專利名稱：微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，尤其是一種微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置是一種新型的分布式發(fā)電裝置，其功率范圍15 300kW。近年來，隨著全球范圍內(nèi)能源與動力需求以及環(huán)境保護(hù)等要求的變化，微型燃機得到了各國電力、動力、國防軍工等有關(guān)部門的高度重視。國際上已有美國、瑞典、英國等國家研制和生產(chǎn)微型燃?xì)廨啓C，國內(nèi)也有一些大學(xué)、科研院所及企業(yè)在進(jìn)行這方面的研制工作，目前還沒有成型的技術(shù)和產(chǎn)品。以微型燃?xì)廨啓C為核心的分布式供能系統(tǒng)是二 i^一世紀(jì)的高效、清潔能源技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，作為先進(jìn)能源技術(shù)的前沿發(fā)展方向，已被列入我國中、長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展綱要。微型燃?xì)廨啓C也是國防建設(shè)急需的軍事裝備。發(fā)展微型燃?xì)廨啓C技術(shù)對于我·國國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和加強國防建設(shè)具有極其重要的意義，具有廣闊的應(yīng)用前景。國內(nèi)現(xiàn)有的15 300kW范圍內(nèi)的微型燃?xì)廨啓C一般都結(jié)構(gòu)復(fù)雜、起動響應(yīng)慢，有的綜合熱效率不高，或排放無法滿足環(huán)保要求，因此不能滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、起動快、性能可靠、綜合熱效率高和低排放的微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下微型燃?xì)鈾C發(fā)電裝置包括燃?xì)廨啓C、回?zé)崞?、高速永磁電?發(fā)電機，所述的燃?xì)廨啓C包括固接在一起的壓氣機機匣、中間機匣、渦輪機匣、燃燒室及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括軸和軸上依次設(shè)置壓氣機葉輪、渦輪葉輪并可隨軸一同轉(zhuǎn)動，所述的軸通過后軸承和前軸承安裝在中間機匣上，所述的回?zé)崞髋c渦輪機匣和壓氣機機匣相連，所述的高速永磁電動/發(fā)電機殼體與壓氣機機匣相連，電機轉(zhuǎn)子通過花鍵軸與軸固連；壓氣機葉輪位于壓氣機機匣的內(nèi)部并與壓氣機機匣之間形成一個進(jìn)氣道，所述的壓氣機機匣外側(cè)設(shè)置有渦形空氣流道，所述的中間機匣的前端與壓氣機機匣相連且安裝有徑向擴壓器，所述的徑向擴壓器位于進(jìn)氣道和空氣流道之間，中間機匣的后端連接渦輪機匣和渦輪導(dǎo)向器，所述的渦輪葉輪位于渦輪導(dǎo)向器內(nèi)部，渦輪導(dǎo)向器上安裝有渦殼；所述的渦輪機匣上設(shè)置有燃燒室，所述的燃燒室的空氣入口與渦輪機匣相連，燃?xì)獬隹谂c渦殼相連，燃燒室內(nèi)安裝有點火系統(tǒng)；所述的回?zé)崞鞯娜細(xì)膺M(jìn)口與渦輪機匣相連，空氣進(jìn)口與壓氣機機匣上設(shè)置的渦形空氣流道相連，空氣出口與渦輪機匣相連。所述的燃燒室可為獨立的部件，可從渦輪機匣上獨立進(jìn)行拆卸。所述的后軸承和前軸承為角接觸軸承，且其直徑D與速N的乘積> 1200000，所述的前軸承為推力軸承。所述的花鍵軸為彈性花鍵軸。所述的回?zé)崞鳛楦咝г砻婊責(zé)崞鳌１景l(fā)明的微型燃?xì)廨啓C工作時，蓄電池帶動高速永磁電動/發(fā)電機起動，空氣經(jīng)壓氣機殼體氣流通道進(jìn)入，通過壓氣機葉輪的旋轉(zhuǎn)做功進(jìn)行壓縮，流出的高壓氣流進(jìn)入徑向擴壓器增壓整流，進(jìn)一步提高氣流的壓力，最后經(jīng)壓氣機殼體渦形流道進(jìn)行整流通過管道流入回?zé)崞?，高壓空氣?jīng)回?zé)崞鲹Q熱后變成高溫空氣經(jīng)渦輪機匣整流后進(jìn)入燃燒室，燃燒室通過燃燒產(chǎn)生高溫氣體，這些高溫氣體經(jīng)渦殼組件整流、渦輪導(dǎo)向器整流加速后吹動渦輪葉輪做功，排出的高溫燃?xì)膺M(jìn)入回?zé)崞鱽砑訜岣邏嚎諝?