[发明专利]一种用于加热器稳定燃烧的水冷筒形整流器

说明书

本发明公开了一种用于加热器稳定燃烧的水冷筒形整流器，包括：水冷头罩、支板和连接法兰；所述水冷头罩为内外筒体同轴焊接而成的具有环向间隙的圆台状筒形结构，其外圆周面通过一对以上支板同轴焊接在连接法兰的轴向一端，水冷头罩的形状能够对其小端的来流整流；其中，所述连接法兰上沿周向设置一对以上冷却水通道Ⅰ，且每个冷却水通道Ⅰ沿径向分布并与一个支板对应连接，同时，其与对应支板中设置的冷却水通道Ⅱ连通，一路以上冷却水分别从连接法兰上对应的冷却水通道Ⅰ流入，经过其同侧对应的冷却水通道Ⅱ，绕过与每个冷却水通道Ⅱ连通的水冷头罩内部，从相对侧的冷却水通道Ⅱ和冷却水通道Ⅰ中循环流出，从而带走高温气体的热量。

技术领域

本发明涉及稳定燃烧技术领域，具体涉及一种用于加热器稳定燃烧的水冷筒形整流器。

背景技术

高超声速发动机地面试验用大流量高焓空气加热器具有燃气温度高(约2100K)、压力高(最高11Mpa)、富氧燃烧以及尺寸大等特点，这些特点使加热器本身容易出现燃气稳定性不佳的现象，进而容易烧蚀加热器，所以需要对长时间工作(≥300s)的加热器整流器进行结构的优化，防止其过热烧蚀。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于加热器稳定燃烧的水冷筒形整流器，采用冷却水绕流冷却的方式，能够有效增强加热器的安全可靠性，确保大尺寸加热器燃烧工作的稳定性；同时，冷却头罩的形状设置能够对燃烧室喷出的高温气体起到较好的整流效果。

本发明的技术方案为：一种用于加热器稳定燃烧的水冷筒形整流器，包括：水冷头罩、支板和连接法兰；

所述水冷头罩为内外筒体同轴焊接而成的具有环向间隙的圆台状筒形结构，其外圆周面通过一对以上支板同轴焊接在连接法兰的轴向一端，水冷头罩的形状能够对其小端的来流整流；

其中，所述连接法兰上沿周向设置一对以上冷却水通道Ⅰ，且每个冷却水通道Ⅰ沿径向分布并与一个支板对应连接，同时，其与对应支板中设置的冷却水通道Ⅱ连通，一路以上冷却水分别从连接法兰上对应的冷却水通道Ⅰ流入，经过其同侧对应的冷却水通道Ⅱ，绕过与每个冷却水通道Ⅱ连通的水冷头罩内部，从相对侧的冷却水通道Ⅱ和冷却水通道Ⅰ中循环流出，从而带走高温气体的热量。

优选地，所有支板沿水冷头罩的周向均匀分布。

优选地，还包括：加强肋板，其设置在内外筒体之间，用于加固水冷头罩。

优选地，所述加强肋板上加工有两个以上小孔，用于增强水冷头罩中冷却水的循环强度。

优选地，所述加强肋板的个数与支板的个数一致，且其在水冷头罩中的安装位置与支板的安装位置相对应。

优选地，所述水冷头罩、支板、连接法兰及加强肋板的材料均采用不锈钢。

优选地，所述水冷头罩的内筒体向外翻边，外筒体向内翻边，内外筒体的翻边对接，能够增大二者之间的环向间隙。

有益效果：

1、本发明的水冷筒形整流器，采用冷却水经过连接法兰、支板和冷却头罩绕流冷却的方式，能够有效增强加热器中结构件的冷却效果，进而保护结构件不被损坏，从而增强加热器的安全可靠性，确保大尺寸加热器燃烧工作的稳定性；同时，冷却头罩的形状设置能够对燃烧室喷出的高温气体起到较好的整流效果。

2、本发明中的水冷头罩内部设有加强肋板，能够有效增强水冷头罩内外筒体之间的连接强度，从而加固水冷头罩。

3、本发明中加强肋板上设置小孔，能够有效增加水冷头罩内部冷却水的过流速度，进而增强冷却水在水冷头罩内循环换热强度，达到更好的换热效果。

4、本发明中水冷头罩内外筒体之间翻边的设置和连接，能够有效增大二者之间用于冷却水循环的环向间隙，同时不会显著增加水冷头罩的结构尺寸和重量。

附图说明