電動力學地驅動帶電氣體或氣體中夾帶的帶電粒子的方法和裝置製造方法
2023-05-19 03:20:46 2
電動力學地驅動帶電氣體或氣體中夾帶的帶電粒子的方法和裝置製造方法
【專利摘要】通過作用在氣態的粒子或氣體夾帶的粒子中所包含的帶電物質上的電場可以傳送氣態的粒子或氣體夾帶的粒子。
【專利說明】電動力學地驅動帶電氣體或氣體中夾帶的帶電粒子的方法和裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據美國法典第35條第§119 (e)款，要求2011年2月9日提交的，由 Thomas S.Hartwick 等人發明的題目為 「ELECTRIC FIELD CONTROL OF TWO OR MORERESPONSES IN A COMBUSTION SYSTEM」且序列號為61/441，229的美國臨時申請的優先權利益；該申請在本申請提交之時同本申請一同審查，並且對於該申請和在此的公開不牴觸的範圍以引用的方式被併入。
[0003]本申請涉及與本申請同一天提交的，由Thomas S.Hartwick等人發明的題目為「ELECTRIC FIELD CONTROL OF TffOOR MORE RESPONSES IN A COMBUSTION SYSTEM」 且序列號為13/370，183的美國非臨時專利申請，並且對於該申請和在此的公開不牴觸的範圍以引用的方式被併入。
[0004]本申請涉及與本申請同一天提交的，由Joseph Colannino等人發明的題目為 「METHOD AND APPARATUS FOR FLATTENING A FLAME」 且序列號待定(代理案件號2651-042-03)的美國非臨時專利申請，並且對於該申請和在此的公開不牴觸的範圍以引用的方式被併入。
[0005]概述
[0006]根據一個實施方式，用於同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統可包括:充電電極，其被配置成向火焰上傳遞瞬時多數電荷；多個場電極或電極部分，其被配置成在瞬時多數電荷上施加電動勢；以及，電極控制`器，其被可操作地耦合到充電電極並且耦合到多個場電極或電極部分，所述電極控制器被配置成通過由所述多個場電極或電極部分施加的電動勢引起所述瞬時多數電荷的同步傳送。
[0007]根據另一個實施方式，傳送氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的方法可包括:引起與化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡；以及施加電場序列以跨從第一位置到與該第一位置分開的第二位置的距離來移動電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質。
[0008]附圖簡述
[0009]圖1A是根據一個實施方式的、說明被配置成同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統101的圖；
[0010]圖1B是根據一個實施方式的、說明具有交替電極布置的系統115的圖；
[0011]圖2是根據一個實施方式的、說明包括被配置成向電極控制器提供反饋信號的傳感器的系統的圖；
[0012]圖3是根據一個實施方式的、說明傳送氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的方法的流程圖；
[0013]圖4是根據一個實施方式的電極控制器的框圖。
[0014]詳細描述
[0015]在下面的詳細的說明書中，對附圖作出了參考，這些附圖構成了本說明書的一部分。在附圖中，除非文中另作規定，否則相似的符號通常標識相同的部件。在詳細的說明書中描述的說明性的實施方式、附圖、以及權利要求不是旨在進行限制。在沒有背離這裡提出的主題的精神或範圍的前提下，可以使用其他的實施方式，以及做出其他的更改。
[0016]圖1A是根據一個實施方式的、說明被配置成同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統101的圖。充電電極102可被配置成向燃燒器105支撐的火焰104上傳遞瞬時多數電荷103、103』。多個場電極106、108、110、112或電極部分可被配置成向瞬時多數電荷103、103』施加電動勢。電極控制器114可以被可操作地耦合到充電電極102和多個場電極106、108、110,112或電極部分以通過由多個場電極106、108、110、112或電極部分施加的電動勢引起瞬時多數電荷103、103』的同步傳送。
[0017]充電電極102可包括被配置成向火焰104添加瞬時多數電荷103、103』的電荷注入器(未示出)。可選擇地或另外地，充電電極102可包括被配置成從火焰104中去除瞬時少數電荷以保留火焰104中的瞬時多數電荷103、103』的電荷耗盡表面(未示出)。
[0018]如圖1A中所示，場電極可包括多個獨立驅動的電極106、108、110、112。
