一种高热效率管式电弧加热器制造技术

本发明专利技术涉及航空航天飞行器气动热地面模拟试验装置技术领域，尤其是涉及一种高热效率管式电弧加热器，该电弧加热器包括通过连接法兰依次串联连接的后端盖、电极和旋气室；其中，所述后端盖包括第一基体和设置在所述第一基体上的互不连通的第一高压气道和第一冷却水道；所述电极包括第二基体和设置在所述第二基体上的互不连通的第二高压气道和第二冷却水道；所述旋气室包括第三基体和设置在所述第三基体上的互不连通的第三高压气道和第三冷却水道。本发明专利技术将传统电极的内外水套结构设计为一个整体，巧妙避免了冷却水和工作气的密封问题，此外，电极中第二冷却水道和第二高压气道的设计减少了电极烧损，延长了电极寿命，提高加热器的运行热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高热效率管式电弧加热器
本专利技术涉及航空航天飞行器气动热地面模拟试验装置
，尤其是涉及一种高热效率管式电弧加热器。
技术介绍
管式电弧加热器作为航空航天飞行器气动热地面模拟试验的重要设备，具有运行可靠、状态可调等优点，可以较好地模拟高压、中低焓、高热流密度的再入热环境，在高超声速飞行器热防护的研究中占据着重要地位。目前，电弧加热器的制造处于传统的机械加工工艺阶段，这种工艺无法满足一些细节部位和复杂结构的加工需求，导致现阶段的电弧加热器大多采用内外水套嵌O形密封圈的方式完成冷却水、工作气的密封，不仅限制了整体结构的可靠度，而且增加了组件间安装拆卸的难度。此外，由于其采用内外水套的双元结构，导致电极无法插入进气组件，只能依靠旋气室进行单一供气，无法充分利用气膜对电极壁面的保护作用，同时也制约着加热器运行热效率的提升。然而，随着我国各类新型高超声速飞行器研制工作的开展，对电弧加热器性能的提升提出了更高的要求，例如如何优化加热器的结构设计，在提升加热器工作性能的同时，简化其安装拆卸的工时工序。因此，开发一种新型的高热效率管式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高热效率管式电弧加热器，其特征在于，包括通过连接法兰(1)依次串联连接的后端盖(2)、电极(3)和旋气室(4)；/n其中，所述后端盖(2)包括第一基体(5)和设置在所述第一基体(5)上的互不连通的第一高压气道和第一冷却水道(6)；/n所述电极(3)包括第二基体(7)和设置在所述第二基体(7)上的互不连通的第二高压气道和第二冷却水道；/n所述旋气室(4)包括第三基体(8)和设置在所述第三基体(8)上的互不连通的第三高压气道和第三冷却水道。/n

【技术特征摘要】
1.一种高热效率管式电弧加热器，其特征在于，包括通过连接法兰(1)依次串联连接的后端盖(2)、电极(3)和旋气室(4)；
其中，所述后端盖(2)包括第一基体(5)和设置在所述第一基体(5)上的互不连通的第一高压气道和第一冷却水道(6)；
所述电极(3)包括第二基体(7)和设置在所述第二基体(7)上的互不连通的第二高压气道和第二冷却水道；
所述旋气室(4)包括第三基体(8)和设置在所述第三基体(8)上的互不连通的第三高压气道和第三冷却水道。


2.根据权利要求1所述的电弧加热器，其特征在于，所述第一基体(5)为圆盘状结构；
所述第一高压气道包括多条第一气道分支(9)，每条所述第一气道分支(9)均匀分布在所述第一基体(5)的轴心处，且呈螺旋形贯穿于所述第一基体(5)的左右端面；
所述第一冷却水道(6)呈回龙盘形环绕于所述第一高压气道的外侧，且呈串联相通的同心圆环均匀分布于所述第一基体(5)的左右端面；
所有所述第一气道分支(9)均与所述第一冷却水道(6)互不连通。


3.根据权利要求2所述的电弧加热器，其特征在于，所有所述第一气道分支(9)与所述第一基体(5)端面的倾斜角度不小于30o；
且所有所述第一气道分支(9)的最小内径不大于1mm，且不小于0.5mm。


4.根据权利要求3所述的电弧加热器，其特征在于，所述第一冷却水道(6)与所述第一基体(5)右侧端面的距离不大于1mm；
且所述第一冷却水道(6)的等效通径不小于3mm。


5.根据权利要求1所述的电弧加热器，其特征在于，所述第二基体(7)为圆柱体套筒形结构；
所述第二冷却水道包括多条沿所述第二基体(7)的周向均匀分布的第二水道分支(10)；
所述第二高压气道包括多段均匀分布于所述第二水道分支(10)外侧的第二气道分支(11)。


6.根据权利要求5所述的电弧加热器，其特征在于，所有所述第二水道分支(10)均包括依次连通的第二水道入口(12)、第二入口集水环(13)、第二筋槽(14)、第二出口集水环(15)和第二水道出口(16)；
其中，所述第二水道入口(12)和所述第二水道出口(16)分别开设在所述第二基体(7)两端的外壁上，且所述第二水道入口(12)与所述第二水道出口(16)不在同一纵向截面内；
所述第二入口集水环(13)和第二出口集水环(15)均呈圆环状结构，且分别与所述第二基体(7)同轴布设在所述第二基体(7)两端的内腔与外壁之间；
所述第二筋槽(14)设置在所述第二基体(7)的内壁之外。


7.根据权利要求6所述的电弧加热器，其特征在于，所有所述第二气道分支(11)均包括第二气道进气孔(17)、第二气道集气环(18)和多个第二切向进气孔(19)；
所述第二气道进气孔(17)沿所述第二基体(7)的径向方向开设在所述第二基体(7)的外壁上；
所述第二气道集气环(18)呈圆环状结构，且同轴布设在所述第二基体(7)的内腔与外壁之间；
所有所述第二切向进气孔(19)均开设在所述第二基体(7)的内壁上，并沿所述第二基体(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：文鹏，刘雨翔，杨汝森，欧东斌，陈海群，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11