[发明专利]一种防冻结过冷装置及火箭

说明书

本发明涉及冷却装置技术领域，具体涉及一种防冻结过冷装置及火箭。所述防冻结过冷装置包括：过冷箱，适于盛放冷却介质，冷却介质具有气体状态和液体状态；换热器，设置于过冷箱中，并放置于呈液体状态的冷却介质中，换热器内部适于通入待冷却介质；增压泵，与过冷箱的入口端相连，适于向过冷箱中注入增压后的冷却介质；压力控制模块，适于检测过冷箱内的压力，并根据检测到的压力值控制增压泵的转速。本发明提供的防冻结过冷装置，设置增压泵向过冷箱中注入增压后的冷却介质，增压后的冷却介质饱和温度升高，避免待冷却介质冻结，增压泵与过冷箱只需简单的一条管路连通即可，结构简单，从而提供一种管路数量少、结构简单的防冻结过冷装置。

技术领域

本发明涉及冷却装置技术领域，具体涉及一种防冻结过冷装置及火箭。

背景技术

随着航天技术的发展，低温运载火箭逐渐迈向商业化，液甲烷作为一种燃料推进剂受到越来越多的关注，通过过冷的方式可以改善液甲烷的热力学性能、增加其自身密度、降低饱和压力等，从而提升火箭的有效载荷，具有巨大的应用价值。现有技术中常采用液氮作为冷却介质，通过液氮与液甲烷进行热交换来对液甲烷进行冷却，然而，液甲烷的冷却需要适度，在对液甲烷进行过冷冷却的过程中，若液氮的温度过低，则会造成液甲烷冻结，从而造成加注管路堵塞、加注延迟等问题，进而影响火箭发射及运行。现有技术中有一种使用升温后的液氮对液甲烷进行冷却，以防止液甲烷冻结的过冷装置，然而该装置需要设置两条液氮流路分别流过升温处理的液氮和未经升温处理的液氮，并且两条液氮流路需要分别控制流量，两条液氮流路中的液氮混合后作为冷却介质对液甲烷进行冷却，冷却过程也只能在结构较为复杂的釜式换热器中进行，因而该装置中的管路较多、结构复杂，不利于推广使用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中防冻结过冷装置管路较多、结构复杂的缺陷，从而提供一种管路数量少、结构简单的防冻结过冷装置。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中火箭的防冻结过冷装置管路较多、结构复杂的缺陷，从而提供一种管路数量少、结构简单的火箭。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种防冻结过冷装置，包括：

过冷箱，适于盛放冷却介质，所述冷却介质具有气体状态和液体状态；

换热器，设置于所述过冷箱中，并放置于呈液体状态的所述冷却介质中，所述换热器内部适于通入待冷却介质；

增压泵，与所述过冷箱的入口端相连，适于向所述过冷箱中注入增压后的所述冷却介质；

压力控制模块，适于检测所述过冷箱内的压力，并根据检测到的压力值控制所述增压泵的转速。

可选的，所述防冻结过冷装置还包括：

第一放气阀，设置于所述过冷箱的出口端，适于排出所述过冷箱中的呈气体状态的所述冷却介质；

第一温度控制模块，适于检测呈液体状态的所述冷却介质的温度，并根据检测到的温度控制所述第一放气阀的开度。

可选的，所述压力控制模块包括压力表，所述压力表与所述过冷箱内部连通，适于检测所述过冷箱中的压力。

可选的，所述防冻结过冷装置还包括：液位计，所述液位计与所述过冷箱相连，适于监控所述过冷箱中呈液体状态的所述冷却介质的液位高度。

可选的，所述换热器设置于所述待冷却介质的待冷却介质流路的第一流路上，所述待冷却介质流路还包括第二流路，所述第二流路与所述第一流路并联，所述第二流路设置于所述过冷箱中，并且所述第二流路位于呈液体状态的所述冷却介质的液位以上，所述第一流路与所述第二流路适于汇流后经由待冷却介质出口管路导出所述过冷箱。

可选的，所述第二流路上设置有旁通阀，适于控制所述第二流路的流量大小。