[0019]可選擇地，場電極可被提供作為電極部分。例如，圖1B是根據一個實施方式的、說明多個電極116、118的圖，其中每個電極包括多個電極部分(分別是116a、116b、116c ；118a、118b、118c)。每個電極 116,118 的電極部分 116a、116b、116c ;118a、118b、118c 可以被屏蔽部分122彼此分隔開。屏蔽部分122可包括電極外圍的第一絕緣層(未示出)、第一絕緣層外圍的電屏蔽導體(未示出)、以及該屏蔽導體外圍的第二絕緣層(未示出)。第一和第二絕緣層的介電常數和/或介電強度可以被平衡，以通過屏蔽部分122來使最少的鏡像電荷接觸到穿過的瞬時多數電荷103、103』，從而允許瞬時多數電荷103、103』實質上僅僅受到來自未被屏蔽的多個電極部分116a-c、118a_c的吸引和排斥。
[0020]可考慮電極的各種布置或電極部分的布置的各種布置，例如，比如由外向內、由內向外、發散通路、轉換通路、實質上同軸的、實質上層層包圍的布置。如通過查看圖1A時可能了解到的，電極106、108、110、112可被塑造成或包括一系列的圓環(如圖所示)或環形線圈。環形線圈可具有不同的孔徑尺寸。在孔徑尺寸與火焰104的直徑相比相對較大時，結構101可被視為外側布置的(「由外向內」)電極。在比較時，圖1B的布置115更趨向於表示被形成為包括交錯型的屏蔽區域122的鎢導線的、交錯布置的共相電極。根據一個實施方式，導線可被布置在儘可能靠近對於傳送軸線124而言實際可用的地方。在這樣的布置115中，電極可以被視為內側布置的(「由內向外」)電極。在一些實施方式中，導線可被作為被配置成根據需要才通過(平行於傳送通路124移動)的展開-重繞的「網」來末端加載，以便改變區域間距、更新可降解的表面、簡化檢修、等等。
[0021]參照圖1B，場電極116、118，或電極部分116a-c、118a_c被示出為沿著傳送通路124並在其內部布置。圖1B可與圖1A進行比較，可看出圖1A中的場電極106、108、110、112沿著傳輸通路124並在其外圍(例如在典型的火焰半徑之外)布置。總體地參照圖1A和1B，由電極106、108、110、112施加在瞬時多數電荷103、103』上的電動勢以將動量轉移傳遞到不帶電的氣體粒子或氣體夾帶的粒子上，所述不帶電的氣體粒子或氣體夾帶的粒子連同帶電粒子包括在雲狀物103、103』中。例如，與圖2中描述的級聯結構類似，並且對應在此以引用的方式併入的、題目為「Gas Turbine with Coulombic Protection from HotCombustion Products」、且序列號為61/506，332的正在審查的臨時專利申請的詳細說明書部分的機制，可以將慣性從被加速的帶電粒子傳送給不帶電的粒子。「粒子」可指任何氣體分子、核子、電子、結塊、或在從火焰104中穿過的或在火焰104外圍的流中所包含的或夾帶的其他結構。根據一個實施方式，電極控制器114可被配置成導致充電電極102傳遞對應於如圖1A和IB中示出的雲狀物103、103』的帶相反電荷的多數帶電區域序列的瞬時多數電荷103、103 』。電極控制器114還可被配置成向多個場電極106、108、110、112或電極部分116a-c、118a-c施加電壓序列以驅動帶相反電荷的多數帶電區域沿著傳輸通路124移動。參照圖1A，例如，帶正電的瞬時多數電荷區域103可被施加到場電極108上的負電壓向下吸引。類似地，帶負電的瞬時多數電荷區域103』可被施加到場電極112上的正電壓向下吸弓I。帶負電的瞬時多數電荷區域103』還可被施加到場電極108上的負電壓向下排斥。隨著帶電區域103、103』沿著傳輸通路124向下移動，電極106、108、110、112上的電壓可隨著這種移動同步變化以保持類似於一種類型的靜電驅動的線性步進電動機或線性同步電動機的運動電動勢。同時，施加到充電電極102上的電壓可進行切換以導致另外的帶電區域103』、103的連續產生。參照圖1B，例如，帶正電的瞬時多數電荷區域103可被施加在電極部分118a、118b、118c上的負電壓向下吸引。同時，帶負電壓的電極部分118a、118b、118c可向下排斥帶負電的瞬時多數電荷區域103』。與此同時，帶正電的瞬時多數電荷區域103可被施加在正電壓電極部分116a、116b、116c上的正電壓向下排斥，而帶負電的瞬時多數電荷區域103』被帶正電壓的電極部分116a、116b、116c向下吸引。隨著帶電區域103、103』沿著傳輸通路124向下移動，電極116、118 (以及各自對應的電極部分116a-c、118a-c)可隨著這種移動同步變化以保持類似於一種類型的靜電驅動的線性步進電動機或線性同步電動機的運動電動勢。同時，施加到充電電極102上的電壓可進行切換以導致另外的帶電區域103』、103的連續產生。
