正压式燃气轮机的制作方法

文档序号:15607806发布日期:2018-10-09 19:57阅读:149来源:国知局

本发明涉及一种燃气轮机,特别是涉及一种做功过程中对燃气轮机转子不产生轴向力只产生正向纯力偶距的燃气轮机。

二、

背景技术:

现在中小型发电厂和其它场合所使用的燃气轮机基本上都是利用燃气的热能推动燃气轮机转子转化为机械能带动发电机发电,做功过程中沿着轴向逐级推动燃气轮机转子轴线成一定倾斜角度且沿径向安装的动叶片,从而带动转子转动,最后做功后乏气从气缸的另一端排出。由于动叶片具有倾斜角度总免不了产生轴向力,这部分能量不产生转距而浪费了,而且使燃气轮机结构变得复杂了。

三、

技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种在做功过程中对燃气轮机转子不产生轴向力并且使设备结构更加简单做功效率更高的燃气轮机。

为达到上述目的,本发明提供一种使燃气产生的推力沿燃气轮机转子外轮缘并垂直于转子轴线作用于转子,从而对转子产生正向环形力偶矩的燃气轮机。

该燃气轮机由叶轮、缸筒、燃烧喷嘴、压气机、轴承、燃料供给系统、点火系统、导气管路、排气系统、启动电机等组成,所述叶轮由主轴、叶轮侧板、动叶片构成,带通气孔的两个叶轮侧板外缘上圆周固定着许多与主轴轴线平行的动叶片形成了叶轮级,几个叶轮级与主轴固定连接形成了叶轮,叶轮主轴另一端联结着压气机压气叶轮;所述缸筒的筒壁上沿轴向布置着几列沿周向安装着多个倾斜的燃烧喷嘴(燃烧室)形成了喷嘴级并与叶轮级相对应,这些缸筒筒壁上安装的燃烧喷嘴通过导气管路与压气机的出气口连通并与点火系统及燃料供给系统相连通形成了诸多燃烧室;所述一端固定联结压气机压气叶轮并通过轴承支撑在基础板上的叶轮与通过支架固定支撑在基础板上且一端与压气机外缸筒相联结而另一端与排气系统相联结的缸筒套装在一起且使其喷嘴级位置与叶轮级位置相对应。

燃气轮机燃烧喷嘴(燃烧室)一种形式是由耐高温材料制成的圆筒型壳体其上端与通气管路通油管路及点火器等连通而与缸筒内壁相切的下端制成扁唇口且使扁唇口与缸筒轴线平行(最佳状态),圆筒型壳体镶装在缸筒壁上在周向安装多个在轴向安装几列。

燃气轮机燃烧喷嘴(燃烧室)另一种形式是在缸筒内壁上环形安装着定叶片及两侧板形成的喷嘴且喷嘴唇口与缸筒轴线平行(最佳状态),喷嘴与沿着周向开着几组与通气管路通油管路及点火器等相通的通孔的缸筒内壁形成了燃烧室。为了增加抗高温性能可在缸筒内壁加衬板与定叶片及两侧板形成了环形箱式燃烧室。

燃气轮机工作时,由启动电机带动叶轮旋转,由装在叶轮轴上的压气机将空气吸入并压缩,压缩后的空气经空气导入管送至燃烧室,进入燃烧室的空气与由供油系统泵送进来的燃料混合后由点火器点燃,燃烧后的高温高压气体由喷嘴唇口喷向叶轮动叶片,从而推动叶轮高速转动对外输出机械能带动其他机械(如发电机)做功,这样完成了燃气轮机由“吸气、压气、燃烧、做功”四个过程。当燃气轮机叶轮达到一定速度时启动电机自动脱开,燃气轮机自行工作。

四、附图说明

图1是本发明的一种实施例的剖视图。

图2是本发明的第一种实施例的叶轮图。

图3是本发明的另一种实施例的剖视图。

图4是本发明的一种燃烧喷嘴图

五、具体实施方式

下面结合附图详细说明具体实施方式。

图1及图2所示的正压式燃气轮机,图1的上图为该燃气轮机的轴侧剖视图,下图为沿a-a处剖开放大的轴端剖视图。如图所示该燃气轮机由叶轮1、压气机2、缸筒3、通气管路4、燃料管路5、排气系统6、轴承7、轴承支座8、排气支架9、基础板10、压气机支架11、联轴器12、启动电机13、燃烧喷嘴(燃烧室)14、点火系统(图中未画出)等组成,所示叶轮1(见图2)由主轴18、叶轮侧板19、动叶片20组成,动叶片20环形固定在开有通气孔的两叶轮侧板19外缘处且与缸筒3中心线平行组成了叶轮环16,几列叶轮环16与主轴18同心地固定在一起构成了叶轮1,叶轮1主轴18的另一端与压气机2的压气叶轮固定套装在一起,叶轮1通过两轴承7转动及两轴承支座8固定支撑在基础板10上并且通过联轴器12使叶轮主轴18一端与启动电机13连接而另一端与输出机械如发电机(图中为画出)连接;所述缸筒3为圆筒型缸体,其筒壁上圆周开着许多倾斜的孔,这些倾斜的孔在轴向布置着几列并且孔的倾斜角度与叶轮1上的动叶片20相适应,缸筒3一端与压气机2外壳固定而另一端与排气系统6的排气端盖固定联结并用排期支架9和压气支架11固定支撑在基础板10上,缸筒3圆周上布置着倾斜的孔内固定安装着类似圆筒型壳体而该壳体与缸筒3内壁相附的下端制成扁唇口形成了燃烧喷嘴(燃烧室)14且使通气管路4、通油管路5、点火系统与其相连通并使燃烧喷嘴14的唇口15与缸筒中心线平行(最佳状态);支撑在基础板10上的叶轮1与支撑在基础板10上的缸筒3同心地套装一起并使叶轮1上的几列叶轮环16与装在缸筒3壁上的几列燃烧喷嘴14位置相对应,还应使燃烧喷嘴14的唇口15的方向角度与叶轮环16的动叶片20相适应,同时压气机2外壳与缸筒3之间用密封隔开,还有与缸筒3固联的排气端盖其内孔用密封与外界隔开,而排气系统6排气端盖的排气口可接入二次利用或排入大气中。

