[发明专利]超音速压缩机的定子有效

专利信息
申请号: 201210236583.9 申请日: 2012-07-06
公开(公告)号: CN102865247A 公开(公告)日: 2013-01-09
发明(设计)人: S.P.劳勒 申请(专利权)人: 拉姆金动力系统有限责任公司
主分类号: F04D29/40 分类号: F04D29/40;F04D21/00
代理公司: 北京尚诚知识产权代理有限公司 11322 代理人: 龙淳
地址: 美国华*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 超音速 压缩机 定子
【说明书】:

与相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年7月9日提交的关于“超音速压缩机”的在先待决美国临时专利申请序列号61/506,055的优先权,其全部内容通过引用的方式结合入本文。

政府投资声明

本发明是在美国能源部授予的合同No.DE-FE0000493下在美国政府支持下完成的。美国政府在本发明中具有特定权利。

附图的版权

本专利文件的公开内容的一部分含有受版权保护的材料。本申请人不反对任何人对出现在专利和商标局专利文件或记录中的专利文件或专利公开内容进行描摹复制,但以任何其它方式保留全部版权。

技术领域

本说明涉及用于气体压缩的设备和方法,且更具体地涉及被设计成采用超音速激波压缩的气体压缩机。

背景技术

在工业中存在对简单、高效气体压缩机的持续兴趣。这样的装置可用在各种应用中。通过采用与现有技术压缩机设计相比在运行效率上提供改善的压缩机,运行成本可在许多应用中充分改善。此外,从维护成本的角度,期望开发减少旋转组件质量的新型压缩机设计,因为与受到源自温度和压力的应力和应变、但不经受由旋转运动引起的附加载荷的非旋转部件相比,在更换或修理变得必需时通常认为旋转组件比较昂贵。因此,可以理解提供最少化运动部件的新型高效压缩机设计将会是有利的。

尽管已设想出多种超音速压缩机,并且一些已由他人试验,然而在1961年3月14日公布且标题为“High Pressure Ratio Axial Flow Supersonic Compressor(高压力比轴流式超音速压缩机)”的美国专利No.2,974,858中反映的J.K.Koffel等人的工作对这种工作具有一般的指导意义,并因此暗示出在该领域中仍然存在的技术问题以及关于这些问题需要更好的解决方案以便提高运行能力和压缩效率,该专利的全部公开内容通过引用结合于此。尽管Koffel等人的专利描述了使用冲击式叶片转子并说明了具有下游叶片的定子,然而所描述的压缩机几何结构似乎最大仅能够实现文中声明的压力比,该压力比在一处被称为“…在单个转子-定子级中约4比1的总压力比”。并且尽管Koffel等人的专利提到了关于边界层效应的论题,然而并未提供对于这种现象的综合控制,而该综合控制对于避免由边界层与激波的相互作用所导致的扰动会十分有用,尤其可应用于相比该文中提到的压力比更高的压力比的压缩机运行。

简而言之,仍然需要提供同时解决各种实际问题的高压力比超音速压缩机的设计,包括(a)提供被设计用于高压力比运行的压缩机的起动,以便控制在被设计用于高压力比和高效压缩的超音速扩压器中的有效位置的正激波,(b)避免过多数目的前缘结构(例如可在现有技术的多叶片定子中遇到的那样),并使高速超音速气流在进入扩压器时遇到的其它损失最小化,以及(c)提供尤其与在期望的位置保持正激波相关的有效的边界层控制,以便用高效的方式实现高压缩比。

发明内容

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