[0022]參照圖1A和1B，電極控制器114還可包括同步電動機驅動電路126，所述同步電動機驅動電路126被配置成產生對應於施加在多個場電極106、108、110、112或電極部分116a-c、118a-c上的電壓的驅動脈衝。電極控制器114可具有一個或多個放大器128，所述放大器128被配置成用來放大施加在多個場電極106、108、110、112或電極部分116a_c、118a-c上的電壓的驅動脈衝。所述一個或多個放大器可包括用於每個獨立控制的場電極106、108、110、112和充電電極102的單獨的放大器。可選擇地，所述一個或多個放大器可包括用於對應一組共同切換的電極部分116a_c、118a_c和充電電極102的每個導體116、118的單獨的放大器。可選地，系統115可包括少於或多於兩組的電極部分116a-c、118a-c。在一些實施方式中，布置101、115可被視為一種帶靜電驅動的線性步進電動機。例如，電極可按照單步、超步、微步、或其他序列邏輯來運行。參照圖2，實施方式可包括被可操作地耦合以便向電極控制器114提供一個或多個信號的一個或多個傳感器130a、130b。所述一個或多個傳感器130可被配置成感測對應於火焰形狀、熱量分布、燃燒特性、粒子含量、或多數電荷區域位置中的一個或多個的一個或多個參數。電極控制器114可被配置成響應來自一個或多個傳感器130a、130b的一個或多個信號來選擇對應於施加在充電電極102、場電極106、108、110、112或電極部分116a_c、118a_c上的或者施加在充電電極102和場電極106、108,110,112或電極部分116a-c、118a-c上的電壓的驅動脈衝的時序、順序、或時序和順序。根據一些實施方式，(可選的)傳感器130a、130b可被視為提供對圖1A、1B中示出的同步驅動電路126的閉環控制的一種類型的伺服電動機的一部分。[0023]仍然參照圖2，至少一個第一傳感器130a可被布置成感測燃燒器105支撐的火焰104附近的燃燒體積203的區域205中的狀況。第一傳感器130a可以可操作地通過第一傳感器信號傳輸通路204被耦合到電子控制器114。第一傳感器130a可被配置成感測火焰104的燃燒參數。例如，第一傳感器130a可包括火焰發光度傳感器、光電傳感器、紅外線傳感器、燃料流傳感器、溫度傳感器、燃料氣體溫度傳感器、聲音傳感器、一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、射頻傳感器、和/或氣流傳感器中的一個或多個。
[0024]至少一個第二傳感器130b可被布置成感測火焰104遠端的狀況並且可操作地通過第二傳感器信號傳輸通路212被耦合到電子控制器114。至少一個第二傳感器130b可被布置成感測對應於燃燒體積203的第二部分207中的狀況的參數。例如，對於第二部分207包括汙染治理區域的實施方式，第二傳感器可感測對應於加熱體積203的第二部分207中存在的灰粉量的光透射係數。根據各種實施方式，第二傳感器130b可包括透射係數傳感器、粒子傳感器、溫度傳感器、離子傳感器、表面塗層傳感器、聲音傳感器、一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、以及氮氧化物傳感器中的一個或多個。
[0025]根據一個實施方式，第二傳感器130b可被配置成檢測未燃燒的燃料。至少一個第二電極108可被配置成在被驅動時強制未燃燒的燃料向下並返回到加熱體積203的第一部分205。例如，未燃燒的燃料可以是帶正電的。當第二傳感器130b通過第二傳感器信號傳輸通路212向控制器114傳送信號時，控制器可驅動第二電極108達到帶正電的狀態以排斥未燃燒的燃料。加熱體積203中的流體流可被由所述至少一個第二電極108和/或所述至少一個第一電極106產生的電場驅動，以指引未燃燒的燃料向下並進入第一部分205，這些未燃燒的燃料在該第一部分205中可被火焰104進一步氧化，從而提高了燃料的經濟性並減少了排放。
[0026]控制器114可包括通信接口 210，其被配置成接收至少一個輸入變量，用於控制對傳感器130a、130b的響應。另外地或可選擇地，通信接口 210可被配置成接收用於控制電極驅動波形、電壓、相對相位、或系統的其他屬性的至少一個輸入變量。控制器114的實施方式在圖4中示出並在下面進行了描述。
[0027]圖3是根據一個實施方式的、說明傳送氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的方法的流程圖。氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物可通過首先執行步驟302來傳送，在該步驟中導致了與化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡。進行到步驟304，可施加電場序列以跨從第一位置到與第一位置分開的第二位置的距離來移動電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質。電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質的移動可將慣性傳遞給與化學反應有關的或在化學反應附近的不帶電物質，以便跨這段距離移動不帶電物質。所述化學反應可包括比如燃燒反應的放熱反應。電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質的移動可導致由放熱化學反應引起的熱跨這段距離移動。方法301可被用來在橫向於被加熱粒子的浮力的方向上或與被加熱粒子的浮力相反的方向上跨一段距離移動被加熱粒子。
