一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法，属于水下航行器燃气冷却技术领域，解决现有方法无法合理地对燃气进行降温的问题。本发明专利技术的水混降温方法采用引入外部水与高温燃气混合的方法，实现降低燃气温度的目的。本发明专利技术可对高温燃气进行持续降温，减小结构及设备放热、隔热设计难度，同时通过引入外界水对高温燃气进行降温，产生的水蒸气作为一部分气源，可减小固体火药用量，增加航行器总体性能。

A High Temperature Gas-Water Mixed Cooling Method for Underwater High Speed Vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法
本专利技术涉及水下航行器燃气冷却
，尤其涉及一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法。
技术介绍
水下高速航行器存在气体供应需求，其气源及气体控制装置需内置于航行器内部，如气源采用高压气瓶方式，气体能量密度低，占用航行器内部空间大，将大大降低水下航行器性能。目前，常采用固体火药燃烧产生高温燃气的方式，固体火药能量密度高，可减小航行器内部占用空间，但燃气温度高(1000-2000摄氏度)，这对航行器结构、电缆布置、气体控制阀件设计及设备的隔热设计带来了极大难度。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法，用以解决现有方法无法合理地对燃气进行降温的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：本专利技术技术方案中，一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法，高温气源水混降温方法的步骤包括：S1、燃气室点火，将高温燃气通入出气管路分配室；S2、对第一储水箱进行注水，直至第一储水箱注满水；S3、将燃气依次通入第一储水箱和出气管路分配室进行降温；S4、当第一储水箱内的水全部随燃气排出时，将燃气依次通入通入第二储水箱和出气管路分配室进行降温；S5、当第二储水箱内的水全部随燃气排出时，进行步骤S3；S6、循环重复步骤S4、S5直至燃气室停止燃烧。本专利技术技术方案中，高温气源水混降温方法使用的高温气源水混降温系统包括：燃气室、第一储水箱、第二储水箱和出气管路分配室；燃气室通过燃气主管与出气管路分配室连接；燃气室通过第一燃气副管与第一储水箱连接；燃气室通过第二燃气副管与第二储水箱连接；第一储水箱通过第一混合管与出气管路分配室连接；第二储水箱通过第二混合管与出气管路分配室连接；第一储水箱和第二储水箱均设有注水管，且注水管上设有注水阀。本专利技术技术方案中，步骤S1具体为：燃气室点火后，开启燃气主管的流量控制阀，并通过流量控制阀调整进入出气管路分配室的燃气流量至不低于目标流量。本专利技术技术方案中，步骤S2具体为：打开第一储水箱的注水阀，对第一储水箱进行注水，直至第一储水箱被注满水。本专利技术技术方案中，步骤S3中，将燃气通入第一储水箱进行降温，降温后的燃气随水一同通入出气管路分配室，同时开始对第二储水箱进行注水。本专利技术技术方案中，步骤S3具体为：打开第一燃气副管的第一电磁阀，关闭第一储水箱的注水阀，将燃气通入第一储水箱，使第一储水箱的水对燃气进行降温，燃气和水一同通过第一混合管进入出气管路分配室，在出气管路分配室内充分混合并蒸发降温；同时打开第二储水箱的注水阀，对第二储水箱进行注水。本专利技术技术方案中，步骤S4中，当第一储水箱内的水全部随燃气排出时，将燃气通入第二储水箱进行降温，降温后的燃气随水一同通入出气管路分配室，同时开始对第一储水箱进行注水。本专利技术技术方案中，步骤S4具体为：当第一储水箱内的水全部蒸发，并随燃气排出时，打开第二燃气副管的第二电磁阀，关闭第二储水箱的注水阀，将燃气通入第二储水箱，使第二储水箱的水对燃气进行降温，燃气和水一同通过第二混合管进入出气管路分配室，在出气管路分配室内充分混合并蒸发降温；同时打开第一储水箱的注水阀，对第一储水箱进行注水。本专利技术技术方案中，步骤S5具体为：当第二储水箱内的水全部蒸发，并随燃气排出时重复步骤S3；打开第一燃气副管的第一电磁阀，关闭第一储水箱的注水阀，将燃气通入第一储水箱，使第一储水箱的水对燃气进行降温，燃气和水一同通过第一混合管进入出气管路分配室，在出气管路分配室内充分混合并蒸发降温；同时打开第二储水箱的注水阀，对第二储水箱进行注水。本专利技术技术方案中，步骤S6中，循环重复步骤S4、S5直至燃气室停止燃烧，将第一储水箱和第二储水箱中的水全部排出。S4、S5本专利技术技术方案至少能够实现以下效果之一：1、本专利技术通过水冷的方式能够有效地对燃气进行降温，防止温度过高的燃气对整个航行器造成损坏。2、本专利技术采用蒸发水冷的形式来进行冷却，通过蒸发的方式能够吸收更多的热量，使本方法对燃气的降温效果更好。3、本专利技术采用两路水冷交替的方式来进一步提高降温效果，防止单一水路长时间工作降温效果减弱。4、本专利技术中蒸发产生的水蒸气作为一部分气源，减小了固体火药用量，增加航行器的总体性能。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法使用的装置示意图。