一种电机内嵌轴承式微型燃气轮机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电机内嵌轴承式微型燃气轮机，包括转子系统、电机机匣、燃气轮机机匣和燃烧室，其中，转子系统包括转轴，转轴上依次设置推力轴承、第一径向轴承、电机、压气机、第二径向轴承和透平，转轴和电机之间设有第三轴承；电机机匣罩设于电机的外周；燃气轮机机匣罩设于压气机和透平的外周，且与电机机匣连接；燃烧室与燃气轮机机匣连接。本实用新型专利技术的电机内嵌轴承式微型燃气轮机，转轴通过两端的轴承支撑，受力均匀，可以避免因转子轴端悬置导致的重量不平衡，运转平稳性好，且转轴的轴向方向上尺寸可调范围较大。在电机内设置径向轴承，减少了电机和转轴之间高速旋转时的相互扰动，有效地增强了燃气轮机运转时转子的稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种电机内嵌轴承式微型燃气轮机


[0001]本技术涉及一种电机内嵌轴承式微型燃气轮机，属于微型燃气轮机


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。由于发电机中的磁性部件和线圈绕组等不耐高温，所以发电机无法安装于转子系统的热端，即透平一侧；现有技术中一般都是将发电机安装于微型燃气轮机的转轴的进气端，即压气机的进气端。为了支撑转轴，会在转轴和定子之间、位于定子的两端部设置径向轴承作为支点；而燃气轮机尾部(即出气端)还有压气机、透平、燃烧室等组件，重量较大，存在以下问题：
[0003]1.转轴不能过长，否则会造成尾部向下倾斜、头部上翘，且转子运行不平稳、震动严重等问题。
[0004]2.电机质量较大，转轴和电机之间相对转动时存在较大扰动，导致整机产生严重震动。
[0005]此外，目前常用的轴上推力盘多为凸式，其存在的问题是，推力盘与转轴一体制成，加工时，需要在整根轴料上车削加工，由于推力盘高度较大，会产生较大的车削量，浪费材料，且由于车削次数多，需要多次去应力，工艺复杂。而且，由于单个推力盘质量较重，在转轴高速运转时，会产生惯性力，造成转轴偏离轴线转动，在转子系统中即表现为转动平稳性差，震动严重。

