超音速压缩机启动支持系统及相关启动方法技术方案

本发明专利技术提供一种超音速压缩机，所述超音速压缩机包括流体入口、流体出口以及延伸在两者之间的流体导管，所述流体导管内设有超音速压缩机转子。所述超音速压缩机转子包括第一端壁以及与第一端壁连接的多片叶片。每对所述叶片限定流体流动通道。所述流体流动通道限定流动通道入口开口和流动通道出口开口，并且包括喉部部分。所述超音速压缩机转子还包括第二端壁以及与所述转子邻接的至少一个轴向可转移流体控制装置。所述轴向可转移流体控制装置配置用于阻塞所述喉部部分，并且包括可插入所述喉部部分的至少一部分内的至少一个轴向可转移突起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超苜速压纟伯机启动支持系统及相关启动方法
本专利技术总体上涉及一种超音速压缩机系统，确切地说，涉及一种用于超音速压缩机系统的超音速压缩机转子。
技术介绍
至少一些已知的超音速压缩机系统包括驱动组件、驱动轴以及用于压缩流体的至少一个超音速压缩机转子。所述驱动组件通过驱动轴连接到超音速压缩机转子，以旋转所述驱动轴和所述超音速压缩机转子。已知的超音速压缩机转子包括连接到转子盘的多片叶片。每片叶片周向围绕在转子盘周围并且相邻叶片之间形成流动通道。至少一些已知的超音速压缩机转子包括连接到所述转子盘的超音速压缩斜面。已知的超音速压缩斜面位于所述流动通道内以形成喉部区域并配置用于在所述流动通道内形成压缩波。在已知超音速压缩机系统的启动操作中，所述驱动组件以初始低速旋转所述超音速压缩机转子并将所述转子加速到高旋转速度。流体被输送到超音速压缩机转子，以便流动通道入口处的流体具有相对于超音速啊压缩机转子的初始亚音速，然后随着转子加速，流动通道入口处的流体具有相对于超音速压缩机转子的超音速。在已知的超音速压缩机转子中，随着流体流过流动通道，超音速压缩机斜坡促使形成由流动通道会聚部分内的倾斜冲击波以及流动通道发散部分内的常规冲击波构成的系统。喉部区域位于流动通道内会聚部分与发散部分之间的最窄部分中。喉部区域较宽有助于在启动期间在喉部区域内建立超音速流，但是会降低稳态条件下的性能。较窄喉部区域有助于稳态性能，但是会增加在喉部区域内建立超音速流的难度。此外，许多已知的超音速压缩机具有固定的喉部几何结构。例如，已知的超音速压缩机系统在分别于2005年3月28日和2005年3月23日提交的第7，334，990和7，293，955号美国专利以及2009年I月16日提交的美国专利申请案2009/0196731中有所描述。
技术实现思路
一方面，本专利技术提供一种超音速压缩机。所述超音速压缩机包括流体入口、流体出口以及延伸在两者之间的流体导管，所述流体导管内设有超音速压缩机转子。所述超音速压缩机转子包括第一端壁以及与其连接的多片叶片。每对叶片限定流体流动通道。所述流体流动通道设有流动通道入口开口以及流动通道出口开口，并且包括喉部部分。所述超音速压缩机转子还包括第二端壁以及与所述转子邻接的至少一个轴向可转移流体控制装置。所述轴向可转移流体控制装置配置用于阻塞所述喉部部分并且包括可插入所述喉部部分的至少一部分内的至少一个轴向可转移突起。另一方面，提供一种用于超音速压缩机的启动支持系统。所述超音速压缩机包括至少一个流体入口、至少一个流体出口、延伸在两者之间的流体导管、置于所述流体导管内的至少一个超音速压缩机以及流动通道入口开口和流动通道出口开口，两者之间设有喉部部分。所述启动支持系统包括与所述转子邻接的至少一个轴向可转移流体控制装置。所述轴向可转移流体控制装置配置用于至少部分阻塞流过所述喉部部分的流体流。所述至少一个轴向可转移流体控制装置包括可插入所述喉部部分的至少一部分内的至少一个轴向可转移突起。另一方面，提供一种用于启动超音速压缩机的方法。所述方法包括提供超音速压缩机。所述超音速压缩机包括与至少一个流体源流体连通的流体入口、流体出口以及至少一个超音速压缩机转子。所述至少一个超音速压缩机转子包括第一端壁以及连接到所述第一端壁的多片叶片。