專利名稱：以多操作模式操作燃料氧化器的方法和燃料氧化器系統(tǒng)的制作方法
以多操作模式操作燃料氧化器的方法和燃料氧化器系統(tǒng)相關(guān)申請的引用本申請要求于2008年12月8日提交的美國專利申請?zhí)?2/330，151的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部內(nèi)容并入本文中。
背景技術(shù)：
本公開涉及氧化燃料。由填埋場或其它來源產(chǎn)生的甲烷或其它廢燃料氣可被用來給燃氣輪機系統(tǒng)加燃料。在常規(guī)的燃氣輪機系統(tǒng)中，當燃料被注入壓縮空氣中而被燃燒，從而加熱并增加氣體的能量。然后用將能量轉(zhuǎn)化成動能的渦輪機，將能量從加熱的氣體中提取。動能可被用來驅(qū)動其它的設(shè)備，例如，發(fā)電機。在有些情況下，燃氣輪機系統(tǒng)被臨時關(guān)閉(例如，由于修理、維護或其它原因)，而源繼續(xù)產(chǎn)生如果泄漏進入地球大氣中可能有害的甲烷和/或其它氣體。發(fā)明_既述燃料氧化器系統(tǒng)以至少兩種操作模式操作。在第一種操作模式中，燃料在燃料氧化器系統(tǒng)的壓縮機中被壓縮，并且壓縮的燃料在燃料氧化器系統(tǒng)的反應(yīng)室中被氧化。在至少一種另外的操作模式中，燃料被引導(dǎo)繞過壓縮機，并且繞過壓縮機的燃料在反應(yīng)室中被氧化。在一個一般的方面，以第一種操作模式操作燃料氧化器系統(tǒng)。在第一種操作模式中，包括來自燃料源的燃料的混合物在燃料氧化器系統(tǒng)的壓縮機中被壓縮；壓縮混合物的燃料在燃料氧化器系統(tǒng)的反應(yīng)室中被氧化；并且氧化的燃料被膨脹以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動能。以第二種操作模式操作該燃料氧化器系統(tǒng)。在第二種操作模式中，來自燃料源的燃料被引導(dǎo)繞過壓縮機，并且繞過壓縮機的燃料在反應(yīng)室中被氧化。在一個一般的方面，燃料氧化器系統(tǒng)包括壓縮機，其具有空氣和燃料混合物入口和壓縮混合物出口。壓縮機在空氣和燃料混合物入口和壓縮混合物出口之間壓縮空氣和燃料混合物。燃料氧化器系統(tǒng)包括反應(yīng)室，其接收來自壓縮混合物出口的壓縮混合物。反應(yīng)室氧化壓縮混合物的至少部分燃料。燃料氧化器系統(tǒng)包括閥系統(tǒng)，其接收來自燃料源的燃料，并通過引導(dǎo)燃料到壓縮機的空氣和燃料混合物入口或通過引導(dǎo)燃料繞過壓縮機來將從燃料源接收的燃料引導(dǎo)到反應(yīng)室中。實施可包括一個或多個以下特征。以第一種操作模式操作燃料氧化器系統(tǒng)包括基于旋轉(zhuǎn)動能輸出電能。以第二種操作模式操作燃料氧化器系統(tǒng)包括操作燃料氧化器系統(tǒng)作為火炬(flare)。以第二種操作模式操作燃料氧化器系統(tǒng)包括操作燃料氧化器系統(tǒng)作為熱氧化器。燃料氧化器系統(tǒng)包括渦輪機，其接收來自反應(yīng)室的氧化的燃料并將來自氧化混合物的熱能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動。渦輪機包括渦輪機入口，渦輪機通過渦輪機入口接收來自反應(yīng)室的氧化混合物，并且反應(yīng)室適于在反應(yīng)室中保持混合物的最大溫度基本上在渦輪機的入口溫度或以下。使氧化的燃料膨脹以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動能包括在渦輪機中使氧化的燃料膨脹以旋轉(zhuǎn)渦輪機。氧化壓縮混合物的燃料包括控制反應(yīng)室中燃料的最高溫度基本上在渦輪機的入口溫度或以下。以第二種操作模式操作燃料氧化器系統(tǒng)包括預(yù)加熱空氣并將預(yù)加熱的空氣和繞過壓縮機的燃料混合。氧化壓縮混合物的燃料包括通過逐漸升高燃料的溫度高于燃料的自燃溫度引發(fā)氧化反應(yīng)。