100kw高頻感應(yīng)發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器，包括：圓柱形管體，其具有進(jìn)氣端和出氣端，所述進(jìn)氣端用以讓工作氣體通過并進(jìn)入至所述圓柱形管體的內(nèi)部；以及高頻感應(yīng)線圈，其環(huán)設(shè)在所述圓柱形管體的外部，用于在所述圓柱形管體內(nèi)部形成一頻率為200kHz-2000kHz的高頻電磁場，以使工作氣體被電離形成等離子體。本發(fā)明的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器產(chǎn)生的電弧是通過高頻振蕩產(chǎn)生的，因此沒有燒損，形成的流場潔凈，無污染。
【專利說明】10OKW高頻感應(yīng)發(fā)生器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電弧等離子加熱器，特別涉及一種高焓、無污染的電弧電離子加熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]電弧加熱器是國內(nèi)外航天飛行器熱防護(hù)地面模擬試驗研究的核心設(shè)備，是解決導(dǎo)彈、返回式衛(wèi)星、載人飛船返回艙等高超聲速飛行器熱防護(hù)地面考核的重要手段。目前，大多數(shù)電弧加熱器的工作原理是在前電極和后電極之間形成高電壓，擊穿工作氣體產(chǎn)生等離子體電弧，通過這種方式形成的高溫流場伴隨著前后電極的燒損，污染嚴(yán)重。隨著當(dāng)前國內(nèi)型號研制對電弧加熱器性能的需求不斷提高，高焓、低污染的考核條件逐漸成為了國內(nèi)型號研制所要求的，因此急需研制一種高焓、低污染的電弧加熱設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高焓、無污染的電弧加熱設(shè)備。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]10Kff高頻感應(yīng)發(fā)生器，包括:
[0006]圓柱形管體，其具有進(jìn)氣端和出氣端，所述進(jìn)氣端用以讓工作氣體通過并進(jìn)入至所述圓柱形管體的內(nèi)部；以及
[0007]高頻感應(yīng)線圈，其環(huán)設(shè)在所述圓柱形管體的外部，用于在所述圓柱形管體內(nèi)部形成一頻率為200kHZ-2000kHZ的高頻電磁場，以使工作氣體被電離形成等離子體。
[0008]優(yōu)選的是，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器中，所述高頻感應(yīng)線圈設(shè)置在所述圓柱形管體的中間位置。
[0009]優(yōu)選的是，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器，還包括:
[0010]氣體導(dǎo)入部，其包括第一送氣通道和環(huán)形槽，其中，所述環(huán)形槽環(huán)設(shè)在所述第一送氣通道的周圍；所述進(jìn)氣端插入并固定至所述環(huán)形槽內(nèi)；所述第一送氣通道與所述進(jìn)氣端連通，用以向所述進(jìn)氣端提供工作氣體。
[0011]優(yōu)選的是，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器中，所述氣體導(dǎo)入部包括內(nèi)筒體和外筒體，其中，所述內(nèi)筒體的內(nèi)部空腔為所述第一送氣管道，所述外筒體套設(shè)在所述內(nèi)筒體的外偵U，所述外筒體的一端與所述內(nèi)筒體的一端固定連接，并且所述外筒體與所述內(nèi)筒體限定出所述環(huán)形槽。
[0012]優(yōu)選的是，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器，還包括:
[0013]噴管，所述出氣端插入并固定至所述噴管中。
[0014]優(yōu)選的是，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器中，所述氣體導(dǎo)入部設(shè)置有第二送氣通道，所述第二送氣通道用以向所述圓柱形管體內(nèi)部提供沿所述圓柱形管體的內(nèi)壁切向旋轉(zhuǎn)進(jìn)入的冷卻氣體。
