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申请/专利权人:北京航空航天大学
摘要:本发明公开了一种带拉法尔斜切喷管及气浮结构的空间涡轮发电系统,涉及空间航天器能源领域,包括高压气瓶、燃料贮箱、氧化剂贮箱、燃气发生器、涡轮、行星齿轮箱、发电机以及整流器,燃料贮箱和氧化剂贮箱分别通过导气管与高压气瓶连接,高压气瓶通过导管与涡轮进气口连接,燃料贮箱通过导管与发电机的燃料进口连接,发电机的燃料出口通过导管与行星齿轮箱的燃料进口连接,氧化剂贮箱通过导管与燃气发生器的进料口连接,行星齿轮箱的燃料出口与燃气发生器的进料口连接,燃气发生器的出料口与涡轮进气口连接,发电机接线柱与整流器的接线柱连接。本发明解决进气式微型涡轮高转速条件下轴承的润滑问题,具有运行稳定、可靠性高、寿命长的特点。
主权项:1.一种带拉法尔斜切喷管及气浮结构的空间涡轮发电系统,包括高压气瓶(1)、燃料贮箱(3)、氧化剂贮箱(4)、燃气发生器(6)、涡轮(7)、行星齿轮箱(8)、发电机(9)以及整流器(10),其特征在于:所述燃料贮箱(3)和氧化剂贮箱(4)分别通过导气管与高压气瓶(1)连接,所述燃料贮箱(3)与高压气瓶(1)之间的导气管上连接有定值减压阀(2),所述高压气瓶(1)通过导管与涡轮(7)进气口连接,所述燃料贮箱(3)通过导管与发电机(9)的燃料进口连接,所述发电机(9)的燃料出口通过导管与行星齿轮箱(8)的燃料进口连接,所述氧化剂贮箱(4)通过导管与燃气发生器(6)的进料口连接,且氧化剂贮箱(4)与燃气发生器(6)之间的导管上设有开关阀(5),所述行星齿轮箱(8)的燃料出口与燃气发生器(6)的进料口连接,所述燃气发生器(6)的出料口与涡轮(7)进气口连接,涡轮(7)通过行星齿轮箱(8)为发电机(9)发电提供动力源,所述发电机(9)接线柱与整流器(10)的接线柱连接,整流器(10)整流后输出电功率;所述涡轮(7)包括分配管(11)、拉法尔斜切喷管(12)、冲动式高负荷叶片(13)、对称喷管(14)、涡轮盘(15)、篦齿封严盘(16)、右径向气浮轴承(17)、轴(18)、气缸(19)、左径向气浮轴承(20)、右止推气浮轴承(21)、间隙调整环(22)以及左止推气浮轴承(23),所述涡轮(7)为带拉法尔斜切喷管(12)及气浮轴承结构的部分进气式微型涡轮;所述分配管(11)设置在气缸(19)的外壁一端,所述气缸(19)的外壁对称设有两个对称喷管(14),所述轴(18)转动插接在气缸(19)内,所述轴(18)的外壁固定套接有位于气缸(19)内部的涡轮盘(15),所述气缸(19)内部设有转动卡接在涡轮盘(15)外壁的篦齿封严盘(16);所述涡轮盘(15)的轴向外壁设有拉法尔斜切喷管(12),所述涡轮盘(15)的内壁设有呈环形结构分布的冲动式高负荷叶片(13);所述右径向气浮轴承(17)转动安装在涡轮盘(15)一侧的气缸(19)内部,所述左径向气浮轴承(20)、右止推气浮轴承(21)、间隙调整环(22)以及左止推气浮轴承(23)均转动设置在涡轮盘(15)另一侧的气缸(19)内部,所述右径向气浮轴承(17)、左径向气浮轴承(20)、右止推气浮轴承(21)、间隙调整环(22)以及左止推气浮轴承(23)且均转动套接在轴(18)的外壁;所述左止推气浮轴承(23)经由气缸(19)左侧的引气孔引气,所述右止推气浮轴承(21)经由左径向气浮轴承(20)的气腔侧壁引气孔引气,所述左止推气浮轴承(23)经由所述气缸(19)左侧开设的中心孔和所述间隙调整环(22)排气,所述右止推气浮轴承(21)经由间隙调整环(22)排气;燃料和氧化剂在燃气发生器(6)中燃烧,以特定的压力和温度亚声速从燃气发生器(6)通过分配管(11)流入涡轮(7)中的多个拉法尔斜切喷管(12),然后超声速地流过冲动式高负荷叶片(13)做功,做功后的燃气经过超声速喷管通过对称排气的方式排入真空。
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百度查询: 北京航空航天大学 一种带拉法尔斜切喷管及气浮结构的空间涡轮发电系统
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