具有单型低损耗轴承和低密度材料的机械驱动体系制造技术

本发明专利技术提供一种具有单型低损耗轴承和低密度材料的机械驱动体系，其可以包括燃气涡轮机，该燃气涡轮机具有压缩机部段，涡轮机部段和燃烧器部段。负荷压缩机由燃气涡轮机驱动。转子轴延伸穿过燃气涡轮机和负荷压缩机。燃气涡轮机和负荷压缩机中的一个中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。轴承在燃气涡轮机和负荷压缩机内支撑转子轴，轴承中的至少一个是单型低损耗轴承。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本专利申请涉及以下共同转让的专利申请：序列号为____(代理人档案号为271509-1)、名称为“具有混合型低损耗轴承和低密度材料的机械驱动体系(MECHANICALDRIVEARCHITECTURESWITHHYBRID-TYPELOW-LOSSBEARINGSANDLOW-DENSITYMATERIALS)”的美国专利申请；序列号为____(代理人档案号为261580-1)、名称为“具有单型低损耗轴承和低密度材料的动力生产体系(POWERGENERATIONARCHITECTURESWITHMONO-TYPELOW-LOSSBEARINGSANDLOW-DENSITYMATERIALS)”的美国专利申请；序列号为____(代理人档案号为267305-1)、名称为“具有混合型低损耗轴承和低密度材料的动力生产体系(POWERGENERATIONARCHITECTURESWITHHYBRID-TYPELOW-LOSSBEARINGSANDLOW-DENSITYMATERIALS)”的美国专利申请；序列号为____(代理人档案号为257269-1)、名称为“多级轴流式压缩机布置(MULTI-STAGEAXIALCOMPRESSORARRANGEMENT)”的美国专利申请；序列号为____(代理人档案号为276988)、名称为“具有低损耗润滑剂轴承和低密度材料的动力系体系(POWERTRAINARCHITECTURESWITHLOW-LOSSLUBRICANTBEARINGSANDLOW-DENSITYMATERIALS)”的美国专利申请；和序列号为__(代理人档案号为276989)、名称为“具有低损耗润滑剂轴承和低密度材料的机械驱动体系(MECHANICALDRIVEARCHITECTURESWITHLOW-LOSSLUBRICANTBEARINGSANDLOW-DENSITYMATERIALS)”的美国专利申请。上面所述的每个专利申请与本申请同时被提交并且通过引用并于本申请中。
本专利技术大体上涉及机械驱动燃气涡轮机，并且更特别地，涉及可以具有单型低损耗轴承和低密度材料的机械驱动体系。
技术介绍
燃气涡轮机在从军事到发电的许多工业领域中使用。典型地，燃气涡轮机用于产生电能。然而，一些燃气涡轮机用于推进各种车辆、飞机、轮船等。在石油和天然气领域，燃气涡轮机可以用于驱动压缩机、泵和/或发电机。在燃气涡轮机在工业应用中用于驱动压缩机(例如，用于将气体注入井中以迫使石油通过另一井眼上升)的情况下，燃气涡轮机的压缩机用多排旋转叶片和静止轮叶压缩空气，将它引导到燃烧器，该燃烧器混合压缩空气和燃料，并且燃烧它以形成热空气-燃料混合物，该混合物穿过燃气涡轮机的涡轮机中的叶片膨胀。因此，叶片围绕燃气涡轮机的轴或转子转动或旋转。转动或旋转转子驱动连接到燃气涡轮机的负荷压缩机，该负荷压缩机使用旋转能量来压缩流体(例如，气体、空气等)。在机械驱动体系中使用的许多燃气涡轮机体系采用结合高粘度润滑剂(例如，油)的滑动轴承来支撑涡轮机部段、压缩机部段和与其连接的负荷压缩机的旋转部件。油轴承售价比较便宜，但是具有与它们的伴随油撬(例如，用于泵、储存器、贮藏装置等)关联的成本。另外，油轴承具有高维护间隔并且会导致驱动系中的过度粘性损失，这继而不利地影响燃气涡轮机驱动的压缩机单元的操作。
技术实现思路
在本专利技术的一方面，公开了一种机械驱动体系。在本专利技术的该方面，机械驱动体系包括燃气涡轮机，该燃气涡轮机具有压缩机部段，涡轮机部段，以及可操作地耦联到压缩机部段和涡轮机部段的燃烧器部段。负荷压缩机由燃气涡轮机驱动。转子轴延伸穿过燃气涡轮机的压缩机部段和涡轮机部段以及负荷压缩机。压缩机部段、涡轮机部段和负荷压缩机的每一个包括多个旋转部件，燃气涡轮机和负荷压缩机中的一个中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。多个轴承在燃气涡轮机和负荷压缩机内支撑转子轴，其中轴承中的至少一个是单型低损耗轴承。