专利名称：燃气轮机及燃气涡轮发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃气轮机的构造及采用其构造的燃气涡轮发电装置。
背景技术：
在燃气涡轮发电装置的范畴内，被称为微型燃气涡轮发电装置的发电装置由日本特开2001-12256号公报为人公知。
另外，在压缩机或汽轮机的转子上安装轴时，使用压入或热压配合或拉深加工连接两者的公知的例子记载于日本特公平4-15361号公报、日本特公平4-27363号公报、日本特开昭54-42520号公报、日本实开平57-30301号公报。
在压缩机或汽轮机的转子上安装轴时，通过使齿形的凹凸部啮合来安装两者的公知的例子记载于日本特开平8-4501号公报、日本特公昭59-24242号公报、日本特公昭59-1337号公报中。
现有的微型燃气涡轮发电装置中的燃气轮机的轴连接构造考虑到组装性，一般是以具有过盈量的套筒接合构造使汽轮机转子2、转子轴、压缩机转子、发电机铁芯等的旋转部件相互嵌合进行组装，用与转轴平行的拉杆螺栓进行连接的构造。
但是，微型燃气涡轮发电装置由于定期地进行维护，在这样的构造中，在组装时需要用于进行具有过盈量的套筒接合嵌合部的热压配合、或冷缩压配合等的设备，在分解时也需要用于进行分解的设备，有维护费用增加的问题。
这样，当用压入或热压配合或拉深加工组装燃气轮机的轴连结构造时，不但需要用于其压入或热压配合或拉深加工的专用设备，而且在进行分解时还需要花费时间及需要专用设备。
而且使齿形的凹凸部相互啮合来组装燃气涡轮发电装置的轴连接构造还没有被想到。
发明内容
本发明的目的是提高燃气轮机及燃气涡轮发电装置的组装、分解性。
为了达到上述目的，本发明的燃轮机，具有汽轮机转子、设在上述汽轮机转子上的结合轮毂、设在上述结合轮毂上的拉杆、分别穿上上述拉杆而被串联地组合的上述压缩机转子，转子轴及发电机铁芯，上述压缩机转子和上述结合轮毂是在设在上述压缩机转子上的第一套筒接合插头部与设在上述结合轮毂上的第一套筒接合插座部部被自由装卸地嵌合组合状态下被组装，上述压缩机转子与上述转子轴在设在上述压缩机转子上的第二套筒接合插头部和设在上述转子轴上的第二套筒接合插座部被自由装卸地嵌合的状态及设在上述压缩机转子上的第二套筒接合插座部与设在上述转子轴上的第二套筒接合插头部被自由装卸的状态中的任何一种状态下被组装。
为了达到上述目的，本发明的燃气轮机，具有汽轮机转子、设在上述汽轮机转子上的结合轮毂、设在上述结合轮毂上的拉杆、分别穿上上述拉杆而被串联地组合的上述压缩机转子，转子轴及发电机铁芯，上述压缩机转子和上述结合轮毂是在设在上述压缩机转子上的第一套筒接合插头部部与设在上述结合轮毂上的第一套筒接合插座部部被自由装卸地嵌合组装状态下被组装，上述压缩机转子与上述转子轴是通过将设在上述压缩机转子的与上述转子轴相对的面上的放射状的齿和设在上述旋转轴的与上述压缩机转子相对的面上的放射状的齿沿拉杆的长度方向插拔自如、且沿上述压缩机转子或上述转子轴的旋转方向蹑合的方式被组装。
为了达到上述目的，本发明的燃气涡轮发电装置，具有上述燃气轮机中的的任何一种燃气轮机，具有燃烧器、将由上述燃烧器生成的气体压力变换为汽轮机转子的旋转力的汽轮机、由接受上述汽轮机转子的旋转力而进行旋转的压缩机转子将压缩空气供给到上述燃烧器的压缩机、接受上述涡轮转子的旋转力而被旋转的发电机铁芯、安装在上述发电机铁芯上的永久磁铁、配备在上述发电机铁芯的外周围的发电机线圈。
图1是表示本发明的微型燃气涡轮发电装置的一实施例的局部剖面图。
图2是用于图1所示的微型燃气涡轮发电装置的微型燃气轮机装置的剖面图。
图3是图2的要部放大剖面图。
图4和图5是表示本发明的微型燃气轮机装置的其它的变形例的要部放大剖面图。
图6是本发明的微型燃气轮机装置的其它变形例的要部放大剖面，图6(a)是要部放大剖面图，图6(b)是图6(a)的套筒接合插头部的立体图。
图7是本发明的微型燃气轮机装置的其它变形例的要部放大剖面，图7(a)是要部放大剖面图，图7(b)是表示图7(a)设在压缩机转子上的放射状的齿的立体图，图7(c)是表示图7(a)设在转子轴上的放射状的立体图。