氧化壓縮混合物的燃料包括基本上不依賴于氧化催化劑或點燃源引發(fā)氧化反應(yīng)。反應(yīng)室接收并氧化通過閥系統(tǒng)引導(dǎo)繞過壓縮機的燃料。燃料氧化器系統(tǒng)包括鼓風機，其將空氣傳送進入反應(yīng)室中。燃料氧化器系統(tǒng)包括點火器，其引發(fā)繞過壓縮機的燃料燃燒。反應(yīng)室適于基本上不依賴于點火器和基本上不依賴于氧化催化劑引發(fā)繞過壓縮機的燃料氧化。反應(yīng)室適于基本上不依賴于點火器和基本上不依賴于氧化催化劑引發(fā)壓縮混合物的燃料氧化。閥系統(tǒng)包括與燃料源成流體連通的閥入口、與壓縮機的空氣和燃料混合物入口成流體連通的第一閥出口和與反應(yīng)室成流體連通并適于引導(dǎo)燃料繞過壓縮機的第二閥出口。閥系統(tǒng)包括多個閥。在以下附圖和說明書中闡述一種或多種實施的細節(jié)。其它特征根據(jù)說明書、附圖和權(quán)利要求將是明顯的。


圖1是實例燃料氧化器系統(tǒng)的圖。圖2A圖解了以渦輪機模式操作的圖1的實例燃料氧化器系統(tǒng)。圖2B圖解了以火炬模式操作的圖1的實例燃料氧化器系統(tǒng)。圖2C圖解了以熱氧化器模式操作的圖1的實例燃料氧化器系統(tǒng)。在各個附圖中類似的參考符號指示類似的元件。發(fā)明詳述圖1是包括氧化燃料的反應(yīng)室10的實例燃料氧化器系統(tǒng)100的圖。可以不同的操作模式操作系統(tǒng)100。當以燃氣輪機模式操作時，系統(tǒng)100在壓縮機6中壓縮空氣/燃料混合物，引導(dǎo)壓縮的空氣/燃料混合物到反應(yīng)室10，并且使用來自反應(yīng)室10的氧化產(chǎn)物驅(qū)動渦輪機7。當以火炬模式或以熱氧化器模式操作時，系統(tǒng)100引導(dǎo)燃料沿著繞開壓縮機6 的燃料流路進入反應(yīng)室10中。在火炬模式中，反應(yīng)室10以火焰燃燒方法氧化燃料。在熱氧化器模式中，反應(yīng)室10以無火焰的氧化方法氧化燃料。圖2A圖解了以燃氣輪機模式操作的系統(tǒng)100，圖2B圖解了以火炬模式操作的系統(tǒng)100，和圖2C圖解了以熱氧化器模式操作的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100能有效地利用廢氣(例如，產(chǎn)生動能和/或電能)，破壞廢氣和/ 或廢氣的有害成分(例如，VOCs)，和/或降低可能與廢氣體的燃燒相關(guān)的有害排放(例如， NOx)。例如，系統(tǒng)100能減少來自填埋場的甲烷氣體排放和/或顯著減少在一些常規(guī)系統(tǒng)中通過點燃廢氣造成的氮氧化物的排放。示例性系統(tǒng)100氧化接收自填埋場的燃料。填埋場放出填埋場氣體，其包括甲烷氣體、有機材料和/或?qū)Φ厍虼髿庥袧撛谖：Φ钠渌煞?。?guī)章(例如，政府機構(gòu)規(guī)章、填埋場規(guī)章、民間規(guī)章和其它規(guī)章)可要求在填埋場氣體被排放到地球大氣之前減少或消除填埋場氣體組分的某些類型(例如，甲烷、VOCs、和/或其它)。在燃氣輪機模式中，與電能輸出相關(guān)，系統(tǒng)100可氧化有潛在危害的填埋場氣體組分。當無法利用系統(tǒng)100產(chǎn)生電能時，系統(tǒng)100可以火炬模式或熱氧化器模式操作以破壞有潛在危害的填埋場氣體組分而不需要單獨的燃燒系統(tǒng)或氧化室。系統(tǒng)100可使用單個反應(yīng)室起到作為發(fā)電系統(tǒng)、火炬系統(tǒng)或熱氧化器系統(tǒng)的作用。從而，系統(tǒng)100能降低破壞有潛在危害的填埋場氣體相關(guān)的花費和/或硬件需求。而且，在某些情況下，系統(tǒng)100能降低排放到低于通過常規(guī)燃燒實現(xiàn)的排放。系統(tǒng)100包括燃料入口 1，其接收來自燃料源20的燃料。