附图标记：1-燃气室；201-第一储水箱；202-第二储水箱；3-出气管路分配室；4-流量控制阀；501-第一单向阀；502-第二单向阀；601-第一电磁阀；602-第二电磁阀。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。目前水下航行器采用固体火药燃烧产生高温燃气的方式，固体火药能量密度高，可减小航行器内部占用空间，但燃气温度高(1000-2000℃)，这对航行器结构、电缆布置、气体控制阀件设计及设备的隔热设计带来了极大难度。本专利技术针对高温燃气温度高的缺点，提出采用引入外部水与高温燃气混合的方法，实现降低燃气温度的目的。具体的，本专利技术实施例提供了一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法，如图1所示，温气源水混降温方法使用的高温气源水混降温系统包括：燃气室1、第一储水箱201、第二储水箱202和出气管路分配室3；燃气室1通过燃气主管与出气管路分配室3连接；燃气室1固定于水下航行器内部，燃气室1内部浇筑火药，燃气室1结构作放热及隔热处理；燃气室1通过第一燃气副管与第一储水箱201连接；燃气室1通过第二燃气副管与第二储水箱202连接；第一储水箱201通过第一混合管与出气管路分配室3连接；第二储水箱202通过第二混合管与出气管路分配室3连接；第一储水箱201和第二储水箱202均设有注水管，且注水管上设有注水阀，主水管开口设置在航行器的肩部，与外界连通。在实际使用时，第一水路包括第一储水箱201、第一燃气副管和第一混合管，第二水路包括第二储水箱202、第二燃气副管和第二混合管，两条水路交替使用，在一条水路进行降温时，另一条水路进行注水，此外注水时也能将该条水路也能够通过注水将上一次降温时储水箱内的残留热量进行吸收，可以有效地时两条水路始终具备较优的降温效果。为了能够对两条水路进行切换，燃气主管上设有流量控制阀4；第一混合管设有第一单向阀501；第二混合管设有第二单向阀502；第一燃气副管设有第一电磁阀601；第二燃气副管设有第二电磁阀602。单向阀作用为设置流动方向，当储水箱内压力大于出气管路分配室3时，流体介质由储水箱流向出气管路分配室3，当储水箱内压力低于出气管路分配室3内压力时，无流体介质流动。电磁阀仅作为开关使用。流量控制阀4除了能够实现燃气主管的开关外，还能调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法，其特征在于，所述高温气源水混降温方法的步骤包括：S1、燃气室(1)点火，将高温燃气通入出气管路分配室(3)；S2、对第一储水箱(201)进行注水，直至第一储水箱(201)注满水；S3、将燃气依次通入第一储水箱(201)和出气管路分配室(3)进行降温；S4、当第一储水箱(201)内的水全部随燃气排出时，将燃气依次通入通入第二储水箱(202)和出气管路分配室(3)进行降温；S5、当第二储水箱(202)内的水全部随燃气排出时，进行步骤S3；S6、循环重复步骤S4、S5直至燃气室(1)停止燃烧。

【技术特征摘要】
1.一种适用于水下高速航行器的高温气源水混降温方法，其特征在于，所述高温气源水混降温方法的步骤包括：S1、燃气室(1)点火，将高温燃气通入出气管路分配室(3)；S2、对第一储水箱(201)进行注水，直至第一储水箱(201)注满水；S3、将燃气依次通入第一储水箱(201)和出气管路分配室(3)进行降温；S4、当第一储水箱(201)内的水全部随燃气排出时，将燃气依次通入通入第二储水箱(202)和出气管路分配室(3)进行降温；S5、当第二储水箱(202)内的水全部随燃气排出时，进行步骤S3；S6、循环重复步骤S4、S5直至燃气室(1)停止燃烧。2.根据权利要求1所述的高温气源水混降温方法，其特征在于，所述高温气源水混降温方法使用的高温气源水混降温系统包括：燃气室(1)、第一储水箱(201)、第二储水箱(202)和出气管路分配室(3)；所述燃气室(1)通过燃气主管与出气管路分配室(3)连接；所述燃气室(1)通过第一燃气副管与第一储水箱(201)连接；所述燃气室(1)通过第二燃气副管与第二储水箱(202)连接；所述第一储水箱(201)通过第一混合管与出气管路分配室(3)连接；所述第二储水箱(202)通过第二混合管与出气管路分配室(3)连接；所述第一储水箱(201)和第二储水箱(202)均设有注水管，且注水管上设有注水阀。3.根据权利要求2所述的高温气源水混降温方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：燃气室(1)点火后，开启燃气主管的流量控制阀(4)，并通过流量控制阀(4)调整进入出气管路分配室(3)的燃气流量至不低于目标流量。4.根据权利要求2所述的高温气源水混降温方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：打开第一储水箱(201)的注水阀，对第一储水箱(201)进行注水，直至第一储水箱(201)被注满水。5.根据权利要求2所述的高温气源水混降温方法，其特征在于，所述步骤S3中，将燃气通入第一储水箱(201)进行降温，降温后的燃气随水一同通入出气管路分配室(3)，同时开始对第二储水箱(202)进行注水。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄磊，段磊，张孝石，彭雪明，何春涛，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11