KR20140023898A - 연소 시스템에서 2개 이상의 응답에 대한 전기장 제어 - Google Patents

연소 시스템에서 2개 이상의 응답에 대한 전기장 제어 Download PDF

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KR20140023898A
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토마스 에스. 하트윅
데이비드 비. 구드슨
크리스토퍼 에이. 위클로프
조셉 콜란니노
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클리어사인 컨버스천 코포레이션
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Abstract

연소 시스템은 복수의 가열 용적 부분을 포함하고, 복수의 가열 용적 부분 중 적어도 2개는 대응하는 각각의 전극을 포함하며, 전극은 각 용적부에서 각각의 전기장을 생성하도록 구동되고 전기장은 각각의 목표 응답을 구동한다.

Description

연소 시스템에서 2개 이상의 응답에 대한 전기장 제어{ELECTRIC FIELD CONTROL OF TWO OR MORE RESPONSES IN A COMBUSTION SYSTEM}
관련 출원의 교차참조
본 출원은 35 USC § 119(e) 하에서 2011. 02. 09. 자 출원되고, 토마스 에스. 하트위크, 데이비드 비. 굳슨, 및 크리스토퍼 에이. 위클로프(Thomas S. Hartwick, David B. Goodson, and Christopher A. Wiklof)에 의해 발명되고, 발명의 명칭이 "연소 시스템에서 2개 이상의 응답에 대한 전기장 제어"인 미국 가출원 일련번호 제 61/441,229호에 대해 우선권을 주장하며, 이 우선권 출원은 출원시에 공동계류 중이며, 본 발명의 내용과 일치하지 않는 범위에서 참조로서 포함된다.
본 출원은 연소 시스템에서 2개 이상의 응답에 대한 전기장 제어에 관한 것이다.
역사적으로, 산업용 버너, 보일러, 및 기타 시스템들에서 획득할 수 있는 화염 형상은 화염에 작용하는 관성 및 부력에 의해 결정되었다. 화염 형상에 대한 이러한 제한적 통제가 엔지니어에게 유용한 설계 선택사항들을 지배하여 왔다.
연소 엔지니어에게 보다 높은 자유도를 제공할 수 있고, 화염을 동반하는 시스템에서 새롭고 독창적인 성능을 가능하게 하는 기술을 제공할 필요가 있다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 적어도 하나의 제1전기장은 제1응답을 구동하도록 제어되고, 적어도 하나의 제2전기장은 연소 시스템의 가열 용적부에서 제2응답을 구동하도록 제어된다. 이들 응답은 화학적 또는 물리적일 수 있다. 가열 용적부의 제1부분은 적어도 하나의 연소 반응 구역에 대응(해당)하고. 가열 용적부의 제2부분은 열 전달 구역, 오염 금지부, 및/또는 연료 전달부에 대응할 수 있다.
적어도 하나의 제1전기장 및 적어도 하나의 제2전기장은 하나 이상의 DC 전기장, 하나 이상의 AC 전기장, 하나 이상의 펄스열, 하나 이상의 시간에 따라 변화하는(time-varying)(이하 "시변") 파형, 하나 이상의 디지털 합성 파형, 및/또는 아날로그 파형을 포함할 수 있다.
하나 이상의 센서가 전기장에 대한 하나 이상의 응답을 감지하도록 배치된다. 예를 들면, 제1전기장은 연소 효율을 최대화하도록 구동될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적(변형)으로, 제1응답은 와류, 혼합, 반응물 충돌 에너지, 반응물 충돌의 빈도(frequency), 명도(luminosity), 열방사, 및 스택 가스(stack gas: 굴뚝 연기) 온도를 포함할 수 있다. 제2전기장은 제1응답과는 상이한 제2응답을 생성하도록 구동될 수도 있다. 예를 들면, 제2응답은 열 전달 채널을 선택하고, 열 전달 표면으로부터 연소 부산물을 소제하고, 열반송 매체에 대한 열 전달을 최대화하고, 재(ash)를 집진하고, 질소산화물 출력을 최소화하고, 및/또는 미연소 연료를 재순환(recycling)할 수 있다. 따라서, 제2응답은 하나 이상의 열 전달 표면에 대항하여, 또는 그 표면을 따라서 또는 그 표면으로부터 멀어지면서 고온 기체(hot gas)를 구동하는 단계, 재(ash)를 집진하는 단계, 반응의 범위를 최소화하는 반응을 생성하도록 질소산화물을 구동하는 단계, 연료를 활성화하는 단계, 및/또는 연료 입자를 조향하는 단계를 포함할 수 있다.
제어기는 적어도 하나의 입력 변수의 검출 및/또는 적어도 하나의 수신된 센서 데이터에 반응하여 제1전기장 또는 제2전기장 중 적어도 하나를 수정할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 입력 변수는 연료 유속, 전기적 수요(량)(demand), 스팀 수요(량), 터빈 수요(량), 및/또는 연료 타입을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라서 전기장을 이용하여 가열 용적부의 각 부분으로부터 2개 이상의 응답을 선택하도록 구성되는 연소 시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 전기장을 이용하여 가열 용적부의 각 부분으로부터 2개 이상의 응답을 선택하도록 구성되는 연소 시스템을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라서, 도 1 및 도 2의 시스템을 위한 제어기를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서, 센서 피드백 데이터와 전극에 대한 출력 신호 간의 하나 이상의 프로그래머블 예시적 관계를 유지하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라서, 제어기를 포함하여 가열 용적부의 각 부분에서 생성된 연료, 기류, 및 적어도 2개의 전기장을 제어하는 연소 시스템을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라서, 복수의 제어기 부분을 사용하여 연소 시스템의 부분들로부터 각 응답을 구동하는 시스템을 도시한 도면이다.
