CN209818173U - 喷水冷却装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种喷水冷却装置，包括：至少一块流道板，具有进水口、第一空间和第二空间，进水口与第一空间连通，第一空间与第二空间连通，第一空间沿第一方向面积逐渐减小，第二空间呈圆柱形；至少一个喷口，喷口的数量与流道板的数量相同，且一个喷口与一个流道板的第二空间连通。

Description

喷水冷却装置

技术领域

本申请涉及航空发动机技术领域，具体提供一种喷水冷却装置。

背景技术

航空发动机部件燃烧室点火试验中产生大量高温燃气(最高 1600℃)，为了减小高温燃气对排气管道的损害，通常使用直接喷水的方法将排气温度降到400℃以下，对于口径φ200mm～φ400mm的排气管道，使用单级喷水冷却装置很难控制合适的喷水量，使得既能满足大流量状态高温燃气的降温，又能避免小流量状态喷水量过多而增大管内流阻；使用壁面安装的多个离心式喷水冷却装置，虽然降低了排气管道的流阻，但喷水方向为垂直气流流向，水和高温燃气的混合不够充分，降温效果不佳，并且该结构的喷水装置固定焊接在排气管道中，不利于维护保养。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种喷水冷却装置，包括：至少一块流道板，具有进水口、第一空间和第二空间，所述进水口与所述第一空间连通，所述第一空间与所述第二空间连通，所述第一空间沿第一方向面积逐渐减小，所述第二空间呈圆柱形；至少一个喷口，所述喷口的数量与所述流道板的数量相同，且一个所述喷口与一个所述流道板连接的第二空间连通。

在一些实施例中，所述至少一块流道板沿第二方向依次叠加设置，在所述至少一块流道板的两侧分别设置有盖板。

在一些实施例中，所述流道板的数量为三个且沿第二方向依次叠加设置，在每相邻两个所述流道板之间均设置有挡板；所述喷口的数量为三个，分别与所述流道板上的第二空间连通，以形成三个喷水通道。

在一些实施例中，三个所述喷口分别为第一喷口、第二喷口及第三喷口，所述第一喷口套设于所述第二喷口上，所述第二喷口套设于所述第三喷口上，且所述第一喷口、所述第二喷口及所述第三喷口的出水端位于同一水平面。

在一些实施例中，所述流道板上具有两个进水口，两个所述进水口的开口方向相互垂直。

在一些实施例中，所述喷口的直径沿水流的方向依次减小。

在一些实施例中，所述盖板上固定连接有法兰边，所述法兰边上开设有安装孔。

本申请实施例提供的喷水冷却装置中，通过对多级喷水装置进行一体化设计，提高了排气降温效果，降低了排气管道内的流阻，实现了口径φ200mm～φ400mm的排气管道中不同排气温度分级喷水降温的功能。

附图说明

图1是本申请实施例提供的第一流道板的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的第二流道板的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的第三流道板的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的进水管安装结构示意图；

图5是本申请实施例提供的喷水冷却装置的结构示意图。

其中：

10、流道板；11、进水口；12、第一空间；13、第二空间；20、喷口；21、第一喷口；22、第二喷口；23、第三喷口；30、盖板；31、法兰边；32、安装孔；40、挡板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例提供的一种喷水冷却装置，通过对多级喷水装置进行一体化设计，提高了排气降温效果，降低了排气管道内的流阻，实现了口径φ200mm～φ400mm的排气管道中不同排气温度分级喷水降温的功能。

下面参照图1至图5对本申请的方案进行详细的说明。

如图1至图5所示，喷水冷却装置包括至少一块流道板10和至少一个喷口20，至少一块流道板10具有进水口11、第一空间12和第二空间13，进水口11与第一空间13连通，第一空间12与第二空间13连通，第一空间 12沿第一方向面积逐渐减小，第二空间13呈圆柱形；至少一个喷口20，喷口20的数量与流道板10的数量相同，且一个喷口20与一个流道板10的第二空间13连通。

在本实施例中，进水口11设置在流道板10的顶端，在流道板10的内部具有空腔，该空腔分为第一空间12和第二空间13。

在一示例中，第一空间12在水流流动方向上的截面可以是矩形，在第一空间12与第二空间13的连接处，第一空间12的侧壁向内凸起形成阻流块，以使得水流在通过该阻流块时，流动面积减小，从而增大了水流流入第二空间13时的压力；第二空间在垂直于水流流动的方向上的截面为圆形。

