[发明专利]压电式发汗冷却板、发动机燃烧室及冷却方法

权利要求书

1.压电式发汗冷却板，其特征在于，该压电式发汗冷却板作为火箭发动机燃烧室的内壁，且其与火箭发动机燃烧室的外壁间形成冷却液流通通道；其朝向燃烧室内的一侧为内侧面，朝向冷却液流通通道的一侧为外侧面，包括：

基底(1)，其分为有孔区域和无孔区域，在所述基底(1)上的有孔区域布满圆台状的微锥孔(2)，各所述微锥孔(2)均贯通于所述基底(1)，且所述微锥孔(2)的小直径端位于内侧面端；

压电陶瓷环(3)，为多个，均为圆环状，间隔平贴在所述基底(1)上的无孔区域，且位于外侧面壁面上；各所述压电陶瓷环(3)的两相对壁面分别与交流电源的正负极相连接；可通过改变施加在压电陶瓷环(3)两相对壁面的交流电电压来改变冷却剂的质量流率；

所述压电陶瓷环(3)用于：在接通所述交流电源时，所述压电陶瓷环(3)产生周期性机械振动，带动所述基底(1)做周期性变形振动，使各所述微锥孔(2)发生形变；

所述微锥孔(2)用于：在发生形变的过程中，将冷却液挤入所述燃烧室内。

2.根据权利要求1所述的压电式发汗冷却板，其特征在于，各所述微锥孔(2)的内径为微米量级。

3.根据权利要求2所述的压电式发汗冷却板，其特征在于，所述基底(1)采用弹性模量较小的金属板。

4.根据权利要求3所述的压电式发汗冷却板，其特征在于，所述有孔区域和无孔区域间隔排布，且所述有孔区域的面积大于无孔区域的面积。

5.根据权利要求4所述的压电式发汗冷却板，其特征在于，多个所述微锥孔(2)均匀排布，横向成排，竖向成列。

6.一种具有压电式发汗冷却的发动机燃烧室，其特征在于，使用所述权利要求1-5中任一项所述的压电式发汗冷却板，所述火箭发动机燃烧室为带有夹层的壳体结构，该压电式发汗冷却板作为火箭发动机燃烧室的内壁，且其与火箭发动机燃烧室的外壁间形成冷却液流通通道；所述冷却液流通通道的入口端用于与外界压力仓相连接；

所述压电式发汗冷却板用于：在接通所述交流电源时，所述压电式发汗冷却板振动弯曲，所述冷却液流通通道内的冷却液由各所述微锥孔(2)流出，至燃烧室内壁面。

7.一种基于压电材料的压电式发汗冷却方法，其特征在于，使用权利要求1-5中任一项所述的压电式发汗冷却板，具体冷却方法如下：

接通所述交流电源，交流电的一个正弦波的变化周期对应于所述压电陶瓷环(3)的一个振动周期，交流电的一个正弦波又平分为振动的前半周期和振动的后半周期；

在振动的前半周期，所述基底(1)朝向冷却液侧振动弯曲，与冷却液液面接触；同时，各所述微锥孔(2)发生形变，容积增大，冷却液由各所述微锥孔(2)的大直径端流入锥孔内部；

在振动的后半周期，所述基底(1)由冷却液侧朝向主流通道振动弯曲，反向振动弯曲，各所述微锥孔(2)发生形变，容积减小，冷却液由各所述微锥孔(2)的小直径端流出，至压电式发汗冷却板内侧面；

重复上述振动周期，冷却液持续由各所述微锥孔(2)的小直径端流出。