技术实现思路
/>[0006]针对上述现有技术，本技术提供了一种电机内嵌轴承式微型燃气轮机。本技术的电机内嵌轴承式微型燃气轮机，将两支点分置于转轴两端，使转轴平衡性更好，转子系统运行稳定性好，电机内设置轴承可进一步解决整机震动问题。本技术可解决转轴尾部尺寸限制，解决转子系统运行不平稳、震动严重的问题。
[0007]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种电机内嵌轴承式微型燃气轮机，包括转子系统、电机机匣、燃气轮机机匣和燃烧室，其中，所述转子系统包括转轴，转轴上依次设置推力轴承、第一径向轴承、电机、压气机、第二径向轴承和透平，转轴和电机之间设有第三轴承；所述电机机匣罩设于电机的外周；所述燃气轮机机匣罩设于压气机和透平的外周，且与电机机匣连接；所述燃烧室与燃气轮机机匣连接，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。
[0009]进一步地，所述第三轴承呈套筒形，其与电机的配合关系有三种方式，如下：
[0010](1)第三轴承外壁平行于轴线设置多个凸块，相应地，电机内壁对应凸块设置凹槽，第三轴承从轴向装进电机内，使凸块卡于凹槽内固定；第三轴承内壁与转轴之间设有预定间隙。
[0011](2)第三轴承热套于电机内并与电机紧配合，电机与第三轴承之间设有防止周向转动的零件(如销钉)，该防止周向转动的零件的一头固定于电机内，另一头固定于第三轴承外壁；第三轴承和转轴之间设有预定间隙，转轴依靠该预定间隙内的气膜支撑在第三轴承内；此时，第三轴承被用作径向轴承。
[0012](3)第三轴承热套于电机内并与电机紧配合，电机与第三轴承之间设有防止周向转动的零件(如销钉)，该防止周向转动的零件的一头固定于电机内，另一头固定于第三轴承外壁；环绕第三轴承外壁设置至少一圈橡胶涂层作为阻尼；第三轴承和转轴之间设有预定间隙，转轴依靠该预定间隙内的气膜支撑在第三轴承内。本方式是在上述(2)所示的配合关系的基础上，在第三轴承的表面设置阻尼。
[0013]进一步地，所述第三轴承的材质为尼龙增强塑料、聚乙烯、聚碳酸酯、碳纤维、玻璃纤维、氧化铝或碳化硅中的一种或多种的复合。
[0014]进一步地，所述压气机的排气口与燃烧室的进气口之间设置有扩压器，以进一步提高进入透平做功的高温高压气体的压力。
[0015]进一步地，所述压气机和透平之间设置有加强环，第二径向轴承套设在加强环上，加强环依靠气膜支撑于第二径向轴承内。设置加强环的作用是：满足对转子刚度的要求(转子系统高速旋转过程中，对转轴的强度有很高的要求)，同时加强环可作为第二径向轴承的安装轴。
[0016]进一步地，所述转轴包括一体成型的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。
[0017]进一步地，所述推力轴承、第一径向轴承、电机设置于第一轴段上；压气机、第二径向轴承和透平设置于第二轴段上；压气机的一端与台阶面抵接。
[0018]进一步地，所述第一轴段靠进气端设置两个同轴的推力盘。
[0019]进一步地，所述第二轴段的轴径可以设置的较细(出于转子动力学性能方面的考虑，转轴的重量越轻越好，而转轴的直径越小则重量越轻)。
[0020]进一步地，所述第一径向轴承、第二径向轴承或/和第三轴承为空气轴承。空气轴承为动压轴承、静压轴承或动静压混合轴承。
[0021]进一步地，所述第三轴承为动压空气轴承，转轴起浮之后，依靠气膜支撑在第三轴承内转动。
[0022]进一步地，所述推力轴承的结构为：左右两片轴承单元相对设置，且两片轴承单元之间设置气腔，轴承壳体上的进气孔持续通气，沿两片轴承单元之间的缝隙进入轴承气腔，从两片轴承单元的气孔进入两侧，在轴承单元与推力盘之间形成气膜，起到轴向止推作用。
[0023]本技术的电机内嵌轴承式微型燃气轮机，转轴通过两端的轴承支撑(即第一径向轴承和第二径向轴承)，受力均匀，可以避免因转子轴端悬置导致的重量不平衡，运转平稳性好，且转轴的轴向方向上尺寸可调范围较大。在电机内设置径向轴承，减少了电机和转轴之间高速旋转时的相互扰动，有效地增强了燃气轮机运转时转子的稳定性。
[0024]本技术的电机内嵌轴承式微型燃气轮机，所有的轴承全部设置在电机机匣
内，这样只需保证该机匣内用于设置轴承定子的部位的加工精度即可，在装配时该机匣内用于连接轴承定子的部位通过一次装卡加工即可完成，可见，本技术降低了燃气轮机发电机组的加工精度和装配精度，降低了成本，适合工程化批量生产。
[0025]本技术使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本技术所表述的含义为准。
附图说明
[0026]图1：为本技术的电机内嵌轴承式微型燃气轮机的结构示意图。
[0027]图2为图1中的A位置局部放大图。
[0028]图3为图1中的B位置局部放大图。
[0029]图4：电机与轴承配合关系示意图(实施例1)。
[0030]图5：电机与轴承配合关系示意图(实施例1)。
[0031]图6：电机与轴承配合关系示意图(实施例3)。
[0032]图7：实施例3所示的电机与轴承配合关系中轴承的主视图。
[0033]其中，100
‑
转轴，110
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机内嵌轴承式微型燃气轮机，其特征在于：包括转子系统、电机机匣、燃气轮机机匣和燃烧室，其中，所述转子系统包括转轴，转轴上依次设置推力轴承、第一径向轴承、电机、压气机、第二径向轴承和透平，转轴和电机之间设有第三轴承；所述电机机匣罩设于电机的外周；所述燃气轮机机匣罩设于压气机和透平的外周，且与电机机匣连接；所述燃烧室与燃气轮机机匣连接，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。2.根据权利要求1所述的电机内嵌轴承式微型燃气轮机，其特征在于：所述第三轴承呈套筒形，其与电机的配合关系为以下三种方式之一：(1)第三轴承外壁平行于轴线设置多个凸块，相应地，电机内壁对应凸块设置凹槽，凸块卡于凹槽内固定；第三轴承内壁与转轴之间设有预定间隙；(2)第三轴承热套于电机内并与电机紧配合，电机与第三轴承之间设有防止周向转动的零件，该防止周向转动的零件的一头固定于电机内，另一头固定于第三轴承外壁；第三轴承和转轴之间设有预定间隙，转轴依靠该预定间隙内的气膜支撑在第三轴承内；(3)第三轴承热套于电机内并与电机紧配合，电机与第三轴承之间设有防止周向转动的零件，该防止周向转动的零件的一头固定于电机内，另一头固定于第三轴承外壁；环绕第三轴承外壁设置至少一圈橡胶涂层作为阻尼；第三轴承和转轴之间设有预定间隙，转轴依靠该预定间隙内的气膜支撑在第三轴承内。3.根据权利要求1所述的电机内嵌轴承式微型燃气轮机，其特征在于：所述压气机的排气口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳普，
申请(专利权)人：靳普，
类型：新型
国别省市：