KR20140041498A - 초음속 압축기 시동 지지 시스템 - Google Patents

초음속 압축기 시동 지지 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20140041498A
KR20140041498A KR1020137031235A KR20137031235A KR20140041498A KR 20140041498 A KR20140041498 A KR 20140041498A KR 1020137031235 A KR1020137031235 A KR 1020137031235A KR 20137031235 A KR20137031235 A KR 20137031235A KR 20140041498 A KR20140041498 A KR 20140041498A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
supersonic compressor
fluid
supersonic
axially movable
flow channel
Prior art date
Application number
KR1020137031235A
Other languages
English (en)
Inventor
더글라스 칼 호퍼
다난자야라오 고타푸
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20140041498A publication Critical patent/KR20140041498A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F04D17/127—Multi-stage pumps with radially spaced stages, e.g. for contrarotating type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D21/00—Pump involving supersonic speed of pumped fluids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

초음속 압축기(10)는 유체 입구(26)와, 유체 출구(28)와, 초음속 압축기 로터(40)가 내부에 배치되고 유체 입구와 유체 출구 사이로 연장되는 유체 도관을 포함한다. 초음속 압축기 로터는 제 1 단부벽(60)과, 제 1 단부벽에 결합된 복수의 베인(46)을 포함한다. 베인의 각 쌍은 유체 유동 채널(80)을 형성한다. 유체 유동 채널은 유동 채널 입구 개구부(76) 및 유동 채널 출구 개구부(78)를 형성하며, 스로트 부분(124)을 포함한다. 초음속 압축기 로터는 또한 제 2 단부벽(90)과, 로터에 인접하여 배치된 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치(172)를 포함한다. 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 스로트 부분을 폐색하도록 구성되며, 스로트 부분의 적어도 일부분 내로 삽입 가능한 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)를 포함한다.

Description

초음속 압축기 시동 지지 시스템{SUPERSONIC COMPRESSOR STARTUP SUPPORT SYSTEM}
본 명세서에 개시된 본 발명은 일반적으로 초음속 압축기 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게 초음속 압축기 시스템에 사용하기 위한 초음속 압축기 로터에 관한 것이다.
적어도 몇몇의 공지된 초음속 압축기 시스템은 구동 조립체와, 구동 샤프트와, 유체를 압축시키기 위한 적어도 하나의 초음속 압축기 로터를 포함한다. 구동 조립체는 구동 샤프트와 함께 초음속 압축기 로터에 결합되어, 구동 샤프트 및 초음속 압축기 로터를 회전시킨다.
공지된 초음속 압축기 로터는 로터 디스크에 결합된 복수의 베인을 포함한다. 각각의 베인은 로터 디스크를 중심으로 원주방향으로 배향되어 있고, 인접한 베인 사이에 유동 채널을 형성한다. 적어도 몇몇의 공지된 초음속 압축기 로터는 로터 디스크에 결합된 초음속 압축 램프를 포함한다. 공지된 초음속 압축 램프는 스로트 구역을 형성하도록 유동 경로 내에 위치되며, 유동 경로 내에 압축 파형을 형성하도록 구성되어 있다.
공지된 초음속 압축기 시스템의 시동 작동 동안에, 구동 조립체는 초음속 압축기 로터를 초기의 낮은 속도로 회전시키며, 로터를 높은 회전 속도로 가속시킨다. 유체는 초음속 압축기 로터로 보내지며, 그 결과 유체는 유동 채널 입구에서 초음속 압축기 로터에 대해서 최초에 아음속인 속도에 특징이 있으며, 다음에 로터가 가속될 때, 유체는 유동 채널 입구에서 초음속 압축기 로터에 대해서 초음속인 속도에 특징이 있다. 공지된 초음속 압축기 로터에 있어서, 유체가 유동 채널을 통해 보내질 때, 초음속 압축 램프는 유동 채널의 수렴하는 부분 내에 비스듬한 충격파의 시스템의 형성과, 유동 채널의 발산하는 부분에서 정상 충격파의 형상을 야기한다. 스로트 구역은 수렴하는 부분과 발산하는 부분 사이에서 유동 채널의 가장 좁은 부분에 형성된다. 스로트 구역을 넓게 하면 시동 동안에 스로트 구역에서 초음속 유동의 안정화를 용이하게 하지만, 정상-상태에서 성능을 감소시킨다. 스로트 구역을 좁게 하면 정상-상태 성능을 촉진시키지만, 스로트 구역에서의 초음속 유동의 안정화의 어려움을 증가시킨다. 또한, 많은 공지된 초음속 압축기는 고정된 스로트 기하학적 구조를 갖고 있다. 공지된 초음속 압축기 시스템은 예를 들어 각각 2005년 3월 28일 및 2005년 3월 23일자로 출원된 미국 특허 제 7,334,990 호 및 제 7,293,955 호와, 2009년 1월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 공개 제 2009/0196731 호에 개시되어 있다.
일 양태에서, 초음속 압축기가 제공된다. 초음속 압축기는 유체 입구와, 유체 출구와, 초음속 압축기 로터가 내부에 배치되고 유체 입구와 유체 출구 사이로 연장되는 유체 도관을 포함한다. 초음속 압축기 로터는 제 1 단부벽과, 이 제 1 단부벽에 결합된 복수의 베인을 포함한다. 베인의 각 쌍은 유체 유동 채널을 형성한다. 유체 유동 채널은 유동 채널 입구 개구부 및 유동 채널 출구 개구부를 형성하며, 스로트 부분을 포함한다. 초음속 압축기 로터는 또한 제 2 단부벽과, 로터에 인접하여 위치된 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 포함한다. 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 스로트 부분을 폐색하도록 구성되며, 스로트 부분의 적어도 일부분 내로 삽입 가능한 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 돌출부를 포함한다.
다른 양태에서, 초음속 압축기용의 시동 지지 시스템이 제공된다. 초음속 압축기는 적어도 하나의 유체 입구와, 적어도 하나의 유체 출구와, 유체 입구와 유체 출구 사이로 연장되는 유체 도관과, 유체 도관 내에 배치된 적어도 하나의 초음속 압축기 로터와, 스로트 부분이 그 사이에 배치된 유동 채널 입구 개구부 및 유동 채널 출구 개구부를 포함한다. 시동 지지 시스템은 로터에 인접하여 위치된 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 포함한다. 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 스로트 부분을 통한 유체 유동을 적어도 부분적으로 폐색하도록 구성된다. 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 스로트 부분의 적어도 일부분 내로 삽입 가능한 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 돌출부를 포함한다.
또 다른 양태에서, 초음속 압축기를 시동시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 초음속 압축기를 제공하는 단계를 포함한다. 초음속 압축기는 적어도 하나의 유체 공급원과 유체 연통으로 결합된 유체 입구와, 유체 출구와, 적어도 하나의 초음속 압축기 로터를 포함한다. 적어도 하나의 초음속 압축기 로터는 제 1 단부벽과, 제 1 단부벽에 결합된 복수의 베인을 포함한다. 복수의 베인의 각 쌍은 관통 연장되는 유체 유동 채널을 형성한다. 유체 유동 채널은 유동 채널 입구 개구부 및 유동 채널 출구 개구부를 형성한다. 유체 유동 채널은 스로트 부분을 포함한다. 적어도 하나의 초음속 압축기 로터는 제 2 단부벽과, 로터에 인접하여 위치된 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 또한 포함한다. 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 스로트 부분을 적어도 부분적으로 폐색하도록 구성된다. 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 스로트 부분의 적어도 일부분 내로 삽입 가능한 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 돌출부를 포함한다. 이 방법은 초음속 압축기의 시동 작동 모드 동안에 스로트 부분을 실질적으로 개방하는 제 1 위치로 적어도 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 축방향으로 이동시키는 단계를 또한 포함한다.
본 발명의 여러 특징, 태양 및 이점은, 전체 도면을 통해 유사한 도면부호가 유사한 부분을 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 읽을 때 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 예시적인 초음속 압축기 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 초음속 압축기에 사용될 수 있는 예시적인 초음속 압축기 로터의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 초음속 압축기 로터의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 초음속 압축기 로터를 선 4-4를 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 초음속 압축기 로터의 일부분을 영역 5를 따라서 절단한 확대 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 초음속 압축기에 사용될 수 있는 변형 초음속 압축기 로터의 일부분의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 초음속 압축기 로터에 사용될 수 있는, 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치 및 제 1 위치설정 장치를 포함하는 초음속 압축기 시동 지지 시스템의 측면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 초음속 압축기에 사용될 수 있는, 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치 및 제 2 위치설정 장치의 측면도이다.
도 9는 도 7 및 도 8에 도시된, 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치의 일부분 및 초음속 압축기 로터의 일부분의 단면 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치의 일부분 및 초음속 압축기 로터의 일부분을 선 10-10을 따라 취한 단면도이다.
도 11은 도 9에 도시된 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치의 일부분 및 초음속 압축기 로터의 일부분을 선 11-11을 따라 취한 단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치의 일부분 및 초음속 압축기 로터의 일부분을 선 12-12를 따라 취한 단면도이다.
