[实用新型]一种轻型燃气轮机涡轮及转子系统

说明书

本实用新型提供一种轻型燃气轮机涡轮及转子系统，所述涡轮用于安装于转轴上，所述涡轮包括轮体和叶片，其中，所述轮体小端的端部设置有阶梯孔，所述转轴的装配端延伸至阶梯孔的大孔内；所述涡轮通过旋紧于转轴上并沉入阶梯孔大孔内的螺母挤压阶梯孔的台阶面装配于转轴上。本实用新型的涡轮结构能够有效减轻涡轮重量。

技术领域

本实用新型涉及微型燃气轮机技术领域，尤其涉及一种轻型燃气轮机涡轮及转子系统。

背景技术

微型燃气轮机以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功，是一种旋转叶轮式热力发动机。其主要包括压气机、燃烧室、涡轮三大部件：压气机从外界大气环境吸入空气，并逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并可通过连接发电机输出电能。

现有技术中，通常在轴的装配端延伸出涡轮，在装配端通过拧紧螺母挤压涡轮小端，从而将涡轮紧固装配在轴上，然而上述结构并不能有效的减轻涡轮的重量。同时，现有技术中，涡轮多为一体化部件，制作材料为镍，重量比较大，当承受燃气轮机转子系统的高转速工况时，需要设置槽、孔、洞减轻重量以减轻离心力载荷，但该方式同时会严重影响气动效率，造成多达两个点的损失，作为微型燃气轮机的核心动力部分，涡轮的气动效率损失接近于整机的效率损失，整机也会造成两个点的效率损失；此外，涡轮转动同样需要强度，耐温要求比较高，尺寸无法变动，涡轮重量不易减轻。

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轻型燃气轮机涡轮及转子系统，能够有效减轻涡轮重量。

本实用新型的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，

提供一种轻型燃气轮机涡轮，所述涡轮用于安装于转轴上，

所述涡轮包括锥形轮体和叶片，

其中，所述轮体小端的端部设置有阶梯孔，所述转轴的装配端延伸至阶梯孔的大孔内；

所述涡轮通过旋紧于转轴上并沉入阶梯孔大孔内的螺母挤压阶梯孔的台阶面装配于转轴上。

进一步的，所述螺母为外多边形螺母。

进一步的，所述外多边形螺母为外六角螺母。

进一步的，所述阶梯孔的大孔和螺母之间在径向方向具有能够容置装配工具的间隙。

进一步的，所述涡轮的轮体整体采用碳纤维复合材料制作。

进一步的，所述轮体的大端面外周边缘设有第一减重凹口。

进一步的，所述第一减重凹口沿轮体的大端面圆周均布。

进一步的，所述轮体的大端面轴向设有第二减重凹口，所述第二减重凹口内填充碳纤维复合材料。

进一步的，所述第二减重凹口为喇叭口，所述喇叭口的弧线与涡轮的形状线相匹配。

根据本发明的另一方面，提供一种转子系统，包括：

转轴、压气机以及上述的涡轮；

其中，所述转轴包括一体成型的第一轴段和第二轴段，所述第一轴段的直径大于第二轴段的直径，第一轴段和第二轴段的过渡处形成有台阶面；

所述压气机和涡轮设置在第二轴段上，所述压气机和涡轮之间设有压盖或加强环。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：