[发明专利]一种适用于超高温等离子体风洞的冷却器

权利要求书

1.一种适用于超高温等离子体风洞的冷却器，其特征在于，包括：预冷导流锥部(1)、管式冷却部(2)以及收缩排气部(3)；其中，

所述预冷导流锥部(1)，包括扩压锥(11)、导流锥(12)以及水路管道(13)；所述扩压锥(11)为内部中空的锥形腔体结构，包括输入端和输出端，用于对输入端输入的高温气流进行扩压和预冷；所述导流锥(12)为内部中空的导流式腔体结构，设置于所述锥形腔体结构中，且与所述管式冷却部(2)贯通连接，用于对所述锥形腔体结构中高温气流进行预冷；所述水路管道(13)，贯穿所述扩压锥(11)的壳体，用于支撑所述导流锥(12)固定于所述扩压锥(11)壳体上；

所述管式冷却部(2)，设置于所述预冷导流锥部(1)的输出端，且内部设置冷却水，用于对所述预冷导流锥部(1)输出的预冷后的气流进行降温得到冷却后的气流；

所述收缩排气部(3)，设置于所述管式冷却部(2)的输出端，用于将所述冷却后的气流排出。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扩压锥(11)的全锥角取值范围为(0°，45°)，所述扩压锥(11)的输出端直径为输入端直径的3～5倍。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述扩压锥(11)的全锥角为20°，所述扩压锥(11)的输出端直径为输入端直径的4倍。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述导流锥(12)与所述扩压锥(11)输入端之间的距离不小于1000mm，所述导流锥(12)的全锥角取值范围为(20°，50°)。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述导流锥(12)包括钝头(121)和输出端(122)，所述钝头(121)的半径取值范围为(40mm，60mm)，所述输出端(122)的直径为所述扩压锥(11)输入端直径的1～1.5倍。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导流锥(12)的全锥角为30°，所述钝头(121)的半径为50mm。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预冷导流锥部(1)还包括：第一导流板(14)，所述第一导流板(14)沿着所述导流锥(12)的中轴线设置于所述导流式腔体内部，用于使得所述导流锥(12)内水路能拐弯经过所述钝头(121)区域，增大对所述钝头(121)高热流负载区域的冷却能力。

8.如权利要求1～7任一项所述的装置，其特征在于，所述管式冷却部(2)包括：前端板(21)、后端板(22)、壳体(23)、多个第二导流板(24)、多个换热管(25)、进水口(26)以及出水口(27)；其中，

所述壳体(23)与所述前端板(21)以及所述后端板(22)连接，用于形成内部中空的腔体结构；所述前端板(21)以及所述后端板(22)均设置有多个第一小孔；所述多个第二导流板(24)上下交错设置于所述腔体结构内部，且设置有多个第二小孔；所述多个换热管(25)按照预设间距平行于所述腔体结构中轴线设置于所述腔体结构内部，每个所述换热管(25)直径与所述小孔的直径相同，与所述第一小孔焊接连接，且从所述第二小孔穿过；所述进水口(26)设置于所述壳体(23)上，用于向所述腔体结构中输入冷却水；所述出水口(27)设置于所述壳体(23)上，用于将所述腔体结构中冷却水放出。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述每个换热管(25)的直径取值范围为(50mm，60mm)，所述预设间距为所述每个换热管(25)直径的2倍。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述前端板(21)厚度取值范围为(40mm，50mm)。