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MX338178B

Supersonic compressor rotor.

Abstract

The present invention provides a supersonic compressor comprising a supersonic compressor rotor (100) comprising a dockable rotor disk allowing restriction or opening of portions of a fluid flow channel of the rotor in order to enhance performance of the rotor during different operational stages, for example rotor start-up or steady state. The supersonic compressor rotor (100) comprises a first rotor disk (101), a second rotor disk (102) and a third rotor disk (103) which share a common axis of rotation. The first and second rotor disks (101, 102) are rotatably coupled, and the third rotor disk (103) is disposed between them. The third rotor disk (103) is independently rotatable relative to said first and second disks (101, 102), and comprises a raised surface structure (110) for restricting or opening a portion of the flow channel defined by the rotor disks (101, 102, 103) and at least two vanes (150). The flow channel comprises a supersonic compression ramp (120) and encompasses the raised surface structure (110).

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Expires 8 October 2030.

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14 claims: 5 independent, 9 dependent

  1. 1
    CLAIMS REIVINDICACIONES 1. Un rotor de compresión supersónica caracterizado porque comprende:one. A supersonic compression rotor characterized in that it comprises: (a) a first rotor disc;(a) un primer disco del rotor;(b) a second rotor disc;and (c) a third rotor disc;(b) un segundo disco del rotor;y (c) un tercer disco del rotor;dichos primer, segundo y tercer discos del rotor comparten un eje común de rotación;said first, second and third rotor discs share a common axis of rotation;Said first and second rotor discs are rotatably coupled and together define a rotor surface of the rotor by supersonic compression;dichos primer y el segundo discos del rotor están acoplados n forma giratoria y juntos definen una superficie de rotor del rotor d compresión supersónica;dicho tercer disco del rotor está dispuesto entre el primer y el segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor puede girar en forma independiente con relación al primer y al segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor comprende una estructura de superficie elevada;said third rotor disc is disposed between the first and second rotor discs, said third rotor disc can rotate independently relative to the first and second rotor discs, said third rotor disc comprises a raised surface structure;Said first, second, and third rotor discs together with at least two fins define a flow channel spanning the raised surface structure of the third rotor disc;( the flow channel comprises a supersonic compression ramp;wherein the at least two fins are configured as a screw through the rotor surface defined by the first and second rotor discs and rotatably engage the first and second rotor discs, and wherein the structure of raised surface has dimensions such that it cannot pass under a fin. dicho primer, segundo y tercer discos del rotor juntos con por lo menos dos aletas definen un canal de flujo que abarca la estructura de superficie elevada del tercer disco del rotor;( el canal de flujo comprende una rampa de compresión supersónica;en donde las por lo menos dos aletas están configuradas como un tornillo a través de la superficie del rotor definida por el primer y el segundo discos del rotor y acoplan de manera giratoria el primer y el segundo discos del rotor, y en donde la estructura de superficie elevada tiene dimensiones tales que no puede pasar por debajo de una aleta.
  2. 7
    A supersonic compression rotor characterized in that it comprises:7. Un rotor de compresión supersónica caracterizado porque comprende: (a) a first rotor disc having an outer surface;(a) un primer disco del rotor que tiene una superficie exterior;(b) a second rotor disc having an outer surface;and (c) a third rotor disc;(b) un segundo disco del rotor que tiene una superficie exterior;y (c) un tercer disco del rotor;dichos primer, segundo y tercer discos del rotor definen una superficie exterior del rotor de compresión supersónica;said first, second and third rotor discs define an outer surface of the supersonic compression rotor;dichos primer, segundo y tercer discos del rotor comparten un ej común d rotación;said first, second and third rotor discs share a common rotation axis;dichos primer y segundo discos del rotor están acoplados en forma giratoria;said first and second rotor discs are rotatably coupled;dicho tercer disco del rotor está dispuesto entre el primer y el segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor puede girar en forma independiente con relación a dichos primer y segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor comprende una estructura de superficie elevada;said third rotor disc is disposed between the first and second rotor discs, said third rotor disc can rotate independently relative to said first and second rotor discs, said third rotor disc comprises a raised surface structure;Said first, second and third rotor discs together with at least two fins define an axial flow channel spanning