[实用新型]燃气轮机

说明书

一种燃气轮机包括压气叶轮、涡轮叶轮、主轴、燃烧室和机匣，压气叶轮、涡轮叶轮和燃烧室被容纳在机匣中，且主轴被支承在机匣中。其中，在压气叶轮的压气叶轮轮毂中集成有启发电机。该燃气轮机结构简单、紧凑，利于小型化，并且可靠性高，使用寿命也相应得到延长。

技术领域

本实用新型涉及动力装置领域，具体来说，本实用新型公开了一种燃气轮机。

背景技术

燃气轮机是一种内燃式动力机械装置。燃气轮机的运行原理是，将燃料燃烧产物作为工质，使其连续地流入燃气轮机的叶轮，带动叶轮转动，从而将燃料的化学能转化为机械能。

目前常用的燃气轮机按照结构形式，可分为重型燃气轮机、轻型燃气轮机以及微型燃气轮机等，而这些类型的燃气轮机可应用于多种场合，例如作为航空发动机、船舶发动机、或者应用在发电机组中，等等。燃气轮机的优点在于，可容易地进行多台燃气轮机的集成扩容，可适应多种燃料，燃料消耗率低，运行过程中噪音低、排放低、振动小、维修率低，并且可对燃气轮机进行远程遥控和诊断，等等。

图1示出了常规的燃气轮机的结构原理示意图。其中，燃气轮机1的主要部分包括压气机10、涡轮20和燃烧室30，压气机10的压气叶轮和涡轮20的涡轮叶轮之间由轴40相连接。在运行过程中，首先由外部的动力源来启动压气机10，由此压气机10从周围的大气中吸入空气，并将其压缩。压缩后的空气被输送到燃烧室30中。这样，压缩空气与喷入燃烧室中的燃料发生燃烧反应，生成高温燃气。高温燃气流入涡轮20中，并膨胀做功，推动涡轮叶轮转动，涡轮叶轮则通过轴40带动压气叶轮一同转动。燃烧后的高温燃气在带动压气机的同时，还有多余的能量作为燃气轮机的输出机械功。该机械功可用来发电、作为飞行器或船舶的推进力等。

启动燃气轮机的外部动力源的一种例子是外部的压缩空气源，该压缩空气源向压气机10提供压缩空气，吹动压气叶轮转动。不过，这种使用压缩空气源的方案的应用场合受到限制，需要在其附近提供压缩空气源。

另一种方式是如图1中所示的那样使用启发电机50来进行启动。该启发电机50的输出轴经由齿轮变速箱与压气叶轮相连。在启动燃气轮机时，启发电机50带动压气叶轮初始地转动，将外界空气吸入压气机10中，压气机10产生压缩空气。不过，对于启发电机方式的驱动源，所使用的启发电机以及连接启发电机与燃气轮机的传动装置会占据较大的空间，并且启发电机与压气机之间的齿轮传动机构的效率较低，并且容易磨损，从而维护成本比较高。

因此，在燃气轮机的领域中，需要能够至少部分地解决上述问题的新型的燃气轮机。

实用新型内容

因此，本实用新型是为解决以上所述现有的燃气轮机所存在的问题而做出。本实用新型的目的是提供一种具有改进结构的燃气轮机，该燃气轮机包括启发电机，同时又结构紧凑，占据的空间较小。此外，本实用新型的燃气轮机还能够更加安全和稳定地运行。

本实用新型的燃气轮机包括：压气叶轮，压气叶轮安装在主轴上；涡轮叶轮，涡轮叶轮安装在主轴上；燃烧室，燃烧室位于压气叶轮的下游以及涡轮叶轮的上游；以及机匣，压气叶轮、涡轮叶轮和燃烧室被容纳在机匣中，且主轴被支承在机匣中。其中，在压气叶轮的压气叶轮轮毂中形成有空腔，在空腔中容纳有启发电机，其中，启发电机的转子相对于压气叶轮轮毂固定地设置在空腔中，启发电机的定子与转子同轴地设置，并相对于机匣固定定位。

由此，在本实用新型的燃气轮机中，启发电机集成在压气叶轮中，这样，现有的电机中的传动轴、电机轴承等部件可省略，这一方面提高了传动效率，另一方面电机运行的可靠性也提高，延长了整体寿命。而且这样的结构还有助于使燃气轮机的结构更加紧凑，减少了燃气轮机的体积和重量。

较佳地，转子可通过以下方式中的至少一种固定设置在空腔中：转子以过盈配合的方式镶嵌在空腔中；以及转子固定连接在空腔的内壁上。将转子固定设置在空腔中，使得转子相对于压气叶轮保持静止，即，转子的转动可带动压气叶轮转动。

进一步地，定子固定连接在机匣上。