在圖解的實例中，燃料源20是填埋場，并且燃料包括由在填埋場中有機材料分解產(chǎn)生的甲烷氣體。與入口 1成流體流通的鼓風機2能產(chǎn)生從入口 1到燃料分配閥系統(tǒng)的定向燃料流，所述燃料分配閥系統(tǒng)包括第一閥4、第二閥15和/或第三閥30。在一些實施中，燃料分配閥系統(tǒng)包括不同數(shù)量的閥，例如1個、2個、4個或多個閥。燃料分配閥系統(tǒng)是可變的，以將燃料流通過閥4分配到氣體混合器5、通過閥15分配到反應(yīng)室10、通過閥30分配到鼓風機16，或這些的任何組合。閥4控制從鼓風機2到氣體混合器5的燃料流。閥15控制從鼓風機2到反應(yīng)室10的燃料流。閥30控制從鼓風機2到鼓風機16的燃料流。氣體混合器5可將接收自燃料源20的燃料與接收自空氣源(例如，從周圍大氣收集的)的空氣混合。氣體混合器5可產(chǎn)生具有特定的空氣與燃料比率范圍的空氣/燃料混合物。壓縮機6與氣體混合器5成流體連通并能壓縮接收自氣體混合器5的空氣/燃料混合物。壓縮機6通過軸25機械地與渦輪機7連接。軸25還可與輔助系統(tǒng)例如發(fā)電機17連接。發(fā)電機17能將軸25的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成電能。同流換熱器8與壓縮機6、燃氣輪機7、 反應(yīng)室10和排氣通道12a成流體連通。同流換熱器8是熱交換器，其能接收來自燃氣輪機 7的廢氣并將來自所接收廢氣的熱能轉(zhuǎn)移到接收自壓縮機6的壓縮空氣/燃料混合物。因而，同流換熱器8能給予壓縮空氣/燃料混合物熱量。止回閥9控制同流換熱器8和反應(yīng)室10之間的流動方向。閥9允許加熱的和壓縮的空氣/燃料混合物從同流換熱器8流入反應(yīng)室10并阻止或者減少流體從反應(yīng)室流入同流換熱器8。鼓風機16提供了到反應(yīng)室10的單獨流。鼓風機16可接收來自空氣源(例如，鼓風機16的空氣，或另一種來源)的空氣并產(chǎn)生進入反應(yīng)室10的定向流體。鼓風機16還能接收來自燃料源20的燃料并提供到反應(yīng)室10的空氣和燃料的混合物的流體。在某些情況下，來自鼓風機16的流體通過換熱器19加熱。在某些情況下，來自鼓風機16的流體繞過換熱器19。例如，閥26和27能引導(dǎo)流體到換熱器19或繞過換熱器19。換熱器19通過閥 26與鼓風機16成流體連通、通過閥22和閥21與反應(yīng)室10成流體連通、與廢氣通路12b成流體連通。換熱器19能通過閥21接收來自反應(yīng)室10的廢氣并將來自所接收廢氣的熱能轉(zhuǎn)移至接受自鼓風機16的空氣。因而，換熱器19能將熱能給予在鼓風機16和反應(yīng)室10 之間的氣流。反應(yīng)室10包括點火器18、吸氣器21、多個入口和多個出口。點火器18可以是產(chǎn)生火花或火焰以點燃燃料的火花塞或另一點火源。在圖解的實例中，吸氣器23接收來自熱交換器19的熱空氣并將熱空氣分散進入反應(yīng)室10。在一些實施中，系統(tǒng)100被不同地配置，并且吸氣器23接收來自鼓風機2的燃料并將燃料分散進入反應(yīng)室10。在一些實施中， 反應(yīng)室可包括圓柱形襯墊，其在反應(yīng)室10內(nèi)限定流路。在一些實施中，在反應(yīng)室10內(nèi)的流路通過反應(yīng)室10另外的和/或不同的特征界定。反應(yīng)室10可包括隔熱耐火材料、吸熱材料、絕熱材料和/或其它材料。例如，襯墊可包括巖石(rock)、陶瓷和/或具有高熱質(zhì)的其它材料。在一些實施中，在反應(yīng)室10中設(shè)置催化劑材料。催化劑材料能促進氧化反應(yīng)的引發(fā)和/或完成。實例催化劑材料包括鉬和其它。在某些情況下，在反應(yīng)室10中沒有設(shè)置催化劑材料。在一些實施中，反應(yīng)室10能操作為名稱為“氧化燃料”的美國專利申請序列號 12/050, 734中描述的實例反應(yīng)室。
