CN203604053U

CN203604053U - 地面用燃气轮机

Info

Publication number: CN203604053U
Application number: CN201320759318.9U
Authority: CN
Inventors: 夏光耀; 谢卫红; 白创军; 赵林; 袁靖; 吕程程
Original assignee: China National South Aviation Industry Co Ltd
Current assignee: AECC South Industry Co Ltd
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2023-11-26

Abstract

本实用新型提供了一种地面用燃气轮机，包括：进气机匣、设置在进气机匣下游且将从进气机匣进入的空气增压的压气机、设置在压气机下游且将增压后的气体与燃油混合燃烧成燃气的燃烧室、设置在燃烧室下游且被燃气推动做功的涡轮及燃气排出口；燃烧室的头部设有喷射燃油的燃油离心喷嘴和喷射燃油且能将燃油雾化的气助雾化喷嘴；地面用燃气轮机还包括高压储气罐；高压储气罐设有与气助雾化喷嘴相通的第一出气口。本实用新型能够保证燃气轮机在地面上使用时，当地面的气压不高的状态下，该地面用燃气轮机仍具有较高的起动点火的可靠性及较低的熄火故障率。

Description

地面用燃气轮机

技术领域

本实用新型涉及一种燃气轮机，特别地，涉及一种地面用燃气轮机。

背景技术

国内现在使用的航空用燃气轮机如涡轴发动机、涡桨发动机、涡扇发动机等，广泛应用于各种飞行器上，是飞行器的心脏。这些航空用燃气轮机都是空气经过压缩燃烧和膨胀产生高温高压燃气用以作功，能够满足航空的要求；但如果将现有的航空用燃气轮机在地面上使用，由于地面上环境相较于航空环境较恶劣，无法保证燃气轮机在环境恶劣的情况下的工作可靠性。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种地面用燃气轮机，以解决现有的燃气轮机在地面上使用时，无法保证燃气轮机工作的可靠性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种地面用燃气轮机，包括：进气机匣、设置在进气机匣下游且将从进气机匣进入的空气增压的压气机、设置在压气机下游且将增压后的气体与燃油混合燃烧成燃气的燃烧室、设置在燃烧室下游且被燃气推动做功的涡轮及燃气排出口；燃烧室的头部设有喷射燃油的燃油离心喷嘴和喷射燃油且能将燃油雾化的气助雾化喷嘴；地面用燃气轮机还包括高压储气罐；高压储气罐设有与气助雾化喷嘴相通的第一出气口。

进一步地，压气机包括低压离心压气机及高压离心压气机，低压离心压气机与高压离心压气机通过回流器连通；低压离心压气机包括铸造成型的低压闭式离心叶轮，高压离心压气机包括铸造成型的高压闭式离心叶轮。

进一步地，低压闭式离心叶轮与低压离心压气机的外罩通过篦齿封严，高压闭式叶轮与高压离心压气机的外罩通过篦齿封严。

进一步地，低压离心压气机的进气口及高压离心压气机的进气口设有除尘装置；高压储气罐设有与除尘装置相通的第二出气口。

进一步地，燃油离心喷嘴与气助雾化喷嘴沿燃烧室头部的同一圆环的圆周间隔分布。

进一步地，地面用燃气轮机还包括设置在燃烧室与涡轮之间的涡轮导向器，涡轮导向器包括机匣及可旋转的设置在机匣内的多个导向叶片。

进一步地，涡轮导向器还包括对应地与多个导向叶片固定连接的多个齿轮、分别与多个齿轮啮合的齿圈及与其中一个齿轮连接的导向叶片调节器。

进一步地，导向叶片调节器包括壳体及设置在壳体内且与齿轮连接的调节杆，壳体与地面用燃气轮机的主燃油路的油管相连，通过油压控制调节杆的转动。

进一步地，涡轮导向器采用钣金焊接方式焊接而成。

进一步地，高压储气罐还设有分别与压气机、燃烧室及涡轮相通的出气口。

本实用新型具有以下有益效果：

根据本实用新型的地面用燃气轮机，通过将高压储气罐的第一出气口与气助雾化喷嘴相通，高压储气罐内的高压气体能够将气助雾化喷嘴喷出的燃油雾化，从而保证燃气轮机在地面上使用时，当地面的气压不高的状态下，该地面用燃气轮机仍具有较高的起动点火的可靠性及较低的熄火故障率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的地面用燃气轮机的结构示意图；

