100kw高頻感應發生器的製造方法
2023-10-20 01:00:02 2
100kw高頻感應發生器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了100KW高頻感應發生器，包括：圓柱形管體，其具有進氣端和出氣端，所述進氣端用以讓工作氣體通過並進入至所述圓柱形管體的內部；以及高頻感應線圈，其環設在所述圓柱形管體的外部，用於在所述圓柱形管體內部形成一頻率為200kHz-2000kHz的高頻電磁場，以使工作氣體被電離形成等離子體。本發明的100KW高頻感應發生器產生的電弧是通過高頻振蕩產生的，因此沒有燒損，形成的流場潔淨，無汙染。
【專利說明】10OKW高頻感應發生器
【技術領域】
[0001]本發明涉及電弧等離子加熱器，特別涉及一種高焓、無汙染的電弧電離子加熱器。
【背景技術】
[0002]電弧加熱器是國內外航天飛行器熱防護地面模擬試驗研究的核心設備，是解決飛彈、返回式衛星、載人飛船返回艙等高超聲速飛行器熱防護地面考核的重要手段。目前，大多數電弧加熱器的工作原理是在前電極和後電極之間形成高電壓，擊穿工作氣體產生等離子體電弧，通過這種方式形成的高溫流場伴隨著前後電極的燒損，汙染嚴重。隨著當前國內型號研製對電弧加熱器性能的需求不斷提高，高焓、低汙染的考核條件逐漸成為了國內型號研製所要求的，因此急需研製一種高焓、低汙染的電弧加熱設備。
【發明內容】
[0003]針對上述技術問題，本發明提供了一種高焓、無汙染的電弧加熱設備。
[0004]本發明的技術方案為:
[0005]10Kff高頻感應發生器，包括:
[0006]圓柱形管體，其具有進氣端和出氣端，所述進氣端用以讓工作氣體通過並進入至所述圓柱形管體的內部；以及
[0007]高頻感應線圈，其環設在所述圓柱形管體的外部，用於在所述圓柱形管體內部形成一頻率為200kHZ-2000kHZ的高頻電磁場，以使工作氣體被電離形成等離子體。
[0008]優選的是，所述的100KW高頻感應發生器中，所述高頻感應線圈設置在所述圓柱形管體的中間位置。
[0009]優選的是，所述的100KW高頻感應發生器，還包括:
[0010]氣體導入部，其包括第一送氣通道和環形槽，其中，所述環形槽環設在所述第一送氣通道的周圍；所述進氣端插入並固定至所述環形槽內；所述第一送氣通道與所述進氣端連通，用以向所述進氣端提供工作氣體。
[0011]優選的是，所述的100KW高頻感應發生器中，所述氣體導入部包括內筒體和外筒體，其中，所述內筒體的內部空腔為所述第一送氣管道，所述外筒體套設在所述內筒體的外偵U，所述外筒體的一端與所述內筒體的一端固定連接，並且所述外筒體與所述內筒體限定出所述環形槽。
[0012]優選的是，所述的100KW高頻感應發生器，還包括:
[0013]噴管，所述出氣端插入並固定至所述噴管中。
[0014]優選的是，所述的100KW高頻感應發生器中，所述氣體導入部設置有第二送氣通道，所述第二送氣通道用以向所述圓柱形管體內部提供沿所述圓柱形管體的內壁切向旋轉進入的冷卻氣體。
[0015]優選的是，所述的100KW高頻感應發生器中，所述第二送氣通道貫穿所述外筒體的側壁以及所述內筒體的側壁，並連通至所述圓柱形管體的內部。
[0016]本發明的技術效果為:
[0017](I)本發明的100KW高頻感應發生器產生的電弧是通過高頻振蕩產生的，因此沒有燒損，形成的流場潔淨，無汙染；
[0018](2)工作氣體在發生器內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)本發明的100KW高頻感應發生器採用氣冷冷卻方式，相比於傳統水冷冷卻，更方便安裝運行；
[0020](4)本發明的100KW高頻感應發生器中，用於提供反應室的圓柱形管體採用插拔方式與氣體導入部以及噴管連接，方便安裝、更換。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明所述的100KW高頻感應發生器的一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0023]請參閱圖1，本發明提供了一種100KW高頻感應發生器，包括:圓柱形管體3，其具有進氣端6和出氣端，所述進氣端6用以讓工作氣體通過並進入至所述圓柱形管體3的內部；以及高頻感應線圈4，其環設在所述圓柱形管體的外部，用於在所述圓柱形管體內部形成一頻率為200kHZ-2000kHZ的高頻電磁場，以使工作氣體被電離形成等離子體。當本發明的100KW高頻感應發生器運行時，工作氣體通過進氣端進入至圓柱形管體的內部，在流經高頻電磁場時，被電離加熱後從噴管噴出。本發明所述的工作氣體採用現有技術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高頻感應發生器中，所述高頻感應線圈4設置在所述圓柱形管體3的中間位置。
