具有环形燃烧室的发电系统技术方案

一种发电系统，具有一本体（１５９）、一环形燃烧室（１４）、一涡轮机（１６）、一压缩机腔和一位于压缩机腔中的压缩机（１０２）。一入口与压缩机腔流体连通，一出口与涡轮机流体连通。多个磁铁（ＭＧ）固定到和一由磁性吸引材料如铁所制成的转子（１８）和定子（２２）上，并且定子（２２）具有设置在本体（１５）中的定子线圈。定子线圈靠近多个安装到转子上的磁铁，从而转子（１８）的转动可在线圈中产生电流。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1)专利
本专利技术总的涉及一种用于发电的系统，具体地涉及一种包括一环形燃烧室和一涡轮机的紧凑式发电系统。2)现有技术的描述采用环形燃烧室和涡轮机的紧凑式发电系统是已知的。目前，这些系统可用来产生25至50千瓦的电能。这些系统由诸如Capstone涡轮机公司，MarbaixBowman动力系统有限公司和联合信号公司的一些公司生产。上述的发电系统虽然也可用于其它场合，但大多数是为军队在战争状态下使用而设计的，。因此，这些发电系统都是按照军队的特殊要求而建造的，所以系统都很昂贵。虽然军队对紧凑式发电系统的要求已经减少，但目前已经有将这些系统应用于非军事场合的趋势，例如最初是用作计算机的备用电源。然而，由于其成本高，而使这些系统的受欢迎程度受到限制。所以，本专利技术一个目的在于提供一种低价、紧凑、质轻且可靠的发电系统，该发电系统包括一采用碳氢燃料、如柴油、喷气流、汽油、天然气和乙醇类燃料的环形燃烧室。通常，由燃烧室排出的(其它气轮机的)废气都经过处理以控制NOx辐射进入大气。所以，本专利技术的另一个目的是提供一种低NOx和低排放总量的燃烧室。而且，在许多应用场合，这种类型的发电系统都是间歇工作的，系统的这种应用可使燃料管路、喷嘴和/或燃料泵阻塞。由于这些系统基本上是作为一基本电源和/或作为主电源的备用系统，所以重要的是这些系统一接到命令就可工作。所以，本专利技术还有一个目的在于提供一种具有恒定可靠性的、间歇工作的可靠发电系统。专利技术概述一种发电系统，具有一本体、一环形燃烧室、一涡轮机、一压缩机腔和一位于压缩机腔中的压缩机。一入口与压缩机腔流体连通，一出口与涡轮机流体连通，并且有一燃烧室位于其间。多个磁铁固定到转子上，一由诸如铁的磁性吸引材料制成的定子设置在本体中。定子与多个磁铁靠得很近，从而转子的转动会引起定子周围磁通量的变化，从而产生电流。设置一燃料泵和一油泵设置，它们都各由一单个电动机驱动。设有一燃料计量阀，该阀包括一比例电磁阀，该电磁阀具有一个用于沿着一轴线延伸的柱塞。设有一环形或流体动力轴承以可转动地容纳转子的一部分并且由一锁定结构保持在位。压缩机叶片和涡轮机叶片由一开口环结构分开以阻止气体直接从压缩机叶片流到涡轮机叶片或反过来流。设有一热交换器以加热流入的压缩气体以及冷却流出的废气，或者换言之，在压缩机排出空气送到燃烧室之前加热压缩机输出空气以使燃料消耗最小。本专利技术还提供了一种发电系统的运作方法，包括以下步骤使其上装有多个压缩机叶片和多个涡轮机叶片的一转子转动，并且多个磁铁位于该转子周围，还有多个靠近一定子的磁铁以使转子转动；将空气吸入包含多个压缩机叶片的一压缩机中；藉由该压缩机压缩所吸入的空气；使压缩空气流入燃烧室；将燃料与至少一部分流入燃烧室的压缩空气混合，而形成燃料/空气混合物；对燃烧室中的燃料/空气混合物点火而产生废气或热能；使废气或热能和任何残余压缩空气流过包括多个涡轮机叶片的一涡轮机；将废气或热量和残余压缩气体排出；当转子以第一速度转动时，中断定子的电流；由位于与定子共同起作用的转子周围的转动磁铁来产生电流。在燃烧室中点燃燃料/空气混合物可产生热量以驱动涡轮机的涡轮。在燃烧室中产生的火焰在传到一涡轮喷嘴和涡轮时可接受稀释空气以调节涡轮入口温度。