[发明专利]感应加热的液体蒸发型微推进器及其制备方法

摘要

本发明是一种感应加热的液体蒸发型微推进器及其制备方法。微推进器包括腔体层、上盖片、基底、金属加热盘、上PCB板、下PCB板、励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ；其中，腔体层上制作的结构包括微流道、收缩口、加热蒸发腔和拉瓦尔喷口；具体为一种利用电磁感应加热液体，使液体在加热腔内汽化，腔内的压力增大，高压气体从微喷嘴高速喷出产生推力，进而使微推进器获得相反方向的驱动力。微推进器对于实现微卫星的位置保持、姿态控制、引力补偿、轨道调整等方面起着极其重要的作用，属于航空、航天、微推进技术和微机械领域。

主权项

1.感应加热的液体蒸发型微推进器，其特征在于：包括腔体层、上盖片、基底、金属加热盘、上PCB板、下PCB板、励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ；其中，腔体层上制作的结构包括微流道、收缩口、加热蒸发腔和拉瓦尔喷口；所述微流道与拉瓦尔喷口深度相同，为150μm‑300μm，宽度为80μm‑300μm；所述进液口加工在上盖片上，贯穿整个上盖片；所述微流道中设计半圆状收缩口，距离加热蒸发腔进口800μm‑1500μm，收缩口处的微流道宽度为30μm‑50μm，防止液体向进液口回流，收缩口另一侧通过微流道与加热蒸发腔相连；所述加热蒸发腔为圆形腔体结构，其通过微流道与进液口相连通，加热蒸发腔的另一侧与拉瓦尔喷口相连通；所述拉瓦尔喷口进口宽度与微流道宽度相同，最窄处宽度为30μm‑80μm且距离出口处800μm‑1000μm，拉瓦尔喷口出口宽度为200μm‑500μm；所述励磁线圈Ⅰ加工在上PCB板上，励磁线圈Ⅱ加工在下PCB板上；所述励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ同心，且与金属加热盘同心；所述金属加热盘制作在基底上表面，所述加热蒸发腔通过进液口和微流道填充液体；微推进器通过进液口和微流道向加热蒸发腔内输送液体；同时，对励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ中通入交变电流，电流方向均为顺时针或逆时针，励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ周围产生叠加增强的交变磁场；金属加热盘在交变磁场中，其内部就会产生涡流，涡流产生焦耳热，使金属加热盘温度升高，加热蒸发腔内的液体与金属加热盘直接接触，由于热传导的效应，液体被金属加热盘加热，使加热蒸发腔内液体汽化成气体；气体体积变大，其腔体内压力升高，加热蒸发腔内气体在压力的作用下，通过拉瓦尔喷口喷出，从而微推进器获得相反方向的驱动力。