CN103415684A - 燃气涡轮机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气涡轮机。本发明可以在圆周方向上注入气体以利用反冲力使涡轮轴旋转，由此提高了涡轮的旋转能量转换效率且降低了制造成本。此外，可以降低气体的流动阻力，可以防止压力泄漏，并且可以降低能量损失从而制造出高效率的廉价涡轮。另外，当制造容量互不相同的涡轮机时，可以容易地彼此共享部件，并可以防止涡轮轴的偏心旋转以显著提高耐用性。而且，可以使空气压缩部、气体膨胀部和动力生成部模块化，并可以一起供应燃料和水。因此可以防止气体膨胀部的过热以防止空气过度膨胀，并且可以产生蒸汽以提高旋转力和涡轮机的推进力。而且，能够使用相对廉价的金属材料代替昂贵的耐高温烧蚀材料来制造燃气涡轮机以便降低制造成本。

Description

燃气涡轮机

技术领域

本发明涉及一种使用诸如燃烧气体或蒸汽等高压工作气体产生旋转力的燃气涡轮机。

背景技术

通常，燃气涡轮机通过利用排出气体的注入压力使涡轮（该涡轮在燃气涡轮机的后部处被布置为风扇）旋转来获得旋转力，并且利用与该涡轮连接的轴来使设置于燃气涡轮机的前部处的空气压缩机旋转，由此提供燃烧燃料和推进喷气发动机所需要的压缩空气。

通常，在喷气发动机中，由于飞机的推进力的较大部分是利用从发动机排出的高温废气所引起的反作用力，因此未燃烧而剩余的空气与燃烧气体一起向着所述涡轮排出，由此被用于提高飞行速度。这种情况的典型示例是在大型客机中使用的鼓风式喷气发动机（fan-jet engine）。在鼓风式喷气发动机中，燃烧气体能量的大约85%未被用作旋转力而是被用作废气的动能（推进力）。

另一方面，用作生成动力用发动机或坦克用发动机的涡轮机不需要由于所喷出的气体而产生的推进力，并且从所述发动机排出的废气的能量未被用来产生轴的旋转力而是该能量的较大部分被浪费掉了。例如，在生成动力用涡轮机中，不需要由废气产生的推进力，并且仅使用了轴的旋转力。而且，当涡轮机被用作例如坦克等的发动机时，所述坦克的速度远低于废气的速度，因而坦克的推进力不是由于废气而产生的，并且浪费了较大部分的废气能量。因此，当涡轮机被用于生成动力或用作发动机时，可以尽可能地减少所排出的废气的能量的大小，并且可以增加轴的转动能量。

然而，在目前的燃气涡轮机中，无法将从燃烧室喷出的高温高压气体的较大部分转化成旋转力。因此，大量的燃烧气体以高温高压气体状态被排出，并且浪费了许多能量。而且，在这样的燃气涡轮机中，必须使用能够承受燃烧室中所产生的高温气体的高品质、高耐烧蚀性材料来制造涡轮。因此，该燃气涡轮机是非常昂贵的设备。作为参考，当后部的涡轮运转时，该涡轮达到1200℃以上。

然而，在相关技术的燃气涡轮机中，涡轮的叶片被该涡轮的壳体包围；因此，考虑到叶片的热膨胀，必须在叶片的端部与涡轮的壳体的内圆周表面之间设置有预定的距离。于是，由于气体的压力损失增加了，所以涡轮的旋转力的生成效率降低了。

此外，在相关技术的燃气涡轮机中，从输入气体产生的用于使叶片旋转的力取决于从上述气体传递至叶片的动量，并且所述动量是由诸如叶片数目、输入气体的角度或面积等数个因素决定的。然而，由于与涡轮叶片碰撞的气体的速度和方向发生了变化，出于这种考虑，很难适当地设计下一排的涡轮叶片的形状或角度，并且很难以发生涡流最少的方式布置数千个叶片。因此，在制造高效率的涡轮方面存在限制。

