[发明专利]起动超音速压缩机的方法和装置

摘要

一种超音速气体压缩机(18)，包括位于转子(104)上的空气动力管道(20)，该转子(104)轴颈连接在外壳(160)中。空气动力管道产生多个斜激波(S1、S2、S3)，以用于在超音速状态下有效地压缩气体。会聚入口(22)邻近旁路气体收集器(54)，且在转子加速期间，旁路气体经由收集器从会聚入口移除，以实现超音速冲击的稳定化。一旦在选定的入口相对马赫数和压力比下使斜激波稳定，则消除旁路气体经由旁路气体收集器从会聚入口的排放。

主权项

一种起动超音速气体压缩机的方法，所述超音速气体压缩机包括安装成用于旋转运动的一个或多个空气动力管道，所述一个或多个空气动力管道包括会聚入口部分和发散出口部分，所述空气动力管道包括一个或多个结构，所述一个或多个结构在超音速流入状态下在所述会聚入口部分内的气体中产生斜激波，且在气体进入或穿过所述发散出口部分时所述一个或多个结构在所述气体中产生正激波，所述空气动力管道具有与设计操作点相关的入口相对马赫数，所述设计操作点在对于所选气体组分、气体量和气体压缩比的设计操作范围内选择，所述方法包括：利用待压缩的入口气体流，开始所述一个或多个空气动力管道的所述会聚入口部分的旋转运动；在所述一个或多个空气动力管道增加旋转速度同时所述一个或多个空气动力管道中的所述气体在与所述设计操作点相关的入口相对马赫数下从亚音速流入状态转变成超音速状态时，从所述会聚入口部分移除所选量的旁路气体，在与所述设计操作点相关的入口相对马赫数下的所述所选量的旁路气体在(a)由如下公式(m排放/m捕获)＝0.0329M4 0.3835M3+1.5389M2 2.150M+0.9632所描述的上限和(b)由如下公式(m排放/m捕获)＝0.0197M4 0.230M3+0.9233M2 1.29M+0.5779所描述的下限之间，其中，m排放＝从所述空气动力管道移除的旁路气体的质量，m捕获＝由所述空气动力管道所捕获的气体的质量，M＝所述空气动力管道的入口相对马赫数，以及在所述斜激被有效地稳定之后，有效地消除所述量的旁路气体从所述会聚入口部分的移除。