專利名稱：單組元微型透平發電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種單組元微型透平發電系統，特別涉及一種效率高、功率密度大、 無需點火及壓縮裝置的高效便攜式發電系統，可為野外作業的微小型能量自治機器 人、便攜式電子產品、微機電系統或設備等提供能量或動力供應裝置，以及無氧或 缺氧環境(如太空、水下或高原等)中旋轉動力的直接或間接利用技術，屬于能源 和動力技術領域。
背景技術：
大多數野外作業的微小型能量自治機器人、微機電系統或設備、便攜式電子產
品需求功率級為lraW IOOOW及性能優良的能量供應裝置。 一般而言，目前在此功率 范圍內的主要能量供給設備有化學電池、燃料電池或小型內燃發電機組等。然而這 些供能裝置或設備都存在一些不足之處化學電池的能量密度低，使得其難以適用 長時間工作；燃料電池雖較化學電池具有較高的能量密度，即使不考慮儲氫技術的 難題，其功率密度低的不足使得其難以勝任需功率快速^^是升的應用場合；對同樣的 輸出功率而言，與上述化學電池或燃料電池配套使用的電動執行機構一般而言較液 壓或氣動機構大且笨重，從而導致系統能量密度和功率密度的降低；對小型內燃發 電機組而言，雖然汽油或柴油等礦物燃料本身的能量密度高，但是所有的碳氬燃料 發動機除了本身的運動件如曲軸和活塞外，還需要復雜的壓縮及點火等輔助子系統； 另外，小型內燃機必須以很高的速度運轉才能獲得良好的功率密度，這樣為了匹配 內燃機和執行機構運動關系，齒輪減速裝置常常是必不可少的，這既增加了系統的
復雜性也引起整個系統能量和功率密度的降低；而且，由于碳氬燃料內燃機對空氣 中氧氣的依賴性，使得它們在無氧或缺氧環境(如水底或太空)中的應用受到了很 大的限制。
發明內容
針對上述常規供能裝置存在的不足，本發明的目的是提供一種單組元微型透平
發動機及以此為核心而構成的發電系統，該發動機通過催化分解(而不是燃燒)將 單組元燃料蘊有的化學能轉化為高溫高壓氣態工質的熱力學能，并通過微型透平機 和發電機產生機械能和電能。該單組元微型透平發電系統無需點火裝置、無需起動 裝置、無需外界氧氣參與工作過程，且工作過程中無壓縮和怠速沖程，具有能量密 度高、功率密度大、工作可靠、體積小、重量輕、可在無氧環境中工作等特點。
本發明單組元微型透平發電系統，包括發電機、微型透平機子系統、催化床和 單組元燃料儲存罐，所述單組元燃料儲存罐上設有單組元燃料加注口/增壓口、安全 閥和壓力指示器，單組元燃料儲存罐的出口端連接手動燃料控制閥，手動燃料控制 閥的出口端與所述催化床的進口端相連，該催化床的出口端與所述微型透平機子系 統的進氣口相連，微型透平機子系統的輸出軸與所述發電機的輸入軸相連。
上述催化床采用內含固體網狀催化劑或固體粒子催化劑的催化床。
進一步，上述微型透平機子系統采用反擊式微型透平機子系統，它包括帶有進 氣口的透平殼體、安裝于透平殼體靠近進氣口一端的帶有排氣口的第一端蓋和遠離 進氣口一端的第二端蓋、設于透平殼體內近第一端蓋處的透平定子和透平轉子、通 過一對滑動軸承支撐于透平殼體內且一端與透平轉子固連的透平軸、貫穿第二端蓋 并通過一對滾動軸承安裝于透平殼體內的輸出軸、以及連接輸出軸和透平軸的齒輪 減速機構，靠近透平轉子的滑動軸承與透平轉子以及透平定子之間設密封裝置，該 密封裝置外表面的右部分與透平殼體的內表面相密合，密封裝置外表面的左部分與 透平殼體及透平定子之間形成環形氣道，該環形氣道與透平殼體上的進氣口相通， 所述透平軸周圍設冷卻機構。
