[发明专利]具有扭转式阻尼联轴器的燃气涡轮发动机发电机系统

说明书

技术领域

本发明大体涉及燃气涡轮发动机，确切地说，涉及在燃气涡轮发动机和发电机之间使用扭转式阻尼联轴器(torsional damping coupling)，以防止燃气涡轮发动机因发生基于发电机的故障事件而遭到损坏。

背景技术

燃气涡轮发动机和其他类型的涡轮机通常用于驱动发电机等负载。燃气涡轮机设计成经受某种级别的基于发电机的故障事件，而不致产生损坏。此类故障事件可定义为异相同步、短路以及类似故障。故障事件可能会以强振动性将高扭矩从发电机传输到涡轮机。通常而言，涡轮机设计成可承受微小的故障事件而不致造成永久损害，并且可承受重大故障事件而不致导致涡轮机失效。但是，这些故障设计要求可能会提高涡轮机的总体大小、成本和重量。

过去，人们尝试用切变联轴器(shear couplings)来防止燃气涡轮发动机因发生基于发电机的故障事件而遭到损害。但是，切变联轴器通常在微小的故障事件过程中不会提供任何帮助，且通常需要在重大故障事件之后进行更换。因此，切变轴联器的有效性可能有限，且不适于长期使用。

因此，所属领域需要用于防止燃气涡轮发动机因发生基于发电机的故障事件而遭到损坏，和/或抑制燃气涡轮发动机对所述故障事件做出响应的系统和方法。此类改进的系统和方法能够较好地将燃气涡轮发动机与此类故障事件实质分离，从而降低当前的涡轮机故障设计要求和成本。

发明内容

因此，本发明提供燃气涡轮发动机发电机系统。所述燃气涡轮发动机发电机系统可包括涡轮机、发电机和轴。所述涡轮机经由所述轴来驱动所述发电机。所述扭转式阻尼联轴器可围绕所述轴设置，以便在发生基于发电机的故障事件的过程中，限制向所述涡轮机的扭矩传输。

所述扭转式阻尼联轴器包括内部部分和外部部分，及设置于所述内部部分和所述外部部分之间的弹簧组，所述弹簧组包括多个弹簧和多个油腔。所述燃气涡轮发动机发电机系统进一步包括多个扭转式阻尼联轴器。所述扭转式阻尼联轴器限制从所述发电机到所述涡轮机的扭矩传输；进一步地，所述扭转式阻尼联轴器限制由故障事件引起的从所述发电机到所述涡轮机的所述扭矩传输。所述扭转式阻尼联轴器包括基于油的阻尼器，或者基于弹簧的阻尼器。

本发明进一步提供运行燃气涡轮发动机发电机系统的方法。所述方法可包括以下步骤：将扭转式阻尼联轴器设置于围绕发电机和涡轮机之间的轴的位置，通过涡轮机经由轴来驱动发电机，在发生故障事件的过程中，在发电机中产生扭矩，以及通过扭转式阻尼联轴器抑制从发电机到涡轮机的扭矩传输。

所述通过所述扭转式阻尼联轴器来抑制从所述发电机到所述涡轮机的扭矩传输的步骤包括基于油的阻尼阶段，或者包括产生水力摩擦，或者包括基于弹簧的阻尼阶段，或者包括弯曲多个弹簧。

本发明进一步提供燃气涡轮发动机发电机系统。燃气涡轮发动机系统可包括涡轮机、发电机和轴。所述涡轮机经由所述轴来驱动所述发电机。扭转式阻尼联轴器可围绕所述轴设置。扭转式阻尼联轴器可包括由弹簧组隔开的内部部分和外部部分。

通过参照附图和随附的权利要求书来阅读以下详细说明，所属领域的一般技术人员轻易就可了解本发明的这些和其他特征以及改进。

附图说明

图1为已知的燃气涡轮发动机的示意图。

图2为本说明书所描述的具有扭转式阻尼联轴器的燃气涡轮发动机发电机系统的示意图。

图3是图2所示扭转式阻尼联轴器的侧视截面示意图。

图4是图2所示扭转式阻尼联轴器的局部俯视平面图。

元件符号列表：

具体实施方式

现在参照附图，在附图中，相同数字指代多副附图中的相同元件，图1所示为本说明书所用燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可包括压缩机15。压缩机15用于压缩进入气流20。压缩机将压缩气流20传送到燃烧室25。燃烧室25将压缩气流20与压缩燃料流30混合，并点燃所述混合物以生成燃气流35。尽管图中仅显示了一个燃烧室25，但燃气涡轮发动机10可包括任何数量的燃烧室25。燃气流35顺次传送到下游涡轮机40。燃气流35驱动涡轮机40，从而产生机械功。在涡轮机40中产生的机械功经由轴45驱动压缩机15，并驱动将在下文中详细描述的发电机和类似装置等外部负载。