，最后通過回?zé)崞魅細(xì)獬隹谂湃氪髿?。?dāng)燃燒室產(chǎn)生的高溫氣體推動渦輪葉輪做功達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，蓄電池停止向高速永磁電動/發(fā)電機供電，燃?xì)廨啓C帶動高速永磁電動/發(fā)電機發(fā)電。本發(fā)明采用了高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，將壓氣機部件和渦輪部件通過中間機匣整合在一起，在相同功率等級下，體積小、 結(jié)構(gòu)緊湊；采用了高速永磁電動/發(fā)電機與燃機固連，取消了減速器及相關(guān)附件，燃機起動快且結(jié)構(gòu)更加緊湊；采用了彈性聯(lián)軸器，有效減小了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與電機轉(zhuǎn)子不同心對燃機工作的不利影響，同時采用外置式燃燒室，便于拆卸和維修，提高了燃?xì)廨啓C的可靠性；采用了回?zé)崞鲹Q熱，可有效的增加能源的利用率，從而提高燃?xì)廨啓C的整機綜合熱效率；由回?zé)崞骷訜岷蟮母邷馗邏嚎諝鈪⑴c燃燒，可使燃料燃燒得更加充分，燃燒效率提高，可有效的降低污染物的排放。前軸承位于壓氣機葉輪后，承受軸向負(fù)荷和徑向負(fù)荷，故可設(shè)置為推力軸承，后軸承位于渦輪葉輪前，主要承受的是徑向負(fù)荷，兩處軸承均采用角接觸球軸承，便于軸承的選型，DN值較高的軸承可使大載荷轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在高轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)可靠；燃燒室采用逆向進(jìn)氣，有利于冷卻；渦輪為向心葉輪，高溫燃?xì)饨?jīng)渦殼組件進(jìn)行整流，由進(jìn)氣導(dǎo)向器減壓增速，實現(xiàn)渦輪做功。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)計工作轉(zhuǎn)速為45000r/min，綜合熱效率可達(dá)29%，結(jié)構(gòu)緊湊，高效、節(jié)能、環(huán)保，在城市分布式電源領(lǐng)域有廣泛的用途。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖所不，微型燃?xì)鈾C發(fā)電裝置包括燃?xì)廨啓C(5)、回?zé)崞?10)、高速永磁電動/發(fā)電機(1)，所述的燃?xì)廨啓C(5)包括固接在一起的壓氣機機匣(12)、中間機匣(4)、渦輪機匣(7)、燃燒室(9)及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括軸(3)和軸(3)上依次設(shè)置壓氣機葉輪(2)、渦輪葉輪(6)并可隨軸(3) —同轉(zhuǎn)動，所述的軸(3)通過后軸承(14)和前軸承(16)安裝在中間機匣(4)上，所述的回?zé)崞?10)為高效原表面回?zé)崞?，與渦輪機匣(7)和壓氣機機匣
(12)相連，所述的高速永磁電動/發(fā)電機(I)殼體與壓氣機機匣(4)相連，電機轉(zhuǎn)子通過彈性花鍵軸(11)與軸(3)固連；壓氣機葉輪(2)位于壓氣機機匣(12)的內(nèi)部并與壓氣機機匣
(12)之間形成一個進(jìn)氣道，所述的壓氣機機匣(12)外側(cè)設(shè)置有渦形空氣流道，所述的中間機匣(4)的前端與壓氣機機匣(12)相連且安裝有徑向擴壓器(13)，所述的徑向擴壓器(13)位于進(jìn)氣道和空氣流道之間，中間機匣(4)的后端連接渦輪機匣(7)和渦輪導(dǎo)向器(15)，所述的渦輪葉輪(6)位于渦輪導(dǎo)向器(15)內(nèi)部，渦輪導(dǎo)向器(15)上安裝有渦殼(8);所述的渦輪機匣(7)上設(shè)置有可獨立拆卸的燃燒室(9)，所述的燃燒室(9)的空氣入口與渦輪機匣
(7)相連，燃?xì)獬隹谂c渦殼(8)相連，燃燒室(9)內(nèi)安裝有點火系統(tǒng)；所述的回?zé)崞?10)的燃?xì)膺M(jìn)口與渦輪機匣(7)相連，空氣進(jìn)口與壓氣機機匣(12)上設(shè)置的渦形空氣流道相連，空氣出口與渦輪機匣(7)相連。所述的后軸承(14)和前軸承(16)為角接觸軸承，且其直徑D與速N的乘積> 1200000，所述的前軸承(16)為推力軸承。所述的花鍵軸(11)為彈性花鍵軸?！?br> 權(quán)利要求
