燃气轮机制造技术

一种燃气轮机包括压气机、涡轮和燃烧室。压气机包括压气叶轮和第一转轴，涡轮包括涡轮叶轮和第二转轴。第二转轴与第一转轴固定连接一体地形成，组成燃气轮机的主轴。燃烧室位于压气机的下游且位于涡轮的上游。该燃气轮机还包括启发电机，该启发电机的电机转轴通过杆状连接装置连接到主轴上。该燃气轮机运行可靠性高，此外还能防止燃气轮机的部件因运行波动而损坏，提高安全性。

gas turbine

A gas turbine includes a compressor, a turbine and a combustion chamber. Compressor includes compressor impeller and first rotating shaft, and turbine includes turbine impeller and second rotating shaft. The second rotating shaft is fixed and connected with the first rotating shaft to form a main shaft of a gas turbine. The combustion chamber is located downstream of the compressor and upstream of the turbine. The gas turbine also includes a heuristic motor whose motor shaft is connected to the main shaft through a rod connection device. The gas turbine has high reliability in operation. In addition, it can prevent parts of the gas turbine from being damaged due to fluctuation in operation and improve safety.

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机
本专利技术涉及动力装置领域，具体来说，本专利技术公开了一种燃气轮机。
技术介绍
燃气轮机是一种内燃式动力机械装置。燃气轮机的运行原理是，将燃料燃烧产物作为工质，使其连续地流入燃气轮机的叶轮，带动叶轮转动，从而将燃料的化学能转化为机械能。目前常用的燃气轮机按照结构形式，可分为重型燃气轮机、轻型燃气轮机以及微型燃气轮机等，而这些类型的燃气轮机可应用于多种场合，例如作为航空发动机、船舶发动机、或者应用在发电机组中，等等。燃气轮机的优点在于，可容易地进行多台燃气轮机的集成扩容，可适应多种燃料，燃料消耗率低，运行过程中噪音低、排放低、振动小、维修率低，并且可对燃气轮机进行远程遥控和诊断，等等。图1示出了常规的燃气轮机的结构原理示意图。其中，燃气轮机1的主要部分包括压气机10、涡轮20和燃烧室30，压气机10的压气叶轮和涡轮20的涡轮叶轮之间由轴40相连接。在运行过程中，首先由外部的动力源来启动压气机10，由此压气机10从周围的大气中吸入空气，并将其压缩。压缩后的空气被输送到燃烧室30中。这样，压缩空气与喷入燃烧室中的燃料发生燃烧反应，生成高温燃气。高温燃气流入涡轮20中，并膨胀做功，推动涡轮叶轮转动，涡轮叶轮则通过轴40带动压气叶轮一同转动。燃烧后的高温燃气在带动压气机的同时，还有多余的能量作为燃气轮机的输出机械功。该机械功可用来发电、作为飞行器或船舶的推进力等。启动燃气轮机的外部动力源的一种例子是外部的压缩空气源，该压缩空气源向压气机10提供压缩空气，吹动压气叶轮转动。不过，这种使用压缩空气源的方案的应用场合受到限制，需要在其附近提供压缩空气源。另一种方式是如图1中所示的那样使用启发电机50来进行启动。该启发电机50的输出轴经由齿轮变速箱与压气叶轮相连。在启动燃气轮机时，启发电机50带动压气叶轮初始地转动，将外界空气吸入压气机10中，压气机10产生压缩空气。不过，对于启发电机方式的驱动源，所使用的启发电机会占据较大的空间，并且启发电机与压气机之间的齿轮传动机构的效率较低，并且容易磨损，从而维护成本比较高。此外，在现有技术中还有人考虑将启发电机的输出轴与压气叶轮的输入轴直接相连。但是，与齿轮箱连接方式相比，这种直接连接的方式缺少了两者之间的缓冲，当燃气轮机的运行发生异常时，比如燃气轮机的主轴扭矩不正常地上升时，启发电机容易过载而被烧坏。因此，在燃气轮机的领域中，需要能够至少部分地解决上述问题的新型的燃气轮机。
技术实现思路
