燃氣輪機及其啟動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種燃氣輪機的啟動裝置，特別是涉及一種可減小能耗的啟動裝置及其燃氣輪機。
【背景技術】
[0002]現有的燃氣輪機啟動時，啟動電機的轉軸與燃氣輪機的主軸結合，驅動燃氣輪機主軸至其自持轉速，燃燒室點火后，啟動電機轉軸與燃氣輪機主軸脫離。然而，現有技術中啟動電機的輸出軸與燃氣輪機主軸是以齒連接進行傳動，但啟動電機轉軸與燃氣輪機主軸經常這樣齒合、脫離容易造成結合齒磨損。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本文提出一種結構簡單且可有效解決磨損問題的啟動裝置。
[0004]本文還提出一種利用上述啟動裝置的燃氣輪機。
[0005]本文提出的一種燃氣輪機啟動裝置，用于啟動燃氣輪機，包括定子和相對于所述定子轉動的轉子，所述轉子包括轉軸以及固定至所述轉軸的永磁體，所述轉子的轉軸與所述燃氣輪機的主軸固定連接使得所述轉軸能夠與所述主軸同軸旋轉，所述定子環繞所述轉軸并設置成能夠相對于所述轉軸軸向移動，在所述燃氣輪機啟動過程中，所述定子位于與所述轉軸在徑向上正對的位置，當所述燃氣輪機的主軸轉速超過一預定轉速后，所述定子軸向移動至所述轉軸的徑向范圍之外。
[0006]在一實施例中，所述轉子的轉軸為固定連接至所述燃氣輪機主軸的單獨元件，所述轉軸與所述主軸直驅結合。
[0007]在一實施例中，所述轉子的轉軸作為所述燃氣輪機主軸的一部分與所述主軸一體成型。
[0008]在一實施例中，所述預定轉速為所述燃氣輪機的自持轉速。
[0009]本文還提出一種燃氣輪機，包括燃氣輪機主軸，與所述燃氣輪機主軸固定連接的壓氣機和透平以及連接在所述壓氣機和透平之間的燃燒室，所述燃氣輪機還包括啟動裝置，所述啟動裝置包括定子和相對于所述定子轉動的轉子，所述轉子包括轉軸以及固定至所述轉軸的永磁體，所述轉子的轉軸與所述燃氣輪機的主軸固定連接使得所述轉軸能夠與所述主軸同軸旋轉，所述定子環繞所述轉軸并設置成能夠相對于所述轉軸軸向移動，在所述燃氣輪機啟動過程中，所述定子位于與所述轉軸在徑向上正對的位置，當所述燃氣輪機的主軸轉速超過一預定轉速后，所述定子軸向移動至所述轉軸的徑向范圍之外。
[0010]在一實施例中，所述轉子的轉軸為固定連接至所述燃氣輪機主軸的單獨元件，所述轉軸與所述主軸直驅結合。
[0011]在一實施例中，所述轉子的轉軸作為所述燃氣輪機主軸的一部分與所述主軸一體成型。
[0012]在一實施例中，所述轉子的轉軸自所述燃氣輪機主軸一體地延伸而突出于所述壓氣機的端面。
[0013]在一實施例中，所述預定轉速為所述燃氣輪機的自持轉速。
[0014]綜上所述，本發明提供了一種燃氣輪機啟動裝置。所述啟動裝置的定子設置成能夠相對于轉軸軸向移動，在燃氣輪機啟動過程中，定子位于與轉軸在徑向上正對的位置，當燃氣輪機主軸的轉速超過一預定轉速后，轉軸仍然被燃氣輪機主軸帶動旋轉，此時定子軸向移動至轉軸的徑向范圍之外，如此便可克服定子電磁線圈對燃氣輪機主軸轉動的磁阻。啟動裝置的轉軸與燃氣輪機主軸直驅結合，消除了磨損問題。
【附圖說明】
[0015]圖1是燃氣輪機啟動裝置啟動時的簡化示意圖。
[0016]圖2是燃氣輪機主軸超過自持轉速后的簡化示意圖。
【具體實施方式】