图8和图9是本发明的微型燃气轮机装置的另外变形例的要部放大图。
具体实施例方式
以下根据
本发明的实施例及若干个变形例。图1表示本发明的微型燃气涡轮发电装置一实施例的纵剖面图。微型燃气涡轮发电装置1具有压缩机7、燃烧器58、汽轮机5、发电机8及覆盖它们的壳体3。
压缩机7由压缩机转子4、形成于压缩机转子4上的压缩机叶片部16、围着压缩机转子4的压缩机·发电机壳体27组成。汽轮机5由汽轮机转子2、形成于汽轮机转子2上的汽轮机叶片部11、围着汽轮机转子2的汽轮机内壳体22b和汽轮机外壳体22a构成。在该汽轮机转子2上，在其一面上设有汽轮机端抓持部12，在其相反面上具有结合轮毂13。汽轮机端抓持部12和结合轮毂13的旋转中心轴心设定在汽轮机转子2的旋转轴心的延长线上。汽轮机外壳体22a与压缩机·发电机壳体27夹着垫圈24由连接螺栓25和连接螺母24连接。
发电机8具有装备着永久磁铁20的圆筒状芯19、覆盖其发电机铁芯19的外周围的圆筒状罩21、在罩21的外侧不与罩21接触地具有间隙地设在发电机线圈外壳体30上的发电机线圈29。其发电机线圈外壳体30被固定在发电机壳体31上，其发电机壳体31的前后由发电机后端壳体28和发电机前壳体32覆盖着。
在发电机前壳体32上设置发电机前端壳体33，发电机壳体31和发电机后端壳体28和发电机前壳体32和发电机前端壳体33由穿在这些壳体中的螺栓34和螺母36连接。这样地被连接的这些壳体由被固定在发电机后端壳体28和压缩机·发电机壳体27上的支撑杆45连接为一体。
在发电机铁芯19的一端部固定着覆盖其端部的板状的转子端构造物15b，在发电机铁芯的另一端部上固定着覆盖其端部的同时、设有被向心轴承40承受的轴承环18a的中空构造的转子端构造物15a。
在转子端构造物15b与压缩机转子4之间具有中空构造的转子轴6，安装在转子轴6上的轴承环18被安装在发电机后端壳体28上的向心轴承37和后侧止推轴承38和前侧止推轴承39承受地被包围着，转子端构造物15a通过轴承环18a可支承在向心轴承40上地被组装。该向心轴承40被安装在发电机前壳体32上。
在被结合在汽轮机转子2上的结合轮毂13上使旋转中心轴心与汽轮机转子2的旋转中心轴心延长线重合地结合拉杆螺栓9的一端。该拉杆螺栓9的另一端即图2的螺栓端10上形成着用于螺纹结合螺母14的螺纹。
该拉杆螺栓9穿入开设在压缩机转子4的中心的压缩机中心孔17和转子轴6内和开设在发电机铁芯9的中心的通孔50和各转子端构造物15a、转子端构造物15b内。在其拉杆螺栓9的螺纹部上螺纹结合螺母14，通过使其螺母14旋转而系紧拉杆螺栓9，汽轮机转子2和压缩机转子4和转子轴6和发电机铁芯19作为将拉杆螺栓9置于旋转中心的一连串的燃气轮机的轴连接构造而被组装起来。
该燃气轮机的轴连接构造的构成部件的各部件间的组装构造详细情况如图2及图3所示那样。即，在结合轮毂13的靠近压缩机转子4的端面上通过挖以汽轮机转子2的旋转中心轴线Y为中心的环状沟而形成汽轮机轴套筒接合插座部48。
在压缩机4的靠近结合轮毂1 3的面上作为套筒接合插头部47形成着以汽轮机转子2的旋转中心轴线Y为中心的环状凸起。套筒接合插头部47没有过盈量地插入到套筒接合插座部48内。因此，套筒接合插头部47和套筒接合插座部48成为无过盈量的插拔自如的嵌合状态的配合关系。因此，套筒接合插座部48呈可以插入套筒接合插头部47的以旋转中心轴线Y为中心的环状槽形状。这样，套筒接合插头部4和套筒接合插座部48成为具有相互嵌合的圆筒状的外观的形状。
在压缩机转子4的靠近转子轴6的面上作为套筒接合插头部62形成着以汽轮机转子2的旋转中心轴线Y为中心的环状凸起。在转子轴6的靠近压缩机4的面上作为套筒接合插座部49形成着以汽轮机转子2的旋转中心轴线Y为中心的环状凸起。其套筒接合插座部49也可以通过切削转子轴6的内面形成。
靠近转子轴6的套筒接合插头部62无过盈量地插入在套筒接合插座部49内。因此，套筒接合插头部47与套筒接合插座部49成为无过盈量的插拔自如的嵌合状态的配合关系。