因此，本专利技术是为解决以上所述现有的燃气轮机所存在的问题而做出。本专利技术的目的是提供一种具有改进结构的燃气轮机，该燃气轮机能够稳定地运行，提高燃气轮机的可靠性，此外，还能防止燃气轮机、具体来说是燃气轮机中的各部件因运行波动而损坏。本专利技术的进一步的目的是为燃气轮机提供能够稳定运行的启发电机。本专利技术的燃气轮机包括：压气机，该压气机包括压气叶轮和第一转轴，压气叶轮安装在第一转轴上，并能够随第一转轴转动；涡轮，涡轮包括涡轮叶轮和第二转轴，涡轮叶轮安装在第二转轴上，并能够随第二转轴转动，其中，第二转轴与第一转轴固定连接，或者与第一转轴一体地形成，从而构成燃气轮机的主轴；燃烧室，燃烧室位于压气机的下游且位于涡轮的上游；以及启发电机，启发电机包括电机转轴，在电机转轴和主轴之间连接有杆状连接装置，该杆状连接装置被设置成，当主轴的扭矩超出预定的阈值时，杆状连接装置失效。其中，该杆状连接装置的示例性结构包括传动杆、联轴器等。在具有上述结构的燃气轮机中，电机转轴通过传动杆与第一转轴直接连接，省略了齿轮箱之类的复杂传动机构，从而可以提高燃气轮机的运行可靠性，并且能够简化对燃气轮机的维护和保养。并且，由于该传动杆被设置成当扭矩超出预定阈值时就断裂，因而能够对燃气轮机的各部件起到保护作用，防止燃气轮机的各部件因燃气轮机的扭矩过载而被损坏，这能够提高燃气轮机整体的运行安全性。在进一步的具体结构中，该压气机还包括壳体，壳体包括：主机匣，主机匣至少支承压气机叶轮和涡轮叶轮，并容纳燃烧室；以及前机匣，前机匣支承启发电机，其中，前机匣中设置有至少两个支撑筋，支撑筋的一端连接在前机匣的内周面上，另一端支承住启发电机。通过支承筋，可以稳定地将启发电机固定在前机匣中。进一步较佳地，支承筋的数量可以是两个，且这两个支承筋可绕前机匣的纵轴线对称地设置。两个支承筋的设置可为压气机获得尽可能大的进气面积。当然，也可设置其它数量的支承筋，其可等间距或变化间距地设置。在本专利技术的燃气轮机中，启发电机包括：定子，该定子包括定子铁芯和缠绕在定子铁芯上的定子绕组；转子，该转子包括磁体，磁体安装在电机转轴上，并能够随电机转轴转动；以及电机座，定子固定支承在该电机座上，而电机转轴通过至少一个轴承可转动地支承在电机座上；其中，转子位于电机转轴的一端附近，而至少一个轴承设置在电机转轴的与转子相对的另一端的附近，从而转子呈悬臂结构。转子的该悬臂式设计使得更易于对启发电机进行检修。具体来说，可以容易地将定子和/或定子从启发电机拆下，从而对定子和/或定子以及启发电机的其它部件进行维修保养。较佳地，在电机转轴的一端上设置有两个轴承，且在这两个轴承之间设置有弹簧，弹簧对轴承施加预紧力。弹簧提供的该预紧力可有助于使启发电机更加平稳地运行。对于上述结构的启发电机，较佳的是在定子和转子之间形成有第一间隙，第一间隙与压气机的进气流道流体连通。这样，被抽吸到压气机中的气流中的一部分会流经该第一间隙，对启发电机中的定子和转子部分进行冷却，进而由此提高启发电机的运行稳定性。进一步地，电机座包括定子支承部分和转子支承部分，在定子支承部分和转子支承部分之间形成有第二间隙，其中，第二间隙与第一间隙流体连通，且与进气流道流体连通。由此，流经第一间隙的气流还可进一步流经第二间隙，进而流经启发电机的其余部分，从而可对启发电机整体起到冷却作用。较佳地，本专利技术的启发电机能够在电动机模式和发电机模式之间切换。进一步较佳地，在启发电机连接有可充电的蓄电池。这样，在电动机模式中，该蓄电池向启发电机提供电力，而在发电机模式中，启发电机发电并向蓄电池充电。由此，本专利技术的燃气轮机可以形成更加独立的系统，无需再与外界的动力源相连接。综合来说，对于以上所述的燃气轮机，其结构紧凑，占用较小的空间。比如，该燃气轮机中所使用的启发电机与现有的电机相比，其体积减少了约75％，而重量则可减少约73％左右。进一步地，该燃气轮机可以通过自带的电源启动，因此适用场合更加广泛。此外，其启发电机的结构可有效利用进入燃气轮机的空气进行冷却，提高了启发电机及燃气轮机整体的运行稳定性，延长了其使用寿命。附图说明图1示出了现有技术的燃气轮机的结构原理图。图2示出了本专利技术的第一实施例的燃气轮机的纵向剖视图，该剖视图是沿着图3中的线A-A截取的。图3示出了本专利技术的第一实施例的燃气轮机从其进气端、即图2中的左端看的端视图。图4示出了安装在第一实施例的燃气轮机中的启发电机的纵向剖视结构图。图5示出了本专利技术的第二实施例的燃气轮机的纵向剖视图。图6示出了本专利技术的第三实施例的燃气轮机的结构示意图。具体实施方式下面将结合图2～6对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当了解，附图中所示的仅仅是本专利技术的较佳实施例，其并不构成对本专利技术的范围的限制。本领域的技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机包括：压气机，所述压气机包括压气叶轮和第一转轴，所述压气叶轮安装在所述第一转轴上，并能够随所述第一转轴转动；涡轮，所述涡轮包括涡轮叶轮和第二转轴，所述涡轮叶轮安装在所述第二转轴上，并能够随所述第二转轴转动，其中，所述第二转轴与所述第一转轴固定连接，或者与所述第一转轴一体地形成，从而构成所述燃气轮机的主轴；燃烧室，所述燃烧室位于所述压气机的下游且位于所述涡轮的上游；以及启发电机，所述启发电机包括电机转轴，所述电机转轴通过杆状连接装置连接到所述主轴，所述杆状连接装置被设置成，当所述第一转轴和/或所述第二转轴的扭矩超出预定的阈值时，所述杆状连接装置失效。