다음에, 본 발명에 대하여 그 일부를 구성하는 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에 있어서, 달리 표현이 없는 한 유사 기호는 일반적으로 유사 부품을 나타낸다. 상세한 설명, 도면, 및 청구범위에 기재된 예시적 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 일탈하지 않고도 기타 다른 실시예 및/또는 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라서 전기장을 이용하여 가열 용적부(106)의 각 부분(102, 104)으로부터 2개 이상의 응답을 선택하도록 구성되는 연소 시스템(101)을 예시한 도면이다.
가열 용적부(106)의 제1부분(102)에 배치된 버너(108)는 화염(109)을 지원한다. 전자 제어기(110)는 적어도 제1전극 구동 신호 및 제2전극 구동 신호를 생성한다. 가열 용적부(106)의 제1부분(102)은 하나 이상의 버너(108)가 구비된 실질적 대기압 연소 용적부를 포함한다. 제1전기장 및 제2전기장과 가열 용적부(106)의 제1부분(102) 및 제2부분(104)은 실질적으로 중첩하지 않는다. 예를 들면, 제1전기장 및 제2전기장은 보일러 연소 용적부와 연도(flue)에 각각 형성될 수도 있다. 다른 실시예에 따라서, 가열 용적부(106)의 제1부분(102) 및 제2부분(104)은 적어도 부분적으로 중첩될 수도 있다.
버너(108)에 의해 지원되는 화염(109)에 인근하여 적어도 하나의 제1전극(112)이 배치될 수 있으며, 이 제1전극(112)은 전자 제어기(110)에 작동가능하게 결합되어 제1전극 구동 신호 전송로(114)를 통해 제1전극 구동 신호를 수신한다. 제1전극 구동 신호를 통해 가열 용적부(106)의 적어도 제1부분(102)에 제1전기장 구조를 생성할 수 있다. 제1전기장 구조는 시스템(101)으로부터 제1응답을 생성하도록 선택될 수 있다.
적어도 하나의 제1전극은 일정 범위의 물리적 구성을 취한다. 예를 들면, 버너(108)를 전기적으로 절연하고 구동하여 적어도 하나의 제1전극을 형성할 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적(변형)으로, 적어도 하나의 제1전극(112)은 도 1에 도식적으로 예시한 바와 같이 토러스(torus) 또는 원통을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따라서, 적어도 하나의 제1전극(112)은 버너(108)에 의해 형성되는 흐름 영역에 대해 교차하거나 평행하게 유지되는 타입 304 스테인레스 스틸의 1/4 외경 튜브와 같은 차지 로드(charge rod)를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 제1전극에 대해 상대적으로 배열된 하나 이상의 제2특징구조(미도시)가 선택에 따라서 접지 또는 바이어스 전압으로 유지되고, 적어도 하나의 제1전극과 하나 이상의 제2특징구조 간에 제1전기장 구조가 형성될 수도 있다. 선택에 따라서, 적어도 하나의 제1전극은 적어도 2개의 제1전극을 포함할 수도 있고, 제1전기장 구조는 상기 적어도 2개의 제1전극들 사이에 형성될 수도 있다.
본 발명의 범위 내에서, 전기장 구조는 정 전기장(static electric field), 펄스 전기장(pulsing electric field), 회전 전기장, 다축/전기장, AC 전기장, DC 전기장, 주기적 전기장, 비주기적 전기장, 반복형 전기장, 랜덤형 전기장, 또는 의사 램덤 전기장을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 제2전극(116)은 적어도 하나의 제1전극(112)에 비하여 상대적으로 버너(108)에 의해 지원되는 화염(109)으로부터 보다 멀리 떨어져 배열될 수 있다. 적어도 하나의 제2전극(116)은 전자 제어기(110)에 작동가능하게 결합되어 제2전극 구동 신호 전송로(118)를 통해 제2전극 구동신호를 수신한다. 제2전극 구동신호는 가열 용적부(106)의 제2부분(104)에서 제2전기장 구조를 생성하도록 구성될 수 있다. 제2전기장 구조는 시스템(101)으로부터 제2응답을 생성하도록 선택될 수 있다.
제1응답은 가열 용적부(106)의 제1부분(102)에서 발생하는 응답에 한정되고, 제2응답은 가열 용적부(106)의 제2부분(104)에서 발생하는 응답에 한정될 수 있다. 제1응답 및 제2응답은 가열 용적부(106)의 제1부분(102) 및 제2부분(104) 내에 존재하는 이온 종(ionic species)의 제1무리 및 제2무리의 각 응답에 관한 것일 수도 있다.
예를 들면, 적어도 하나의 제1전극(112)을 구동하여 가열 용적부(106)의 제1부분(102)에서 제1전기장을 생성할 수 있으며, 여기서 제1전기장은 전기장이 없는 상태에서 도달하는 반응(reaction)의 범위와 비교할 때 보다 큰 반응의 범위로 화염(109) 내와 화염 주변에서 연소를 구동하도록 선택된다. 예를 들면, 적어도 하나의 제2전극(116)을 구동하여 가열 용적부(106)의 제2부분(104)에서 제2전기장을 생성할 수도 있으며, 여기서 제2전기장은 전기장이 없는 상태에서 도달하는 열 전달량과 비교할 때 가열 용적부로부터 보다 큰 열전달을 구동하도록 선택된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 전기장을 이용하여 가열 용적부(106)의 각 부분(102, 104)으로부터 2개 이상의 응답을 선택하도록 구성되는 연소 시스템(201)을 예시한 도면이다.