工作时,由启动电机13带动叶轮1旋转,由装在叶轮主轴18上的压气机2将空气吸入并压缩,压缩后的空气经通气管路4送至燃烧室14,进入燃烧室14的空气与由供油系统泵送进来的燃料混合后由点火器点燃,燃烧后的高温高压气体由喷嘴唇口15喷向叶轮动叶片20,从而推动叶轮1高速转动对外输出机械能带动其他机械(如发电机)做功。当燃气轮机叶轮1达到一定速度时启动电机13自动脱开,燃气轮机自行工作。

图3及图4所示的正压式燃气轮机,图3的上图为该燃气轮机的轴侧剖视图,下图为沿a-a处抛开放大比例的轴端剖视图。如图所示该燃气轮机由叶轮29、压气机30、缸筒33、通气管路31、燃料管路34、排气系统左右端盖32与35、轴承39与45、轴承支座38、排气支架40、基础板41、压气机支架46与47、联轴器37与48、启动电机49、燃烧喷嘴(燃烧室)44、点火系统(图中未画出)等组成,所述叶轮29(参照图2)由主轴50、叶轮侧板43、动叶片42组成,动叶片42环形固定在开有通气孔的两叶轮侧板43外缘处且与缸筒33中心线平行组成了叶轮环36,几列叶轮环36与主轴50同心地固定在一起构成了叶轮29,叶轮29主轴50的另一端与压气机30的压气叶轮固定套装在一起,叶轮29通过轴承39与45及三个轴承支座38转动支撑在基础板41上并且通过联轴器使叶轮主轴50一端与启动电机49连接而另一端与输出机械如发电机(图中为画出)连接;所述缸筒33为圆筒型缸体,其筒壁上圆周开着许多倾斜的孔,这些倾斜的孔在轴向布置着几列并且孔的倾斜角度与叶轮29上的动叶片42相适应,缸筒33一端与排气系统的左排气端盖32固定而另一端与排气系统的右排气端盖35固定联结并用两个排气支架40支撑在基础板41上,而固定套装在叶轮主轴50另一端的压气机用压气支架46与47支撑在基础板41上;缸筒33圆周上布置着倾斜的孔内固定安装着燃烧喷嘴(燃烧室)44且使通气管路31、通油管路34、点火系统与其相连通并使燃烧喷嘴44的定叶片53与缸筒33中心线平行(最佳状态);支撑在基础板41上的叶轮29与支撑在基础板41上的缸筒33同心地套装一起并使叶轮29上的几列叶轮环36与装在缸筒33壁上的几列燃烧喷嘴44位置相对应,还应使燃烧喷嘴44的定叶片53的方向角度与叶轮环36的动叶片42相适应,同时压气机30外壳与叶轮主轴50之间用密封隔开,还有与缸筒33固联的左右排气端盖32与35其内孔与叶轮主轴50用密封与外界隔开,而左右排气端盖排气口可接入二次利用或排入大气中。

燃气轮机燃烧喷嘴(燃烧室)44(见图4)是在缸筒33内壁上环形固定安装着定叶片53及两侧板54形成的扁喷嘴且喷嘴唇口与缸筒33轴线平行(最佳状态),扁喷嘴与沿着周向开着几组与通气管路31通油管路34及点火器等相通的联通孔的缸筒33内壁形成了燃烧室。为了增加抗高温性能可在缸筒内壁加衬板55与定叶片53及两侧板54形成了环形箱式燃烧室。

工作时,由启动电机49带动叶轮29旋转,由装在叶轮主轴50上的压气机30将空气吸入并压缩,压缩后的空气经通气管路31送至燃烧室44,进入燃烧室44的空气与由供油系统34泵送进来的燃料混合后由点火器点燃,燃烧后的高温高压气体由喷嘴唇口喷向叶轮动叶片42,从而推动叶轮29高速转动对外输出机械能带动其他机械(如发电机)做功。当燃气轮机叶轮29达到一定速度时启动电机49自动脱开,燃气轮机自行工作。

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