此外，在相关技术的燃气涡轮机中，后部的涡轮被构造为是多级的，燃烧气体的温度过度地高，所排出的燃烧气体的速度过度地增加且所排出的燃烧气体过度地膨胀，并且废气能量的较大部分被生成为除了作为旋转力之外还作为推进力。因此，除了在所述推进力被用来推进飞机的情况（类似于在喷气式客机中）以外的其他情况下，废气的能量被浪费了，并且只有一部分的废气能量转化成了旋转力。因此，在需要旋转力的领域中（类似于在生成动力用的燃气涡轮机中），推进力是一种能量浪费，其无助于产生旋转力。

发明内容

要解决的技术问题

本发明提供了一种燃气涡轮机，所述燃气涡轮机能够通过将废气的能量尽可能高比例地转化成旋转能量来提高用于生成动力的涡轮的热效率。

本发明还提供了一种燃气涡轮机，所述燃气涡轮机能够通过简化用于确定由气体导致的动量的因素来容易地制造高效率的涡轮。

本发明还提供了一种新型的燃气涡轮机，所述燃气涡轮机能够以多级的形式形成涡轮并且降低燃烧气体的温度从而将废气能量转换成旋转力，并且即使废气的温度显著降低仍能够提高该燃气涡轮机的热效率。

技术方案

本发明的一方面提供了一种燃气涡轮机，所述燃气涡轮机包括：气体膨胀部，其使气体膨胀；动力生成部，其产生旋转力并且具有涡轮轴以传递所述旋转力，所述旋转力是因为被所述气体膨胀部膨胀的所述气体而产生的；以及空气压缩部，其与所述动力生成部的所述涡轮轴结合并且进行旋转，将空气压缩从而将压缩空气提供给所述气体膨胀部。在所述燃气涡轮机中，当具有至少一个注入孔以用于将所述气体在圆周方向上注入的喷嘴组件与所述涡轮轴结合并且所述气体经由所述至少一个注入孔在所述圆周方向上被注入时，所述动力生成部产生所述旋转力。

本发明的另一方面提供了一种燃气涡轮机，所述燃气涡轮机包括：外壳，所述外壳中设置有具有入口和出口的注入腔；涡轮轴，所述涡轮轴贯穿所述外壳中的所述注入腔，并且可旋转地与所述外壳结合；至少两个喷嘴组件，所述至少两个喷嘴组件沿着所述涡轮轴的轴向以预定的间距彼此结合，所述喷嘴组件在所述外壳的入口方向上是开口的而在所述外壳的出口方向上是封闭的从而形成壳体，所述壳体与所述涡轮轴结合并且在所述壳体中穿过所述壳体的外圆周表面形成有至少一个注入孔，所述喷嘴组件具有气体注入管，所述气体注入管与所述壳体的所述至少一个注入孔结合从而彼此相通，并且在所述气体注入管中在所述气体注入管的圆周方向上形成有开口端；气体膨胀部，所述气体膨胀部安装于所述外壳内，并且产生燃烧气体从而将所述燃烧气体提供给所述至少两个喷嘴组件；以及导引件，所述导引件与所述外壳结合从而在所述至少两个喷嘴组件之间将空间分隔，并且将从上游的所述喷嘴组件的所述气体注入管注入的所述燃烧气体引导至下游的所述喷嘴组件的所述壳体。

本发明的效果

在本发明的燃气涡轮机中，在圆周方向上注入气体从而利用反冲力使涡轮轴旋转，因此能够提高涡轮的旋转能量转换效率并且能够降低制造成本。

此外，能够降低气体的流动阻力，能够防止压力损失，并且能够降低能量损失从而制造出高效率的廉价涡轮。

此外，当制造容量互不相同的涡轮机时，能够容易地彼此共享部件，并且能够防止所述涡轮轴的偏心旋转从而大幅度地提高耐用性。

此外，能够使空气压缩部、气体膨胀部和动力生成部模块化，并且能够一起供应燃料和水。因此，能够防止所述气体膨胀部的过热从而显著地降低所述气体膨胀部的出口的温度且防止空气过度膨胀，并且可以产生蒸汽从而减小废气的推进力且提高旋转力。

