CN201896664U

CN201896664U - 微型燃气轮机发电装置

Info

Publication number: CN201896664U
Application number: CN 201020634181
Authority: CN
Inventors: 袁平; 何民; 谭青春; 杨策; 刘丛红; 耿加民; 时晓军; 黄国权; 张琳琳; 冯占祥; 张宏杰; 孙海龙; 刘莉娜; 脱烨
Original assignee: AVIC Harbin Dongan Engine Group Co Ltd
Current assignee: AVIC Harbin Dongan Engine Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2020-12-01

Abstract

本实用新型涉及一种微型燃气机发电装置，包括燃气轮机、减速器、电机组成，所述的燃气轮机包括固接在一起的压气机机匣、中间机匣、涡轮机匣及其内部的转子系统，转子系统包括轴和轴上依次设置压气机叶轮、旋转喷油嘴、涡轮叶轮并可随轴一同转动，所述的旋转喷油嘴与油路相连，所述的减速器分别与轴和电机相连；本实用新型采用了进气导向叶片导流、压气机叶轮增压、扩压器的进一步的增压和整流，可使燃气轮机快速启动并正常工作，具有结构简单，体积小、重量轻、启动快的优点，燃烧室内的二次燃烧可以使燃油燃烧更加充分，从而提高燃气轮机的功率；减速器壳体上的通气道使一部分空气通过电机外罩内进入压气机，进一步提高了运行的稳定性和可靠性。本实用新型的微型燃气轮机转子设计工作转速为52000r/min，可以通过减速器带动直流电机，为比如坦克等提供辅助动力，同时，还可以带动高转速的电机，比如高速永磁电机等，因此具有广泛的应用领域。

Description

微型燃气轮机发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，尤其是一种微型燃气轮机发电装置。

背景技术

微型燃气轮机发电机组是一种新型的分布式发电装置，其功率范围20～300kW。近年来，随着全球范围内能源与动力需求以及环境保护等要求的变化，微型燃机得到了各国电力、动力、国防军工等有关部门的高度重视。国际上已有美国、瑞典、英国等国家研制和生产微型燃气轮机，国内也有一些大学、科研院所及企业在进行这方面的研制工作。但是这些燃气轮机发电机组的功率一般都在20kW以上，而在一些领域，如国防、电力、动力、通讯等，需要的是20kW以下的发电机组作为动力，如坦克等装甲车辆上，在待机或是维修过程中，只需要的是20KW以下的能源动力即可满足要求，即节省了能源的过度浪费，与此同时，还减少噪声、烟尘等污染，然而由于安装空间有限，因此，需要一种体积小、重量轻、启动快、性能可靠的微型燃气轮机发电装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻、启动快、性能可靠的微型燃气轮机发电装置。

本实用新型的技术解决方案如下：

微型燃气机发电装置，包括燃气轮机、减速器、电机组成，所述的燃气轮机包括固接在一起的压气机机匣、中间机匣、涡轮机匣及其内部的转子系统，转子系统包括轴和轴上依次设置压气机叶轮、旋转喷油嘴、涡轮叶轮并可随轴一同转动，所述的旋转喷油嘴与油路相连，轴通过压气机轴承安装在压气机机匣上，另一侧通过涡轮轴承安装在涡轮机匣上，所述的减速器分别与轴和电机相连；

所述的压气机叶轮位于压气机机匣的内部并与压气机机匣之间形成一个进气道，所述的进气道与压气机机匣上设置的空气进气孔相连，在压气机机匣上位于压气机叶轮和压气机轴承之间固定安装有平行于轴向布置的压气机进气导向叶片，压气机叶轮的另一端设有扩压器，在所述的扩压器上位于压气机叶轮方向安装有径向导流叶片，圆周上设置轴向导流叶片；

中间机匣内部安装有燃烧室，所述的燃烧室包括内壳体和外壳体并分别位于旋转喷油嘴的两侧，外壳体与中间机匣及扩压器之间形成一空气通道并通过专用的通道通向内壳体的内部，内壳体和外壳体上在靠近轴心的位置及外壳体的周向设置有高压空气进气孔；