도 1 및 도 2의 시스템 실시예는 제1전극 및 제2전극 중 적어도 하나가 적어도 2개의 전극을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시한 시스템(201)에 있어서, 가열 용적부(106)의 제1부분(102)용 전극은 링형 전극으로 구성된 제1전극부분(112a)과, 버너 전극으로 구성된 제2전극부분(112b)을 포함할 수 있다. 전극부분(112a, 112b)은 각 제1전극 구동신호 전송로(114a, 114b)를 통해 구동될 수 있다.
버너(108)에 의해 지원되는 화염(109)에 인근한 상태(조건)를 감지하기 위해 적어도 하나의 제1센서(202)가 배치된다. 제1센서(들)(202)는 제1센서 신호전송로(204)를 통해 전자 제어기에 작동가능하게 연결된다. 제1센서(들)(202)는 화염(109)의 연소 파라메터를 감지한다. 예를 들면, 제1센서(들)(202)는 화염 휘도 센서, 포토 센서, 적외선 센서, 연료 흐름 센서, 온도 센서, 연도 가스 온도 센서, 음향 센서, CO 센서, O2 센서, 무선 주파수 센서, 및/또는 기류 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
버너(108)에 의해 지원되는 화염(109)으로부터 보다 떨어진 부근의 상태를 감지하기 위해 적어도 하나의 제2센서(206)가 배치될 수 있으며, 이 제2센서(206)는 제2센서 신호 전송로(208)를 통해 전자 제어기(110)에 작동가능하게 연결된다. 적어도 하나의 제2센서(206)는 가열 용적부(106)의 제2부분(104)에서의 상태에 대응하는 파라메터를 감지하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2부분(104)이 오염금지구역을 포함하는 실시예의 경우, 제2센서는 가열 용적부(106)의 제2부분(104)에 존재하는 재(ash)의 양에 대응하는 광투과도를 감지할 수도 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제2센서(들)(206)는 투과도 센서, 입자 센서, 온도 센서, 이온 센서, 표면 코팅 센서, 음향 센서, CO 센서, O2 센서, 질소산화물 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일실시예에 따라서, 제2센서(206)는 미연소 연료를 검출할 수도 있다. 구동상태에서 적어도 하나의 제2전극(116)은 가열 용적부(106)의 제1부분(102)으로 미연소 연료를 강제 하향 복귀시킬 수 있다. 예를 들면 미연소 연료는 양(의 부호)으로 하전된다. 제2센서(206)가 제2센서 신호 전송로(208)를 통해 제어기(110)에 신호를 전송하면, 제어기는 제2전극(116)을 양(전위)의 상태로 구동하여 미연소 연료를 몰아(밀어) 낸다. 가열 용적부(106) 내의 유체 흐름을 적어도 하나의 제2전극(116) 및/또는 적어도 하나의 제1 전극(112)에 의해 형성된 전기장(들)으로 구동하여 미연소 연료를 하향으로 제1부분(102)으로 향하도록 하며, 이 제1부분(102)에서는 미연소 연료가 화염(109)에 의해 더욱 산화되고, 그 결과 연료 경제성을 개선하고 배출(량)을 경감할 수 있다.
선택에 따라서, 제어기(110)는 적어도 하나의 제1전극의 제1부분(112a) 및/또는 적어도 하나의 제1전극의 제2부분(112b)을 구동하여 적어도 하나의 제2전극(116)과 협동하도록 한다. 일부 실시예에 따라서, 이러한 협동은 적어도 하나의 제2전극(116) 단독으로 작용할 때에 비하여 더욱 효과적으로 미연소 연료를 하향으로 구동시킬 수 있다. 예를 들면, 전극(116, 112a, 112b)에 유입되는 일련의 펄스가 미연소 연료를 하향으로 릴레이 할 수도 있다. 릴레이의 제1부분은 적어도 하나의 제2전극(116)을 포함할 수 있으며, 이 제2전극은 양으로 구동되는 한편 적어도 하나의 제1전극의 제1부분(112a)은 음으로 구동된다. 이러한 구조는 적어도 하나이 제2전극(116)의 부근으로부터 적어도 하나의 제1전극의 제1부분(112a)의 부근으로 양으로 하전된 비연소 연료 입자를 구동한다. 이후, 적어도 하나의 제1전극의 제1부분(112a) 부근의 미연소 연료 입자로서, 그 부분(112a)은 플로팅될 수 있고, 적어도 하나의 제1전극의 제2부분(112b)은 음으로 구동되며, 그 결과 하향으로 그리고 화염(109) 속으로 연료 입자의 추진을 지속시킬 수 있다.
제어기(110)는 적어도 하나의 입력 변수를 수신하도록 구성된 통신 인터페이스(210)를 포함할 수도 있다. 도 3은 제어기(110)의 예시적 실시예(301)를 도시한 블럭도이다. 제어기(110)는 제1전극 구동신호 전송로(114a, 114b)를 구동하여 제1전기장을 생성하며, 이 제1전기장의 특성은 제1가열 용적부(102)에서 적어도 제1효과를 제공하도록 선정된다. 제어기는 파형 발생기(304)를 포함할 수도 있다. 이 파형 발생기(304)는 제어기(110) 내부에 배치될 수도 있고, 제어기(110)의 나머지 부분으로부터 별도로 분리되어 배치될 수도 있다. 파형 발생기(304)의 적어도 일부분은, 대안적으로, 마이크로프로세서(306) 및 메모리 회로(308)와 같이 전기제어기(110)의 다른 부품에 걸쳐 분배될 수 있다. 옵션형 센서 인터페이스(310), 통신 인터페이스(210), 보안 인터페이스(312)가 컴퓨터 버스(314)를 통해 마이크로프로세서(306) 및 메모리 회로(308)에 작동가능하게 연결될 수 있다.
