專利名稱：超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所述的主題大體上涉及超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)，并且更具體而言涉及包括超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和壓縮機(jī)組件的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
至少一些公知的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)包括傳動(dòng)組件、傳動(dòng)軸，以及用于壓縮流體的至少一個(gè)超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。傳動(dòng)組件利用傳動(dòng)軸聯(lián)接到超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子上，以便使傳動(dòng)軸和超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。至少一些公知的超音速壓縮機(jī)組件包括軸流式超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。公知的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)子盤上的多個(gè)導(dǎo)流片(strake)。各導(dǎo)流片圍繞轉(zhuǎn)子盤沿周向定向，并且在相鄰導(dǎo)流片之間限定軸向流通道。至少一些公知的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)子盤上的超音速壓縮斜面。公知的超音速壓縮斜面定位在軸向流通路內(nèi)，并構(gòu)造成用以在流通路內(nèi)形成壓縮波。在公知的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)的操作期間，傳動(dòng)組件使超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子以高旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。流體被引導(dǎo)至超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，使得流體的特征為速度在流通道處相對(duì)于超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子而言是超音速的。至少一些已知的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在軸向方向上從流通道排放流體。當(dāng)沿軸向方向引導(dǎo)流體時(shí)，需要超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子下游的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)構(gòu)件設(shè)計(jì)成用以接收軸向流。因此，壓縮流體的效率可限制為軸流式超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的效率。例如，在下列文獻(xiàn)中描述了公知的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)分別于2005年3月觀日和 2005年3月23日提交的美國(guó)專利號(hào)7，334，990和7，293, 955，以及于2009年1月16日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)2009/0196731。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)。該超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)包括殼體，其限定延伸于流體入口與流體出口之間的腔體；以及，定位在腔體內(nèi)的第一傳動(dòng)軸。中心軸線沿第一傳動(dòng)軸的中心線延伸。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)接到第一傳動(dòng)軸上并流連通地定位在流體入口與流體出口之間。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)超音速壓縮斜面，其構(gòu)造成用以形成至少一個(gè)壓縮波以用于壓縮流體。離心式壓縮機(jī)組件流連通地定位在超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與流體出口之間。該離心式壓縮機(jī)組件構(gòu)造成用以壓縮從超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子接收到的流體。在另一實(shí)施例中，提供了一種超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)。該超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)包括殼體，其限定延伸于流體入口與流體出口之間的腔體；以及，定位在腔體內(nèi)的第一傳動(dòng)軸。中心軸線沿第一傳動(dòng)軸的中心線延伸。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)接到第一傳動(dòng)軸上并流連通地定位在流體入口與流體出口之間。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)超音速壓縮斜面，其構(gòu)造成用以形成至少一個(gè)壓縮波以用于壓縮流體。軸向壓縮機(jī)組件流連通地定位在超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與流體出口之間。該軸向壓縮機(jī)組件構(gòu)造成用以壓縮從超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子接收到的CN 102465915 A說明書2/13 頁(yè)流體。在另一實(shí)施例中，提供了一種超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)。該超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)包括殼體，其限定延伸于流體入口與流體出口之間的腔體；以及，定位在腔體內(nèi)的第一傳動(dòng)軸。中心軸線沿第一傳動(dòng)軸的中心線延伸。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)接到第一傳動(dòng)軸上并流連通地定位在流體入口與流體出口之間。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)超音速壓縮斜面，其構(gòu)造成用以形成至少一個(gè)壓縮波以用于壓縮流體。混流式壓縮機(jī)組件流連通地定位在超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與流體出口之間。該混流式壓縮機(jī)組件構(gòu)造成用以壓縮從超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子接收到的流體。