转子轴6的靠近发电机铁芯19的端部形成为前端变细的锥状，与其锥状的部分吻合的锥状的凹部形成在转子端构造物15a上，两锥状的部分被相互嵌合。在加工锥面时应当注意的是要由上述两锥状的部分的嵌合使转子轴6与发电机铁芯19的旋转中心不从汽轮机转子2的旋转中心轴线Y偏离。
如图3所示，套筒接合插座部49和套筒接合插座部48的端面与压缩机转子4对接，但是，压缩机转子4的两侧的各套筒接合插头部47的端面不与结合轮毂13和转子轴6接触。
燃烧器58设在汽轮机内壳体22b上，该汽轮机壳体22b设在汽轮机外壳体22的内侧，在燃烧器58上设有燃烧嘴59和燃烧器用流路60。汽轮机内壳体22b在汽轮机转子2侧开设有用于导引燃烧气体的开口，在其开口部设置用于整流燃烧气体的汽轮机喷嘴23。
图1所示的汽轮机支架41的下部被固定在地基上，在汽轮机支架41的上部固定着汽轮机支架凸起部42，在其汽轮机支架凸起部42上设有中心销44和处于其周围的多根防旋转销43。中心销44被固定在汽轮机外壳体22a上，可以相对汽轮机支架凸起部42自由旋转。另外，防旋转销43在插入到设在汽轮机支架凸起部42上的贯通孔和设在涡轮外壳体22a上的销孔中的状态下可以使微型燃气涡轮发电机装置1保持为图1所示的水平或与图1所示的姿势相差90度的不同的垂直的姿势。而且，在从汽轮机外壳体22a的销孔拔出了防旋转销43时，微型燃气涡轮发电机装置1可以以中心销为中心向上下方向自由回转。
本微型涡轮发电机装置1，由燃烧嘴59对燃料点火后与从燃烧器用流路流入到燃烧器58内的压缩空气一起燃烧，使由其燃烧产生的燃烧气体沿箭头A方向通过汽轮机内壳体22b内，在由涡轮喷嘴23整流后一边冲撞到汽轮机叶片部11上一边使燃烧气体膨胀，然后沿箭头B方向流出燃烧气体。沿箭头B方向流出的燃烧气体被导引到图中未示的再生热交换器。
通过使燃烧气体冲撞汽轮机叶片11，汽轮机转子2进行旋转，同时使压缩机转子4、转子轴6及发电机铁芯19等旋转。通过压缩机转子4旋转，将壳体3外的空气向箭头C所示的那样吸入后用压缩机叶片部16压缩后，如箭头D所示地作为高压的压缩气体被排出。
沿箭头D被排出的压缩气体被导入再生热交换器，在再生热交换器内与沿箭头B方向流来的燃烧气体进行热交换而被预热了后，作为燃烧用空气被从燃烧器58的燃烧器58用流路导引到燃烧器58内。热交换后的燃烧气体最终被排出到微型燃气涡轮发电装置1外。在压缩机、发电机壳体27的压缩空气的出口也可以设置用于压力恢复的叶片(未图示)。
另外，由于发电机转子19也与汽轮机转子2一起旋转，由其旋转在发电机线圈29中感应交流电流。其电流由未图示的整流器变换为直流电流，由未图示的变流器变换为交流电流后供给到用电机器。
在本微型燃气涡轮发电装置1中，设在压缩机转子4上的套筒接合插头部47受到自己、压缩机转子4以及压缩机叶片部16的离心力而向作为直径扩大的方向的扩径方向变形，套筒接合插头部47与套筒接合插座部48、套筒接合插头部62与套筒接合插座部49的嵌合面靠紧力增强，靠紧性变好。因此，即使不使用热压配合、冷缩配合、拉深加工及压入等的需要过盈量的措施，当微型燃气涡轮发电装置1运转时，也可以自然而然地会获得像具有过盈量地嵌合那样的紧密的嵌合状态，相邻的旋转部件的旋转中心轴线一致。
微型燃气涡轮发电装置1的各转子2、4由于是高速旋转，过去，旋转的零件相对于旋转轴的偏心变大，各转子的残余不平衡变大，有以危险速度的轴振动变大的危险，但是，在本实施例中没有那种担心。
当微型燃气涡轮发电装置1的运转停止时，套筒接合插头部47的扩径状态返回到原始状态、即返回到套筒接合插头部47与套筒接合插座部49或套筒接合插座部48的嵌合面处没有过盈量的状态。因此，微型燃气涡轮发电装置1的保养检修时的汽轮机转子2或压缩机转子4或发电机转子19的分解可以通过使螺母14旋转来解除由拉杆螺栓9的系紧状态容易实施。即使在组装汽轮机转子2或压缩机转子4或发电机转子19时，由于各套筒接合的嵌合状态没有过盈量，因此，通过简单地插入各套筒接合可以容易地实施汽轮机转子2或压缩机转子4或发电机转子19等的各旋转部件的组装。