[0028]參照步驟302，導致電荷不平衡可包括吸引具有第二電荷符號的一部分帶電粒子離開化學反應而留下佔多數的具有與所述第二電荷符號相反的第一電荷符號的帶電粒子。另外地或可選擇地，導致與化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡可包括向化學反應注入具有第一電荷符號的帶電粒子，以提供佔多數的具有第一電荷符號的帶電粒子。方法301和步驟302可包括導致多數電荷根據時間變化序列發生符號上的變化。如圖3中示出的，電荷不平衡的符號變化過程可被表示為執行包括反轉步驟306的循環過程。例如，電荷不平衡的符號可被周期性地反轉以產生周期性的正的和負的多數電荷不平衡。例如，參照圖1A和1B，周期性的波形可產生帶負電的區域103』與帶正電的區域103彼此交替的序列。慣性、浮力、以及電場力的合力可使帶正電的和帶負電的帶電區域103、103』的序列沿著傳輸通路124移動。
[0029]基於圖1A和IB再次參照圖3，施加電場序列以便跨從第一位置到與第一位置分開的第二位置的距離移動電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質可包括:在第二位置附近施加電場，或沿著第一位置和第二位置之間的傳輸通路施加電場；在沿著第一位置和第二位置之間的傳輸通路的位置上施加電場序列；和/或在沿著第一位置和第二位置之間的傳輸通路的多個中間位置的每一個上施加電場序列。步驟304中在多個中間位置的每一個上施加電場序列可包括:在沿著傳輸通路的第一中間位置的電極或電極部分上施加第一電壓，所述第一電壓的選擇是為了吸引由氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質所攜帶的多數電荷；以及允許在第一中間位置的第一電極或電極部分電懸空(electricallyfloat);或者將在第一中間位置的第一電極或電極部分驅動至被選擇為當氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質在第一中間位置的電極或電極部分附近時不吸引多數電荷103、103』的電壓。步驟304可以另外地或可選擇地包括當第一中間位置的電極或電極部分被允許電懸空或被驅動至所選擇的不吸引多數電荷的電壓時，向沿著傳輸通路的第二中間位置的電極或電極部分施加第一電壓；以及，向沿著傳輸通路的第二中間位置的電極或電極部分施加第一電壓以從第一中間位置向第二中間位置吸引氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質所攜帶的多數電荷。例如，參照圖1A，當帶電區域103、103』經過時，電極106和110可被允許懸空，或可被驅動至被選擇用於最小化與正在經過的帶電區域103、103』的相互作用的電壓VF。步驟304可以另外地或可選擇地包括允許第一中間位置的電極或電極部分電懸空；或將第一中間位置的電極或電極部分驅動至被選擇為當氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質在第一中間位置的電極或電極部分附近時不吸引多數電荷103、103』的電壓；以及在氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質已經離開第一中間位置時，向沿著傳輸通路的第一中間位置的電極或電極部`分施加第三電壓，所述第三電壓的選擇是為了排斥由氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質所攜帶的多數電荷103、103』。例如，在圖1A示出的實施方式中，負電壓V-可被置於電極108上以排斥帶負電荷的區域103』並且幫助沿著傳輸通路124對推動該帶負電荷的區域103』。
[0030]步驟304可包括在多個中間位置中的每一個上施加電場序列。例如，這可包括在多個中間位置中的每一個上施加兩相的電場序列。例如，圖1B示出了兩相電極系統，其中每個電極116、118可被順序地驅動為正電壓、懸空、負電壓、懸空、正電壓、懸空、負電壓…以驅動沿著傳輸通路124的一序列的符號反轉的帶電區域103、103』。
[0031 ] 步驟304還可被視為向沿著傳輸通路的多個中間位置的每一個上的電極或電極部分施加同步驅動電壓，所述同步驅動電壓的選擇是為了導致氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質所攜帶的分組電荷分布沿著傳輸通路移動。