도 13은 도 11에 도시된 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치의 일부분 및 초음속 압축기 로터의 일부분을 선 13-13을 따라 취한 단면도이다.
달리 지적되지 않는다면, 본 명세서에 제공된 도면은 본 발명의 주요한 발명적 특징을 나타내고자 한다. 이들 주요 발명적 특징은 본 발명의 하나 이상의 실시예를 포함하는 광범위한 시스템에 적용 가능한 것으로 여겨진다. 이처럼, 도면은 본 발명의 실시에 요구되는 것으로 당업자에 의해 공지된 종래의 특징 모두를 포함하고자 하는 것은 아니다.
이하의 상세한 설명 및 청구범위에 있어서, 이하의 의미를 갖는 것으로 규정되는 다수의 용어가 참조될 것이다.
단수형의 "하나", "일" 및 "상기"는 문장에서 달리 명확하게 지적하지 않는 한, 복수의 대상을 포함한다.
"선택적인" 또는 "선택적으로"는 후속하여 기술된 사정 또는 상황이 발생할 수도, 발생하지 않을 수도 있으며, 설명은 이러한 사정이 발생하는 경우 및 발생하지 않는 경우를 포함하는 것을 의미한다.
발명의 상세한 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐 본 명세서에 사용된 바와 같이, 어림적인 표현(approximating language)은 관련되는 기본적인 기능에 있어서의 변화를 가져옴이 없이, 변경 가능한 임의의 양적 표현을 조절하도록 적용될 수 있다. 따라서, "약" 및 "실질적으로"와 같은 용어 또는 용어들에 의해 조절되는 값은 특정의 정확한 값으로 제한하고자 하는 것은 아니다. 적어도 일부 예에 있어서, 어림적인 표현은 값을 측정하기 위한 도구의 정확도에 대응할 수 있다. 여기서, 그리고 본 상세한 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐, 범위 제한은 결합 및/또는 상호 변경될 수 있으며, 이러한 범위는 동일시되며 문장 또는 표현 상에 달리 지적되지 않는다면 그 내에 포함되는 부-범위(sub-range) 전체를 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "초음속 압축기(supersonic compressor)"라는 용어는 초음속 압축기 로터의 유체 유동 채널 내에 배치된 초음속 압축 램프를 포함하는 압축기 로터를 말한다. 또한, 초음속 압축기 로터는 "초음속(supersonic)"인데, 그 이유는 이들 초음속 압축기 로터는 높은 속도로 회전 축을 중심으로 회전되도록 설계되어, 로터의 유동 채널 내에 배치된 초음속 압축 램프에서 회전 초음속 압축기 로터에 접하는 이동 유체, 예를 들면 이동 가스가 초음속인 상대적인 유체 속도를 갖는 것으로 말할 수 있기 때문이다. 상대적인 유체 속도는 초음속 압축 램프에서의 로터 속도와, 초음속 압축 램프에 접하기 바로 이전의 유체 속도의 벡터 합으로 규정될 수 있다. 이러한 상대적인 유체 속도는, 특정 실시예에 있어서 입구 가스 속도와, 초음속 압축기 로터의 유동 채널 내에 배치된 초음속 압축 램프의 접선방향 속도의 조합인 "국부적인 초음속 입구 속도(local supersonic inlet velocity)"라고 때때로 불리고 있다. 초음속 압축기 로터는 매우 높은 접선방향 속도, 예를 들면 300 미터/초 내지 800 미터/초의 범위의 접선방향 속도에서 작동되도록 제작된다.
본 명세서에 설명된 예시적인 시스템 및 방법은 유체 유동 채널의 적절한 위치에서 정상 충격파의 형성 및 유지를 용이하게 하는 다양한 스로트 기하학적 구조를 갖는 초음속 압축기 로터를 제공함으로써 공지된 초음속 압축기의 단점을 극복한다. 보다 상세하게, 본 명세서에 설명된 실시예들은 시동 작동 동안에 스로트 영역의 사이즈를 조절하는 유체 제어 장치를 갖는 초음속 압축기 로터를 포함한다.
도 1은 예시적인 초음속 압축기 시스템(10)의 개략도이다. 예시적인 실시예에 있어서, 초음속 압축기 시스템(10)은 흡입 섹션(12)과, 흡입 섹션(12)으로부터 하류에 결합된 압축기 섹션(14)과, 압축기 섹션(14)으로부터 하류에 결합된 배출 섹션(16)과, 구동 조립체(18)를 포함한다. 압축기 섹션(14)은 구동 샤프트(22)를 포함하는 로터 조립체(20)에 의해 구동 조립체(18)에 결합되어 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 흡입 섹션(12), 압축기 섹션(14) 및 배출 섹션(16)의 각각은 압축기 하우징(24) 내에 위치되어 있다. 보다 상세하게, 압축기 하우징(24)은 유체 입구(26), 유체 출구(28), 및 캐비티(32)를 형성하는 내부 표면(30)을 포함한다. 캐비티(32)는 유체 입구(26)와 유체 출구(28) 사이로 연장되어 있고, 유체를 유체 입구(26)로부터 유체 출구(28)로 보낸다. 흡입 섹션(12), 압축기 섹션(14) 및 배출 섹션(16)의 각각은 캐비티(32) 내에 위치되어 있다. 선택적으로, 흡입 섹션(12) 및/또는 배출 섹션(16)은 압축기 하우징(24) 내에 위치되어 있지 않다.
예시적인 실시예에 있어서, 유체 입구(26)는 유체의 유동을 유체 공급원(34)으로부터 흡입 섹션(12)으로 보내도록 구성되어 있다. 유체는, 예를 들어 가스, 가스 혼합물 및/또는 액체-가스 혼합물과 같은 모든 유체일 수 있다. 흡입 섹션(12)은 유체를 유체 입구(26)로부터 압축기 섹션(14)으로 보내기 위해 압축기 섹션(14)과 유동 연통으로 결합되어 있다. 흡입 섹션(12)은 속도, 질량 흐름률, 압력, 온도 및/또는 모든 적당한 유동 매개변수와 같은 하나 이상의 사전결정된 매개변수를 갖는 유체 유동을 조절하도록 구성되어 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 흡입 섹션(12)은 입구 안내 베인 조립체(36)를 포함하며, 이 조립체(36)는 유체를 유체 입구(26)로부터 압축기 섹션(14)으로 보내기 위해 유체 입구(26)와 압축기 섹션(14) 사이에 결합되어 있다. 입구 안내 베인 조립체(36)는 하나 이상의 입구 안내 베인(38)을 포함하며, 이 베인(38)은 압축기 하우징(24)에 결합되어 있고, 압축기 섹션(14)에 대해서 고정되어 있다.
압축기 섹션(14)은 유체의 적어도 일부분을 흡입 섹션(12)으로부터 배출 섹션(16)으로 보내기 위해 흡입 섹션(12)과 배출 섹션(16) 사이에 결합되어 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 압축기 섹션(14)은 구동 샤프트(22)에 회전 가능하게 결합된 적어도 하나의 초음속 압축기 로터(40)를 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 구동 샤프트(22)를 포함하는 한쌍의 동심 구동 샤프트(도시하지 않음)는 초음속 압축기 로터(40(158))를 구동하는데 사용될 수 있으며, 상기 동심 구동 샤프트는 반대 방식(즉, 작동시에 초음속 압축기는 반대 회전됨)으로 도시된 한쌍의 초음속 압축기 로터를 구동하도록 구성되어 있다. 선택적으로, 초음속 압축기(10)는 또한 적어도 하나의 변형 초음속 압축기 로터(158)(후술됨)를 포함한다. 초음속 압축기 로터(40)는, 유체의 압력을 증가시키고, 유체의 체적을 감소시키고 및/또는 배출 섹션(16)으로 보내진 유체의 온도를 증가시키도록 구성되어 있다. 배출 섹션(16)은 유체를 초음속 압축기 로터(40(158))로부터 유체 출구(28)로 보내기 위해 압축기 섹션(14)과 유체 출구(28) 사이에 결합되어 있는 출구 가이드 베인 조립체(42)를 포함한다. 출구 가이드 베인 조립체(42)는 하나 이상의 출구 가이드 베인(43)을 포함하며, 상기 베인(43)은 압축기 하우징(24)에 결합되어 있고, 압축기 섹션(14)에 대해서 고정되어 있다. 유체 출구(28)는 출구 가이드 베인 조립체(42) 및/또는 초음속 압축기(10)로부터, 예를 들면 터빈 엔진 시스템, 유체 처리 시스템 및/또는 유체 저장 시스템과 같은 출력 시스템(44)으로 유체를 보내도록 구성되어 있다. 구동 조립체(18)는 구동 샤프트(22)를 회전시켜서 초음속 압축기 로터(40)가 회전되도록 구성되어 있다. 상술한 바와 같이, 도 1에 도시된 구성에 있어서, 한쌍의 동심 구동 샤프트는 예를 들면 직렬로 배열된 한쌍의 초음속 압축기 로터와 같은 한쌍의 초음속 압축기 로터를 역회전시키는데 사용될 수 있다.
