专利名称：固体燃料粉末燃烧、作功的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及固体燃料粉末燃烧、作功的方法及装置，特别是涉及一种将植物、煤炭等固体燃料粉末利用密闭螺旋供料器输入开放循环式燃气涡轮机系统中的燃烧器内，迅速、安全、有效率的燃烧，以产生动力的方法及装置。
背景技术：
现有美国专利第2，601，309号为将固体煤炭粉末输入开放循环式燃气涡轮机系统中的燃烧器中燃烧产生动力的方法，简单说明如下煤经研磨筛分后，粉末混杂于空气中被分配器(distributor或称divider)内的推进机(Impeller)抽吸由大导管(Conduit) 导入分配室的推进机中央的通风孔，再经该机压缩进入均勻装置于分配室周围的众多分配供应小管，各小管的另一端接小喷气口，其外均套有喷射压缩空气的大喷气口，也同样均勻装配于燃烧器上部周围，故混于空气中的煤粉可从小喷气口均勻喷入燃烧器中，同时套在外面的大喷气口也喷出高压空气，使煤粉与空气接触面更大，燃烧更迅速。在开放循环式燃气涡轮机系统，压缩机的压力比越大，燃烧器的压力越大，系统效率就越大。故一般而言， 压缩机压力比4算是最小的。如压缩机效率为85%，空气Cp/Cv比为1. 4，空气进入压缩机时的温度设为25°C，则压缩机排出的空气温度将高达195. 35°C。既然，在开放循环式燃气涡轮机系统中压缩机压力比高于4，故上述现有技术说明中分配器内推进机的压力比4更高，所产生的空气才能挟带煤粉进入燃烧器。所以，其空气温度也必高于195. 35°C以上。查煤炭成份复杂，只就其中煤焦油(Coal tar Creosote)而言，即含有300种化合物，主要成份为酚(Phenol, Μ. P. 43°C, Flash Point 79°C, B. P. 182°C)，杂酚油(Cresol，Μ· P. 31°C， Flash Point 81°C, B. P. 191 °C ), ^^77 (Polycyclicaromatic hydrocarbons, Flash Point > 55°C,B. P. 180°C "390°C )。同样,木材成份也复杂,其中木焦油(Wood Creosote) 也含磷甲氧基酚(Guaiacol, M. P. 27. 9 °C，B. P. 205 °C )，杂酚油(Cresol，Μ. P. 31 "C, Flash PointSrC, B. P. 191°C ) 因此，不管煤炭或植物粉末，一旦与上述推进机压缩升至 195. 35°C以上的空气接触，其煤焦油或木焦油中的物质，部份会燃烧，部份不完全燃烧产生煤烟(Soot)，部份会融化粘附于分配供气小管的内壁或喷嘴，极易造成阻塞。所以，欲用上述现有技术将植物粉末、煤炭粉末导入开放循环式燃气涡轮机系统燃烧器燃烧，作为驱动车辆、轮船或发电的燃料，显然须经常清除燃料粉末分配小管中的油污、煤烟，非常麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用具有防止高压燃烧气由燃烧器沿密闭壳内螺旋翅的转轴往外泄漏装置的密闭螺旋供料器，将固体燃料粉末输入开放循环式燃气涡轮机系统燃烧器，迅速、安全、稳定、有效率的燃烧，以产生动力的方法及装置。该密闭螺旋供料器包括下列三种第一种是由马达与齿轮减速箱组合而成的驱动机转动外磁石，以其磁力转动无轴封隔离壳内的内磁石及螺旋翅，使之形成密闭螺旋供料器。当驱动机转动时，由燃料储槽落入螺旋翅的燃料粉末，即迅速被挤入输料管及燃烧器内。第二种是由马达与齿轮减速箱组合而成的驱动机与螺旋翅转轴紧密连接，且驱动机装置于密闭壳内，螺旋翅装置于密闭螺旋供料器外壳内，密闭壳与密闭螺旋供料器外壳之间夹环形垫密片，并以螺丝和螺帽紧密旋紧，另在驱动机外壳马达的电源处，设有让电线进入，却不允许燃烧气外泄露的装置(如壳上有塞孔、电源线紧密穿过橡胶塞及中空螺旋盖)，使之形成密闭螺旋供料器。第三种是密闭螺旋供料器外壳上，密闭螺旋供料器的转轴与由马达与齿轮减速箱组合而成的驱动机的连接处设有迫紧箱(Stuffing box)，迫紧箱内装压盖垫料(Gland Packing)或压盖轴封(Gland Sealing)，并用压盖旋塞(Gland Cock)旋紧，形成轴封，使之形成密闭螺旋供料器。上述三种密闭螺旋供料器均有防止燃烧气体由燃烧器沿螺旋供料器转轴往外泄漏的作用，加以燃料粉末储槽也是完全密闭，因此燃烧器内的高压燃烧气不会往输料管、螺旋供料器流窜，故不会与燃料接触燃烧而造成焚毁供料器。故利用上述三种的任何一种，均可将燃料粉末完全持续的输入燃烧器中，使其与由压缩机进入的高压空气接触，经点燃产生高压燃烧气，再进入燃气涡轮机膨胀作功，产生动力驱动压缩机、车辆、轮船或发电等的系统与装置。