附图说明

图1是图示了本发明一个实施例的燃气涡轮机的内部的立体图；

图2是图示了图1中所示的燃气涡轮机的内部的剖面图；

图3是沿着图2中的线I-I截取的横截面图；

图4和图5是图示了图1中所示的气体注入管的其它示例的立体图；

图6是图示了注入孔的另一示例的横截面图，在该图中从图1的燃气涡轮机中去掉了气体注入管；

图7和图8是图示了图1的燃气涡轮机的燃料注入装置和注水装置的布置示例的示意图；

图9是图示了本发明另一实施例的燃气涡轮机的另一示例的剖面图；

图10是图示了本发明又一实施例的燃气涡轮机的剖面图；以及

图11是图示了图10中所示的燃气涡轮机的喷嘴组件的注入孔的平面图。

具体实施方式

下文中，将基于实施例更充分地说明本发明的燃气涡轮机。

图1是图示了本发明一个实施例的燃气涡轮机的内部的立体图，图2是图示了图1中所示的燃气涡轮机的内部的剖面图。

参照图1和图2，所述燃气涡轮机包括：用于压缩空气的空气压缩部1；气体膨胀部2，其使得被空气压缩部1压缩的空气膨胀从而提高空气的流速；以及动力生成部3，当被气体膨胀部2膨胀的高温高压空气在圆周方向上注入时该动力生成部3产生旋转力。空气压缩部1、气体膨胀部2以及动力生成部3依次安装在外壳40的内侧，空气压缩部1被构造成与动力生成部3的涡轮轴31结合并且被构造成因动力生成部3所产生的旋转力而旋转。

空气压缩部1包括头部（head）11和多个叶片12，头部11可旋转地安装于压缩外壳41的内侧，多个叶片12安装在头部11的外圆周表面上并且致使空气被压缩以及被喷射。

头部11具有呈圆锥形或穹顶形的狭窄入口侧，并且与涡轮轴31结合成一体。

气体膨胀部2以如下方式被安装于燃烧外壳42的内侧：经由空气压缩部1而被吸收的压缩空气致使燃料燃烧和膨胀。虽然在气体膨胀部2中可以围绕着涡轮轴31布置一个具有环形形状的燃烧室（combustiontub）21，但也可以如附图中那样沿着圆周方向在涡轮轴31周围布置多个燃烧室21。

多个燃烧室21可以被形成得较长，使得它们的入口指向空气压缩部1并且它们的出口指向动力生成部3。各燃烧室21安装有燃料注入管22从而将诸如煤油、丙烷或天然气等燃料注入到燃烧室21中，并且在燃料注入管22的一侧安装有注水管23从而通过在所述燃料燃烧后立即注入水来降低上述气体的温度。因此，即使水被蒸发且加入到上述气体中并且该气体的温度降低，但是该气体的体积进一步增加。燃料注入管22和注水管23可以如图7所示一起安装于各燃烧室21，或者可以单独地安装于各燃烧室21。当燃料注入管22和注水管23单独地安装于各燃烧室21时，可以循着燃烧室21交替地安装燃料注入管22和注水管23。

在燃料注入管22的中间和注水管23的中间安装有阀（未图示），从而根据情况自动地或手动地调节向燃烧室21供给的燃料和水的供给时间或供给量。

动力生成部3包括：涡轮轴31，其从外壳40的入口到外壳40的出口贯穿外壳40的内侧，并且可旋转地与外壳40结合；以及多个喷嘴组件（下文中将所述多个喷嘴组件从上游到下游分为第一、第二以及第三喷嘴组件）321、322和323，如图1和图2所示，喷嘴组件321、322和323循着涡轮轴31的轴向与涡轮轴31结合并且从动力外壳43的内侧注入上述气体从而使涡轮轴31旋转。

通过设置于喷嘴组件321、322和323之间的导引件434，动力外壳43的内部空间被分隔成多个注入腔（下文中将所述多个注入腔从上游到下游分为第一、第二以及第三注入腔）431、432和433。这里，动力外壳43可以被构造为圆筒状，并且导引件434可以被构造为使该导引件434的横截面积向下游减小的漏斗状。

各注入腔431、432和433的容积可以相同，或者考虑到随着气体越来越接近各注入腔431、432和433的出口方向该气体就会膨胀，各注入腔431、432和433的容积可以在各注入腔431、432和433的出口方向上增大。在动力外壳43的下游侧可以形成至少一个排气口435，并且轴承436可以安装于动力外壳43的形成有排气口435的表面的中心处，因而涡轮轴31穿过轴承436并且被轴承436支撑。