[0025]進一步地,在一個實施例中，所述的100KW高頻感應發生器,還包括:氣體導入部，其包括第一送氣通道I和環形槽，其中，所述環形槽環設在所述第一送氣通道I的周圍；所述進氣端6插入並固定至所述環形槽內；所述第一送氣通道與所述進氣端連通，用以向所述進氣端提供工作氣體。工作氣體沿第一送氣通道的軸線旋轉進入。由於高溫等離子體是在圓柱形管體內形成的，圓柱形管體是本發明的發生器中最容易發生故障的部位，圓柱形管體的進氣端插入並固定至環形槽內，從而通過插拔方式與氣體導入部連接，便於維修和更換。
[0026]請參閱圖1，在一個實施例中，所述的100KW高頻感應發生器中，所述氣體導入部具體地包括內筒體I和外筒體2，其中，所述內筒體I的內部空腔為所述第一送氣管道7，所述外筒體2套設在所述內筒體I的外側，所述外筒體2的一端與所述內筒體I的一端固定連接，並且所述外筒體與所述內筒體限定出所述環形槽。其中，外筒體的一端與內筒體的一端可以通過螺釘實現連接，也可以是焊接。
[0027]在一個實施例中，所述的100KW高頻感應發生器還包括:噴管5，所述出氣端插入並固定至所述噴管中，從而便於拆卸和更換圓柱形管體。
[0028]在一個實施例中，所述的100KW高頻感應發生器中，所述氣體導入部設置有第二送氣通道8，所述第二送氣通道8用以向所述圓柱形管體內部提供沿所述圓柱形管體的內壁切向旋轉進入的冷卻氣體，冷卻氣體在等離子體和圓柱形管體的內壁之間形成一保護層，保護圓柱形管體在高溫條件下不被燒毀。本發明使用氣體冷卻方式，相比於現有的水冷方式，本發明的發生器更便於安裝和運行。另外，為了使冷卻氣體在圓柱形管體內部分布均勻，優選設計多個第二送氣通道，多個第二送氣通道相對於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採用現有技術中的設計，以能夠實現冷卻氣體的切向旋轉進入為準。冷卻氣體也採用現有技術中常用氣體，如空氣、氮氣等。
[0029]在一個實施例中，所述的100KW高頻感應發生器中，所述第二送氣通道8貫穿所述外筒體2的側壁以及所述內筒體I的側壁，並連通至所述圓柱形管體3的內部。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氣端上。
[0030]本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此，本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種100鼎高頻感應發生器，其特徵在於，包括: 圓柱形管體，其具有進氣端和出氣端，所述進氣端用以讓工作氣體通過並進入至所述圓柱形管體的內部；以及 高頻感應線圈，其環設在所述圓柱形管體的外部，用於在所述圓柱形管體內部形成一頻率為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.如權利要求1所述的100X1高頻感應發生器，其特徵在於，所述高頻感應線圈設置在所述圓柱形管體的中間位置。
3.如權利要求1所述的100X1高頻感應發生器，其特徵在於，還包括: 氣體導入部，其包括第一送氣通道和環形槽，其中，所述環形槽環設在所述第一送氣通道的周圍；所述進氣端插入並固定至所述環形槽內；所述第一送氣通道與所述進氣端連通，用以向所述進氣端提供工作氣體。
4.如權利要求3所述的1001(1高頻感應發生器，其特徵在於，所述氣體導入部包括內筒體和外筒體，其中，所述內筒體的內部空腔為所述第一送氣管道，所述外筒體套設在所述內筒體的外側，所述外筒體的一端與所述內筒體的一端固定連接，並且所述外筒體與所述內筒體限定出所述環形槽。
5.如權利要求4所述的100X1高頻感應發生器，其特徵在於，還包括: 噴管，所述出氣端插入並固定至所述噴管中。
6.如權利要求1至5中任一項所述的100X1高頻感應發生器，其特徵在於，所述氣體導入部設置有第二送氣通道，所述第二送氣通道用以向所述圓柱形管體內部提供沿所述圓柱形管體的內壁切向旋轉進入的冷卻氣體。
7.如權利要求6所述的1001(1高頻感應發生器，其特徵在於，所述第二送氣通道貫穿所述外筒體的側壁以及所述內筒體的側壁，並連通至所述圓柱形管體的內部。
【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 優先權日:2014年12月11日
【發明者】劉祥, 陳連忠, 陳海群, 馬建平 申請人:中國航天空氣動力技術研究院