另外，为使上述系统更容易起动、安全及有效率等，特针对系统潜在的缺点加以改善而附加下列作业程序及设备第一是自动添加辅助燃料装置。由于固体燃料自然燃烧温度(青R木粉末约M(TC)比汽油高很多，系统点火起动后，其经预热及压缩后的空气温度，须等待一段时间才缓缓超过固体燃料自然燃烧温度，届时系统动力才能进入满载运转， 故燃烧器加装辅助燃料入口管，并用导管与自动添加高压易燃辅助燃料装置连接，以备系统刚起动运转或动力变小(即进入燃烧器的空气温度仍低于固体燃料自然燃烧温度)时， 能迅速添加辅助燃料，使其起动、运转能与普通汽车一样灵活、快速。第二是附有蓄压箱的小型空气压缩机。为确实避免高温、高压燃烧气往螺旋供料器及燃料储槽流窜，导致发生焚毁机件意外，因而系统中加设附有蓄压箱的小型空气压缩机，其蓄压箱与燃料储槽顶部及螺旋供料器密闭壳之间，均有小导管连接，让在蓄压箱内停留已久温度已接近气温的高压空气，循小导管导入燃料储槽、螺旋供料器密闭壳内部，使其压力永远维持稍高于燃烧器， 故可彻底避免燃烧气往螺旋供料器及燃料储槽逆窜，确保系统安全。又，该蓄压箱与高温高压空气蓄桶之间有导管连通，系统刚起动时，蓄压箱内的高压空气可直接经由高温高压空气蓄桶转入燃烧器内助燃，使其起动动力能迅速达到满载。第三是空气预热装置，是由一空气预热器、一废气过滤器及一阀门所组成。在燃气涡轮机废气排放管附近有一空气预热器以一第一导管与压缩机连接，空气被预热后经由该第一导管进入压缩机；另在燃气涡轮机废气排放管与该第一导管间另以一装有一废气过滤器及一阀门的第二导管连接，当系统开始运转，该压缩机即抽吸经过该空气预热器已加热的空气及少量经过该废气过滤器的排放废气，将已预热的空气与少量废气混合，使该混合空气经压缩机压缩后的温度很容易超过燃烧器内燃料粉末自然燃烧温度。第四是于底部设有小孔供排放灰烬的耐火内炉及多孔耐火罩。在燃烧器内的下半部燃烧火焰炽烈区设有L形大弯管耐火内炉，避免燃料于高温空气助燃之下所产生的猛烈火焰将燃烧器器壁焚毁。又，由耐火内炉的小孔掉落的灰烬可由燃烧器底部的排放阀排放。另外，在燃烧器内壁与耐火内炉之间设有多孔耐火罩。该多孔耐火罩除了具有防止喷嘴所喷出的热水或蒸汽浇熄火焰的功效，也具有防止猛烈火焰将燃烧器器壁焚毁的功效。第五是自动降温设备，有一喷嘴、一热水加热器(或蒸汽发生器)、一给水桶及一由一阀门、一流量控制器、一流量传送器与一温度感应器所组成的控制系统。该蓄压箱与热水加热器的给水桶顶部之间有导管连通，通往热水加热器的给水桶顶部的高压空气，则具有挤压给水桶内的给水通过热水加热器及燃烧器上方的喷嘴，使热水有喷洒的压力；当燃烧器温度太高时，控制系统即自动将与喷嘴连接的阀门开大一点，可用其压力将大量的水或蒸汽经喷嘴喷雾于燃烧器内，降低其温度，以维安全；反之，当燃烧器温度太低时，则自动将阀门关小，让喷洒的水或蒸汽的量减少，以增加燃烧器温度，使系统输出动力
稳定。 具体的说，本发明提供的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，包括一盛装燃料粉末的储槽、一密闭螺旋供料器、一燃烧器、一燃气涡轮机、一压缩机、一动力推进连结器和一发电机，其中该储槽底部与密闭螺旋供料器连结相通，而密闭螺旋供料器另一端与燃烧器的入口管相通，于燃烧器设有一装设于燃料与空气入口管处且可点燃燃烧燃料的点火工具，该燃烧器与燃气涡轮机间以一导管相连，使燃烧器燃烧所造成的燃烧气可进入燃气涡轮机膨胀而作功转动涡轮机的转轴，而该涡轮机的转轴两端分别与压缩机的转轴及动力推进连结器的转轴连结，而动力推进连结器的转轴另一端则与发电机的转轴连结，以形成连动关系； 而该压缩机导接设有第六导管、三通管及一具有空气流量传送器的第九导管至燃烧器，以将空气压缩导入燃烧器助燃；第九导管上的空气流量传送器与一控制燃料粉末与空气比例的比率设定器相连，比率设定器与一燃料控制器相连，燃料控制器与一输送储槽内的燃料粉末的驱动机相连，以形成循环式的燃烧、作功的装置。本发明提供的固体燃料粉末燃烧、作功的方法，包括利用一密闭螺旋供料器导引燃料粉末进入一燃烧器中燃烧，以产生高压、高温的燃烧气进入一燃气涡轮机膨胀作功，而可转动该燃气涡轮机的转轴及与该燃气涡轮机的转轴连接的压缩机、发电机、动力推进连结器，使压缩机可以产生并输出被压缩的高压空气，再导引该被压缩的高压空气进入燃烧器中助燃。