進一步，上述靠近透平轉子的滑動軸承與透平轉子以及透平定子之間的密封裝 置含密封套和密封內套；所述密封套外表面的右部分與透平殼體的內表面相密合，
其左部分與透平殼體及透平定子之間形成環形氣道；所述密封內套裝于密封套內近
滑動軸承一端且外表面與密封套內表面密合，密封內套內壁與透平軸之間設徑向密 封組件，密封內套內于近滑動軸承一端設有軸向密封組件，密封內套內另一端固裝 擋圈。
進一步，上述透平軸周圍的冷卻機構含固設于透平軸中部的螺桿泵軸，該螺桿
泵軸和透平殼體中段形成一個驅動冷卻介質循環的螺桿泵，透平殼體中段于螺桿泵 軸兩側分別設冷卻介質入口和冷卻介質出口 ，透平殼體中段的外周設散熱片。
進一步，上述齒輪減速機構采用由太陽輪、若干行星輪、行星架和內齒圏等主 要部件構成的行星齒輪減速機構，所述太陽輪固裝于透平軸端部，透平殼體內壁對 應太陽輪處設內齒圈，所述行星架中心處與輸出軸固連，行星架上于太陽輪周圍均 勻設置若干行星支撐軸，所述若干行星輪分別裝于行星架上的若干行星支撐軸上、 并與太陽輪和內齒圈同時嚙合；所述行星齒輪減速機構周圍有潤滑腔，該潤滑腔與 冷卻機構、以及一對滾動軸承均連通，由冷卻機構的冷卻介質入口引入潤滑腔的冷 卻介質對行星齒4企減速一兒構和滾動軸承組進行潤滑和冷卻。
一種單組元微型透平發動機，它包括微型透平機子系統、催化床和單組元燃料 儲存罐，所述單組元燃料儲存罐上設有單組元燃料加注口/增壓口、安全閥和壓力指 示器，單組元燃料儲存罐的出口端連接手動燃料控制閥，手動燃料控制閥的出口端 與所述催化床的進口端相連，該催化床的出口端與所述微型透平機子系統的進氣口 相連。
一種專用于上述單組元微型透平發電系統的反擊式微型透平機子系統，它包括 帶有進氣口的透平殼體、安裝于透平殼體靠近進氣口一端的帶有排氣口的第一端蓋 和遠離進氣口一端的第二端蓋、設于透平殼體內近第一端蓋處的透平定子和透平轉 子、通過一對滑動軸承支撐于透平殼體內且一端與透平轉子固連的透平軸、貫穿第 二端蓋并通過一對滾動軸承安裝于透平殼體內的輸出軸、以及連接輸出軸和透平軸 的行星齒輪減速機構，靠近透平轉子的滑動軸承與透平轉子以及透平定子之間設密 封裝置，該密封裝置外表面的右部分與透平殼體的內表面相密合，其左部分與透平 殼體及透平定子之間形成環形氣道，該環形氣道與透平殼體上的進氣口相通，所述 透平軸周圍設冷卻機構；該冷卻機構含固設于透平軸中部的螺桿泵軸，該螺桿泵軸 和透平殼體中段形成一個驅動冷卻介質循環的螺桿泵，透平殼體中段于螺桿泵軸兩 側分別設冷卻介質入口和冷卻介質出口 ，透平殼體中段的外周設散熱片。
與現有技術相比，本發明單組元微型透平發電系統通過催化床將單組元燃料催 化分解為高溫高壓混合氣，作為驅動微型透平機工作的動力，故無需燃料/空氣的混 合及工質的壓縮過程，無需點火或噴油裝置，無需起動裝置(如電機)，結構簡單， 工作可靠。由于單組元燃料的分解反應無需氧化劑(如空氣等)參與，可以在高原、 水下及太空等各種缺氧或無氧的環境中工作，使用范圍寬。
本發電系統通過手動操作燃料控制閥的通斷和開度的大小，可直接控制該發電 系統的起停和工作轉速，無需暖缸過程，起停控制和轉速大小控制容易。由于無起 動、空轉和怠速過程，能量轉換效率高。
本發電系統內含行星齒輪減速機構，可直接外接發電機工作，結構緊湊，操作 和配置容易，特別適合野外場合的使用。另外，該發電系統的核心部件采用反擊式 微型透平機，具有工作效率高，工作壽命長等優點。