在实施汽轮机转子2或压缩机转子4或发电机转子19的组装或分解时，将拉杆螺栓9的姿势从运转时如图1所示地拉杆螺栓9为水平的状态改变为拉杆螺栓9成为垂直的状态后进行。其姿势变更作业是以拔出防旋转销43后以中心销为旋转中心的旋转动作使汽轮机转子2成为下侧地垂直地拉起拉杆螺栓9的姿势。
若这样地使拉杆螺栓9的姿势成为垂直后进行上述的分解或组装，与将拉杆螺栓9的姿势成为水平后进行分解或组装的情况相比，重力方向和各组装或分解零件的旋转中心轴线的方向一致，各零件的挠曲少，容易进行作业。
这样，根据采用了图3所示的构成的本实施例，由于在旋转部件的嵌合部未设有过盈量，组装及分解变容易，可以降低制造成本及定期检查及维修的成本。
在图3所示的实施例的变形例中，在压缩机转子4上设筒状套筒接合插座部和切削转子轴6的外周而在靠近内周设筒状套筒接合插头部。而且不带有过盈量嵌合这些套筒接合插头部和套筒接合插座部。这时，套筒接合插座部的右端面与转子轴6的端面靠紧，套筒接合插头部52的左端面不与压缩机转子4接触地具有间隙地被组装着。其它的构成与图3的例子相同。
在这样的变形例中，也与图1～图3所示的实施例同样，压缩机转子4与结合轮毂13的嵌合面处的紧密接触力的加强是在微型燃气涡轮发电装置1的运转中带来的。在不大期待转子轴6与压缩机转子4的嵌合面的紧密接触力的加强，但重视分解组装的容易性时，也可以利用这样的变形例。
在该变形例中，在想加强转子轴6与压缩机转子4的嵌合面的紧密接合力时，也可以对于其嵌合部的套筒接合插头部，选择其直径扩大方向的变形比其嵌合部的套筒接合插座部的直径变形更容易产生的材质，用其材质制作套筒接合插头部并与转子轴6接合。其变形容易度即可以是依存于温度的变形，也可以是由于离心力等的其它的力产生的变形容易度。
图4的构成表示压缩机转子4与汽轮机转子2与转子轴6的组合的变形例。在变形例中，压缩机转子4和结合轮毂13是通过不设有过盈量地嵌合设在压缩机转子4的内周上的套筒接合插头部47和设在结合轮毂13上的套筒接合插座部48而被组装。而且，压缩机转子4和转子6通过不设过盈量地嵌合设在压缩机转子4上的套筒接合插头部62和设在转子轴6上的套筒接合插座部49而被组装。
拉杆螺栓9在压缩机转子4和转子轴6间的套筒接合插座部嵌合部的内周具有与套筒接合插头部62的中心孔径相等的外径部57，无过盈量地组装入压缩机内周凸(ォス)侧套筒接合部的中心孔内。外径部57的直径比与其外径部57接近的拉杆螺栓9的部位的直径大。
根据该变形例，在压缩机转子4与转子轴6及结合轮毂13之间、及外径部57与套筒接合插头部62的中心孔之间的嵌合部不设过盈量，因此，组装及分解容易，可以减少制造成本及定期检查、维修成本。
另外，由于从在微型燃气涡轮发电装置1的运转中接受燃烧气体成为特别高温的涡轮转子2来的热传导，拉杆螺栓9也成为高温，因此，在压缩机转子4与转子轴6之间的套筒接合嵌合部的套筒接合插头部的内周处，拉杆螺栓9的大径部热膨胀而产生直径扩大的变形。因此，压缩机转子4与转子轴6之间的套筒接合嵌合部的套筒接合插头部的直径由于外径部57的变形而被向扩大的方向压扩，套筒接合插头部的外周面压接在处于比拉杆螺栓9更接近外气的外侧而成为比较低温的套筒接合插座部的内周面上，增强了两套筒接合接触的嵌合面的紧密接触力。
这样，当增强嵌合面的紧密接合力时，通过使两嵌合面更加紧密接触，可以防止转子轴6和压缩机转子4和汽轮机转子2等的旋转部件间的偏心。
在图4所示的实施例的另一变形例中，压缩机转子4与结合轮毂13通过不设过盈地嵌合设在压缩机转子4的内周上的套筒接合插头部47和设在结合轮毂13上的套筒接合插座部48而被组装。另外，压缩机转子4和转子轴6通过不设过盈地嵌合设在压缩机转子4上的圆筒状的套筒接合插座部和设在转子轴6上的圆筒状的套筒接合插头部而被组装。
拉杆螺栓9在压缩机转子4与转子轴6间的套筒接合嵌合部的内周处具有与套筒接合插头部的中心孔径相等的外径部57，并被无过盈地组装入套筒接合插头部的中心孔内。外径部57的直径比与其处径部57接近的拉杆螺栓9的部位的直径大。其它的构成与图4所示的例子相同。