마이크로프로세서(306) 및 메모리 회로(308)와 같은 로직 회로는 제1전극 구동신호 전송로(들)(114a, 114b)를 통해 제1전극(들)에 전송될 전기적 펄스 또는 파형을 위해 파라메터를 판정한다. 차례로, 제1전극(들)은 제1전기장을 생성한다. 전기적 펄스 또는 파형을 위한 파라메터는 파형 버퍼(316)에 기입될 수 있다. 파형 버퍼의 컨텐츠를 이후 펄스 발생기(318)가 사용하여 전기적 펄스열 또는 파형에 대응하는 저전압 신호(322a, 322b)를 발생시킨다. 예를 들면, 마이크로프로세서(306) 및/또는 펄스 발생기(318)는 직접 디지털 합성을 이용하여 저전압 신호를 합성할 수도 있다. 이와는 달리, 마이크로프로세서는 파형 원형에 대응하는 변수값을 파형 버퍼(316)에 기입할 수도 있다. 펄스 발생기(318)는 변수값을 디지털 출력으로 조합하는 알고리즘을 실행하도록 동작가능한 제1자원과, 디지털 출력 상에서 D/A변환을 수행하는 제2자원을 포함할 수 있다.
하나 이상의 출력이 증폭기(들)(320a, 320b)에 의해 증폭된다. 증폭된 출력은 제1전극 신호전송로(들)(114a, 114b)에 작동가능하게 결합된다. 증폭기(들)은 프로그래머블 증폭기를 포함할 수 있다. 증폭기(들)는 공장 셋팅, 필드 셋팅, 통신 인터페이스(210)를 통해 수신된 파라메터, 하나 이상의 조작자 제어, 및/또는 알고리즘에 따라서 프로그램될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 증폭기(320a, 320b)는 하나 이상의 실질적 정 이득 단(costant gain stage)을 포함할 수도 있고 저전압 신호(322a, 322b)는 가변 진폭으로 구동될 수도 있다. 이와는 달리(대안으로서), 출력을 고정하고, 가열 용적부(102, 104)가 가변 게인을 구비한 전극으로 구동될 수도 있다.
전극 신호전송로(114a, 114b) 상에서의 펄스열 또는 구동 파형 출력으로는 DC 신호, AC 신호, 펄스열, 펄스폭 변조신호, 펄스높이(진폭) 변조신호, 초핑 신호(chopped signal), 디지털 신호, 이산 레벨 신호, 및/또는 아날로그 신호 등이 포함된다.
일실시예에 따라서, 제어기(110) 내에서, 외부 자원(호스트 컴퓨터 또는 서버와 같은 것)(미도시)에서, 센서 서브시스템에서의 피드백 프로세스, 또는 제어기(110), 외부자원, 센서 서브시스템, 및/또는 기타 협력 회로 전반에 걸쳐 분배되는 피드백 프로세스, 및 프로그램을 통해서 제1전극(들)(112a, 112b) 및/또는 제2극(들)(116)을 제어할 수도 있다. 예를 들면, 피드백 프로세스는 적어도 하나의 제1전극(112)에 의한 검출 이득에 응답하여 또는 전기장에 의해 구동되는 응답 무선신호에 응답하여 적어도 하나의 제1전극 신호전송로(114a, 114b)에서 가변 진폭 신호 또는 전류 신호를 제공할 수도 있다.
센서 인터페이스(310)는 가열 용적부(106)의 제1부분(102)에서 측정된 상태(조건)에 대해 비례하는(또는 반비례하는, 기하학적, 적분, 미분 등의) 센서 데이터(미도시)를 수신하거나 생성할 수 있다.
센서 인터페이스(310)는 가열 용적부(106)의 제1부분(102) 및 제2부분(104)에서 그 물리적, 화학적 조건(상태)에 따라서, 각 센서(202, 206)로부터 제1입력변수 및 제2입력변수를 수신할 수 있다. 제어기(110)는 피드백 또는 피드 포워드 제어 알고리즘을 수행하여 제1 및 제2구동 펄스열을 위한 하나 이상의 파라메터를 판정하며, 이 파라메터들은 예를 들면 파형 버퍼(316)에서의 값들로서 표현될 수 있다.
선택에 따라서, 하기에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 제어기(110)는 흐름제어신호 인터페이스(324)를 포함할 수 있다. 흐름제어신호 인터페이스는 연소 시스템을 통해 연료 흐름 및/또는 기류를 제어하기 위해 유속(유량) 제어신호를 생성하는데 사용된다.
일실시예에 따라서, 세선 데이터와 저전압 신호(들)(322a, 322b) 간의 하나 이상의 예시적 관계를 유지하기 위한 방법(401)을 도시하는 흐름도가 도 4에 도시되어 있다. 예를 들면, 하나 이상의 예시적 관계는 하나 이상의 프로그래머블 관계를 포함할 수도 있다.
스텝 402에서, 센서 인터페이스(310)로부터 센서 데이터가 수신된다. 센서 데이터는 버퍼에서 캐쉬화되거나, 이와는 달리 메모리 회로(308)에 기입될 수도 있다. 센서 데이터를 위한 하나 이상의 목표값이 파라메터 어레이(404)로서 메모리 회로(308)의 일부분에 유지될 수 있다. 스텝 406으로 진행하여, 수신된 센서 데이터를 파라메터 어레이(404)에서 하나 이상의 대응 값과 비교한다.
스텝 408에서, 센서 데이터와 하나 이상의 대응 파라메터 값 간의 적어도 하나의 차(이)를 파형 선택기에 입력하며, 선택기의 출력은 스텝 410에서 파형 버퍼(316)에 로드된다.
