一种星式交流电弧加热器收缩段的制作方法

本发明涉及交流电弧加热器，尤其是涉及一种星式交流电弧加热器收缩段。

背景技术：

1、电弧加热器被广泛应用于航天气动热试验中，可提供试验所需状态的气流，交流电弧加热器因其不需要昂贵的整流设备，多弧运行耐烧蚀等优点，成为电弧加热设备的不错选择。三相星式结构是交流电弧加热器的重要类型，如图4所示，相同结构的三组电极及收缩段安装在同一个混合室上，彼此相隔120°。

2、收缩段是交流电弧加热器的重要部件，将电极与混合室连接在一起，现有收缩段采用紫铜材料加工，整体为锥形结构，上端面与电极连接，绝缘失效后导致打弧损坏，下端面伸入混合室，长时间、高热流状态运行后容易烧损，同时加热器在气流量较小的情况下运行，电弧弧根容易落在收缩段上，造成烧损降低使用寿命。收缩段烧坏后基本无法维修，频繁更换，既影响试验效率，又将大大提高试验成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种星式交流电弧加热器收缩段，能够实现对收缩段的冷却，提高耐烧蚀能力；

2、本发明提供一种星式交流电弧加热器收缩段，包括沿径向由内至外设置的内壳、导流件和外壳；所述内壳与所述导流件之间形成内层流通道，所述导流件与所述外壳之间形成外层流通道，所述内层流通道与所述外层流通道之间连通；所述外壳上设置有冷却液进口和冷却液回口，所述冷却液进口连通至所述内层流通道，所述冷却液回口连通至所述外层流通道。

3、进一步地，所述导流件为环形结构。

4、进一步地，所述内壳的外侧设有冷却液槽。

5、进一步地，所述导流件的外侧设有冷却液槽。

6、进一步地，所述内壳的外壁与所述导流件的内壁之间具有冷却液通过的间距。

7、进一步地，所述导流件的外壁与所述外壳的内壁之间具有冷却液通过的间距。

8、进一步地，所述内壳、所述导流件和所述外壳的共同一端连接有电极连接端，所述内壳和所述外壳的共同另一端连接有混合室连接端。

9、进一步地，所述内壳和所述导流件均为紫铜材料，所述外壳为不锈钢材料。

10、进一步地，所述内壳的内壁形成拉瓦尔型面。

11、进一步地，所述导流件和所述外壳为与所述内壳形状相同的拉瓦尔型面。

12、本发明的技术方案通过冷却液进口使高压去离子水流入，流经内层流通道的过程中持续对内壳进行冷却降温，从而实现对收缩段的冷却；去离子水流经内层流通道后进入外层流通道中，然后从冷却液出口流出，实现循环流动在线冷却。本发明可提高收缩段的耐烧蚀能力。

技术特征：

1.一种星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，包括沿径向由内至外设置的内壳、导流件和外壳；

2.根据权利要求1所述的星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，所述导流件为环形结构。

3.根据权利要求2所述的星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，所述内壳的外侧设有冷却液槽。

4.根据权利要求3所述的星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，所述导流件的外侧设有冷却液槽。

5.根据权利要求4所述的星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，所述内壳的外壁与所述导流件的内壁之间具有冷却液通过的间距。

6.根据权利要求5所述的星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，所述导流件的外壁与所述外壳的内壁之间具有冷却液通过的间距。

7.根据权利要求1所述的星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，所述内壳、所述导流件和所述外壳的共同一端连接有电极连接端，所述内壳和所述外壳的共同另一端连接有混合室连接端。

8.根据权利要求7所述的星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，所述内壳和所述导流件均为紫铜材料，所述外壳为不锈钢材料，所述电极连接端和所述混合室连接端为银铜合金材料。

9.根据权利要求1所述的星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，所述内壳的内壁形成拉瓦尔型面。

10.根据权利要求9所述的星式交流电弧加热器收缩段，其特征在于，所述导流件和所述外壳为与所述内壳形状相同的拉瓦尔型面。

技术总结
本发明提供了一种星式交流电弧加热器收缩段，包括沿径向由内至外设置的内壳、导流件和外壳；内壳与导流件之间形成内层流通道，导流件与外壳之间形成外层流通道，内层流通道与外层流通道之间连通；外壳上设置有冷却液进口和冷却液回口，冷却液进口连通至内层流通道，冷却液回口连通至外层流通道。涉及交流电弧加热器技术领域，本发明的技术方案通过冷却液进口使高压去离子水流入，流经内层流通道的过程中持续对内壳进行冷却降温，从而实现对收缩段的冷却；去离子水流经内层流通道后进入外层流通道中，然后从冷却液出口流出，实现循环流动在线冷却。本发明可提高收缩段的耐烧蚀能力。

技术研发人员：焦方坤,李飞,周法,朱旭,张荣国
受保护的技术使用者：中国航天空气动力技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27