本专利技术的第一技术方案提供了一种机械驱动体系，其包括：燃气涡轮机，其具有压缩机部段，涡轮机部段，以及可操作地耦联到压缩机部段和涡轮机部段的燃烧器部段；负荷压缩机，其由燃气涡轮机驱动；转子轴，其延伸穿过燃气涡轮机的压缩机部段和涡轮机部段以及负荷压缩机；以及多个轴承，其在燃气涡轮机和负荷压缩机内支撑转子轴，其中轴承中的至少一个是单型低损耗轴承；其中压缩机部段、涡轮机部段和负荷压缩机各自具有多个旋转部件，压缩机部段、涡轮机部段和负荷压缩机中的至少一个中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，转子轴包括单轴布置。本专利技术的第三技术方案是在第一技术方案中，还包括沿着转子轴可操作地耦联到涡轮机部段的再加热部段，再加热部段具有带有多个旋转部件的再加热燃烧器部段和再加热涡轮机部段，其中压缩机部段、涡轮机部段、负荷压缩机和再加热部段中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。本专利技术的第四技术方案是在第一技术方案中，燃气涡轮机包括后端驱动燃气涡轮机。本专利技术的第五技术方案是在第一技术方案中，还包括用于沿着转子轴将负荷压缩机耦联到燃气涡轮机的负荷耦联元件。本专利技术的第六技术方案是在第一技术方案中，转子轴包括多轴布置，其具有延伸穿过压缩机部段和涡轮机部段的第一转子轴和延伸穿过负荷压缩机的第二转子轴，第一转子轴和第二转子轴中的每一个由多个轴承支撑。本专利技术的第七技术方案是在第六技术方案中，还包括扭矩改变机构，其构造成以与在负荷压缩机中的旋转部件不同的旋转速度在燃气涡轮机中旋转旋转部件。本专利技术的第八技术方案是在第六技术方案中，还包括动力涡轮机部段，其耦联到第二转子轴以驱动负荷压缩机，其中动力涡轮机部段具有多个旋转部件，压缩机部段、涡轮机部段、负荷压缩机和动力涡轮机部段中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。本专利技术的第九技术方案是在第八技术方案中，还包括沿着第一转子轴可操作地耦联到涡轮机部段的再加热部段，再加热部段具有带有多个旋转部件的再加热燃烧器部段和再加热涡轮机部段，压缩机部段、涡轮机部段、负荷压缩机、动力涡轮机部段和再加热部段中的旋转部件中的至少一个包括低密度材料。本专利技术的第十技术方案是在第一技术方案中，压缩机部段包括远离燃烧器部段的前级，邻近燃烧器部段的后级，和布置在其间的中级；其中前级、中级和后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械驱动体系，其包括：燃气涡轮机，其具有压缩机部段，涡轮机部段，以及可操作地耦联到所述压缩机部段和所述涡轮机部段的燃烧器部段；负荷压缩机，其由所述燃气涡轮机驱动；转子轴，其延伸穿过所述燃气涡轮机的所述压缩机部段和所述涡轮机部段以及所述负荷压缩机；以及多个轴承，其在所述燃气涡轮机和所述负荷压缩机内支撑所述转子轴，其中所述轴承中的至少一个是单型低损耗轴承；其中所述压缩机部段、所述涡轮机部段和所述负荷压缩机各自具有多个旋转部件，所述压缩机部段、所述涡轮机部段和所述负荷压缩机中的至少一个中的所述旋转部件中的至少一个包括低密度材料。

【技术特征摘要】
2014.08.15 US 14/4606061.一种机械驱动体系，其包括：
燃气涡轮机，其具有压缩机部段，涡轮机部段，以及可操作地耦
联到所述压缩机部段和所述涡轮机部段的燃烧器部段；
负荷压缩机，其由所述燃气涡轮机驱动；
转子轴，其延伸穿过所述燃气涡轮机的所述压缩机部段和所述涡
轮机部段以及所述负荷压缩机；以及
多个轴承，其在所述燃气涡轮机和所述负荷压缩机内支撑所述转
子轴，其中所述轴承中的至少一个是单型低损耗轴承；
其中所述压缩机部段、所述涡轮机部段和所述负荷压缩机各自具
有多个旋转部件，所述压缩机部段、所述涡轮机部段和所述负荷压缩
机中的至少一个中的所述旋转部件中的至少一个包括低密度材料。
2.根据权利要求1所述的机械驱动体系，其特征在于，所述转子
轴包括单轴布置。
3.根据权利要求1所述的机械驱动体系，其特征在于，还包括沿
着所述转子轴可操作地耦联到所述涡轮机部段的再加热部段，所述再
加热部段具有带有多个旋转部件的再加热燃烧器部段和再加热涡轮
机部段，其中所述压缩机部段、所述涡轮机部段、所述负荷压缩机和
所述再加热部段中的所述旋转部件中的至少一个包括低密度材料。
4.根据权利要求1所述的机械驱动体系，其特征在于，所述燃气
涡轮机包括后端驱动燃气涡轮机。
5.根据权利要求1所述的机械驱动体系，其特征在于，还包括用
于沿着所述转子轴将所述负荷压缩机耦联到所述燃气涡轮机的负荷
耦联元件。
6.根据权利要求1所述的机械驱动体系，其特征在于，所述转子
轴包括多轴布置，其具有延伸穿过所述压缩机部段和所述涡轮机部段
的第一转子轴和延伸穿过所述负荷压缩机的第二转子轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·E·戴维森，J·J·巴特基维奇，J·D·范达姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US