一种超高速燃气轮发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种超高速燃气轮发电机，其包括涡轮机、压气机、电机、2个径向轴承、1个止推轴承及燃烧室，所述径向轴承为槽式动压气体径向轴承，所述止推轴承为混合式动压气体止推轴承，所述转子套设在內轴的中部，2个径向轴承分别套设在位于转子左、右端的外轴上，所述止推轴承套设在右端的外轴上、并位于右端径向轴承的外端侧。本发明专利技术可实现在气浮状态下的超高速稳定运转，针对相同功率要求，可使燃气轮发电机的体积显著减小实现微型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及一种超高速燃气轮发电机，属于高精密机械

技术介绍
燃气轮发电机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机，由燃气轮机与发电机组成，主要用于油田、发电厂、电信大楼、高层建筑、酒店、生活小区、商场、医院、军队、会议中心、偏远地区、海岛等重要场所必需的备用电源及作为紧急事件、野外作业等必需的移动电源，也可作为船舶动力、电力调峰。随着全球范围内的能源与动力需求，采用空气轴承的微型燃气轮发电机因具有尺寸小、重量轻、燃料适应性强、低燃料消耗率、噪音低、振动小、污染排放低、维护费用低廉、不需用水冷却等一系列先进技术特征在军民用交通运输(混合动力汽车)以及陆海边防方面开始应用，受到美、俄等国家的高度重视和关注。但由于现有的空气轴承主要存在如下问题：结构复杂，不适合工业化；可靠性较差，在高速运转时容易失稳甚至卡死；高速运转产生的热量不能有效导出，不能长时间连续工作；体积较大，不能满足当今微型化发展要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种可稳定运行的超高速燃气轮发电机。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种超高速燃气轮发电机，包括涡轮机、压气机、电机、2个径向轴承、1个止推轴承及燃烧室，所述涡轮机包括涡轮、涡轮机导流器及涡轮机导流器壳体，所述压气机包括压轮、压气机壳体及压气机扩压器，所述电机包括转子、定子、內轴、外轴及电机壳体；其特征在于：所述径向轴承为槽式动压气体径向轴承，包括轴承外套和轴承内套；所述止推轴承为混合式动压气体止推轴承，包括两个侧盘以及夹设在两个侧盘之间的中盘，在每个侧盘与中盘之间均设有箔型弹性件；所述转子套设在內轴的中部，2个径向轴承分别套设在位于转子左、右端的外轴上，所述止推轴承套设在右端的外轴上、并位于右端径向轴承的外端侧。一种实施方案，所述涡轮机和压气机分别设置在內轴的两端，所述燃烧室设置在涡轮机端。另一种实施方案，所述燃烧室设置在内轴的中部，所述涡轮机和压气机分别设置在內轴的两端或者背靠背设置在內轴的一端。作为进一步实施方案，所述的超高速燃气轮发电机还包括左径向轴承套和左轴承室端盖，涡轮机导流器壳体与左轴承室端盖固定连接，左轴承室端盖与左径向轴承套固定连接，燃烧室的壳体与左径向轴承套固定连接，左径向轴承套与电机壳体固定连接。作为进一步实施方案，所述的超高速燃气轮发电机还包括右径向轴承套和右轴承室端盖，压气机壳体与右轴承室端盖固定连接，右轴承室端盖与右径向轴承套固定连接，右径向轴承套与电机壳体固定连接。作为优选方案，所述内轴的表面开设有散热螺旋槽，以利于散热和对轴承室进行空气补给。作为优选方案，在电机壳体的内壁周侧开设有若干开口槽，在电机壳体的端面开设有若干通气孔，所述开口槽与通气孔相连通，以利于气体的导入和导出，一方面实现快速散热排气，另一面实现对轴承室内进行空气补给。作为优选方案，所述轴承内套的外圆周面和两端面均具有规则形状的槽式花纹。作为进一步优选方案，所述轴承内套的一端面的槽式花纹与另一端面的槽式花纹形成镜像对称，以及外圆周面的槽式花纹的轴向轮廓线与两端面的槽式花纹的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接。