[實用新型]一種多級渦輪式微型燃?xì)廨啓C

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922390368.4
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN211343135U
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳普;于寧
• 申請（專利權(quán)）人: 迅玲騰風(fēng)汽車動力科技（北京）有限公司
• 主分類號: F02C6/02
• 分類號: F02C6/02;F02C7/06;F02C3/04;F02C3/14;F02C7/00;F01D25/24
• 代理公司: 北京嘉途睿知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11793
• 代理人: 李鵬

本實用新型提供一種多級渦輪式微型燃?xì)廨啓C，包括高壓機與低壓機；其中，所述高壓機包括高壓機匣、壓氣機、高壓渦輪組、燃燒室、高壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)以及啟動電機，所述低壓機包括低壓機匣、低壓渦輪組、發(fā)電機、低壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)以及煙氣室，所述壓氣機的進(jìn)氣端與外界連通，壓氣機的排氣端與燃燒室的入口端連通，燃燒室的出口端與高壓渦輪組的進(jìn)氣端連通，高壓渦輪組的排氣端與低壓渦輪組的進(jìn)氣端連通，低壓渦輪組的排氣端與煙氣室入口連通，煙氣室出口與外界連通。本實用新型高壓渦輪與低速渦輪設(shè)置為多級，形成多列渦輪級微型燃?xì)廨啓C，結(jié)構(gòu)布局合理，運行穩(wěn)定、效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及燃?xì)廨啓C領(lǐng)域，尤其涉及一種多級渦輪式微型燃?xì)廨啓C。

背景技術(shù)

微型燃?xì)廨啓C是一類新近發(fā)展起來的小型熱力發(fā)動機，其單機功率范圍為25～300kW，基本技術(shù)特征是采用徑流式葉輪機械以及回?zé)嵫h(huán)。現(xiàn)有技術(shù)中微型燃?xì)廨啓C電機組存在如下缺陷：

當(dāng)前微型燃?xì)廨啓C所采用的總體結(jié)構(gòu)包括單轉(zhuǎn)子與多轉(zhuǎn)子。單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)整體只有一根軸，壓氣機、渦輪全都在這根軸上，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)性好。理論上說，單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)微型燃?xì)廨啓C的壓氣機可以作成任意多的級數(shù)以達(dá)到一定的增壓比。但單轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)限制使所有零件都安裝在同一根主軸之上，當(dāng)單轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速突然下降時，壓氣機的高壓部分就會因為得不到足夠的轉(zhuǎn)速而效率嚴(yán)重下降，同時，壓氣機低壓部分的載荷就會急劇上升。低壓壓氣機部分超載運行時就會引起喘振，在正常運行中，喘振是不被允許的。為解決此問題，通常會在壓氣機前加裝導(dǎo)流葉片或者在壓氣機的中間級上進(jìn)行放氣，即空放掉一部分被增壓的空氣來減少壓氣機低壓部分的載荷。此種方式缺點明顯，不僅會大大降低效率，而且在高增壓比的壓氣機上的作用也不是十分的明顯。

為了提高壓氣機的工作效率和減少喘振，人們想到了用多轉(zhuǎn)子來解決問題。例如讓微型燃?xì)廨啓C的低壓壓氣機和高壓壓氣機工作在不同的轉(zhuǎn)速之下。低壓壓氣機與低壓渦輪聯(lián)動形成低壓轉(zhuǎn)子，高壓壓氣機與高壓渦輪聯(lián)動形成高壓轉(zhuǎn)子。低壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相對較低。因為壓縮作用，壓氣機內(nèi)的空氣溫度升高，因為音速也隨著空氣溫度的升高而升高，所以可以提高高壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速上限、降低高壓轉(zhuǎn)子直徑。由于雙轉(zhuǎn)子微型燃?xì)廨啓C的高壓轉(zhuǎn)子的重量比較輕，起動慣性小，因此可以用啟動電機驅(qū)動，與單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相比，雙轉(zhuǎn)子的啟動比較容易，啟動能量也較小，啟動設(shè)備的重量也相應(yīng)降低。

然而，在雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的微型燃?xì)廨啓C上，由于風(fēng)扇要和低壓壓氣機聯(lián)動，因此直徑相對比較大的風(fēng)扇所承受的離心力和葉尖速度也就要大，巨大的離心力就要求風(fēng)扇的重量不能太大，葉片長度不能太長，因此涵道比提高有限，而實踐證明函道比越高的推力也就越大，而且也相對省油。而低壓壓氣機為了與風(fēng)扇聯(lián)動也不得不降低轉(zhuǎn)數(shù)，單級增壓比降低，為了達(dá)到總的增壓比，就不得不增加壓氣機風(fēng)扇的級數(shù)。這樣壓氣機的重量就很難得以下降。

綜上所述，傳統(tǒng)機械式的單轉(zhuǎn)子在功能上有諸多局限性，而傳統(tǒng)的多轉(zhuǎn)子體系有巨大的工程復(fù)雜性和不確定性。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種多級渦輪式微型燃?xì)廨啓C。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種多級渦輪式微型燃?xì)廨啓C，包括高壓機與低壓機；

其中，所述高壓機包括高壓機匣、壓氣機、高壓渦輪組、燃燒室、高壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)以及啟動電機，所述壓氣機、高壓渦輪組以及高壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)置于高壓機匣內(nèi)，高壓機匣套設(shè)于燃燒室一端，壓氣機和高壓渦輪組依次同軸安裝于高壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)上，壓氣機遠(yuǎn)離高壓渦輪端設(shè)置啟動電機；

所述低壓機包括低壓機匣、低壓渦輪組、發(fā)電機、低壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)以及煙氣室，所述低壓渦輪組、發(fā)電機、低壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)置于低壓機匣內(nèi)，低壓渦輪組與發(fā)電機依次同軸安裝于低壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)上；