[發(fā)明專利]超音速壓縮機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210236346.2
• 申請(qǐng)日: 2012-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN102865234A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.薩雷托;S.P.勞勒;P.布朗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 拉姆金動(dòng)力系統(tǒng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F04D21/00
• 分類號(hào): F04D21/00;F04D29/40;F04D27/00
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

政府投資聲明

本發(fā)明是在美國(guó)能源部授予的合同No.DE-FE0000493下在美國(guó)政府支持下完成的。美國(guó)政府在本發(fā)明中具有特定權(quán)利。

附圖的版權(quán)

本專利文件的公開內(nèi)容的一部分含有受版權(quán)保護(hù)的材料。本申請(qǐng)人不反對(duì)任何人對(duì)出現(xiàn)在專利和商標(biāo)局專利文件或記錄中的專利文件或?qū)＠_內(nèi)容進(jìn)行描摹復(fù)制，但以任何其它方式保留全部版權(quán)。

相關(guān)專利申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求2011年7月9日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.61/506,055的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本說(shuō)明涉及用于氣體壓縮的設(shè)備和方法，且更特別地涉及被設(shè)計(jì)成利用超音速激波壓縮的氣體壓縮機(jī)。

背景技術(shù)

在工業(yè)中存在對(duì)簡(jiǎn)單、高效氣體壓縮機(jī)的持續(xù)興趣。這樣的裝置可用在各種應(yīng)用中。通過(guò)采用與現(xiàn)有技術(shù)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)相比在運(yùn)行效率上提供改善的壓縮機(jī)，運(yùn)行成本可在許多應(yīng)用中充分改善。此外，從維護(hù)成本的角度，期望開發(fā)減少旋轉(zhuǎn)組件質(zhì)量的新型壓縮機(jī)設(shè)計(jì)，因?yàn)榕c受到源自溫度和壓力的應(yīng)力和應(yīng)變、但不經(jīng)受由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起的附加載荷的非旋轉(zhuǎn)部件相比，在更換或修理變得必需時(shí)通常認(rèn)為旋轉(zhuǎn)組件比較昂貴。因此，可以理解提供最少化運(yùn)動(dòng)部件的新型高效壓縮機(jī)設(shè)計(jì)將會(huì)是有利的。

盡管已設(shè)想出多種超音速壓縮機(jī)，并且一些已由他人試驗(yàn)，然而在1961年3月14日公布且標(biāo)題為“High?Pressure?Ratio?Axial?Flow?Supersonic?Compressor（高壓力比軸流式超音速壓縮機(jī)）”的美國(guó)專利No.2,974,858中反映的J.K.Koffel等人的工作對(duì)這種工作具有一般的指導(dǎo)意義，并因此暗示出在該領(lǐng)域中仍然存在的技術(shù)問(wèn)題以及關(guān)于這些問(wèn)題需要更好的解決方案以便提高運(yùn)行能力和壓縮效率，該專利的全部公開內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。盡管Koffel等人的專利描述了使用沖擊式葉片轉(zhuǎn)子并說(shuō)明了具有下游葉片的定子，然而所描述的壓縮機(jī)幾何結(jié)構(gòu)似乎最大僅能夠?qū)崿F(xiàn)文中聲明的壓力比，該壓力比在一處被稱為“…在單個(gè)轉(zhuǎn)子-定子級(jí)中約4比1的總壓力比”。并且盡管Koffel等人的專利提到了關(guān)于邊界層效應(yīng)的論題，然而并未提供對(duì)于這種現(xiàn)象的綜合控制，而該綜合控制對(duì)于避免由邊界層與激波的相互作用所導(dǎo)致的擾動(dòng)會(huì)十分有用，尤其可應(yīng)用于相比該文中提到的壓力比更高的壓力比的壓縮機(jī)運(yùn)行。

簡(jiǎn)而言之，仍然需要提供同時(shí)解決各種實(shí)際問(wèn)題的高壓力比超音速壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)，包括（a）提供被設(shè)計(jì)用于高壓力比運(yùn)行的壓縮機(jī)的起動(dòng)，以便控制在被設(shè)計(jì)用于高壓力比和高效壓縮的超音速擴(kuò)壓器中的有效位置的正激波，（b）避免過(guò)多數(shù)目的前緣結(jié)構(gòu)（例如可在現(xiàn)有技術(shù)的多葉片定子中遇到的那樣），并使高速超音速氣流在進(jìn)入擴(kuò)壓器時(shí)遇到的其它損失最小化，以及（c）提供尤其與在期望的位置保持正激波相關(guān)的有效的邊界層控制，以便用高效的方式實(shí)現(xiàn)高壓縮比。

發(fā)明內(nèi)容