微型发电装置的双叶轮一体化转子系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种微型发电装置的双叶轮一体化转子系统，包括：发电电机，发电电机包括电机外壳和电机转子，电机转子包括同轴相连的主体轴和悬臂轴，主体轴转动设置于电机外壳，轴肩具有转子端面齿；锁紧件，锁紧件与悬臂轴远离主体轴的一端螺纹配合；双叶轮结构，双叶轮结构包括压气机叶轮和透平叶轮，压气机叶轮的前端面具有与转子端面齿相互啮合的压气机端面齿，透平叶轮的背端面一体成型于压气机叶轮的背端面，透平叶轮的前端面与锁紧件抵接配合

【技术实现步骤摘要】
微型发电装置的双叶轮一体化转子系统


[0001]本专利技术涉及微型发电
，特别是涉及一种微型发电装置的双叶轮一体化转子系统
。

技术介绍

[0002]电力是人类社会最基本
、
最清洁，也是最方便的能源，出于目前地球一次能源的状况，电力工业在相当长的时期内，以燃煤发电为主的格局不会改变
。
燃煤发电产生清洁能源电力的同时也产生大量的污染和
CO2
排放，按我国
2011
年燃煤发电量计算的
CO2
排放量已超过
30
亿吨
。
为保护环境
、
经济的持续发展
、
节约资源保证能源的安全，节能减排已成为电力工业技术和产品发展的主要目标
。
[0003]新能源在近年来被反复的提及，燃煤发电的电力占比逐年减小
。
在发电领域的新能源主要有太阳能为主的光热发电
、
地热和潮汐发电等等，基于天燃气的发电也属于清洁能源的一种
。
本专利技术与基于燃气发电的微型燃机
、
基于太阳能发电的
CO2
透平和基于核电的微型布雷顿循环装置有关
。
[0004]微型发电装置通常包括有一个离心压缩机叶轮和一个向心透平叶轮，当装置功率较大时也会采用多级压缩和轴流透平
。
其轴系结构通常有两种：一种是采用离心压缩机和向心透平背靠背的悬臂结构，该结构比较紧凑，冷端没有轴承，安装方便，可靠性高；缺点是压缩机和透平其中之一动静间隙较大
。
还有一种结构是电机在压缩机和透平轮盘中间，构成电机两端的单悬臂结构
(
与此机构类似的还有两个轮盘中间布置一个轴承
)。
这种结构优点是传动效率高，可靠性好；缺点是透平轮盘靠近电机的轴承位置温度很高，对轴承的换热要求更高，并且机组密封结构复杂
。
为了进一步提高机组效率和运行稳定性，微型发电装置的前景仍旧是采用压缩机和叶轮背靠背的悬臂结构
。
对该结构考验最大的是其轴系结构
。
[0005]上述提高微型发电装置性价比
、
保证轴系可靠性的难题有的正在研究之中，例如“一种微型燃气轮机”(
中国专利
CN201320313572.6)
，该专利的涡轮和压气机是分体设计的，涡轮和压气机之间的啮合度比较差，并且拆装比较复杂
。
再例如叶轮套装的“一种转子系统
、
微型燃气轮机发电机组”(
中国专利
CN202020120531.5)
，该专利在透平叶轮和压气机叶轮中间设有空气轴承，致使结构不紧凑，不易加工安装
。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种微型发电装置的双叶轮一体化转子系统，能够避免压气机叶轮和透平叶轮之间的扭矩传递复杂结构，使双叶轮结构的装配更加简单，运行更加稳固可靠，实现便捷对中和承受径向载荷的功能，极大简化总体结构，提高了机组传动效率
。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种微型发电装置的双叶轮一体化转子系统，包括：
[0008]发电电机，发电电机包括电机外壳和电机转子，电机转子包括同轴相连的主体轴
和悬臂轴，主体轴转动设置于电机外壳，悬臂轴的轴径小于主体轴的轴径，主体轴和悬臂轴的连接处形成轴肩，轴肩具有转子端面齿；
[0009]锁紧件，锁紧件与悬臂轴远离主体轴的一端螺纹配合；
[0010]双叶轮结构，双叶轮结构上设有轴向贯通的中心孔并且套设于悬臂轴，双叶轮结构包括压气机叶轮和透平叶轮，压气机叶轮的前端面具有与转子端面齿相互啮合的压气机端面齿，透平叶轮的背端面一体成型于压气机叶轮的背端面，透平叶轮的前端面与锁紧件抵接配合
。
[0011]优选地，所述锁紧件为螺母，所述悬臂轴远离主体轴的一端具有外螺纹
。
