专利名称：水冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水冷领域，特别地，涉及一种用于对燃烧室试验中出口处的排气管道的高温燃气降温的水冷装置。
背景技术：
在燃烧室试验中，为了进一步利用试验之后排出的高温燃气的能量，可以将高温燃气以适当的温度与换热器系统进行热交换，对燃烧室进口高压常温空气进行加温。早期常采用水冷装置对燃烧室试验出口处高温燃气降温。常用的水冷装置由供水环、进水支管和喷水杆组成。高压水经供水环分配到进水支管，通过多根长度相等的喷水杆后直接进入排气管路，以对燃烧室试验出口处的高温燃气进行降温。然而，该种冷却装置的高压水的喷入流量控制难度大，可操作性差，从而无法精确控制排出气体的温度。并且，直接利用高压水进行冷却，会使管壁结垢严重，影响燃烧室试验的排气管道的使用寿命。
发明内容
本发明目的在于提供一种操作方便、且能精确控制冷却后的燃气的温度的水冷装置，以解决现有技术中可操作性差、无法控制冷却后的燃气的温度的技术问题。并且，本发明的水冷装置还能缓解管壁结垢的问题。为实现上述目的，本发明的一个方面，提供了一种水冷装置，用于对排气管道中的高温燃气降温，水冷装置包括多个安装于排气管道周缘的水冷单元；每一水冷单元包括供水组合；供水组合包括插入排气管道的喷水管，喷水管设有多个喷水孔；每一水冷单元还包括供气组合；供气组合包括插入排气管道的冷气套，冷气套设有多个出气孔；其中喷水管收容于冷气套内，且喷水管通过喷水孔与冷气套连通；以及冷气套通过出气孔与排气管道连通。进一步地，各水冷单元中的喷水管的插入排气管道内的部分的长度可调，且可不一致。进一步地，喷水管的插入排气管道内的部分的长度范围为0. ID至0. 45D，其中，D
为排气管道的直径。进一步地，供气组合还包括提供高压冷气的供气环、供气流量调节阀及进气支管；供气流量调节阀设在供气环的出口端；进气支管分别连接供气流量调节阀和冷气套。进一步地，冷气套的远离进气支管的一端设有出口 ；出气孔设在冷气套的远离进气支管的一端的侧壁。进一步地，供水组合还包括提供高压水的供水环、供水流量调节阀及进水支管；供水流量调节阀设在供水环的出口处；进水支管分别连接供水流量调节阀和喷水管。进一步地，喷水管远离进水支管的一端设有出水孔；喷水孔设在喷水管的远离进水支管的一端的侧壁。进一步地，还包括安装于排气管道的周缘的安装座；安装座设有一台阶状的通孔，通孔包括一固定端和一连通端，连通端的直径大于固定端的直径；喷水管穿过通孔，并卡接于通孔的固定端；喷水管邻近固定端的一端连接进水支管。进一步地，安装座还设有一与通孔的连通端垂直连通的固定孔；进气支管固定于固定孔；冷气套固定于安装座，且与通孔的连通端正对连通；进气支管通过通孔的连通端与冷气套接通。本发明具有以下有益效果利用高压水和高压冷气在冷气套内混合后再流入排气管道，可防止喷水量较少时水在喷水管内汽化，无法喷出的问题。且高压水和高压冷气同时冷却排气管道，还能缓解排气管道的结垢现象。此外，插入排气管道的喷水管的长度可调，以便于控制冷却后的燃气的温度。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是本发明优选实施例的水冷装置的剖视示意图；以及图2是本发明优选实施例的水冷装置应用于排气管道的示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。请参照图1，本发明的水冷装置用于对燃烧室试验中出口处的排气管道1 (见图2)的高温燃气降温。该水冷装置包括多个安装于排气管道1周缘的水冷单元2。每一水冷单元2包括供水组合10、供气组合20及固定供水组合10和供气组合20的安装座30。供水组合10和供气组合20通过安装座30连接置于排气管道1。该供水组合10提供的高压水和供气组合20提供的高压冷气混合后，输入排气管道1，以对排气管道1中的高温燃气降安装座30设有贯穿该安装座30的相对的第一及第二侧面的通孔32。