图2是本实用新型的地面用燃气轮机的低压离心压气机的结构示意图；

图3是本实用新型的地面用燃气轮机的高压离心压气机的结构示意图；

图4是本实用新型的地面用燃气轮机的除尘装置的结构示意图；

图5是本实用新型的地面用燃气轮机的燃油离心喷嘴和气助雾化喷嘴的安装结构示意图；以及

图6是本实用新型的地面用燃气轮机的涡轮的结构示意图。

附图标记说明：

10、进气机匣；20、压气机；21、低压离心压气机；211、第一篦齿；22、回流器；23、高压离心压气机；231、高压闭式离心叶轮；231a、第二篦齿；30、燃烧室；40、涡轮；41、高压涡轮；42、动力涡轮；50、燃气排出口；60a、燃油离心喷嘴；60b、气助雾化喷嘴；70、高压储气罐；80、除尘装置；81、进气主体；82、安装座；83、导筒；84、压缩弹簧；85、活塞杆；90、涡轮导向器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1，本实用新型的优选实施例提供了一种地面用燃气轮机，包括：进气机匣10、设置在进气机匣10下游且将从进气机匣10进入的空气增压的压气机20、设置在压气机20下游且将增压后的气体与燃油混合燃烧成燃气的燃烧室30、设置在燃烧室30下游且被燃气推动做功的涡轮40及燃气排出口50；燃烧室30的头部设有喷射燃油的燃油离心喷嘴60a和喷射燃油且能将燃油雾化的气助雾化喷嘴60b；地面用燃气轮机还包括高压储气罐70；高压储气罐70设有与气助雾化喷嘴60b相通的第一出气口。根据本实用新型的地面用燃气轮机，通过将高压储气罐70的第一出气口与气助雾化喷嘴60b相通，高压储气罐70内的高压气体能够将气助雾化喷嘴60b喷出的燃油雾化，从而保证燃气轮机在地面上使用时，当地面的气压不高的状态下，该地面用燃气轮机仍具有较高的起动点火的可靠性及较低的熄火故障率。

具体地，请结合参见图2和图3，压气机20包括低压离心压气机21及高压离心压气机23，低压离心压气机21及高压离心压气机23之间通过回流器22连通；在本实施方式中，低压离心压气机21与回流器22之间还设置有低压扩压器，回流器22与高压离心压气机23之间还设置有高压扩压器。为了防止地面上的沙尘进入到该地面用燃气轮机内磨损该燃气轮机，低压离心压气机21包括铸造成型的低压闭式离心叶轮，高压离心压气机23包括铸造成型的高压闭式离心叶轮231，以达到抗风沙、耐冲击的目的，同时能起到缩小压气机20的轴向尺寸、提高压气机20的压比及提高工作效率的作用。为了减少压气机20的漏气损失及提供压气机20的效率，低压闭式离心叶轮与低压离心压气机21的外罩通过篦齿封严，高压闭式叶轮与高压离心压气机23的外罩通过篦齿封严。具体地，低压闭式离心叶轮的轮盘的前壁和后壁均设有第一篦齿211，轮盘上的篦齿与低压离心叶轮的外罩封严；高压闭式离心叶轮231的轮盘的前壁和后壁均设有第二篦齿231a，轮盘上的篦齿与高压离心叶轮的外罩封严。气体经进气机匣10进入到低压离心压气机21内，低压离心压气机21将气体初步增压后，进入到低压扩压器内减速增压；而后经回流器22回流后，再进入高压扩压器内进一步增压后，进入到高压扩压器减速增压。

请参见图4，由于地面上的沙尘较多，沙尘等颗粒进入到压气机20内会影响压气机20的工作，为了及时的清理压气机20内的沙尘，在低压离心压气机21的进气口及高压离心压气机23的进气口设有除尘装置80。除尘装置80包括进气主体81、与进气主体81连接的安装座82、与安装座82固定的导筒83、收容于导筒83内的压缩弹簧84、活塞杆85。在本实施方式中，通过电磁阀控制除尘装置80的开关。除尘装置80的进气主体81与高压储气罐70的第二出气口相连。当电磁阀打开后，高压储气罐70打开，给除尘装置80注入高压气体，高压气体经进气主体81进入到导筒83内，压缩弹簧84推动活塞杆85运动，使活塞杆85伸入到燃气轮机的气流通道内，高速气流冲击离心叶轮转动，吹走附着在离心叶轮上的积尘。当电磁阀断开后，停止提供高压气流，活塞杆85受弹簧的作用回到初始位置。燃气轮机每工作一段时间后，电磁阀会自动打开除尘，燃气轮机停车过程中，也会打开电磁阀除尘。

请结合参见图5，为了降低燃油损耗、获得好的低温点火性能以及较宽的贫油熄火范围，将燃油离心喷嘴60a以及气助雾化喷嘴60b沿燃烧室30的头部的同一圆环的圆周间隔设置。在本实施方式中，燃油离心喷嘴60a以及气助雾化喷嘴60b的数量均为九个，燃油离心喷嘴60a以及气助雾化喷嘴60b相间设置。其中，气助雾化喷嘴60b与高压储气罐70的第一出气口相通，高压储气罐70内的高压气体能够将气助雾化喷嘴60b喷出的燃油雾化，使得燃油的雾化效果更好，从而保证燃气轮机在地面上使用时，当地面的气压不高的状态下，该地面用燃气轮机仍具有较高的起动点火的可靠性及较低的熄火故障率。燃烧室30设置在压气机20的下游，经过增压后的气体进入燃烧室30内，燃烧离心喷嘴喷射燃油与燃烧室30内的高压气体混合燃烧，形成高温高压的燃气。气助雾化喷嘴60b通入高压气体，雾化从气助雾化喷嘴60b喷出的燃油，使得燃油在燃烧室30内燃烧的更充分，降低燃油损耗，以及好的低温点火性能以及较宽的贫油熄火范围。

请结合参见图6，涡轮40设置在燃烧室30的下游且被燃烧室30的燃气推动做功。涡轮40包括依次连接的高压涡轮41、低压涡轮、以及动力涡轮42。燃烧室30产生的高温高压的燃气首先进入到高压涡轮41膨胀做功，带动高压离心压气机23工作；再进入低压涡轮做功，带动低压离心压气机21工作；最后燃气进入到动力涡轮42膨胀做功。动力涡轮42的功率经减速附件减速传动后由输出轴输出；而燃气则由设置在地面用燃气轮机尾部的燃气排出口50排出。在本实施方式中，该地面用燃气轮机包括两根输出轴，动力涡轮42的功率经减速附件减速传动后由两根输出轴分别输出，该输出轴可带动发电机发电；由燃气排出口50排出的燃气可通过回收利用，如进入余热锅炉加热锅炉等。

地面用燃气轮机还包括设置在燃烧室30与涡轮40之间的涡轮导向器90，涡轮导向器90包括机匣及可旋转地设置在机匣内的多个导向叶片。通过调节导向叶片的角度，可以改变燃气轮机的输出功率，以适应燃气轮机的不同工作状态。具体地，涡轮导向器90还包括对应地与多个导向叶片固定连接的多个齿轮、及分别与多个齿轮啮合的齿圈及与其中一个齿轮连接的导向叶片调节器。当导向叶片需要调整角度时，导向叶片调节器动作，带动与导向叶片调节器连接的齿轮，使得齿轮转动，齿轮转动一方面带动与该齿轮相连的导向叶片转动，另一方面带动其他的齿轮转动，从而使得所有的导向叶片转动相同的角度，实现导向调节功能。在本实施方式中，为了实现无级调节，导向叶片调节器可以采用液压控制。导向叶片调节器包括壳体及设置在壳体内且与齿轮连接的调节杆，壳体与地面用燃气轮机的主燃油路的油管相连，通过油压控制调节杆的转动，调节杆再带动齿轮转动，实现上述的导向叶片的调节。在本实施方式中，涡轮导向器90采用钣金焊接的方式焊接而成，以提高涡轮导向器90的质量。

高压储气罐70除了与气助雾化喷嘴60b及除尘装置80连通外，还可以与压气机20、燃烧室30或涡轮40连通，且均通过电磁阀控制。当地面用燃气轮机正常运行时，高压储气罐70放出高压气体可用于涡轮导向器90的冷却或者压气机20及涡轮40的除尘；当地面用燃气轮机停车时，高压储气罐70放出高压气体可以用于吹洗气助雾化喷嘴60b及燃烧室30。为了给高压储气罐70提供高压气体，高压储气罐70还设有与空气压缩机相连的进气口。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本实用新型的地面用燃气轮机，通过将高压储气罐70的第一出气口与气助雾化喷嘴60b相通，高压储气罐70内的高压气体能够将气助雾化喷嘴60b喷出的燃油雾化，从而保证燃气轮机在地面上使用时，当地面的气压不高的状态下，该地面用燃气轮机仍具有较高的起动点火的可靠性及较低的熄火故障率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种地面用燃气轮机，包括：进气机匣(10)、设置在所述进气机匣(10)下游且将从所述进气机匣(10)进入的空气增压的压气机(20)、设置在所述压气机(20)下游且将增压后的气体与燃油混合燃烧成燃气的燃烧室(30)、设置在所述燃烧室(30)下游且被燃气推动做功的涡轮(40)及燃气排出口(50)；其特征在于，

所述燃烧室(30)的头部设有喷射燃油的燃油离心喷嘴(60a)和喷射燃油且能将燃油雾化的气助雾化喷嘴(60b)；

所述地面用燃气轮机还包括高压储气罐(70)；所述高压储气罐(70)设有与所述气助雾化喷嘴(60b)相通的第一出气口。

2.根据权利要求1所述的地面用燃气轮机，其特征在于，

所述压气机(20)包括低压离心压气机(21)及高压离心压气机(23)，所述低压离心压气机(21)与高压离心压气机(23)通过回流器(22)连通；所述低压离心压气机(21)包括铸造成型的低压闭式离心叶轮，所述高压离心压气机(23)包括铸造成型的高压闭式离心叶轮(231)。

3.根据权利要求2所述的地面用燃气轮机，其特征在于，

所述低压闭式离心叶轮与所述低压离心压气机(21)的外罩通过篦齿封严，所述高压闭式叶轮(231)与所述高压离心压气机(23)的外罩通过篦齿封严。

4.根据权利要求2所述的地面用燃气轮机，其特征在于，

所述低压离心压气机(21)的进气口及所述高压离心压气机(23)的进气口设有除尘装置(80)；所述高压储气罐(70)设有与所述除尘装置(80)相通的第二出气口。

5.根据权利要求1所述的地面用燃气轮机，其特征在于，

所述燃油离心喷嘴(60a)与所述气助雾化喷嘴(60b)沿所述燃烧室(30)头部的同一圆环的圆周间隔分布。

6.根据权利要求1所述的地面用燃气轮机，其特征在于，

所述地面用燃气轮机还包括设置在所述燃烧室(30)与所述涡轮(40)之间的涡轮导向器(90)，所述涡轮导向器(90)包括机匣及可旋转的设置在所述机匣内的多个导向叶片。

7.根据权利要求6所述的地面用燃气轮机，其特征在于，

所述涡轮导向器(90)还包括对应地与多个所述导向叶片固定连接的多个齿轮、分别与多个所述齿轮啮合的齿圈及与其中一个所述齿轮连接的导向叶片调节器。

8.根据权利要求7所述的地面用燃气轮机，其特征在于，

所述导向叶片调节器包括壳体及设置在所述壳体内且与所述齿轮连接的调节杆，所述壳体与所述地面用燃气轮机的主燃油路的油管相连，通过油压控制调节杆的转动。

9.根据权利要求6所述的地面用燃气轮机，其特征在于，

所述涡轮导向器(90)采用钣金焊接方式焊接而成。

10.根据权利要求4所述的地面用燃气轮机，其特征在于，

所述高压储气罐(70)还设有分别与所述压气机(20)、所述燃烧室(30)及所述涡轮(40)相通的出气口。