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机包括：压气机，所述压气机包括压气叶轮和第一转轴，所述压气叶轮安装在所述第一转轴上，并能够随所述第一转轴转动；涡轮，所述涡轮包括涡轮叶轮和第二转轴，所述涡轮叶轮安装在所述第二转轴上，并能够随所述第二转轴转动，其中，所述第二转轴与所述第一转轴固定连接，或者与所述第一转轴一体地形成，从而构成所述燃气轮机的主轴；燃烧室，所述燃烧室位于所述压气机的下游且位于所述涡轮的上游；以及启发电机，所述启发电机包括电机转轴，所述电机转轴通过杆状连接装置连接到所述主轴，所述杆状连接装置被设置成，当所述第一转轴和/或所述第二转轴的扭矩超出预定的阈值时，所述杆状连接装置失效。2.如权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述杆状连接装置为传动杆或联轴器。3.如权利要求1或2所述的燃气轮机，其特征在于，所述压气机还包括壳体，所述壳体包括：主机匣，所述主机匣至少支承所述压气机叶轮和所述涡轮叶轮，并容纳所述燃烧室；以及前机匣，所述前机匣支承所述启发电机，其中，所述前机匣中设置有至少两个支撑筋，所述支撑筋的一端连接在所述前机匣的内周面上，另一端支承住所述启发电机。4.如权利要求3所述的燃气轮机，其特征在于，所述前机匣中设置有绕所述前机匣的纵轴线对称设置的两个所述支撑筋。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋化星，戴春爽，焦龙伟，孙术森，高忠国，陈兴，张浩波，李鹏程，
申请(专利权)人：青岛云深动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37