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。图1为本发明固体燃料粉末利用密闭螺旋供料器输入开放循环式燃气涡轮机燃烧器内燃烧、作功的方法及装置的示意图；图2为依照本发明固体燃料粉末利用第一种密闭螺旋供料器输入燃烧器的示意图；图3为依照本发明固体燃料粉末利用第二种密闭螺旋供料器输入燃烧器的示意图；图4为依照本发明固体燃料粉末利用第三种密闭螺旋供料器输入燃烧器的示意图；图5为本发明燃烧器的示意图。附图标记说明1 储槽10 螺旋翅11 空气压缩机 12 第一阀门12a 第二阀门13 导管14 第五导管 15 钢桶16 压力调整阀 17 阀门
18第三导管18a第九导管
19三通管2盖子
20单向阀21空气蓄桶
22压力传送器23压力控制器
24控制阀门25温度传送器
25a温度感应器26温度控制器
27流量控制器28控制阀门
29流量传送器3马达
3a齿轮减速箱30燃烧器
31点火工具32内炉
33多孔耐火罩34控阀
35排放阀36燃气涡轮机
37压缩机38动力推进连结器
39发电机4外磁石
40废气排放管41空气预热器
42冷空气入口43第一导管
44第三阀门45废气过滤器
46第六导管47给水桶
48旋盖49第八导管
40a第二导管5内磁石
50热水加热器51第七导管
52喷嘴53a温度感应器
53温度传送器54温度控制器
55流量控制器56第四阀门
57流量传送器58空气流量传送器
59比率设定器6无轴封隔离壳
60燃料控制器7螺旋供料器
7a输料管8环形垫密片
9轴承3，马达
3a，齿轮减速箱3，，马达
3a”齿轮减速箱4，橡胶塞
4，，压盖旋塞5，中空螺旋盖
5，，迫紧箱6，密闭壳
8，环形垫密片8，，压盖垫料
具体实施例方式
为了让本发明之特征与优点能更明显被了解，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明。请参阅图1所示，本发明的一种固体燃料粉末利用密闭螺旋供料器输入开放循环式燃气涡轮机燃烧器内燃烧、作功的方法及装置，包括一底部与一密闭螺旋供料器7相通的储槽1、一密闭螺旋供料器7、一燃烧器30、一燃气涡轮机36和一压缩机37，其中该储槽1是耐压槽体具有可以容纳固体燃料粉末及使固体燃料粉末由底部落入密闭螺旋供料器7的功能；其顶部设有盖子2可以打开，以便装入燃料粉末；盖子2也可以关紧，不让高压燃烧气由此外泄；槽体底部倾斜或圆斜形；槽体顶部与一导管13相连，使来自导管13的高压冷空气可导入燃料储槽1。该密闭螺旋供料器7的上端与储槽1相通，而其下端有一输料管7a与燃烧器30 的入口管相通；其有以下所述三种实施例第一种是如图2所示。该密闭螺旋供料器7由马达3、齿轮减速箱3a、外磁石4、内磁石5、无轴封隔离壳6、密闭螺旋供料器7外壳、输料管 7a、环形垫密片8、轴承9及螺旋翅10所构成。由马达3与齿轮减速箱3a组合而成的驱动机转动外磁石4，以其磁力转动无轴封隔离壳6内的内磁石5及内磁石5结合成一体的螺旋翅10，使之形成密闭螺旋供料器7。当驱动机转动时，由燃料储槽1落入螺旋翅10的燃料粉末，即迅速被挤入输料管7a及燃烧器30内。第二种是如图3所示。该密闭螺旋供料器7 由马达3’、齿轮减速箱3a’、中央设有小孔供电线穿过的橡胶塞4’、用以将橡胶塞4’固定及紧密封闭橡胶塞4’小孔而本身中央设有小孔供电线穿过的中空螺旋盖5’、驱动机密闭壳 6’、密闭螺旋供料器7外壳、输料管7a、环形垫密片8’、轴承9及螺旋翅10所构成。驱动机与螺旋翅10转轴紧密连接，且驱动机装置于密闭壳6’内，螺旋翅10装置于密闭螺旋供料器7外壳内，密闭壳6’与密闭螺旋供料器7外壳之间夹环形垫密片8’，密闭壳6’与密闭螺旋供料器7外壳以螺丝和螺帽紧密旋紧，另马达3’的电源线紧密穿过橡胶塞4’及中空螺旋盖5’的小孔，却不允许燃烧气由小孔外泄，使之形成密闭螺旋供料器7。由马达3’与齿轮减速箱3a’组合而成的驱动机起动时，由燃料储槽1落入螺旋翅10的燃料粉末，即迅速被挤入输料管7a及燃烧器30内。第三种是如图4所示。该密闭螺旋供料器7由马达3”、 齿轮减速箱3a”、压盖旋塞4”、迫紧箱5”、密闭螺旋供料器7外壳、输料管7a、压盖垫料8”、 轴承9及螺旋翅10所构成。密闭螺旋供料器7的转轴与由马达3”与齿轮减速箱3a”组合而成的驱动机的连接处外壳上设有迫紧箱5”，迫紧箱5”内装压 盖垫料8” (或压盖轴封)， 并用压盖旋塞4”旋紧，形成轴封，使之形成密闭螺旋供料器7。该燃烧器30，如图5所示，有一点火工具31、一底部设有小孔供排放灰烬的耐火内炉32、一多孔耐火罩33、一手(或脚)动式控阀34、一排放阀35、一喷嘴52及一温度感应器53a。点火工具31设在燃烧器30的燃料、辅助燃料与空气的入口管上方，可以点燃燃烧器30内的燃料、辅助燃料。该耐火内炉32呈L形大弯管状，装置于燃烧器30内的下半部燃烧火焰炽烈区，避免燃料于高温空气助燃之下所产生的猛烈火焰将燃烧器器壁焚毁。该多孔耐火罩33装在燃烧器30内壁与耐火内炉32之间。