在還有另一實(shí)施例中，提供了一種組裝超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法。該方法包括提供殼體，該殼體限定延伸于流體入口與流體出口之間的腔體。使第一傳動(dòng)軸聯(lián)接到傳動(dòng)組件上。第一傳動(dòng)軸至少部分地定位在腔體內(nèi)。使超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)接到第一傳動(dòng)軸上。 超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)超音速壓縮斜面，其構(gòu)造成用以形成至少一個(gè)壓縮波以用于壓縮流體。壓縮機(jī)組件流連通地聯(lián)接在超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與流體出口之間。壓縮機(jī)組件構(gòu)造成用以壓縮從超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子接收到的流體。


當(dāng)參照附圖來閱讀下述詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更容易理解，所有附圖中的相似標(biāo)號(hào)代表相似的部件，在附圖中圖1為示例性超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)的示意圖；圖2為圖1中所示的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)的示意性截面圖；圖3為可結(jié)合圖2中所示的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)使用的示例性超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的透視圖；圖4為沿圖3中的線4-4得到的圖3中所示的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的截面圖；圖5為圖3中所示的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的一部分并沿區(qū)域5得到的放大截面圖；圖6為可結(jié)合圖2中所示的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)使用的備選超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的透視圖；圖7為沿圖6中的線7-7得到的圖6中所示的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的截面圖；圖8為沿圖6中的線8-8得到的圖6中所示的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的另一截面圖；圖9為備選超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)的示意性截面圖；圖10為可結(jié)合圖9中所示的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)使用的備選超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的透視圖；圖11為沿圖10中的線11-11得到的圖9中所示的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的截面圖。除非另外指出，本文提供的附圖意味著示出本發(fā)明的關(guān)鍵發(fā)明特征。這些關(guān)鍵發(fā)明特征被認(rèn)為適用于包括本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的多種系統(tǒng)。因此，附圖不意味著包括實(shí)施本發(fā)明所需的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的所有常規(guī)特征。項(xiàng)目清單10超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)12進(jìn)口區(qū)段14壓縮機(jī)區(qū)段
16排出區(qū)段18傳動(dòng)組件20傳動(dòng)軸22傳動(dòng)馬達(dá)24中心軸線洸壓縮機(jī)外殼28流體入口30流體出口32入口表面34 腔體36流體源38入口導(dǎo)葉組件40超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子42過渡組件44壓縮機(jī)組件44壓縮機(jī)組件46離心式壓縮機(jī)組件48隔板組件50 箭頭52徑向流通路54徑向方向56內(nèi)表面58過渡流通道59 排60軸向方向61靜止葉片62離心靜葉64壓縮機(jī)盤66離心流通道68流通道入口69流通道出口70混流式壓縮機(jī)組件71內(nèi)表面72第一傳動(dòng)軸74第二傳動(dòng)軸76 箭頭78 箭頭80靜葉式擴(kuò)散器82排放渦管
84排放凸緣86輸出系統(tǒng)88 流體90 靜葉92轉(zhuǎn)子盤94 盤體96內(nèi)部圓柱形腔體98徑向內(nèi)表面100徑向外表面102 端壁104 寬度106 入口邊緣108 出口邊緣112 對(duì)114 入口開口116 出口開口118流通道120流通路122外表面124內(nèi)表面1 軸向高度128罩組件130 內(nèi)緣132 外緣134 罩板136 開口140超音速壓縮斜面142壓縮波144 箭頭146吸力側(cè)148壓力側(cè)150 寬度152截面區(qū)域156截面區(qū)域158截面區(qū)域160喉部區(qū)域162壓縮表面164發(fā)散表面166 前緣
168 后緣170傾斜角172壓縮區(qū)174截面區(qū)域176 第一端178 第二端180傾斜角182發(fā)散區(qū)域184截面區(qū)域186 系統(tǒng)188第一傾斜沖擊波190第二傾斜沖擊波192正常沖擊波194上游表面196下游表面198第一徑向?qū)挾?00第二徑向?qū)挾?02 距離204第一徑向距離206第二徑向距離208 入口表面210 出口表面212過渡表面214徑向流通路216軸向流通路218過渡流通路220 箭頭222 箭頭224出口導(dǎo)葉組件226軸向壓縮機(jī)組件228定子靜葉組件230各壓縮機(jī)盤組件232相鄰對(duì)234周向間隔開的定子236多個(gè)壓縮機(jī)葉片238相鄰壓縮機(jī)盤240 間隙242相鄰排244軸向流通路
