100kw高频感应发生器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了100KW高频感应发生器，包括：圆柱形管体，其具有进气端和出气端，所述进气端用以让工作气体通过并进入至所述圆柱形管体的内部；以及高频感应线圈，其环设在所述圆柱形管体的外部，用于在所述圆柱形管体内部形成一频率为200kHz-2000kHz的高频电磁场，以使工作气体被电离形成等离子体。本发明的100KW高频感应发生器产生的电弧是通过高频振荡产生的，因此没有烧损，形成的流场洁净，无污染。
【专利说明】10OKW高频感应发生器
【技术领域】
[0001]本发明涉及电弧等离子加热器，特别涉及一种高焓、无污染的电弧电离子加热器。
【背景技术】
[0002]电弧加热器是国内外航天飞行器热防护地面模拟试验研究的核心设备，是解决导弹、返回式卫星、载人飞船返回舱等高超声速飞行器热防护地面考核的重要手段。目前，大多数电弧加热器的工作原理是在前电极和后电极之间形成高电压，击穿工作气体产生等离子体电弧，通过这种方式形成的高温流场伴随着前后电极的烧损，污染严重。随着当前国内型号研制对电弧加热器性能的需求不断提高，高焓、低污染的考核条件逐渐成为了国内型号研制所要求的，因此急需研制一种高焓、低污染的电弧加热设备。
【发明内容】
[0003]针对上述技术问题，本发明提供了一种高焓、无污染的电弧加热设备。
[0004]本发明的技术方案为:
[0005]10Kff高频感应发生器，包括:
[0006]圆柱形管体，其具有进气端和出气端，所述进气端用以让工作气体通过并进入至所述圆柱形管体的内部；以及
[0007]高频感应线圈，其环设在所述圆柱形管体的外部，用于在所述圆柱形管体内部形成一频率为200kHZ-2000kHZ的高频电磁场，以使工作气体被电离形成等离子体。
[0008]优选的是，所述的100KW高频感应发生器中，所述高频感应线圈设置在所述圆柱形管体的中间位置。
[0009]优选的是，所述的100KW高频感应发生器，还包括:
[0010]气体导入部，其包括第一送气通道和环形槽，其中，所述环形槽环设在所述第一送气通道的周围；所述进气端插入并固定至所述环形槽内；所述第一送气通道与所述进气端连通，用以向所述进气端提供工作气体。
[0011]优选的是，所述的100KW高频感应发生器中，所述气体导入部包括内筒体和外筒体，其中，所述内筒体的内部空腔为所述第一送气管道，所述外筒体套设在所述内筒体的外侦U，所述外筒体的一端与所述内筒体的一端固定连接，并且所述外筒体与所述内筒体限定出所述环形槽。
[0012]优选的是，所述的100KW高频感应发生器，还包括:
[0013]喷管，所述出气端插入并固定至所述喷管中。
[0014]优选的是，所述的100KW高频感应发生器中，所述气体导入部设置有第二送气通道，所述第二送气通道用以向所述圆柱形管体内部提供沿所述圆柱形管体的内壁切向旋转进入的冷却气体。
[0015]优选的是，所述的100KW高频感应发生器中，所述第二送气通道贯穿所述外筒体的侧壁以及所述内筒体的侧壁，并连通至所述圆柱形管体的内部。
[0016]本发明的技术效果为:
[0017](I)本发明的100KW高频感应发生器产生的电弧是通过高频振荡产生的，因此没有烧损，形成的流场洁净，无污染；
[0018](2)工作气体在发生器内部可以得到充分地电离加热，因此流场可以获得较高的焓值，焓值为10MJ/kg至20MJ/kg ；
[0019](3)本发明的100KW高频感应发生器采用气冷冷却方式，相比于传统水冷冷却，更方便安装运行；
[0020](4)本发明的100KW高频感应发生器中，用于提供反应室的圆柱形管体采用插拔方式与气体导入部以及喷管连接，方便安装、更换。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明所述的100KW高频感应发生器的一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0023]请参阅图1，本发明提供了一种100KW高频感应发生器，包括:圆柱形管体3，其具有进气端6和出气端，所述进气端6用以让工作气体通过并进入至所述圆柱形管体3的内部；以及高频感应线圈4，其环设在所述圆柱形管体的外部，用于在所述圆柱形管体内部形成一频率为200kHZ-2000kHZ的高频电磁场，以使工作气体被电离形成等离子体。当本发明的100KW高频感应发生器运行时，工作气体通过进气端进入至圆柱形管体的内部，在流经高频电磁场时，被电离加热后从喷管喷出。本发明所述的工作气体采用现有技术中能够被高电场电离形成高温等离子体的气体。