the raised surface structure of the third rotor disc;dichos primer, segundo y tercer discos del rotor junto con por lo menos dos aletas definen un canal de flujo axial que abarca ia estructura de superficie elevada del tercer disco del rotor;dicho canal de flujo axial comprende una rampa de compr sión supersónica;said axial flow channel comprises a supersonic compression ramp;dicho canal de flujo axial permite la comunicación de fluidos en forma axial a lo largo de la superficie exterior del rotor de compresión supersónica;said axial flow channel allows fluid communication axially along the outer surface of the supersonic compression rotor;en donde por lo menos dos aletas están configuradas como un tornillo a través de y unidas a las superficies exteriores del primer y segundo discos del rotor;wherein at least two fins are configured as a screw through and attached to the outer surfaces of the first and second rotor discs;and where the raised surface structure is of such dimensions that it cannot pass under a fin. y en donde la estructura de superficie elevada es de dimensiones tales que no puede pasar por debajo de una aleta.
  3. 8
    A supersonic compressor characterized in that it comprises:8. Un compresor supersónico caracterizado porque comprend : (a) a fluid inlet;(a) una entrada de fluido;(b) a fluid outlet;and (c) at least one supersonic compression rotor, the supersonic compression rotor comprises: (b) una salida de fluido;y (c) por lo menos un rotor de compresión supersónica, el rotor de compresión supersónica comprende: (i) a first rotor disc;(i) un primer disco del rotor;(ii) a second rotor disc;and (iii) a third rotor disc;(ii) un segundo disco del rotor;y (iii) un tercer disco del rotor;dichos primer, segundo y tercer discos del rotor comparten un eje común de rotación;said first, second and third rotor discs share a common axis of rotation;Said first and second rotor discs are rotatably coupled and together define a surface of the rotor of the supersonic compression rotor;dichos primer y segundo discos del rotor están acoplados en forma giratoria y juntos definen una superficie del rotor del rotor de compresión supersónica;dicho tercer disco del rotor está dispuesto entre dicho primer y dicho segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor puede girar en forma independiente con relación al primer y al segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor comprende una estructura de superficie elevada;said third rotor disc is disposed between said first and said second rotor discs, said third rotor disc can rotate independently relative to the first and second rotor discs, said third rotor disc comprises a raised surface structure;dichos primer, segundo y tercer discos del rotor junto con por lo menos dos aletas definen un canal de flujo que abarca la estructura de superficie elevada del tercer disco del rotor;said first, second and third rotor discs together with at least two fins define a flow channel spanning the raised surface structure of the third rotor disc;dicho canal de flujo comprende una rampa de compr sión supersónica;said flow channel comprises a supersonic compression ramp;en donde las por lo menos dos aletas están configuradas como un tornillo a través de la superficie del rotor definida por el primer y el segundo discos del rotor y acoplan de manera giratoria el primer y el segundo discos del rotor, y en donde la estructura de superficie elevada es de dimensiones tales que no puede pasar por debajo de una aleta. wherein the at least two fins are configured as a screw through the rotor surface defined by the first and second rotor discs and rotatably engage the first and second rotor discs, and wherein the structure of raised surface is of such dimensions that it cannot pass under a fin.
  4. 10
    A method of compressing a fluid, the method is characterized in that it comprises:10. Un método para comprimir un fluido, el método está caracterizado porque comprende: (a) introducing a fluid through a low pressure gas inlet into a gas line comprised within the supersonic compressor;and (b) removing a gas through the high pressure gas outlet of the supersonic compressor;(a) introducir un fluido a través de una entrada de gas de baja presión dentro de un conducto de gas comprendido dentro del compr sor supersónico;y (b) remover un gas a través de la salida de gas de alta presión del compresor supersónico;dicho compresor supersónico comprende un rotor de compresión supersónica dispuesto entre dicha entrada de gas y dicha salida de alta presión de gas, dicho rotor de compresión supersónica comprende: said supersonic compressor comprises a supersonic compression rotor arranged between said gas inlet and said high pressure gas outlet, said supersonic compression rotor comprises: (i) a first rotor disc;(i) un primer disco del rotor;(ii) a second rotor disc;and (iii) a third rotor disc;(ii) un segundo disco del rotor;y (iii) un tercer disco del rotor;dicho primer, segundo y tercer discos del rotor comparten un eje común de rotación;said first, second and third rotor discs share a common axis of rotation;dichos primer y segundo discos del rotor están acoplados en forma giratoria y unidos definen una superficie del rotor del rotor de compresión