反應(yīng)室10的每個入口和出口與通過入口或出口控制流體的閥相連接。例如，系統(tǒng) 100中的閥9、14、15、22和30以及其它閥能允許流體、阻止流體進入和/或流出反應(yīng)室10 或控制流體進入和/或流出反應(yīng)室10的速度。閥9控制從壓縮機6進入反應(yīng)室10的燃料流。閥15控制從分流器3進入反應(yīng)室10的燃料流。閥22 (連同閥26和/或27—起)控制從鼓風機16進入反應(yīng)室10的空氣流。閥14控制離開反應(yīng)室10到渦輪機7的廢氣流。 閥24控制從反應(yīng)室10到排氣通道12c的廢氣流。閥21控制從反應(yīng)室10到換熱器19的廢氣流。圖2A、2B和2C圖解了針對系統(tǒng)100的不同操作模式的各種構(gòu)造的閥。圖2A圖解了以燃氣輪機模式操作的實例燃料氧化器系統(tǒng)100，其中系統(tǒng)100氧化接收來自燃料源20的燃料以輸出電能。在所示的燃氣輪機模式中，閥4和閥14是打開的， 而閥15、閥21、閥22、閥24、閥26、閥27和閥30是關(guān)閉的。圖2A中的箭頭圖解了在燃氣輪機操作模式中的流動。燃料入口 1接收來自燃料源20的燃料。鼓風機2引導(dǎo)接收來自燃料入口 1的燃料通過閥4到氣體混合器5。氣體混合器5將燃料與收集自大氣或不同來源的空氣混合以產(chǎn)生空氣/燃料混合物。壓縮機6接收來自氣體混合器5的空氣/燃料混合物并壓縮接收的混合物。同流換熱器8接收來自壓縮機6的壓縮空氣/燃料混合物并加熱接收的混合物。反應(yīng)室10通過止回閥9接收來自同流換熱器8的加熱的壓縮空氣/燃料混合物。當空氣/燃料混合物沿著在反應(yīng)室10中界定的流路流動時，燃料被氧化。通過基本上破壞所有燃料的無火焰逐漸氧化過程，燃料可被氧化。燃料可在足夠低的溫度下被氧化以減少或避免有害化合物例如氮氧化物的形成和/或排放。空氣/燃料混合物流經(jīng)反應(yīng)室10?？諝馊剂匣旌衔锟晌諄碜苑磻?yīng)室10的內(nèi)表面的熱，結(jié)果，空氣/燃料混合物的溫度可隨著混合物流經(jīng)反應(yīng)室10而逐漸升高。當空氣/燃料混合物的溫度達到或超過燃料的自燃溫度時，燃料經(jīng)歷放熱氧化反應(yīng)。因而，氧化反應(yīng)可不依賴于氧化催化劑材料或點火源而被引發(fā)。在某些情況下，催化劑材料可設(shè)置在反應(yīng)室10中以有效地降低燃料的自燃溫度。當燃料氧化時，放熱反應(yīng)可給予反應(yīng)室10以熱量，并且反應(yīng)室10可向反應(yīng)室10中流路的另一區(qū)域傳遞熱能。通過反應(yīng)室10轉(zhuǎn)移的熱能可被給予進入的燃料以幫助引發(fā)進入燃料氧化。反應(yīng)室10可這樣設(shè)計使在操作條件范圍內(nèi)(例如在最大流速和燃料濃度下)， 提供足夠的停留時間和燃料溫度以允許在空氣/燃料混合物中的一些或所有燃料基本上被氧化完全。在某些情況下，可控制反應(yīng)室10中的空氣/燃料混合物的溫度，以保持空氣 /燃料混合物的最大溫度基本上在渦輪機7的期望入口溫度或以下。渦輪機7的期望入口溫度可以是由渦輪機7的制造商推薦的溫度、實現(xiàn)渦輪機7想要或期望輸出的溫度、或另一種溫度。包括氧化產(chǎn)物的廢氣離開反應(yīng)室10并通過閥14流入渦輪機7中。廢氣在渦輪機 7中膨脹，產(chǎn)生軸25和壓縮機6的旋轉(zhuǎn)運動。軸25的旋轉(zhuǎn)還驅(qū)動發(fā)電機17。發(fā)電機17基于來自渦輪機7給予發(fā)電機17的動能(例如，來自渦輪機7通過軸25的旋轉(zhuǎn)傳遞的動能) 產(chǎn)生電能。發(fā)電機17可輸出電能到電氣系統(tǒng)、能量儲存設(shè)備、電網(wǎng)或另一種類型的系統(tǒng)。渦輪機7將膨脹的廢氣傳遞進入同流換熱器8中。同流換熱器8將來自廢氣的熱能轉(zhuǎn)移到接收自壓縮機6的空氣/燃料混合物。