喷嘴组件32包括：壳体325，其与涡轮轴31的外圆周表面结合成一体；以及多个气体注入管326，它们与壳体325的外圆周表面结合，并且它们在圆周方向上也即是在与涡轮轴31的旋转方向相反的方向上注入上述气体。

壳体325的朝向喷嘴组件32的上游侧是开口的，而壳体325的朝向喷嘴组件32的下游侧具有封闭的圆筒形状，并且壳体325的所述封闭侧与涡轮轴31结合成一体。在壳体325的外圆周表面中形成有至少一个注入孔327。如图1和图2所示，可以循着涡轮轴31的轴向以直线的方式形成有多个注入孔327，并且可以循着圆周方向以均匀的间隔形成有多个注入孔327。

壳体325的开口端的直径大于涡轮轴31的直径，使得气体在涡轮轴31的外圆周表面与壳体325的开口端之间流动并且流入到喷嘴组件32中。上游侧导引件434的出口端可以插入壳体325的开口端中并且与壳体325的开口端结合从而防止气体直接流入下游的注入腔。在此情况下，可以在壳体325的开口端与导引件434的出口端之间设置密封件。

虽然各喷嘴组件321、322和323可以形成有相同数目和相同尺寸的注入孔327，但由于考虑到当气体通过各喷嘴组件321、322和323时该气体会膨胀，所以可以随着越靠近下游侧而增加注入孔327的整体横截面积或注入孔327的数目，以使得喷嘴组件321、322和323中所产生的旋转力能够相同。

参照图3，各气体注入管326的出口端可以形成在各喷嘴组件321、322和323的切线方向上，即形成在与涡轮轴31的旋转方向相反的方向上。为此，如图3所示，各气体注入管326以弯曲的形式形成。虽然未图示，但是各气体注入管326可以被形成为直线形式。显然，可以不设置气体注入管326，并且注入孔327可以在径向上倾斜从而使得喷嘴组件32仅通过壳体325的注入孔327就能够旋转。

可以以如下方式来构造气体注入管326：随着越来越接近下游的注入腔，从涡轮轴31的轴心到气体注入管326的出口的垂直距离r是逐渐减小的。如图1至图3所示，气体注入管326可以通过圆管的形式构造而成，并且可以单独地与注入孔327结合。然而，如图4所示，多个注入通孔3261可以形成于一个气体注入管326中从而与各注入孔327相通。而且，如图5所示，可以以长孔的形式将注入孔327形成得在涡轮轴31的轴向上较长，并且可以在一个气体注入管326上形成长孔形的注入通孔3261从而与长孔形的注入孔327相通。

本发明的具有上述构造的燃气涡轮机按如下方式进行操作。

被空气压缩部1压缩的空气流入到气体膨胀部2的燃烧室21中，并且同时通过燃料注入管22将燃料注入到燃烧室21的内部空间中从而使得燃料能够在燃烧室21中燃烧。然后，燃烧室21中所产生的燃烧热使空气膨胀，并且该空气高速地向动力生成部3运动。

连续地进行如下过程以使得能够通过排气口435将气体排出至外部：该过程中，高温高压气体流入到第一喷嘴组件321中且被注入至第一注入腔431中，并且该气体流入到第二喷嘴组件322中且被注入至第二注入腔432中。

与相关技术的叶轮式涡轮机（impeller type turbine）（或动量传递式涡轮机）相比较，所述燃气涡轮机可以进一步提高所述轴的旋转效率。当设计、制造或组装数百个或数千个叶轮时，相关技术的叶轮式涡轮机需要大量的高级人力资源以及高精确度，而所述燃气涡轮机在部件设计或制造及组装方面所需要的精确度远低于相关技术的叶轮式涡轮机的精确度，并且所述燃气涡轮机的部件数目显著减少了，从而使得与当前的叶轮式涡轮机相比能够以相当低的价格制造出旋转力大幅度增加的高效率的涡轮机。

在所述燃气涡轮机中，气体的动量被传递至注入孔（即，上述气体的相对于所述涡轮机的相对速度是0)。因此，上述气体的动量是0并且理论上的能量传递效率是100%，这在相关技术的叶轮式涡轮机中理论上是无法实现的。