具體實(shí)施例方式在下述說明及所附權(quán)利要求中，將提及許多用語，其將限定為具有下面的含義。單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)對(duì)象，除非上下文另外明確地規(guī)定?！翱蛇x的”或“可選地”意指隨后描述的事件或情形可發(fā)生或可不發(fā)生，并且該描述包括事件發(fā)生的情形和其不發(fā)生的情形。如整個(gè)說明書和權(quán)利要求中所使用的近似性語言可用來修飾在不導(dǎo)致其所涉及的基本功能變化的情況下可容許變化的任何數(shù)量表達(dá)。因此，由諸如“大約”和“大致”這樣的一個(gè)或多個(gè)用語所修飾的值不限于所指定的準(zhǔn)確值。在至少一些情況下，近似性語言可對(duì)應(yīng)于測(cè)量該值的器具的精度。這里以及在整個(gè)說明書和權(quán)利要求中，范圍限制可組合和 /或互換，這樣的范圍是確定的并且包括其中所包含的所有子范圍，除非上下文或語言另外指出。如本文所使用的用語“超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子”指包括設(shè)置在超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的流體流通道內(nèi)的超音速壓縮斜面的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子被說成是“超音速”的，因?yàn)樗鼈儽辉O(shè)計(jì)成以高速圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，從而使得例如運(yùn)動(dòng)氣體這樣的運(yùn)動(dòng)流體(其在設(shè)置于轉(zhuǎn)子的流通道內(nèi)的超音速壓縮斜面處遇到旋轉(zhuǎn)的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子)被說成具有超音速的相對(duì)流體速度。該相對(duì)流體速度可依據(jù)超音速壓縮斜面處的轉(zhuǎn)子速度以及遇到超音速壓縮斜面之前的流體速度的矢量和來限定。這種相對(duì)流體速度有時(shí)被稱為“局部超音速入口速度”，其在某些實(shí)施例中是入口氣體速度以及設(shè)置在超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的流通道內(nèi)的超音速壓縮斜面的切向速度的組合。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成在很高的切向速度下運(yùn)行，例如范圍為300米/秒至800米/秒的切向速度。本文所述的示例性系統(tǒng)和方法通過提供一種超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)來克服已知超音速壓縮機(jī)組件的缺點(diǎn)，該超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)包括聯(lián)接到壓縮機(jī)組件上的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，以助于提高壓縮流體過程中的效率。更具體而言，本文所述的實(shí)施例包括超音速壓縮轉(zhuǎn)子，該超音速壓縮轉(zhuǎn)子流連通地定位在流體入口與離心式壓縮機(jī)組件之間，以便壓縮流體并將壓縮的流體引導(dǎo)至離心式壓縮機(jī)組件。此外，通過在離心式壓縮機(jī)組件上游提供超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，與已知的離心式壓縮機(jī)組件相比，超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)能壓縮更高的流體體積。圖1為一示例性超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)10的示意圖。圖2為超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)10的示意性截面圖。圖2中所示的相同構(gòu)件標(biāo)有圖1中使用的相同參考標(biāo)號(hào)。在該示例性實(shí)施例中，超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)10包括進(jìn)口區(qū)段12、聯(lián)接在進(jìn)口區(qū)段12下游的壓縮機(jī)區(qū)段14、聯(lián)接在壓縮機(jī)區(qū)段14下游的排出區(qū)段16，以及傳動(dòng)組件18。傳動(dòng)組件18包括可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到傳動(dòng)馬達(dá)22上的至少一個(gè)傳動(dòng)軸20。傳動(dòng)軸20限定中心軸線24，并且聯(lián)接至壓縮機(jī)區(qū)段14以用于使壓縮機(jī)區(qū)段14圍繞中心軸線M旋轉(zhuǎn)。在該示例性實(shí)施例中，進(jìn)口區(qū)段12、 壓縮機(jī)區(qū)段14和排出區(qū)段16中的每一項(xiàng)均定位在壓縮機(jī)外殼沈內(nèi)。壓縮機(jī)外殼沈包括流體入口 28、流體出口 30，以及限定腔體34的內(nèi)表面32。腔體34延伸于流體入口 28與流體出口 30之間，并且構(gòu)造成用以將流體從流體入口 28引導(dǎo)至流體出口 30。入口區(qū)段12、 壓縮機(jī)區(qū)段14和排出區(qū)段16的中的每一項(xiàng)均定位在腔體34內(nèi)。在該示例性實(shí)施例中，流體入口 28構(gòu)造成用以將流體從流體源36引導(dǎo)至進(jìn)口區(qū)段12。流體可為例如像氣體、氣體混合物、固體-氣體混合物和/或液體-氣體混合物這樣的任何流體。進(jìn)口區(qū)段12流連通地定位在壓縮機(jī)區(qū)段14與流體入口觀之間，以用于將流體從流體入口觀引導(dǎo)至壓縮機(jī)區(qū)段14。排出區(qū)段16流連通地定位在壓縮機(jī)區(qū)段14與流體出口 30之間。在該示例性實(shí)施例中，進(jìn)口區(qū)段12包括一個(gè)或多個(gè)入口導(dǎo)葉組件38。入口導(dǎo)葉組件38構(gòu)造成用以將流體調(diào)節(jié)為包括一個(gè)或多個(gè)預(yù)定參數(shù)，例如旋流、速度、質(zhì)量流率、壓力、溫度，和/或使壓縮機(jī)區(qū)段14能如本文所述起作用的任何合適流參數(shù)。入口導(dǎo)葉組件 38聯(lián)接在流體入口觀與壓縮機(jī)區(qū)段14之間，以用于將流體從流體入口觀引導(dǎo)至壓縮機(jī)區(qū)段14。在該示例性實(shí)施例中，壓縮機(jī)區(qū)段14聯(lián)接在進(jìn)口區(qū)段12與排出區(qū)段16之間，以用于將至少一部分流體從進(jìn)口區(qū)段12引導(dǎo)至排出區(qū)段16。壓縮機(jī)區(qū)段14包括至少一個(gè)超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40、過渡組件42，以及壓縮機(jī)組件44。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40流連通地定位在入口導(dǎo)葉組件38與壓縮機(jī)組件44之間。壓縮機(jī)組件44包括離心式壓縮機(jī)組件46。在該示例性實(shí)施例中，壓縮機(jī)外殼沈包括定位得鄰近超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40、過渡組件42和離心式壓縮機(jī)組件46的隔板組件48。隔板組件48至少部分地限定穿過超音速壓縮機(jī)系統(tǒng) 10的流通路(由箭頭50表示)。在該示例性實(shí)施例中，超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40構(gòu)造成用以提高流體壓力、減小流體體積和/或升高從進(jìn)口區(qū)段12引導(dǎo)至排出區(qū)段16的流體的溫度。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40 將流體從入口導(dǎo)葉組件38引導(dǎo)至過渡組件42。