專利名稱：一種燃氣渦輪發電發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃氣渦輪發動機，具體涉及一種燃氣渦輪發電發 動機。
背景技術：
燃氣渦輪發動機，主要由壓氣機、燃燒室、燃氣渦輪、動力渦輪、 排氣管和附件系統組成，并通過動力輸出軸輸出機械功，驅動負載如 直升機旋翼工作。這種發動機輸出的是機械能，發動機排氣溫度高， 導致發動機紅外輻射強度高，不利于飛機隱身，熱排氣直接排到空氣 中，造成能量一定的浪費，熱效率低，耗油率高，從而使運行成本提 高。燃氣渦輪發動機的燃氣渦輪轉子和動力渦輪轉子，又以不同的轉 速旋轉，轉子系統結構和軸承支承系統復雜，軸向長度長。況且這種 燃氣渦輪發動機通常帶有機械式的燃油泵，由燃氣渦輪發動機的附件 傳動機構驅動，使得這種燃氣渦輪發動機結構復雜，重量重。加之該 發動機還有一個較復雜的滑油系統，使發動機結構更復雜，可靠性降 低。現代飛機正朝著多電方向發展，需要更多的電能，尤其是采用電 力推進器的飛機，包括采用太陽能(電池)在內的混合能源飛機。而 現行的發動機難以滿足多電飛機的這種需要。
需求。但這將使燃氣渦輪發動機的結構變得更復雜，軸向長度更長，重量進一步增加，功重比下降，從而導致飛機性能和經濟性下降。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種重量輕，結構簡 單，耗油率和排氣溫度低，紅外隱身性能好，輸出電能專供采用電力 推進的飛行器用的燃氣渦輪發電發動機。
本發明包含有壓氣機機匣、壓氣機轉子、燃燒室、渦輪機匣、 燃氣渦輪轉子、發動機中心軸、排氣管和燃油泵，其特征在于所 述的壓氣機轉子內置有起動/發電機，發電機轉子嵌在壓氣機轉
子內，并組合為一體，發電機錠子設置在發動機中心軸上；所述 的發動機中心軸的前端與壓氣機機匣固接，后端與渦輪機匣連 接；所述的壓氣機轉子和燃氣渦輪轉子上分別設有磁懸浮軸承。
為進一步實現本發明，所述的燃油泵為電動燃油泵，并固接 在壓氣機機匣上；所述的渦輪機匣連接有回熱器，回熱器與離心 壓氣機和燃燒室由連接管連接；所述的燃油泵、磁懸浮軸承、起 動/發電機和固接在壓氣機機匣上的控制器電連接。
本發明的燃氣渦輪發電發動機的工作原理是發動機起動 時，由外部電源或儲電池向起動/發電機供電，帶動壓氣機轉子 和燃氣渦輪轉子旋轉，當發動機達到設定的轉速時，燃氣渦輪轉 子帶動壓氣機轉子和起動/發電機轉子旋轉發電。
本發明的優點是起動/發電機設置在燃氣渦輪發動機的壓氣 機轉子內，縮短了旋轉軸的長度；用磁懸浮軸承取代傳統的接觸 式滾動軸承，省去滑油系統，提高了可靠性；用電動燃油泵代替齒輪驅動燃油泵，減少了附件傳動機構，發動機重量減輕5%— 10%;采用了回熱器回收排氣余熱，提高了發動機熱能利用率， 可減少油耗5—10%,發動機的排氣溫度降低100K—150K,發 動機的紅外輻射強度減少60%—80%，提高了飛機的隱身性能和 生存能力。
圖1是本發明的結構示意圖。 圖2為本發明的電連接示意圖。
圖中1、壓氣機機匣，2、起動/發電機，3、壓氣機轉子，4、 燃油泵，5、離心壓氣機，6、燃油管，7、燃氣渦輪轉子，8、燃 燒室，9、連接管，10、發電機轉子，11、回熱器，12、渦輪機 匣，13、排氣管，14、磁懸浮軸承，15、控制器，16、導線，17、 發電機錠子，18、發動機中心軸。
具體實施例方式