涡轮叶轮位于涡轮机匣内部，在涡轮叶轮与燃烧室之间设置有涡轮进气导向叶片并固接在燃烧室上，在涡轮机匣上位于涡轮叶轮与涡轮轴承之间固接有出口支板。

所述的轴承为滚珠推力轴承，轴承为滚棒轴承；

所述的燃烧室的外壳体的周向设置的高压空气进气孔的数量为均布的8个；

所述的涡轮进气导向叶片设置成空心的，所述的空心设置成为所述的专用通道。

所述的电机外侧还设置有外罩并固定在减速器壳体上，减速器壳体上设置有通气道，分别与空气进气道和电机外罩内部相通。

微型燃气轮机发电装置工作时，蓄电池带动电机启动，空气由压气机壳体上的空气进气孔进入，经压气机进气导向叶片稳流后，在通过压气机匣和压气机叶轮之间的进气道时，通过压气机叶轮的旋转做功进行压缩，流出的高压气流进入扩压器径向导向叶片增压及轴向导流叶片增压整流，进一步提高气流的压力，一部分通过内、外壳体靠近轴心的位置的高压空气进气孔轴向进入燃烧室，与喷油嘴喷出的雾化燃油气掺混，通过点火机构点火燃烧，另一部分高压气流通过外壳体周向的高压空气进气孔进入燃烧室，对雾化燃油进行二次燃烧，产生高温气体，这些高温气体经涡轮进气导向叶片加速后向涡轮叶轮作功，最后通过轴向导流叶片排入大气。当燃烧室产生的高温气体推动涡轮叶轮做功达到一定转速时，蓄电池停止向电机供电，燃气轮机通过减速器带动电机发电。

本实用新型采用了进气导向叶片导流、压气机叶轮增压、扩压器的进一步的增压和整流，使高压气体轴向进入燃烧室与雾化燃油混合后点火燃烧，可使燃气轮机快速启动并正常工作，具有结构简单，体积小、重量轻、启动快的优点，燃烧室内的二次燃烧可以使燃油燃烧更加充分，从而提高燃气轮机的功率；两个轴承对转子进行支撑，进一步使结构简化的同时，达到理想的效果；启动时电机作为启动设备，启动以后电机又做为发电机使用，在使本实用新型结构紧凑的同时，启动速度也加快；压气机轴承承受轴向负荷和径向负荷，采用了推力轴承，涡轮轴承主要承受的是径向负荷，采用滚珠轴承，这种结构使本实用新型的可靠性增强，压气机轴承采用滚珠推力轴承、涡轮轴承采用滚棒轴承，可以消除在工作中产生的轴向推力，使工作更可靠，寿命增加；燃烧室的外壳体设置均布的8个进气孔，可以使气流均匀稳定，增大燃烧效率；涡轮进气导向叶片设置成空心的，其空心可以作为高压气流进入内壳体内部的专用通道，可以使结构更加简单和紧凑；减速器壳体上的通气道使一部分空气通过电机外罩内进入压气机，可以实现电机在工作中得到冷却，进一步提高了运行的稳定性和可靠性。

本实用新型的微型燃气轮机转子设计工作转速为52000r/min，可以通过减速器带动直流电机，为比如坦克等提供辅助动力，同时，还可以带动高转速的电机，比如高速永磁电机等，因此具有广泛的应用领域。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中各种叶片、叶轮及扩压器的结构示意图；

图3为图2的径向流叶片位置的轴向视图。

具体实施方式

如图所示，微型燃气机发电装置包括燃气轮机、减速器、电机组成，所述的燃气轮机包括固接在一起的压气机机匣1、中间机匣2、涡轮机匣3及其内部的转子系统，转子系统包括轴4和轴4上依次设置压气机叶轮5、旋转喷油嘴6、涡轮叶轮7并可随轴4一同转动，所述的轴4同部设置有油路并与旋转喷油嘴相连，轴4通过压气机轴承9安装在压气机机匣1上，另一侧通过涡轮轴承10安装在涡轮机匣3上，所述的减速器分别与轴4和电机相连；