작동 동안에, 흡입 섹션(12)은 유체 공급원(34)으로부터의 유체를 압축기 섹션(14)을 향해 보낸다. 압축기 섹션(14)은 유체를 압축하고, 압축된 유체를 배출 섹션(16)을 향해 배출한다. 배출 섹션(16)은 유체 출구(28)를 통해서 압축기 섹션(14)으로부터 출력 시스템(44)까지 압축된 유체를 보낸다.
도 2는 예시적인 초음속 압축기 로터(40)의 사시도이다. 도 3은 초음속 압축기 로터(40)의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2에 도시된 절단선 4-4를 따라 절단한 초음속 압축기 로터(40)의 단면도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 동일한 부품은 도 2에서 사용된 동일한 도면부호로 표시되어 있다. 명료함을 위해서, 도 4는 제 1 반경방향 치수를 도시하기 위한 x-축, x-축에 수직인 제 2 반경방향 치수를 도시하기 위한 y-축, 및 x-축 및 y-축에 수직인 축방향 치수를 도시하기 위한 z-축을 도시하고 있다. 이들 기준 축들이 여기에서 사용될 것이다. 도 4에서, z-축은 페이지를 벗어나게 지향되어 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 초음속 압축기 로터(40)는 로터 디스크(48)에 결합된 복수의 베인(46)을 포함한다. 보다 상세하게, 초음속 압축기 로터(40)는 명료함을 위해 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이 6개의 베인(46)을 포함한다. 선택적으로, 초음속 압축기 로터(40)는 설명한 바와 같이 초음속 압축기(10)의 작동을 가능하게 하는 모든 개수의 베인(46)을 포함한다.
로터 디스크(48)는 내부 캐비티(52)를 한정하는 환형 디스크 본체(50)를 포함하며, 상기 내부 캐비티(52)는 중심선 축(54)을 따라서 디스크 본체(50)를 통해 대체로 축방향으로 연장된다. 디스크 본체(50)는 반경방향으로 내부 표면(56), 반경방향으로 외부 표면(58) 및 단부벽(60)을 포함한다. 반경방향으로 내부 표면(56)은 내부 캐비티(52)를 한정한다. 내부 캐비티(52)는 실질적으로 원통형 형상이며, 중심선 축(54)을 중심으로 배향되어 있다. 구동 샤프트(22)는 복수의 로터 지지 스트럿(51)을 거쳐서 로터 디스크(48)에 회전 가능하게 연결되어 있으며, 상기 지지 스트럿(51)은 구동 샤프트(22)가 관통 삽입되는 개구(53)를 한정한다. 단부벽(60)은 내부 캐비티(52)로부터 반경방향 외측으로 그리고 반경방향 내부 표면(56)과 반경방향 외부 표면(58) 사이로 연장된다. 단부벽(60)은 중심선 축(54)에 수직으로 배향된 반경방향(64)으로 형성된 폭(62)을 포함한다.
예시적인 실시예에 있어서, 각각의 베인(46)은 단부벽(60)에 결합되며, 중심선 축(54)에 대체로 평행한 축방향(66)에서 단부벽(66)으로부터 외측으로 연장되어 있다. 각각의 베인(46)은 입구 에지(68) 및 출구 에지(70)를 포함한다. 입구 에지(68)는 반경방향으로 내부 표면(56)에 인접하여 배치된다. 출구 에지(70)는 반경방향으로 외부 표면(58)에 인접하여 배치된다. 예시적인 실시예에 있어서, 초음속 압축기 로터(40)는 베인(46)의 한쌍(74)을 포함한다. 각각의 베인(46)은 인접한 베인(46)의 각 쌍(74) 사이에 입구 개구부(76), 출구 개구부(78) 및 유동 채널(80)을 형성하도록 배향되어 있다. 유동 채널(80)은 입구 개구부(76)와 출구 개구부(78) 사이로 연장되며, 입구 개구부(76)로부터 출구 개구부(78)까지 화살표(82)(도 4에 도시됨)로 표시된 유동 경로를 형성한다. 유동 경로(82)는 베인(46)에 대체로 평행하게 배향되어 있다. 유동 채널(80)은 반경방향(64)에서 입구 개구(76)로부터 출구 개구(78)까지 유동 경로(82)를 따라서 유체를 보내는 사이즈, 형상 및 배향으로 되어 있다. 입구 개구부(76)는 인접한 베인(46)과 입구 에지(68) 사이에 형성되어 있다. 출구 개구부(78)는 인접한 베인(46)과 출구 에지(70) 사이에 형성되어 있다. 각각의 베인(46)은 입구 에지(68)와 출구 에지(70) 사이에서 반경방향으로 연장되며, 그 결과 베인(46)은 반경방향으로 내부 표면(56)과 반경방향으로 외부 표면(58) 사이로 연장된다. 또한, 각각의 베인(46)은 외부 표면(84)과, 대향 내부 표면(86)을 포함한다. 베인(46)은 외부 표면(84)과 내부 표면(86) 사이로 연장되어 유동 채널(80)의 축방향 높이(88)를 한정한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 예시적인 실시예에 있어서, 슈라우드 조립체(90)는 각각의 베인(46)의 외부 표면(84)에 결합되며, 그 결과 유동 채널(80)(도 4에 도시됨)이 슈라우드 조립체(90)와 단부벽(60) 사이에 형성된다. 슈라우드 조립체(90)는 내부 에지(92) 및 외부 에지(94)를 포함한다. 내부 에지(92)는 실질적으로 원통형의 개구부(96)를 형성한다. 슈라우드 조립체(90)는 로터 디스크(48)와 동축으로 배향되며, 그 결과 내부 원통형 캐비티(52)는 개구부(96)와 동심으로 된다. 슈라우드 조립체(90)는 각각의 베인(46)에 결합되며, 그 결과 베인(46)의 입구 에지(68)는 슈라우드 조립체(90)의 내부 에지(92)에 인접하여 위치되며, 베인(46)의 출구 에지(70)는 슈라우드 조립체(90)의 외부 에지(94)에 인접하여 위치된다.
또한, 예시적인 실시예에 있어서, 슈라우드 조립체(90)는 복수의 천공부 또는 관통부(97)를 형성한다. 각각의 관통부(97)는 슈라우드 조립체(90)를 통해 관련 유동 채널(80)의 스로트 부분(124)까지 연장된다. 스로트 부분(124)은 이하에 보다 상세하게 설명한다. 따라서, 관통부(97)의 개수는 베인(46)의 개수와 동일하며, 베인의 개수는 유동 채널(80) 및 관련 스로트 구역(124)의 개수와 동일하다.
도 4를 참조하면, 예시적인 실시예에 있어서, 적어도 하나의 초음속 압축 램프(98)는 유동 채널(80) 내에 위치되어 있다. 초음속 압축 램프(98)는 입구 개구부(76)와 출구 개구부(78) 사이에 위치되며, 하나 이상의 압축 파형(100)을 유동 채널(80) 내에 형성할 수 있는 사이즈, 형상 및 배향으로 되어 있다.
초음속 압축기 로터(40)의 작동 동안에, 흡입 섹션(12)(도 1에 도시됨)은 유동 채널(80)의 입구 개구부(76)를 향해 유체(102)를 보낸다. 유체(102)는 입구 개구부(76)에 유입되기 바로 전의 제 1 속도, 즉 접근 속도를 갖고 있다. 초음속 압축기 로터(40)는 방향 화살표(104)로 표시된 제 2 속도, 즉 회전 속도에서 중심선 축(54)을 중심으로 회전되며, 그 결과 유동 채널(80)에 들어가는 유체(102)는 베인(46)에 대한 초음속인, 입구 개구부(76)에서의 제 3 속도, 즉 입구 속도를 갖고 있다. 유체(102)가 초음속 속도에서 유동 채널(80)을 통해 보내질 때, 초음속 압축 램프(98)는 압축 파형(100)이 유동 채널(80) 내에 형성될 수 있게 하여 유체(102)를 압축하는 것을 촉진하며, 그 결과 유체(102)는 증가된 압력 및 온도를 포함하며 및/또는 출구 개구부(78)에서 감소된 체적을 포함한다.
도 5는 도 4에 도시된 영역 5를 따라 절단한 초음속 압축기 로터(40)의 일부분의 확대 단면도이다. 도 5에 도시된 동일한 부품은 도 2 및 도 4에서 사용된 동일한 참조부호로 표시되어 있다. 명료함을 위해서, 도 5는 제 1 반경방향 치수를 도시하기 위한 x-축, x-축에 수직인 제 2 반경방향 치수를 도시하기 위한 y-축, 및 x-축 및 y-축에 수직인 축방향 치수를 도시하기 위한 z-축을 도시하고 있다. 도 5에서, z-축은 페이지를 벗어나게 지향되어 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 각각의 베인(46)은 제 1 또는 가압 측면(106) 및 대향 제 2 또는 흡입 측면(108)을 포함한다. 각각의 가압 측면(106) 및 흡입 측면(108)은 입구 에지(68)와 출구 에지(70) 사이로 연장된다.