[0032]可選擇地，方法301可包括步驟308，在該步驟中接收來自一個或多個傳感器的反饋；以及調整與步驟302和步驟304有關的電場時序、相位和/或電壓。例如，步驟308可包括感測對應沿著傳輸通路的分組電荷分布的位置的一個或多個參數；以及調整對應於導致與化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡的電壓。另外地或可選擇地，步驟308可包括感測對應於沿著傳輸通路的分組電荷分布的位置的一個或多個參數；以及，調整對應於導致與化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡的時序或相位。另外地或可選擇地，步驟308可包括感測對應於沿著傳輸通路的分組電荷分布的位置的一個或多個參數；以及，調整對應於施加電場序列以移動電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質的電壓。步驟308可包括感測對應於沿著傳輸通路的分組電荷分布的位置的一個或多個參數；以及，調整對應於施加電場序列以移動電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質的時序或相位。步驟308還可另外地或可選擇地包括確定是否引起電荷不平衡和移動電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質。
[0033]圖4是電極控制器114和/或燃料流控制器114的說明性的實施方式401的方框圖。控制器114可驅動第一電極驅動信號傳輸通路206和208以產生電場，選擇所述電場的特性以導致瞬時帶電區域103、103』的移動。所述控制器可包括波形發生器404。波形發生器404可被布置在控制器114內部或可以位於與控制器114的其餘部分分開的位置。波形發生器404中的至少一些部分可以可選擇地分布在電子控制器114的其他部件上，比如微處理器406和儲存器電路408。可選的傳感器接口 410、通信接口 210、以及安全接口 412可通過計算機總線414被可操作地耦合到微處理器406和儲存器電路408。
[0034]邏輯電路，比如微處理器406和儲存器電路408可確定通過電極驅動信號傳輸通路206、208傳輸到電極的電脈衝或波形的參數。所述電極依次產生對應於所述電壓波形的電場。
[0035]電脈衝或波形的參數可被寫入波形緩存416。波形緩存的內容隨後可被脈衝發生器418用來產生對應於電脈衝序列或波形的低電壓信號422a、422b。例如，微處理器406和/或脈衝發生器418可使用直接數字合成來合成低電壓信號。可選擇地，微處理器406可向波形緩存416寫入對應于波形原始數據的變量數值。脈衝發生器418可包括可操作地運行將變量數值合成為數字輸出的算法的第一資源，以及對數字輸出執行數模轉換的第二資源。
[0036]一個或多個輸出被放大器128a和128b放大。放大後的輸出被可操作地耦合到圖1AUB中示出的電極102、106、108、110、112、116、118。放大器128a、128b可包括可編程放大器。所述放大器可根據出廠設置、現場設置、通過通信接口 210接收到的參數、一個或多個操作人員的控制和/或在算法上進行編程。另外地或可選擇地，放大器128a、128b可包括一個或多個實質上固定增益的級，並且低電壓信號422a、422b可被驅動至可變幅度。可選擇地，輸出可以是固定的並且電場可被具有可變增益的電極驅動。
[0037]在電極信號傳輸通路206、208上的脈衝序列或驅動波形輸出可包括直流信號、交流信號、脈衝序列、脈衝寬度調製信號、脈衝高度調製信號、斬波信號、數位訊號、離散電平信號、和/或模擬信號。
[0038]根據一個實施方式，在控制器114中的、在外部資源(未示出)中的、在傳感器子系統(未示出)中的，或分布在控制器114、外部資源、傳感器子系統、和/或其他協同操作的電路和程序中的反饋過程可控制電極。例如，所述反饋過程可響應於由至少一個第一電極檢測到的增益或由電場驅動的反應率在至少一個電極信號傳輸通路206、208上提供可變的幅度或電流信號。
[0039]傳感器接口 410可接收或產生與燃燒體積和/或反應體積中的測量狀況成正比(或成反比、成幾何關係、成積分關係、成微分關係、等等關係)的傳感器數據(未示出)。
[0040]傳感器接口 410可響應於相應區域中的物理或化學狀況從各個傳感器130a、130b接收第一和第二輸入變量。控制器114可執行反饋或前饋控制算法來確定驅動脈衝序列的一個或多個參數，例如，被表示成波形緩存416中的數值的參數。
[0041]可選擇地，控制器114可包括流控制信號接口 424。所述流控制信號接口可被用來產生用來控制通過燃燒系統的燃料流和/或氣流的流速度控制信號。
[0042]雖然已經在此公開了各個方面和各種實施方式，但是其他的方面和實施方式也是可以考慮的。在此公開的各個方面和各種實施方式是出於說明目的而並不是用來進行限制，真正的範圍和精神由下面的權利要求表明。
【權利要求】
