CN101592081A - 一种燃气涡轮发电发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气涡轮发电发动机，其要点是压气机转子内置有起动/发电机，发电机的转子嵌在压气机转子内，发电机锭子设置在发动机中心轴上，发动机中心轴的前端与压气机机匣固接，后端与涡轮机匣连接，压气机转子和燃气涡轮转子上分别设有磁悬浮轴承。本发明采用磁悬浮轴承和电动燃油泵，省去滑油***，提高了可靠性，减少了附件传动机构，旋转轴的长度减小，发动机重量减轻5％－10％。采用了回热器回收排气余热，提高了发动机热能利用率，可减少油耗5－10％，发动机的排气温度降低100K－150K，发动机的红外辐射强度减少60％－80％，提高了飞机的隐身性能和生存能力。

Description

一种燃气涡轮发电发动机
技术领域
本发明涉及一种燃气涡轮发动机，具体涉及一种燃气涡轮发电发动机。
背景技术
燃气涡轮发动机，主要由压气机、燃烧室、燃气涡轮、动力涡轮、排气管和附件***组成，并通过动力输出轴输出机械功，驱动负载如直升机旋翼工作。这种发动机输出的是机械能，发动机排气温度高，导致发动机红外辐射强度高，不利于飞机隐身，热排气直接排到空气中，造成能量一定的浪费，热效率低，耗油率高，从而使运行成本提高。燃气涡轮发动机的燃气涡轮转子和动力涡轮转子，又以不同的转速旋转，转子***结构和轴承支承***复杂，轴向长度长。况且这种燃气涡轮发动机通常带有机械式的燃油泵，由燃气涡轮发动机的附件传动机构驱动，使得这种燃气涡轮发动机结构复杂，重量重。加之该发动机还有一个较复杂的滑油***，使发动机结构更复杂，可靠性降低。现代飞机正朝着多电方向发展，需要更多的电能，尤其是采用电力推进器的飞机，包括采用太阳能(电池)在内的混合能源飞机。而现行的发动机难以满足多电飞机的这种需要。
也有采用动力涡轮的输出轴带动发电机发电以满足上述用电的需求。但这将使燃气涡轮发动机的结构变得更复杂，轴向长度更长，重量进一步增加，功重比下降，从而导致飞机性能和经济性下降。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种重量轻，结构简单，耗油率和排气温度低，红外隐身性能好，输出电能专供采用电力推进的飞行器用的燃气涡轮发电发动机。
本发明包含有压气机机匣、压气机转子、燃烧室、涡轮机匣、燃气涡轮转子、发动机中心轴、排气管和燃油泵，其特征在于所述的压气机转子内置有起动/发电机，发电机转子嵌在压气机转子内，并组合为一体，发电机锭子设置在发动机中心轴上；所述的发动机中心轴的前端与压气机机匣固接，后端与涡轮机匣连接；所述的压气机转子和燃气涡轮转子上分别设有磁悬浮轴承。
为进一步实现本发明，所述的燃油泵为电动燃油泵，并固接在压气机机匣上；所述的涡轮机匣连接有回热器，回热器与离心压气机和燃烧室由连接管连接；所述的燃油泵、磁悬浮轴承、起动/发电机和固接在压气机机匣上的控制器电连接。
本发明的燃气涡轮发电发动机的工作原理是：发动机起动时，由外部电源或储电池向起动/发电机供电，带动压气机转子和燃气涡轮转子旋转，当发动机达到设定的转速时，燃气涡轮转子带动压气机转子和起动/发电机转子旋转发电。
本发明的优点是起动/发电机设置在燃气涡轮发动机的压气机转子内，缩短了旋转轴的长度；用磁悬浮轴承取代传统的接触式滚动轴承，省去滑油***，提高了可靠性；用电动燃油泵代替齿轮驱动燃油泵，减少了附件传动机构，发动机重量减轻5％-10％；采用了回热器回收排气余热，提高了发动机热能利用率，可减少油耗5-10％，发动机的排气温度降低100K-150K，发动机的红外辐射强度减少60％-80％，提高了飞机的隐身性能和生存能力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2为本发明的电连接示意图。
图中1、压气机机匣，2、起动/发电机，3、压气机转子，4、燃油泵，5、离心压气机，6、燃油管，7、燃气涡轮转子，8、燃烧室，9、连接管，10、发电机转子，11、回热器，12、涡轮机匣，13、排气管，14、磁悬浮轴承，15、控制器，16、导线，17、发电机锭子，18、发动机中心轴。
具体实施方式
由以上附图所示，本发明由压气机机匣1、压气机转子3、燃烧室8、涡轮机匣12、燃气涡轮转子7、排气管13和固接在压气机机匣1上的燃油泵4组成，燃油泵4为电动燃油泵。压气机转子3内置有起动/发电机2，发电机转子10嵌在压气机转子3内，并组合为一体，发电机锭子17设置在发动机中心轴18上。发动机中心轴18的前端固接在压气机机匣1上，后端与涡轮机匣12连接。磁悬浮轴承14分别设在压气机转子3和燃气涡轮转子7上。
发动机中心轴18由压气机机匣1和涡轮机匣12支撑。回热器11进口与涡轮机匣12连接，回热器11出口与排气管13连接，回热器11与离心压气机5和燃烧室8由连接管9连接。起动/发电机2、磁悬浮轴承14、燃油泵4和固接在压气机机匣1上的控制器15由导线16电连接，起动/发电机2通过控制器15向燃油泵4、磁悬浮轴承14和其它用电设备供电。
燃油泵4通过导线16与控制器15相连，通过燃油管6与燃烧室8相连，将从燃油箱来的燃油送到燃烧室8。
发动机起动时，由储电池或外部电源向起动/发电机2供电，起动/发电机2带动压气机转子3和燃气涡轮转子7旋转，压缩空气依次流过压气机、回热器11的冷气流通道、燃烧室8、燃气涡轮、回热器11的热气流通道，最后由排气管13排向大气中。压缩气体在燃烧室8中喷油燃烧，提高压缩气体的温度，使发动机的转速逐渐升高，当转速达到设定转速时，外部电源自动断开，起动/发电机2自动转为发电机，为飞机的所有用电设备提供电能。

Claims (4)

1、一种燃气涡轮发电发动机，包含有压气机机匣(1)、压气机转子(3)、燃烧室(8)、涡轮机匣(12)、燃气涡轮转子(7)、发动机中心轴(18)、排气管(13)和燃油泵(4)，其特征在于：所述的压气机转子(3)内置有起动/发电机(2)，发电机转子(10)嵌在压气机转子(3)内，并组合为一体，发电机锭子(17)设置在发动机中心轴(18)上；所述的发动机中心轴(18)的前端与压气机机匣(1)固接，后端与涡轮机匣(12)连接；所述的压气机转子(3)和燃气涡轮转子(7)上分别设有磁悬浮轴承(14)。
2、根据权利要求1所述发电发动机，其特征在于：所述的燃油泵(4)为电动燃油泵，并固接在压气机机匣(1)上。
3、根据权利要求1所述发电发动机，其特征在于：所述的涡轮机匣(12)连接有回热器(11)，回热器(11)与离心压气机(5)和燃烧室(8)由连接管(9)连接。
4、根据权利要求1所述发电发动机，其特征在于：所述的燃油泵(4)、磁悬浮轴承(14)、起动/发电机(2)和固接在压气机机匣(1)上的控制器(15)电连接。
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