CN106640207A - 一种燃气涡轮转子 - Google Patents

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张坤
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
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Abstract

本发明提供了一种燃气涡轮转子，包括竖起安装的转子本体和支撑台，所述支撑台上设有磁力支撑组，所述转子本体包括转轴和磁性圆盘，所述转轴与所述磁性圆盘连接，所述磁性圆盘悬浮设置在所述磁力支撑组之间，所述磁性圆盘、磁力支撑组平行设置，所述磁性圆盘上设有限制磁性圆盘、磁力支撑组保持平行、同轴位置的限位模块。本发明的有益效果是：通过磁性圆盘悬浮设置在磁力支撑组之上，实现磁力支撑，通过磁力支撑组的磁力和限位模块的约束力，抵消竖直安装的转子的重力和气流在叶片间流动产生的推力，一方面解决了水平安装时的点支撑磨损和偏载磨损及振动问题；另一方面也能有效削弱或消除燃气涡轮转子与止推轴承间的磨损。

Description

一种燃气涡轮转子
技术领域
本发明涉及转子，尤其涉及一种燃气涡轮转子。
背景技术
目前，几乎所有需要高速旋转工作的叶轮机械在使用时，转子部分都是水平姿态并由若干点支撑使用的。由于重力始终竖直向下，转子上的相对转动中心在周向分布不均匀，在高速旋转时会产生振动和偏载磨损。
燃气涡轮发动机工作时，这种振动和磨损更需要控制。燃气涡轮在输出强大的轴向动力时转子的止推轴承更要承受巨大的摩擦。磨损失效则是燃气涡轮最主要的寿命制约因素之一。
因此，如何既解决水平放置时点支撑和偏载问题，同时有效降低燃气涡轮提供轴向动力时止推轴承的磨损，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种燃气涡轮转子，通过磁力支撑组的磁力和限位模块的约束力，抵消竖直安装转子的重力和气流在叶片间流动产生的推力。一方面解决了水平安装时的点支撑磨损和偏载磨损及振动问题；另一方面也能有效削弱或消除燃气涡轮转子与止推轴承间的磨损。
本发明提供了一种燃气涡轮转子，包括竖起安装的转子本体和支撑台，所述支撑台上设有磁力支撑组，所述转子本体包括转轴和磁性圆盘，所述转轴与所述磁性圆盘连接，所述磁性圆盘悬浮设置在所述磁力支撑组之间，所述磁性圆盘、磁力支撑组平行设置，所述磁性圆盘上设有限制磁性圆盘、磁力支撑组保持平行、同轴位置的限位模块。
作为本发明的进一步改进，所述转轴垂直于水平面。
作为本发明的进一步改进，所述转轴、磁性圆盘、磁力支撑组同轴安装。
作为本发明的进一步改进，所述转轴上设有止推轴承。
作为本发明的进一步改进，所述磁力支撑组绕所述磁性圆盘的周向间隔均匀布置。
作为本发明的进一步改进，所述磁力支撑组与所述支撑台之间安装有压电传感器。
本发明的有益效果是：通过上述方案，通过磁性圆盘悬浮设置在磁力支撑组之上，实现磁力支撑，通过磁力支撑组的磁力和限位模块的约束力，抵消竖直安装的转子的重力和气流在叶片间流动产生的推力，一方面解决了水平安装时的点支撑磨损和偏载磨损及振动问题；另一方面也能有效削弱或消除燃气涡轮转子与止推轴承间的磨损。
附图说明
图1是本发明一种燃气涡轮转子的示意图。
图2是本发明一种燃气涡轮转子的间隙控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，一种燃气涡轮转子，包括竖起安装的转子本体1和支撑台4，所述支撑台4上设有磁力支撑组3，所述转子本体1包括转轴9和磁性圆盘2，所述转轴9与所述磁性圆盘2连接，所述磁性圆盘2悬浮设置在所述磁力支撑组3之间，所述磁性圆盘2、磁力支撑组3平行设置，所述磁性圆盘2上设有限制磁性圆盘2、磁力支撑组3保持平行、同轴位置的限位模块5。