该多孔耐火罩33除了具有防止喷嘴52所喷出的热水或蒸汽浇熄火焰的功效，也具有防止猛烈火焰将燃烧器30器壁焚毁的功效。该手(或脚)动式控阀34装在燃烧器30与燃气涡轮机36之间的导管上可随时控制燃烧气进入燃气涡轮机36的流量，以调整所需支出的动力。该排放阀35可将由耐火内炉32的小孔排放而堆积在燃烧器30底部的灰烬排放。该喷嘴52固设在多孔耐火罩33上方的燃烧器30的器壁上，喷嘴52与一第七导管51的一端相连；第七导管51的另一端与一热水加热器50的出口相连；热水加热器50的入口以一第八导管49与一给水桶47相连；给水桶47顶部设有旋盖48可以打开，以便补充装水。热水加热器50固设在燃气涡轮机36的废气排放管40附近，由给水桶47进入热水加热器50的水与废气排放管40内的废气进行热交换，被预热成为热水或蒸汽后经由该第七导管51至喷嘴52 ；第七导管51上设有一由一第四阀门56、一流量控制器55、一温度控制器M、一流量传送器57与一温度传送器53 所组成的控制系统；第四阀门56与一流量控制器55相连；流量控制器55 —端与一流量传送器57相连；流量控制器55另一端与一温度控制器M相连；温度控制器M另一端与一温度传送器53相连；温度传送器53与一温度感应器53a相连；温度感应器53a固设在燃烧器30的器壁上，具有检测燃烧器30内部的温度及将该检测结果转变为信号传至温度传送器53的功能。流量传送器57具有检测第七导管51的水或蒸汽的流量及将该检测结果转变为信号传至流量控制器55的功能。流量传送器57与流量控制器55构成次回路控制，以补充水或蒸汽的流量变化；当燃烧器30温度太高时，控制系统即自动将与喷嘴52连接的第四阀门56开大一点，可将大量的水或蒸汽经喷嘴52喷雾于燃烧器30内，降低其温度，以维安全；反之，当燃烧器30温度太低时，则自动将第四阀门56关小，让喷洒的水或蒸汽的量减少，以增加燃烧器30温度，使系统输出动力稳定。该燃气涡轮机36与燃烧器30之间以一导管相连，故燃烧器30燃烧所造成的燃烧气进入燃气涡轮机36膨胀，作功转动涡轮机36的转轴，而涡轮机36的转轴与空气压缩机 37的转轴、动力推进连结器38的转轴、发电机39的转轴均有连结，使空气压缩机37会随涡轮机36的转轴转动而压缩空气，发电机39会随涡轮机36的转轴转动而发电，动力推进连结器38会随涡轮机36的转轴转动而以此动力驱动车辆、轮船。该压缩机37的转轴与燃气涡轮机36的转轴连结，压缩机37以一第六导管46与一单向阀20相通，只让空气经单向阀20流向燃烧器30。为使上述系统更容易起动，本发明于系统中附加有一自动添加辅助燃料装置。该自动添加辅助燃料装置由一设有一压力调整阀pressure regulatorl6的钢桶15、一以导管与燃烧器30的辅助燃料入口管相连的阀门 17及一控制阀门观所构成。钢桶15是耐压槽体具有可以容纳易燃燃料如天然气等；压力调整阀16可以降低钢桶15流出的易燃燃料的压力；阀门17可以开启或关闭，以控制易燃燃料的流出与否；流量控制阀27分别与一控制阀门观和一流量传送器四相连；流量控制器27与一温度控制器沈相连；温度控制器沈与一温度传送器25相连；温度传送器25与一温度感应器2 相连；温度感应器25a固设于高温高压空气蓄桶21上，具有检测高温高压空气蓄桶21内部的温度及将该检测结果转变为信号传至温度传送器25的功能。流量传送器四具有检测导管的易燃燃料的流量及将该检测结果转变为信号传至流量控制器27的功能。流量传送器四与流量控制器27构成次回路控制，以补充易燃燃料的流量变化；当系统刚起动运转或动力变小时，高温高压空气蓄桶21的桶内温度低于设定温度(设定温度比固体燃料粉末自然燃烧温度略高)，温度感应器2 的温度信号即传至温度传送器25、温度控制器26及流量控制器27以开启控制阀门观，从钢桶15流出的易燃燃料即可进入燃烧器 30燃烧而能迅速提供动力，使起动、运转能与普通汽车一样灵活、快速。为使上述系统更安全及起动动力能迅速达到满载运转，本发明于系统中附加有一可以供应高压冷空气的附有蓄压箱的小型空气压缩机11，该温度已接近气温高压空气的压力高于燃烧器30内部的压力。该附有蓄压箱的小型空气压缩机11有一第一阀门12，第一阀门12以一三通管分别与一第二阀门1 及一第三导管18相通；第三导管18上设有一控制阀门24、一与控制阀门 24另一端相连的压力控制器23、一与压力控制器23另一端相连的压力传送器22、一第一端与第三导管18相通的三通管19、一与三通管19的第二端相通的单向阀20、一与三通管 19的第三端相通的高温高压空气蓄桶21。压力传送器22固设于高温高压空气蓄桶21上， 具有检测高温高压空气蓄桶21内部的压力及将该检测结果转变为信号传至压力控制器23 的功能。