예시적인 실시예에 있어서, 각각의 베인(46)은 내부 원통형 캐비티(52)를 중심으로 원주방향으로 이격되어 있으며, 그 결과 유동 채널(80)은 입구 개구부(76)와 출구 개구부(78) 사이에서 대체로 반경방향으로 배향되어 있다. 각각의 입구 개구부(76)는 입구 에지(68)에서 베인(46)의, 압력 측면(106)과 인접한 흡입 측면(108) 사이로 연장되어 있다. 각각의 출구 개구부(78)는 출구 에지(70)에서, 흡입 측면(106)과 인접한 흡입 측면(108) 사이로 연장되며, 그 결과 유동 경로(82)는 반경방향(64)에서 반경방향으로 내부 표면(56)으로부터 반경방향으로 외부 표면(58)까지 반경방향 외측으로 형성된다. 선택적으로, 인접한 베인(46)은 출구 개구부(76)가 반경방향으로 외부 표면(58)에 형성되도록 배향될 수 있으며, 출구 개구부(78)는 반경방향으로 내부 표면(56)에 형성되며, 그 결과 유동 경로(82)는 반경방향으로 외부 표면(58)으로부터 반경방향으로 내부 표면(56)까지 반경방향으로 내부에 형성된다. 예시적인 실시예에 있어서, 유동 채널(80)은, 압력 측면(106)과 인접한 흡입 측면(108) 사이에 형성되고 유동 경로(82)에 수직인 원주 폭(110)을 포함한다. 입구 개구(76)는 출구 개구부(78)의 제 2 원주 폭(114)보다 큰 제 1 원주 폭(112)을 갖고 있다. 선택적으로, 입구 개구부(76)는 제 1 원주 폭(112)은 출구 개구부(78)의 제 2 원주 폭(114)보다 작거나 동일할 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 각각의 베인(46)은 호형 형상으로 형성되며, 유동 채널(80)이 나선형 형상으로 형성되고 그리고 입구 개구부(76)와 출구 개구부(78) 사이에서 반경방향으로 대체로 수렴하도록 배향되어 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 유동 채널(80)은 유동 경로(82)를 따라 변화하는 단면적(116)을 형성한다. 유동 채널(80)의 단면적(116)은 유동 경로(82)에 대해 수직으로 형성되며, 유동 채널의 원주 폭(100)에 유동 채널(80)의 축방향 높이(88)(도 3에 도시됨)를 곱한 것과 동일하다. 유동 채널(80)은 입구 개구부(76)에 제 1 영역, 즉 입구 단면적(118)과, 출구 개구부(78)에 제 2 영역, 즉 출구 단면적(120)과, 입구 개구부(76)와 출구 개구부(78) 사이에 형성된 제 3 단면적, 즉 최소 단면적(122)을 포함한다. 예시적인 실시예에 있어서, 최소 단면적(122)은 입구 단면적(118) 및 출구 단면적(120)보다 작다. 일 실시예에 있어서, 최소 단면적(122)은 출구 단면적(120)과 동일하며, 여기에서 출구 단면적(120) 및 최소 단면적(122)의 각각은 입구 단면적(118)보다 작다.
예시적인 실시예에 있어서, 초음속 압축 램프(98)는 베인(46)의 압력 측면(106)에 결합되며, 유동 채널(80)의 스로트 구역(124)을 형성한다. 스로트 구역(124)은 유동 채널(80)의 최소 단면적(122)을 형성한다. 변형 실시예에 있어서, 초음속 압축 램프(98)는 베인(46), 단부벽(60) 및/또는 슈라우드 조립체(90)의 흡입 측면(108)에 결합될 수 있다. 다른 변형 실시예에 있어서, 초음속 압축기 로터(40)는 압력 측면(106), 흡입 측면(108), 단부벽(60) 및/또는 슈라우드 조립체(90)에 각각 결합된 복수의 초음속 압축 램프(98)를 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 초음속 압축 램프(98)는 스로트 구역(124)을 형성할 수 있다. 선택적으로, 2개 이상의 초음속 압축 램프는 초음속 압축기 로터의 유동 채널 내에 스로트 구역을 형성할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 스로트 구역(124)은 입구 단면적(118)보다 작은 최소 단면적(122)을 형성하며, 그 결과 유동 채널(80)은 최소 단면적(122)을 곱한 입구 단면적(118)의, 약 10.1과 1.10 사이의 비율로서 형성된 면적비를 갖고 있으며, 상기 비율은 약 1.07과 1.08 사이이다.
예시적인 실시예에 있어서, 초음속 압축 램프(98)는 압축 표면(126) 및 확대 표면(128)을 포함한다. 압축 표면(126)은 제 1 또는 선단 에지(130)와, 제 2 또는 후단 에지(132)를 포함한다. 선단 에지(130)는 후단 에지(132)보다 입구 개구부(76)에 근접하게 위치되어 있다. 압축 표면(126)은 선단 에지(130)와 후단 에지(132) 사이로 연장되며, 반경방향 내부 표면(56)과 압축 표면(126) 사이에 형성된 사각(oblique angle)(134)으로 배향된다. 압축 표면(126)은 인접한 흡입 측면(108)을 향해 수렴되며, 그 결과 압축 구역(136)은 선단 에지(130)와 후단 에지(132) 사이에 형성된다. 압축 구역(136)은 선단 에지(130)로부터 후단 에지(132)까지 유동 경로(82)를 따라 감소된, 유동 채널(80)의 단면적(138)을 포함한다. 압축 표면(126)의 후단 에지(132)는 스로트 구역(124)을 형성한다.
확대 표면(128)은 압축 표면(126)에 결합되며, 압축 표면(126)으로부터 출구 개구부(78)를 향해 하류로 연장된다. 확대 표면(128)은 제 1 단부(140)와, 제 1 단부(140)보다 출구 개구부(78)에 근접한 제 2 단부(142)를 포함한다. 확대 표면(128)의 제 1 단부(140)는 압축 표면(126)의 후단 에지(132)에 결합되어 있다. 확대 표면(128)은 제 1 단부(140)와 제 2 단부(142) 사이로 연장된다. 확대 표면(128)은 확대 단면적(148)을 포함하는 확산 구역(diffusion region)(146)을 형성하며, 상기 확대 단면적(148)은 압축 표면(126)의 제 2 단부(142)로부터 출구 개구부(78)까지 증가한다. 확산 구역(146)은 스로트 구역(124)으로부터 출구 개구부(78)까지 연장된다. 변형 실시예에 있어서, 압축 표면(126)의 후단 에지(132)는 베인(46)의 출구 에지(70)에 인접하여 위치되며, 그 결과 스로트 구역(124)은 출구 개구부(78)에 인접하여 형성된다.
초음속 압축기 로터(40)의 작동 동안에, 유체(102)는 내부 원통형 캐비티(52)로부터 입구 개구부(76)내로 로터 디스크(48)에 대한 초음속 속도로 보내진다. 내부 원통형 캐비티(52)로부터 유동 채널(80)에 들어가는 유체(102)는 초음속 압축 램프(98)의 선단 에지(130)와 접촉해서, 제 1 비스듬한 충격파(152)를 형성한다. 초음속 압축 램프(98)의 압축 구역(136)은 제 1 비스듬한 충격파(152)가 인접한 베인(46)을 향해 선단 에지(130)로부터 유동 채널(80) 내로 유동 경로(82)에 대해서 비스듬한 각도로 배향되게 하도록 구성되어 있다. 제 1 비스듬한 충격파(152)가 인접한 베인(46)에 접촉할 때, 제 2 비스듬한 충격파(154)는 유동 경로(82)에 대해서 빗각에서 인접한 베인(46)으로부터 초음속 압축 램프(98)의 스로트 구역(124)을 향해서 반사된다. 일 실시예에 있어서, 압축 표면(126)은, 제 2 비스듬한 충격파(154)가 인접한 베인(46)에서 제 1 비스듬한 충격파(152)로부터 스로트 구역(124)을 형성하는 후단 에지(132)까지 연장되도록 배향되어 있다. 초음속 압축 램프(98)는 제 1 비스듬한 충격파(152) 및 제 2 비스듬한 충격파(154)의 각각이 압축 구역(136) 내에 형성되도록 구성되어 있다.
유체(102)가 압축 구역(136)을 통해 통과될 때, 유체(102)의 속도는, 유체(102)가 각각의 제 1 비스듬한 충격파(152) 및 제 2 비스듬한 충격파(154)를 통해 통과될 때 감소된다. 추가로, 유체(102)의 압력은 증가되며, 유체(102)의 체적은 감소된다. 일 실시예에 있어서, 초음속 압축 램프(98)는, 로터 디스크(48)에 대해서 초음속인, 출구 개구부(78)에서의 출구 속도를 갖도록 유체(102)를 조절하도록 구성된다. 변형 실시예에 있어서, 초음속 압축 램프(98)는 스로트 구역(124)의 그리고 유동 채널(80) 내의 하류에 정상 충격파(156)가 형성되도록 구성되어 있다. 정상 충격파(156)는 유동 경로(82)에 수직으로 배향된 충격파이며, 이 충격파는 유체가 정상 충격파(156)를 통해 통과할 때 유체(102)의 속도를 로터 디스크(48)에 대해서 아음속으로 감소시킨다.