所述多片叶片中的每对叶片限定延伸穿过其中的流体流动通道。所述流体流动通道设有流动通道入口开口以及流动通道出口开口。所述流体流动通道包括喉部部分。所述至少一个超音速压缩机转子还包括第二端壁以及与所述转子邻接的至少一个轴向可转移流体控制装置。所述轴向可转移流体控制装置配置用于至少部分阻塞所述喉部部分。所述至少一个轴向可转移流体控制装置包括可插入所述喉部部分的至少一部分内的至少一个轴向可转移突起。所述方法还包括在所述超音速压缩机的启动操作模式中，将所述至少一个轴向可转移流体控制装置轴向移动到大体打开所述喉部部分的第一位置。【附图说明】在参考附图阅读以下详细说明后，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，类似的符号代表所有附图中类似的部分，其中:图1是示例性超音速压缩机系统的示意图；图2是可用于图1所示超音速压缩机中的示例性超音速压缩机转子的透视图；图3是图2所示超音速压缩机转子的分解透视图；图4是沿线4-4截取的图2所示超音速压缩机转子的截面图；图5是沿区域5截取的图4所示超音速压缩机转子的局部放大截面图；图6是可用于图1所示超音速压缩机中的替代超音速压缩机转子的局部透视图；图7是超音速压缩机启动支持系统的侧视图，所述超音速压缩机启动支持系统包括可用于图6所示超音速压缩机转子的轴向可转移流体流动控制装置以及第一定位装置；图8是可用于图6所示超音速压缩机转子的轴向可转移流体流动控制装置以及第二定位装置；图9是图7和8中所示的轴向可转移流体流动控制装置的一部分以及超音速压缩机转子的一部分的截面透视图；图10是沿线10-10截取的图9所示轴向可转移流体流动控制装置的一部分以及超音速压缩机转子的一部分的截面图；图11是沿线11-11截取的图9所示轴向可转移流体流动控制装置的一部分以及超音速压缩机转子的一部分的截面图；图12是沿线12-12截取的图10所示轴向可转移流体流动控制装置的一部分以及超音速压缩机转子的一部分的截面图；以及图13是沿线13 - 13截取的图11所示轴向可转移流体流动控制装置的一部分以及超音速压缩机转子的一部分的截面图。除非另作说明，否则本说明书中提供的附图用于示出本专利技术的关键专利技术特征。可以相信这些关键专利技术特征适用于包括本专利技术一个或多个实施例的各种系统。因此，附图并不包括所属领域中的普通技术人员已知的实践本专利技术所需的所有传统特征。【具体实施方式】在以下说明和随附权利要求中，将参考多个术语，这些术语的定义如下。除非上下文明确另作规定，否则单数“一个”、“一种”和“所述”包括复数参考。“可选”或“可选地”意指后续描述的事件或情况可能会或可能不会发生，并且所述描述同时包括事件发生或者不发生的情况。本说明书中和权利要求书中所用的近似语言可用于修饰任何定量表示，这些定量表示可在许可范围内变动，而不改变相关的基本功能。因此，由一个或多个“约”和“大体上”等术语修饰的值并不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可能与用于测量值的仪器的精度对应。此处以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以相结合和/或交替，除非上下文或语言另作规定，否则此类范围均指示并且包括本说明书中包含的所有子范围。本说明书中所用的术语“超音速压缩机转子”是指包括置于超音速压缩机转子的流体流动通道内的超音速压缩机斜坡的压缩机转子。此外，超音速压缩机转子称为“超音速”的原因是它们被设计成围绕旋转轴高速旋转，以使在置于所述转子的流动通道内的超音速压缩斜坡处与旋转的超音速压缩机转子碰撞的移动流体，例如移动气体的相对流体速度为超音速。相对流体速度可以定义为超音速压缩斜坡处的转子速度与进入超音速压缩斜坡之前的流体速度的矢量和。此相对流体速度有时称为“局部超音速入口速度”，在某些实施例中，所述速度是进气速度与置于超音速压缩机转子的流动通道内的超音速压缩斜坡的切向速度之和。