单向阀20与一第六导管46相通，具有阻挡温度已接近气温高压空气进入第六导管46的功能，使高压空气可以进入高温高压空气蓄桶21。高温高压空气蓄桶21与燃烧器 30之间的第九导管18a上设有一空气流量传送器58 ；该空气流量传送器58与一比率设定器59相连，比率设定器59与一燃料控制器60相连；空气流量传送器58具有检测第九导管 18a空气的流量及将该检测结果转变为信号传至比率设定器59及燃料控制器60的功能。 燃料控制器60与驱动机相连，具有调整驱动机转速的功能，用以调节燃料粉末经密闭螺旋供料器7输入燃烧器30的速度。第二阀门1加可以开启或关闭，以控制温度已接近气温高压空气是否流至与第二阀门1 相通的第四导管13和第五导管14 ；第四导管13以导管分别与密闭螺旋供料器7、储槽1相通；第五导管14与给水桶47相通；故温度已接近气温高压空气经第二阀门12a、第四导管13进入密闭螺旋供料器7、储槽1，使储槽1、螺旋供料器 7内部的压力永远维持稍高于燃烧器30，可彻底避免燃烧气往螺旋供料器7及储槽1逆窜， 确保系统安全。又，温度已接近气温高压空气经第一阀门12及第三导管18、三通管19至高温高压空气蓄桶21，可使刚点火燃烧的燃烧器30迅速有高压空气进入，系统动力输出能迅速进入满载。为使上述系统更有效率，本发明于系统中附加有一空气预热装置，该空气预热装置包含有一设有一冷空气入口 42的空气预热器41、一第一导管43、一第三阀门44及一废气过滤器45。空气预热器41固设在燃气涡轮机36的废气排放管40附近，空气预热器 41以一第一导管43与压缩机37连接，由冷空气入口 42进入的空气被空气预热器41预热后经由该第一导管43进入压缩机37 ；另在废气排放管40与该第一导管43间另以一装有一第三阀门44及一废气过滤器45的第二导管40a连接，当系统开始运转，该压缩机37随涡轮机36的转轴转动而抽吸经过该空气预热器41已加热的空气及少量经过该废气过滤器 45的排放废气，将已预热的空气与少量废气混合加热，使该经压缩机37压缩后温度已超过燃烧器30内燃料粉末自然燃烧温度的空气经第六导管46上的单向阀20进入三通管19、再经高温高压空气蓄桶21、第九导管18a至燃烧器30内。故压缩后温度已超过燃烧器30内燃料粉末自然燃烧温度的空气进入燃烧器30内与燃料粉末接触，可迅速助燃。兹将本发明的实施方法再详细叙述如后请参阅图1所示，要启动系统时，先将第一阀门12开启，让储存于小型空气压缩机 11蓄压箱的高压空气经第三导管18通过控制阀门对、再经过三通管19，受阻于单向阀20， 进入高温高压空气蓄桶21、第九导管18a，通过空气流量传送器58至燃烧器30内；当空气流量传送器58将信号传到比率设定器59及燃料控制器60，以控制由马达3与齿轮减速箱 3a组合而成的驱动机及螺旋翅10的转速，进而控制燃料粉末由储槽1经输料管7a进入燃烧器30内炉32的速度；同时开启阀门17让高压易燃辅助燃料由钢桶15经压力调整阀16 及导管，进入燃烧器30的内炉32，并以点火工具31点燃辅助燃料，并引燃进入燃烧器30内的固体燃料粉末；然后将第二阀门1 稍微开启，让小型空气压缩机蓄压箱11的停留已久的高压冷空气经第四导管13导入储槽1及密闭螺旋供料器7内、以及经第五导管14通至给水桶47 ；燃料在燃烧器30燃烧产生的燃烧气经手(或脚)动式控阀34进入燃气涡轮机36 膨胀，作功转动空气压缩机37的转轴、动力推进连结器38及发电机39 ；排放的大部份废气经排放管40经过空气预热器41及热水加热器50后，释放于空气中；小部份废气由排放管 40经第二导管40a、第三阀门44、废气过滤器45进入第一导管43与已预热过的空气直接混合，迅速提升空气温度至相当高的温度；此高温的混合空气经压缩机37抽吸、压缩后温度超过燃烧器30内燃料粉末自然燃烧温度，由第六导管46通过单向阀20进入三通管19，因压力比第三导管18中空气压力低，高温空气转入高温高压空气蓄桶21，迨高温高压空气蓄桶21压力增高至设定压力下限，压力传送器22即传送信号给压力控制器23，并关闭控制阀门24切断高压空气由第三导管18的输入；同时高温高压空气蓄桶21内的空气温度因输入预热、压缩的空气而温度逐渐增高，当温度升高至设定温度下限(设定温度比固体燃料粉末自然燃烧温度略高于50°C左右)时，温度感应器25a将信号传至温度传送器25、再传至温度控制器26、流量控制器27，迅速自动关闭控制阀门28，阻止高压易燃辅助燃料进入燃烧器30，以节省辅助燃料；因为由高温高压空气蓄桶21流出的高温高压空气温度已超过燃料粉末自然燃烧温度，故该高温高压空气经第九导管18a进入燃烧器30内与燃料粉末接触时，已可迅速完全助燃；当产生的燃烧气温度超过燃烧器30设定温度上限时，温度感应器 53a将信号传至温度传送器53、再传至温度控制器54、流量控制器55，开启第四阀门56，让被高压空气挤压的给水由给水桶47、第八导管49，经热水加热器50、第七导管51及通过第四阀门56，经喷嘴52以雾状或蒸汽喷洒于多孔耐火罩33，降低燃烧气温度，以免燃烧器30 因温度太高被焚毁；车辆、船舶要增加速度时，则将手(或脚)动式控阀34开大；要降低速度时，则将手(或脚)动式控阀34关小或煞车。