도 6은 초음속 압축기 시스템(10)(도 1에 도시됨)에 사용될 수 있는 변형 초음속 압축기 로터(158)의 사시도이다. 명료함을 위해서, 도 6은 제 1 반경방향 치수를 도시하기 위한 x-축, x-축에 수직인 제 2 반경방향 치수를 도시하기 위한 y-축, 및 x-축 및 y-축에 수직인 축방향 치수를 도시하기 위한 z-축을 도시하고 있다. 또한, 도 6에서, 로터 스트럿(51), 개구(53) 및 샤프트(33)(모두 도 3에 도시됨)는 명료함을 위해 도시되지 않았다. 또한, 도 6 및 여기에서, 슈라우드 조립체(90)는 제 1 단부벽(160)이라고 하며, 단부벽(60)은 제 2 단부벽(162)이라고 한다. 달리 지적되지 않으면, 도 6에 도시된 동일한 부품은 도 1 내지 도 5에 사용된 것과 동일한 도면부호로 표시되어 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 초음속 압축기 로터(158)는 로터(40)용의 6개의 베인(46)(도 2 내지 도 4에 도시됨)과 비교할 때 적어도 20개의 베인(46)을 포함한다. 초음속 압축기 로터(158)는 본 명세서에서 설명한 바와 같이 초음속 압축기 시스템(10)의 작동이 가능하게 하는 임의의 개수의 베인(46)을 포함할 수 있다. 베인(46)은 각각 제 1 및 제 2 단부벽(160, 162) 양자에 결합된다. 제 1 단부벽(160)은 외부 에지(94)(도 3에 도시됨)에 의해 원주방향으로 형성된 제 1 외부 주연부(164)와, 내부 에지(92)(도 3에 도시됨)에 의해 원주방향으로 형성된 제 1 내부 주연부(166)를 포함한다. 제 1 단부벽(162)은 외부 표면(58)(도 3에 도시됨)에 의해 원주방향으로 형성된 제 2 외부 주연부(168)와, 내부 표면(56)(도 3에 도시됨)에 의해 원주방향으로 형성된 제 2 내부 주연부(170)를 포함한다. 초음속 압축기 로터(158)는 방향 화살표(104)로 표시된 바와 같이 회전된다.
도 7은 초음속 압축기 시동 지지 시스템(171)의 측면도이다. 예시적인 실시예에 있어서, 시스템(171)은, 초음속 압축기 로터(158)에 사용될 수 있는, 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172) 및 제 1 위치설정 장치(174)를 포함한다. 명료함을 위해, 도 7은 페이지 내로 지향된 x-축을 도시하는데, 즉 도 6에 도시된 초음속 압축기 로터(158)는 관찰자를 향해서 y-축을 중심으로 대략 45도 회전된다. 예시적인 실시예에 있어서, 제 1 위치설정 장치(174)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)의 작동이 가능하게 하는 모든 클러치-타입 메카니즘, 즉 압력판 클러치, 자기 클러치 및 유압 클러치이며, 이들로만 제한되지 않는다. 제 1 위치설정 장치(174)는 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)를 초음속 압축기 로터(158)로부터 멀리 이동시키도록 바이어스되며, 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)를 초음속 압축기 로터(158)를 향해 이동시키는 이러한 바이어스를 극복하며, 양자의 운동은 축방향 이동 화살표(176)로 표시된 바와 같이 로터(158)를 향해 그리고 로터에서 멀리 이동된다.
또한, 예시적인 실시예에 있어서, 제 1 위치설정 장치(174)는 구동 샤프트(22)에 회전 가능하게 결합되어 있다. 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)는 제 1 위치설정 장치(174)에 작동식으로 결합되며, 구동 샤프트(22)에 회전 가능하게 결합되어 있다.
제 1 위치설정 장치(174)는 초음속 압축기 시동 지지 시스템(171) 내에서 제어 시스템(175)에 작동식으로 결합되어 있다. 제어 시스템(175)은 알고리즘을 포함한 충분한 아날로그 및 개별 논리로 프로그램화되며, 본 명세서에 설명한 바와 같이 제 1 위치설정 장치(174)를 포함한 초음속 압축기 시스템(10)(도 1에 도시됨)의 작동을 용이하게 하는 방식으로 실행된다. 예시적인 실시예에 있어서, 제어 시스템(175)은 퍼스널 컴퓨터, 원격 서버, 프로그램화 논리 제어기(PLCs) 및 분산 제어 시스템(DCS : distributed control system) 내에 저장된 이들 프로세서(이들로만 제한되지 않음)를 포함한 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
작동 동안에, 구동 샤프트(22)는 방향 화살표(104)로 표시된 바와 같이 회전되며, 제 1 위치설정 장치(174) 및 유체 유동 제어 장치(172)는 초음속 압축기 로터(158)에 의해 동시에 회전된다. 제 1 위치설정 장치(174)의 맞물림시에, 제 1 위치설정 장치(174)는 유체 유동 제어 장치(172)를 초음속 압축기 로터(158)를 향해 축방향으로 이동시킨다. 제 1 위치설정 장치(174)의 분리시에, 제 1 위치설정 장치(174)는 유체 유동 제어 장치(172)를 초음속 압축기 로터(158)로부터 멀리 축방향으로 이동시킨다.
또한, 예시적인 실시예에 있어서, 유체 유동 제어 장치(172)는 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 부재 또는 돌출부(178)를 포함한다. 각각의 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)는 유동 채널(80) 내로 그리고 보다 상세하게 스로트 구역(124) 내로 적어도 부분적으로 삽입 가능하도록 사이즈, 구성 및 배향으로 되어 있다. 또한, 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)는 초음속 압축기 로터(158)의 작동 동안에 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)를 수용하도록 사이즈, 배향 및 구성되어 있는 복수의 개구부(도시하지 않음)를 형성하는 제 2 단부벽(162)에 직접 결합되어 있다. 유체 유동 제어 장치(172) 및 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)는 이후에 보다 상세하게 설명한다.
더욱이, 예시적인 실시예에 있어서, 단일 유체 유동 제어 장치(172)는 제 2 단부벽(162)에 인접해 있다. 선택적으로, 유체 유동 제어 장치(172) 및 이와 관련된 제 1 위치설정 장치(174)는 제 1 단부벽(160)에 인접하여 위치된다. 또한, 선택적으로, 유체 유동 제어 장치(172) 및 이와 관련된 제 1 위치설정 장치(174)는 제 1 단부벽(160) 및 제 2 단부벽(162)의 각각에 인접해서 위치된다. 변형 실시예에 있어서, 유체 유동 제어 장치(172) 및 이와 관련된 제 1 위치설정 장치(174) 양자는 일체로 또는 개별적으로 작동될 수 있다.
도 8은 초음속 압축기 로터(158)에 사용될 수 있는, 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172) 및 제 2 위치설정 장치(180)의 측면도이다. 도 7과 유사하게, 도 8은 페이지 내로 지향된 x-축을 도시한다. 제 2 위치설정 장치(180)는 적어도 하나의 유압 피스톤-타입 메카니즘이며, 여기에서 예시적인 실시예에서, 2개의 제 2 위치설정 장치(180)가 도시되어 있다. 제 2 위치설정 장치(180) 양자는 일체로 또는 개별로 작동될 수 있으며, 제 2 위치설정 장치(180) 중 하나는 중복해서 또는 백업 장치로서 이용될 수도 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 제 2 위치설정 장치(180) 각각은 유압 유체 공급원 또는 저장소(182)를 포함한다. 제 2 위치설정 장치(180) 각각은 적어도 하나의 유압 유체 도관(186) 및 적어도 하나의 유압 유체 유동 제어 밸브(188)(각각의 제 2 위치설정 장치(180)에 대해서 각각 단지 하나만이 도시됨)를 거쳐서 저장소(182)와 유동 연통으로 결합된 유압 실린더(184)를 또한 포함한다. 저장소(182)는 사전결정된 압력에서 유압 유체(도시하지 않음)의 사전결정된 체적이 충전되어 있다. 각각의 제 2 위치설정 장치(180)는 유압 실린더(184) 내에 위치된 유압 피스톤(190)을 더 포함한다. 더욱이, 각각의 유압 피스톤(190)은 피스톤 제어 부재 또는 로드(192)를 거쳐서 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)에 작동식으로 결합되어 있다. 또한, 예시적인 실시예에 있어서, 각각의 유압 유체 유동 제어 밸브(188)는 제어 시스템(175)에 작동식으로 결합되며, 이 제어 시스템(175)은 유압 유체를 저장소(182) 그리고 유압 실린더(184)로 보내고 그리고 저장소(182) 그리고 유압 실린더(184)로부터 유압 유체를 보내도록 밸브(188)를 위치설정할 수 있다. 또한, 각각의 유압 실린더(184)는 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)를 초음속 압축기 로터(158)로부터 멀리 이동시키도록 제 2 위치설정 장치(180)를 바이어스시키기 위한 스프링과 같은 바이어싱 메카니즘(196)을 포함한다. 유압 실린더(184)로 보내진 유압 유체는 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)를 초음속 압축기 로터(158)를 향해 이동시키는 이러한 바이어스를 극복한다. 양자의 운동은 축방향 이동 화살표(176)로 표시되어 있다.
