一种定隙式转子系统及微型燃气轮机发电机组技术方案

本实用新型专利技术提供一种定隙式转子系统及微型燃气轮机发电机组，转子系统包括转轴、依次设置于转轴上的电机、压气机以及透平，所述压气机和透平的外周罩设微型燃气轮机机匣，所述电机两端设置空气轴承，靠近压气机一端的空气轴承与微型燃气轮机机匣通过定隙盘固定连接。本实用新型专利技术将机匣通过定隙部件等刚性结构与轴承直接相连，可以使得转子带动轴承位移时，整个机匣随着轴承一起运动，转子和叶轮的位移是等幅且同步的，轴承与机匣的位移也是等幅且同步的，这样叶轮和机匣之间的间隙可以做得很小，极大地有利于控制叶尖的气动泄漏损失，提高叶轮的效率。高叶轮的效率。高叶轮的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种定隙式转子系统及微型燃气轮机发电机组


[0001]本技术涉及转子动力学
，具体涉及一种定隙式转子系统及微型燃气轮机发电机组。

技术介绍

[0002]在微型燃气轮机发电
，微型燃气轮机发电机组通常是包括同轴安装的发电机和微型燃气轮机。具体地，微型燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平三大部件。空气进入压气机后被压缩成高温高压的空气，然后供给燃烧室与燃料混合燃烧，其产生的高温高压燃气在透平中膨胀做功，推动透平转动，进而带动发电机发电。
[0003]对于微型燃气轮机的转子系统，转子多为每分钟超过40000转的高转速，普通的接触式轴承存在较大的机械磨损，不能满足工作转速的需求，多采用非接触式径向轴承和推力轴承，以限制转轴发生径向和轴向上的移动。而对于非接触式轴承，轴承与阻尼器相连，阻尼器又与定子相连，阻尼器均存在有一定厚度，故即轴承与定子之间的间隙，当转子上有叶轮时，阻尼器的间隙往往与叶轮叶尖间隙差不多甚至更小，如果再加叶轮悬臂情况下的翘动角，这个位移量通常是叶尖间隙所不能接受的，这要求定子和轴承均具有极高的加工精度和装配精度，否则很容易产生叶轮碰撞、卡死现象，或者对轴承造成磨损和损坏。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种定隙式转子系统及微型燃气轮机发电机组。
[0005]本技术的技术方案如下：
[0006]根据本技术的一个方面，提供一种定隙式转子系统，包括转轴、依次设置于转轴上的电机、压气机以及透平，所述压气机和透平的外周罩设微型燃气轮机机匣，所述电机两端设置空气轴承，靠近压气机一端的空气轴承与微型燃气轮机机匣通过刚性件固定连接。
[0007]进一步的，所述空气轴承外壁以及所述微型燃气轮机机匣上均设置弹性件。
[0008]进一步的，所述弹性件为阻尼器，所述阻尼器为金属或者非金属阻尼器，所述阻尼器设置为环状；
[0009]所述金属阻尼器为箔片阻尼器或者弹簧阻尼器；所述非金属阻尼器为O型环或空心圆柱形橡胶或橡胶阻尼器。
[0010]进一步的，所述刚性件为定隙盘，所述定隙盘具有第一连接体与第二连接体，第一连接体与第二连接体之间通过过渡体一体成型，所述第一连接体与靠近压气机一端的空气轴承固定连接，第二连接体与微型燃气轮机机匣固定连接。
[0011]进一步的，所述第一连接体与第二连接体均为环状，环状第一连接体的内圈与空气轴承外径套接，或者环状第一连接体的非过渡端面与空气轴承端面贴合；
[0012]环状第二连接体的内圈环绕压气机进口，第二连接体的非过渡端面与微型燃气轮
机机匣端面贴合。
[0013]进一步的，所述环状第一连接体的内圈与空气轴承外径套接时，第一连接体的内圈与空气轴承外径过盈配合，或者环状第一连接体的非过渡端面与空气轴承端面贴合时，第一连接体的内圈等于空气轴承内径；
[0014]所述环状第二连接体的外圈靠近微型燃气轮机机匣外圈。
[0015]进一步的，所述第一连接体与空气轴承的固定连接方式为焊接、铆接或者过盈套接；
[0016]所述第二连接体与微型燃气轮机机匣的固定连接方式为焊接、铆接或者紧固件连接。
[0017]进一步的，所述过渡体成型为锥形或者桶形，锥形面或者桶形端面设置有通气槽；所述通气槽为多个，通气槽沿轴心中心对称式分布。
[0018]根据本技术的另一方面，提供一种微型燃气轮机发电机组，包括上述的定隙式转子系统、电机机匣以及燃烧室，所述电机机匣罩设于电机的外周并与微型燃气轮机机匣连接，所述燃烧室与微型燃气及轮机机匣连接且燃烧室的进气口与压气机的排气口连接，燃烧室的排气口与透平的进气口连接。
[0019]进一步的，所述微型燃气轮机机匣通过垂直端面与电机法兰对接，微型燃气轮机机匣通过外圆周面套接于燃烧室内，所述阻尼器设置于与电机配合的垂直端面上，和/或与燃烧室配合的外圆周面上，所述微型燃气轮机机匣与电机以及微型燃气轮机机匣与燃烧室之间通过紧固件固定连接。
