[發明專利]超音熱分離機

無效

• 申請號: 200710087171.2
• 申請日: 2007-03-23
• 公開（公告）號: CN101071008A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 李樹云;劉慶梅;楊泳升
• 申請（專利權）人: 李樹云;劉慶梅
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域??屬于利用氣體壓力膨脹制冷設備

背景技術??國內公告號CN2052509U“氣波制冷機”撰寫的效率數據比現有技術“法國NAT公司研制的旋轉式熱分離機的最新一代產品提高10～30％，公告號CN2082380U“脈沖制冷機”指出“氣波制冷機，采用斜噴嘴效率低，采用電機拖動皮帶輪調速可靠，效率高。”氣波制冷法的核心技術是兩個專利，將美國專利號3828574脈沖管末端用來增大反射激波壓強P3，吸聲頻帶窄的單個共振器改作“激波吸收腔”或“破波器”用來“吸收激波”或“防止激波反射”。法國納特公司1969年開始試驗熱分離機，1980年法國超音熱分離機公開、宣告了以法國1974年美國專利號3828574為代表的，依據亞音速技術方案結構設計的電機拖動運行，空氣效率45％～50％的亞音熱分離機被淘汰。專利號3828574特征：噴嘴、噴嘴前后閥板(一維非定型激波條件)，噴嘴傾斜，超音速進氣道設計成沒有吞咽激波效能的等截面管段亞音靜子，負流入角，導致嚴重失速，只能靠電機拖動運行，脈沖管未端吸聲頻帶窄的單個共振器。美國專利號3828574發明涉及噴嘴流脈沖氣流裝置，根據美國斯坦福大學S·J克蘭《湍流附面層的計算和結構—技術發展水平》在0.8≤M≤1.2范圍內，變成嚴重堵塞，即激波產生于轉子噴嘴內，根據比利時馮·卡門流體動力學研究院《跨音狀態的葉柵流》激波產生于轉子里，這就增大了轉子與靜子之間的壓力和溫度，從而導致轉子進入失速工作狀態，對于飛機來說這種危險是極大的，實際上是沒有質量流量范圍的。因此，噴嘴結構應是出口馬赫數M＞1.2的超音縮放噴嘴，根據馮·卡門作序的經典教科書，國內外普遍采用作為高年級大學生和研究生氣體動力學課程的兩本教科書，與超音轉子噴嘴相對的葉柵結構應是超音速進氣道，幾何尺寸固定的超音進氣道應是縮放結構的超音速噴管。因此，超音熱分離機是由超音速上游禁迅原理構造流動和分析流動，上游禁迅即下游產生的撓動(壓力溫度密度變化)不影響上游流動狀態，亞音速不具有這一特性。噴嘴的兩壁沿旋轉方向加厚為前后閥板U_A＝0，U_B＝0因此脈沖管內流動可按一維非定型激波計算。P₁是脈沖管出口壓力，P₁和排氣出口壓強相等，P₃是脈沖管末端反射激波壓強，P₁/P₃是激波管的基本參數，P₂/P₃定義膨脹波強度。一維非定性激波的一個極端是大壓強差，最大膨脹T＝-273℃；一個極端是微小壓強差，聲學激波管，噴嘴出口氣流速度與音速之比u/c即馬赫數Mx＝1.0激波后My＝1.0，Py/Px≌1.0，Ty/Tx≌1.0聲波等熵流動。熱分離機是怎樣制冷的，有必要在具體實施中說明。根據87101903.5湍流膨脹機發明專利研制的2Mpa、4Mpa撬裝超音熱分離機，經歷了十多年石油氣生產考核，積累了正反兩方面經驗。本機型的優勢在于，可在其它機種很難工作的兩相區域運行，達到工作狀態非常快，不怕石油氣水化物，這是其它機種做不到的，因此具有開發價值。本發明的任務是解決小膨脹比工況自動起動運行；提高機組效率；本機唯一的易損件是軸承，實現10Mpa壓力大型機組軸承使用壽命連續運行3年以上。

發明內容??本發明提供了既可在大膨脹比工況條件下自動起動運行，也可在小膨脹比工況條件下自動起動運行的超音進口相對流動的自動起動運行結構；采用擴壓效率100％的超音速擴壓器(8)，在脈沖管(5)末端聯通組合共振器(6)，共振腔內設置金屬微穿孔板，將大部分聲能轉換為壓力能，增加脈沖管末端反射激波壓強，提高機器效率；本機無易損零件，采用軸向力平衡結構，可使10Mpa超音熱分離機組連續運行3年以上。