如图1所示，所述转轴9垂直于水平面。
如图1所示，所述转轴9、磁性圆盘2、磁力支撑组3同轴安装。
如图1所示，所述转轴9上设有止推轴承6。
如图1所示，所述磁力支撑组3绕所述磁性圆盘2的周向间隔均匀布置。所述磁力支撑组3可以由任意个数的电磁铁或永磁体组成。
如图1所示，限位模块5可选用机械式弹簧限位模块，通过调节和控制弹簧的伸长量控制静动叶片的间隙大小，保证转子在最低的极限位置也不会对止推轴承6有明显挤压。
如图1所示，燃气涡轮不再是水平安装，而是竖直放置，重力相对于转轴轴线的分布理论上是均匀的。
如图1所示，燃气涡轮竖直安装时，保证转子本体1轴线沿竖直方向，磁性圆盘2安装在转子本体1的转轴9或者延长轴段上，均匀分布的磁力支撑组3均分在与磁性圆盘2正对应的支撑台4上，限位模块5优选为机械式弹簧限位模块，机械式弹簧限位模块安装在支撑台4和磁性圆盘2之间，另外在磁力支撑组3与支撑台4之间可选装压电传感器。
如图2所示（忽略其他细节），先设定燃气涡轮转子部分的重力（包含所有安装在转子上或依靠转子支撑的部件的重力）为G，磁力支撑组3的竖直向上的磁力为F，机械式弹簧限位模块的限位弹簧拉力F1，燃气涡轮稳定工作时产生的额外轴流负荷为F2，叶间间隙的调整范围为l~l+detal则在实际使用本发明的技术时如下公式：
G+F1+F2=F
F1=f(detal)
F=f(detal)
因此，通过竖直安装燃气涡轮转子的磁力支撑组3的磁力大小和限位模块5的限位调节，可实现燃气涡轮转子支撑的有效控制。止推轴承6的磨损会被大大降低甚至消除，动叶片7、静叶片8的间隙可以得到有效调控。与此相关，止推轴承6与安装挡台的间隙、磁性圆盘2与磁力支撑组3的间隙均存在大小为detal的可变间隙调整空间，在设计上均需提前保证。
如图2所示，本发明提供的一种燃气涡轮转子，基于磁支撑技术，首先是针对竖直放置的燃气涡轮，这种安装布局对分布式电站的小型燃气涡轮地面应用特别适合。通过用磁铁补偿垂直方向的支撑力可降低甚至消除燃气涡轮转子的止推轴承6的支撑力。同时通过结合磁支撑与限位模块5一起可控制动叶片7、静叶片8的轴向间隙。既解决了周向载荷分布不均带来的振动和磨损问题，也克服了止推轴承的磨损对寿命的约束问题。同时，也为动叶片7、静叶片8的间隙控制提供了可靠保证。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种燃气涡轮转子，其特征在于：包括竖起安装的转子本体和支撑台，所述支撑台上设有磁力支撑组，所述转子本体包括转轴和磁性圆盘，所述转轴与所述磁性圆盘连接，所述磁性圆盘悬浮设置在所述磁力支撑组之间，所述磁性圆盘、磁力支撑组平行设置，所述磁性圆盘上设有限制磁性圆盘、磁力支撑组保持平行、同轴位置的限位模块。
2.根据权利要求1所述的燃气涡轮转子，其特征在于：所述转轴垂直于水平面。
3.根据权利要求2所述的燃气涡轮转子，其特征在于：所述转轴、磁性圆盘、磁力支撑组同轴安装。
4.根据权利要求1所述的燃气涡轮转子，其特征在于：所述转轴上设有止推轴承。
5.根据权利要求1所述的燃气涡轮转子，其特征在于：所述磁力支撑组绕所述磁性圆盘的周向间隔均匀布置。
6.根据权利要求1所述的燃气涡轮转子，其特征在于：所述磁力支撑组与所述支撑台之间安装有压电传感器。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN201521398U (zh) * 2009-05-12 2010-07-07 唐建一 垂立轴磁悬浮风力发电机的磁悬浮轴承的对峙磁力式的组合
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