余热回收式燃气导流装置制造方法
【专利摘要】一种余热回收式燃气导流装置，机械动作机构、燃气输送管道、余热锅炉、第一阀门、第二阀门、燃气蓄压器、蒸气蓄压器、蒸汽弹射器和废蒸汽管道；燃气导流板通过机械动作机构连接燃气输送管道，燃气输送管道通过连接第一阀门和第二阀门形成左右两路管道，其中第一阀门连接余热锅炉，第二阀门连接燃气蓄压器，燃气蓄压器分别连接蒸气蓄压器和蒸汽弹射器，废蒸汽管道连接蒸汽弹射器。本实用新型的有益效果：该装置充分利用燃气中的余热，优化航母燃气导流板处的能量利用，提高了航母的能量利用效率；并为蒸汽弹射失效时提供了一种替代弹射方案，为舰载机的起飞提供了更好的安全保障。
【专利说明】余热回收式燃气导流装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于机械工程【技术领域】，特别涉及一种余热回收式燃气导流装置。
【背景技术】
[0002] 航母上传统燃气导流装置主要包括向上导流式燃气导流板、机械作动装置及海水 冷却装置。向上导流式燃气导流板由飞行甲板持平安装的海水冷却板组成。该板由液压缸 连接到机械作动装置，使其升起和放下。当燃气导流板处于水平位置时，其功用与普通甲板 相同；当升起时，燃气导流板将舰载机准备起飞时产生的高温高速燃气导向航母上空，保护 航母工作人员、设备和其他飞机免受热喷气流的伤害；同时航空母舰上不断供应海水流过 每块燃气导流板板的组件，防止过热。
[0003] 其中向下导流式的航母燃气导流装置模型，表现为舰载机在准备起飞时喷至燃 气导流板的燃气，经导流板的折射之后向下进入舰体，燃气在管道内通过时与管壁上的喷 管喷出的冷却海水混合，温度降低以后排出舰体。此种导流装置板的主要优点是避免了舰 载机尾喷高温高速燃气改变导流板上空的空气条件，不会妨碍舰载机在该空域的飞行；且 向下导流式燃气导流板在工作时，其受热面为下表面，在导流板结束工作，返回水平位置 后，其上表面温度基本保持不变，从而可以立刻作为甲板使用。
[0004] 然而从能量利用效率的角度来看，传统的向上导流式及向下导流式航母燃气导流 板装置均忽视了舰载机在准备起飞时所喷出的高温高速燃气中所含有的热量，致使舰载机 在甲板准备起飞时所喷出的高温高速气流中的热能与动能白白流失，能量利用效率不高。 众所周知，目前世界上的航母主要分为常规动力航母与核动力航母两种。除美国的9艘核 动力及法国的"戴高乐"号为核动力航母，其他国家，包括中国在内均为常规动力航母，其主 要燃料为柴油或煤。一艘满载燃料的常规动力航母最大航行时长仅为30天左右，所以常规 动力航母有限的燃料制约着航母的航行距离，从而影响了航母的军事威慑区域面积，所以 能源问题一直是制约常规动力航母的发展的瓶颈之一。因此，若改善航母热管理水平，使其 热量利用效率最大化，可以使目前的常规动力航母在有限的燃料下更好地提高自身的战斗 力及威慑力。
[0005] 另外从安全保障方面来看，舰载机的起飞依赖航母上蒸汽弹射器的辅助，而蒸汽 供应设备一旦出现问题，则会导致航母无法进行弹射作业，这对航母在交战时有着致命的 影响。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本实用新型提供一种余热回收式燃气导流装置，通过将舰 载机准备起飞时的尾喷燃气导入航母飞行甲板下的管道，管道中的燃气由航母内部的余热 锅炉将其中所含有的热能与动能加以利用或存储，用于供应舰上人员或设备的用热需求； 在紧急情况下由管道输送至燃气蓄压器储备，以替代蒸汽弹射器进行弹射，以达到优化航 母燃气导流板处的能量利用，提高了航母的能量利用效率；并为蒸汽弹射失效时提供了一 种替代弹射方案，为舰载机的起飞提供了更好的安全保障的目的。