根据该变形例，由于在压缩机转子4与转子轴6及结合轮毂13之间、及外径部57与套筒接合接头部的中心孔之间的嵌合部不设有过盈，因此组装及分解容易，可以减少制造成本及定期检查、维修成本。
另外，由于从在微型燃气涡轮发电装置1的运转中接受燃烧气体成为特别高温的涡轮转子2来的热传导，拉杆螺栓9也成为高温，因此，在压缩机转子4与转子轴6之间的套筒接合嵌合部的套筒接合插头部的内周处，拉杆螺栓9的大径部热膨胀而产生直径扩大的变形。因此，压缩机转子4与转子轴6之间的套筒接合嵌合部的套筒接合插头部的直径由于外径部57的变形而被向扩大的方向压扩，套筒接合插头部的外周面压接在处于比拉杆螺栓9更接近外气的外侧而成为比较低温的套筒接合插座部的内周面上，增强了两套筒接合插座部接触的嵌合面的紧密接合力。
这样，当增强了嵌合面的密接力时，通过使嵌合面紧密接触，可以防止转子轴6和压缩机转子4和汽轮机转子4等的旋转部件间的偏心。
图5表示压缩机转子4和汽轮机转子2和转子轴6的组合的另一变形例。在本实施例中，压缩机转子2与结合轮毂13通过不设过盈地嵌合设置在压缩机转子4的内周上的套筒接合插头部47与设置在结合轮毂13上的套筒接合插座部48而被组装。而且，压缩机转子4与转子轴6通过不设过盈地嵌合设在压缩机转子4上的圆筒状的套筒接合插头部62和设在转子轴6上的圆筒状的套筒接合插座部49而被组装。
除了作为套筒接合插头部62的右凸端部的套筒接合插头部轴前端53之外，套筒接合插头部68的外周围被切削成比套筒接合插头部轴前端53的厚度薄。因此，被切削的部分不与套筒接合插座部49接触，套筒接合插头部轴前端53部分不过盈地与套筒接合插座部49接触。
根据本变形例，由于在压缩机转子4与转子轴6及结合轮毂13之间的嵌合部不设有过盈，因此组装及分解容易，可以减少制造成本及定期检查、维修成本。
另外，由于预先切削套筒接合插头部62的中间部分而使套筒接合插头部62的径向变形增加，因此，当在汽轮机发电装置的运转中，压缩机转子4旋转时，受到离心力容易产生套筒接合插头部62的径向变形，套筒接合插头部轴前端53更加强地紧密接触在套筒接合插座部49的内周面上。这样通过增强紧密接触力地使套筒接合插头部62与套筒接合插座部49的两套筒接合的结合面紧密接触，可以防止转子轴6和压缩机转子4和汽轮机转子2等的旋转部件间的偏心。
作为图5的变形例，也可以是压缩机转子4与结合轮毂13通过不设过盈地嵌合设置在压缩机转子4的内周上的套筒接合插头部47与设在结合轮毂13的套筒接合插座部48而被组装。这时，压缩机转子4与转子轴6，不设有过盈地嵌合设在压缩机4的靠近转子轴6处的圆筒状套筒接合插座部与设在转子轴6上的圆筒状套筒接合插头部。
除了设在转子轴6上的套筒接合插头部的左凸端部、即套筒接合插头部轴前端部之外，其套筒接合插头部的外周围被切削成比套筒接合插头部轴前端部的厚度薄。因此，被切削的部分不与设在压缩机转子4的靠近转子轴6处的套筒接合插座部内周接触，套筒接合插头部轴前端54无过盈地与其套筒接合插座部接触着。其它的构成是与图5所示的变形例相同的构成。
根据本变形例，由于在压缩机转子4与转子轴6及结合轮毂13之间的嵌合部不设有过盈，因此组装及分解容易，可以减少制造成本及定期检查、维修成本。
而且，由于微型燃气涡轮发电装置1的运转，被带给套筒接合插头部52的离心力由于切削了设在转子轴6上的套筒接合插头部的中间部分而起到使扩大其套筒接合插头部直径的径向变形增加的作用，套筒接合插头部轴前端部与设在压缩机4的靠近转子轴6处的套筒接合插座部的内周面紧密接触。这样，增强了设在压缩机转子4与转子轴6的嵌合部分的套筒接合插头部与套筒接合插座部该两套筒接合的嵌合面的紧密接触力，从而增加了紧密接触程度，可以防止转子轴6和压缩机转子4和汽轮机转子2等的旋转部件间的偏心。
图6的构成是表示压缩机转子4和汽轮机转子2和转子轴6的组合的另一变形例。在变形例中，压缩机转子4与结合轮毂13通过不设过盈量地嵌合设置在压缩机转子4的内周上的套筒接合插头部47与设置在结合轮毂13上的套筒接合插座部48而被组装。压缩机转子4与转子轴6通过不设过盈量地嵌合设在压缩机转子4上的套筒接合插头部62和设在转子轴6上的圆筒状的套筒接合插座部49而被组装。