[0017]在詳細描述實施例之前，應該理解的是，本發明不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細結構或元件排布。本發明可為其它方式實現的實施例。而且，應當理解，本文所使用的措辭及術語僅僅用作描述用途，不應作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項、其等同物及其它附加事項。特別是，當描述“一個某元件”時，本發明并不限定該元件的數量為一個，也可以包括多個。
[0018]圖1是燃氣輪機啟動裝置啟動時的簡化示意圖。如圖1所示，所述燃氣輪機包括啟動裝置10，燃燒室11，燃氣輪機主軸12以及與燃氣輪機主軸12固定連接的壓氣機14和透平16。其中，啟動裝置10與燃氣輪機主軸12連接以驅動所述燃氣輪機運轉，燃燒室11連接在壓氣機14和透平16之間。
[0019]啟動裝置10包括定子18和相對于定子18轉動的轉子20。轉子20包括轉軸22以及固定至轉軸22上的永磁體24，轉軸22與燃氣輪機主軸12直驅連接使得轉軸22能夠與燃氣輪機主軸12同軸旋轉。
[0020]在本實施例中，轉子20的轉軸22作為燃氣輪機主軸12的一部分與燃氣輪機主軸12 一體成型。例如，在一實施例中，轉子20的轉軸22自所述燃氣輪機主軸12 —體地延伸而突出于壓氣機14的端面。
[0021]在其他實施例中，轉子20的轉軸22可為固定連接至燃氣輪機主軸12的單獨元件，采取轉軸22與燃氣輪機主軸12直驅結合的方式連接。
[0022]在所示的實施例中，定子18環繞轉子20的轉軸22安裝并設置成能夠相對于轉軸22軸向移動，具體而言，在所述燃氣輪機啟動過程中，定子18位于與轉軸22在徑向上正對的位置；當所述燃氣輪機的主軸12轉速超過一預定轉速后，定子18軸向移動至轉軸22的徑向范圍之外，如此，所述燃氣輪機帶動轉軸22轉動時，由于轉子20和定子18被隔開，轉子20的永磁體24與定子18的線圈之間不會產生電磁感應，因此不會產生磁阻。
[0023]應當注意的是，上述預定轉速在本實施例中為所述燃氣輪機的自持轉速，即不用啟動裝置10驅動所述燃氣輪機也能自行運轉。
[0024]本發明的工作過程是這樣的，首先，啟動裝置10運轉以啟動燃氣輪機，具體來說，啟動裝置10的轉軸22轉動驅動燃氣輪機的主軸12轉動，此時定子18位于與轉軸22在徑向上正對的位置，具體而言，定子18的線圈與轉子20的永磁體24在徑向上正對。然后，壓氣機14開始壓縮空氣并將壓縮后的高壓空氣輸送至燃燒室11，燃燒室11投入燃料并點火，燃燒室11內產生的高溫高壓氣體進入透平16并帶動透平16運轉，透平16運轉的同時帶動燃氣輪機主軸12以更快的速度轉動，當燃氣輪機主軸12的轉速達到所述燃氣輪機的自持轉速后，啟動裝置10不需要繼續驅動燃氣輪機主軸，燃氣輪機就可以自主運行。此時，定子18軸向移動至轉軸22的徑向范圍之外以與轉子20的永磁體24錯開，消除啟動電機的磁阻。
[0025]綜上所述，本發明提供了一種燃氣輪機啟動裝置。所述啟動裝置的定子設置成能夠相對于轉軸軸向移動，在燃氣輪機啟動過程中，定子位于與轉軸在徑向上正對的位置，當燃氣輪機主軸的轉速超過一預定轉速后，轉軸仍然被燃氣輪機主軸帶動旋轉，此時定子軸向移動至轉軸的徑向范圍之外，如此便可克服定子電磁線圈對轉子的磁阻，且此啟動裝置結構簡單，安裝方便，可提高燃氣輪機有效功率，節約成本。啟動裝置的轉軸與燃氣輪機主軸直驅結合，消除了磨損問題。