1.一種用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，包括: 充電電極，其被配置成向火焰上傳遞瞬時多數電荷； 多個場電極或電極部分，其被配置成向所述瞬時多數電荷上施加電動勢；以及 電極控制器，其被可操作地耦合到所述充電電極和所述多個場電極或電極部分，所述電極控制器被配置成通過由所述多個場電極或電極部分施加的電動勢導致所述瞬時多數電荷的同步傳送。
2.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，還包括: 燃燒器，其被配置成支撐所述火焰。
3.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中所述充電電極還包括: 電荷注入器，其被配置成向所述火焰添加所述瞬時多數電荷。
4.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中所述充電電極還包括: 電荷耗盡表面，其被配置成從所述火焰去除瞬間少數電荷以在所述火焰中留下所述瞬時多數電荷。
5.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中被配置成向所述瞬時多數電荷上施加電動勢的所述多個場電極或電極部分還包括: 多個獨立驅動的電極。`
6.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中被配置成向所述瞬時多數電荷上施加電動勢的所述多個場電極或電極部分還包括: 多個電極，所述多個電極中的每一個包括多個電極部分，每個電極的電極部分被屏蔽部分彼此分隔開。
7.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中被配置成向所述瞬時多數電荷上施加電動勢的所述多個場電極或電極部分還包括: 沿著傳輸通路並在傳輸通路內部布置的場電極或電極部分。
8.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中被配置成向所述瞬時多數電荷上施加電動勢的所述多個場電極或電極部分還包括: 沿著傳輸通路並在傳輸通路外圍布置的場電極或電極部分。
9.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中被配置成向所述瞬時多數電荷上施加電動勢的所述多個場電極或電極部分還包括: 沿著傳輸通路並在傳輸通路內部布置的一個或多個場電極或電極部分；以及 沿著傳輸通路並在傳輸通路外圍布置的一個或多個場電極或電極部分。
10.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中所施加在所述瞬時多數電荷上的電動勢被選擇以將動量轉移傳遞到不帶電的氣體粒子或氣體夾帶的粒子上。
11.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中所述電極控制器被配置成導致所述充電電極傳遞對應於帶相反電荷的多數電荷區域序列的瞬時多數電荷。
12.如權利要求11所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中所述電極控制器被配置成向所述多個場電極或電極部分施加電壓序列以驅動所述帶相反電荷的多數電荷區域沿著傳輸通路移動。
13.如權利要求11所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中所述電極控制器被配置成向所述多個場電極或電極部分施加電壓序列以驅動所述帶相反電荷的多數電荷區域序列沿著傳輸通路移動。
14.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中所述電極控制器還包括: 同步電動機驅動電路，其被配置成產生對應於向所述多個場電極或電極部分施加的電壓的驅動脈衝。
15.如權利要求11所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中所述電極控制器還包括: 一個或多個放大器，其被配置成將驅動脈衝放大至被施加到所述多個場電極或電極部分的電壓。
16.如權利要求15所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，其中所述一個或多個放大器包括三個放大器。
17.如權利要求1所述的用來同步驅動火焰形狀或熱量分布的系統，還包括: 一個或多個傳感器，其可操作地耦合以向所述電極控制器提供一個或多個信號； 其中所述一個或多個傳感器被配置成感測一個或多個參數，所述一個或多個參數對應於火焰形狀、熱量分布、燃燒特性、粒子含量、或多數帶電區域位置中的一個或多個；以及 其中所述電極控制器被配置成響應來自所述一個或多個傳感器的所述一個或多個信號選擇對應於施加到所述充電電極的、所述場電極或電極部分的、或所述充電電極和所述場電極或電極部分的電壓的驅動脈衝的時序、驅動脈衝的序列、或者驅動脈衝的時序和順序。
