多种转速比例燃气轮机制造技术

本发明专利技术涉及一种多种转速比例燃气轮机，包括机体、机匣、压缩机、燃烧室、涡轮、动力风扇、螺旋桨、输出轴等，设置了特定的制动变速器(或多关系方减速器)，使制动变速器各输入端输出端与燃气轮机各个运转构件对应连接，通过操作制动器可以控制及改变燃气轮机各个运转构件之间确定的转速比例，结合油门气门，可使燃气轮机具有多种运行状态。所述制动变速器属于星连接多排制动变速器或二自由度多排制动变速器，其输入端输出端组合形式设置为一入多出，各不变输出连接按转速绝对值渐次减小的顺序设置排列于套筒轴从外到内。所述多关系方减速器是只有一个档位的制动变速器。

Various Speed Ratio Gas Turbines

【技术实现步骤摘要】
多种转速比例燃气轮机
本专利技术涉及一种燃气轮机，具体为通过设置特定的制动变速器，使燃气轮机的各个运转构件之间可以具有多种确定的转速比例，结合油门气门的调节，可以具有多种运行状态的燃气轮机。
技术介绍
现有燃气轮机，一般都利用多组涡轮带动压缩机风扇、涡扇发动机动力风扇(或涡桨发动机螺旋桨或涡轴发动机输出轴)。涡轮与被带动对象之间的转速比例是确定的，各组涡轮之间、各被带动对象之间的转速比例则不确定，所以现有燃气轮机中不确定因素较多，运行状态不易准确控制。我们把涡轮、压气机风扇、动力风扇、螺旋桨、输出轴称为燃气轮机不同的运转构件。现有燃气轮机中，除了少数情况下使用的减速器，各个运转构件之间一般没有机构直接控制它们之间的转速比例，更没有控制转速比例改变的方法。如果控制了各个运转构件之间的转速比例，结合油门气门的控制，就可以控制燃气轮机的多种运行状态。如果控制了各个运转构件之间的转速比例的改变，结合控制油门气门的改变，就可以控制燃气轮机多种运行状态的改变。本专利技术就是要提出控制及改变燃气轮机中各个运转构件之间转速比例的方法，以达到控制及改变燃气轮机的多种运行状态的目的。
技术实现思路
本专利技术提出控制及改变燃气轮机中各个运转构件之间转速比例的方法，就是在燃气轮机中设置特定的制动变速器，使制动变速器各输入端输出端与燃气轮机各个运转构件对应连接，通过作为二自由度决定系统行星排结构的制动变速器的各个旋转构件之间的转速比例来控制燃气轮机各个运转构件之间的转速比例，结合油门气门的改变，使燃气轮机可以具有多种运行状态。这种燃气轮机称为多种转速比例燃气轮机。在燃气轮机中，拥有相同转速直接连接的旋转运动的部件可以定义为一个运转构件，比如一组涡轮及其带动的一组风扇。涡轮通过减速器或变速器间接带动风扇(或螺旋桨或输出轴)时，涡轮与被带动对象应定义为两个运转构件。现有燃气轮机中，除了减速器，各个运转构件相互之间没有机构直接约束，各个运转构件的转速比例没有确定，控制燃气轮机运行状态的手段不多。本专利技术多种转速比例燃气轮机与其他燃气轮机基本一样，也包含机体、机匣、压缩机、燃烧室、涡轮、动力风扇、螺旋桨、输出轴等部件，其中涡轮、压缩机风扇、动力风扇、螺旋桨、输出轴就是运转构件。其中压缩机可以是轴流风机或离心风机，每组压缩机风扇可以有多层扇叶，每组涡轮可以有多层扇叶。本专利技术提出，在燃气轮机中设置特定的制动变速器，使变速器各输入端输出端与燃气轮机的各个运转构件对应连接，利用制动变速器作为二自由度决定系统行星排结构的特性，其各输入端输出端作为变速器旋转构件相互转速比例有一组到多组确定关系，使燃气轮机各个运转构件的转速形成一组到多组比例关系。本专利技术燃气轮机可以是涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机或多工况发动机等，特征是设置了特定的制动变速器，制动变速器各输入端输出端与燃气轮机各个运转构件之间的对应连接可以是多种组合，根据燃气轮机的实际需要而不同。例如，可只设置一组涡轮，连接制动变速器的输入端，通过制动变速器(以多关系方变速器形式)以多路输出端输出不同的转速，各输出端对应分别连接高压压缩机风扇、低压压缩机风扇和动力风扇(或螺旋桨或输出轴)。又例如，可设置一组高速涡轮直接连接高压压缩机风扇，设置另一组低速涡轮连接制动变速器输入端，通过制动变速器的各输出端分别连接低压压缩机风扇与动力风扇(或螺旋桨或输出轴)。通常情况下，涡轮与高压压气机风扇转速可以设置为相同，也可以根据需要设置为不同。通过控制制动变速器换挡，可以改变变速器各旋转构件(包括各输入端输出端)之间的转速比例(档位转速比)，通过对应连接就可以改变燃气轮机各个运转构件之间的转速比例，实现燃气轮机多种运行状态的控制与改变。本专利技术所述制动变速器属于新近专利技术的星连接多排制动变速器或二自由度多排制动变速器。