作为进一步优选方案，所述轴承内套的外圆周面的槽式花纹中的轴向高位线与两端面的槽式花纹中的径向高位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴向中位线与两端面的槽式花纹中的径向中位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴向低位线与两端面的槽式花纹中的径向低位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接。作为优选方案，所述轴承内套与轴承外套间的配合间隙为0.003～0.008mm。作为优选方案，在所述轴承外套的两端设有止环。作为优选方案，所述中盘的两端面均设有规则形状的槽式花纹，且一端面的槽式花纹与另一端面的槽式花纹形成镜像对称。作为优选方案，在所述中盘的外圆周面也设有槽式花纹，且外圆周面的槽式花纹的形状与两端面的槽式花纹的形状相同，以及外圆周面的槽式花纹的轴向轮廓线与两端面的槽式花纹的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接。作为进一步优选方案，中盘的外圆周面的槽式花纹中的轴向高位线与两端面的槽式花纹
中的径向高位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴向中位线与两端面的槽式花纹中的径向中位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴向低位线与两端面的槽式花纹中的径向低位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接。作为进一步优选方案，在与中盘相配合的箔型弹性件的配合面上设有耐磨涂层。作为进一步优选方案，所述箔型弹性件与中盘的配合间隙为0.003～0.008mm。作为进一步优选方案，所述箔型弹性件的至少一端固定在对应侧盘的内端面上。作为进一步优选方案，每个侧盘上的箔型弹性件为多个，且沿侧盘的内端面均匀分布。作为进一步优选方案，固定在一个侧盘上的箔型弹性件与固定在另一个侧盘上的箔型弹性件形成镜像对称。作为进一步优选方案，在侧盘的内端面设有用于固定箔型弹性件的卡槽。作为一种实施方案，所述的箔型弹性件由波箔和平箔组成，所述波箔的弧形凸起顶端与平箔相贴合。作为另一种实施方案，所述的箔型弹性件由波箔和平箔组成，所述波箔的波拱间过渡底边与平箔相贴合。作为又一种实施方案，所述的箔型弹性件由两个平箔组成。上述的槽式花纹均为叶轮形状。上述的箔型弹性件优选经过表面热处理。作为优选方案，所述转子包括转子底座、磁钢和磁钢保护套，所述转子底座套设在內轴上，所述磁钢套设在转子底座的中心部，所述磁钢保护套套设在磁钢上。作为优选方案，所述定子包括铁芯和绕组，所述铁芯固定在位于转子上方的电机壳体的内壁上，所述绕组设置在铁芯上。作为优选方案，所述铁芯包括由若干冲片上下叠置形成的定子叠片和固定在定子叠片两侧的端压板。作为进一步优选方案，所述冲片呈圆环形，在环形部间隔设有多个杯状穿孔，所述穿孔的杯口部封闭，杯脚的底部开口。作为优选方案，所述绕组为三相星型连接，中心线不引出，只引出A、B、C三个端头。作为进一步优选方案，每相绕组为2个线圈，每个线圈由漆包铜线连续绕制而成。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：因本专利技术所提供的燃气轮发电机，是以气体作为轴承的润滑剂，因此不仅具有无污染、