本發電系統獨特的能量釋放及轉換方式，使其具有操作能量密度高、功率密度 大、工作可靠、體積小、重量輕、操作方便、可在無氧環境中工作等顯著優點，非 常適合于野外作業的能量自治機器人、便攜式電子產品、戰場軍用機器人所需要的 性能優良的能量供應裝置。
在基本結構不變的情況下，通過改變透平機結構設計參數和對基本尺寸的縮放， 本發明反擊式透平氣動馬達可以輸出數瓦至數千瓦的功率。
圖1為本實施例整個單組元微型透平發電系統的系統原理圖； 圖2為其反擊式微型透平機的內部結構圖； 圖3為其反擊式微型透平機基本級的端面視圖。
具體實施例方式
本發明單組元微型透平發電系統從能量轉換的角度來看，首先是通過催化分解 將單組元燃料的化學能轉換為氣體工質的熱力學能；再通過反擊式微型透平機將氣 體工質的可用焓降轉變為機械能，進而通過發電機轉換為電能輸出的。與常規內燃 發動機不同，從燃料能量釋放方式上看，本發明單組元微型透平發電系統是通過催 化分解而不是燃燒將燃料的化學能轉換為工質的熱力學能的，整個系統的起停及轉 速控制皆手動操作，簡單可靠。因此本發明單組元微型透平發電系統與常規內燃發
電機組相比，無需點火裝置、無需起動裝置、無需外界氧氣參與工作過程，且工作 過程中無壓縮和怠速沖程；另外，本發明的核心部件釆用反擊式微型透平機加內含 的行星齒輪減速機構的結構形式，不但可直接與發電機相匹配，而且具有效率高等 獨特優點。上述獨特的能量釋放及轉換方式，使得本發明具有操作能量密度高、功 率密度大、工作可靠、體積小、重量輕、操作方便、可在無氧環境中工作等顯著優 點，非常適合于野外作業的能量自治機器人、便攜式電子產品、戰場軍用機器人所 需要的性能優良的能量供應裝置。下面結合附圖對本發明的具體原理、具體結構和 工作過程作進一步的說明。
圖1為整個單組元微型透平發電系統的結構原理圖。由圖1可知，該單組元微
型透平發電系統主要包括單組元燃料加注口/增壓口 41、安全閥42、壓力指示器43、 單組元燃料儲存罐44、手動燃料控制閥45、催化床46、微型透平子系統47、發電 機48等主要組成部分。單組元燃料儲存罐44的出口端與手動燃料控制閥45的進口 端相連，燃料控制閥45的出口端與催化床46的進口端相連，催化床46的出口端與 微型透平機子系統47的進氣口 5相連，微型透平機子系統47的輸出軸20與發電 機48的輸入軸相連。催化床46采用內含固體網狀催化劑或固體粒子催化劑的催化 床。
圖2所示為單組元微型透平發電系統的核心部件，即微型透平子系統47的內部 結構圖。由圖可知該微型透平機子系統47為反擊式微型透平機子系統，它包括帶有 進氣口 5的透平殼體34、安裝于透平殼體34靠近進氣口一端的帶有排氣口 36的第 一端蓋1和遠離進氣口 5 —端的第二端蓋22、設于透平殼體內近第一端蓋1處的透 平定子2和透平轉子33、通過一對滑動軸承30和30'支撐于透平殼體34內且一端 與透平轉子33固連的透平軸13、貫穿第二端蓋22并通過一對滾動軸承16和17安 裝于透平殼體34內的輸出軸20、以及連接輸出軸20和透平軸13的齒輪減速機構， 靠近透平轉子的滑動軸承30與透平轉子33以及透平定子2之間設密封裝置，該密 封裝置外表面的右部分與透平殼體34的內表面相密合，其左部分與透平殼體34及 透平定子2之間形成環形氣道32,該環形氣道32與透平殼體34上的進氣口 5相通， 所述透平軸13周圍設冷卻機構。