由以上附圖所示，本發明由壓氣機機匣l、壓氣機轉子3、 燃燒室8、渦輪機匣12、燃氣渦輪轉子7、排氣管13和固接在 壓氣機機匣1上的燃油泵4組成，燃油泵4為電動燃油泵。壓氣 機轉子3內置有起動/發電機2，發電機轉子IO嵌在壓氣機轉子 3內，并組合為一體，發電機錠子17設置在發動機中心軸18上。 發動機中心軸18的前端固接在壓氣機機匣1上，后端與渦輪機 匣12連接。磁懸浮軸承14分別設在壓氣機轉子3和燃氣渦輪轉 子7上。發動機中心軸18由壓氣機機匣1和渦輪機匣12支撐。回熱 器11進口與渦輪機匣12連接，回熱器11出口與排氣管13連接， 回熱器11與離心壓氣機5和燃燒室8由連接管9連接。起動/發 電機2、磁懸浮軸承14、燃油泵4和固接在壓氣機機匣1上的控 制器15由導線16電連接，起動/發電機2通過控制器15向燃油泵 4、磁懸浮軸承14和其它用電設備供電。
燃油泵4通過導線16與控制器15相連，通過燃油管6與燃燒室 8相連，將從燃油箱來的燃油送到燃燒室8。
發動機起動時，由儲電池或外部電源向起動/發電機2供電， 起動/發電機2帶動壓氣機轉子3和燃氣渦輪轉子7旋轉，壓縮 空氣依次流過壓氣機、回熱器11的冷氣流通道、燃燒室8、燃 氣渦輪、回熱器11的熱氣流通道，最后由排氣管13排向大氣中。 壓縮氣體在燃燒室8中噴油燃燒，提高壓縮氣體的溫度，使發動 機的轉速逐漸升高，當轉速達到設定轉速時，外部電源自動斷開， 起動/發電機2自動轉為發電機，為飛機的所有用電設備提供電
權利要求
1、一種燃氣渦輪發電發動機，包含有壓氣機機匣(1)、壓氣機轉子(3)、燃燒室(8)、渦輪機匣(12)、燃氣渦輪轉子(7)、發動機中心軸(18)、排氣管(13)和燃油泵(4)，其特征在于所述的壓氣機轉子(3)內置有起動/發電機(2)，發電機轉子(10)嵌在壓氣機轉子(3)內，并組合為一體，發電機錠子(17)設置在發動機中心軸(18)上；所述的發動機中心軸(18)的前端與壓氣機機匣(1)固接，后端與渦輪機匣(12)連接；所述的壓氣機轉子(3)和燃氣渦輪轉子(7)上分別設有磁懸浮軸承(14)。
2、 根據權利要求1所述發電發動機，其特征在于所述的 燃油泵(4)為電動燃油泵，并固接在壓氣機機匣(1)上。
3、 根據權利要求1所述發電發動機，其特征在于所述的渦輪 機匣(12)連接有回熱器(11),回熱器(11)與離心壓氣機(5)和 燃燒室(8)由連接管(9)連接。
4、 根據權利要求1所述發電發動機，其特征在于所述的 燃油泵(4)、磁懸浮軸承(14)、起動/發電機(2)和固接在壓 氣機機匣(1)上的控制器(15)電連接。
全文摘要
本發明涉及一種燃氣渦輪發電發動機，其要點是壓氣機轉子內置有起動/發電機，發電機的轉子嵌在壓氣機轉子內，發電機錠子設置在發動機中心軸上，發動機中心軸的前端與壓氣機機匣固接，后端與渦輪機匣連接，壓氣機轉子和燃氣渦輪轉子上分別設有磁懸浮軸承。本發明采用磁懸浮軸承和電動燃油泵，省去滑油系統，提高了可靠性，減少了附件傳動機構，旋轉軸的長度減小，發動機重量減輕5％-10％。采用了回熱器回收排氣余熱，提高了發動機熱能利用率，可減少油耗5-10％，發動機的排氣溫度降低100K-150K，發動機的紅外輻射強度減少60％-80％，提高了飛機的隱身性能和生存能力。
文檔編號F02C7/268GK101592081SQ20091004360
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月5日 優先權日2009年6月5日
發明者蔡顯新 申請人:中國航空動力機械研究所