附图的简述附图说明图1A和1B是本专利技术一发电系统的示意图表；图2是图1A所示发电系统的液体燃料供应系统的示意图表；图3是图1A所示发电系统的另一油料系统的示意图表；图4是图1A所示发电系统中所用的电动机、燃料泵和油泵结构的平面图；图5是图4所示燃料泵一部分的端视图；图6是图5所示燃料泵的侧视图；图7是图5和6所示燃料泵一部分的俯视图；图8A是本专利技术计量阀的局部剖视图；图8B是图8A所示计量阀的局部剖视图；图9是本专利技术一计量阀的另一种实施例的局部剖视图10是图1A所示发电系统中燃烧室一部分的一个截面；图11A是沿图10中线XIA-XIA的局部剖视图；图11B是图10中所示一个外燃烧室衬壁的俯视立体图；图12是与图10所示燃烧室类似的另一种燃烧室实施例的局部剖切俯视立体图；图13A、13B、13C和13D是图10所示燃烧室一级/二级预先混合腔的其它设计的立体图；图13E是外燃烧室衬壁的俯视立体图的另一种实施例；图13F是沿图13E中线XIIIF-XIIIF的局部剖视图；图14是火焰温度与燃料和空气混合物的关系曲线；图15是本专利技术涡轮机一部分的局部纵向剖视图；图16A是本专利技术涡轮机中所用的一轴承保持系统的分解图；图16B是图16A所示的轴承保持环的一部分和轴承的主视图；图16C是沿图16A中线XVIC-XVIC的一个截面；图16D是图16B所示的轴承保持环的一部分和轴承的另一主视图；图17是含有图16A所示轴承保持系统的涡轮机一部分的立体分解图；图18是图1A所示动力设备的局部剖切侧视图；图19是图1A所示动力设备另一实施例的局部剖切侧视图，并且具有一热交换器；图20是根据本专利技术所制造的磁性预加载球轴承系统的一部分的局部剖切侧视图；图21是本专利技术另一实施例的衬壁一部分的端视图；图22是图21中所示次级混合腔的横截面图；图23是压缩机/涡轮机结构的一部分的截面图，包括绕转子驱动轴设置的压缩机叶片和涡轮机叶片以及一开口环结构；以及图24是图23所示开口环结构的正视图。较佳实施例的描述为描述清楚起见，词语“上”、“下”、“左”、“右”、、“前”、“后”“垂直”、“水平”和其派生词应与附图中所示方向对应。然而，也应理解，除了特别说明之外，可以设想本专利技术还有多种变化方向和步骤顺序。还应理解，附图所示的和说明书所描述的特定装置和方法都是所附权利要求书所限定的本专利技术构思的简单实施例。因此，除了权利要求书中说明的之外，本文中所揭示实施例的特定尺寸和其它物理特性不能作为对本专利技术的限制。附图中的图1A和1B示出了本专利技术一发电系统10的示意图表。该系统10包括一动力设备12，该设备具有一环形燃烧室14，该燃烧室具有一燃烧腔，燃烧的气体产品先经过该燃烧腔再从一出口26流出。附图19所示的实施例具有一热交换器以减少一些废气热量并且可提高系统的整体热效率。图18所示的实施例不包括热交换器。再参见图1A，环形燃烧室14与一涡轮机转子装置16流体连通，该装置包括一由轴承20和21可转动地支承在相对端上的转子18，这样转子18可绕一纵轴转动。一电机定子22与转子18同轴设置，一热交换器24与涡轮机定子装置16流体连通。还设有一空气入口28。诸如热油的液体燃料装在一燃料罐30中，该燃料罐由一管道32连接到环形燃烧室14上并且与其流体连通。管道32连接到一燃料过滤器34、一燃料泵36、一卸压阀37和一燃料计量阀38上，这些装置都与环形燃烧室14流体连接或流体连通。管道32向设置在环形燃烧室14上的多个燃料喷嘴40供料。图2示出了一燃料驱气阀39，该阀连接到燃料喷嘴40和燃料计量阀38之间的管道上。一管道41将燃料驱气阀39连接到燃料罐30上以在发动机正常停机过程中使喷嘴和燃料支管中的燃料排出，将燃料排到燃料库中，从而防止燃料焦化/阻塞情况的发生。参见图1A和3所示，润滑油通过管道44从一与轴承20流体连接的润滑油槽42输送到轴承20和21上以起到润滑作用。(图3示出了图1A所示结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统，包括：一本体；设置在所述本体中的一环形燃烧室；由多个固定到一转子上的涡轮机叶片构成的一涡轮机，所述涡轮机设置在所述本体中并与所述燃烧室流体连通；设置在所述本体中并与所述燃烧室流体连通的一压缩机腔；多个固定到 所述转子上的压缩机叶片，所述压缩机叶片位于一压缩机腔中；一与所述压缩机腔流体连通的空气入口；与所述涡轮机流体连通的出口；多个固定到所述转子上的磁铁；以及设置在所述本体中的磁性吸引材料制成的定子，所述定子靠近所述多个磁铁，从而 所述转子的转动引起所述定子周围磁通量的变化而产生电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM梯梯斯，JW梯梯斯，
申请(专利权)人：艾略特能源系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]