在該示例性實(shí)施例中，超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子 40包括徑向流通路52，徑向流通路52沿大致垂直于中心軸線M的徑向方向M引導(dǎo)流體。 過渡組件42構(gòu)造成用以將流體從超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40弓I導(dǎo)至離心式壓縮機(jī)組件46。過渡組件42包括內(nèi)表面56，內(nèi)表面56限定過渡流通道58，過渡流通道58延伸于超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40與離心式壓縮機(jī)組件46之間。過渡流通道58的大小、形狀和定向確定為使流體的定向從徑向方向討過渡至大致平行于中心軸線M的軸向方向60。在一個(gè)實(shí)施例中，過渡組件42包括一排或多排59沿周向間隔的靜止葉片61，葉片61構(gòu)造成用以調(diào)節(jié)被引導(dǎo)至離心式壓縮機(jī)組件46的流體。在該示例性實(shí)施例中，離心式壓縮機(jī)組件46流連通地定位在過渡組件42與排出區(qū)段16之間。離心式壓縮機(jī)組件46包括聯(lián)接到壓縮機(jī)盤64上的多個(gè)離心靜葉62。相鄰的離心靜葉62圍繞壓縮機(jī)盤64沿周向間隔開，以便限定延伸于各相鄰離心靜葉62之間的離心流通道66。離心流通道66延伸于流通道入口 68與流通道出口 69之間。流通道入口 68定位得鄰近超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40，并構(gòu)造成用以沿軸向方向60從超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40 接收流體。流通道出口 69定位得鄰近排出區(qū)段16，并構(gòu)造成用以將流體沿徑向方向討排放至排出區(qū)段16。離心流通道66的大小、形狀和定向確定為將流體從軸向方向60引導(dǎo)至徑向方向M，并且將離心力賦予流體，以便提高通過流通道出口 69排出的流體的壓力和速度。在備選實(shí)施例中，壓縮機(jī)組件44包括混流式壓縮機(jī)組件70?；炝魇綁嚎s機(jī)組件 70包括相對(duì)于軸向方向60和/或徑向方向M傾斜地定向的至少一個(gè)內(nèi)表面71。在一個(gè)實(shí)施例中，混流式壓縮機(jī)組件70構(gòu)造成用以在傾斜于軸向方向60的角度下接收來自超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的流體。混流式壓縮機(jī)組件70還構(gòu)造成用以沿傾斜于徑向方向M的方向排出流體。在該示例性實(shí)施例中，傳動(dòng)組件18包括第一傳動(dòng)軸72。各超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40、 過渡組件42和離心式壓縮機(jī)組件46聯(lián)接到第一傳動(dòng)軸72上。傳動(dòng)組件18構(gòu)造成用以使第一傳動(dòng)軸72旋轉(zhuǎn)，使得各超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40、過渡組件42和離心式壓縮機(jī)組件46以相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。在備選實(shí)施例中，傳動(dòng)組件18包括聯(lián)接到傳動(dòng)馬達(dá)22上的第二傳動(dòng)軸74。在該備選實(shí)施例中，第一傳動(dòng)軸72聯(lián)接到超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40上。第二傳動(dòng)軸 74聯(lián)接到壓縮機(jī)組件44上。傳動(dòng)組件18構(gòu)造成用以使超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40沿第一旋轉(zhuǎn)方向(由箭頭76表示)旋轉(zhuǎn)，并且使壓縮機(jī)組件44沿第二旋轉(zhuǎn)方向(由箭頭78表示)旋轉(zhuǎn)，第二旋轉(zhuǎn)方向與第一旋轉(zhuǎn)方向76相反。此外，傳動(dòng)組件18可構(gòu)造成用以使超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40以第一旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，并且使壓縮機(jī)組件44以不同于第一旋轉(zhuǎn)速度的第二旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一傳動(dòng)軸72定位在第二傳動(dòng)軸74內(nèi)，并且相對(duì)于第二傳動(dòng)軸74同心地定向。在該示例性實(shí)施例中，排出區(qū)段16包括靜葉式擴(kuò)散器80和排放渦管82。靜葉式擴(kuò)散器80流連通地定位在壓縮機(jī)組件44與排放渦管82之間，并構(gòu)造成用以將旋流賦予從壓縮機(jī)組件44排出的流體。排放渦管82構(gòu)造成用以將流體調(diào)節(jié)為包括一個(gè)或多個(gè)預(yù)定參數(shù)，例如速度、質(zhì)量流率、溫度和/或任何合適的流參數(shù)。排放渦管82還構(gòu)造成用以將流體從壓縮機(jī)組件44引導(dǎo)至流體出口 30。流體出口 30包括排放凸緣84，并構(gòu)造成用以將流體從排放渦管82引導(dǎo)至輸出系統(tǒng)86 (例如像渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、流體處理系統(tǒng)和/或流體儲(chǔ)存系統(tǒng))。在操作期間，入口導(dǎo)葉組件38將流體88從流體入口觀引導(dǎo)至超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子 40。入口導(dǎo)葉組件38提高流體88的速度，并且將旋流賦予被引導(dǎo)至超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40 的流體88。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40從入口導(dǎo)葉組件38接收流體88，減小流體88的體積，并且在將流體88排入過渡組件42之前提高流體88中的壓力。過渡組件42使流體88從徑向方向討轉(zhuǎn)向至軸向方向60，并將流體88引導(dǎo)至離心式壓縮機(jī)組件46中。離心式壓縮機(jī)組件46在軸向方向60上接收流體88，并將離心力賦予流體88，這導(dǎo)致流體88的壓力升高，并且將流體88沿徑向方向M排至靜葉式擴(kuò)散器80。在一個(gè)實(shí)施例中，過渡組件42使流體88從傾斜于徑向方向M的方向轉(zhuǎn)向以便沿傾斜于軸向方向60的方向排出流體。圖3為一示例性超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的透視圖。圖4為圖3中所示的截面線4_4 處的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的截面圖。圖5為沿圖4中所示的區(qū)域5得到的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的一部分的放大截面圖。圖4和圖5中所示的相同構(gòu)件標(biāo)有圖3中使用的相同參考標(biāo)號(hào)。