일부 실시예에 따라서, 제1 및 제2 전기장의 적어도 하나의 파라메터는 상호 종속적일 수도 있다. 따라서, 파라메터 어레이에는 복수의 (센서의) 다변수 함수 대 목표값과 상호간 결정적인 전기장 파형이 로드된다. 예를 들면, 도 3을 참조하면, 제어기(110)는 가열 용적부(106)로부터 적어도 하나의 응답값을 수신할 수도 있다. 마이크로프로세서(306)는 적어도 하나의 응답값에 반응하여 제1전기장의 적어도 하나의 제1파라메터를 산출하고, 상기 적어도 하나의 응답값 및 상기 적어도 하나의 제1파라메터에 반응하여 제2전기장의 적어도 하나의 제2파라메터를 산출한다.
다른 실시예로서, 연소 용적부(106)의 제1부분(102) 및 제2부분(104)에서 제1전기장 및 제2전기장은 실질적으로 직접접으로 상호 작용하지 않는다. 이 경우(및 일부 실시예에서, 기타 다른 경우에), 파라메터 어레이(404)는 상호 결정적이지 않은 파형 파라메터를 포함하지 않을 수도 있다.
도 4를 참조하면, 파라메터 어레이(404)는 또한 연료 유속(유량), 및/또는 연료 유속의 함수로서 선택되어 파라메터 어레이(404)에 로드되는 하나 이상의 파형 파라메터를 포함할 수도 있다.
스텝 408은 연료 유속에 반응하여 제1전기장 진폭 및/또는 제1전기장 펄스폭을 결정하는 과정과, 제1전기장 진폭 및 제1전기장 펄스폭 중 적어도 하나에 반응하여 제2전기장 진폭 및 제2전기장 펄스폭을 판정하는 과정을 포함할 수도 있다.
프로세스(401)는 예를 들면, 시스템 틱(tick) 인터벌로 반복될 수도 있다.
제어기(110)는 적어도 하나의 입력변수에 반응하여 제1전기장 구동신호 및 제2전기장 구동신호 중 적어도 하나에 있어서 그 적어도 하나의 파라메터를 판정할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 입력변수는 연료 유속, 전기적 수요(량), 스팀 수요(량), 터빈 수요(량), 및/또는 연료 타입을 포함할 수도 있다.
제어기(110)은 추가로 버너(108)에 대한 공급율을 제어할 수도 있다. 예를 들면, 도 5를 참조하면, 제어기(110)는 제어신호 전송로(502) 상에 공기공급율 제어신호를 생성하여 가변적으로 팬 또는 배플(504) 등을 구동할 수도 있다. 이에 따라서, 버너는 다소의 산소를 받을 수 있으며, 이 산소(다른 것도 동일함)는 화염(109)의 증감을 제어할 수 있다. 유사하게, 제어기(110)는 연료공급(율, 혼합, 등) 제어 신호를 연료공급 제어신호 전송로(506) 상에 생성할 수도 있다. 연료공급 제어신호 전송로(506)를 통해 제어장치(508)에 제어기(110)가 결합된다. 예를 들면, 제어장치(508)는 버너(108)에 대한 연료공급률을 조절하기 위한 밸브를 포함할 수도 있다.
도 5는 또한 본 발명의 일실시예에 따라서, 가열 용적부의 각 부분에 적어도 2개의 전기장을 생성하도록 구성된 연소 시스템(501)을 예시하고 있으며, 여기서는 가열 용적부의 부분들 중 하나는 연료 전달 장치(510)를 포함한다. 엄격히 말하면, 연료 전달 장치(510)는 가열 용적부의 문자그대로 가열(된) 부분(104)에 존재할 필요가 없지만, 설명의 편의상, 가열 용적부는 연료 전달 장치(510)에 대응하는 부분(104)으로 확대된 것을 알 수 있다.
연료 전달 장치(510)는 하나 이상의 전극(512)으로부터 전기장을 수신하도록 구성될 수 있으며, 여기서 상기 하나 이상의 전극(512)은 전극 구동 신호 전송로(514)를 통해 제어기(110)로부터 대응 전극 구동 신호를 수신하도록 결합된다. 연료 전달 장치(510)를 가로질러 생성되는 전기장을 구동하여 연소 직전에 연료를 "크랙(crack)"하거나 활성화시킨다. 버너(108)에서 나오기 전에 연료의 재결합을 완화하기 위해, 버너(108)에 상대적으로 근접하여 연료 전달 장치(510)에 전기장을 인가하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들면, 연료 전달 장치(510)는 버너(108)에게 연료를 공급하는 세라믹 버너몸체를 포함할 수 있다. 하나 이상의 전극(512)은 세라믹 몸체에 매설된 도체를 포함하는 구성, 세라믹 버너몸체를 통과하는 법선을 가진 대향판들을 포함하는 구성, 차폐형 전극 전송로를 포함하는 조립체에 의해 연료 흐름로에 현수된 전극 팁을 포함하는 구성, 환형체 또는 원통체를 포함하는 구성, 선택에 따라서 코로트론(corotron) 또는 스코로트론(scorotron)의 형태로 코로나 배선 또는 그리드를 포함하는 구성 중 하나 이상의 구성을 취할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따라서, 복수의 제어부분(602, 604, 606, 620)을 이용하여 연소 시스템(601)에 가열 용적부(106)의 부분(102, 104, 610, 618)으로부터 각 응답을 구동하는 시스템의 도면이다. 제어기 부분(602, 604, 606, 620)은 제어기(110) 내에 물리적으로 배치될 수 있다. 다른 대안으로서, 제어기 부분(602, 604, 606, 620)은 예를 들면 각 가열 용적 부분(102, 104, 610, 618)에 인근하도록 분배될 수도 있다.