18.一種氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，包括: 引起與化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡；以及 施加電場序列以跨從第一位置到與所述第一位置分開的第二位置的距離來移動所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質。
19.如權利要求18所述的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質的移動還將慣性傳遞給與所述化學反應有關的或在所述化學反應附近的不帶電的物質，以便跨所述距離移動所述不帶電的物質。
20.如權利要求18所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中所述化學反應包括放熱反應。
21.如權利要求20所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中所述化學反應包括燃燒反應。
22.如權利要求20所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質的移動還導致由所述放熱化學反應所引起的熱量跨所述距離移動。
23.如權利要求20所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中移動所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質包括在橫向於被加熱粒子的浮力的方向上或在被加熱粒子的浮力的相反的方向上跨一段距離移動所述被加熱粒子。
24.如權利要求18所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中導致與化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡包括吸引具有第二電荷符號的一部分帶電粒子離開所述化學反應而留下佔多數的具有與所述第二電荷符號相反的第一電荷符號的帶電粒子。
25.如權利要求18所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中導致與化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡包括向所述化學反應注入具有第一電荷符號的帶電粒子以提供佔多數的具有所述第一電荷符號的帶電粒子。
26.如權利要求18所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中導致與化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡包括導致多數電荷根據時間變化序列發生符號上的變化。
27.如權利要求18所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中施加電場序列以便跨從第一位置到與所述第一位置分開的第二位置的距離移動所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質還包括: 在所述第二位置附近施加電場，或沿著所述第一位置和所述第二位置之間的傳輸通路施加電場。
28.如權利要求18所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中施加電場序列以便跨從第一位置到與所述第一位置分開的第二位置的距離移動所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質還包括: 在沿著所述第一位置和所述第二位置之間的傳輸通路的位置上施加電場序列。
29.如權利要求18所述的氣相`的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中施加電場序列以便跨從第一位置到與所述第一位置分開的第二位置的距離移動所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質還包括: 在沿著所述第一位置和所述第二位置之間的傳輸通路的多個中間位置的每一個上施加電場序列。
30.如權利要求29所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中在多個中間位置的每一個上施加電場序列還包括: 在沿著所述傳輸通路的第一中間位置上的電極或電極部分上施加第一電壓，所述第一電壓被選擇為吸引由所述氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質所攜帶的多數電荷；以及 當所述氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質在所述第一中間位置上的所述電極或電極部分的附近時，允許在所述第一中間位置上的所述電極或電極部分電懸空，或將在所述第一中間位置上的所述電極或電極部分驅動至被選擇為不吸引所述多數電荷的電壓。
