[發明專利]一種用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置

有效

• 申請號: 202010828732.5
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111927647B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 胥蕊娜;姜培學;廖志遠
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F02K7/10
• 分類號: F02K7/10;F02K1/82;F02K1/78
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張夢澤

1.一種用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置，其特征在于，所述裝置包括：

支撐結構、拉瓦爾噴管、換熱腔室、外殼和冷卻劑注入通道；所述支撐結構設置在所述外殼內部，所述冷卻劑注入通道和所述拉瓦爾噴管均設置在所述支撐結構內部，所述換熱腔室設置在所述外殼的內部，所述冷卻劑注入通道通過所述拉瓦爾噴管與所述換熱腔室連通；

所述拉瓦爾噴管用于將所述冷卻劑注入通道輸入的冷卻劑降壓提速至超聲速狀態后噴出；

所述換熱腔室用于利用噴出的冷卻劑對所述外殼進行沖擊冷卻，帶走熱量；

帶有所述拉瓦爾噴管和所述冷卻劑注入通道的所述支撐結構通過鍛造、鑄造、切削或3D打印方式一體化加工；

所述支撐結構與拉瓦爾噴管的材質為鈦合金。

2.根據權利要求1所述的用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置，其特征在于，在所述外殼上設置至少一個排氣槽，所述排氣槽與所述換熱腔室對應設置；所述排氣槽用于將換熱后的冷卻劑排出。

3.根據權利要求1所述的用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置，其特征在于，所述外殼內側為微納米級強化換熱結構。

4.根據權利要求3所述的用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置，其特征在于，所述微納米級強化換熱結構為激光刻蝕形成的方柱陣列。

5.根據權利要求4所述的用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置，其特征在于，在所述方柱陣列表面生長納米線結構。

6.根據權利要求5所述的用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置，其特征在于，所述方柱陣列的高度為40μm、寬度為20μm；所述納米線結構的高度為1μm、直徑為100nm。

7.根據權利要求2所述的用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置，其特征在于，所述排氣槽為長方形、正方形、三角形、圓形和雪花形中至少一種。

8.根據權利要求2所述的用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置，其特征在于，所述裝置還包括：在所述外殼表面鋪設加隔熱層、輻射反射膜和隱形鍍層中至少一種。

9.根據權利要求1所述的用于高溫頭錐的冷卻熱防護裝置，其特征在于，所述冷卻劑為超臨界壓力二氧化碳。