[0015]優(yōu)選的是，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器中，所述第二送氣通道貫穿所述外筒體的側(cè)壁以及所述內(nèi)筒體的側(cè)壁，并連通至所述圓柱形管體的內(nèi)部。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)效果為:
[0017](I)本發(fā)明的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器產(chǎn)生的電弧是通過高頻振蕩產(chǎn)生的，因此沒有燒損，形成的流場潔凈，無污染；
[0018](2)工作氣體在發(fā)生器內(nèi)部可以得到充分地電離加熱，因此流場可以獲得較高的焓值，焓值為10MJ/kg至20MJ/kg ；
[0019](3)本發(fā)明的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器采用氣冷冷卻方式，相比于傳統(tǒng)水冷冷卻，更方便安裝運(yùn)行；
[0020](4)本發(fā)明的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器中，用于提供反應(yīng)室的圓柱形管體采用插拔方式與氣體導(dǎo)入部以及噴管連接，方便安裝、更換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0023]請參閱圖1，本發(fā)明提供了一種100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器，包括:圓柱形管體3，其具有進(jìn)氣端6和出氣端，所述進(jìn)氣端6用以讓工作氣體通過并進(jìn)入至所述圓柱形管體3的內(nèi)部；以及高頻感應(yīng)線圈4，其環(huán)設(shè)在所述圓柱形管體的外部，用于在所述圓柱形管體內(nèi)部形成一頻率為200kHZ-2000kHZ的高頻電磁場，以使工作氣體被電離形成等離子體。當(dāng)本發(fā)明的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器運(yùn)行時，工作氣體通過進(jìn)氣端進(jìn)入至圓柱形管體的內(nèi)部，在流經(jīng)高頻電磁場時，被電離加熱后從噴管噴出。本發(fā)明所述的工作氣體采用現(xiàn)有技術(shù)中能夠被高電場電離形成高溫等離子體的氣體。
[0024]在一個實施例中，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器中，所述高頻感應(yīng)線圈4設(shè)置在所述圓柱形管體3的中間位置。
[0025]進(jìn)一步地,在一個實施例中，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器,還包括:氣體導(dǎo)入部，其包括第一送氣通道I和環(huán)形槽，其中，所述環(huán)形槽環(huán)設(shè)在所述第一送氣通道I的周圍；所述進(jìn)氣端6插入并固定至所述環(huán)形槽內(nèi)；所述第一送氣通道與所述進(jìn)氣端連通，用以向所述進(jìn)氣端提供工作氣體。工作氣體沿第一送氣通道的軸線旋轉(zhuǎn)進(jìn)入。由于高溫等離子體是在圓柱形管體內(nèi)形成的，圓柱形管體是本發(fā)明的發(fā)生器中最容易發(fā)生故障的部位，圓柱形管體的進(jìn)氣端插入并固定至環(huán)形槽內(nèi)，從而通過插拔方式與氣體導(dǎo)入部連接，便于維修和更換。
[0026]請參閱圖1，在一個實施例中，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器中，所述氣體導(dǎo)入部具體地包括內(nèi)筒體I和外筒體2，其中，所述內(nèi)筒體I的內(nèi)部空腔為所述第一送氣管道7，所述外筒體2套設(shè)在所述內(nèi)筒體I的外側(cè)，所述外筒體2的一端與所述內(nèi)筒體I的一端固定連接，并且所述外筒體與所述內(nèi)筒體限定出所述環(huán)形槽。其中，外筒體的一端與內(nèi)筒體的一端可以通過螺釘實現(xiàn)連接，也可以是焊接。
[0027]在一個實施例中，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器還包括:噴管5，所述出氣端插入并固定至所述噴管中，從而便于拆卸和更換圓柱形管體。