[0024]在一个实施例中，所述的100KW高频感应发生器中，所述高频感应线圈4设置在所述圆柱形管体3的中间位置。
[0025]进一步地,在一个实施例中，所述的100KW高频感应发生器,还包括:气体导入部，其包括第一送气通道I和环形槽，其中，所述环形槽环设在所述第一送气通道I的周围；所述进气端6插入并固定至所述环形槽内；所述第一送气通道与所述进气端连通，用以向所述进气端提供工作气体。工作气体沿第一送气通道的轴线旋转进入。由于高温等离子体是在圆柱形管体内形成的，圆柱形管体是本发明的发生器中最容易发生故障的部位，圆柱形管体的进气端插入并固定至环形槽内，从而通过插拔方式与气体导入部连接，便于维修和更换。
[0026]请参阅图1，在一个实施例中，所述的100KW高频感应发生器中，所述气体导入部具体地包括内筒体I和外筒体2，其中，所述内筒体I的内部空腔为所述第一送气管道7，所述外筒体2套设在所述内筒体I的外侧，所述外筒体2的一端与所述内筒体I的一端固定连接，并且所述外筒体与所述内筒体限定出所述环形槽。其中，外筒体的一端与内筒体的一端可以通过螺钉实现连接，也可以是焊接。
[0027]在一个实施例中，所述的100KW高频感应发生器还包括:喷管5，所述出气端插入并固定至所述喷管中，从而便于拆卸和更换圆柱形管体。
[0028]在一个实施例中，所述的100KW高频感应发生器中，所述气体导入部设置有第二送气通道8，所述第二送气通道8用以向所述圆柱形管体内部提供沿所述圆柱形管体的内壁切向旋转进入的冷却气体，冷却气体在等离子体和圆柱形管体的内壁之间形成一保护层，保护圆柱形管体在高温条件下不被烧毁。本发明使用气体冷却方式，相比于现有的水冷方式，本发明的发生器更便于安装和运行。另外，为了使冷却气体在圆柱形管体内部分布均匀，优选设计多个第二送气通道，多个第二送气通道相对于圆柱形管体的轴线均匀分布。第二送气通道的具体形状则可以采用现有技术中的设计，以能够实现冷却气体的切向旋转进入为准。冷却气体也采用现有技术中常用气体，如空气、氮气等。
[0029]在一个实施例中，所述的100KW高频感应发生器中，所述第二送气通道8贯穿所述外筒体2的侧壁以及所述内筒体I的侧壁，并连通至所述圆柱形管体3的内部。在图1所示的实施例中，第二送气通道直接连通至所述圆柱形管体的进气端上。
[0030]本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种100鼎高频感应发生器，其特征在于，包括: 圆柱形管体，其具有进气端和出气端，所述进气端用以让工作气体通过并进入至所述圆柱形管体的内部；以及 高频感应线圈，其环设在所述圆柱形管体的外部，用于在所述圆柱形管体内部形成一频率为200纽2-2000纽2的高频电磁场，以使工作气体被电离形成等离子体。
2.如权利要求1所述的100X1高频感应发生器，其特征在于，所述高频感应线圈设置在所述圆柱形管体的中间位置。
3.如权利要求1所述的100X1高频感应发生器，其特征在于，还包括: 气体导入部，其包括第一送气通道和环形槽，其中，所述环形槽环设在所述第一送气通道的周围；所述进气端插入并固定至所述环形槽内；所述第一送气通道与所述进气端连通，用以向所述进气端提供工作气体。
4.如权利要求3所述的1001(1高频感应发生器，其特征在于，所述气体导入部包括内筒体和外筒体，其中，所述内筒体的内部空腔为所述第一送气管道，所述外筒体套设在所述内筒体的外侧，所述外筒体的一端与所述内筒体的一端固定连接，并且所述外筒体与所述内筒体限定出所述环形槽。
5.如权利要求4所述的100X1高频感应发生器，其特征在于，还包括: 喷管，所述出气端插入并固定至所述喷管中。
6.如权利要求1至5中任一项所述的100X1高频感应发生器，其特征在于，所述气体导入部设置有第二送气通道，所述第二送气通道用以向所述圆柱形管体内部提供沿所述圆柱形管体的内壁切向旋转进入的冷却气体。
7.如权利要求6所述的1001(1高频感应发生器，其特征在于，所述第二送气通道贯穿所述外筒体的侧壁以及所述内筒体的侧壁，并连通至所述圆柱形管体的内部。
【文档编号】H05H1/34GK104470185SQ201410766387
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】刘祥, 陈连忠, 陈海群, 马建平 申请人:中国航天空气动力技术研究院