在該示例性實(shí)施例中，超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)子盤92上的多個(gè)靜葉 90。轉(zhuǎn)子盤92包括環(huán)形盤體94，環(huán)形盤體94限定沿中心軸線M大致軸向地延伸穿過盤體 94的內(nèi)部圓柱形腔體96。盤體94包括徑向內(nèi)表面98、徑向外表面100，以及大致徑向地延伸于徑向內(nèi)表面98與徑向外表面100之間的端壁102。端壁102沿定向得垂直于中心軸線 24的徑向方向M延伸，并且包括限定于徑向內(nèi)表面98與徑向外表面100之間的寬度104。 徑向內(nèi)表面98限定內(nèi)部圓柱形腔體96。內(nèi)部圓柱形腔體96具有大致圓柱形的形狀并且圍繞中心軸線M定向。內(nèi)部圓柱形腔體96的大小確定為用以容納穿過其的傳動(dòng)軸20(在圖 1中示出)。在該示例性實(shí)施例中，各靜葉90均聯(lián)接到端壁102上，并且從端壁102沿大致平行于中心軸線M的軸向方向60向外延伸。各靜葉90均包括入口邊緣106和出口邊緣108。 入口邊緣106定位得鄰近徑向外表面100。出口邊緣108定位得鄰近徑向內(nèi)表面98。在該示例性實(shí)施例中，相鄰的靜葉90形成一對(duì)112靜葉90。每一對(duì)112定向?yàn)橛靡韵薅ㄈ肟陂_口 114、出口開口 116，以及相鄰靜葉90之間的流通道118。流通道118延伸于入口開口 114與出口開口 116之間并限定由箭頭120(圖4和圖5中所示)表示的流通路，該流通路從入口開口 114延伸至出口開口 116。流通路120定向?yàn)榇笾缕叫杏陟o葉90。流通道118 的大小、形狀和定向確定為將流體沿流通路120在徑向方向M上從入口開口 114引導(dǎo)至出口開口 116。入口開口 114限定在相鄰靜葉90的相鄰入口邊緣106之間。出口開口 116限定在相鄰靜葉90的相鄰出口邊緣108之間。靜葉90沿徑向延伸于入口邊緣106與出口邊緣108之間，使得靜葉90延伸于徑向內(nèi)表面98與徑向外表面100之間。靜葉90包括外表面122和相對(duì)的內(nèi)表面124。內(nèi)表面IM聯(lián)接到端壁102上。靜葉90延伸于外表面122與內(nèi)表面124之間，以便限定流通道118的軸向高度126。參看圖3，在該示例性實(shí)施例中，罩組件128聯(lián)接到各靜葉90的外表面122上，使得流通道118(在圖4中示出)限定在罩組件128與端壁102之間。罩組件1 包括內(nèi)緣 130、外緣132以及延伸于內(nèi)緣130與外緣132之間的罩板134。內(nèi)緣130限定大致圓柱形的開口 136。罩組件128與轉(zhuǎn)子盤92同軸地定向，使得內(nèi)部圓柱形腔體96與開口 136同心。罩板134聯(lián)接到各靜葉90上，使得靜葉90的內(nèi)緣106定位得鄰近罩組件128的內(nèi)緣 130，并且靜葉90的外緣108定位得鄰近罩組件128的外緣132。在備選實(shí)施例中，超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40不包括罩組件128。在這樣的實(shí)施例中，隔板組件48定位得鄰近靜葉90的各外表面122，使得隔板組件48至少部分地限定流通道118。參看圖4，在該示例性實(shí)施例中，至少一個(gè)超音速壓縮斜面140定位在流通道118 內(nèi)。超音速壓縮斜面140定位在入口開口 114與出口開口 116之間，并且大小、形狀和定向確定為能使一個(gè)或多個(gè)壓縮波142形成于流通道118內(nèi)。在超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的操作期間，入口導(dǎo)葉組件38 (在圖2中示出)將流體88 朝流通道118的入口開口 114引導(dǎo)。流體88在進(jìn)入入口開口 114之前具有第一速度(即， 接近速度)。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40圍繞中心軸線M以第二速度(即，旋轉(zhuǎn)速度)旋轉(zhuǎn)(如由箭頭144表示那樣)，使得進(jìn)入流通道118的流體88在入口開口 114處具有相對(duì)于靜葉 90為超音速的第三速度(即，入口速度)。當(dāng)以超音速引導(dǎo)流體88穿過流通道118時(shí)，超音速壓縮斜面140導(dǎo)致壓縮波142形成于流通道118內(nèi)以便于壓縮流體88，使得流體88包括升高的壓力和溫度，和/或在出口開口 116處包括減小的體積。參看圖5，在該示例性實(shí)施例中，各靜葉90均包括第一側(cè)或吸力側(cè)146，以及相對(duì)的第二側(cè)或壓力側(cè)148。各吸力側(cè)146和壓力側(cè)148延伸于入口邊緣106與出口邊緣108 之間。各靜葉90圍繞內(nèi)部圓柱形腔體96沿周向間隔開，使得流通道118大致沿徑向定向在入口開口 114與出口開口 116之間。各入口開口 114在入口邊緣106處延伸于靜葉90 的吸力側(cè)146與相鄰壓力側(cè)148之間。各出口開口 116在出口邊緣108處延伸于吸力側(cè) 146與相鄰壓力側(cè)148之間，使得從徑向外表面100到徑向內(nèi)表面98沿徑向向內(nèi)限定流通路120。在該示例性實(shí)施例中，流通道118包括限定在吸力側(cè)146與相鄰壓力側(cè)148之間并垂直于流通路120的寬度150。在該示例性實(shí)施例中，各靜葉90形成為帶有弧形形狀，并定向?yàn)槭沟昧魍ǖ?18限定為帶有螺旋形狀。
在該示例性實(shí)施例中，流通道118限定沿流通路120變化的截面區(qū)域152。流通道118的截面區(qū)域152限定為垂直于流通路120，并等于流通道118的寬度150乘以流通道118的軸向高度126(在圖3中示出)。流通道118包括第一區(qū)域(S卩，入口開口 114處的入口截面區(qū)域154)，第二區(qū)域(S卩，出口開口 116處的出口截面區(qū)域156)，以及第三區(qū)域 (即，限定在入口開口 114與出口開口 116之間的最小截面區(qū)域158)。在該示例性實(shí)施例中，最小截面區(qū)域158小于入口截面區(qū)域154和出口截面區(qū)域156。在該示例性實(shí)施例中，超音速壓縮斜面140聯(lián)接到靜葉90的壓力側(cè)148上，并且限定流通道118的喉部區(qū)域160。喉部區(qū)域160限定流通道118的最小截面區(qū)域158。在備選實(shí)施例中，超音速壓縮斜面140可聯(lián)接到靜葉90的吸力側(cè)146、端壁102和/或罩組件 1 上。在進(jìn)一步的備選實(shí)施例中，超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40包括分別聯(lián)接到吸力側(cè)146、壓力側(cè)148、端壁102和/或罩組件1 上的多個(gè)超音速壓縮斜面140。在這樣的實(shí)施例中，各超音速壓縮斜面140共同限定喉部區(qū)域160。在該示例性實(shí)施例中，超音速壓縮斜面140包括壓縮表面162和發(fā)散表面164。壓縮表面162包括第一邊緣(即，前緣166)，以及第二邊緣(即，后緣168)。前緣166定位得比后緣168更靠近入口開口 114。壓縮表面162延伸于前緣166與后緣168之間，并且以傾斜角170從靜葉90朝相鄰吸力側(cè)146定向并進(jìn)入流通路120中。壓縮表面162朝相鄰吸力側(cè)146會(huì)聚，使得壓縮區(qū)172限定在前緣166與后緣168之間。