제어기 부분(602, 604, 606, 620)의 일부 또는 전부는 실질적으로 도 3의 블럭도(301)에 대응하는 제어기(110)에 관련된 전체를 포함할 수 있다. 이와는 달리, 도 3을 참조하면, 제어기 기능의 부분들은 하나 이상의 공유 자원에 통합될 수도 있고, 제어기 기능의 다른 부분들은 제어기 부분(602, 604, 606, 620) 중에 분배될 수도 있다. 예를 들면, 일실시예에 따라서, 각 제어기 부분(602, 604, 606, 620)은 파형 발생기(304)를 포함하는 한편, 마이크로프로세서(306), 메모리 회로(308), 센서 인터페이스(310), 보안 인터페이스(312), 버스(314), 통신 인터페이스(210), 및 흐름 제어 신호 인터페이스(324)와 같은 제어기(110)의 기타 다른 부분은 제어기(110) 내에서 공통 자원에 배치된다.
도 6을 참조하면, 전극(112a, 112b, 112c)은 제어기 부분(602)에 의해 각 전극 구동 신호 전송선(114a, 114b, 114c)을 통해 구동될 수 있다. 전극(112a, 112b, 112c)은 가열 용적부(106)의 제1부분(102)에 변조된 전기장을 형성하도록 배치되는 한편, 버너(108)는 화염(109)을 지원한다. 전기장을 구동하여 와류를 제공하고/하거나 그렇지 않으면 화염(109)내부 근방에서 연소를 가속화한다. 전극(112a, 112b, 112c)에 의해 생성되는 전기장에 대한 적어도 하나의 응답은 전극(202a, 202b, 202c)에 의해 감지될 수도 있다. 전기장 구동 전극(112a)은 따라서 또한 전기장 센서(202a)에 해당될 수도 있다. 유사하게, 전기장 구동 전극/센서(112b, 202b, 112c, 202c)는 또한 전기장 구동 및 감지 모두의 용도로 사용될 수 있다. 유사하게, 전극구동 신호전송로(114a, 114b, 114c)의 적어도 일부분은 또한 각 센서 신호 전송로(204a, 204b, 204c)로서 사용될 수도 있다.
제2제어부분(604)은 전극 구동 신호 전송로(118)를 통해 가열 용적부의 제2부분(104)에 배치된 전극(16)을 구동한다. 일실시예에 따라서, 전극(16)은 섬머커플 접합부(206)에서의 벽(미도시)으로 구성될 수도 있으며, 이 벽은 가열 용적부(106)의 제1부분(102)을 빠져나오는 가열되고, 여전히 이온화된 기체로부터 열을 제거하도록 구성된다. 센서 신호 전송로(208)는 섬머커플 접합부(206)에서의 열교환기 벽의 일부(미도시)에 결합될 수도 있다. 예를 들면, 센서 신호 전송로(118)로부터의 피드백을 이용하여 열교환기로 흐르는 물의 유속(유량)을 제어하고/하거나 화염(109)으로 흐르는 기체(가스) 흐름(기류)을 제어할 수 있다.
따라서, 연소 시스템(601)은 요구(필요)에 따라서 가변율로 가열하도록 구성된 가변형 출력 보일러의 기능을 제공할 수 있다. 물론, 버너(108)는 복수의 버너를 포함하고, 연료 흐름이 지속적 수요 및/또는 돌발적 수요를 충족하기에 적절한 다수의 버너(108)에게 제공될 수도 있다.
제3제어기 부분(606)은 가열 용적부(106)의 제3부분(610)에 배치된 전극(608a, 608b, 608c, 608d)을 구동할 수도 있다. 제3제어기 부분(606)은 각 전극 구동 신호 전송로(612a, 612b, 612c, 612d)를 통해 전극(608a, 608b, 608c, 608d)을 구동할 수도 있다. 전극(608a, 608b, 608c, 608d)은 전기 집진판(electrostatic precipitation plates)으로 구성될 수도 있으며, 여기서 전기 집진판은 가열 용적부분(610)을 통과하는 기체로부터 재(ash), 먼저, 및/또는 기타 바람직하지 않은 스택 가스(stack gas: 굴뚝 연기) 성분을 포착하도록 동작할 수 있다.
선택에 따라서, 센서(614)는 센서 신호 전송로(616)를 통해 제어기 부분(606)에 센서 신호를 전송할 수도 있다. 센서(614)는 추가의 가열 및 연소를 위해 가열 용적 부분(610)으로부터 복귀를 위해 제1(가열 용적) 부분(102)으로 기체를 재순환할 필요성을 표시하는 조건(상태)을 감지할 수도 있다. 예를 들면, 센서(614)는 가열 용적 부분(610)에서 미연소 연료의 존재를 검출하도록 구성된 스펙트로미터를 포함할 수도 있다.
센서 신호 전송로(616)를 통해 센서(614)로부터 신호를 수신하면, 제어기 부분(606)은 즉시 전극(608a, 608b, 608c, 608d)의 극성을 설정하여 가열 용적 부분(610)에 존재하는 이온 종을 구동하여 화염(109)의 부근으로 하향 복귀시킨다. 가열 용적 부분 내에서 기체(가스)와 이 기체에 존재하는 비하전 연료 입자는 이온 종과 함께 수반될 수 있다. 이와는 다른 대안으로서, 가열 용적 부분(610) 내에서의 실질적 모든 연료 입자가 전하를 유지하여 전극(608a, 608b, 608c, 608d)에 의해 제공되는 전기장에 의해 직접 구동될 수도 있다.
가열 용적부(106)의 제4부분(618)은 상기 설명한 바와 같이 문자 그대로 가열(된) 이라기 보다는 여기서 사용되는 종래의 가열(된) 용적 부분으로 간주될 수 있으며, 연료 공급 장치(510)에 대응(해당) 한다. 제어기 부분(620)은 전극 구동 신호 전송로(514)를 통해 연료 공급 장치(510) 인근에 배치된 전극(512)을 구동하여 도 5와 함께 상기 설명한 바와 같이 연료를 활성화시킨다.