摩擦损失低、使用时间长、适用范围广、节能环保等诸多优点，而且采用所述结构，散热效果好，可保证长时间稳定运行；尤其是，因所述结构的空气轴承能实现在气浮状态下的超高速稳定运转(经测试，可达100,000～450,000rpm的极限转速)，因此针对相同功率要求，本专利技术可使燃气轮发电机的体积显著减小实现微型化，具有占用空间小、使用便捷等优点，对促进微型化高新技术的发展具有重要价值，相对于现有技术具有显著性进步。附图说明图1是实施例1提供的一种超高速燃气轮发电机的剖面结构示意图；图2是实施例1提供的槽式动压气体径向轴承的局部分割的左视立体结构示意图；图3是图2中的A局部放大图；图4是实施例1提供的槽式动压气体径向轴承的局部分割的右视立体结构示意图；图5是图4中的B局部放大图；图6是实施例1提供的混合式动压气体止推轴承的剖面结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高速燃气轮发电机，包括涡轮机、压气机、电机、2个径向轴承、1个止推轴承及燃烧室，所述涡轮机包括涡轮、涡轮机导流器及涡轮机导流器壳体，所述压气机包括压轮、压气机壳体及压气机扩压器，所述电机包括转子、定子、內轴、外轴及电机壳体；其特征在于：所述径向轴承为槽式动压气体径向轴承，包括轴承外套和轴承内套；所述止推轴承为混合式动压气体止推轴承，包括两个侧盘以及夹设在两个侧盘之间的中盘，在每个侧盘与中盘之间均设有箔型弹性件；所述转子套设在內轴的中部，2个径向轴承分别套设在位于转子左、右端的外轴上，所述止推轴承套设在右端的外轴上、并位于右端径向轴承的外端侧。

【技术特征摘要】
2015.05.19 CN PCT/CN2015/079233;2015.05.19 CN PCT/1.一种超高速燃气轮发电机，包括涡轮机、压气机、电机、2个径向轴承、1个止推轴承及燃烧室，所述涡轮机包括涡轮、涡轮机导流器及涡轮机导流器壳体，所述压气机包括压轮、压气机壳体及压气机扩压器，所述电机包括转子、定子、內轴、外轴及电机壳体；其特征在于：所述径向轴承为槽式动压气体径向轴承，包括轴承外套和轴承内套；所述止推轴承为混合式动压气体止推轴承，包括两个侧盘以及夹设在两个侧盘之间的中盘，在每个侧盘与中盘之间均设有箔型弹性件；所述转子套设在內轴的中部，2个径向轴承分别套设在位于转子左、右端的外轴上，所述止推轴承套设在右端的外轴上、并位于右端径向轴承的外端侧。2.根据权利要求1所述的超高速燃气轮发电机，其特征在于：所述涡轮机和压气机分别设置在內轴的两端，所述燃烧室设置在涡轮机端。3.根据权利要求1所述的超高速燃气轮发电机，其特征在于：所述燃烧室设置在内轴的中部，所述涡轮机和压气机分别设置在內轴的两端或者背靠背设置在內轴的一端。4.根据权利要求1至3中任一项所述的超高速燃气轮发电机，其特征在于：所述的超高速燃气轮发电机还包括左径向轴承套和左轴承室端盖，涡轮机导流器壳体与左轴承室端盖固定连接，左轴承室端盖与左径向轴承套固定连接，燃烧室的壳体与左径向轴承套固定连接，左径向轴承套与电机壳体固定连接。5.根据权利要求4所述的超高速燃气轮发电机，其特征在于：所述的超高速燃气轮发电机还包括右径向轴承套和右轴承室端盖，压气机壳体与右轴承室端盖固定连接，右轴承室端盖与右径向轴承套固定连接，右径向轴承套与电机壳体固定连接。6.根据权利要求1所述的超高速燃气轮发电机，其特征在于：所述内轴的表面开设有散热螺旋槽。7.根据权利要求1所述的超高速燃气轮发电机，其特征在于：在电机壳体的内壁周侧开设有若干开口槽，在电机壳体的端面开设有若干通气孔，所述开口槽与通气孔相连通。8.根据权利要求1所述的超高速燃气轮发电机，其特征在于：所述轴承内套的外圆周面和两端面均具有规则形状的槽式花纹。9.根据权利要求8所述的超高速燃气轮发电机，其特征在于：所述轴承内套的一端面的槽式花纹与另一端面的槽式花纹形成镜像对称，以及外圆周面的槽式花纹的轴向轮廓线与两端面的槽式花纹的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接。10.根据权利要求9所述的超高速燃气轮发电机，其特征在于：所述轴承内套的外圆周面的槽式花纹中的轴向高位线与两端面的槽式花纹中的径向高位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗立峰，
申请(专利权)人：罗立峰，
类型：发明
国别省市：上海;31