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，对熟悉本行技艺的人士而言为一广泛的揭示，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的各种变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，所述固体燃料粉末燃烧、作功的装置包括一盛装燃料粉末的储槽、一密闭螺旋供料器、一燃烧器、一燃气涡轮机、一压缩机、 一动力推进连结器和一发电机，其中该储槽底部与密闭螺旋供料器连结相通，而密闭螺旋供料器另一端与燃烧器的入口管相通，于燃烧器设有一装设于燃料与空气入口管处且可点燃燃烧燃料的点火工具，该燃烧器与燃气涡轮机间以一导管相连，使燃烧器燃烧所造成的燃烧气可进入燃气涡轮机膨胀而作功转动涡轮机的转轴，而该涡轮机的转轴两端分别与压缩机的转轴及动力推进连结器的转轴连结，而动力推进连结器的转轴另一端则与发电机的转轴连结，以形成连动关系；而该压缩机导接设有第六导管、三通管及一具有空气流量传送器的第九导管至燃烧器，以将空气压缩导入燃烧器助燃；第九导管上的空气流量传送器与一控制燃料粉末与空气比例的比率设定器相连，比率设定器与一燃料控制器相连，燃料控制器与一输送储槽内的燃料粉末的驱动机相连，以形成循环式的燃烧、作功的装置。
2.根据权利要求1所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，该密闭螺旋供料器包括由马达与齿轮减速箱组成的驱动机、外磁石、内磁石、无轴封隔离壳、密闭螺旋供料器外壳、输料管、环形垫密片、轴承及螺旋翅；其密闭螺旋供料器外壳以环形垫密片衔接无轴封隔离壳，于密闭螺旋供料器外壳内的转轴设有螺旋翅，而转轴上套设轴承，于转轴末端设有内磁石且位于无轴封隔离壳内，对应内磁石的外部设有与驱动机连结的外磁石，由驱动机转动外磁石，以其磁力转动无轴封隔离壳内的内磁石及与内磁石结合成一体的螺旋翅而输送储槽内的燃料粉末。
3.根据权利要求1所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，该密闭螺旋供料器包括由马达与齿轮减速箱组成的驱动机、中央设有小孔供电线穿过的橡胶塞、用以将橡胶塞固定及紧密封闭橡胶塞小孔而本身中央设有小孔供电线穿过的中空螺旋盖、驱动机密闭壳、密闭螺旋供料器外壳、输料管、环形垫密片、轴承及螺旋翅；该驱动机与螺旋翅转轴紧密连接，且驱动机装设于密闭壳内，螺旋翅装设于密闭螺旋供料器外壳内，密闭壳与密闭螺旋供料器外壳之间夹环形垫密片，并以螺丝和螺帽紧密旋紧；马达的电源紧密穿过橡胶塞及中空螺旋盖的小孔，让燃烧气不会由小孔外泄，使之形成密闭螺旋供料器。
4.根据权利要求1所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，该密闭螺旋供料器包括由马达与齿轮减速箱组成的驱动机、压盖旋塞、迫紧箱、密闭螺旋供料器外壳、输料管、压盖垫料、轴承及螺旋翅；该密闭螺旋供料器的转轴设有螺旋翅，且转轴与驱动机的连接处外壳上设有迫紧箱，迫紧箱内装压盖垫料，并用压盖旋塞旋紧，形成轴封，使之形成密闭螺旋供料器。
5.根据权利要求2所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，还包括有一自动添加辅助燃料装置；该自动添加辅助燃料装置包括由一设有一压力调整阀的钢桶、一以导管与燃烧器的辅助燃料入口管相连的阀门及一控制阀门；该控制阀门与一流量控制器相连；流量控制器与一温度控制器相连；温度控制器与一温度传送器相连；温度传送器与一温度感应器相连；温度感应器固设于高温高压空气蓄桶上，而空气蓄桶与第九导管连接相通者。
6.根据权利要求3所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，还包括有一自动添加辅助燃料装置；该自动添加辅助燃料装置包括由一设有一压力调整阀的钢桶、一以导管与燃烧器的辅助燃料入口管相连的阀门及一控制阀门；该控制阀门与一流量控制器相连；流量控制器与一温度控制器相连；温度控制器与一温度传送器相连；温度传送器与一温度感应器相连；温度感应器固设于高温高压空气蓄桶上，而空气蓄桶与第九导管连接相通者。