靠近透平轉子的滑動軸承30與透平轉子33以及透平定子2之間的密封裝置含
密封套6和密封內套4;所述密封套6外表面的右部分與透平殼體34的內表面相密 合，密封套6外表面的左部分與透平殼體34及透平定子2之間形成環形氣道32; 所述密封內套4裝于密封套6內近滑動軸承30—端且外表面與密封套6內表面密合， 密封內套4內壁與透平軸13之間設徑向密封組件7，密封內套4內于近滑動軸承30 一端設有軸向密封組件31,密封內套4內另一端固裝擋圈3。所述的徑向密封組件 7及軸向密封組件31的中心皆開有內孔，透平軸13從中穿過。
透平軸13周圍的冷卻機構含固設于透平軸13中部的螺桿泵軸49,該螺桿泵軸 49和透平殼體34中段形成一個驅動冷卻介質循環的螺桿泵，透平殼體34中段于螺 桿泵軸49兩側分別設冷卻介質入口 12和冷卻介質出口 10,透平殼體34中段的外 周設散熱片11。
齒輪減速機構是行星齒輪減速機構，它包括太陽輪15、若干行星輪26及行星 架25,所述太陽輪15固裝于透平軸13端部，透平殼體34內壁對應太陽輪15處設 內齒圈27,所述行星架25中心處與輸出軸20固連，行星架25上于太陽輪15周圍 均勻設置若干行星支撐軸，所述若干行星輪26分別裝于行星架25上的若干行星支 撐軸上、并與太陽輪15和內齒圏27同時嚙合；所述行星齒輪減速機構周圍有潤滑 腔14，該潤滑腔14與冷卻機構、以及一對滾動軸承16和17均連通，由冷卻機構 的冷卻介質入口 12引入潤滑腔14的冷卻介質對行星齒輪減速^/L構和滾動軸承組進 行潤滑和冷卻。其中行星輪26的數目 一般為3個。
一對滑動軸承30、 30，安裝于透平軸13上相應的環形槽內，滑動軸承30、 30， 與透平殼體34之間分別設浮動環9、 9，，浮動環9的左端面與密封套6的右端面緊 密接觸，所述環形槽內還套設鎖緊片28和第一調整環29,鎖緊片28與透平殼體34 固連，第一調整環29壓于鎖緊片28和浮動環9、以及鎖緊片28和滑動軸承30的 外圏之間，滑動軸承30的內圏左端面與軸套8緊密接觸；
所述一對滾動軸承16和17的外圏之間設第二調整環24，第二端蓋22端部和 與該端部相鄰的滾動軸承17的外圈之間設推力環21，與第二端蓋相鄰的滾動軸承 17的內圈通過鎖緊片18和螺設于輸出軸上的鎖緊螺母23定位，滾動軸承17的外 圈由處于兩個滾動軸承16和17之間的第二調整環24定位，第二端蓋22內近輸出 軸孔處設防塵圈19。
透平殼體34上的進氣口 5與透平殼體34內的透平軸13垂直；所述第一端蓋1 上的排氣口 36的中心線與透平軸13重合，第一端蓋1內形成排氣腔35，第一端蓋 1外周設散熱片。
圖3所示為反擊式微型透平機定子和轉子的結構示意圖。參照圖3，透平定子2 上含有若干形狀相同的葉片37，且相鄰兩葉片之間形成收斂形噴嘴38，該透平定子 2上所有的噴嘴38組成定子噴嘴環；所述透平轉子33上含有若干形狀相同的葉片 39,且相鄰兩葉片之間形成收斂形噴嘴40,該透平轉子33上所有的噴嘴40組成轉 子噴嘴環；所述透平轉子33上的噴嘴40的朝向與透平定子2上的噴嘴38的朝向相 反。
本發明還可以不包括圖1中的發電機48，而做成一種單組元微型透平發動機。 該單組元微型透平發動機包括微型透平機子系統47、催化床46和單組元燃料儲存 罐44，所述單組元燃料儲存罐44上設有單組元燃料加注口/增壓口 41、安全閥42 和壓力指示器43,單組元燃料儲存罐44的出口端連接手動燃料控制閥45,手動燃 料控制閥45的出口端與所述催化床46的進口端相連，該催化床46的出口端與所述 微型透平機子系統47的進氣口相連。