1.一種微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置，其特征是，微型燃?xì)鈾C發(fā)電裝置包括燃?xì)廨啓C(5)、回?zé)崞?10)、高速永磁電動/發(fā)電機(I),所述的燃?xì)廨啓C(5)包括固接在一起的壓氣機機匣(12)、中間機匣(4)、渦輪機匣(7)、燃燒室(9)及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括軸(3)和軸(3)上依次設(shè)置壓氣機葉輪(2)、渦輪葉輪(6)并可隨軸(3) —同轉(zhuǎn)動，所述的軸(3)通過后軸承(14)和前軸承(16)安裝在中間機匣(4)上，所述的回?zé)崞?10)與渦輪機匣(7)和壓氣機機匣(12)相連,所述的高速永磁電動/發(fā)電機(I)殼體與壓氣機機匣(4)相連，電機轉(zhuǎn)子通過花鍵軸(11)與軸(3)固連；壓氣機葉輪(2)位于壓氣機機匣(12)的內(nèi)部并與壓氣機機匣(12)之間形成一個進(jìn)氣道，所述的壓氣機機匣(12)外側(cè)設(shè)置有渦形空氣流道，所述的中間機匣(4)的前端與壓氣機機匣(12)相連且安裝有徑向擴壓器(13)，所述的徑向擴壓器(13)位于進(jìn)氣道和空氣流道之間，中間機匣(4)的后端連接渦輪機匣(7)和渦輪導(dǎo)向器(15)，所述的渦輪葉輪(6)位于渦輪導(dǎo)向器(15)內(nèi)部，渦輪導(dǎo)向器(15)上安裝有渦殼(8);所述的渦輪機匣(7 )上設(shè)置有燃燒室(9 )，所述的燃燒室(9 )的空氣入口與渦輪機匣(7 )相連，燃?xì)獬隹谂c渦殼(8)相連，燃燒室(9)內(nèi)安裝有點火系統(tǒng)；所述的回?zé)崞?10)的燃?xì)膺M(jìn)口與渦輪機匣(7)相連，空氣進(jìn)口與壓氣機機匣(12)上設(shè)置的渦形空氣流道相連，空氣出口與渦輪機匣(7)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置，其特征是，所述的燃燒室(9)為獨立的部件，可從渦輪機匣(7)上獨立進(jìn)行拆卸。
3.如權(quán)利要求I所述的微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置，其特征是，所述的后軸承(14)和前軸承(16)為角接觸軸承，且其直徑D與速N的乘積> 1200000。
4.如權(quán)利要求I或3所述的微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置，其特征是，所述的前軸承(16)為推力軸承。
5.如權(quán)利要求I所述的微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置，其特征是，所述的花鍵軸(11)為彈性花鍵軸。
6.如權(quán)利要求I所述的微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置，其特征是，所述的回?zé)崞?10)為高效原表面回?zé)崞鳌?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種微型燃?xì)廨啓C發(fā)電裝置，包括燃?xì)廨啓C、回?zé)崞?、高速永磁電?發(fā)電機，所述的燃?xì)廨啓C包括固接在一起的壓氣機機匣、中間機匣、渦輪機匣、燃燒室及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，所述的高速永磁電動/發(fā)電機殼體與壓氣機機匣相連，壓氣機機匣外側(cè)設(shè)置有渦形空氣流道，所述的渦輪機匣上設(shè)置有燃燒室，所述的回?zé)崞鞯娜細(xì)膺M(jìn)口與渦輪機匣相連，空氣進(jìn)口與壓氣機機匣上設(shè)置的渦形空氣流道相連，空氣出口與渦輪機匣相連。本發(fā)明綜合熱效率可達(dá)29%，結(jié)構(gòu)緊湊，高效、節(jié)能、環(huán)保，在城市分布式電源領(lǐng)域有廣泛的用途。
文檔編號F02C6/00GK102900533SQ20121040910
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者王永軍, 袁平, 何民, 劉叢紅, 時曉軍, 耿加民, 馮占祥, 孫海龍, 脫燁, 劉莉娜, 張宏杰, 仝云峰, 潘振宇, 劉雯雯, 付有志, 張琳琳 申請人:哈爾濱東安發(fā)動機(集團)有限公司