[0007] 本实用新型包括燃气导流板、机械动作机构、燃气输送管道、余热锅炉、第一阀门、 第二阀门、燃气蓄压器、蒸气蓄压器、蒸汽弹射器和废蒸汽管道；
[0008] 燃气导流板通过机械动作机构连接燃气输送管道，燃气输送管道通过连接第一阀 门和第二阀门形成左右两路管道，其中第一阀门连接余热锅炉，第二阀门连接燃气蓄压器， 燃气蓄压器分别连接蒸气蓄压器和蒸汽弹射器，废蒸汽管道连接蒸汽弹射器。
[0009] 所述的燃气导流板为多层叠压结构，包括导流板下外层、绝热内层、水冷却管道 层、陶瓷纤维夹层和导流板上外层，由下至上依次为导流板下外层、绝热内层、水冷却管道 层、陶瓷纤维夹层和导流板上外层叠压而成。
[0010] 所述的燃气导流板的导流板上外层为平面，导流板下外层为内凹球形弧面，弧度 为 90° ?180。。
[0011] 所述的机械动作机构包括推杆、活塞杆和液压缸，其中推杆依次连接活塞杆和液 压缸。
[0012] 本实用新型的有益效果：该装置充分利用燃气中的余热，优化航母燃气导流板处 的能量利用，提高了航母的能量利用效率；并为蒸汽弹射失效时提供了一种替代弹射方案， 为舰载机的起飞提供了更好的安全保障。
[0013] 该装置将舰载机准备起飞时的尾喷燃气导入航母飞行甲板下的管道，管道中的燃 气由航母内部的余热锅炉将其中所含有的热能与动能加以利用或存储，用于供应舰上人员 或设备的用热需求；在紧急情况下由管道输送至燃气蓄压器储备，以替代蒸汽弹射器进行 弹射。
[0014] 相较于传统的向上或向下式导流式航母燃气导流装置，本实用新型可对导入舰体 的高温高速燃气进行余热回收，回收的热量可以用来辅助蒸汽弹射系统、为其他需热设备 供热或储存至蓄热设备以期后用。在紧急情况下燃气蓄压器储备的燃气可以替代蒸汽进行 舰载机的弹射作业。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0016] 图2为本实用新型燃气导流板结构示意图；
[0017] 图3为燃气导流板及燃气输送管道结构示意图；
[0018] 图中：1燃气导流板、2燃气输送管道、3余热锅炉、4第一阀门、5第二阀门、6燃气 蓄压器、7蒸气蓄压器、8蒸汽弹射器、9废蒸汽管道、10导流板下外层、11绝热内层、12水冷 却管道层、13陶瓷纤维夹层、14导流板上外层、15推杆、16活塞杆、17液压缸。
【具体实施方式】
[0019] 本实用新型的详细结构结合具体实施例进行说明。
[0020] 如图1和3所示，本实用新型包括燃气导流板1、机械动作机构、燃气输送管道2、 余热锅炉3、第一阀门4、第二阀门5、燃气蓄压器6、蒸气蓄压器7、蒸汽弹射器8和废蒸汽管 道9 ;所述的机械动作机构包括推杆15、活塞杆16和液压缸17,其中推杆15依次连接活塞 杆16和液压缸17。
[0021] 燃气导流板1通过机械动作机构中推杆15连接燃气输送管道2,机械作动机构中 液压缸17牵引活塞杆16,活塞杆16带动推杆15伸展或回缩，从而可将燃气导流板1升起 或放至水平，并在燃气导流板升起时起到支撑作用，燃气传输管道2内侧敷以高绝热、耐高 温、耐腐蚀材料，本实施例中采用镍合金材料；燃气输送管道2通过连接第一阀门4和第二 阀门5形成左右两路管道，其中第一阀门4连接余热锅炉3,第二阀门5连接燃气蓄压器6， 当燃气由管道进入舰体后随即分作两路，一路至余热锅炉3处进行余热回收，另一路至燃 气蓄压器6处储备。