在套筒接合插头部62上如图6的(b)图所示，在套筒接合插头部62的周围周向相邻狭缝间隔开90度间隔地设有4条狭缝，由其狭缝55将套筒接合插头部62的右凸端部4分割。因此，在套筒接合插头部62上，在圆筒状的套筒结合部上形成狭缝55。如图6的(a)图所示，在套筒接合插座部49与套筒接合插头部62的嵌合状态中，套筒接合插头部62的右凸端部不与转子轴6接触，其右凸端面不对接，容易错位。
根据本实施例，由于在压缩机转子4与转子轴6及结合轮毂13之间的嵌合部不设有过盈量，因此组装及分解容易，可以减少制造成本及定期检查、维修成本。
而且，由微型燃气涡轮发电装置1的运转而带给套筒接合插头部62的离心力由于在套筒接合插头部62上设有狭缝55，起到增加扩大套筒接合插头部62的直径的径向变形的作用，套筒接合插头部62的外周面比微型燃气涡轮发电装置1运转前更强地紧密接触在套筒接合插座部49的内周面上。这样，通过共同使套筒接合插头部62与套筒接合插座部49该两套筒接合嵌合面紧密接触，可以防止转子轴6和压缩机转子4和汽轮机转子2等的旋转部件间的偏心。
作为图6的构成的变形例，可以提出压缩机转子4与汽轮机转子2与转子轴6的其它的组合例子。在其变形例中，压缩机转子4与结合轮毂13通过不设过盈量地嵌合设置在压缩机转子4的内周上的套筒接合插头部47与设在结合轮毂13的套筒接合插座部48而被组装。而且，压缩机转子4与转子轴6不设有过盈量地嵌合设在压缩机4的靠近转子轴6的部分的圆筒状套筒接合插座部51与设在转子轴6上的套筒接合插头部。
在设在转子轴6上的套筒接合插头部上也与图6的(b)图所示同样地，在圆筒状的套筒接合插头部的周围周向相邻狭缝间隔开90度间隔地设有4个狭缝55，由其狭缝55将套筒接合插头部的右凸端部4分割。其套筒接合插头部的左凸端面不与压缩机转子4接触，容易错位。其它的构成与图6所示的变形例相同。
根据本变形例，由于在压缩机转子4与转子轴6及结合轮毂13之间的嵌合部不设有过盈量，因此组装及分解容易，可以减少制造成本及定期检查、维修成本。
而且，由微型燃气涡轮发电装置1的运转而带给设在转子轴6上的套筒接合插头部的离心力由于在套筒接合插头部上设有狭缝55，起到使扩大套筒接合插头部的直径的径向变形增加的作用，其套筒接合插头部的外周面比微型燃气涡轮发电装置1运转前更加强地紧密接触在与其套筒接合插头部嵌合的套筒接合插座部的内周面上。这样，通过以离心力使用于压缩机转子与转子嵌合的各套筒接合的嵌合面紧密接触，可以防止转子轴6和压缩机转子4和汽轮机转子2等的旋转部件间的偏心。
图7表示压缩机转子4和汽轮机转子2和转子轴6的组合的另一变形例。在本实施例中，压缩机转子4与结合轮毂13通过不设过盈量地嵌合设置在压缩机转子4的内周上的圆筒状套筒接合插头部47与设置在结合轮毂13上的圆筒状套筒接合插座部48而被组装。
而且，在压缩机转子4与转子轴6的相互相对的端面上如图7的(b)、(c)的图所示形成着多个放射状的齿56。这样，在压缩机转子4与转子轴6的相对的端面上设有由放射状的齿56形成的凹凸。
压缩机转子4与转子轴6的各放射状的齿56相互啮合而被组合。在使各放射状齿56相互啮合时，在齿与齿之间不带有过盈地可沿拉杆的长度方向插拔自由。通过这样的组合，转子轴6与压缩机转子4间的旋转力由放射状齿56的啮合一边抑制滑动一边被传递。
根据本实施例，由于在压缩机转子4与转子轴6的啮合部或压缩机转子4与结合轮毂13之间的嵌合部不设有过盈，因此组装及分解容易，可以减少制造成本及定期检查、维修成本。
而且，压缩机转子4与转子轴6在相接面通过放射状齿56被组装，因此不会由热膨胀产生的半径方向位移而相互约束，可以防止旋转部件的偏心。而且，转矩的传递也可以确实地通过放射状的齿56进行。