在另一示例中，第一空间在水流流动方向上的截面可以是三角形，该三角形的一角处于第二空间13连通，以增大水流流入第二空间13时的压力；第二空间在垂直于水流流动的方向上的截面为圆形。

在一些实施例中，至少一块流道板10沿第二方向依次叠加设置，在至少一块流道板10的两侧分别设置有盖板30。

在本实施例中，至少一块流道板10沿水流在第二空间13内的流动方向依次叠加设置，在至少一块流道板10的两侧分别设置有盖板30，以防止漏水。

进一步地，流道板10的数量为三个且沿第二方向依次叠加设置，在每相邻两个流道板10之间均设置有挡板40，以将喷水冷却装置分为三个水流通道，喷口20的数量为三个，分别与流道板10上的第二空间13连通，以形成三个喷水通道。

进一步地，流道板10上具有两个进水口11，两个进水口11的开口方向相互垂直。

在一示例中，参见图1，流道板10上具有两个进水口11，其中，一个进水口11的开口方向沿图1中的水平方向，另一个进水口11开口方向垂直于图1所在平面且朝外分布。

在另一示例中，参见图2，流道板10上具有两个进水口11，其中，一个进水口11的开口方向与图2中竖直方向的夹角为45°，另一个进水口11 的开口方向也与图1中竖直方向的夹角为45°，且两个进水口11分别设置于第二流道板15的竖直中心线的两侧。

在又一示例中，参见图3，流道板10上具有两个进水口11，其中，一个进水口11的开口方向沿图2中的水平方向，另一个进水口11的开口方向垂直于图3所在平面且朝内分布。

进一步地，三个喷口20分别为第一喷口21、第二喷口22及第三喷口 23，第一喷口21套设于第二喷口22上，第二喷口22套设于第三喷口23上，且第一喷口21、第二喷口22及第三喷口23的出水端位于同一水平面。

进一步地，喷口20的直径沿水流的方向依次减小，从而增大了水流从喷口20处喷出时的压力。

进一步地，盖板30上固定连接有法兰边31，法兰边31上开设有安装孔32，以将该喷水冷却装置固定于航空发动机上，从而对航空发动机进行冷却。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种喷水冷却装置，其特征在于，包括：

至少一块流道板(10)，具有进水口(11)、第一空间(12)和第二空间(13)，所述进水口(11)与所述第一空间(12)连通，所述第一空间(12)与所述第二空间(13)连通，所述第一空间(12)沿第一方向面积逐渐减小，所述第二空间(13)呈圆柱形；

至少一个喷口(20)，所述喷口(20)的数量与所述流道板(10)的数量相同，且一个所述喷口(20)与一个所述流道板(10)的第二空间(13)连通。

2.根据权利要求1所述的喷水冷却装置，其特征在于，所述至少一块流道板(10)沿第二方向依次叠加设置，在所述至少一块流道板(10)的两侧分别设置有盖板(30)。

3.根据权利要求1或2所述的喷水冷却装置，其特征在于，所述流道板(10)的数量为三个且沿第二方向依次叠加设置，在每相邻两个所述流道板(10)之间均设置有挡板(40)；

所述喷口(20)的数量为三个，分别与所述流道板(10)上的第二空间(13)连通，以形成三个喷水通道。

4.根据权利要求3所述的喷水冷却装置，其特征在于，三个所述喷口分别为第一喷口(21)、第二喷口(22)及第三喷口(23)，所述第一喷口(21)套设于所述第二喷口(22)上，所述第二喷口(22)套设于所述第三喷口(23)上，且所述第一喷口(21)、所述第二喷口(22)及所述第三喷口(23)的出水端位于同一水平面。

5.根据权利要求1或2所述的喷水冷却装置，其特征在于，所述流道板(10)上具有两个进水口(11)，两个所述进水口(11)的开口方向相互垂直。

6.根据权利要求1或2所述的喷水冷却装置，其特征在于，所述喷口(20)的直径沿水流的方向依次减小。

7.根据权利要求2所述的喷水冷却装置，其特征在于，所述盖板(30)上固定连接有法兰边(31)，所述法兰边(31)上开设有安装孔(32)。