[发明专利]具有热声谐振器的湿气压缩系统

说明书

技术领域

本中请和所得专利大致涉及湿气压缩系统，且更具体而言，涉及如下湿气压缩系统，其使用热声谐振器在到达压缩机前打碎气流中的水滴。

背景技术

天然气和其他类型的燃料可在其中包含液体成分。此种“湿”气体可具有显著的液体体积。在常规压缩机中，此种湿气体中的液滴可导致叶轮或其他构件的腐蚀或脆化。此外，此种腐蚀可导致转子的不平衡。具体地，液体与诸如叶轮、端壁、密封件等压缩机表面之间的负相互作用可为显著的。腐蚀被认为实质上是液滴在冲击期间的相对速度、液滴质量大小和冲击角度的组合的函数。腐蚀可导致性能降级、降低的压缩机和组件寿命、和维护需求的整体增加。

当前的湿气压缩机可使用上游液体-气体分离器从气流中分离液滴，以便限制或至少局部化由液滴引起的腐蚀冲击或其他损害。然而，分离所需的设备通常需要额外的功率消耗。另一种方法是使用诸如拉伐尔喷管(de Laval nozzle)等的缩放喷管，以便将气流加速到超音速。所得的超音速震动可打碎液滴。然而，超音速震动还可导致压缩机上游的压力下降，且从而导致整体压缩机负载的增加。

因此，还期望改进的湿气压缩系统和避免腐蚀的方法。优选地，此种系统和方法可使由湿气流中的大液滴导致的腐蚀冲击和其他损害最小化，同时避免或至少减少液体气体分离器、超音速震动等的需要。

发明内容

因而，本申请和所得专利提供一种用于湿气流的湿气压缩系统，该湿气流在其中具有多个液滴。该湿气压缩系统可包括管道、与管道连通的压缩机、和热声谐振器，该热声谐振器与管道连通以便打碎湿气流中的液滴。

本申请和所得专利还提供了一种打碎压缩机上游的湿气流中的多个大液滴的方法。该方法可包括下列步骤：使湿气流过管道；利用热声谐振器在湿气流附近形成多个声波；降低湿气流的气相相对于液相的相对速度；和克服该多个大液滴的表面张力，以将大液滴打碎成多个小液滴。在本文中还描述了其他方法。

本申请和所得专利还提供了一种用于湿气流的湿气压缩系统，该湿气流在其中具有多个液滴。该湿气压缩系统可包括管道、与管道连通的压缩机、和与管道连接且定位在压缩机上游的热声谐振器。热声谐振器可以包括热的热交换器，冷的热交换器、和它们之间的回热器(regenerator)，以便将多个声波形成到湿气流中。在本文中还可描述其他系统。

在结合若干附图和所附权利要求审阅了下面的详细说明后，对本领域技术人员而言，本申请和所得专利的这些和其他特性和改进将变得显而易见。

附图说明

图1是已知的具有管道区段部分的湿气压缩机的示意图。

图2是如可在本文中描述为具有热声谐振器的湿气压缩系统的示例的示意图。

图3是图2的湿气压缩系统的热声谐振器的示意图。

图4是一个图表，示出图2的湿气压缩系统的热声谐振器附近的湿气流的液相和气相的相对速度。

图5是如可在本文中描述的具有热声谐振器的湿气压缩系统的一个备选实施例的示例的局部侧视图。

图6是如可在本文中描述的具有热声谐振器的湿气压缩系统的一个备选实施例的示例的局部侧视图。

图7是如可在本文中描述的具有热声谐振器的湿气压缩系统的一个备选实施例的示例的局部侧视图。

具体实施方式

现在参照附图，其中遍及该若干附图，相同的数字指代相同的元件，图1是已知的湿气压缩机10的示例，湿气压缩机10可为常规设计，且可包括带有多个叶轮20的多个级，多个叶轮20定位在轴30上，以用于在多个定子之间与其旋转。湿气压缩机10还可包括入口区段40。入口区段40可为定位在叶轮20附近的入口涡管50等。其他类型和构造的湿气压缩机10可为已知的。管道区段60可与湿气压缩机的入口区段40连通。管道区段60可为任何期望的尺寸、形状或长度。在本文中可使用任意数量的管道区段60，并且可以以常规方式连结。

图2示出作为如可在本文中描述的湿气压缩系统100的示例。湿气压缩系统100可包括定位在管道120附近的压缩机110。压缩机110可与上述压缩机10类似。任何类型或数量的压缩机110可用在本文中。同样，管道120可具有任何尺寸、形状、长度或任何数目的区段。管道120可与井口130连通。湿气流140从井口130出来，且流过压缩机110，并且进一步向下游。湿气流140可包括气相145以及液相155中的多个大液滴。湿气流140可为天然气、其他类型的燃料等。其他构件和其他构造也可用在本文中。