壓縮區(qū)172包括流通道 118的會(huì)聚截面區(qū)域174，流通道118從前緣166到后緣168沿流通路120減小。壓縮表面 162的后緣168限定喉部區(qū)域160。發(fā)散表面164聯(lián)接到壓縮表面162上并從壓縮表面162朝出口開口 116向下游延伸。發(fā)散表面164包括第一端176和第二端178，第二端178定位得比第一端176更接近出口開口 116。發(fā)散表面164的第一端176聯(lián)接到壓縮表面162的后緣168上。發(fā)散表面 164延伸于第一端176與第二端178之間，并以傾斜角180從壓力側(cè)148朝相鄰吸力側(cè)146 定向。發(fā)散表面164限定發(fā)散區(qū)域182，發(fā)散區(qū)域182包括發(fā)散截面區(qū)域184，發(fā)散截面區(qū)域184從壓縮表面162的后緣168到出口開口 116增大。發(fā)散區(qū)域182從喉部區(qū)域160延伸至出口開口 116。在該示例性實(shí)施例中，超音速壓縮斜面140的大小、形狀和定向確定為導(dǎo)致可在流通道118內(nèi)形成壓縮波142的系統(tǒng)186。在操作期間，當(dāng)流體88接觸超音速壓縮斜面140 的前緣166時(shí)，形成系統(tǒng)186的第一傾斜沖擊波188。超音速壓縮斜面140的壓縮區(qū)172構(gòu)造成用以導(dǎo)致第一傾斜沖擊波188相對(duì)于流通路120從前緣166朝相鄰靜葉90以傾斜角定向，且進(jìn)入流通道118中。當(dāng)?shù)谝粌A斜沖擊波188接觸相鄰的靜葉90時(shí)，第二傾斜沖擊波190相對(duì)于流通路120以傾斜角從相鄰靜葉90反射并朝超音速壓縮斜面140的喉部區(qū)域160反射。超音速壓縮斜面140構(gòu)造成用以導(dǎo)致各第一傾斜沖擊波188和第二傾斜沖擊波190形成于壓縮區(qū)172內(nèi)。當(dāng)流體朝出口開口 116穿過喉部區(qū)域160時(shí)，正常的沖擊波 192形成于發(fā)散區(qū)域182內(nèi)。正常的沖擊波192定向得垂直于流通路120，并延伸跨過流通路 120。當(dāng)流體88穿過壓縮區(qū)172時(shí)，隨著流體88穿過各第一傾斜沖擊波188和第二傾斜沖擊波190，流體88的速度減小。此外，流體88的壓力增大，并且流體88的體積減小。 當(dāng)流體88穿過喉部區(qū)域160時(shí)，流體88的速度在喉部區(qū)域160下游朝正常沖擊波192增大。當(dāng)流體穿過正常沖擊波192時(shí)，流體88的速度相對(duì)于轉(zhuǎn)子盤92減小至亞音速。在備選實(shí)施例中，超音速壓縮斜面140構(gòu)造成將流體88調(diào)節(jié)為在出口開口 116處具有相對(duì)于轉(zhuǎn)子盤92而言超音速的出口速度。超音速壓縮斜面140還構(gòu)造成用以防止正常沖擊波形成于喉部區(qū)域160下游和流通道118內(nèi)。圖6為超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的備選實(shí)施例的透視圖。圖7為沿圖6中所示的截面線7-7得到的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的截面圖。圖8為沿圖6中所示的截面線8-8得到的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的截面圖。圖6至圖8中所示的相同構(gòu)件標(biāo)有圖3中使用的相同參考標(biāo)號(hào)。在備選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子盤92包括上游表面194和下游表面196。各上游表面194 和下游表面196沿徑向方向M延伸于徑向內(nèi)表面98與徑向外表面100之間。上游表面 194包括限定在徑向內(nèi)表面98與徑向外表面100之間的第一徑向?qū)挾?98。下游表面196 包括限定在徑向內(nèi)表面98與徑向外表面100之間的第二徑向?qū)挾?00。第一徑向?qū)挾?98 大于第二徑向?qū)挾?00。在該備選實(shí)施例中，徑向外表面100聯(lián)接在上游表面194與下游表面196之間，并且沿軸向方向60延伸一定距離202，該距離202為從上游表面194到下游表面196限定的距離。各靜葉90聯(lián)接到徑向外表面100上并從徑向外表面100向外延伸。各靜葉90的內(nèi)緣106定位得鄰近轉(zhuǎn)子盤92的上游表面194。各靜葉90的出口邊緣108定位得鄰近下游表面196。各入口開口 114由徑向外表面100限定并且鄰近上游表面194。各出口開口 116 由徑向外表面100限定并鄰近下游表面196。入口開口 114定位得距離中心軸線M第一徑向距離204。出口開口 116定位得距離中心軸線M大于第一徑向距離204的第二徑向距離 206。參看圖8，徑向外表面100包括入口表面208、出口表面210，以及延伸于入口表面 208與出口表面210之間的過渡表面212。入口表面208從上游表面194延伸至過渡表面 212。出口表面210從過渡表面212延伸至下游表面196。入口表面208定向得大致垂直于中心軸線24，使得流通道118限定沿徑向方向M延伸的徑向流通路214。徑向流通路214 從入口開口 114延伸至過渡表面212并沿徑向方向M引導(dǎo)流體。出口表面210定向得大致平行于中心軸線對(duì)，使得流通道118限定沿軸向方向60延伸的軸向流通路216。軸向流通路216從過渡表面212延伸至出口開口 116并沿軸向方向60引導(dǎo)流體。過渡表面212 形成為帶有弧形形狀，并限定延伸于入口表面208到出口表面210之間的過渡流通路218。 過渡表面212定向?yàn)閷⒘黧w從徑向方向M引導(dǎo)至軸向方向60，使得流體的特征為在整個(gè)過渡流通路218上具有由箭頭220表示的軸向流矢量，以及由箭頭222表示的徑向流矢量。在該備選實(shí)施例中，在操作期間，流體88進(jìn)入入口開口 114，并沿徑向方向M引導(dǎo)穿過徑向流通路214。當(dāng)流體進(jìn)入過渡流通路218時(shí)，流通道118將流體從徑向方向M引導(dǎo)至軸向方向60，并且將流體從徑向流通路214引導(dǎo)至軸向流通路216。然后，使流體88 沿軸向方向60從軸向流通路216通過出口開口 116排出。圖9為超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)10的備選實(shí)施例的示意性截面圖。圖10為超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的備選實(shí)施例的透視圖。圖11為沿截面線11-11得到的圖10中所示的超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40的截面圖。圖9中所示的相同構(gòu)件標(biāo)有圖2中使用的相同參考標(biāo)號(hào)。圖10 和圖11中所示的相同構(gòu)件標(biāo)有圖3和圖7中使用的相同參考標(biāo)號(hào)。在備選實(shí)施例中，超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40流連通地定位在過渡組件42與壓縮機(jī)組件44之間。排出區(qū)段16包括出口導(dǎo)葉組件224，出口導(dǎo)葉組件2M可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到傳動(dòng)軸20上，并且流連通地定位在壓縮機(jī)組件44與流體出口 30之間。