[实用新型]一种转子系统及微型燃气轮机

说明书

本实用新型提供一种转子系统及微型燃气轮机，转子系统包括：转轴，所述转轴为一体式结构，转轴水平或者垂直设置，转轴上设有电机、径向轴承、压气机、推力轴承及透平；其中，所述径向轴承设置有节流孔，所述节流孔为变径孔，轴承本体的外壁节流孔口大于内壁节流孔口，所述轴承内壁周向设置环形槽，节流孔口与所述环形槽部分或整体相交，在所述推力轴承内设置第一空气槽，在转轴对应安装轴承本体的位置的圆周面上或者在轴承本体的内壁沿周向设置第二空气槽。本实用新型的转子系统及微型燃气轮机具有运行高效、稳定的优点。

技术领域

本实用新型涉及转子动力学技术领域，尤其涉及一种转子系统及微型燃气轮机。

背景技术

微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热力发动机，其单机功率范围为25～300kW，基本技术特征是采用径流式叶轮机械以及回热循环。微型燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平三大部件。空气进入压气机后被压缩成高温高压的空气，然后供给燃烧室与燃料混合燃烧，其产生的高温高压燃气在透平中膨胀做功。在微型燃气轮机的转子系统中需要安装径向轴承和推力轴承以在径向方向和轴向方向上稳定地支撑转轴。

现有技术的转子系统中当其使用的径向轴承以及推力轴承为空气轴承时，其具有如下的缺陷：对于径向空气轴承，刚度不够时使用，可以通过八字槽蓄气，低速时应用可提高轴承载力，但高速时会造成空气堵塞，空气堵塞时，由于轴高速旋转，会产生高频振动，堵塞的空气就成为了吸能器，温度会急速升高，并且可以升高到几千度的高温，造成轴/轴套的融化，轴与轴套的粘合与卡死，同时造成轴承空气的回灌，进一步堵塞空气通道，

对于推力轴承，在现有的转子动力学结构中，刚度过剩，但通流不足。空气容易堵塞在拐角位置，轴转动阻力大，推力轴承中部的空气由于轴承定子的阻挡，会被挤出轴承间隙，导致空气回灌，改变了流动方向，造成空气通道的气流紊乱，尤其是在高速切换动压时，造成的气流冲击更大，形成更大的紊流。

同时，现有技术中空气轴承还存在如下缺陷：

1、由于节流效应影响，为了保持较高的轴承刚度，需要减小节流孔的孔径与气膜间隙，较小的孔径与间隙不仅在加工制造上难度非常大，带来较高的加工制造成本。

2、在轴承高速旋转过程中，随着转子转速的提高，气膜内温度较高，节流孔在高温空气中易被氧化，产生黑穴，堵塞气眼。

较小的轴承间隙容易使得转子与定子的磨损而产生金属屑，从而造成节流孔的堵塞，使得轴承整体可靠性降低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种转子系统及微型燃气轮机。

本实用新型的技术方案如下：

根据本实用新型一个方面，提供一种转子系统，包括：

转轴，所述转轴为一体式结构，转轴水平或者垂直设置，转轴上设有电机、径向轴承、压气机、推力轴承及透平；

其中，所述径向轴承包括轴承本体，所述轴承本体套设于转轴，并与转轴之间保持预定的间隙，所述轴承本体为环状圆柱体，所述轴承本体上径向设置有节流孔，所述节流孔为变径孔，轴承本体的外壁节流孔口孔径大于内壁节流孔口孔径，所述轴承本体内壁周向设置环形槽，所述环形槽与内壁节流孔口部分或整体相交；

以及，在所述推力轴承内设置第一空气槽，在转轴对应安装轴承本体位置的圆周面上或者在轴承本体的内壁沿周向设置第二空气槽。

进一步的，所述推力轴承内设置空气槽斜角。

进一步的，所述推力轴承包括第二推力盘、第二定子、第一定子、第一推力盘，第二推力盘、第二定子、第一定子、第一推力盘依次套设在转轴上；