[0012]优选地，所述转子端面齿包括周向阵列的多个转子啮合齿，转子啮合齿的齿面相对于主体轴的横截面倾斜设置；所述压气机端面齿包括周向阵列的多个压气机啮合齿，压气机啮合齿的齿面相对于压气机叶轮的前端面倾斜设置，压气机啮合齿的齿面的倾斜方向平行于转子啮合齿的齿面的倾斜方向
。
[0013]优选地，所述转子啮合齿的齿面和主体轴的横截面之间的夹角为5～
10
度
。
[0014]优选地，所述微型发电装置的双叶轮一体化转子系统还包括导流回转体，导流回转体设于电机外壳靠近压气机叶轮的一侧并且套设于主体轴
。
[0015]优选地，所述导流回转体包括上下对接的导流上半体和导流下半体
。
[0016]优选地，所述发电电机1还包括设于电机外壳内的电机端轴承，电机端轴承用于支承所述主体轴
。
[0017]优选地，所述电机端轴承的数量为两个并且对称设置于电机外壳的相对两侧
。
[0018]如上所述，本专利技术的微型发电装置的双叶轮一体化转子系统，具有以下有益效果：在本专利技术中，双叶轮结构上设有轴向贯通的中心孔并且套设于悬臂轴，透平叶轮的背端面一体成型于压气机叶轮的背端面，如此设置，双叶轮结构可以采用五轴铣或者精密铸造的制造工艺一体成型，避免了压气机叶轮和透平叶轮之间的扭矩传递复杂结构，从而使双叶轮结构的装配更加简单，运行更加稳固可靠
。
更为重要的是：悬臂轴的轴径小于主体轴的轴径，主体轴和悬臂轴的连接处形成轴肩，轴肩具有转子端面齿，压气机叶轮的前端面具有与转子端面齿相互啮合的压气机端面齿，如此设置，当旋拧上述锁紧件时，锁紧件将双叶轮结构顶向上述电机转子的转子端面齿，直至压气机叶轮的压气机端面齿与电机转子和转子端面齿相互啮合，以使双叶轮结构可向电机转子转递扭矩
。
此外，双叶轮结构和电机转子之间通过端面齿相互啮合，不需要其他扭矩传递结构和对中结构
。
转子端面齿和压气机端面齿之间的啮合关系可以实现便捷对中和承受一定的径向载荷，极大简化了总体结构，提高了机组传动效率
。
因此，本专利技术的微型发电装置的双叶轮一体化转子系统能够避免压气机叶轮和透平叶轮之间的扭矩传递复杂结构，使双叶轮结构的装配更加简单，运行更加稳固可靠，实现便捷对中和承受径向载荷的功能，极大简化总体结构，提高了机组传动效率
。
附图说明
[0019]图1显示为本专利技术的微型发电装置的双叶轮一体化转子系统的剖视图；
[0020]图2显示为图1中
A
部分的放大图；
[0021]图3显示为双叶轮结构的立体图；
[0022]图4显示为电机转子的立体图
。
[0023]元件标号说明
[0024]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微型发电装置的双叶轮一体化转子系统，其特征在于，包括：发电电机
(1)
，发电电机
(1)
包括电机外壳
(11)
和电机转子
(12)
，电机转子
(12)
包括同轴相连的主体轴
(121)
和悬臂轴
(122)
，主体轴
(121)
转动设置于电机外壳
(11)
，悬臂轴
(122)
的轴径小于主体轴
(121)
的轴径，主体轴
(121)
和悬臂轴
(122)
的连接处形成轴肩，轴肩具有转子端面齿
(123)
；锁紧件
(2)
，锁紧件
(2)
与悬臂轴
(122)
远离主体轴
(121)
的一端螺纹配合；双叶轮结构，双叶轮结构上设有轴向贯通的中心孔并且套设于悬臂轴
(122)
，双叶轮结构包括压气机叶轮
(3)
和透平叶轮
(4)
，压气机叶轮
(3)
的前端面具有与转子端面齿
(123)
相互啮合的压气机端面齿
(31)
，透平叶轮
(4)
的背端面一体成型于压气机叶轮
(3)
的背端面，透平叶轮
(4)
的前端面与锁紧件
(2)
抵接配合
。2.
根据权利要求1所述的微型发电装置的双叶轮一体化转子系统，其特征在于：所述锁紧件
(2)
为螺母，所述悬臂轴
(122)
远离主体轴
(121)
的一端具有外螺纹
。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：景伟，杨锐，陈钢，戴月进，李猛，林彤，吴晓明，王恭义，舒伟林，蔡晓蕊，陈卫明，肖高绘，王让慈，
申请(专利权)人：上海汽轮机厂有限公司，
类型：发明
国别省市：