一种基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器

本技术涉及空间辐射换热器领域，尤其涉及的是一种基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器。

背景技术：

1、随着人类对宇宙探索的不断推进，各种大功率航天器、空间中及核动力推进器都亟待发展，而越大的功率就意味着越多废热的产生，因所处宇宙环境为真空，传热主要依靠辐射换热，故需要采用空间辐射换热器。

2、空间辐射换热器利用其液滴发生器产生成千上万的微小、均匀液滴来与宇宙环境进行辐射换热，而传统的液滴发生器例如压电式、气动式和电磁式等所产生的液滴均匀性较差，液滴数量少，液滴直径的改变较为困难，且结构复杂，不便于加工和太空输运。

3、因此，现有技术中的空间辐射换热器所用传统的液滴发生器尚有待改进和发展。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，可产生大量、均匀的微小液滴，且直径可调。

2、本实用新型的技术方案如下：一种基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，包括液腔室、泵、储液室、喷嘴板、聚焦透镜和激光发射器；液腔室与储液室之间经由管道连通，喷嘴板设置在储液室的底部，泵设置在管道上，用于将液腔室中的液体加压后泵入储液室，并使液体在通过喷嘴板时产生射流液柱；激光发射器用于发出激光，且激光发射器所发出的激光方向与射流液柱的方向相垂直；聚焦透镜位于激光发射器的前端，用于将激光发射器发出的激光聚焦在射流液柱上，使射流液柱崩解形成液滴。

3、所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其中：所述喷嘴板为单层孔板，其上均布有100×100个直径100~300微米的喷孔阵列，且所有喷孔朝向储液室的一侧均开口设置有倒角。

4、所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其中：所述喷嘴板由两层以上的多层孔板叠置而成，不同层孔板之间的喷孔孔径大小不一，且相邻两层孔板之间可细微移动以产生错位。

5、所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其中：所述泵到储液室之间的管道上设置有流量计和压力计，流量计用于实时显示和监测流入储液室的液体流量或流速，压力计用于显示和监测流入储液室的液体压力。

6、所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其中：所述泵到储液室之间的管道上设置有和滤膜，用于对流入储液室的液体进行过滤。

7、所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其中：所述激光发射器通过信号传输线与示波器相连接，用于调节激光发射器所发射激光的频率。

8、所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其中：所述激光发射器通过信号传输线与示波器相连接，用于调节激光发射器所发射激光的功率。

9、所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其中：所述泵为齿轮泵。

10、本实用新型所提供的一种基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，可通过激光热扰动使液体射流同时产生上万颗大量均匀、稳定的微小液滴，且液滴直径可从激光频率以及喷嘴板的喷孔大小两个方面进行控制，调控方便。

技术特征：

1.一种基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其特征在于，包括液腔室（1）、泵（2）、储液室（6）、喷嘴板（7）、聚焦透镜（8）和激光发射器（9）；液腔室（1）与储液室（6）之间经由管道（11）连通，喷嘴板（7）设置在储液室（6）的底部，泵（2）设置在管道（11）上，用于将液腔室（1）中的液体加压后泵入储液室（6），并使液体在通过喷嘴板（7）时产生射流液柱；激光发射器（9）用于发出激光，且激光发射器（9）所发出的激光方向与射流液柱的方向相垂直；聚焦透镜（8）位于激光发射器（9）的前端，用于将激光发射器（9）发出的激光聚焦在射流液柱上，使射流液柱崩解形成液滴。

2.根据权利要求1所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其特征在于：所述喷嘴板（7）为单层孔板，其上均布有100×100个直径100~300微米的喷孔（7a）阵列，且所有喷孔（7a）朝向储液室（6）的一侧均开口设置有倒角。

3.根据权利要求1所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其特征在于：所述喷嘴板（7）由两层以上的多层孔板叠置而成，不同层孔板之间的喷孔（7a）孔径大小不一，且相邻两层孔板之间可细微移动以产生错位。

4.根据权利要求1所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其特征在于：所述泵（2）到储液室（6）之间的管道（11）上设置有流量计（3）和压力计（4），流量计（3）用于实时显示和监测流入储液室（6）的液体流量或流速，压力计（4）用于显示和监测流入储液室（6）的液体压力。

5.根据权利要求1所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其特征在于：所述泵（2）到储液室（6）之间的管道（11）上设置有和滤膜（5），用于对流入储液室（6）的液体进行过滤。

6.根据权利要求1所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其特征在于：所述激光发射器（9）通过信号传输线（12）与示波器（10）相连接，用于调节激光发射器（9）所发射激光的频率。

7.根据权利要求1所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其特征在于：所述激光发射器（9）通过信号传输线（12）与示波器（10）相连接，用于调节激光发射器（9）所发射激光的功率。

8.根据权利要求1所述的基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，其特征在于：所述泵（2）为齿轮泵。

技术总结
本技术公开了一种基于激光调制液滴直径的空间液滴发生器，液腔室与储液室之间经由管道连通，喷嘴板设置在储液室的底部，泵设置在管道上，用于将液腔室中的液体加压后泵入储液室，并使液体在通过喷嘴板时产生射流液柱；激光发射器用于发出激光，且激光发射器所发出的激光方向与射流液柱的方向相垂直；聚焦透镜位于激光发射器的前端，用于将激光发射器发出的激光聚焦在射流液柱上，使射流液柱崩解形成液滴；可通过激光热扰动使液体射流同时产生上万颗大量均匀、稳定的微小液滴，且液滴直径可从激光频率以及喷嘴板的喷孔大小两个方面进行控制，调控方便。

技术研发人员：马宇,李建雄,王亚辉
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：20220510
技术公布日：2024/1/11