图8和图9是本发明的微型燃气涡轮发电装置的其他变形例。图8是压缩机转子的前面例的套筒接合部是套筒接合插头部的情况，图9是套筒接合插座部的情况。在本实施例中，在形成有套筒接合插头部的构件的内周面上形成着内螺纹55。形成有内螺纹55的构件在图8中是压缩机转子4a，在图9中是转子轴6a。内螺纹在分解时使用。在该两变形例中，形成在压缩机转子4、4a的背面侧上的套筒接合插头部47与形成在接合轮毂13上的套筒接合插座部48松配合。另外，压缩机转子4、4a的前面侧的套筒接合部51、62与转子轴6、6a的套筒接合部49、52为过盈配合。由此，可以容易分解组装汽轮机部和压缩机部。
根据以上所述的本发明，由于在燃气轮机的旋转构造部的嵌合部的一部分或全部不设有过盈量，因此其旋转构造部分的组装及分解变容易，可以减少制造成本及定期检查、维修成本。而且，在是使用了可以在燃气涡轮发电装置的运转中可以在嵌合部使各套筒接合部间的紧密接触力强化的构成和放射状的齿时，不仅可以抑制打滑而确实地实现由嵌合部或齿组合的旋转部件间的转矩传递，而且还可以降低燃气轮机的制作时的旋转构造部分处的残余不再平衡量。
权利要求
1.一种燃气轮机，其特征在于，具有汽轮机转子、压缩机转子、转子轴及发电机铁芯，该汽轮机转子具有汽轮机叶片部、与该汽轮机叶片接合的形成有第一套筒接合插座部的接合轮毂及与该接合轮毂接合的拉杆，上述压缩机转子形成有第一及第二套筒接合插头部，上述转子轴形成有第二套筒接合插座部，在上述拉杆上顺序地安装压缩机转子和转子轴和发电机铁芯，在第一套筒接合插头部和第一套筒接合插座部处自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述接合轮毂，在第二套筒接合插头部和第二套筒接合插座部处自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述转子轴。
2.一种燃气轮机，其特征在于，具有汽轮机转子、压缩机转子、转子轴及发电机铁芯，该汽轮机转子具有汽轮机叶片部、与该汽轮机叶片接合的形成有第一套筒接合插座部的接合轮毂及与该接合轮毂接合的拉杆，上述压缩机转子形成有第一套筒接合插头部和第二套筒接合插座部，上述转子轴形成有第二套筒接合插头部，在上述拉杆上顺序地安装压缩机转子和转子轴和发电机铁芯，在第一套筒接合插头部和第一套筒接合插座部处可自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述接合轮毂，在第二套筒接合插头部和第二套筒接合插座部处自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述转子轴。
3.如权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，插入了上述第二套筒接合插头部的拉杆的部分的外径比在轴向与该部分相邻的部分的直径大。
4.如权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，上述第二套筒接合插头部其前端部的外径比轴向中间部的外径大，该中间部处于与第二套筒接合插座部非接触状态。
5.如权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，上述第二套筒接合插头部的至少前端部分在周向上被狭缝分割。
6.如权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，在第一套筒接合插头部和第一套筒接合插座部处松配合上述压缩机转子和上述接合轮毂，在上述第二套筒接合插头部和上述第二套筒接合插座部处过盈配合上述压缩机转子和上述转子轴。
7.如权利要求6所述的燃气轮机，其特征在于，在上述第一套筒接合插头部的内周侧形成着内螺纹。
8.如权利要求2所述的燃气轮机，其特征在于，在第一套筒接合插头部和第一套筒接合插座部处松配合上述压缩机转子和上述接合轮毂，在上述第二套筒接合插头部和上述第二套筒接合插座部处过盈配合上述压缩机转子和上述转子轴。
9.如权利要求8所述的燃气轮机，其特征在于，在上述第一套筒接合插头部的内周侧形成着内螺纹。
