[实用新型]一种电弧加热器的内壁气膜

说明书

本实用新型提供了一种电弧加热器的内壁气膜，包括用于通入冷气的电弧进气孔、集气环、若干切向冷气通道，所述集气环位于电弧加热器的内壁和外壁之间且与电弧加热器同轴；所述电弧进气孔径向设置在所述外壁上且和所述集气环连通；所述切向冷气通道沿所述内壁切向设置，且切向方向和电弧加热器旋转方向同向；所述切向冷气通道的一端和所述集气环连通、另一端电弧加热器内腔连通。本实用新型的电弧加热器的内壁气膜可以减轻电弧加热器烧损状况，延长电弧加热器的使用寿命，提高电弧加热器的运行效率。

技术领域

本实用新型涉及电弧加热器的技术领域，具体为一种电弧加热器的内壁气膜。

背景技术

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。随着技术的进步，电弧加热器的最高运行功率逐渐提升，由此带来的电弧加热器自身烧损与寿命问题也在凸显。

目前，大多数类型的电弧加热器均采用围绕加热器内壁外侧的高压冷却水配合紫铜材料制成的内壁面进行冷却。依靠紫铜本身的高导热率，将加热器累积的热量快速传导至冷却水，保证加热器结构不会经受过重的烧蚀。然而该冷却方法使得加热器内壁面与高温气体直接接触，从而必定产生烧损，影响加热器使用寿命，内壁材料烧蚀产物还会污染高温气体，冷却水带走的热量还会降低电弧加热器工作效率。另外，这种电极采用内外套式的结构，在紫铜内套和加热器外套之间布置冷却水道，并采用橡胶密封圈对高压冷却水进行密封。这种结构使得电极的加工周期较长，安装过程复杂，并且内部高温环境容易使橡胶密封圈炭化而失效，成为电弧加热器运行过程中的薄弱环节。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电弧加热器的内壁气膜，以解决上述背景技术中的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电弧加热器的内壁气膜，其特征在于，包括用于通入冷气的电弧进气孔、集气环、若干切向冷气通道，所述集气环位于电弧加热器的内壁和外壁之间且与电弧加热器同轴；所述电弧进气孔径向设置在所述外壁上且和所述集气环连通；所述切向冷气通道沿所述内壁切向设置，且切向方向和电弧加热器旋转方向同向；所述切向冷气通道的一端和所述集气环连通、另一端和电弧加热器内腔连通。

进一步的，所述切向冷气通道沿所述内壁的圆周方向均匀布置。

进一步的，所述切向冷气通道的设置数量大于等于4个。

进一步的，所述切向冷气通道为拉瓦尔喷管。

进一步的，所述拉瓦尔喷管的喉道直径≤2mm。

进一步的，所述电弧进气孔的设置数量包括一个或一个以上。

进一步的，所述电弧进气孔的设置数量为一个以上时，所述电弧进气孔的截面积之和等于所述集气环的截面积，且大于所述喉道截面积之和。

进一步的，所述电弧进气孔的设置数量为一个以上时，所述电弧进气孔沿所述外壁的圆周方向均匀设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)减轻电弧加热器烧损状况，延长电弧加热器使用寿命；

2)提高电弧加热器运行效率；

3)减少电弧加热器内气体中的金属蒸气杂质，提高气体纯净度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。