在相关技术的叶轮式涡轮机中，虽然从锅炉（boiler）输入的气体的通道是均匀的，但是一旦该气体与一个叶轮碰撞，那么该气体的速度和方向就会改变，并且因为与叶轮碰撞所引起的反作用力，所以该气体的一部分在处于第一线的叶轮的向后方向上被反射，而且由于叶轮的转速和方向与被反射气体的速度和方向之间的差别，因而可能会使该涡轮机减速。这些问题可以通过设计而被减轻但是不能完全得到解决。因此，无法防止实际的能量转换效率出现略微下降。与此相反，在所述燃气涡轮机中，喷嘴组件依次设置着，并且设置了气体注入管来代替叶轮，从而使得出现了下降的能量转换效率能够显著地提高。

在燃气涡轮机中，当气体在同一圆周方向上从喷嘴组件的气体注入管注入时，涡轮轴由于所注入气体的反冲力而高速旋转。然而，气体膨胀部2的温度过度上升至1200℃或更高从而使得气体膨胀部2中的空气过度膨胀并且该气体的注入速度急剧增大。考虑到由于除了小型燃气涡轮机以外喷嘴组件可能无法承受高速旋转所产生的离心力而损坏，如果任意地减少燃料的供应量或空气的供应量以使喷嘴组件不高速旋转，那么涡轮机的效率会显著降低。

因此，在本实施例中，不但有燃料注入管22而且有注水管23与燃烧室21相通，因此在燃烧过程后立即向燃烧室21中注入水，使得能够将气体膨胀部2的温度降低至大约200℃～300℃从而将上述气体的注入速度调整成近似于切向速度，同时还使得由水的蒸发和膨胀引起的气体的体积增大了从而在上述气体中混合了高压蒸汽，由此获得高的旋转力。因此，能够提高所述涡轮机的能量转换效率，并且能够使用常用的金属合金来代替耐高温烧蚀材料，从而使得能够降低所述涡轮机的制造成本并且能够容易地选择在制造所述涡轮机时所用的材料。

在前述实施例中，被气体膨胀部2膨胀的气体经由涡轮轴31的外圆周表面与壳体325的内圆周表面之间的空间流入下游的喷嘴组件32。然而，在本实施例中，被气体膨胀部2膨胀的气体可以经由涡轮轴31的内部流入下游的喷嘴组件32中。例如，如图9所示，涡轮轴31以具有中空部311的形式形成，并且在涡轮轴31的外圆周表面中形成有通孔312，使得中空部311与各注入腔431、432和433通过通孔312彼此相通。多个涡轮轴31可以彼此结合从而相互连接起来，并且各涡轮轴31之间的空间可以彼此结合以使得中空部311和喷嘴组件32彼此相通。因此，连续地进行如下过程从而能够产生旋转力：该过程中，从气体膨胀部2排出的气体经过通孔312流入至涡轮轴31的中空部311中并且该气体经过下游的喷嘴组件32注入到各注入腔中。本实施例的燃气涡轮机的基本构造和效果大体上与前述实施例中一样。然而，在本实施例中，由于上述气体在通过涡轮轴31的内部的同时流入下游的喷嘴组件32中，因此能够防止各注入腔之间的气体泄漏。

现在将说明本发明又一实施例的燃气涡轮机的动力生成部。

也就是说，在前述实施例中，沿着涡轮轴31的轴向以预定的间距安装有多个喷嘴组件32。然而，在本实施例中，多个喷嘴组件32沿着涡轮轴31的轴向是连续堆叠的。

如图10和图11所示，本实施例的所述燃气涡轮机包括：用于压缩空气的空气压缩部1；气体膨胀部2，其使被空气压缩部1压缩的空气膨胀从而提高空气的流速；以及动力生成部3，当被气体膨胀部2膨胀的高温高压空气在圆周方向上注入时该动力生成部3产生旋转力。空气压缩部1、气体膨胀部2以及动力生成部3依次安装于动力外壳43的内侧，空气压缩部1被构造成与动力生成部3的涡轮轴31结合并且因由动力生成部3产生的旋转力而旋转。