10.一种燃气轮机，其特征在于，具有汽轮机转子、压缩机转子、转子轴及发电机铁芯，该汽轮机转子具有汽轮机叶片部、与该汽轮机叶片接合的形成有第一套筒接合插座部的接合轮毂及与该接合轮毂接合的拉杆，上述压缩机转子形成有第一套筒接合插头部，在上述拉杆上顺序地安装压缩机转子和转子轴和发电机铁芯，在第一套筒接合插头部和第一套筒接合插座部处可自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述接合轮毂，分别在上述压缩机转子与上述转子轴的相互相对的面上设有放射状齿，沿拉杆长度方向插拔自由地组合各齿，同时使上述各齿在上述压缩机转子和上述转子轴的旋转方向啮合。
11.一种微型燃气涡轮发电装置，其特征在于，具有汽轮机转子、压缩机转子、转子轴、发电机铁芯、永久磁铁、发电机线圈、燃烧器，该汽轮机转子具有汽轮机叶片部、与该汽轮机叶片接合的形成有第一套筒接合插座部的接合轮毂及与该接合轮毂接合的拉杆，上述压缩机转子形成有第一及第二套筒接合插头部，上述转子轴形成有第二套筒接合插座部，上述永久磁铁安装在上述发电机铁芯上，与上述发电机线圈与发电机铁芯的外周相对地被置，在上述拉杆上顺序地安装压缩机转子和转子轴和发电机铁芯，在第一套筒接合插头部和第一套筒接合插座部处可自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述接合轮毂，在上述第二套筒接合插头部和第二套筒接合插座部处自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述转子轴。
12.一种微型燃气涡轮发电装置，其特征在于，具有汽轮机转子、压缩机转子、转子轴、发电机铁芯、永久磁铁、发电机线圈及燃烧器，该汽轮机转子具有汽轮机叶片部、与该汽轮机叶片接合的形成有第一套筒接合插座部的接合轮毂及与该接合轮毂接合的拉杆，上述压缩机转子形成有第一套筒接合插头部和第二套筒接合插座部，上述转子轴形成有第二套筒接合插头部，上述永久磁铁安装在上述发电机铁芯上，上述发电机线圈与发电机铁芯的外周相对地被配置着，在上述拉杆上顺次地安装压缩机转子和转子轴和发电机铁芯，在第一套筒接合插头部和第一套筒接合插座部处可自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述接合轮毂，在第二套筒接合插头部和第二套筒接合插座部处自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述转子轴。
13.一种微型燃气涡轮发电装置，其特征在于，具有汽轮机转子、压缩机转子、转子轴、发电机铁芯、永久磁铁、发电机线圈及燃烧器，该汽轮机转子具有汽轮机叶片部、与该汽轮机叶片接合的形成有第一套筒接合插座部的接合轮毂及与该接合轮毂接合的拉杆，上述压缩机转子形成有第一套筒接合插头部，上述永久磁铁安装在上述发电机铁芯上，上述发电机线圈与发电机铁芯的外周相对地被配置着，在上述拉杆上顺序地安装压缩机转子和转子轴和发电机铁芯，将用上述压缩机转子压缩了的气体导引到燃烧器，将由燃烧器生成的燃烧气体导引到汽轮机转子而使上述发电机铁芯旋转，由该发电机铁芯和发电机线圈发电，在第一套筒接合插头部和第一套筒接合插座部处可自由装卸地嵌合上述压缩机转子和上述接合轮毂，分别在上述压缩机转子和上述转子轴上在相互相对的面上设有放射状齿，沿拉杆长度方向插拔自由地组合各齿，并使上述各齿在上述压缩机转子和上述转子轴的旋转方向啮合。
全文摘要
本发明的微型燃气涡轮发电装置，压缩机转子与结合轮毂通过插拔自由地嵌合在设在压缩机转子上的套筒接合插头部与设在结合轮毂上的套筒接合插座部而被组装，压缩机和转子轴通过插拔自由地嵌合在设在压缩机转子上的套筒接合插头部与设在转子轴上的套筒接合插座部而被组装，由与涡轮转子的结合轮毂结合的拉杆螺栓和螺母将压缩机转子和转子轴和发动机芯串联连接。
文档编号F01D5/02GK1460785SQ0312206
公开日2003年12月10日 申请日期2003年4月24日 优先权日2002年5月22日
发明者关原杰, 宇佐美三郎, 早坂靖, 百百聪 申请人:株式会社日立制作所