[发明专利]一种超声速冷凝器及超声速冷凝方法

摘要

本发明公开了一种超声速冷凝器及超声速冷凝方法。超声速冷凝器包括同轴设置并依次连接的旋转腔、收缩腔、超声速冷凝腔、以及气液分流腔，还包括旋转机构、使气流恢复压力的扩压器、以及引入冷源的喷嘴；喷嘴的喷出口位于收缩腔内并与收缩腔同轴设置。超声速冷凝方法在高压气体加速阶段喷入温度低于高压气体的冷源，冷源的喷入流向与高压气体的流向相同并位于高压气体的旋转中心。冷源可通过喷嘴进入到收缩腔内的旋转气流的中心，使冷源与高压气体主气流会充分混合，并为主气流提供更多的冷量，使更多的气体被液化，实现高效冷凝。同时冷源的喷入可以更好的保持超声速冷凝腔的旋转和超声速流场，从而减少气体总能量的损失。

主权项

一种超声速冷凝器，其特征在于，包括同轴设置并依次连接的旋转腔、使气流加速的收缩腔、超声速冷凝腔、以及气液分流腔，还包括使引入的气体发生旋转的旋转机构、使气流恢复压力的扩压器、以及引入冷源的喷嘴；其中，所述旋转腔远离所述收缩腔的一端设有供高压气体引入的入口，所述气液分流腔远离所述超声速冷凝腔的一端设有供气体排出的出口；所述收缩腔的内腔横截面积沿气流方向逐渐缩小并在与所述超声速冷凝腔连接处形成喉道；所述旋转机构设置在所述旋转腔内；所述扩压器设置在所述气液分流腔内，其底面腔壁上设有供液体流出的分离口；所述喷嘴的喷出口位于所述收缩腔内并与所述收缩腔同轴设置。