所述的压气机叶轮5位于压气机机匣1的内部并与压气机机匣1之间形成一个进气道12，所述的进气道12与压气机机匣上设置的空气进气孔相连，在压气机机匣1上位于压气机叶轮5和压气机轴承9之间固定安装有平行于轴向布置的压气机进气导向叶片19，压气机叶轮5的另一端设有扩压器17，在所述的扩压器17上位于压气机叶轮5方向安装有径向导流叶片14，圆周上设置轴向导流叶片15；

中间机匣2内部安装有燃烧室11，所述的燃烧室11包括内壳体12和外壳体13并分别位于旋转喷油嘴6的两侧，外壳体13与中间机匣2及扩压器17之间形成一空气通道并通过专用的通道18通向内壳体12的内部，内壳体12和外壳体13上在靠近轴心的位置及外壳体13的周向设置有高压空气进气孔；

涡轮叶轮7位于涡轮机匣3内部，在涡轮叶轮7与燃烧室11之间设置有涡轮进气导向叶片14并固接在燃烧室11上，在涡轮机匣3上位于涡轮叶轮7与涡轮轴承10之间固接有出口支板15。

所述的轴承9为滚珠推力轴承，轴承10为滚棒轴承。

所述的燃烧室11的外壳体13的周向设置的高压空气进气孔的数量为均布的8个。

所述的涡轮进气导向叶片14设置成空心的，所述的空心设置成为所述的专用通道18。

所述的电机外侧还设置有外罩并固定在减速器壳体16上，减速器壳体16上设置有通气道20，分别与空气进气道12和电机外罩内部相通。

Claims

1.一种微型燃气机发电装置，其特征是，

微型燃气机发电装置包括燃气轮机、减速器、电机组成，所述的燃气轮机包括固接在一起的压气机机匣[1]、中间机匣[2]、涡轮机匣[3]及其内部的转子系统，转子系统包括轴[4]和轴[4]上依次设置压气机叶轮[5]、旋转喷油嘴[6]、涡轮叶轮[7]并可随轴[4]一同转动，所述的旋转喷油嘴与油路相连，轴[4]通过压气机轴承[9]安装在压气机机匣[1]上，另一侧通过涡轮轴承[10]安装在涡轮机匣[3]上，所述的减速器分别与轴[4]和电机相连；

所述的压气机叶轮[5]位于压气机机匣[1]的内部并与压气机机匣[1]之间形成一个进气道[12]，所述的进气道[12]与压气机机匣上设置的空气进气孔相连，在压气机机匣[1]上位于压气机叶轮[5]和压气机轴承[9]之间固定安装有平行于轴向布置的压气机进气导向叶片[19]，压气机叶轮[5]的另一端设有扩压器[17]，在所述的扩压器[17]上位于压气机叶轮[5]方向安装有径向导流叶片[14]，圆周上设置轴向导流叶片[15]；

中间机匣[2]内部安装有燃烧室[11，所述的燃烧室[11]包括内壳体[12]和外壳体[13]并分别位于旋转喷油嘴[6]的两侧，外壳体[13]与中间机匣[2]及扩压器[17]之间形成一空气通道并通过专用的通道[]8]通向内壳体[12]的内部，内壳体[12和外壳体[13上在靠近轴心的位置及外壳体[13]的周向设置有高压空气进气孔；

涡轮叶轮[7]位于涡轮机匣[3]内部，在涡轮叶轮[7]与燃烧室[11]之间设置有涡轮进气导向叶片[14]并固接在燃烧室[11]上，在涡轮机匣[3]上位于涡轮叶轮[7]与涡轮轴承[10之间固接有出口支板[15]。

2.如权利要求1所述的微型燃气机发电装置，其特征是，所述的轴承[9]为滚珠推力轴承，轴承[10]为滚棒轴承。

3.如权利要求1所述的微型燃气机发电装置，其特征是，所述的燃烧室[11]的外壳体[13]的周向设置的高压空气进气孔的数量为均布的8个。

4.如权利要求1所述的微型燃气机发电装置，其特征是，所述的涡轮进气导向叶片[14]设置成空心的，所述的空心设置成为所述的专用通道[18]。

5.如权利要求1所述的微型燃气机发电装置，其特征是，所述的电机外侧还设置有外罩并固定在减速器壳体[16]上，减速器壳体[16]上设置有通气道[20]，分别与空气进气道[12]和电机外罩内部相通。