[发明专利]一种激波对撞双重增压型气波增压器

说明书

技术领域

    本发明涉及一种激波对撞双重增压型气波增压器，其属于为制冷、蒸发等领域提供满足要求的高压气体的增压装置。

背景技术

目前应用于在制冷、蒸发领域的气体增压装置主要有压缩机、喷射器以及常规气波增压器。

压缩机通过高速涡轮转动，将动能转化为气体的压力能，以此达到气体增压目的。由于压缩机的增压效果受介质种类影响较大，如压缩水蒸汽时，压缩机效率变得很低，在蒸发领域真空水蒸汽压缩机尺寸很大。喷射器通过高压驱动气流引射低压气流，动量交换后降速，以达到对气体增压的目的。由于喷射器的压缩比很低，且增压效率很低。

气波增压器利用驱动气流的压力能通过与低压气流直接接触进行能量交换，利用非定常气波实现气体增压目的，过程效率较高。专利CN201320109090.9、CN201210081062.0、CN20121081102.1所述普通气波增压器利用高压气流的一次激波进行增压，可实现较高压缩效率，但是对于高增压比的场合（如沸点升高明显的部分蒸汽再压缩蒸发系统）受激波强度的制约，使用受限。因此研制一种高增压比的气波增压器是很有必要的。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种激波对撞双重增压型气波增压器，其目的在于充分利用激波的固有特性，构造激波二次压缩功能，可显著提高增压压比，这就构成了本项发明的主要思想。本发明的目的是：

（1）利用激波和投射激波双重增压原理实现激波对气体的多次增压以解决增压压比不足的问题；

（2）上机体外壳、下机体外壳、主机体外壳、可拆卸喷嘴分布盘均可旋转调位以改变气体进出口特定角度，以此来满足不同工况、不同增压介质，解决适用性不足的问题；

（3）采用主机体外壳开口作为压缩后高压气体出口，采用上机体外壳、下机体外壳上两组具有特定角度的分离式开口分别作为高压驱动流体入口和低压膨胀流体出口，以此来解决压缩后高、低压气体不易分离的问题。

本发明采用的技术方案是：一种激波对撞双重增压型气波增压器，它包括主机体部分、下机体和第一可拆卸喷嘴分布盘，它还包括上机体和第二可拆卸喷嘴分布盘，所述主机体部分包括主机体外壳和转鼓，转鼓设置在主机体外壳中，转鼓周向均匀布置激波对撞管，激波对撞管横截面为扇环形，且在中间位置向外开有方形通孔；所述主机体外壳的中部位置开有周向均布的等腰梯形增压流体出口，激波对撞管的方形通孔位置对应于等腰梯形增压流体出口，间隙通过加工精度确保最小，激波对撞管的方形通孔随转鼓的转动与主机体外壳的等腰梯形增压流体出口呈现周期性连通或关闭状态；所述上机体和下机体采用相同结构，第一可拆卸喷嘴分布盘和第二可拆卸喷嘴分布盘采用相同结构，所述上机体包括内部设置第二可拆卸喷嘴分布盘的上机体外壳，下机体包括内部设置第一可拆卸喷嘴分布盘的下机体外壳，所述上机体外壳、主机体外壳与下机体外壳依次连接；所述上机体外壳和下机体外壳上分别开有沿周向周期性分布的高压驱动流体入口和低压膨胀流体出口，沿转动方向高压驱动流体入口在前，低压膨胀流体出口在后；所述第二可拆卸喷嘴分布盘和第一可拆卸喷嘴分布盘上的高压驱动流体喷嘴、低压膨胀流体喷嘴和低压被驱流体喷嘴成组周期性周向布置，分别连通上机体外壳和下机体外壳的高压驱动流体入口、低压膨胀流体出口和低压被驱流体入口；所述第一可拆卸喷嘴分布盘和第二可拆卸喷嘴分布盘上的高压驱动流体喷嘴、低压膨胀流体喷嘴和低压被驱流体喷嘴沿轴向与转鼓上的激波对撞管两端的端部开口间隙通过加工精度确保最小，且随转鼓的转动呈现周期性连通或关闭状态；所述第一可拆卸喷嘴分布盘和第二可拆卸喷嘴分布盘上的高压驱动流体喷嘴和低压膨胀流体喷嘴低压被驱流体喷嘴以及主机体外壳上的等腰梯形增压流体出口的相对位置和尺寸由激波对撞的工作波图确定，两端高压驱动流体喷嘴连通激波对撞管后产生的一次激波对气体一次增压后相遇，透射激波对气流进行二次增压，透射激波与对面来的接触面相遇的瞬时，激波对撞管中间的方形通孔与等腰梯形增压流体出口连通开始，至接触面到达方形通孔时完全关闭，确定等腰梯形增压流体出口的位置和尺寸；低压膨胀流体喷嘴与激波对撞管连通或关闭时刻由激波对撞管内气流速度决定，进而确定位置和尺寸；低压被驱流体喷嘴开启时刻为激波对撞管排出膨胀气体后耗散完毕时刻，关闭时刻为高压驱动流体喷嘴开启之前，进而确定位置和尺寸。