7.根据权利要求4所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，还包括有一自动添加辅助燃料装置；该自动添加辅助燃料装置包括由一设有一压力调整阀的钢桶、一以导管与燃烧器的辅助燃料入口管相连的阀门及一控制阀门；该控制阀门与一流量控制器相连；流量控制器与一温度控制器相连；温度控制器与一温度传送器相连；温度传送器与一温度感应器相连；温度感应器固设于高温高压空气蓄桶上，而空气蓄桶与第九导管连接相通者。
8.根据权利要求2所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，还包括有一可以供应已接近气温的高压空气的附有蓄压箱的小型空气压缩机，该附有蓄压箱的小型空气压缩机有一第一阀门，第一阀门以一三通连接管分别与一第二阀门及一第三导管相通，第三导管上设有一控制阀门、一与控制阀门另一端相连的压力控制器、一与压力控制器另一端相连而固设于高温高压空气蓄桶上的压力传送器、一第一端与第三导管相通的三通管、 一与三通管的第二端相通的单向阀、一与三通管的第三端相通的高温高压空气蓄桶，第二阀门与第四导管和第五导管相通，第四导管以导管分别与密闭螺旋供料器、储槽相通，而第五导管则与一给水桶相通。
9.根据权利要求3所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，还包括有一可以供应已接近气温的高压空气的附有蓄压箱的小型空气压缩机，该附有蓄压箱的小型空气压缩机有一第一阀门，第一阀门以一三通连接管分别与一第二阀门及一第三导管相通，第三导管上设有一控制阀门、一与控制阀门另一端相连的压力控制器、一与压力控制器另一端相连而固设于高温高压空气蓄桶上的压力传送器、一第一端与第三导管相通的三通管、 一与三通管的第二端相通的单向阀、一与三通管的第三端相通的高温高压空气蓄桶，第二阀门与第四导管和第五导管相通，第四导管以导管分别与密闭螺旋供料器、储槽相通，而第五导管则与一给水桶相通。
10.根据权利要求4所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，还包括有一可以供应已接近气温的高压空气的附有蓄压箱的小型空气压缩机，该附有蓄压箱的小型空气压缩机有一第一阀门，第一阀门以一三通连接管分别与一第二阀门及一第三导管相通， 第三导管上设有一控制阀门、一与控制阀门另一端相连的压力控制器、一与压力控制器另一端相连而固设于高温高压空气蓄桶上的压力传送器、一第一端与第三导管相通的三通管、一与三通管的第二端相通的单向阀、一与三通管的第三端相通的高温高压空气蓄桶，第二阀门与第四导管和第五导管相通，第四导管以导管分别与密闭螺旋供料器、储槽相通，而第五导管则与一给水桶相通。
11.根据权利要求2所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，还包括有一空气预热装置，该空气预热装置包含有一设有一冷空气入口的空气预热器、一第一导管、一第三阀门及一废气过滤器；空气预热器固设在燃气涡轮机的废气排放管上；空气预热器以一第一导管与压缩机连接；废气排放管与该第一导管间另以一装有一第三阀门及一废气过滤器的第二导管连接。
12.根据权利要求3所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，还包括有一空气预热装置，该空气预热装置包含有一设有一冷空气入口的空气预热器、一第一导管、一第三阀门及一废气过滤器；空气预热器固设在燃气涡轮机的废气排放管上；空气预热器以一第一导管与压缩机连接；废气排放管与该第一导管间另以一装有一第三阀门及一废气过滤器的第二导管连接。
13.根据权利要求4所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，还包括有一空气预热装置，该空气预热装置包含有一设有一冷空气入口的空气预热器、一第一导管、一第三阀门及一废气过滤器；空气预热器固设在燃气涡轮机的废气排放管上；空气预热器以一第一导管与压缩机连接；废气排放管与该第一导管间另以一装有一第三阀门及一废气过滤器的第二导管连接。
14.根据权利要求2所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，该燃烧器底部设有一有一小孔的耐火内炉，该耐火内炉与燃烧器内壁之间设有一多孔耐火罩。
15.根据权利要求3所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，该燃烧器底部设有一有一小孔的耐火内炉，该耐火内炉与燃烧器内壁之间设有一多孔耐火罩。