또한, 예시적인 실시예에 있어서, 각각의 제 2 위치설정 장치(180)는 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)에 작동식으로 결합되어 있다. 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)는 구동 샤프트(22)에 회전 가능하게 결합되어 있다. 따라서, 각각의 제 2 위치설정 장치(180)는 유체 유동 제어 장치(172)에 의해 회전되도록 구성되어 있다.
작동 동안에, 구동 샤프트(22)는 방향 화살표(104)로 표시된 바와 같이 회전되며, 제 2 위치설정 장치(180)는 초음속 압축기 로터(158) 및 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)와 동시에 회전된다. 제 2 위치설정 장치(180)의 작동시에, 유압 유체는 채널(186)을 통해서 저장소(182)로부터 유압 실린더(184)로 보내지며, 유압 유체 유동 제어 밸브(188)를 사전결정된 유동 속도 및 압력으로 적어도 부분적으로 개방한다. 이러한 유체 유동은 유압 유동 화살표(198)로 표시되어 있다. 압력이 유압 피스톤(190)에 대해서 증가할 때, 피스톤 상에서 힘이 유도되며, 바이어스 메카니즘(196)에 의해 유도된 바이어스가 극복될 때, 유압 피스톤(190) 및 위치 제어 로드(192)는 유체 유동 제어 장치(172)를 초음속 압축기 로터(158)를 향해 축방향으로 이동시킨다. 제 2 위치설정 장치(180)의 비작동시에, 유압 유체 유동 제어 밸브(188)는 적어도 부분적으로 폐쇄되며, 이에 의해 유압 피스톤(190)상에 유도된 힘을 감소시키며, 그 결과 바이어싱 메카니즘(196)은 유압 피스톤(190)상에 충분한 힘을 유도하여 저장소(182) 내로 다시 유압 유체를 보내며(이러한 유체 유동은 또한 유압 유동 화살표(198)로 표시되어 있음), 초음속 압축기 로터(158)로부터의 유체 유동 제어 장치(172)를 멀리 축방향으로 이동시킨다.
또한, 예시적인 실시예에 있어서, 단일 유체 유동 제어 장치(172)는 제 2 단부벽(162)에 인접해 있다. 선택적으로, 유체 유동 제어 장치(172) 및 관련 제 2 위치설정 장치(174)는 제 1 단부벽(160)에 인접하여 위치된다. 또한, 선택적으로, 유체 유동 제어 장치(172) 및 관련 제 2 위치설정 장치(174)는 제 1 단부벽(160) 및 제 2 단부벽(162) 각각에 인접하여 위치된다. 변형 실시예에 있어서, 유체 유동 제어 장치(172) 및 관련 제 2 위치설정 장치(180) 양자는 일체로 또는 개별적으로 작동될 수 있다.
도 9는 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)의 일부분과, 초음속 압축기 로터(158)의 일부분의 단면 사시도이다. 명료함을 위해, 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치(172)의 단지 일부분만이 도 9에 도시되어 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 축방향으로 이동 가능한 부재 또는 돌출부(178)는 제 2 단부벽(162)을 통해 적어도 부분적으로 연장되고, 2개의 인접한 베인(46) 사이에서 유동 채널(80) 내로 적어도 부분적으로 삽입되어 도시되어 있다. 보다 상세하게, 돌출부(178)는 관통부(97)를 통해서 스로트 구역(124) 내로 적어도 부분적으로 연장되어 있다. 돌출부(178)는, 채널(80)의 스로트 구역(124)에서 적어도 부분적으로 유동의 추가 억제 또는 차단을 용이하게 하는 동시에 압축 램프(98), 제 2 단부벽(162)의 제 2 내부 주연부(170), 및 단부벽(162)의 제 2 외부 주연부(168)를 포함한 베인(46)의 임의의 부분과의 접촉을 완화시키는 실질적으로 사이즈 및 형상으로 되어 있다. 돌출부(178)는 본 명세서에서 설명한 바와 같이 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)의 작동을 가능하게 하는 임의의 재료로 제조된다.
도 10은 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)의 일부분과, 도 9에 도시된 바와 같은 선 10-10을 따라 절단한 초음속 압축기 로터(158)의 일부분의 단면도이다. 보다 상세하게, 도 10은 제 2 단부벽(162)의 관통부(97)를 통해 완전 후퇴되고 그리고 유동 채널(80)의 스로트 구역(124)으로부터 완전 추출된 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)를 도시한 것이다. 명료함을 위해서, 도 10은 페이지 내로 지향된 x-축을 도시하며, 압축 램프(98)는 도시되지 않았다.
도 11은 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)의 일부분과, 도 9에 도시된 선 11-11을 따라 절단한 초음속 압축기 로터(158)의 일부분의 단면도이다. 보다 상세하게, 도 11은 제 2 단부벽(162)의 관통부(97)를 통해 적어도 부분적으로 연장되고 그리고 유동 채널(80)의 스로트 구역(124) 내로 적어도 부분적으로 삽입된 축방향으로 이동 가능한 관통부(178)를 도시한 것이다. 명료함을 위해서, 도 11은 페이지 내로 들어가는 x-축을 도시하고, 압축 램프(98)는 도시되지 않았다.
도 12는 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)의 일부분과, 도 10에 도시된 선 12-12를 따라 절단한 초음속 압축기 로터(158)의 일부분의 단면도이다. 보다 상세하게, 도 12는 제 2 단부벽(162)의 관통부(97)를 통해 완전 후퇴되고 그리고 유동 채널(80)의 스로트 구역(124)으로부터 완전 추출된 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)를 도시한 것이다. 명료함을 위해서, 도 12는 페이지 내로 지향된 y-축을 도시하며, 압축 램프(98)는 도시되지 않았다.
도 13은 축방향으로 이동 가능한 유체 유동 제어 장치(172)의 일부분과, 도 11에 도시된 선 13-13을 따라 절단한 초음속 압축기 로터(158)의 일부분의 단면도이다. 보다 상세하게, 도 13은 제 2 단부벽(162)의 관통부(97)를 통해 유동 채널(80)의 스로트 구역(124) 내로 부분적으로 삽입된 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)를 도시한 것이다. 명료함을 위해, 도 13은 페이지 내로 지향된 y-축을 도시하며, 압축 램프(98)는 도시되지 않았다.
도 10 내지 도 13은 도시 및 그 설명을 용이하게 하기 위해서 실질적으로 평면의 베인(46)과, 실질적으로 평면/장방형의 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)를 도시한다. 베인(46) 및 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)는 본 명세서에 설명한 바와 같이 초음속 압축기 로터(158)의 작동을 가능하게 하는 모든 사이즈, 형상, 구성 및 배향을 갖고 있다. 더욱이, 관통부(97)는 본 명세서에 설명한 바와 같이 초음속 압축기 로터(158)의 작동을 가능하게 하는 모든 사이즈, 형상, 구성 및 배향을 또한 가질 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명한 바와 같이 초음속 압축기 로터(158)의 작동을 가능하게 하는 이러한 관통부를 통한 유체 손실을 완화시키기 위한 모든 밀봉 장치가 사용된다.
일반적으로, 초음속 압축기의 시동 작동 동안에, 초음속 압축기 로터의 낮은 회전 속도에서의 낮은 개시 유체 유동 속도를 용이하게 하도록 제 1 사전결정된 스로트 개구부가 사용된다. 초음속 압축기가 회전식으로 가속될 때, 유체의 입구 마하수는 로터 속도가 점진적으로 증가함에 따라 점진적으로 올라간다. 또한, 유체 유동의 입구 마하수가 증가될 때, 비스듬한 및 정상 충격의 적절한 형성 및 유지를 용이하게 하는 사전결정된 스로트 영역은 감소된다. 따라서, 낮은 초음속 속도에서 요구되는 이상적인 스로트 영역은 높은 초음속 속도에서 요구되는 이상적인 스로트 영역보다 크다.
도 10 내지 도 13을 함께 참조하면, 초음속 압축기 로터(158)의 시동 작동 동안에, 초음속 압축기 시동 지지 시스템(171)의 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)는 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이 스로트 구역(124)으로부터 완전 후퇴되어 있고, 스로트 구역(124)은 완전 개방되고, 제 1 사전결정된 스로트 구역을 갖고 있다. 초음속 압축기 로터(158)가 가속될 때, 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)는 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이 스로트 구역(124) 내로 부분적으로 삽입되어 있고, 스로트 구역(124)의 영역은 제 1 스로트 영역에 비해서 감소되며, 이에 의해 가변 스로트 구역을 제공한다. 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)는, 로터 속도, 유체 질량 흐름률, 유체 배출 압력 및 시간적 매개변수(이들로만 제한되지 않음)를 포함하는 복수의 변수에 의거하여, 제어 시스템(175)(도 7 및 도 8에 도시됨)에 의해 삽입 및 추출된다.