这里的空气压缩部1和气体膨胀部2与前述实施例中的空气压缩部1和气体膨胀部2几乎相同并且因此省略对它们的详细说明。然而，在本实施例的动力生成部3中，涡轮轴31可旋转地与动力外壳43结合，并且沿着涡轮轴31的轴向在动力外壳43的内侧连续地堆叠有至少一个具有注入孔327的喷嘴组件32（被气体膨胀部2膨胀的气体流过注入孔327并且使涡轮轴31旋转），并且在这些喷嘴组件32之间还插入有分隔板33。

喷嘴组件32包括：喷嘴盖328，其具有圆盘形，并且在喷嘴盖328中在轴向孔的周边处形成有注入进气口3281从而形成注入孔327的入口；以及喷嘴板329，其与喷嘴盖328的一侧结合，并且在喷嘴板329中连续地形成有注入连通口3291和注入喷射口3292从而与注入进气口3281相通。

涡轮机的容量可以根据与涡轮轴31结合的喷嘴组件32的数目而改变。即，当涡轮机的容量小时，喷嘴组件32的数目可以小，而当涡轮机的容量大时，喷嘴组件32的数目可以大。

当具有多个喷嘴组件32时，考虑到气体随着越来越靠近下游侧而膨胀，喷嘴组件32的注入孔327的整体横截面积或喷嘴组件32的注入孔327的数目可以随着越来越靠近下游侧而增大。

当注入孔327的数目是多个时，注入孔327可以按均匀的间隔具有同一形状，从而使得能够减小涡轮轴31的偏心载荷以改善涡轮机的性能。未说明的附图标记330是喷嘴块（nozzle block）。

上述的本实施例的所述燃气涡轮机的构造和效果与前述实施例中大体上一样。然而，在本实施例中，由于不包括气体注入管而是在喷嘴组件中形成了注入孔，所以能够防止像前述实施例中那样当气体注入管被焊接至壳体时发生的重量不平衡，从而能够防止当喷嘴组件高速旋转时由偏心载荷引起的所述涡轮机的振动或所述涡轮机的性能劣化。

此外，所述涡轮机的容量能够根据包含喷嘴组件的单元涡轮的数目来调节，从而使得能够容易地制造出容量互不相同的涡轮机，用于制造不同容量的涡轮机的部件能够容易地共享，并且能够降低制造成本。

虽然已经参照示例性的实施例具体示出和说明了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不背离由随附的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，本发明可以在形式和细节上进行各种改变。

工业实用性

通过使用本发明的燃气涡轮机，可以制造出能够提高旋转能量转换效率并降低制造成本的燃气涡轮机。

Claims (19)

1.一种燃气涡轮机，其包括：

气体膨胀部，其使气体膨胀；

动力生成部，所述动力生成部产生旋转力并且具有涡轮轴以传递所述旋转力，所述旋转力是因为被所述气体膨胀部膨胀的所述气体而产生的；以及

空气压缩部，其与所述动力生成部的所述涡轮轴结合并且进行旋转，所述空气压缩部将空气压缩从而向所述气体膨胀部提供压缩空气，

其中，当具有至少一个注入孔以用于将所述气体在圆周方向上注入的喷嘴组件与所述涡轮轴结合并且所述气体经由所述至少一个注入孔在所述圆周方向上被注入时，所述动力生成部产生所述旋转力。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮机，其中，多个所述喷嘴组件被设置为彼此相通，并且所述多个喷嘴组件沿着所述涡轮轴的轴向以预定的间距布置着，使得所述气体能够沿着所述涡轮轴的轴向连续地流动。

3.根据权利要求2所述的燃气涡轮机，其中，所述多个喷嘴组件中的每一者包括：

壳体，所述壳体与所述涡轮轴结合成一体，所述壳体具有开口端且具有形成于所述壳体的外圆周表面中的所述至少一个注入孔，所述气体经由所述开口端流入；以及

至少一个气体注入管，所述至少一个气体注入管与所述壳体的外圆周表面结合从而与所述至少一个注入孔相通。

4.根据权利要求3所述的燃气涡轮机，其还包括导引件，所述导引件布置于所述喷嘴组件之间，并且将从上游的所述喷嘴组件注入的所述气体引导至下游的所述喷嘴组件。

5.根据权利要求4所述的燃气涡轮机，其中，所述壳体的至少一部分和所述导引件的至少一部分彼此重叠。

6.根据权利要求2所述的燃气涡轮机，其中，布置有多个所述喷嘴组件，所述多个喷嘴组件中的每一者内分别形成有所述至少一个注入孔，并且所述多个喷嘴组件沿着所述涡轮轴的轴向是连续堆叠的。