從同流換熱器8中，廢氣通過廢氣流路12a離開系統(tǒng) 100。圖2B圖解了以火炬模式操作的圖1的實例燃料氧化器系統(tǒng)，其中系統(tǒng)100破壞接收自燃料源20的燃料和/或氣體的其它組分。系統(tǒng)100可以火炬模式操作，不輸出電流。 當用于操作的系統(tǒng)100—個或多個元件無法使用時，系統(tǒng)100可以火炬模式操作。例如，當對壓縮機6、渦輪機7、發(fā)電機17、同流換熱器8和/或系統(tǒng)100的其它元件正在進行維護、 修理和/或其它類型作業(yè)時，火炬模式可用于破壞填埋場氣體組分?；鹁婺Ｊ绞褂梅磻?yīng)室 10以消除接收自燃料源20的VOCs和/或流體的其它組分。因而，火炬模式不需要單獨的反應(yīng)室用于操作。在所示的火炬模式中，閥4、閥14、閥21、閥22、閥26、閥27和閥30是關(guān)閉的，而閥15和閥24是打開的。圖2B中的箭頭圖解了在火炬操作模式中的流動。燃料入口 1接收來自燃料源20 的燃料。鼓風機2引導(dǎo)接收來自燃料入口 1的燃料通過閥15到反應(yīng)室10。鼓風機16可產(chǎn)生氣流通過閥22進入反應(yīng)室10中，和/或誘導(dǎo)的氣流31可被接收進反應(yīng)室10中。當鼓風機16誘導(dǎo)氣流進入反應(yīng)室中時，氣流可以通過換熱器19加熱或氣流可繞過換熱器。誘導(dǎo)的氣流31可通過吸氣器23或通過其它類型的入口或設(shè)備被接收進入反應(yīng)室。反應(yīng)室10中的箭頭圖解了在火炬模式中通過反應(yīng)室的燃料的實例流路。誘導(dǎo)的氣流31被引入反應(yīng)室10中。在火炬模式的一些實施中，燃料和/或氣流被通過吸氣器23 引入反應(yīng)室。在反應(yīng)室10中——或在某些情況下，在進入反應(yīng)室10之前——空氣和燃料混合以形成空氣/燃料混合物。點火器18通過點燃空氣/燃料混合物引發(fā)空氣和燃料的火焰燃燒反應(yīng)。作為火焰燃燒反應(yīng)的結(jié)果，甲烷氣體、VOCs和/或其它填埋場氣體組分可被破壞?？諝?燃料混合物通常以軸向方向流經(jīng)反應(yīng)室10的內(nèi)部。來自火焰燃燒反應(yīng)的廢氣通過閥24離開反應(yīng)室10。在圖解的火炬操作模式中，來自反應(yīng)室10的廢氣可通過排氣通路12c離開系統(tǒng)100。圖2C圖解了以熱氧化器模式操作的圖1的實例燃料氧化器系統(tǒng)，其中系統(tǒng)100破壞接收自燃料源20的燃料和/或氣體的其它組分。系統(tǒng)100可以熱氧化器模式操作，不輸出電流。當系統(tǒng)100的一個或多個元件無法用于操作時，系統(tǒng)100可以熱氧化器模式操作。 例如，當對壓縮機6、渦輪機7、發(fā)電機17、同流換熱器8和/或系統(tǒng)100的其它元件進行維護、修理和/或其它類型作業(yè)時，可使用熱氧化器模式。熱氧化器模式使用反應(yīng)室10以消除VOCs和/或其它組分，同時減少與一些燃燒反應(yīng)有關(guān)的副產(chǎn)物(例如，NOx，和/或其它) 的排放。因而，熱氧化器模式不需要單獨的反應(yīng)室用于操作。在所示熱氧化器模式中，閥4、 閥14、閥15、閥24和閥27是關(guān)閉的，而閥21、閥22、閥26和閥30是打開的。圖2C中的箭頭圖解了在熱氧化器操作模式中的流動。燃料入口 1接收來自燃料源20的燃料。鼓風機2引導(dǎo)接收自燃料入口 1的燃料通過閥30到鼓風機16。鼓風機16 產(chǎn)生空氣/燃料混合物流通過閥22進入反應(yīng)室10中。在所示熱氧化器模式中，來自鼓風機16的氣流流經(jīng)閥26并在經(jīng)過換熱器19時接收熱能。在熱氧化器模式的一些實施中，來自鼓風機16的一些或全部的氣流通過閥27繞過換熱器19。圖2C中的反應(yīng)室10中的箭頭圖解了在熱氧化器模式中通過反應(yīng)室10的燃料的實例流路。