31.如權利要求30所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中在多個中間位置的每一個上施加電場序列還包括: 當在所述第一中間位置上的所述電極或電極部分被允許電懸空或被驅動至被選擇為不吸引所述多數電荷的電壓時，向沿著所述傳輸通路的第二中間位置上的電極或電極部分施加所述第一電壓；其中向沿著所述傳輸通路的所述第二中間位置上的所述電極或電極部分施加所述第一電壓是被選擇來從所述第一中間位置向所述第二中間位置吸引由所述氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質所攜帶的多數電荷。
32.如權利要求29所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中在多個中間位置的每一個上施加電場序列還包括: 當所述氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質在第一中間位置上的所述電極或電極部分的附近時，允許在所述第一中間位置上的電極或電極部分電懸空，或將在所述第一中間位置上的所述電極或電極部分驅動至被選擇為不吸引多數電荷的電壓；以及 當所述氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質已經離開所述第一中間位置時，向沿著所述傳輸通路的所述第一中間位置上的所述電極或電極部分施加第三電壓，所述第三電壓被選擇為排斥由所述氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質所攜帶的多數電荷。
33.如權利要求29所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中在多個中間位置的每一個上施加電場序列還包括: 在所述多個中間位置的每一個上施加三相電場序列。
34.如權利要求29所述的氣相的或氣體夾帶的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，其中在多個中間位置的每一個上施加電場序列還包括: 向沿著所述傳輸通路的所述多個中間位置的每一個上的電極或電極部分施加同步驅動電壓，所述同步驅動電壓被選擇為導致由所述氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質攜帶的分組電荷分布沿著所述傳輸通路移動。
35.如權利要求18所述的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，還包括: 感測對應於沿著傳輸通路的分組電荷分布的位置的一個或多個參數；以及 調整對應於導致與所述化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡的電壓。
36.如權利要求18所述的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，還包括: 感測對應於沿著傳輸通路的分組電荷分布的位置的一個或多個參數；以及 調整對應於導致與所述化學反應有關的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質中的電荷不平衡的時序或相位。
37.如權利要求18所述的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，還包括: 感測對應於沿著傳輸通路的分組電荷分布的位置的一個或多個參數；以及 調整對應於施加電場序列以移動所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質的電壓。
38.如權利要求18所述的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，還包括: 感測對應於沿著傳輸通路的分組電荷分布的位置的一個或多個參數；以及 調整對應於施加電場序列以移動所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質的時序或相位。
39.如權利要求18所述的化學反應中的化學反應物或產物的傳送方法，還包括: 感測對應於沿著傳輸通路的狀況的一個或多個參數；以及 確定是否引起所述電荷不平衡和移動所述電荷不平衡的氣態的帶電物質或氣體夾帶的帶電物質。
【文檔編號】F23D14/84GK103732990SQ201280017570
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年2月9日 優先權日:2011年2月9日
【發明者】大衛·B·古德森, 託馬斯·S·哈特威克, 特蕾西·A·普雷沃, 約瑟夫·科蘭尼諾, 克裡斯多佛·A·威克洛夫 申請人:克利爾賽恩燃燒公司