掺混支管(103)连接。4.根据权利要求1所述的一种高温燃气掺混装置，其特征在于:二级冷却进气管(207)用于补充冷却掺混进气，是一根90°的弯管结构，流通面积为一级冷却进气管的1/4，其进气端焊接在一级冷却进气管(206)的冷却进气法兰(205)下面的后壁上，其排气端则焊接在外筒体(202)的后部位置，与一级冷气进气管(206)并排，位于导流环(204)的后面，两端分别与一级冷气进气管(206)壁面和外筒体(202)壁面相交成90°。5.根据权利要求1或2所述的一种高温燃气掺混装置，其特征在于:掺混内筒(203)上设计有掺混孔(209)，是沿掺混内筒(203)的圆周与轴向上进行交叉排列分布，掺混孔的直径为25-30毫米，掺混孔(209)的数量按照大于或等于的最大冷却掺混气流流量的流通面积计算选取。6.根据权利要求1或2所述的一种高温燃气掺混装置，其特征在于:掺混孔(209)的导流方向，在一级冷却进气管(206)中心与掺混内筒(203)的垂直截面上的掺混孔(209)是与掺混内筒(203)壁面垂直，掺混内筒(203)的前段与壁面形成向前的轴向夹角为30°，掺混内筒(203)的后段与壁面形成向后的轴向夹角为30°。7.根据权利要求1或2所述的一种高温燃气掺混装置，其特征在于:掺混内筒(203)的末端上设计有轴肩(210)，是在掺混内筒(203)的末端外径上设计了一个小于外径的台阶，将用于对导流环(204)的内环进行定位焊接。8.根据权利要求1或2所述的一种高温燃气掺混装置，其特征在于:导流环(204)，采用四个支撑块(212)结构，对外筒(202)进行支撑；在环体(211)上沿支撑块(212)圆周上留有冷却豁口(214)形成缝隙，用于对外筒(202)壳体内壁面形成冷却气膜；其中正上方豁口再豁进去形成安装豁口(213)，避免与二级冷气进气管(207)造成安装干涉。
【专利摘要】本实用新型的一种高温燃气的掺混装置，是将加温到高达1600℃的高温燃气通过采用压缩空气作为冷却气流，掺混冷却到满足使用的600℃的气流。该装置主要由进气系统、掺混段、加温系统、测控系统组成。掺混段的外筒体是一个圆形的管道，在外筒体内设计有一个掺混内筒，当高温燃气进入掺混段的掺混内筒时，掺混段采用了两级掺混结构。冷却空气首先从一级冷却进气管进入外筒体与掺混内筒之间，通过掺混内筒上的掺混孔进入掺混内筒内的掺混区对进入掺混内筒的高温燃气进行一级掺混冷却。其次冷却空气由二级冷却进气管进入外筒体后半部，对燃气进行第二次掺混冷却，以保证其出口温度场的均匀。
【IPC分类】B01F3/02, B01F15/04
【公开号】CN204799125
【申请号】CN201520456046
【发明人】邓树, 邹玉翠
【申请人】贵州航空发动机研究所
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月24日