연료 이온화 검출기(622)를 설치하여 연료 전달 장치(510)로부터 버너(108) 및 화염(109)으로 흐르는 연료의 이온화 정도(등급)을 감지하고, 대응 센서 신호를 센서 신호 전송로(624)를 통해 제어기 부분(620)으로 전송할 수 있다. 이와 같이 감지된 신호를 사용하여 전극 구동 신호 전송로(514)를 통해 제어기 부분(620)으로부터 전극(512)으로 전달된 진폭, 주파수, 및/또는 파형 특성을 선택할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대하여 여러 가지 양태 및 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 및 다음의 특허청구범위를 일탈하지 않고 당분야의 통상의 기술자라면 그 밖의 여러 가지 변경 및 변형이 가능함은 자명한 것이다.
즉, 여러 가지 양태 및 실시예는 여기에 개시하였지만, 기타 다른 양태 및 실시예를 고려할 수 있다. 여기 개시된 여러 가지 양태 및 실시예는 예시를 위한 목적이며, 제한을 두기 위한 것이 아니며, 진정한 범위 및 그 기술적 사상은 다음의 청구범위를 통해 표현된다.

Claims (57)

  1. 연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법으로서:
    연소 중에 생성되는 하전 종(charged species)을 포함하는 가열 용적부의 제1부분에 적어도 하나의 제1전기장을 구동하는 단계;
    상기 가열 용적부의 제2부분에 적어도 하나의 제2전기장을 구동하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1전기장은 제1응답을 구동하도록 제어되고, 상기 적어도 하나의 제2전기장은 상기 제1응답과는 상이한 제2응답을 구동하도록 제어되는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가열 용적부의 상기 제1부분은 적어도 하나의 연소 반응 구역에 대응하고, 상기 가열 용적부의 상기 제2부분은 열 전달 구역, 오염 금지부, 및 연료 전달부로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나에 대응하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1전기장은 연소 효율을 최대화하도록 구동되고, 상기 제2전기장은 열 전달 채널을 선택하는 단계, 열 전달 표면으로부터 연소 부산물을 소제하는 단계, 열반송 매체에 대한 열 전달을 최대화하는 단계, 재(ash)를 집진하는 단계, 질소산화물 출력을 최소화하는 단계, 및 미연소 연료를 재순환(recycling)하는 단계로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 한 단계를 수행하도록 구동되는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1응답 및 제2응답은 각각 물리적 응답 또는 화학적 응답을 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1응답은 와류, 혼합, 반응물 충돌 에너지, 반응물 충돌의 빈도(frequency), 명도(luminosity), 열방사, 및 스택 가스(stack gas)온도로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2응답은 열 전달 표면으로 열을 지향시키는 단계, 집진하는 단계, 반응의 최소 범위로 반응을 생성하도록 질소산화물을 구동하는 단계, 및 연료 입자 재순환 단계로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 한 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 입력 변수의 검출에 반응하여 상기 제1전기장 및 상기 제2전기장 중 적어도 하나를 수정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입력 변수는 연료 유속, 전기적 수요, 스팀 수요, 터빈 수요, 연료 타입, 탄소 풋프린트(carbon footprint) 값, 및 방출 크레디트 값(emmision credit value)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가열 용적부는 상기 제1부분에 대응하는 연소 용적부와, 상기 제2부분에 대응하는 열 전달 구역 또는 오염 금지부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1전기장 및 제2전기장을 구동하는 단계는 제1구동 펄스열 및 제2구동 펄스열을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가열 용적부의 상기 제1부분 및 상기 제2부분에서 물리적 상태 또는 화학적 상태에 반응하여 각 센서로부터 제1입력 변수 및 제2입력 변수를 수신하는 단계와;
    각 피드백 또는 피드 포워드 제어 알고리즘을 수행하여 상기 제1구동 펄스열 및 상기 제2구동 펄스열을 위한 하나 이상의 파라메터를 판정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1전기장 및 제2전기장을 구동하는 단계는 대응 제1구동 파형 및 제2구동 파형을 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 구동 파형은 DC 신호, AC 신호, 펄스열, 펄스폭 변조신호, 펄스높이 변조신호, 초핑 신호(chopped signal), 디지털 신호, 이산 레벨 신호, 및 아날로그 신호로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전기장을 구동하도록 작동가능하게 결합된 전자 제어기를 제공하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1전기장 및 상기 제2전기장 각각을 위한 적어도 하나의 전기장 파라메터를 선택하는 전자 제어기를 제공하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 가열 용적부에서 적어도 하나의 전극 각각으로 제1종동 전기장 제2종동 전기장을 형성하는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 가열 용적부의 상기 제1부분은 적어도 하나의 버너를 구비한 실질적 대기압 연소 용적부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1전기장 및 상기 제2전기장은 실질적으로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1전기장 및 상기 제2전기장은 보일러 연소 용적부 및 연도의 서로 다른 부분들에 작동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제1전기장 및 상기 제2전기장의 적어도 하나의 파라메터는 상호 종속적인 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 가열 용적부로부터 적어도 하나의 응답값을 수신하는 단계와;
    상기 적어도 하나의 응답값에 반응하여 상기 제1전기장의 적어도 하나의 제1파라메터를 산출하는 단계와;
    상기 적어도 하나의 응답값 및 상기 적어도 하나의 제1파라메터에 반응하여 상기 제2전기장의 적어도 하나의 제2파라메터를 산출하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 가열 용적부의 상기 제1부분에서 적어도 하나의 버너에 대한 연료 유속을 판정하는 단계와;
    상기 연료 유속에 반응하여 제1전기장 진폭 및 제1전기장 펄스폭 중 적어도 하나를 판정하는 단계와;
    제1전기장 진폭 및 제1전기장 펄스폭 중 상기 적어도 하나에 반응하여 제2전기장 진폭 및 제2전기장 펄스폭 중 적어도 하나를 판정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2전기장은 가열 용적부의 상기 제1부분으로 미연소 탄화수소를 재순환시키는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 제1전기장은 상기 가열 용적부의 상기 제1부분에서 지원되는 화염에서의 반응 범위로 연료의 연소를 구동하고, 상기 제2전기장은 추가의 연소를 위해 상기 가열 용적부의 상기 제2부분에 포함된 연도로부터 상기 가열 용적부의 상기 제1부분으로 복귀하도록 상기 연료의 미연소 입자를 재순환시키는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 제1전기장 및 상기 제2전기장은 실질적으로 직접적으로 상호작용하지 않는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템으로부터 2개 이상의 응답을 선택하는 방법.