supersónica;said first and second rotor discs are rotatably coupled and joined define a surface of the rotor of the supersonic compression rotor;dicho tercer disco del rotor está dispuesto entre dicho primer y dicho segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor puede girar en forma independiente con relación al primer y al segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor comprende una estructura de superficie elevada;said third rotor disc is disposed between said first and said second rotor discs, said third rotor disc can rotate independently relative to the first and second rotor discs, said third rotor disc comprises a raised surface structure;dichos primer, segundo y tercer discos del rotor junto con por lo menos dos aletas definen un canal de flujo que abarca la estructura de superficie elevada del tercer disco del rotor;said first, second and third rotor discs together with at least two fins define a flow channel spanning the raised surface structure of the third rotor disc;dicho canal de flujo comprende una rampa de compr sión supersónica;said flow channel comprises a supersonic compression ramp;en donde las por lo menos dos aletas están configuradas en forma de tornillo a través de la superficie del rotor definida por el primer y el segundo discos del rotor y acoplan de manera giratoria el primer y el segundo discos del rotor;wherein the at least two fins are screw-shaped across the rotor surface defined by the first and second rotor discs and rotatably engage the first and second rotor discs;and where the raised surface structure is of such dimensions that it would not pass under a fin. y en donde la estructura de superficie elevada es de dimensiones tales que no pasaría por debajo de una aleta.
  5. 14
    A method for starting a supersonic compressor, said method is characterized in that it comprises:14. Un método para arrancar un compresor supersónico, dicho método está caracterizado porque comprende: (a) proporcionar un compresor supersónico que comprende el rotor de compresión supersónica dispuesto dentro de un conducto de fluido del compresor supersónico;(a) providing a supersonic compressor comprising the supersonic compression rotor arranged within a fluid line of the supersonic compressor;dicho rotor de compresión supersónica comprende: said supersonic compression rotor comprises: (i) a first rotor disc;(i) un primer disco del rotor;(ii) a second rotor disc;and (iii) a third rotor disc;(ii) un segundo disco del rotor;y (iii) un tercer disco del rotor;dichos prim r, segundo y t rcer discos del rotor comparten un eje común de rotación;said first, second and third rotor discs share a common axis of rotation;Said first and second rotor discs are rotatably coupled and together define a surface of the rotor of the supersonic compression rotor;dichos primer y segundo discos del rotor están acoplados en forma giratoria y juntos definen una superficie del rotor del rotor de compresión supersónica;dicho tercer disco del rotor está dispuesto entre dicho primer y dicho segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor puede girar en forma independiente con relación al primer y al segundo discos del rotor, dicho tercer disco del rotor comprende una estructura de superficie elevada;said third rotor disc is disposed between said first and said second rotor discs, said third rotor disc can rotate independently relative to the first and second rotor discs, said third rotor disc comprises a raised surface structure;dichos primer, segundo y tercer discos del rotor junto con por lo menos dos aletas definen un canal de flujo que abarca la estructura de superficie elevada del tercer disco del rotor;said first, second and third rotor discs together with at least two fins define a flow channel spanning the raised surface structure of the third rotor disc;dicho canal de flujo comprende una rampa de compresión supersónica;said flow channel comprises a supersonic compression ramp;en donde las por lo menos dos aletas están configuradas en forma de tornillo a través de la superficie del rotor definida por el prlm r y el segundo discos del rotor y acoplan de manera giratoria el primer y el segundo discos del rotor;wherein the at least two fins are screw-shaped through the rotor surface defined by the first r and the second rotor discs and rotatably engage the first and second rotor discs;and where the raised surface structure is of such dimensions that it would not pass under a fin;y en donde la estructura de superficie elevada es de dimensiones tales que no pasaría por debajo de una aleta;(b) colocar la estructura de superficie elevada del tercer disco del rotor dentro del canal de flujo, corriente debajo de un área de garganta del canal de flujo durante el rotor en marcha;y (c) recolocar la estructura de superficie elevada del tercer disco del rotor dentro del área de garganta del canal de flujo durante el estado estacionario del rotor. (b) placing the raised surface structure of the third rotor disc within the flow channel, downstream from a throat area of ​​the flow channel during the running rotor;and (c) relocating the raised surface structure of the third rotor disc within the throat area of ​​the flow channel during steady state of the rotor.