在熱氧化器模式的一些實施中，氣流、燃料流和/或空氣/燃料混合物流可通過吸氣器23引入反應(yīng)室10。空氣和燃料可在反應(yīng)室10中混合以形成空氣/燃料混合物，或在一些實施中，空氣和燃料在進入反應(yīng)室10之前例如在鼓風機16中混合。燃料可被基本上破壞所有燃料的無火焰逐漸氧化過程氧化。燃料可在足夠低的溫度下被氧化以減少或避免有害化合物，例如氮氧化物的形成和/或排放。當空氣/燃料混合物的溫度達到或超過燃料的自燃溫度時，燃料經(jīng)歷放熱氧化反應(yīng)。因而，氧化反應(yīng)可不依賴于氧化催化劑材料或點火源被引發(fā)。在某些情況下，催化劑材料可設(shè)置在反應(yīng)室10中以有效降低燃料的自燃溫度?？諝?燃料混合物通常以軸向方向通過反應(yīng)室10的內(nèi)部。來自無火焰氧化反應(yīng)的廢氣通過閥21離開反應(yīng)室10。在圖解的熱氧化器操作模式中，來自反應(yīng)室10的廢氣可給予換熱器19熱能并通過廢氣通路12b離開系統(tǒng)100。 已經(jīng)描述了許多實施方式。但是，應(yīng)當理解，在不偏離本公開的范圍內(nèi)可作出各種修改。因此，其它實施方式在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，其包括以第一操作模式操作燃料氧化器系統(tǒng)，其包括在壓縮機中壓縮包含來自燃料源的燃料的混合物；在反應(yīng)室中氧化壓縮的混合物的所述燃料；和使氧化的燃料膨脹以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動能；和以第二操作模式操作所述燃料氧化器系統(tǒng)，其包括引導(dǎo)來自所述燃料源的燃料繞過所述壓縮機；和在所述反應(yīng)室中氧化繞過所述壓縮機的所述燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中以所述第一操作模式操作所述燃料氧化器系統(tǒng)還包括基于所述旋轉(zhuǎn)動能輸出電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中以所述第二操作模式操作所述燃料氧化器系統(tǒng)包括操作所述燃料氧化器系統(tǒng)作為火炬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中以所述第二操作模式操作所述燃料氧化器系統(tǒng)包括操作所述燃料氧化器系統(tǒng)作為熱氧化器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使氧化的燃料膨脹以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動能包括在渦輪機中使所述氧化的燃料膨脹以旋轉(zhuǎn)所述渦輪機。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中氧化壓縮的混合物的所述燃料包括在所述反應(yīng)室中控制所述燃料的最高溫度基本上在所述渦輪機的入口溫度或以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中以所述第二種操作模式操作所述燃料氧化器系統(tǒng)還包括預(yù)加熱空氣；和將預(yù)加熱的空氣與繞過所述壓縮機的所述燃料混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中氧化所述壓縮的混合物的所述燃料包括通過逐漸升高所述燃料的溫度高于燃料的自燃溫度引發(fā)氧化反應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中氧化所述壓縮的混合物的所述燃料包括基本上不依賴于氧化催化劑或點火源引發(fā)氧化反應(yīng)。
