[发明专利]一种高频感应等离子加热风洞

摘要

一种高频感应等离子加热风洞，用于非平衡热环境和深空探测研究。该加热风洞包括：等离子发生器，喷管，试验段、扩压段、冷却器、真空机组和辅助系统。工作气体经等离子发生器加热，通过喷管作用在试验段的模型上，并通过扩压段增压、冷却器的冷却由真空机组排出大气。本发明提供的高频感应加热风洞能够提供高化学纯净、高温、高速气流环境的地面模拟设备，并且能够满足深空探测研究对气体组份的要求。

主权项

1.一种高频感应等离子加热风洞，其特征在于：包括：高频等离子发生器(101)、喷管(201)、试验段(301)、扩压段(401)、冷却器(501)和真空机组(601)；高频等离子发生器(101)使用高频感应‑耦合的方式将能量传输给气体，使气体电离，产生高温等离子体；高频等离子发生器(101)通过喷管(201)与试验段(301)连接，高温等离子体通过喷管(201)进行加速，形成高温流场；试验段(301)之后依次为扩压段(401)、冷却器(501)和真空机组(601)；所述真空机组(601)通过真空管道与冷却器(501)连接，通过变频运行的方式调节试验段(301)内的真空度，进而可以实现对试验段(301)内气体流动的控制；所述高频等离子发生器(101)包括内环气旋子(1)、内环与外环旋子连接件(2)、外环气旋子(3)、固定罩(4)、外石英管(6)、外石英管紧固环(5)、内石英管(7)、水冷电感线圈(8)、发生器与喷嘴连接件(9)、辐射屏蔽仓(10)；内环气旋子(1)、内环与外环旋子连接件(2)、外环气旋子(3)、固定罩(4)、外石英管(6)、外石英管紧固环(5)和内石英管(7)同轴布置；所述的内环气旋子(1)、外环气旋子(3)为中空且外环面为旋转沟槽结构，外环气旋子(3)沟槽旋转方向与内环气旋子旋转方向一致；内环气旋子(1)与外环气旋子(3)之间通过内环与外环旋子连接件(2)固连；内石英管(7)套在内环气旋子(1)的旋转沟槽外环面并与外环气旋子(3)之间通过阶梯限位；外石英管(6)套在外环气旋子(3)的旋转沟槽外环面并通过外石英管紧固环(5)紧固；外环气旋子(3)固定在固定罩(4)的上部，固定罩(4)的下部与辐射屏蔽仓(10)的上部固连，外石英管(6)与内石英管(7)部分置于辐射屏蔽仓(10)内；辐射屏蔽仓(10)的下部连接发生器与喷嘴连接件(9)；水冷电感线圈(8)缠绕在位于辐射屏蔽仓(10)内外石英管(6)的外围，线圈末端接高频电源。