该通孔32为阶梯孔，该通孔32的第一端为直径较小的固定端，且邻近安装座30的第一侧面。该通孔32的第二端为直径较大的连通端，且邻近安装座30的第二侧面。安装座30还设有一与该通孔32垂直连通端固定孔。供水组合10包括供水环12、进水支管14及连接进水支管14的喷水管16。供水环12的出口处设有一供水流量调节阀18。且供水流量调节阀18连接于进水支管14的进水端，以便于控制进入进水支管14的高压水流量。进水支管14的外径大小大致等于通孔32的第一端处的直径。喷水管16的第一端的端面设有一出水孔161，且喷水管16邻近第一端的侧壁间隔设有多个喷水孔162。喷水管16的第二端穿过安装座30的通孔32，且喷水管16卡接该通孔32的固定端。此时，喷水管16的第二端外露于安装座30的第一侧面，且喷水管16的连通端连接进水支管14的出水端；喷水管16的第一端外露于安装座30的第二侧面。
供气组合20包括供气环22、进气支管M及冷气套沈。供气环22的出口处设有一供气流量调节阀观。且供气流量调节阀观连接于进气支管M的进气端，以便于控制进入进气支管M的高压冷气量。冷气套26为管状，其一端设有一出口沈1，且冷气套沈的侧壁间隔设有多个出气孔262。冷气套沈与出口 261相对的一端固定安装在安装座30的第二侧面，并正对连通通孔32的连通端，以便于与进气支管M接通而承接进气支管M内流出的高压冷气。此时，喷水管16位于冷气套沈内，喷水管16通过出水孔161和喷水孔162与冷气套洸连通。请结合参照图2，使用时，每一水冷单元2的安装座30固定于排气管道1的周缘处，并使每一水冷单元2的喷水管16和冷气套沈插入排气管道1内。此时，冷气套沈通过出口 261和出气孔262与排气管道1连通。根据需要，调节供水流量调节阀18和供气流量调节阀观的流量，来分别调节进入进水支管14和进气支管M中的高压水、高压冷气的流量。此时，进水支管14内的高压水分别自出水孔161和喷水孔162进入冷气套沈内，并与冷气套沈内的高压冷气混合；之后，在冷气套沈内混合的高压水和高压冷气自冷气套26的出口 261和出气孔262流入至排气管道1，以降低排气管道1的温度，且此时高压水被排气管道1里的高温燃气加热汽化。利用高压水和高压冷气混合的方式来降温，可防止喷水量较少时水在喷水管16内汽化，无法喷出的问题。此外，高压水和高压冷气同时冷却排气管道1，还能缓解排气管道1的结垢现象。为了控制排气管道1中冷却后的燃气的温度，可以使每一水冷单元2插入排气管道1的喷水管16的长度互不相等。即是使排气管道1内的喷水管16的长短交错排列。当插入排气管道1的喷水管16的长度越长，则冷却效果就越好，排气管道1中冷却后的燃气的温度就越低；当插入排气管道1的喷水管16的长度越短，则冷却效果就越差，排气管道1中冷却后的燃气的温度就越高。因此，可以根据排气管道1中冷却后的燃气所需要达到的温度的高低，来选择具有不同长短喷水管16的水冷单元2，以便于控制冷却后的燃气的温度。本发明的插入排气管道1的喷水管16的长度范围为0. ID至0. 45D，其中，D为排
气管道1的直径。在本实施方式中，该水冷装置使用了 9个均勻分布安装于排气管道1的圆周的水冷单元2。这些水冷单元2分别具有A、B、C三种不同长度的喷水管16，每种长度的喷水管16均为3个。其中，A种水冷单元插入排气管道1的喷水管16的长度为0. 35D ；B种水冷单元插入排气管道1的喷水管16的长度为0. 15D ；C种水冷单元插入排气管道1的喷水管16的长度为0. 25D。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种水冷装置，用于对排气管道(1)中的高温燃气降温，所述水冷装置包括多个安装于所述排气管道(1)周缘的水冷单元O)；每一水冷单元( 包括供水组合(10)；所述供水组合(10)包括插入所述排气管道(1)的喷水管(16)，所述喷水管(16)设有多个喷水孔(162)；其特征在于，每一水冷单元( 还包括供气组合00)；所述供气组合0 包括插入所述排气管道(1)的冷气套(26)，所述冷气套06)设有多个出气孔(262)；其中所述喷水管(16)收容于所述冷气套06)内，且所述喷水管(16)通过所述喷水孔(162)与所述冷气套(26)连通；以及所述冷气套06)通过所述出气孔( 与所述排气管道(1)连通。