예시적인 실시예에 있어서, 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)는 유동 채널(80)을 관통하는 사전결정된 공기 유동 특성을 촉진하는 충분한 반경방향 길이를 갖고 있다. 선택적으로, 축방향으로 이동 가능한 돌출부(178)는 본 명세서에 설명한 바와 같이 초음속 압축기 로터(158)의 작동을 가능하게 하는 모든 길이를 갖고 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 본 명세서에서 설명한 바와 같이 가변 스로트 기하학적 구조의 구성을 갖는 스로트 영역을 감소시키면 스로트 영역 값을 변경시킴으로서 스로트 영역대 입구 영역 비율을 조정하는 것을 용이하게 한다. 따라서, 초음속 유체 유동의 주어진 마하수에 있어서, 사전결정된 효율 및 사전결정된 압력 손실에 대한 사전결정된 비율은 그에 따라 스로트 영역을 조정함으로써 구해질 수 있다.
상술한 초음속 압축기 로터는 시동 작동 동안에 초음속 압축기 시스템의 성능의 효율을 증가시키기 위한 비용 효율적이고 신뢰할만한 방법을 제공한다. 또한, 초음속 압축기 로터는 정상 충격파를 횡단하는 압력 손실을 감소시킴으로써 초음속 압축기 시스템의 작동 효율의 증가를 용이하게 한다. 보다 상세하게, 초음속 압축기 로터는, 유체 유동 채널 내의 적절한 위치에서 정상 충격파의 형성 및 유지를 용이하게 하는 가변 스로트 기하학적 구조를 포함한다. 또한, 보다 상세하게, 상술한 초음속 압축기 로터는, 시동 작동 동안에 그리고 조건들이 요구되는 다른 때에 스로트 영역의 사이즈를 변경시키도록 조정되는 유체 제어 장치를 포함한다.
초음속 압축기 로터를 시동시키기 위한 시스템 및 방법의 예시적인 실시예는 위에서 상세하게 설명되어 있다. 시스템 및 방법은 본 명세서에서 설명한 특정 실시예로 한정되지 않으며, 오히려 시스템의 부품들 및/또는 방법의 단계들은 본 명세서에서 설명된 다른 부품들 및/또는 단계들과 독립적으로 및 별개로 이용될 수 있다. 예를 들어 시스템 및 방법은 다른 회전 엔진 시스템 및 방법과 조합하여 또한 사용될 수 있으며, 본 명세서에서 설명된 바와 같이 단지 초음속 압축기 시스템에서 실시하는 것으로 제한되지 않는다. 오히려, 예시적인 실시예는 많은 다른 회전 시스템 분야와 결합하여 실행 및 이용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예의 특정 특징부가 일부 도면에서 도시되고 다른 도면에서는 도시되지 않았을지라도, 이것은 단지 편의성 때문이다. 더욱이, 상술한 설명에서 "일 실시예"로 하는 것은 또한 인용된 특징부를 합체하는 추가 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되는 의도는 아니다. 본 발명의 원리에 따르면, 도면의 임의의 특징부는 모든 다른 도면의 임의의 특징부와 조합하여 참조 및/또는 청구될 수 있다.
이러한 기재된 설명은 최상의 모드를 포함해서 본 발명을 설명하기 위해서 예들을 사용하며, 이들 예들은 본 기술 분야에 숙련된 자들이 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 사용하는 것과 임의의 합체된 방법을 실행하는 것을 포함해서 본 발명을 실시할 수 있게 한다. 본 발명의 특허 가능한 영역은 특허청구범위에 의해 규정되어 있으며, 본 기술 분야에 숙련된 자들에 의해 이뤄질 수 있는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들이 특허청구범위의 문자 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 갖고 있다면, 또는 특허청구범의 문자 언어와 비실제적인 차이를 갖는 등가 구조적 요소를 포함한다면, 이러한 다른 예들은 특허청구범위의 영역 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (20)

  1. 초음속 압축기에 있어서,
    적어도 하나의 유체 입구;
    적어도 하나의 유체 출구;
    상기 유체 입구와 상기 유체 출구 사이로 연장되는 유체 도관;
    상기 유체 도관 내에 배치된 적어도 하나의 초음속 압축기 로터로서,
    제 1 단부벽과,
    상기 제 1 단부벽에 결합된 복수의 베인으로서, 상기 복수의 베인의 각 쌍은 이를 관통 연장하는 유체 유동 채널을 형성하며, 상기 유체 유동 채널은 유동 채널 입구 개구부 및 유동 채널 출구 개구부를 형성하며, 상기 유체 유동 채널은 스로트 부분을 포함하는, 상기 복수의 베인과,
    제 2 단부벽을 포함하는, 상기 적어도 하나의 초음속 압축기 로터; 및
    상기 로터에 인접하여 위치되고, 상기 스로트 부분을 적어도 부분적으로 폐색하도록 구성되고, 상기 스로트 부분의 적어도 일부분 내로 삽입 가능한 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 돌출부를 구비하는 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 포함하는
    초음속 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 상기 초음속 압축기의 제 1 작동 모드 동안의 제 1 위치로부터 상기 초음속 압축기의 제 2 작동 모드 동안의 제 2 위치까지 이동 가능한
    초음속 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 위치는 상기 초음속 압축기의 시동 작동 모드 동안에 상기 유체 유동 채널에 대해서 상기 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치의 완전 후퇴된 위치를 포함하는
    초음속 압축기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 위치는 상기 초음속 압축기의 후-시동 모드 동안에 상기 유체 유동 채널에 대해서 상기 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치의 부분적으로 후퇴된 위치를 포함하는
    초음속 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 상기 축방향으로 이동 가능한 돌출부에 결합된 축방향 위치설정 장치를 더 포함하는
    초음속 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 돌출부는, 상기 제 1 단부벽을 통해 연장 가능한 제 1 돌출부와, 상기 제 2 단부벽을 통해 연장 가능한 제 2 돌출부 중 적어도 하나를 포함하는
    초음속 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    적어도 2개의 역-회전 초음속 압축기 로터를 포함하는
    초음속 압축기.
  8. 초음속 압축기용 시동 지지 시스템으로서, 상기 초음속 압축기는 적어도 하나의 유체 입구와, 적어도 하나의 유체 출구와, 상기 유체 입구와 유체 출구 사이로 연장되는 유체 도관과, 상기 유체 도관 내에 배치된 적어도 하나의 초음속 압축기 로터와, 유동 채널 입구 개구부 및 유동 채널 출구 개구부와, 상기 입구 개구부와 출구 개구부 사이로 연장되는 스로트 부분을 포함하는 초음속 압축기용 시동 지지 시스템에 있어서,
    상기 로터에 인접하여 배치된 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 포함하며, 상기 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 상기 스로트 부분을 통한 유체 유동을 적어도 부분적으로 폐색하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 상기 스로트 부분의 적어도 일부분 내로 삽입 가능한 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 돌출부를 포함하는
    초음속 압축기용 시동 지지 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 상기 초음속 압축기의 제 1 작동 모드 동안의 제 1 위치로부터 상기 초음속 압축기의 제 2 작동 모드 동안의 제 2 위치까지 이동 가능한
    초음속 압축기용 시동 지지 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 초음속 압축기의 제 1 작동 모드의 상기 제 1 위치는 상기 초음속 압축기의 시동 작동 모드 동안에 상기 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치의 완전 후퇴된 위치를 포함하는
    초음속 압축기용 시동 지지 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 위치는 상기 초음속 압축기의 후-시동 작동 모드 동안의 상기 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치의 부분적으로 후퇴된 위치를 포함하는
    초음속 압축기용 시동 지지 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치는 상기 축방향으로 이동 가능한 돌출부에 결합된 축방향 위치설정 장치를 더 포함하는
    초음속 압축기용 시동 지지 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 돌출부가 제 1 단부벽을 통해 연장 가능한 제 1 돌출부와, 제 2 단부벽을 통해 연장 가능한 제 2 돌출부 중 적어도 하나를 포함하는
    초음속 압축기용 시동 지지 시스템.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 초음속 압축기 시스템은 적어도 2개의 역-회전 초음속 압축기 로터를 포함하는
    초음속 압축기용 시동 지지 시스템.
