F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons – 02 – C
Patent
F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons
02
C
F02C 7/00 (2006.01) F01D 5/04 (2006.01) F01D 5/28 (2006.01) F01D 11/22 (2006.01) F01D 15/00 (2006.01) F01D 15/10 (2006.01) F01D 21/04 (2006.01) F01D 25/16 (2006.01) F02C 3/05 (2006.01) H02K 1/27 (2006.01) H02K 7/18 (2006.01)
Patent
CA 2484944
The present invention provides a miniature gas turbine engine for power generation. The engine has a highly integrated unitary rotor shaft where turbine, compressor and shaft are made in one piece in one fabrication process. The turbine and compressor are positioned back to back on the shaft in an overhung configuration, allowing the front bearings to be located in the cold zone of the engine. Preferably, the Mold SDM fabrication technique is utilized to make the unitary rotor shaft in one monolithic part out of ceramics such as silicon nitride, eliminating the need for post process assembly while strengthening the integrity, reliability, and performance of the unitary rotor shaft. Integrated with a permanent magnet in the unitary rotor shaft, the miniature gas turbine engine can generate electric power of 1kW or less. Additionally, the axial length of the miniature gas turbine engine is about 100 mm or less. The miniature gas turbine engine according to the present invention is therefore particularly useful for powering lightweight, self-sustaining mobile devices such as unmanned vehicles and autonomous robots.
L'invention concerne une turbine à gaz miniature pour la production d'énergie. Cette turbine possède un arbre rotor hautement intégré dans lequel la turbine, le compresseur et l'arbre sont fabriqués d'une pièce et en un seul processus de fabrication. La turbine et le compresseur sont placés dos à dos sur l'arbre dans une configuration en porte-à-faux, ce qui permet que les paliers frontaux soient situés dans la zone froide de la turbine. De préférence, la technique de fabrication Mold SDM est utilisée pour fabriquer l'arbre rotor unitaire en une partie monolithique à partir de céramiques telles que nitrure de silicium, éliminant ainsi la nécessité d'un assemblage consécutif, tout en renforçant l'intégrité, la fiabilité et la performance de l'arbre rotor unitaire. Intégrée avec un aimant permanent dans l'arbre rotor unitaire, la turbine à gaz miniature peut générer de l'énergie électrique égale ou inférieure à 1kW. En outre, la longueur axiale de la turbine à gaz miniature est égale ou inférieure à environ 100 mm. La turbine à gaz miniature de cette invention est par conséquent particulièrement utile pour alimenter des dispositifs mobiles légers autonomes tels que des véhicules sans pilote et des robots autonomes.
Fabian Tibor
Holman Frank
Kang Sangkyun
Liu Hao-Chih
Matsunaga Minoru
Bereskin & Parr Llp/s.e.n.c.r.l.,s.r.l.
Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University
LandOfFree
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