10.燃料氧化器系統(tǒng)，其包括壓縮機，其具有空氣和燃料混合物入口和壓縮混合物出口，并在所述空氣和燃料混合物入口和所述壓縮混合物出口之間壓縮空氣和燃料混合物；反應(yīng)室，其接收來自所述壓縮混合物出口的所述壓縮混合物并氧化所述壓縮混合物的至少部分所述燃料；和閥系統(tǒng)，其通過引導(dǎo)所述燃料到所述壓縮機的所述空氣和燃料混合物入口或通過引導(dǎo)所述燃料繞過所述壓縮機，接收來自燃料源的燃料并引導(dǎo)接收自所述燃料源的所述燃料到所述反應(yīng)室。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料氧化器系統(tǒng)，其中所述反應(yīng)室接收并氧化通過所述閥系統(tǒng)引導(dǎo)繞過所述壓縮機的所述燃料。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料氧化器系統(tǒng)，還包括渦輪機，其接收來自所述反應(yīng)室的氧化的燃料并將來自氧化的混合物的熱能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料氧化器系統(tǒng)，其中所述渦輪機包括渦輪機入口，所述渦輪機通過所述渦輪機入口接收來自所述反應(yīng)室的氧化的混合物，并且所述反應(yīng)室適于將反應(yīng)室中混合物的最高溫度基本上保持在所述渦輪機入口的溫度或以下。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料氧化器系統(tǒng)，還包括將空氣傳送進入所述反應(yīng)室的鼓風機。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料氧化器系統(tǒng)，所述反應(yīng)室包括引發(fā)繞過所述壓縮機的燃料燃燒的點火器。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料氧化器系統(tǒng)，其中所述反應(yīng)室適于基本上不依賴于點火器和基本上不依賴于氧化催化劑引發(fā)繞過所述壓縮機的燃料的氧化。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料氧化器系統(tǒng)，其中所述反應(yīng)室適于基本上不依賴于點火器和基本上不依賴于氧化催化劑引發(fā)壓縮的混合物的所述燃料氧化。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料氧化器系統(tǒng)，其中所述閥系統(tǒng)包括閥入口，其與所述燃料源成流體連通；第一閥出口，其與所述壓縮機的空氣和燃料混合物入口成流體連通； 和第二閥出口，其與反應(yīng)室成流體連通并適于引導(dǎo)燃料繞過所述壓縮機。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料氧化器系統(tǒng)，其中所述閥系統(tǒng)包括多個閥。
全文摘要
以第一操作模式操作的燃料氧化器系統(tǒng)(100)。在第一操作模式中，包括來自燃料源(20)的燃料的混合物在燃料氧化器系統(tǒng)(100)的壓縮機(6)中被壓縮；壓縮混合物的燃料在燃料氧化器系統(tǒng)(100)的反應(yīng)室(10)中被氧化；和使氧化的燃料膨脹以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動能。燃料氧化器系統(tǒng)(100)以第二操作模式操作。在第二操作模式中，來自燃料源(20)的燃料被引導(dǎo)繞過壓縮機(6)，并且繞過壓縮機(6)的燃料在反應(yīng)室(10)中被氧化。
文檔編號F02C9/40GK102301108SQ200980155514
公開日2011年12月28日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者E·普拉布 申請人:弗萊克斯能源有限公司