所述超音速压缩机转子被设计成在非常高的切向速度下工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超音速压缩机，包括：至少一个流体入口；至少一个流体出口；延伸在所述流体入口与所述流体出口之间的流体导管；置于所述流体导管内的至少一个超音速压缩机转子，所述转子包括：第一端壁；连接到所述第一端壁的多片叶片，所述多片叶片中的每对叶片限定延伸穿过其中的流体流动通道，所述流体流动通道限定流动通道入口开口和流动通道出口开口，所述流体流动通道包括喉部部分；以及第二端壁；以及与所述转子邻接的至少一个轴向可转移流体控制装置，所述轴向可转移流体控制装置配置用于至少部分阻塞所述喉部部分，所述至少一个轴向可转移流体控制装置包括：可插入所述喉部部分的至少一部分内的至少一个轴向可转移突起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.27 US 13/117,8711.一种超音速压缩机，包括: 至少一个流体入口； 至少一个流体出口； 延伸在所述流体入口与所述流体出口之间的流体导管； 置于所述流体导管内的至少一个超音速压缩机转子，所述转子包括: 第一端壁； 连接到所述第一端壁的多片叶片，所述多片叶片中的每对叶片限定延伸穿过其中的流体流动通道，所述流体流动通道限定流动通道入口开口和流动通道出口开口，所述流体流动通道包括喉部部分；以及 第二端壁；以及 与所述转子邻接的至少一个轴向可转移流体控制装置，所述轴向可转移流体控制装置配置用于至少部分阻塞所述喉部部分，所述至少一个轴向可转移流体控制装置包括: 可插入所述喉部部分的至少一部分内的至少一个轴向可转移突起。2.根据权利要求1所述的超音速压缩机，其中所述轴向可转移流体控制装置可从所述超音速压缩机的第一运行模式期间的第一位置移动到所述超音速压缩机的第二运行模式期间的第二位置。3.根据权利要求2所述的超音速压缩机，其中所述第一位置包括在所述超音速压缩机的启动操作模式期间，所述轴向可转移流体控制装置可相对于所述流体流动通道完全缩进的位置。4.根据权利要求2所述的超音速压缩机，其中所述第二位置包括在所述超音速压缩机的启动后操作模式期间，所述轴向可转移流体控制装置可相对于所述流体流动通道部分缩进的位置。5.根据权利要求1所述的超音速压缩机，其中所述轴向可转移流体控制装置进一步包括连接到所述轴向可转移突起的轴向定位装置。6.根据权利要求1所述的超音速压缩机，其中所述至少一个轴向可转移突起包括以下项中的至少一项: 可延伸穿过所述第一端 壁的第一突起；以及 可延伸穿过所述第二端壁的第二突起。7.根据权利要求1所述的超音速压缩机，包括至少两个反向旋转的超音速压缩机转子。8.一种超音速压缩机的启动支持系统，所述超音速压缩机包括至少一个流体入口、至少一个流体出口、延伸在两者之间的流体导管、置于所述流体导管内的至少一个超音速压缩机转子以及流动通道入口开口和流动通道出口开口和两者之间的喉部部分，所述启动支持系统包括: 与所述转子邻接的至少一个轴向可转移流体控制装置，所述轴向可转移流体控制装置配置用于至少部分阻塞流过所述喉部部分的流体流，所述至少一个轴向可转移流体控制装置包括: 可插入所述喉部部分的至少一部分内的至少一个轴向可转移突起。9.根据权利要求8所述的启动支持系统，其中所述轴向可转移流体控制装置可从所述超音速压缩机的第一运行模式期间的第一位置移动到所述超音速压缩机的第二运行模式期间的第二位置。10.根据权利要求9所述的启动支持系统，其中所述超音速压缩机的第一运行模式期间的所述第一位置包括在所述超音速压缩机的启动操作模式期间，所述轴向可转移流体控制装置的完全缩进位置。11.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：DC霍菲尔，D戈塔普，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：
国别省市：