一種專用于上述單組元微型透平發電系統^單組元微型透平發動機的反擊式微 型透平機子系統，參照圖2，該反擊式微型透平機子系統包括帶有進氣口 5的透平 殼體34、安裝于透平殼體34靠近進氣口一端的帶有排氣口 36的第一端蓋1和遠離 進氣口 5 —端的第二端蓋22、設于透平殼體內近第一端蓋1處的透平定子2和透平 轉子33、通過一對滑動軸承30和30，支撐于透平殼體34內且一端與透平轉子33 固連的透平軸13、貫穿第二端蓋22并通過一對滾動軸承16和17安裝于透平殼體 34內的輸出軸20、以及連接輸出軸20和透平軸13的行星齒輪減速機構，靠近透平 轉子的滑動軸承30與透平轉子33以及透平定子2之間設密封裝置，該密封裝置外 表面的右部分與透平殼體34的內表面相密合，其左部分與透平殼體34及透平定子 2之間形成環形氣道32,該環形氣道32與透平殼體34上的進氣口 5相通，所述透 平軸13周圍設冷卻機構；該冷卻機構含固設于透平軸13中部的螺桿泵軸49,該螺
桿泵軸49和透平殼體34中段形成一個驅動冷卻介質循環的螺桿泵，透平殼體34中 段于螺桿泵軸49兩側分別設冷卻介質入口 12和冷卻介質出口 10，透平殼體34中 段的外周設散熱片11。
上述實施例中，透平殼體34由左、中、右三段組成，透平定子2、透平轉子33 安裝于左段內，螺桿泵軸49安裝于中段內，行星齒輪減速機構安裝于右段內，且右 段內設有內齒圏27。
本發明中，單組元燃料儲存罐44中的單組元燃料可以采用高濃度過氧化氫、或 者高濃度過氧化氫和柴油的混合物等單組元燃料，通過催化反應將上述單組元燃料 分解為高溫高壓混合氣，以作為直接驅動微型透平機系統旋轉的動力，并帶動發電
才幾發電而llr出電 能。
權利要求
1.一種單組元微型透平發電系統，包括發電機(48)，其特征在于:還包括微型透平機子系統(47)、催化床(46)和單組元燃料儲存罐(44)，所述單組元燃料儲存罐(44)上設有單組元燃料加注口/增壓口(41)、安全閥(42)和壓力指示器(43)，單組元燃料儲存罐(44)的出口端連接手動燃料控制閥(45)，手動燃料控制閥(45)的出口端與所述催化床(46)的進口端相連，該催化床(46)的出口端與所述微型透平機子系統(47)的進氣口相連，微型透平機子系統(47)的輸出軸(20)與所述發電機(48)的輸入軸相連。
2、 根據權利要求1所述的單組元微型透平發電系統，其特征在于所述催化床 (46 )采用內含固體網狀催化劑或固體粒子催化劑的催化床。
3、 根據權利要求1所述的單組元微型透平發電系統，其特征在于所述微型透 平機子系統(47)為反擊式微型透平機子系統，它包括帶有進氣口 (5)的透平殼體(30、安裝于透平殼體(34)靠近進氣口一端的帶有排氣口 (36)的第一端蓋U) 和遠離進氣口 (5) —端的第二端蓋(22)、設于透平殼體內近第一端蓋(1)處的透 平定子(2 )和透平轉子(33 )、通過一對滑動軸承(30、 30')支撐于透平殼體(34 ) 內且一端與透平轉子(33)固連的透平軸(13)、貫穿第二端蓋(22)并通過一對滾 動軸承(16、 17)安裝于透平殼體(34)內的輸出軸(20)、以及連接輸出軸(20) 和透平軸(13 )的齒輪減速機構，靠近透平轉子的滑動軸承(30 )與透平轉子(33 ) 以及透平定子(2)之間設密封裝置，該密封裝置外表面的右部分與透平殼體(34) 的內表面相密合，其左部分與透平殼體(34 )及透平定子(2 )之間形成環形氣道(32 ), 該環形氣道(32)與透平殼體(34)上的進氣口 (5)相通，所述透平軸(13)周圍 設冷卻纟幾構。