16.根据权利要求4所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，该燃烧器底部设有一有一小孔的耐火内炉，该耐火内炉与燃烧器内壁之间设有一多孔耐火罩。
17.根据权利要求2所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，该燃烧器的器壁上设有喷嘴；喷嘴与一第七导管的一端相连；第七导管的另一端与一热水加热器的出口相连；热水加热器的入口以一第八导管与一给水桶相连；热水加热器固设在燃气涡轮机的废气排放管上；第七导管上设有一第四阀门相连；第四阀门与一流量控制器相连；流量控制器一端与一流量传送器相连；流量控制器另一端与一温度控制器相连；温度控制器另一端与一温度传送器相连；温度传送器另一端与一温度感应器相连；温度感应器固设在燃烧器的器壁上。
18.根据权利要求3所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，该燃烧器的器壁上设有喷嘴；喷嘴与一第七导管的一端相连；第七导管的另一端与一热水加热器的出口相连；热水加热器的入口以一第八导管与一给水桶相连；热水加热器固设在燃气涡轮机的废气排放管上；第七导管上设有一第四阀门相连；第四阀门与一流量控制器相连；流量控制器一端与一流量传送器相连；流量控制器另一端与一温度控制器相连；温度控制器另一端与一温度传送器相连；温度传送器另一端与一温度感应器相连；温度感应器固设在燃烧器的器壁上。
19.根据权利要求4所述的固体燃料粉末燃烧、作功的装置，其特征在于，该燃烧器的器壁上设有喷嘴；喷嘴与一第七导管的一端相连；第七导管的另一端与一热水加热器的出口相连；热水加热器的入口以一第八导管与一给水桶相连；热水加热器固设在燃气涡轮机的废气排放管上；第七导管上设有一第四阀门相连；第四阀门与一流量控制器相连；流量控制器一端与一流量传送器相连；流量控制器另一端与一温度控制器相连；温度控制器另一端与一温度传送器相连；温度传送器另一端与一温度感应器相连；温度感应器固设在燃烧器的器壁上。
20.一种固体燃料粉末燃烧、作功的方法，其特征在于，所述方法步骤包括利用一密闭螺旋供料器导引燃料粉末进入一燃烧器中燃烧，以产生高压、高温的燃烧气进入一燃气涡轮机膨胀作功，而可转动该燃气涡轮机的转轴及与该燃气涡轮机的转轴连接的压缩机、发电机、动力推进连结器，使压缩机可以产生并输出被压缩的高压空气，再导引该被压缩的高压空气进入燃烧器中助燃。
21.根据权利要求20所述的固体燃料粉末燃烧、作功的方法，其特征在于，燃烧器借由导入一钢桶内储存的高压易燃辅助燃料来帮助产生高压、高温的燃烧气。
22.根据权利要求20所述的固体燃料粉末燃烧、作功的方法，其特征在于，燃烧器借由导入一储存于空气压缩机的压力高于燃烧口内部压力的高压空气进入该燃烧器中，使燃料粉末在该燃烧器中燃烧，以产生高压、高温的燃烧气。
23.根据权利要求20所述的固体燃料粉末燃烧、作功的方法，其特征在于，当空气进入所述压缩机前，先经过加热，及与少量燃气涡轮机排放废气混合后才压缩，使进入燃烧器的高压空气温度高于燃料粉末自然燃烧温度，燃料粉末在该燃烧器中燃烧，以产生高压、高温的燃烧气。
24.根据权利要求21所述的固体燃料粉末燃烧、作功的方法，其特征在于，燃烧器借由导入一储存于空气压缩机的压力高于燃烧口内部压力的高压空气进入该燃烧器中，使燃料粉末在该燃烧器中燃烧，以产生高压、高温的燃烧气。
25.根据权利要求24所述的固体燃料粉末燃烧、作功的方法，其特征在于，当空气进入所述压缩机前，先经过加热，及与少量燃气涡轮机排放废气混合后才压缩，使进入燃烧器的高压空气温度高于燃料粉末自然燃烧温度，燃料粉末在该燃烧器中燃烧，以产生高压、高温的燃烧气。
26.根据权利要求22所述的固体燃料粉末燃烧、作功的方法，其特征在于，当空气进入所述压缩机前，先经过加热，及与少量燃气涡轮机排放废气混合后才压缩，使进入燃烧器的高压空气温度高于燃料粉末自然燃烧温度，燃料粉末在该燃烧器中燃烧，以产生高压、高温的燃烧气。
全文摘要
本发明公开了一种固体燃料粉末燃烧、作功的方法及装置，利用具有防止高压燃烧气由燃烧器沿密闭壳内螺旋翅(Helical Fin)的转轴往外泄漏装置的密闭螺旋供料器，将固体燃料粉末输入开放循环式(Open Cycle)燃气涡轮机系统燃烧，再进入燃气涡轮机膨胀作功，以产生动力。
文档编号F02C9/26GK102278204SQ20101020523
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者郭聪贤 申请人:郭聪贤