燃气的流向由相应的燃气流向第一阀门4和第二阀门5控制，燃气流 向第一阀门4和第二阀门5采用粉末等离子弧喷焊，可抵抗高温高速燃气的冲压、加热及腐 蚀，一般情况下燃气流向余热锅炉3的第一阀门4打开，流向燃气蓄压器6的第二阀门5关 闭；蒸汽弹射受损的紧急状态下，燃气流向燃气蓄压器6的第二阀门5打开，燃气流向余热 锅炉3的第一阀门4关闭。余热锅炉3可以充分吸收燃气中所含有的热量，并利用这些热 量加热炉内水分，使之变为水蒸汽进入管道，为船员提供生活供暖。余热锅炉3内排出的低 温低压的燃气通过烟气管道排出舰体。燃气蓄压器6内壁外层采用耐腐蚀性材料镍合金， 燃气蓄压器6应将腔体内的燃气加压至10个大气压左右；燃气蓄压器6分别连接蒸气蓄压 器7和蒸汽弹射器8,废蒸汽管道9连接蒸汽弹射器8。进行完燃气弹射作业的低温低压的 燃气由废蒸汽管道9排出舰体。
[0022] 如图2所示，所述的燃气导流板1为多层叠压结构，包括导流板下外层10、、水冷却 管道层12、陶瓷纤维夹层13和导流板上外层14,由下至上依次为导流板下外层10、绝热内 层11、水冷却管道层12、陶瓷纤维夹层13和导流板上外层14叠压而成。
[0023] 燃气导流板1的导流板上外层10为平面，采用高耐腐蚀材料镍合金，导流板下外 层为内凹球形弧面，弧度为θ，Θ为90°?180°，本实施例中Θ选取135°，将绝大部分 舰载机尾喷燃气导入燃气输送管道2。
[0024] 绝热内层11采用高绝热材料陶瓷纤维。
[0025] 水冷却管道层12位于绝热内层11和陶瓷纤维夹层13之间，通过泵驱动水冷却管 道内的水循环流动，持续不断地带走燃气的热量。
[0026] 燃气导流板1的上表面与水冷却管道层12之间有陶瓷纤维夹层13,阻挡燃气热量 传至上表面，即航母工作甲板。
【权利要求】
1. 一种余热回收式燃气导流装置，其特征在于：包括燃气导流板（1)、机械动作机构、 燃气输送管道（2)、余热锅炉（3)、第一阀门（4)、第二阀门（5)、燃气蓄压器（6)、蒸气蓄压器 (7)、蒸汽弹射器（8)和废蒸汽管道（9); 燃气导流板（1)通过机械动作机构连接燃气输送管道（2 )，燃气输送管道（2 )通过连接 第一阀门（4)和第二阀门（5)形成左右两路管道，其中第一阀门（4)连接余热锅炉（3)，第二 阀门（5)连接燃气蓄压器（6)，燃气蓄压器（6)分别连接蒸气蓄压器（7)和蒸汽弹射器（8)， 废蒸汽管道（9 )连接蒸汽弹射器（8 )。
2. 根据权利要求1所述的余热回收式燃气导流装置，其特征在于：所述的燃气导流板 (1)为多层叠压结构，包括导流板下外层（10)、绝热内层（11)、水冷却管道层（12)、陶瓷纤 维夹层（13)和导流板上外层（14)，由下至上依次为导流板下外层（10)、绝热内层（11)、水 冷却管道层（12)、陶瓷纤维夹层（13)和导流板上外层（14)叠压而成。
3. 根据权利要求2所述的余热回收式燃气导流装置，其特征在于：所述的燃气导流板 (1)的导流板上外层（14)为平面，导流板下外层（10)为内凹球形弧面，弧度为90°?180。
4. 根据权利要求1所述的余热回收式燃气导流装置，其特征在于：所述的机械动作机 构包括推杆（15)、活塞杆（16)和液压缸（17)，其中推杆（15)依次连接活塞杆（16)和液压 缸（17)。
【文档编号】F23M9/00GK203893223SQ201420240764
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】赵国昌, 路天栋, 宋丽萍 申请人:沈阳航空航天大学