[0026]本文所描述的概念在不偏離其精神和特性的情況下可以實施成其它形式。所公開的具體實施例應被視為例示性而不是限制性的。因此，本發明的范圍是由所附的權利要求，而不是根據之前的這些描述進行確定。在權利要求的字面意義及等同范圍內的任何改變都應屬于這些權利要求的范圍。
【主權項】
1.一種燃氣輪機啟動裝置，用于啟動燃氣輪機，包括定子和相對于所述定子轉動的轉子，其特征在于，所述轉子包括轉軸以及固定至所述轉軸的永磁體，所述轉子的轉軸與所述燃氣輪機的主軸固定連接使得所述轉軸能夠與所述主軸同軸旋轉，所述定子環繞所述轉軸并設置成能夠相對于所述轉軸軸向移動，在所述燃氣輪機啟動過程中，所述定子位于與所述轉軸在徑向上正對的位置，當所述燃氣輪機的主軸轉速超過一預定轉速后，所述定子軸向移動至所述轉軸的徑向范圍之外。2.如權利要求1所述的燃氣輪機啟動裝置，其特征在于，所述轉子的轉軸為固定連接至所述燃氣輪機主軸的單獨元件，所述轉軸與所述主軸直驅結合。3.如權利要求1所述的燃氣輪機啟動裝置，其特征在于，所述轉子的轉軸作為所述燃氣輪機主軸的一部分與所述主軸一體成型。4.如權利要求1所述的燃氣輪機啟動裝置，其特征在于，所述預定轉速為所述燃氣輪機的自持轉速。5.一種燃氣輪機，包括燃氣輪機主軸，與所述燃氣輪機主軸固定連接的壓氣機和透平以及連接在所述壓氣機和透平之間的燃燒室，所述燃氣輪機還包括啟動裝置，所述啟動裝置包括定子和相對于所述定子轉動的轉子，其特征在于，所述轉子包括轉軸以及固定至所述轉軸的永磁體，所述轉子的轉軸與所述燃氣輪機的主軸固定連接使得所述轉軸能夠與所述主軸同軸旋轉，所述定子環繞所述轉軸并設置成能夠相對于所述轉軸軸向移動，在所述燃氣輪機啟動過程中，所述定子位于與所述轉軸在徑向上正對的位置，當所述燃氣輪機的主軸轉速超過一預定轉速后，所述定子軸向移動至所述轉軸的徑向范圍之外。6.如權利要求5所述的燃氣輪機，其特征在于，所述轉子的轉軸為固定連接至所述燃氣輪機主軸的單獨元件，所述轉軸與所述主軸直驅結合。7.如權利要求5所述的燃氣輪機，其特征在于，所述轉子的轉軸作為所述燃氣輪機主軸的一部分與所述主軸一體成型。8.如權利要求7所述的燃氣輪機，其特征在于，所述轉子的轉軸自所述燃氣輪機主軸一體地延伸而突出于所述壓氣機的端面。9.如權利要求5所述的燃氣輪機，其特征在于，所述預定轉速為所述燃氣輪機的自持轉速。
【專利摘要】一種燃氣輪機啟動裝置，用于啟動燃氣輪機，包括定子和相對于所述定子轉動的轉子，所述轉子包括轉軸以及固定至所述轉軸的永磁體，所述轉子的轉軸與所述燃氣輪機的主軸固定連接使得所述轉軸能夠與所述主軸同軸旋轉，所述定子環繞所述轉軸并設置成能夠相對于所述轉軸軸向移動，在所述燃氣輪機啟動過程中，所述定子位于與所述轉軸在徑向上正對的位置，當所述燃氣輪機的主軸轉速超過一預定轉速后，所述定子軸向移動至所述轉軸的徑向范圍之外。
【IPC分類】F02C7/268
【公開號】CN204827675
【申請號】CN201520631864
【發明人】王志強, 李宗洲, 潘曉聰, 張聰
【申請人】深圳智慧能源技術有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月20日