2.根据权利要求1所述的水冷装置，其特征在于各所述水冷单元O)中的所述喷水管(16)的插入所述排气管道(1)内的部分的长度可调，且可不一致。
3.根据权利要求2所述的水冷装置，其特征在于所述喷水管(16)插入所述排气管道(1)内的部分的长度范围为0. ID至0.45D，其中，D为所述排气管道(1)的直径。
4.根据权利要求1所述的水冷装置，其特征在于所述供气组合还包括提供高压冷气的供气环(22)、供气流量调节阀08)及进气支管(24)；所述供气流量调节阀08)设在所述供气环0 的出口端；所述进气支管04)分别连接所述流供气流量调节阀08)和所述冷气套06)。
5.根据权利要求4所述的水冷装置，其特征在于所述冷气套06)的远离所述进气支管04)的一端设有出口 061)；所述出气孔(26 设在所述冷气套06)远离所述进气支管04)的一端的侧壁。
6.根据权利要求4所述的水冷装置，其特征在于所述供水组合(10)还包括提供高压水的供水环(12)、供水流量调节阀(1 及进水支管(14)；所述供水流量调节阀(1 设在所述供水环(1 的出口处；所述进水支管(14)分别连接所述供水流量调节阀(18)和所述喷水管(16)。
7.根据权利要求6所述的水冷装置，其特征在于所述喷水管(16)远离所述进水支管(14)的一端设有出水孔(161)；所述喷水孔(16 设在所述喷水管(16)的远离所述进水支管(14)的一端的侧壁。
8.根据权利要求4至7中任一项的水冷装置，其特征在于还包括一安装于所述排气管道⑴的周缘的安装座⑶；所述安装座C3)设有一台阶状的通孔(32)，所述通孔(3 包括一固定端和一连通端，所述连通端的直径大于所述固定端的直径；所述喷水管(16)穿过所述通孔(32)，并卡接于所述通孔(3 的固定端；所述喷水管(16)邻近所述固定端的一端连接所述进水支管(14)。
9.根据权利要求8所述的水冷装置，其特征在于所述安装座C3)还设有一与所述通孔(3 的连通端垂直连通的固定孔；所述进气支管04)固定于所述固定孔；所述冷气套06)固定于所述安装座(1)，且与所述通孔(32)的连通端正对连通；所述进气支管04)通过所述通孔(3 的连通端与所述冷气套06)接通。
10.根据权利要求9所述的水冷装置，其特征在于插入所述排气管道(1)的喷水管(16)的长度范围为0. ID至0.45D，其中，D为所述排
全文摘要
本发明涉及一种水冷装置，包括多个安装于排气管道周缘的水冷单元；每一水冷单元包括供水组合；供水组合包括插入排气管道的喷水管，喷水管设有多个喷水孔；每一水冷单元还包括供气组合；供气组合包括插入排气管道的冷气套，冷气套设有多个出气孔；其中喷水管收容于冷气套内，且喷水管通过喷水孔与冷气套连通；以及冷气套通过出气孔与排气管道连通。本发明的水冷装置利用高压水和高压冷气在冷气套内混合后再流入排气管道，可防止喷水量较少时水在喷水管内汽化，无法喷出的问题。且高压水和高压冷气掺混及以多点喷入方式冷却排气管道，还能缓解排气管道的结垢现象。此外，插入排气管道的喷水管的长度可调，以便于控制冷却后的燃气的温度。
文档编号F01N3/04GK102562231SQ201210007349
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者王录峰, 袁汀, 资海林, 黄章芳 申请人:中国航空动力机械研究所