4、 根據權利要求3所述的單組元微型透平發電系統，其特征在于所述透平定 子(2 )上含有若干形狀相同的葉片(37 ),且相鄰兩葉片之間形成收斂形噴嘴(38 ), 該透平定子(2 )上所有的噴嘴(38 )組成定子噴嘴環；所述透平轉子(33 )上含有 若干形狀相同的葉片(39)，且相鄰兩葉片之間形成收斂形噴嘴(40)，該透平轉子(33 )上所有的噴嘴(40 )組成轉子噴嘴環；所述透平轉子(33)上的噴嘴(40 ) 的朝向與透平定子(2)上的噴嘴(38)的朝向相反。
5、 根據權利要求3或4所述的單組元微型透平發電系統，其特征在于靠近透 平轉子的滑動軸承(30 )與透平轉子(33 )以及透平定子(2 )之間的密封裝置含密 封套(6)和密封內套(4);所述密封套(6)外表面的右部分與透平殼體(30的 內表面相密合，其左部分與透平殼體(34 )及透平定子(2 )之間形成環形氣道(32 ); 所迷密封內套(4 )裝于密封套(6 )內近滑動軸承(30 ) —端且外表面與密封套(6 ) 內表面密合，密封內套(4)內壁與透平軸(13)之間設徑向密封組件(7),密封內 套(4)內于近滑動軸承(30) —端設有軸向密封組件(31),密封內套(4)內另一 端固裝擋圈(3)。
6、 根據權利要求3或4所述的單組元微型透平發電系統，其特征在于所述透 平軸(13 )周圍的冷卻機構含固設于透平軸(13 )中部的螺桿泵軸(49 )，該螺桿泵 軸(49 )和透平殼體(34 )中段形成一個驅動冷卻介質循環的螺桿泵，透平殼體(34 ) 中段于螺桿泵軸(49)兩側分別設冷卻介質入口 (12)和冷卻介質出口 (10),透平 殼體(34)中段的外周設散熱片(11)。
7、 根據權利要求3或4所述的單組元微型透平發電系統，其特征在于所述齒 輪減速機構是行星齒輪減速機構，它包括太陽輪(15 )、若干行星輪(26 )及行星架(25 ),所述太陽輪(15 )固裝于透平軸(13 )端部，透平殼體(34 )內壁對應太陽 輪(15)處設內齒圏(27),所述行星架(25)中心處與輸出軸(20)固連，行星架(25)上于太陽輪(15)周圍均勻設置若干行星支撐軸，所述若干行星輪(26)分 別裝于行星架(25)上的若干行星支撐軸上、并與太陽輪(15)和內齒圈(27)同 時嚙合；所述行星齒輪減速機構周圍有潤滑腔(14),該潤滑腔(14)與冷卻機構、 以及一對滾動軸承(16、 17)均連通，由冷卻機構的冷卻介質入口 (12)引入潤滑 腔(14)的冷卻介質對行星齒輪減速機構和滾動軸承組進行潤滑和冷卻。
8、 根據權利要求3或4所述的單組元微型透平發電系統，其特征在于所述一 對滑動軸承(30、 30')安裝于透平軸(13)上相應的環形槽內，滑動軸承與透平殼 體(34 )之間設浮動環(9 ),所述環形槽內還套設鎖緊片(28 )和第一調整環(29 ), 鎖緊片(28)與透平殼體(34)固連，第一調整環(29)壓于鎖緊片(28)和浮動 環(9)、以及鎖緊片(28)和滑動軸承的外圈之間； 所述一對滾動軸承(16、 17)的外圈之間設第二調整環(24)，第二端蓋(22) 端部和與該端部相鄰的滾動軸承(17 )的外圏之間設推力環(21 ),與第二端蓋相鄰 的滾動軸承(17)的內圈通過鎖緊片(18)和螺設于輸出軸上的鎖緊螺母(23)定 位，第二端蓋(22)內近輸出軸孔處設防塵圈(19)。