这两种变速器的行星排结构均属于二自由度决定系统，当确定变速器的两个旋转构件的转速时，变速器所有旋转构件的转速被确定。当这两种变速器其中一个旋转构件作为输入端转速确定，另一个旋转构件被锁止制动转速为零，则变速器所有旋转构件的转速按相互之间的一组转速比例都是确定的，这是一组档位转速比。保持输入端不变，换一个旋转构件被锁止制动转速为零，则变速器的所有旋转构件的转速按相互之间的另一组转速比例是确定的，这是另一组档位转速比。依此类推，可获得变速器的其他组档位转速比。所述制动变速器的特性是结构简单、控制系统简单，不需要复杂的液压控制系统，只需要操作制动器即可实现变速器的换档。其中星连接多排制动变速器比较易于形成多关系方变速器。本专利技术所述用于燃气轮机的特定的制动变速器，不仅属于这两种变速器，而且需要满足燃气轮机的技术要求：一，尽量简化结构，二，尽量减轻自重，三，尽量简化操作，四，以涡轮为动力，需要带动多个运转构件，五，从后面的涡轮开始向前，燃气轮机各个运转构件的转速绝对值渐次减小。本专利技术所述制动变速器本身具有的特性，可以部分适应这些技术要求。一，所述制动变速器作为新型行星排变速器，结构简单自重轻。二，制动变速器控制简单，不需要液压控制系统，只需要制动器作为操作部件，控制简单自重轻。本专利技术所述用于燃气轮机的特定的制动变速器还经过特别的技术设置，以全面适应这些技术要求：三，所述制动变速器可设置为多关系方变速器，其输入端输出端的组合形式设置为一入多出，设置一个不变输入连接(输入端)连接涡轮及设置多个不变输出连接(输出端)连接风扇、螺旋桨、输出轴等被连接对象。四，所述制动变速器的各个不变输出连接之间设置为套筒轴或多重套筒轴形式，各个不变输出连接(输出端)按转速绝对值渐次减小的顺序设置排列于套筒轴从外到内。五，所述制动变速器设置一个或多个制动器，控制各制动器就可以形成一组或多组档位转速比。控制制动变速器的换档就控制了变速器各个旋转构件之间的多组档位转速比的改变，通过对应连接进而控制了燃气轮机各个运转构件之间的多种转速比例的改变。其中，只设置一个制动器的制动变速器只提供一组确定的档位转速比，相当于多关系方减速器，但比减速器多了空档位。当只有一个制动器的制动变速器的制动器改为不变锁定连接，就成了无空档位的减速器。所以多关系方减速器可以算本专利技术所述制动变速器的省略版；设置多关系方减速器的燃气轮机，各个运转构件之间只有一种转速比例，可算作本专利技术多种转速比例燃气轮机的省略版。本专利技术所述制动变速器在具体实施时，其行星排数量、行星排种类顺序、行星排间连接、输入输出锁止连接组合、各行星排特性参数均可选择优化，各档位转速比式子与转速比值均可优化。本专利技术多种转速燃气轮机各个运转构件之间的各转速比例有无数组组合可以选择优化。所述制动变速器各输入端输出端与燃气轮机各个运转构件的对应连接组合可以改变优化，根据对应连接的需要，制动变速器的安设位置可在涡轮与压气机之间，可在高、低压压气机之间，可在压气机与动力风扇(或螺旋桨或输出轴)之间。本专利技术所述多种转速比例燃气轮机，其有益之处在于：提出了通过特定的制动变速器控制及改变燃气轮机各个旋转构件之间转速比例的方法。通过设置所述制动变速器一入多出的输入连接与输出连接组合、通过设置所述制动变速器各个输出连接的套筒轴结构与从外到内转速绝对值渐次减小的排列顺序，使所述制动变速器适应本专利技术燃气轮机的技术要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多种转速比例燃气轮机，包括机体、机匣、压缩机、燃烧室、涡轮、动力风扇、螺旋桨、输出轴等，其特征是该燃气轮机设置了特定的制动变速器(或多关系方减速器)，使制动变速器(或多关系方减速器)各输入端输出端与燃气轮机各个运转构件对应连接，通过操作制动器可以控制及改变制动变速器各输入端输出端之间的转速比例，也就可以控制及改变燃气轮机各个运转构件之间的确定的转速比例，结合油门气门的调节，可以使本专利技术燃气轮机具有多种运行状态。

【技术特征摘要】
1.多种转速比例燃气轮机，包括机体、机匣、压缩机、燃烧室、涡轮、动力风扇、螺旋桨、输出轴等，其特征是该燃气轮机设置了特定的制动变速器(或多关系方减速器)，使制动变速器(或多关系方减速器)各输入端输出端与燃气轮机各个运转构件对应连接，通过操作制动器可以控制及改变制动变速器各输入端输出端之间的转速比例，也就可以控制及改变燃气轮机各个运转构件之间的确定的转速比例，结合油门气门的调节，可以使本发明燃气轮机具有多种运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗灿，
申请(专利权)人：罗灿，
类型：发明
国别省市：云南,53