壓縮機(jī)組件44包括軸向壓縮機(jī)組件226，并流連通地定位在超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40與出口導(dǎo)葉組件2M之間。軸向壓縮機(jī)組件2 包括一個(gè)或多個(gè)靜止定子靜葉組件228以及一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)盤組件230。各壓縮機(jī)盤組件230沿軸向間隔開，并且在定子靜葉組件228的各相鄰對(duì)232之間。各定子靜葉組件2 聯(lián)接到隔板組件48上，并且包括從隔板組件48朝傳動(dòng)軸20延伸的多個(gè)周向間隔開的定子234。各壓縮機(jī)盤組件230包括分別聯(lián)接到壓縮機(jī)盤238上的多個(gè)壓縮機(jī)葉片236。各壓縮機(jī)葉片236 圍繞壓縮機(jī)盤236沿周向間隔開，并且從壓縮機(jī)盤238朝隔板組件48沿徑向向外延伸。相鄰的壓縮機(jī)盤238聯(lián)接在一起，使得間隙240限定在各相鄰排242的周向間隔的壓縮機(jī)葉片236之間。定子234在相鄰排M2的壓縮機(jī)葉片236之間圍繞各壓縮機(jī)盤238周向地間隔開。在備選實(shí)施例中，超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40包括上游表面194的第一徑向?qū)挾?98，其等于下游表面196的第二徑向?qū)挾?00。各靜葉90聯(lián)接到徑向外表面100上并且以螺線形狀圍繞轉(zhuǎn)子盤92周向地延伸。各靜葉90的靜葉90從徑向外表面100沿徑向方向M向外延伸。各靜葉90與相鄰靜葉90軸向地間隔開，使得流通道118大致在軸向方向60上定向在入口開口 114與出口開口 116之間。流通道118限定軸向流通路對(duì)4，軸向流通路M4 沿軸向方向60從入口開口 114到出口開口 116。在操作期間，在備選實(shí)施例中，入口導(dǎo)葉組件38將流體88沿徑向方向M引導(dǎo)至過渡組件42。過渡組件42將流體88從徑向方向M引導(dǎo)至軸向方向60。超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子40在軸向方向60上壓縮流體88，并且使流體88軸向地朝軸向壓縮機(jī)組件2 排出。 軸向壓縮機(jī)組件2 進(jìn)一步壓縮流體88，并且使流體88沿軸向方向60排至出口導(dǎo)葉組件 224。上述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子提供用于壓縮穿過超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)的流體的成本效益合算且可靠的方法。更具體而言，本文所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)包括超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，該超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子流連通地定位在流體入口與離心式壓縮機(jī)組件之間，以便壓縮流體以及將壓縮的流體引導(dǎo)至離心式壓縮機(jī)組件。此外，通過在離心式壓縮機(jī)組件的上游提供超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)能夠比已知的超音速壓縮機(jī)組件壓縮更高的流體體積。 因此，可降低操作超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)來壓縮流體的成本。上文詳細(xì)描述了用于組裝超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的系統(tǒng)和方法的示例性實(shí)施例。這些系統(tǒng)和方法不限于本文所述的特定實(shí)施例，相反，系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可與本文所述的其它構(gòu)件和/或步驟獨(dú)立地和分開地使用。例如，系統(tǒng)和方法還可與其它旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和方法結(jié)合而使用，并且不限于僅關(guān)于如本文所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)來實(shí)施。相反，示例性實(shí)施例可結(jié)合許多其它旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)和使用。盡管本發(fā)明的各種實(shí)施例的特定特征可能在一些圖中示出而未在其它圖中示出， 但這僅是為了方便期間。此外，上文的描述中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”的提及不意圖被理解為排除也包括所述特征的另外的實(shí)施例的存在。根據(jù)本發(fā)明的原理，附圖的任何特征可結(jié)合任何其它附圖的任何特征來參考和/或要求保護(hù)。該書面描述用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實(shí)施本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何包括在內(nèi)的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由所附權(quán)利要求所限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這種其它示例具有與所附權(quán)利要求的字面語言沒有不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與所附權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這種其它示例意圖在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，包括殼體，所述殼體限定延伸于流體入口 08)與流體出口(30)之間的腔體(34)；定位在所述腔體內(nèi)的第一傳動(dòng)軸(72)，其中，中心軸線04)沿所述第一傳動(dòng)軸的中心線延伸；超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(40)，所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子00)聯(lián)接到所述第一傳動(dòng)軸上并流連通地定位在所述流體入口與所述流體出口之間，所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)超音速壓縮斜面(140)，所述至少一個(gè)超音速壓縮斜面(140)構(gòu)造成用以形成至少一個(gè)壓縮波(142)以用于壓縮流體(88)；以及離心式壓縮機(jī)組件(46)，所述離心式壓縮機(jī)組件06)流連通地定位在所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與所述流體出口之間，所述離心式壓縮機(jī)組件構(gòu)造成用以壓縮從所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子接收到的流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)還包括流連通地定位在所述流體入口 