7.根据权利要求6所述的燃气涡轮机，其中，两个以上的板彼此重叠从而使得能够形成所述喷嘴组件。

8.根据权利要求6所述的燃气涡轮机，其中，通过将两个板彼此重叠来组合一个所述喷嘴组件，并且所述注入孔形成于彼此重叠的所述两个板之间。

9.根据权利要求2所述的燃气涡轮机，其中，下游的所述喷嘴组件的所述注入孔的整体横截面积大于上游的所述喷嘴组件的所述注入孔的整体横截面积。

10.根据权利要求2所述的燃气涡轮机，其中，下游的所述喷嘴组件的所述注入孔的数目大于上游的所述喷嘴组件的所述注入孔的数目。

11.根据权利要求1所述的燃气涡轮机，其中，所述气体膨胀部包括燃料注入装置和注水装置，所述燃料注入装置注入用于燃烧的燃料，所述注水装置注入用于蒸发的水。

12.根据权利要求11所述的燃气涡轮机，其中，在所述气体膨胀部的圆周方向上布置有多个燃烧室，并且所述燃料注入装置和所述注水装置单独地设置于所述多个燃烧室的每一者处。

13.根据权利要求11所述的燃气涡轮机，其中，在所述气体膨胀部的圆周方向上布置有多个燃烧室，并且所述燃料注入装置和所述注水装置一起设置于所述多个燃烧室的每一者处。

14.根据权利要求1所述的燃气涡轮机，其中，所述涡轮轴以具有中空部的形式形成，并且在所述涡轮轴中形成有通孔从而使得所述气体能够经由所述中空部被引导至所述喷嘴组件。

15.根据权利要求1所述的燃气涡轮机，其中，所述喷嘴组件与所述涡轮轴结合成一体。

16.一种燃气涡轮机，其包括：

外壳，所述外壳中设置有具有入口和出口的注入腔；

涡轮轴，所述涡轮轴贯穿所述外壳中的所述注入腔，并且可旋转地与所述外壳结合；

至少两个喷嘴组件，所述至少两个喷嘴组件沿着所述涡轮轴的轴向以预定的间距彼此结合，所述喷嘴组件在所述外壳的入口方向上是开口的且在所述外壳的出口方向上是封闭的从而形成壳体，所述壳体与所述涡轮轴结合并且在所述壳体中穿透所述壳体的外圆周表面形成有至少一个注入孔，所述喷嘴组件具有气体注入管，所述气体注入管与所述壳体的所述至少一个注入孔结合从而彼此相通，并且在所述气体注入管中在所述气体注入管的圆周方向上形成有开口端；

气体膨胀部，所述气体膨胀部安装于所述外壳内，并且产生燃烧气体从而将所述燃烧气体提供给所述至少两个喷嘴组件；以及

导引件，所述导引件与所述外壳结合从而在所述至少两个喷嘴组件之间将空间分隔，并且将从上游的所述喷嘴组件的所述气体注入管注入的所述燃烧气体引导至下游的所述喷嘴组件的所述壳体。

17.根据权利要求16所述的燃气涡轮机，其中，所述气体膨胀部包括至少一个燃烧室，所述至少一个燃烧室布置于所述外壳的入口处并且燃烧燃料以产生所述燃烧气体。

18.根据权利要求17所述的燃气涡轮机，其中，在所述至少一个燃烧室处安装有用于注入所述燃料的燃料注入装置，并且在所述燃料注入装置的一侧安装有用于将水注入到所述至少一个燃烧室中的注水装置。

19.根据权利要求17所述的燃气涡轮机，其中，在所述外壳的所述入口处安装有空气压缩机从而向所述至少一个燃烧室提供压缩空气，所述空气压缩机与所述涡轮轴结合，所述空气压缩机进行旋转并压缩空气。

Images