[0028]在一個實施例中，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器中，所述氣體導(dǎo)入部設(shè)置有第二送氣通道8，所述第二送氣通道8用以向所述圓柱形管體內(nèi)部提供沿所述圓柱形管體的內(nèi)壁切向旋轉(zhuǎn)進(jìn)入的冷卻氣體，冷卻氣體在等離子體和圓柱形管體的內(nèi)壁之間形成一保護(hù)層，保護(hù)圓柱形管體在高溫條件下不被燒毀。本發(fā)明使用氣體冷卻方式，相比于現(xiàn)有的水冷方式，本發(fā)明的發(fā)生器更便于安裝和運(yùn)行。另外，為了使冷卻氣體在圓柱形管體內(nèi)部分布均勻，優(yōu)選設(shè)計多個第二送氣通道，多個第二送氣通道相對于圓柱形管體的軸線均勻分布。第二送氣通道的具體形狀則可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)計，以能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻氣體的切向旋轉(zhuǎn)進(jìn)入為準(zhǔn)。冷卻氣體也采用現(xiàn)有技術(shù)中常用氣體，如空氣、氮氣等。
[0029]在一個實施例中，所述的100KW高頻感應(yīng)發(fā)生器中，所述第二送氣通道8貫穿所述外筒體2的側(cè)壁以及所述內(nèi)筒體I的側(cè)壁，并連通至所述圓柱形管體3的內(nèi)部。在圖1所示的實施例中，第二送氣通道直接連通至所述圓柱形管體的進(jìn)氣端上。
[0030]本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種100鼎高頻感應(yīng)發(fā)生器，其特征在于，包括: 圓柱形管體，其具有進(jìn)氣端和出氣端，所述進(jìn)氣端用以讓工作氣體通過并進(jìn)入至所述圓柱形管體的內(nèi)部；以及 高頻感應(yīng)線圈，其環(huán)設(shè)在所述圓柱形管體的外部，用于在所述圓柱形管體內(nèi)部形成一頻率為200紐2-2000紐2的高頻電磁場，以使工作氣體被電離形成等離子體。
2.如權(quán)利要求1所述的100X1高頻感應(yīng)發(fā)生器，其特征在于，所述高頻感應(yīng)線圈設(shè)置在所述圓柱形管體的中間位置。
3.如權(quán)利要求1所述的100X1高頻感應(yīng)發(fā)生器，其特征在于，還包括: 氣體導(dǎo)入部，其包括第一送氣通道和環(huán)形槽，其中，所述環(huán)形槽環(huán)設(shè)在所述第一送氣通道的周圍；所述進(jìn)氣端插入并固定至所述環(huán)形槽內(nèi)；所述第一送氣通道與所述進(jìn)氣端連通，用以向所述進(jìn)氣端提供工作氣體。
4.如權(quán)利要求3所述的1001(1高頻感應(yīng)發(fā)生器，其特征在于，所述氣體導(dǎo)入部包括內(nèi)筒體和外筒體，其中，所述內(nèi)筒體的內(nèi)部空腔為所述第一送氣管道，所述外筒體套設(shè)在所述內(nèi)筒體的外側(cè)，所述外筒體的一端與所述內(nèi)筒體的一端固定連接，并且所述外筒體與所述內(nèi)筒體限定出所述環(huán)形槽。
5.如權(quán)利要求4所述的100X1高頻感應(yīng)發(fā)生器，其特征在于，還包括: 噴管，所述出氣端插入并固定至所述噴管中。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的100X1高頻感應(yīng)發(fā)生器，其特征在于，所述氣體導(dǎo)入部設(shè)置有第二送氣通道，所述第二送氣通道用以向所述圓柱形管體內(nèi)部提供沿所述圓柱形管體的內(nèi)壁切向旋轉(zhuǎn)進(jìn)入的冷卻氣體。
7.如權(quán)利要求6所述的1001(1高頻感應(yīng)發(fā)生器，其特征在于，所述第二送氣通道貫穿所述外筒體的側(cè)壁以及所述內(nèi)筒體的側(cè)壁，并連通至所述圓柱形管體的內(nèi)部。
【文檔編號】H05H1/34GK104470185SQ201410766387
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】劉祥, 陳連忠, 陳海群, 馬建平 申請人:中國航天空氣動力技術(shù)研究院