[发明专利]组装包括径向流动通道的超音速压缩机转子的系统和方法

说明书

技术领域

本文中描述的主题大体涉及超音速压缩机系统，并且更特别地涉及用于与超音速压缩机系统一起使用的超音速压缩机转子。

背景技术

至少一些已知的超音速压缩机系统包括驱动组件、传动轴以及至少一个用于压缩流体的超音速压缩机转子。用传动轴将驱动组件联接至超音速压缩机转子而使传动轴和超音速压缩机转子旋转。

已知的超音速压缩机转子包括多个联接至转子盘的列板(strake)。各个列板在转子盘周围沿周向定向并在相邻的列板之间限定轴向流动通道。至少一些已知的超音速压缩机转子包括联接至转子盘的超音速压缩坡道(ramp)。已知的超音速压缩坡道定位于轴向流径内并且构造成在该流径内形成压缩波。

在已知的超音速压缩机系统的运转期间，驱动组件使超音速压缩机转子以高转速旋转。流体被引导至超音速压缩机转子，使得该流体的特征为在流动通道处相对于超音速压缩机转子的速度为超音速的。至少一些已知的超音速压缩机转子沿轴向方向从流动通道排出流体。由于流体被沿轴向方向引导，因而超音速压缩机转子的下游的超音速压缩机系统构件需要设计成接收轴向流。这样，已知的超音速压缩机系统需要另外的部件来沿径向方向排出流体。已知的超音速压缩机系统例如在分别于2005年3月28日和2005年3月23日提交的美国专利No.7,334,990和No.7293955以及于2009年1月16日提交的美国专利申请2009/0196731中进行了描述。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种超音速压缩机转子。该超音速压缩机转子包括转子盘，转子盘包括基本圆柱形的端壁、径向内表面以及径向外表面。端壁在径向内表面和径向外表面之间延伸。多个叶片联接至端壁。叶片从端壁向外延伸。相邻叶片形成一对并间隔开一定周向距离，使得流动通道被限定在各对沿周向相邻的叶片之间。流动通道在入口开口和出口开口之间大体沿径向延伸。第一超音速压缩坡道联接至端壁。第一超音速压缩坡道定位于流动通道内，以促进在流动通道内形成至少一个压缩波。

在另一实施例中，提供了一种超音速压缩机系统。该超音速压缩机系统包括壳体，该壳体包括限定了在流体入口和流体出口之间延伸的腔室的内表面。转子轴定位于壳体内。转子轴可旋转地联接至驱动组件。超音速压缩机转子联接至转子轴。超音速压缩机转子定位于流体入口和流体出口之间，用于将流体从流体入口引导至流体出口。超音速压缩机转子包括转子盘，该转子盘包括基本圆柱形的端壁、径向内表面以及径向外表面。端壁在径向内表面和径向外表面之间延伸。多个叶片联接至端壁。叶片从端壁向外延伸。相邻叶片形成一对并间隔开一定周向距离，使得流动通道被限定在各对沿周向相邻的叶片之间。流动通道在入口开口和出口开口之间大体沿径向延伸。第一超音速压缩坡道联接至端壁。第一超音速压缩坡道定位于流动通道内，以促进在流动通道内形成至少一个压缩波。

在又一实施例中，提供了一种组装超音速压缩机转子的方法。该方法包括提供包括端壁、径向内表面以及径向外表面的转子盘。端壁在径向内表面和径向外表面之间延伸。多个叶片联接至端壁。相邻叶片形成一对并间隔开一定周向距离，使得流动通道被限定在各对沿周向相邻的叶片之间。流动通道在入口开口和出口开口之间大体沿径向延伸。第一超音速压缩坡道联接至端壁。第一超音速压缩坡道构造成使至少一个压缩波能够形成于流动通道内。

附图说明

当参考附图阅读下面的详细描述时，本发明的这些及其它的特征、方面以及优点将变得更好理解，在附图中，相同的字符在所有图中代表相同的部件，其中：

图1是示例性的超音速压缩机系统的示意图；

图2是可以与图1所示的超音速压缩机系统一起使用的示例性的超音速压缩机转子的分解透视图；

图3是图2所示的超音速压缩机转子的剖视图；

图4是图2所示的超音速压缩机转子的另一剖视图；

图5是图4所示的超音速压缩机转子的备选实施例的剖视图；

图6是图4所示的超音速压缩机转子的另一个备选实施例的剖视图。

除非有其它规定，否则在本文提供的附图意图表示本发明的关键的创造性特征。相信这些关键的创造性特征可以应用于包括本发明的一个或多个实施例的各种各样的系统中。这样，附图并不意图包括本领域普通技术人员已知的实践本发明所需要的所有常规特征。

部件列表

10超音速压缩机系统

12进口区段

14压缩机区段

16排出区段

18驱动组件

20转子组件

22传动轴