08)與所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子GO)之間的入口導(dǎo)葉組件(38)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述離心式壓縮機(jī)組件G6)聯(lián)接到所述第一傳動(dòng)軸(7 上，所述第一傳動(dòng)軸構(gòu)造成用以使所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子GO)和所述離心式壓縮機(jī)組件中的每一項(xiàng)以第一旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)還包括聯(lián)接到所述離心式壓縮機(jī)組件G6)上的第二傳動(dòng)軸(74)，其中，所述第一傳動(dòng)軸m構(gòu)造成用以使所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子GO)以第一旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，所述第二傳動(dòng)軸構(gòu)造成用以使所述離心式壓縮機(jī)組件以不同于所述第一旋轉(zhuǎn)速度的第二旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述第一傳動(dòng)軸構(gòu)造成用以使所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子GO)沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，所述第二傳動(dòng)軸(74)構(gòu)造成用以使所述離心式壓縮機(jī)組件G0)沿不同于所述第一旋轉(zhuǎn)方向的第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(40)包括轉(zhuǎn)子盤(92)，所述轉(zhuǎn)子盤(9 包括徑向內(nèi)表面(98)、徑向外表面(100)，以及沿徑向方向延伸于所述徑向內(nèi)表面與所述徑向外表面之間的端壁(102)；以及聯(lián)接到所述端壁(10 上的多個(gè)靜葉(90)，相鄰靜葉形成一對(duì)并且間隔開一定周向距離，使得徑向流通道(118)限定在各所述成對(duì)的周向相鄰的靜葉之間，所述流通道沿徑向延伸于所述徑向內(nèi)表面(98)與所述徑向外表面(100)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(40)包括轉(zhuǎn)子盤(92)，所述轉(zhuǎn)子盤(9 包括上游表面(194)、下游表面(196)，以及大致軸向地延伸于所述上游表面與所述下游表面之間的徑向外表面(100)，所述徑向外表面包括入口表面008)、出口表面010)，以及延伸于所述入口表面與所述出口表面之間的過渡表面 (212)；以及聯(lián)接到所述徑向外表面(100)上的多個(gè)靜葉(90)，相鄰的所述靜葉形成一對(duì)并且定向?yàn)槭沟昧魍ǖ?118)限定在各所述成對(duì)相鄰靜葉之間，所述流通道延伸于入口開口(114)與出口開口(116)之間，所述入口表面延伸于所述入口開口與所述過渡表面之間并定向?yàn)橄鄬?duì)于所述中心軸線04)大致垂直，以便在所述入口開口處限定徑向流通路，所述出口表面延伸于所述出口開口與所述過渡表面之間并定向?yàn)橄鄬?duì)于所述中心軸線大致平行，以便在所述出口開口處限定軸向流通路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(40)包括轉(zhuǎn)子盤(92)，所述轉(zhuǎn)子盤(9 包括上游表面(194)、下游表面，以及大致軸向地延伸于所述上游表面與所述下游表面(196)之間的徑向外表面(100)；以及聯(lián)接到所述徑向外表面(100)上的多個(gè)靜葉(90)，相鄰的所述靜葉間隔開一定軸向距離，使得軸向流通道(118)限定在各所述成對(duì)的軸向相鄰的靜葉之間，所述流通道延伸于所述上游表面與所述下游表面之間，所述至少一個(gè)超音速壓縮斜面(140)定位在所述流通道內(nèi)。
9.一種超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，包括殼體，所述殼體限定延伸于流體入口 08)與流體出口(30)之間的腔體(34)；定位在所述腔體內(nèi)的第一傳動(dòng)軸(72)，其中，中心軸線04)沿所述第一傳動(dòng)軸的中心線延伸；超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(40)，所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子00)聯(lián)接到所述第一傳動(dòng)軸上并流連通地定位在所述流體入口與所述流體出口之間，所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)超音速壓縮斜面(140)，所述至少一個(gè)超音速壓縮斜面(140)構(gòu)造成用以形成至少一個(gè)壓縮波(142)以用于壓縮流體(88)；以及軸向壓縮機(jī)組件026)，所述軸向壓縮機(jī)組件(226)流連通地定位在所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子GO)與所述流體出口之間，所述軸向壓縮機(jī)組件構(gòu)造成用以壓縮從所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子接收到的流體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)還包括流連通地定位在所述流體入口 08)與所述超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子GO)之間的入口導(dǎo)葉組件(38)。
全文摘要
本發(fā)明涉及超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)及其組裝方法。具體而言，一種超音速壓縮機(jī)系統(tǒng)(10)包括殼體，其限定延伸于流體入口(28)與流體出口(30)之間的腔體(34)；定位在腔體中的第一傳動(dòng)軸(72)，其中，中心軸線(24)沿第一傳動(dòng)軸中心線延伸；超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子(40)，其聯(lián)接到第一傳動(dòng)軸上并流連通地定位在流體入口與流體出口之間，該超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)超音速壓縮斜面(140)，其構(gòu)造成用以形成至少一個(gè)壓縮波(142)以用于壓縮流體(88)；以及，離心式壓縮機(jī)組件(46)，其流連通地定位在超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與流體出口之間，該離心式壓縮機(jī)組件構(gòu)造成用以壓縮從超音速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子接收到的流體。
文檔編號(hào)F04D29/28GK102465915SQ201110354208
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者D·C·霍弗, V·米克萊西 申請(qǐng)人:通用電氣公司