  15. 초음속 압축기를 시동시키는 방법에 있어서,
    초음속 압축기를 제공하는 단계로서,
    상기 초음속 압축기가,
    적어도 하나의 유체 공급원과 유체 연통되는 유체 입구와,
    유체 출구와,
    적어도 하나의 초음속 압축기 로터로서, 제 1 단부벽과; 상기 제 1 단부벽에 결합된 복수의 베인으로서, 상기 복수의 베인의 각 쌍은 이를 관통 연장하는 유체 유동 채널을 형성하며, 상기 유체 유동 채널은 유동 채널 입구 개구부 및 유동 채널 출구 개구부를 형성하며, 상기 유체 유동 채널은 스로트 부분을 포함하는, 복수의 베인과; 제 2 단부벽과; 상기 적어도 하나의 초음속 압축기 로터에 인접하여 위치되고, 상기 스로트 부분을 적어도 부분적으로 폐색하도록 구성되고, 상기 스로트 부분의 적어도 일부분 내로 삽입 가능한 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 돌출부를 구비하는 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 포함하는, 초음속 압축기를 제공하는 단계; 및
    상기 초음속 압축기의 시동 작동 모드 동안에 상기 스로트 부분을 실질적으로 개방하는 제 1 위치로 상기 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 축방향으로 이동시키는 단계를 포함하는
    초음속 압축기 시동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 제 1 위치로 축방향으로 이동시키는 단계가,
    복수의 베인 쌍 사이에 형성된 유체 유동 채널로부터 제 1 단부벽을 통해 연장되는 제 1 돌출부를 추출시켜서 상기 스로트 부분을 개방시키는 단계와,
    복수의 베인 쌍 사이에 형성된 유체 유동 채널로부터 제 2 단부벽을 통해 연장되는 제 2 돌출부를 추출시켜서 상기 스로트 부분을 개방시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하는
    초음속 압축기 시동 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    적어도 하나의 초음속 압축기 로터를 포함하는 초음속 압축기를 제공하는 단계가 2개의 역-회전 초음속 압축기 로터를 포함하는 초음속 압축기를 제공하는 단계를 포함하는
    초음속 압축기 시동 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를, 상기 초음속 압축기의 후-시동 작동 모드 동안에 상기 스로트 부분을 적어도 부분적으로 폐색시키는 제 2 위치로 축방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는
    초음속 압축기 시동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    적어도 하나의 축방향으로 이동 가능한 유체 제어 장치를 제 2 위치로 축방향으로 이동시키는 단계가,
    상기 제 1 단부벽을 통해 제 1 돌출부를 복수의 베인 쌍 사이에 형성된 유체 유동 채널 내로 적어도 부분적으로 삽입하여, 상기 스로트 부분을 적어도 부분적으로 폐색시키는 단계와,
    상기 제 2 단부벽을 통해 제 2 돌출부를 복수의 베인 쌍 사이에 형성된 유체 유동 채널 내로 적어도 부분적으로 삽입하여, 상기 스로트 부분을 적어도 부분적으로 폐색시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하는
    초음속 압축기 시동 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    유체 공급원으로부터 상기 스로트 부분까지 가스 혼합물 및 가스-액체 혼합물 중 적어도 하나를 보내는 단계를 더 포함하는
    초음속 압축기 시동 방법.
KR1020137031235A 2011-05-27 2012-05-25 초음속 압축기 시동 지지 시스템 KR20140041498A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/117,871 2011-05-27
US13/117,871 US8550770B2 (en) 2011-05-27 2011-05-27 Supersonic compressor startup support system
PCT/US2012/039490 WO2012166563A1 (en) 2011-05-27 2012-05-25 Supersonic compressor startup support system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140041498A true KR20140041498A (ko) 2014-04-04

Family

ID=46275969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137031235A KR20140041498A (ko) 2011-05-27 2012-05-25 초음속 압축기 시동 지지 시스템

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8550770B2 (ko)
EP (1) EP2715142B1 (ko)
JP (1) JP6059713B2 (ko)
KR (1) KR20140041498A (ko)
CN (1) CN103620226B (ko)
BR (1) BR112013030319A2 (ko)
CA (1) CA2836258A1 (ko)
MX (1) MX2013013947A (ko)
WO (1) WO2012166563A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016160419A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 Dresser-Rand Company Apparatus, system, and method for compressing a process fluid

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9909597B2 (en) 2013-10-15 2018-03-06 Dresser-Rand Company Supersonic compressor with separator

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2925952A (en) 1953-07-01 1960-02-23 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Radial-flow-compressor
US2918254A (en) * 1954-05-10 1959-12-22 Hausammann Werner Turborunner
GB885661A (en) 1959-06-19 1961-12-28 Power Jets Res & Dev Ltd Intakes for supersonic flow
US4199296A (en) 1974-09-03 1980-04-22 Chair Rory S De Gas turbine engines
US4012166A (en) 1974-12-04 1977-03-15 Deere & Company Supersonic shock wave compressor diffuser with circular arc channels
US4463772A (en) 1981-09-29 1984-08-07 The Boeing Company Flush inlet for supersonic aircraft
US4704861A (en) 1984-05-15 1987-11-10 A/S Kongsberg Vapenfabrikk Apparatus for mounting, and for maintaining running clearance in, a double entry radial compressor
US4620679A (en) 1984-08-02 1986-11-04 United Technologies Corporation Variable-geometry inlet
US5525038A (en) 1994-11-04 1996-06-11 United Technologies Corporation Rotor airfoils to control tip leakage flows
US5881758A (en) 1996-03-28 1999-03-16 The Boeing Company Internal compression supersonic engine inlet
EP1147291B1 (en) 1998-02-26 2007-08-22 Allison Advanced Development Company Compressor endwall bleed system and method of operation
DE19812624A1 (de) 1998-03-23 1999-09-30 Bmw Rolls Royce Gmbh Rotor-Schaufelblatt einer Axialströmungsmaschine
US6338609B1 (en) 2000-02-18 2002-01-15 General Electric Company Convex compressor casing
US6488469B1 (en) 2000-10-06 2002-12-03 Pratt & Whitney Canada Corp. Mixed flow and centrifugal compressor for gas turbine engine
US7334990B2 (en) 2002-01-29 2008-02-26 Ramgen Power Systems, Inc. Supersonic compressor
CA2382382A1 (fr) 2002-04-16 2003-10-16 Universite De Sherbrooke Moteur rotatif continu a combustion induite par onde de choc
US7293955B2 (en) 2002-09-26 2007-11-13 Ramgen Power Systrms, Inc. Supersonic gas compressor
US7434400B2 (en) 2002-09-26 2008-10-14 Lawlor Shawn P Gas turbine power plant with supersonic shock compression ramps
US6948306B1 (en) 2002-12-24 2005-09-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and method of using supersonic combustion heater for hypersonic materials and propulsion testing
US7070388B2 (en) 2004-02-26 2006-07-04 United Technologies Corporation Inducer with shrouded rotor for high speed applications
US7866937B2 (en) * 2007-03-30 2011-01-11 Innovative Energy, Inc. Method of pumping gaseous matter via a supersonic centrifugal pump
GB0706637D0 (en) * 2007-04-04 2007-05-16 Hammerbeck John P R Compression method and means
WO2009025803A1 (en) 2007-08-20 2009-02-26 Kevin Kremeyer Energy-deposition systems, equipment and methods for modifying and controlling shock waves and supersonic flow
US8393158B2 (en) 2007-10-24 2013-03-12 Gulfstream Aerospace Corporation Low shock strength inlet
WO2009092046A1 (en) 2008-01-18 2009-07-23 Ramgen Power Systems, Llc Method and apparatus for starting supersonic compressors
US8016901B2 (en) 2008-07-14 2011-09-13 Tenoroc Llc Aerodynamic separation nozzle
US8137054B2 (en) * 2008-12-23 2012-03-20 General Electric Company Supersonic compressor
GB0902792D0 (en) * 2009-02-20 2009-04-08 Hammerbeck John P R Variable flow compressor
US9097258B2 (en) * 2009-06-25 2015-08-04 General Electric Company Supersonic compressor comprising radial flow path
US9103345B2 (en) * 2009-12-16 2015-08-11 General Electric Company Supersonic compressor rotor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016160419A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 Dresser-Rand Company Apparatus, system, and method for compressing a process fluid

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014517895A (ja) 2014-07-24
WO2012166563A8 (en) 2013-11-28
EP2715142A1 (en) 2014-04-09
US20120301270A1 (en) 2012-11-29
JP6059713B2 (ja) 2017-01-11
CN103620226B (zh) 2016-08-17
CN103620226A (zh) 2014-03-05
WO2012166563A1 (en) 2012-12-06
EP2715142B1 (en) 2021-12-01
CA2836258A1 (en) 2012-12-06
US8550770B2 (en) 2013-10-08
MX2013013947A (es) 2014-01-23
BR112013030319A2 (pt) 2017-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108571462B (zh) 用于涡轮增压器的可调trim的离心式压缩机
EP2439414B1 (en) Supersonic compressor startup support system
EP3406915B1 (en) Centrifugal compressor having a variable diffuser with axially translating end wall
JP5728022B2 (ja) 超音速圧縮機回転子
US8864454B2 (en) System and method of assembling a supersonic compressor system including a supersonic compressor rotor and a compressor assembly
JP2004019663A (ja) タービン
EP2423511B1 (en) A supersonic compressor rotor and method of assembling same
KR20140041498A (ko) 초음속 압축기 시동 지지 시스템
US20170175750A1 (en) Method and system for varying tip clearance gap using an actuated shroud
KR20140024911A (ko) 초음속 압축기 로터 및 유체 압축 방법
US20150167488A1 (en) Adjustable clearance control system for airfoil tip in gas turbine engine
EP2495445B1 (en) System and methods of assembling a supersonic compressor rotor including a radial flow channel
EP2469097B1 (en) A supersonic compressor rotor and methods for assembling same
AU2012262563A1 (en) Supersonic compressor startup support system
JP5082615B2 (ja) 遠心圧縮機及び遠心圧縮機の運転制御方法。
JP2003293996A (ja) 遠心圧縮機
JP2003184795A (ja) 遠心圧縮機
JP2018168759A (ja) ギアド圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid