CN209324527U - 微型燃气轮机发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机设备技术领域，具体是一种微型燃气轮机发电机组，包括发电机、压气机和透平、燃烧室和喷嘴；所述发电机、所述压气机和所述透平安装在转轴上；所述喷嘴的出口端插入所述燃烧室内；所述压气机的排气端与所述燃烧室连通，所述燃烧室的排气端与所述透平连通；还包括回热器；所述回热器内具有相互隔离且紧贴的第一通道和第二通道；所述第一通道的进口与所述压气机的排气端连通，所述第一通道的出口与所述燃烧室连通；所述第二通道的进口与透平的排气端连通。通过回热器可以对进入燃烧室内的空气进行预热，提高进入燃烧室内空气的温度，进而提高燃烧效率，降低尾气中污染物的含量；同时还能降低排放尾气的温度。

Description

微型燃气轮机发电机组

技术领域

本实用新型涉及发动机设备技术领域，具体的涉及一种微型燃气轮机发电机组。

背景技术

微型燃气轮机发电机组工作时首先通过压气机连续的从大气吸入空气并将空气压缩，压缩后的空气通过气道或者管路等将其通入燃烧室内，并在燃烧室内与通过喷嘴雾化的燃气混合后燃烧生成高温高压的气体；生成的高温高压气体再进入到透平中膨胀做功，推动透平转动并带动压气机和发电机一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功。

经过压缩的空气在进入燃烧室之前，只通过压缩使其温度升高，没有进行进一步的加热，导致其进入燃烧室时的温度不够高，使得燃烧效率低，增加排放尾气中的污染物浓度；另外，从透平排放出来的高温高压气体一般都作为尾气进行排放。

为了解决上述问题，一般选用增设回热器。现在技术中的回热器多为圆形，占用空间大；尤其用车汽车上时，不便安装和布置。还有一点，现在技术中的回热器换热效率和大小固定，不能根据不同换热要求随意组装，只能重新设计一款回热器，增加回热器和微型燃气轮机发电机组成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种燃烧效率高、污染小，且占用空间小的微型燃气轮机发电机组。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种微型燃气轮机发电机组，包括发电机、压气机、透平、燃烧室和回热器；

所述发电机、所述压气机和所述透平位于机壳内并依次固定安装在转轴上，所述回热器为扁平状结构，套接在所述机壳外；所述压气机的进气端与外界连通，出气端与回热器的第二介质通道进口连通，回热器的第二介质通道出口与所述燃烧室的进气端连通；所述燃烧室的排气端与透平的进气端连通，透平的排气端与回热器的第一介质通道进口连通，第一介质通道出口与外界连通。

进一步的，还包括排烟道，所述排烟道的进口与所述第一介质通道出口连通，所述排烟道的出口与外界连通，且所述排烟道与所述回热器的外壁紧贴。

进一步的，排烟道的出口与压气机的进气端设置为同侧或相反侧；优选的，排烟道设置于回热器的四个侧面的至少任意一侧面。

进一步的，所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述发电机设置在所述第一转轴上，所述压气机、所述透平设置在所述第二转轴上；所述第一转轴和第二转轴通过联轴器连接。

进一步的，所述联轴器包括轴主体和卡接凸棱；

所述卡接凸棱为沿所述轴主体的径向向外延伸形成的凸起；

所述凸起为条状结构，其延伸方向与所述轴主体的轴线平行，且其长度与所述轴主体的长度相匹配；

所述第一转轴的一端和所述第二转轴的一端均设置有与所述联轴器匹配的盲孔；所述联轴器的两端分别插接在两个所述盲孔中。

进一步的，所述回热器包括壳体和多块换热板；

所述壳体包括上底面、下底面和一相对设置的侧面，另一相对的侧面上分别设置有第一开口和第二开口，所述第一开口和第二开口形成所述壳体的贯穿通道；所述下底面上设置有平行的第一底部开口和第二底部开口；

每个所述换热板包括依次固定连接的第一换热元件，第二介质导流片和第二换热元件，所述第一换热元件和第二换热元件结构相同，所述第一换热元件和第二换热元件均包括依次固定连接的第一介质导流片Ⅰ，换热翅片和第一介质导流片Ⅱ；

相邻换热板的第一换热元件的换热翅片和第二换热元件的换热翅片形成第一介质通道；每个所述换热板的第一换热元件的换热翅片和第二换热元件的换热翅片形成第二介质通道；第一介质通道设置有第一介质通道进口和第一介质通道出口，第二介质通道设置有第二介质通道进口和第二介质通道出口；

多块依次固定连接的所述多块换热板置于所述壳体内，所述第一介质通道进口朝向所述第一开口，第一介质通道出口朝向所述第二开口，所述第二介质通道进口朝向所述第一底部开口，第二介质通道出口朝向所述第二底部开口。

进一步的，包括轴承润滑系统，所述轴承润滑系统包括：

第一油路、第二油路、与第二转轴同轴设置的第一轴承和第二轴承、轴承套、喷油环和抵接装置；

沿第二转轴的轴向方向上，所述第一轴承和第二轴承按预定间隔设置在第二转轴上，其中，所述第一轴承和第二轴承的转子与所述第二转轴固定连接，定子与所述轴承套的内表面抵接，所述轴承套设置有定位止口，所述第一轴承定子的一侧面与所述定位止口的一侧面抵接，转子的一侧面与定位元件抵接；

沿所述第二转轴的径向方向上，所述喷油环位于所述轴承套和所述第二转轴之间，所述喷油环的外表面与所述轴承套的内表面抵接，所述喷油环一侧面与第二轴承的定子的一侧面抵接；

沿所述第二转轴的轴向方向上，抵接装置与所述定位止口的另一侧面和所述喷油环的另一侧面抵接；

第一油路，贯穿所述轴承套，且其出口朝向所述第一轴承；

第二油路，贯穿所述轴承套和所述喷油环，且其出口朝向所述第二轴承。

进一步的，所述抵接装置为弹性装置或弹簧。

进一步的，包括燃料供给装置，所述燃料供给装置包括喷嘴和喷嘴密封法兰，所述喷嘴密封法兰的法兰面与所述机壳的内壁贴合固定，法兰颈与燃烧室外壁固定连接；喷嘴的喷嘴本体与燃烧室内壁固定连接，燃烧室外壁和燃烧室内壁构成的通道与喷嘴本体上的进气孔连通，所述喷嘴本体依次穿过机壳的喷嘴安装孔，喷嘴密封法兰的法兰盘，喷嘴密封法兰的法兰颈，燃烧室内壁后置于燃烧室内；喷嘴密封法兰的法兰颈的内径大于喷嘴本体的外径，喷嘴本体与喷嘴密封法兰的法兰盘之间存在间隙。

进一步的，包括密封环，所述喷嘴包括固定连接或一体成型的喷嘴本体和喷嘴法兰；所述机壳上设置有与所述喷嘴法兰配装的喷嘴安装法兰和喷嘴安装孔；

所述喷嘴本体下部穿过机壳的喷嘴安装孔置于所述机壳内；紧固件穿过所述喷嘴法兰和喷嘴安装法兰的紧固孔连接所述喷嘴法兰和喷嘴安装法兰；

所述喷嘴本体，喷嘴法兰和喷嘴安装法兰构成环形密封腔，所述密封环置于所述环形密封腔内；

所述喷嘴法兰和喷嘴安装法兰之间存在间隙，喷嘴本体和喷嘴安装孔之间存在间隙。

本实用新型提供的微型燃气轮机发电机组具有如下有益的技术效果：

(1)、本实用新型的微型燃气轮机发电机组，通过设置回热器将采用透平出口排出的高温气体加热压气机出口的高压气体，提高高压气体的温度，提高燃烧效率的同时，降低了透平排气的温度，减少高温尾气对空气的污染，实现了燃气高温尾气的能量回收，此外，将回热器设置为扁平状结构的壳体，扁平状结构的壳体以及连接部件的设置使得本申请的回热器可以作为一个换热单元，通过壳体上设置用于多个壳体之间两两相互连接的连接部件，根据不同换热需求，可以组装多个换热单元，实现了回热器的模块化设计，避免了现有技术针对不同的换热要求，需要重新设计回热器的问题，除此以外，扁平状结构的壳体使得微型燃气轮机整体同样为扁平状结构，易于平稳摆放，解决现有微型燃气轮机圆柱体外形，不易摆放的问题，更加适用于例如汽车等相关交通工具。

(2)、本实用新型的微型燃气轮机发电机组，通过设置排气烟道，使得微型燃气轮机的排气按照预定方向排出，使其能够灵活适用于各种场景，尤其是例如汽车等相关交通工具。

(3)、本实用新型的微型燃气轮机发电机组，采用具有卡接凸棱的联轴器，将轴主体的两端分别插入待连接的两根轴中，通过设置在轴主体的侧面上的卡接凸棱与待连接的两根轴适配卡合，传递转动能量；加工、生产和安装都比较简单，节省时间成本；此外，凸起的长度与轴主体的长度相匹配，可以增加凸起与轴主体的连接强度，保证转动能量的传递。

(4)、本实用新型的微型燃气轮机发电机组，通过设置轴承润滑系统，使得在微型燃气轮机工作过程中，第二转轴的转动、热胀冷缩等因素会导致第二轴承在第二转轴上发生微小距离的移动；弹性抵接装置的预紧力作用对喷油环施加轴向力，以使喷油环始终保持贴紧第二轴承，达到油路的出口始终朝向第二轴承，并向轴承提供润滑油，提高润滑油的利用率和润滑效果，此外，弹性抵接装置对角接触球轴承施加预紧力，消除了轴承轴向游隙，减少轴承运行过程中的噪声及振动，提高轴承刚度和轴承旋转精度。除此之外，设置回油路，实现润滑油的回收，避免润滑油泄露，影响整机性能。

(5)、本实用新型的微型燃气轮机发电机组，通过在燃料供给装置中设置密封结构，喷嘴法兰和喷嘴安装法兰之间存在间隙，喷嘴本体和喷嘴安装孔之间存在间隙；所述间隙的间隙值是为了震动及温度差导致的变形等预留的；可以避免由于喷嘴、机壳等相关部件发生变形而导致使用寿命的降低。

附图说明

图1为本实用新型中微型燃气轮机发电机组整体主视图；

图2为图1中的A-A剖视图；

图3为本实用新型中微型燃气轮机发电机组整体俯视图；

图4为图3中的C-C剖视图；

图5是联轴器的立体图；

图6是一种优选实施例的联轴器的立体图；

图7为回热器的结构示意图；

图8为回热器的壳体的结构示意图；

图9为换热板的结构示意图；

图10为换热板中第一换热元件的结构示意图；

图11为换热板第二换热元件的结构示意图；

图12为相邻两块换热板的剖视图；

图13为图12中的E部放大；

图14为图2中的B部放大图；

图15为图4中的D部放大图。

附图标记：

1、发电机，2、压气机，3、透平，4、燃烧室，5、回热器，6、第一转轴，7、第二转轴，8、联轴器，9、喷嘴，10、机壳，11、密封件，12、喷嘴密封法兰，13、紧固件；14、轴承套，15、喷油环，16、抵接装置，17、第一油路，18、第二油路，19、定距环，20、第一轴承，21、第二轴承，22、排烟道，23、回油路；

101、喷嘴安装法兰；102、唇部；

110、壳体，111、第一开口，112、第二开口，113、第一底部开口，114、第二底部开口；

120、换热板，121、第一换热元件，122、第二换热元件，123、第二介质导流片，124、第一介质通道，125、第二介质通道；

1211、第一介质导流片Ⅰ，1212、换热翅片，1213、第一介质导流片Ⅱ；

1241、第一介质通道进口，1242、第一介质通道出口；

1251、第二介质通道进口，1252、第二介质通道出口；

141、第一积油槽，142、定位止口，143、定位元件，144、润滑油供油管；

181、第一支路，182、第二积油槽，183、油孔；

231、第一回油支路，232、第二回油支路，233、第三回油支路；

41、燃烧室外壁，42、燃烧室内壁，43、内外壁通道；

81、轴主体，82、卡接凸棱，83、圆角；

91、喷嘴本体，92、喷嘴法兰，93、进气孔。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“抵接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1至图4，本实施例提供了一种微型燃气轮机发电机组发电机组，包括同轴连接且依次设置的发电机1、压气机2和透平3，燃烧室4设置在透平3远离压气机2的一端；发电机1、压气机2、透平3和燃烧室4均设置在机壳10内。发电机1和压气机2通过第一转轴6、第二转轴7以及联轴器8轴连接；联轴器8的两端分别连接第一转轴6和第二转轴7以实现第一转轴6和第二转轴7同步转动。

微型燃气轮机发电机组由静止起动时，需起动机带动微型燃气轮机旋转或者将发电机设置为启发一体式电机，将所述启发一体式电机转化为电动机带动微型燃气轮机旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开或者将所述启发一体式电机转化为发电机。

工作时，压气机2连续的从大气吸入空气并将空气压缩，压缩后的空气通过气道或者管路等将其通入燃烧室4内，并在燃烧室4内与通过喷嘴9雾化的燃气混合后燃烧生成高温高压的气体；生成的高温高压气体再进入到透平3中膨胀做功，推动透平3转动并带动压气机2和发电机1一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功。

在本实用新型中，压气机2与透平3安装在第二转轴7上，而发电机1 安装在第一转轴6上，第一转轴6与第二转轴7通过联轴器8连接，实现第一转轴6与第二转轴7的同步转动、传递能量。如图5所示，联轴器8包括轴主体81和卡接凸棱82，卡接凸棱82设置在轴主体81的侧面上。

具体的，轴主体81由金属制成，且为圆柱体；圆柱体的两个圆面叫底面，周围的面叫侧面；卡接凸棱82设置在圆柱体的侧面上。

在使用时，在待连接的两根轴的端面上开设有与联轴器8相匹配的凹槽，将轴主体81的两端分别插入两根轴上设置的凹槽中即完成了安装，加工、生产和安装都比较简单，节省时间成本。

在一个优选的实施例中，卡接凸棱82为沿轴主体81的径向向外延伸形成的凸起。具体的，在圆柱体的侧面上沿圆柱体的径向向外延伸形成出的凸起为卡接凸棱82。轴主体81与卡接凸棱82为一体式结构，可以通过模具铸造成型后进行精加工。

凸起为条状结构，其延伸方向与轴主体81的轴线平行；也可以理解为条状结构的凸起的长度方向与轴主体81的轴线平行。

在一个优选的实施例中，凸起的长度与轴主体81的长度相匹配，即凸起的长度与轴主体81的长度相等，以增加凸起与轴主体81的连接强度，进而达到在传递转动能量的过程中凸起的断裂。

凸起的截面或者理解为凸起在与轴主体81轴线垂直一面上的投影可以为多边形；具体可以是矩形、三角形等。

在一个实施例中，凸起远离轴主体81的一面为弧面；优选的，凸起在与轴主体81轴线垂直一面上的投影为半圆形。凸起的侧面设置为弧面可以降低安装和转动过程中的磨损，延长联轴器8的使用寿命。

为了提高安装后传动的强度，在一个实施例中，凸起为多个，多个凸起均匀分布在轴主体81的侧面上；这里的均匀分布理解为等间距分布。均匀分布的多个卡接凸棱82能够在传递转动能量时将转动产生的剪切力均匀的分解到每个卡接凸棱82上，避免卡接凸棱82的折断，进而延长联轴器8的使用寿命。

具体的，凸起为四个，四个凸起呈十字形设置在轴主体81的侧面上。

为了方便安装，将轴主体81的端面与其侧面的连接处形成有圆角83，即轴主体81的端面与其侧面的交界处形成有圆角83；凸起的端面与凸起的侧面连接处设置有圆角83，即凸起的端面与侧面交界处设置有圆角83。该凸起的侧面是指凸起远离轴主体81的一面。凸起和轴主体81上设置的圆角83 能够起到一定的导向作用，便于将凸起插入待连接轴中。

在一优选实施例中，如图6所示，将轴主体81中段的直径设置为小于轴主体的前，后两段的直径。具体的，轴主体中段的直径为轴主体的前，后两段的直径的40％-60％，优选50％。将轴主体中段的直径设置为小于轴主体的前，后两段的直径，将轴主体未插入第一转轴和第二转轴盲孔部分的直径设置小于轴主体插入第一转轴和第二转轴盲孔部分的直径，第一转轴和第二转轴不同心或者转动过程中发生振动时，成本较低的联轴器优先损坏，避免连接在第一转轴和第二转轴的高成本的轴承损坏。

本实施例公开了一种传动机构，包括有如上述实施方式的联轴器。具体的，包括第一转轴6和第二转轴7，第一转轴6的一端和第二转轴7的一端均设置有与联轴器8匹配的盲孔；联轴器8的两端分别插接在两个盲孔中。

在具体安装使用中，将第一转轴6靠近第二转轴7的端面以及第二转轴 7靠近第一转轴6的端面上分别开设一个与上述联轴器8相匹配的盲孔，仅需将联轴器8的两端分别插入第一转轴6和第二转轴7上开设的盲孔中即实现了第一转轴6和第二转轴7的连接，达到第一转轴6和第二转轴7同步转动。

从透平3排放出来的高温高压气体一般都作为尾气进行排放。为了提高燃烧室4的燃烧效率，在本实用新型中对高温尾气进行能量回收。

请参照图7至图13，本实施例提供了一种回热器5，通过设置回热器5 将采用透平出口排出的高温气体加热压气机出口的高压气体，提高高压气体的温度，提高燃烧效率的同时，降低了透平排气的温度，减少高温尾气对空气的污染，实现了燃气高温尾气的能量回收，如图7所示，包括壳体110和多块换热板120，多块换热板120固定设置在壳体110内。

具体的，如图8所示，壳体包括上底面、下底面和一相对设置的侧面，在另一相对的侧面上分别设置有第一开口111和第二开口112，使第一开口 111和第二开口112形成壳体的贯穿通道；下底面上设置有平行的第一底部开口113和第二底部开口114，第一底部开口113和第二底部开口114分别靠近下底面的两端设置。壳体设置为块状，相对于现有的环状结构壳体的回热器5，易于平稳摆放，所占体积小，方便模块化使用；扁平状结构的壳体以及连接部件的设置使得本申请的回热器5可以作为一个换热单元，通过壳体上设置用于多个壳体之间两两相互连接的连接部件，根据不同换热需求，可以组装多个换热单元，实现了回热器5的模块化设计，避免了现有技术针对不同的换热要求，需要重新设计回热器5的问题，除此以外，扁平状结构的壳体使得微型燃气轮机整体同样为扁平状结构，易于平稳摆放，解决现有微型燃气轮机圆柱体外形，不易摆放的问题，更加适用于例如汽车等相关交通工具，且扁平状结构的换热单元，易于加工，成品率高，解决了回热器5的量产问题，间接降低了制造成本。

具体的，如图9所示，每个换热板120包括依次固定连接的第一换热元件121、第二介质导流片123(如图11所示)和第二换热元件122。在本实施例中，第一换热元件121和第二换热元件122结构相同；且第一换热元件121 和第二换热元件122均包括依次固定连接的第一介质导流片Ⅰ1211、换热翅片1212和第一介质导流片Ⅱ1213，如图10所示。

如图12所示，为相邻两块换热板120中换热翅片1212部位的截面结构示意图，图13为图12中E部位的放大图。如图13所示，相邻换热板120 的第一换热元件121的换热翅片1212和第二换热元件122的换热翅片1212 形成第一介质通道124；作为一优选的实施例，该换热翅片1212形成为波纹状，两相邻换热板120的紧邻的第一换热元件121和第二换热元件122的换热翅片1212的波峰与波峰相对，波谷与波谷相对，该波谷与波谷相对的通道形成为该第一介质通道124。每个换热板120的第一换热元件121的换热翅片 1212和第二换热元件122的换热翅片1212形成第二介质通道125；作为一优选的实施例，该换热翅片1212形成为波纹状，每个换热板120的第一换热元件121和第二换热元件122的换热翅片1212的波峰与波峰相对，波谷与波谷相对，该波谷与波谷相对的通道形成为该第二介质通道125。如图9所示，第一介质通道124设置有第一介质通道进口1241和第一介质通道出口1242，第二介质通道125设置有第二介质通道进口1251和第二介质通道出口1252。通过设置第一介质导流片、第二介质导流片和换热翅片，形成第一介质通道和第二介质通道，实现了第一介质和第二介质以不同的方向流动，增大了换热面积，提高了换热效率。通过设置第二介质导流片123，实现了第一介质和第二介质以相反方向流动，进一步提高了换热效率。

在一个优选的实施例中，第一介质通道124和第二介质通道125平行设置。

多块依次固定连接的换热板120置于壳体110内，第一介质通道进口1241 朝向第一开口111，第一介质通道出口1242朝向第二开口112，第二介质通道进口1251朝向第一底部开口113，第二介质通道出口1252朝向所述第二底部开口114。上述设置可以使第一介质和第二介质沿着不同的方向流动。

具体的，换热板120可选用四十块，四十块换热板120依次固定连接的置于壳体110内。换热板120的数量可以根据具体的换热需求进行设置，这里不做限制。

在一个优选的实施例中，换热板120为梯形，第一介质通道进口1241和第一介质通道出口1242分别设置在梯形的2个腰上，第二介质通道进口1251 和第二介质通道出口1252均设置在梯形的下底边上。

更具体的，梯形为等腰梯形。

换热翅片1212为波纹换热翅片，可采用折弯工艺加工或者冲压工艺制成。

在一个优选的实施例中，第一介质通道124的高度为0.15-3mm；具体的，可以是0.15mm、0.8mm、1mm、2.5mm或者3mm。该高度为两相邻换热板120的紧邻的第一换热元件121和第二换热元件122相对的换热翅片1212 的波谷与波谷之间的距离。

在一个优选的实施例中，第二介质通道125的高度为0.1-2mm；具体的，可以是0.1mm、1mm或者2mm。该高度为每个换热板120的第一换热元件 121和第二换热元件122相对的换热翅片1212的波谷与波谷之间的距离。

在一个优选的实施例中，换热翅片1212的板材厚度为0.02-2mm；具体的，可以是0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.5mm、1mm、 1.5mm或者2mm。

在一个优选的实施例中，波纹换热翅片的波峰至波谷的距离为1.5-5mm；具体的，可以是1.5mm、2mm、3mm、4mm或者5mm。

在一个优选的实施例中，为了实现回热器5的模块化设计，在壳体上包括用于多个壳体之间两两相互连接的连接部件，可以根据不同换热需求，可以组装多个换热单元，实现了回热器5的模块化设计，避免了现有技术针对不同的换热要求，需要重新设计回热器5的问题。

本实用新型的另一个实施例提供了一种微型燃气轮机，如图2所示，包括压气机2，燃烧室4，透平3和如上述实施例的回热器5，第一介质通道进口1241和第一介质通道出口1242分别与透平3的出口和外界大气连通，以将从透平3流出的高温气体降低温度后作为尾气排出燃气轮机外部。第二介质通道进口1251和第二介质通道出口1252分别与压气机2的出口和燃烧室4 的入口连通，以加热经压气机压缩的气体并将其输送至燃烧室，提高进入燃烧室气体的温度，进而提高燃料的利用率。如图2所示，在一个优选的实施例中，还包括排烟道22，排烟道22为扁平状结构。扁平状结构可以理解为沿垂直于排烟道22延伸方向的剖视图为矩形或者椭圆形。排烟道22与回热器5的外壁紧贴，位于回热器5四个侧面的至少任一侧面。优选的，排烟道 22为沿垂直于排烟道22延伸方向的剖视图为矩形，矩形长边所在的排烟道 22的壁面与回热器5的外壁紧贴。通过设置排气烟道，使得微型燃气轮机的排气按照预定方向排出，使其能够灵活适用于各种场景，尤其是例如汽车等相关交通工具。

而在燃气轮机工作工程中，为保证相关旋转部件，需设置径向轴承，为了保证轴承的正常工作，需要一套轴承润滑系统。

请参照图14，本实施例提供了一种轴承润滑系统，该轴承优选为角接触球轴承，该润滑系统包括第二转轴7、第一轴承20和第二轴承21；第一轴承 20和第二轴承21均具有定子和转子。在第二转轴7上且沿第二转轴7的轴向方向上，第一轴承20和第二轴承21按预定间隔设置在第二转轴7上，并且第一轴承20和第二轴承21的转子与第二转轴7固定连接；轴承套14套设在第一轴承20和第二轴承21上，并且其内表面与第一轴承20和第二轴承 21的定子抵接。

轴承套14设置有定位止口142，定位止口142靠近轴承套14的一端设置，定位止口142为轴承套14的内表面向内延伸出的凸起。

第一轴承20定子的一侧面与定位止口142的一侧面抵接，第一轴承20 转子的一侧面与固定在第二转轴7上的定位元件143抵接。

沿第二转轴7的径向方向上，喷油环15位于轴承套14和第二转轴7之间，喷油环15的外表面与轴承14的内表面抵接，喷油环15一侧面与第二轴承21的定子的一侧面抵接；

沿第二转轴7的轴向方向上，抵接装置16与定位止口142另一侧面和喷油环5另一侧面抵接，即抵接装置16的两端分别与定位止口142的另一侧面和喷油环15的另一侧面抵接。

第一油路17贯穿轴承套14设置，且其出口朝向第一轴承20；第二油路 18贯穿轴承套14和喷油环15设置，且其出口朝向第二轴承21。

具体的，第二油路18由相互连通的第一支路181和第二支路组成。第一支路181设置在轴承套14内，第二支路设置在喷油环15内。更具体的，轴承套14内且靠近第二轴承21的一侧设置有第一支路181。第一支路181的进口与第一积油槽141连通，该第一积油槽141设置在轴承套14外表面，通过设置第一积油槽141来存储润滑油，以对轴承的润滑提供充足的润滑油。

第一支路181为一个竖直设置的通孔。在一个优选的实施例中，第一支路181为一个竖直设置的圆柱孔。

在本实施例中，喷油环15为圆柱筒状结构；第二支路包括依次连通的第二积油槽182和油孔183。

具体的，喷油环15的外壁向内凹陷形成第二积油槽182，第二积油槽182 为环形结构，沿喷油环15的外周设置。油孔183贯穿喷油环15，并且与第二积油槽182连通。由于第二轴承的工作温度较高，需大量的润滑油润滑和降温，环形的第二积油槽能够预先存储润滑油，进而对轴承持续的提供润滑油，提高润滑和降温的作用。

第二积油槽182沿喷油环15轴向的宽度大于轴承套14上竖直设置的圆柱孔即第一支路181的直径。在工作过程中，第二转轴的转动等因素会导致轴承套和喷油环在第二转轴上发生小距离的移动，第一支路的出口宽度小于第二支路的进口宽度；可以达到在发生小距离的位移时，第一支路与第二支路始终保持连通，进而对轴承持续的提供润滑油，达到润滑和降温的作用。

在一个优选的实施例中，油孔183为多个，且等间距分布。具体的，油孔183可以选用三个。

具体的，抵接装置16为弹性装置，优选为弹簧。

在轴承套14外表面形成第一积油槽141，第一积油槽141分别与润滑油供油管144、第一油路17和第二油路18的入口连通。

为了保证微型燃气轮机的正常工作，需确保压气机2和透平在预定位置和预定的轴向距离工作，在一个优选的实施例中，还包括定距环19；定距环 19沿第二转轴7的径向方向上设置，定距环19位于第二转轴7和抵接装置 16之间并与第二转轴7固定连接；且定距环19位于第一轴承20和第二轴承 21之间，定距环19的两端面分别与第一轴承20和第二轴承21的转子抵接。通过设置定距环，实现轴向定位，避免第一轴承和第二轴承的距离小于预定距离而导致第一支路与第二支路没有完全连通，以致润滑油供给不足。

为了提高润滑油的流动性，增加润滑以及冷却效果，还增设了回油系统。

具体的，回油系统包括第一回油支路231，第二回油支路232，第三回油支路233和回油路23，第一回油支路231、第二回油支路232和第三回油支路233的一端均与回油路23的一端连通，第一回油支路231的另一端与第一轴承20的外表面连通，第二回油支路232的另一端穿过轴承套14与轴承套 14的内腔连通，第三回油支路233与第二轴承21的外表面连通，回油路23 的另一端与回收油桶连通，通过设置回油系统，避免润滑油流入涡轮一端，被高温燃气烧毁，产生积碳，造成整机性能下降，排气污染增加。

该轴承润滑系统的具体工作过程如下：通过润滑油供油管144向第一积油槽141内供给润滑油；由于第一油路17和第二油路18的入口均与第一积油槽141连通，因此可以将润滑油持续向第一油路17和第二油路18中输送；进而源源不断的向第一轴承20和第二轴承21提供润滑油，降低第一轴承20 和第二轴承21的摩擦力和温度。从第一轴承20和第二轴承21排出的润滑油又通过第一回油支路231、第二回油支路232、第三回油支路233和回油路23流向回收油桶。

在工作过程中，第二转轴的转动等因素会导致第二轴承在第二转轴上发生微小距离的移动；弹性抵接装置的预紧力作用对喷油环施加轴向力，以使喷油环始终保持贴紧轴承，达到油路的出口始终朝向轴承，并向轴承提供润滑油，提高润滑油的利用率和润滑效果。此外，弹性抵接装置对角接触球轴承施加预紧力，消除了轴承轴向游隙，减少轴承运行过程中的噪声及振动，提高轴承刚度和轴承旋转精度。除此之外，设置回油路，实现润滑油的回收，避免润滑油泄露，影响整机性能。

另外，在工作过程中，燃烧室4和透平3不仅工作温度高，而且还承受燃气轮机在起动和停机时，因温度剧烈变化引起的热冲击，工作条件恶劣。且由于喷嘴9的一端连接燃料供给装置，一端插入燃烧室4内；因此需要将喷嘴9与机壳10密封。

具体的，如图15所示，喷嘴密封结构包括喷嘴9、机壳10和密封环11。

具体的，喷嘴9包括固定连接或一体成型的喷嘴本体91和喷嘴法兰92。

在机壳10上设置有与喷嘴法兰92配装的喷嘴安装法兰101和喷嘴安装孔。

喷嘴本体91下部穿过机壳10的喷嘴安装孔置于机壳10内；紧固件13 穿过喷嘴法兰92和喷嘴安装法兰101的紧固孔连接喷嘴法兰92和喷嘴安装法兰101。

喷嘴本体91，喷嘴法兰92和喷嘴安装法兰101构成环形密封腔，密封环11置于环形密封腔内；喷嘴法兰92和喷嘴安装法兰101之间存在间隙，该间隙为喷嘴法兰92和喷嘴安装法兰101上下之间的间隙；喷嘴本体91和喷嘴安装孔之间存在间隙，该间隙为喷嘴本体91和喷嘴安装孔沿周向之间的间隙。

具体的，紧固件13的外径小于喷嘴法兰92和喷嘴安装法兰101上的紧固孔，使得紧固件13与喷嘴法兰92和喷嘴安装法兰101上的紧固孔之间形成间隙。

在一个优选的实施例中，密封腔的高度小于弹性密封件11的高度；

和/或密封腔的宽度小于弹性密封件11的宽度。

在一个优选的实施例中，喷嘴法兰92和喷嘴安装法兰101之间的间隙为 0.1-0.2mm；具体的，可以为0.1mm、0.15mm或者0.2mm。

和/或喷嘴本体91和喷嘴安装孔之间的间隙单边为0.1-0.2mm；具体的，可以为0.1mm、0.15mm或者0.2mm。

密封环11可选用弹性密封环或石墨密封环。密封环11为唇形密封环，其中，且唇形密封环的唇部102朝向机壳10。

在一个优选的实施例中，环形密封腔和密封环11的横截面为梯形。

上述各间隙的设置可避免由于微型燃气轮机发电机组的震动以及燃烧室内外温度差导致的燃烧室与机壳之间发生的少量的相对位移；然而间隙的存在会造成喷嘴和机壳密封不严的后果，因此在喷嘴法兰、喷嘴安装法兰和喷嘴本体围成的密封腔内设置密封环以起到密封的作用。

本实用新型旨在提供一种微型燃气轮机发电机组，包括发电机、压气机和透平、燃烧室和喷嘴；所述发电机、所述压气机和所述透平安装在转轴上；所述喷嘴的出口端插入所述燃烧室内；所述压气机的排气端与所述燃烧室连通，所述燃烧室的排气端与所述透平连通；还包括回热器5；所述回热器5 内具有相互隔离且紧贴的第一通道和第二通道；所述第一通道的进口与所述压气机的排气端连通，所述第一通道的出口与所述燃烧室连通；所述第二通道的进口与透平的排气端连通。通过回热器5可以对进入燃烧室内的空气进行预热，提高进入燃烧室内空气的温度，进而提高燃烧效率，降低尾气中污染物的含量；同时还能降低排放尾气的温度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种微型燃气轮机发电机组，其特征在于：包括发电机(1)、压气机(2)、透平(3)、燃烧室(4)和回热器(5)；

所述发电机(1)、所述压气机(2)和所述透平(3)位于机壳(10)内并依次固定安装在转轴上，所述回热器(5)为扁平状结构，套接在所述机壳(10)外；所述压气机(2)的进气端与外界连通，出气端与所述回热器(5)的第二介质通道进口(1251)连通，所述回热器(5)的第二介质通道出口(1252)与所述燃烧室的进气端连通；所述燃烧室的排气端与透平(3)的进气端连通，透平(3)的排气端与所述回热器(5)的第一介质通道进口(1241)连通，第一介质通道出口(1242)与外界连通。

2.如权利要求1所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：还包括排烟道(22)，所述排烟道(22)的进口与所述第一介质通道出口(1242)连通，所述排烟道(22)的出口与外界连通，且所述排烟道(22)与所述回热器(5)的外壁紧贴。

3.如权利要求1所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：排烟道(22)的出口与压气机(2)的进气端设置为同侧或相反侧。

4.如权利要求3所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：排烟道(22)设置于所述回热器(5)的四个侧面的至少任意一侧面。

5.如权利要求1所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：所述转轴包括第一转轴(6)和第二转轴(7)，所述发电机(1)设置在所述第一转轴(6)上，所述压气机(2)、所述透平(3)设置在所述第二转轴(7)上；所述第一转轴(6)和第二转轴(7)通过联轴器(8)连接。

6.如权利要求5所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：所述联轴器(8)包括轴主体(81)和卡接凸棱(82)；

所述卡接凸棱(82)为沿所述轴主体(81)的径向向外延伸形成的凸起；

所述凸起为条状结构，其延伸方向与所述轴主体(81)的轴线平行，且其长度与所述轴主体(81)的长度相匹配；

所述第一转轴(6)的一端和所述第二转轴(7)的一端均设置有与所述联轴器匹配的盲孔；所述联轴器(8)的两端分别插接在两个所述盲孔中。

7.如权利要求1所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：所述回热器(5)包括壳体(110)和多块换热板(120)；

所述壳体包括上底面、下底面和一相对设置的侧面，另一相对的侧面上分别设置有第一开口(111)和第二开口(112)，所述第一开口(111)和第二开口(112)形成所述壳体的贯穿通道；所述下底面上设置有平行的第一底部开口(113)和第二底部开口(114)；

每个所述换热板(120)包括依次固定连接的第一换热元件(121)，第二介质导流片(123)和第二换热元件(122)，所述第一换热元件(121)和第二换热元件(122)结构相同，所述第一换热元件(121)和第二换热元件(122)均包括依次固定连接的第一介质导流片Ⅰ(1211)，换热翅片(1212)和第一介质导流片Ⅱ(1213)；

相邻换热板(120)的第一换热元件(121)的换热翅片(1212)和第二换热元件(122)的换热翅片(1212)形成第一介质通道(124)；每个所述换热板(120)的第一换热元件(121)的换热翅片(1212)和第二换热元件(122)的换热翅片(1212)形成第二介质通道(125)；第一介质通道(124)设置有第一介质通道进口(1241)和第一介质通道出口(1242)，第二介质通道(125)设置有第二介质通道进口(1251)和第二介质通道出口(1252)；

多块依次固定连接的所述多块换热板(120)置于所述壳体(110)内，所述第一介质通道进口(1241)朝向所述第一开口(111)，第一介质通道出口(1242)朝向所述第二开口(112)，所述第二介质通道进口(1251)朝向所述第一底部开口(113)，第二介质通道出口(1252)朝向所述第二底部开口(114)。

8.如权利要求1所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：包括轴承润滑系统，所述轴承润滑系统包括：

第一油路(17)、第二油路(18)、与第二转轴(7)同轴设置的第一轴承(20) 和第二轴承(21)、轴承套(14)、喷油环(15)和抵接装置(16)；

沿第二转轴(7)的轴向方向上，所述第一轴承(20)和第二轴承(21)按预定间隔设置在第二转轴(7)上，其中，所述第一轴承(20)和第二轴承(21)的转子与所述第二转轴(7)固定连接，定子与所述轴承套(14)的内表面抵接，所述轴承套(14)设置有定位止口(142)，所述第一轴承(20)定子的一侧面与所述定位止口(142)的一侧面抵接，转子的一侧面与固定在第二转轴(7)上的定位元件(143)抵接；

沿所述第二转轴(7)的径向方向上，所述喷油环(15)位于所述轴承套(14)和所述第二转轴(7)之间，所述喷油环(15)的外表面与所述轴承套(14)的内表面抵接，所述喷油环(15)一侧面与第二轴承(21)的定子的一侧面抵接；

沿第二转轴(7)的轴向方向上，抵接装置(16)与所述定位止口(142)的另一侧面和所述喷油环(15)的另一侧面抵接；

第一油路(17)贯穿所述轴承套(14)，且其出口朝向所述第一轴承(20)；

第二油路(18)贯穿所述轴承套(14)和所述喷油环(15)，且其出口朝向所述第二轴承(21)。

9.如权利要求8所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：所述抵接装置(16)为弹性装置或弹簧。

10.如权利要求1所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：包括燃料供给装置，所述燃料供给装置包括喷嘴(9)和喷嘴密封法兰(12)，所述喷嘴密封法兰(12)的法兰面与所述机壳(10)的内壁贴合固定，法兰颈与燃烧室外壁(41)固定连接；喷嘴(9)的喷嘴本体(91)与燃烧室内壁(42)固定连接，燃烧室外壁(41)和燃烧室内壁(42)构成的内外壁通道(43)与喷嘴本体(91)上的进气孔(93)连通，所述喷嘴本体(91)依次穿过机壳(10)的喷嘴安装孔、喷嘴密封法兰(12)的法兰盘、喷嘴密封法兰(12)的法兰颈、燃烧室内壁(42)后置于燃烧室(4)内；喷嘴密封法兰(12)的法兰颈的内径大于喷嘴本体(91)的外径，喷嘴本体(91)与喷嘴密封法兰(12)的法兰盘之间存在间隙。

11.如权利要求10所述的微型燃气轮机发电机组，其特征在于：包括密封环(11)，所述喷嘴(9)包括固定连接或一体成型的喷嘴本体(91)和喷嘴法兰(92)；所述机壳(10)上设置有与所述喷嘴法兰(92)配装的喷嘴安装法兰(101)和喷嘴安装孔；

所述喷嘴本体(91)下部穿过机壳(10)的喷嘴安装孔置于所述机壳(10)内；紧固件(13)穿过所述喷嘴法兰(92)和喷嘴安装法兰(101)的紧固孔连接所述喷嘴法兰(92)和喷嘴安装法兰(101)；

所述喷嘴本体(91)，喷嘴法兰(92)和喷嘴安装法兰(101)构成环形密封腔，所述密封环(11)置于所述环形密封腔内；

所述喷嘴法兰(92)和喷嘴安装法兰(101)之间存在间隙，喷嘴本体(91)和喷嘴安装孔之间存在间隙。