[发明专利]立式中轴减速双质透平直接做动力输出方法

说明书

本发明涉及一种燃气轮机，即立式中轴减速双质透平直接做动力输出方法。是在燃气涡轮与压气机之间设涡轮蜗杆减速机，燃气涡轮涡轮轴、减速机蜗杆、压气机叶轮轴三者同轴；不设减速机“专职蜗杆”，在减速机蜗杆径向两侧设对称的两个减速机涡轮，从而消除涡轮蜗杆间的强大侧推力，为保证两个涡轮轴的平行和联动，在涡轮轴两端各设一个直齿联动齿轮。减速机涡轮中心轴为四个输出端子，实现直接做动力输出。让透平与减速机蜗杆和压气机同轴，不仅缩短了机组的总高度，更主要的是降低了发动机上平面与输出轴的距离，便于与变速箱对接。在减速机蜗杆两侧设对称的两个涡轮，横向侧推力被抵消，消除对轴承的伤害。

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机，即立式中轴减速双质透平直接做动力输出方法。

背景技术

在现有技术中，微型透平式发动机转速特别高，大都在60’000~120’000r/min左右。很难直接作动力输出。即便使用减速机减速，减速机输入轴的转速还是要和发动机同速的，很难过轴承这一关。

鉴于微型机的功率（＜300kw）范畴，便于用在行走机械上，发动机与变速箱的对接是急需解决的关键。

若通过发动机转子（压气机）末端输出，不仅减速机输出轴距离发动机顶端太远，还要留出足够的压气机进气通道所需空间，势必要加长转子轴的长度，加粗轴颈，高度会超出发动机舱的空间限制。

燃气轮机的透平和压气机其实是同轴的两部独立机械，两者之间有一段多余的空闲。

之前有双工质联合循环透平机降温提效方法201210438106.0，2012.11.6、双工质联合循环透平机降低自耗功方法201210438095.6，2012.11.6 、双工质联合循环透平机环形燃烧相变室201210438096.0，2012.11.6、双工质联合循环透平机红外线低温燃烧装置及方法201210438065.5，2012.11.6， 在一部透平中同时采用燃气工质为第一工质，水为第二工质，设计思路得到肯定，但是，由于微型透平机转速过高，没法作动力输出，也就上不了车，对这种发动机的实用价值大打折扣。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足而提供一种立式中轴减速双质透平直接做动力输出方法，使发动机转速成为可控，便于与变速箱对接。

本发明的技术解决方案是：立式中轴减速双质透平直接做动力输出方法，其特征在于在燃气涡轮与压气机之间设涡轮蜗杆减速机，燃气涡轮涡轮轴、减速机蜗杆、压气机叶轮轴三者同轴；不设减速机“专职蜗杆”，在减速机蜗杆径向两侧设对称的两个减速机涡轮，从而消除涡轮蜗杆间的强大侧推力，为保证两个涡轮轴的平行和联动，在涡轮轴两端各设一个直齿联动齿轮。减速机涡轮中心轴为四个输出端子，实现直接做动力输出。

立式中轴减速双质透平包括燃气涡轮、压气机和涡轮蜗杆减速机，燃气涡轮的另一端带有压气机；燃气涡轮末端双气出口与水冷涡轮增压器对接。水冷涡轮增压器的压气机出口与双质透平的压气机入口连接；燃烧室入口带有预燃室，预燃室带有火花塞；燃料喷入导流连接板与压气机壳体之间留有的环形装配缝隙中，在高速进气流的虹吸作用下一起进入预燃室；透平叶轮处有启动喷嘴，启动喷嘴与启动水阀连接相通；蓄水箱与水泵连接。

将减速机设在透平与压气机之间，不仅缩短了机组的总高（长）度，更主要的是降低了发动机上平面与输出轴的距离，便于与变速箱对接。

如果将减速机输入轴与发动机转子轴并用，就无需专门考虑输入轴轴承的适应能力。

涡轮蜗杆减速机的速比大，体积小，这是最主要的适应条件。

透平式发动机，尤其是微型机，一般转速都特别高，转速高达60’000~120’000r/min，若把这种发动机用到行走机械上，首先要考虑的就是“减速”。减速机速比可以设定在15~20倍速之间，例如，微型机应确保减速机输出轴的转速在4'500~6'000r/min之间。