9、 根據權利要求3或4所述的單組元微型透平發電系統，其特征在于所述透 平殼體(34)上的進氣口 (5)與透平殼體(34)內的透平軸(13)垂直；所述第一 端蓋(1)上的排氣口 (36)的中心線與透平軸(13)重合，第一端蓋(1)內形成 排氣腔(35 )，第一端蓋(1 )外周設散熱片。
10、 一種單組元微型透平發動機，其特征在于包括微型透平機子系統(47)、 催化床(46 )和單組元燃料儲存罐(44 ),所述單組元燃料儲存罐(44 )上設有單組 元燃料加注口/增壓口 (41)、安全閥(42)和壓力指示器(43)，單組元燃料儲存罐(44)的出口端連接手動燃料控制閥(45),手動燃料控制閥(45)的出口端與所述 催化床(46 )的進口端相連，該催化床(46 )的出口端與所述微型透平機子系統(47 ) 的進氣口相連。
11、 一種專用于權利要求1所述發電系統的微型透平機子系統，其特征在于 它包括帶有進氣口 (5)的透平殼體(34)、安裝于透平殼體(34)靠近進氣口一端 的帶有排氣口 ( 36 )的第一端蓋(1 )和遠離進氣口 ( 5 ) —端的第二端蓋(22 )、設 于透平殼體內近第一端蓋(1)處的透平定子(2)和透平轉子(33)、通過一對滑動 軸承(30、 30，)支撐于透平殼體(34 )內且一端與透平轉子(33 )固連的透平軸(13 )、 貫穿第二端蓋(22)并通過一對滾動軸承(16、 17)安裝于透平殼體(34)內的輸 出軸(20)、以及連接輸出軸(20)和透平軸(13)的行星齒輪減速機構，靠近透平 轉子的滑動軸承(30 )與透平轉子(33 )以及透平定子(2 )之間設密封裝置，該密 封裝置外表面的右部分與透平殼體(34 )的內表面相密合，其左部分與透平殼體(34 ) 及透平定子(2)之間形成環形氣道(32)，該環形氣道(32)與透平殼體(34)上 的進氣口 (5)相通，所述透平軸(13)周圍設冷卻機構；該冷卻機構含固設于透平 軸(13 )中部的螺桿泵軸(49 )，該螺桿泵軸(49 )和透平殼體(34 )中段形成一個 驅動冷卻介質循環的螺桿泵，透平殼體(34)中段于螺桿泵軸(49)兩側分別設冷 卻介質入口 (12)和冷卻介質出口 (10),透平殼體(34)中段的外周設散熱片(11)。
全文摘要
一種單組元微型透平發電系統，包括單組元燃料貯存罐、手動燃料控制閥、催化床、微型透平機系統、發電機和輔助裝置。它以單組元燃料如高濃度過氧化氫或高濃度過氧化氫和柴油的混合物為燃料，通過催化反應將上述單組元燃料分解為高溫高壓混合氣，以作為直接驅動微型透平機系統旋轉的動力，并帶動發電機發電而輸出電能。本發明具有體積小、重量輕、能量密度高、工作可靠及使用范圍寬等特點，是適用于太空、高原或水下等各種缺氧或無氧環境中的能量供應裝置。
文檔編號F02C7/22GK101372915SQ20071007649
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月21日 優先權日2007年8月21日
發明者夏必忠, 輝 張, 段廣洪, 汪勁松, 王立平, 郁鼎文 申請人:清華大學深圳研究生院