[0020]本技术的有益效果：
[0021]1、本技术通过将蜗壳或机匣等结构，通过定隙部件等刚性结构与轴承直接相连，并在机匣外与真正要固定的外壳体或定子机匣使用与轴承相同或相似间隙的阻尼器做成随动机匣，可以使得转子带动轴承位移时，整个机匣随着轴承一起运动，转子和叶轮的位移是等幅且同步的，轴承与机匣的位移也是等幅且同步的，这样叶轮和机匣之间的间隙可以做得很小，极大地有利于控制叶尖的气动泄漏损失，提高叶轮的效率。
[0022]2、本技术采用的一体固接结构可以平衡转子不平衡力产生的激振频率与转子及其支承系统的固有频率一致时引起的共振，并使得转子系统快速安全地通过共振模态，减少对转子系统造成的扰动，极大的提高了涡轮与压气机的工作效率。
附图说明
[0023]图1为间隙固定式转子系统的结构示意图。
[0024]图2为图1中A部放大图。
[0025]图3为间隙固定式转子系统定隙盘的结构示意图一。
[0026]图4为间隙固定式转子系统定隙盘的结构示意图二。
具体实施方式
[0027]为了更好的了解本技术的技术方案，下面结合具体实施例、说明书附图对本技术作进一步说明。
[0028]根据本技术的一个方面，本技术实施例提供一种定隙式转子系统。
[0029]如图1所示，包括转轴2，转轴2具有第一轴段和第二轴段，第一轴段的直径大于第二轴段的直径，第一轴段和第二轴段的过渡处形成有台阶面，依次设置于转轴2上的电机3、压气机4、透平5，电机3通过空气轴承1设置于第一轴段上，压气机4、透平5设置于第二轴段上，压气机4的一端与台阶面抵接，空气轴承1设置于电机3两端，且靠近压气机4一端的空气轴承1与套设在压气机4与透平5外周的微型燃气轮机机匣7通过定隙盘9固定连接。
[0030]作为优选，所述空气轴承1外壁上设置阻尼器10。
[0031]作为优选，如图2所示，所述微型燃气轮机机匣7上还设置有阻尼器10。
[0032]作为优选，所述阻尼器10可选择金属或者非金属阻尼器，阻尼器 10设置为环状。
[0033]作为优选，所述金属阻尼器为箔片阻尼器或者弹簧阻尼器；所述非金属阻尼器为O型环或空心圆柱形橡胶或橡胶阻尼器。
[0034]本实施例中，通过刚性的定隙盘9将空气轴承1与微型燃气轮机机匣7连接，微型燃气轮机机匣7以及空气轴承1处设置相同或相似间隙的阻尼器做成随动机匣，可以使得转轴2带动空气轴承1位移时，整个机匣随着轴承一起运动，转轴和叶轮的位移是等幅且同步的，2 空气轴承1与微型燃气轮机机匣7的位移也是等幅且同步的，这样叶轮和微型燃气轮机机匣7之间的间隙可以做得很小，极大地有利于控制叶尖的气动泄漏损失，提高叶轮的效率。
[0035]如图3、4所示，为本技术实施例提供的间隙固定式转子系统两种定隙盘的结构示意图。所述定隙盘9具有第一连接体与第二连接体，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定隙式转子系统，其特征在于，包括转轴、依次设置于转轴上的电机、压气机以及透平，所述压气机和透平的外周罩设微型燃气轮机机匣，所述电机两端设置空气轴承，靠近压气机一端的空气轴承与微型燃气轮机机匣通过刚性件固定连接。2.根据权利要求1所述的定隙式转子系统，其特征在于，所述空气轴承外壁以及所述微型燃气轮机机匣上均设置弹性件。3.根据权利要求2所述的定隙式转子系统，其特征在于，所述弹性件为阻尼器，所述阻尼器为金属或者非金属阻尼器，所述阻尼器设置为环状；所述金属阻尼器为箔片阻尼器或者弹簧阻尼器；所述非金属阻尼器为O型环或空心圆柱形橡胶或橡胶阻尼器。4.根据权利要求1所述的定隙式转子系统，其特征在于，所述刚性件为定隙盘，所述定隙盘具有第一连接体与第二连接体，第一连接体与第二连接体之间通过过渡体一体成型，所述第一连接体与靠近压气机一端的空气轴承固定连接，第二连接体与微型燃气轮机机匣固定连接。5.根据权利要求4所述的定隙式转子系统，其特征在于，所述第一连接体与第二连接体均为环状，环状第一连接体的内圈与空气轴承外径套接，或者环状第一连接体的非过渡端面与空气轴承端面贴合；环状第二连接体的内圈环绕压气机进口，第二连接体的非过渡端面与微型燃气轮机机匣端面贴合。6.根据权利要求5所述的定隙式转子系统，其特征在于，所述环状第一连接体的内圈与空气轴承外径套接时，第一连接体的内圈与空气轴承外径过盈配合，或者环状第一连接体的非过渡端面与空气轴承端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慕华，
申请(专利权)人：至玥腾风科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：