  26. 화염을 지원하는 적어도 하나의 버너를 포함하는 연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템으로서:
    적어도 제1전극 구동 신호 및 제2전극 구동 신호를 생성하는 전자 제어기와;
    버너에 의해 지원되는 화염에 인근하여 배열되고, 상기 제1전극 구동 신호를 수신하도록 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 제1전극과;
    상기 적어도 하나의 제1전극에 비해 상대적으로 상기 버너에 의해 지원되는 화염에서 멀리 떨어져 배열되고, 상기 제2 전극 구동 신호를 수신하도록 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 제2전극;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1전극 및 상기 적어도 하나의 제2전극 중 적어도 하나는 적어도 2개의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 버너에 의해 지원되는 화염 인근에서의 상태를 감지하도록 배치되고, 상기 전자 제어기에 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 제1센서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1센서는 상기 화염의 연소 파라메터를 감지하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1센서는 화염 휘도 센서, 포토 센서, 적외선 센서, 연료 흐름 센서, 온도 센서, 연도 가스 온도 센서, 무선 주파수 센서, 흐름 센서로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1센서는 상기 화염에 인근하여 위치하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  32. 제26항에 있어서,
    상기 버너에 의해 지원되는 화염으로부터 멀리 떨어진 곳의 상태를 감지하도록 배치되고 상기 전자 제어기에 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 제2센서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2센서는 상기 화염으로부터 멀리 떨어진 곳에 위치하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2센서는 투과도 센서, 입자 센서, 온도 센서, 이온 센서, 표면 코팅 센서, 음향 센서, CO 센서, O2 센서, 질소산화물 센서로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  35. 제26항에 있어서,
    상기 제어기는 적어도 하나의 입력 변수를 수신하는 통신 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 제어기는 추가로 상기 적어도 하나의 입력 변수에 반응하여 상기 제1전기장 구동 신호 및 상기 제2전기장 구동 신호 중 적어도 하나에 대한 적어도 하나의 파라메터를 판정하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입력 변수는 연료 유속, 전기적 수요, 스팀 수요, 터빈 수요, 연료 타입, 카본 풋프린트 캐스트(carbon footprint cast), 방출 크레디트 값으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  38. 제26항에 있어서,
    상기 전자 제어기는 추가로 연료 흐름 제어 신호 및 기류 제어 신호 중 적어도 하나를 생성하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 연료 흐름 제어 신호를 수신하고, 반응에 따라서 상기 버너에 대한 연료 유속을 조절하도록 작동가능하게 결합된 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 연료 흐름 제어 신호를 수신하고, 반응에 따라서 상기 버너에 대한 연료 유속을 조절하도록 작동가능하게 결합된 블로워(blower)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  41. 제26항에 있어서,
    상기 전자 제어기는 적어도 상기 제1전극 구동 신호를 제공하는 제1전자 제어기 및 상기 제2전극 구동 신호를 제공하는 제2전자 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 제1제어기 및 상기 제2제어기는 상호 작동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는
    연소 시스템에서 복수의 전기장을 제어하기 위한 시스템.
  43. 외부 연소 시스템으로서:
    연소실에 배치된 적어도 하나의 화염을 지원하는 적어도 하나의 버너와;
    상기 연소실에 작동가능하게 연결되고, 상기 적어도 하나의 화염를 통과하거나 화염에 인근하는 제1시변(time-varying) 전기장을 인가하는 적어도 하나의 제1전극과;
    상기 연소실로부터 적어도 고온 기체를 수용하는 열교환 용적부에 작동가능하게 결합된 적어도 하나의 제2전극;
    을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2전극은 상기 고온 기체를 통과하거나 상기 고온 기체에 인근하는 제2시변(time-varying) 전기장을 인가하는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  44. 제43항에 있어서,
    각각의 상기 제1시변 전기장 및 상기 제2시변 전기장을 인가하도록 상기 적어도 하나의 제1전극과 상기 적어도 하나의 제2전극을 구동하는 적어도 하나의 전극 구동 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 제1전기장 및 상기 제2전기장은 서로 다른 시간변화를 가지는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 제1전기장의 시간변화는 연소를 최대화하도록 선택되는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  47. 제45항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고온 기체는 하전 입자를 포함하고, 상기 제2전기장의 시간 변화는 적어도 하나의 제1방향으로 상기 하전 입자를 구동하도록 선택되는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 제1방향으로 하전 입자를 구동하는 것은 또한 상기 적어도 하나의 제1방향으로 상기 고온 기체의 적어도 일부분을 몰아내는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  49. 제47항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1방향은 적어도 하나의 열 전달 표면에 연결되는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  50. 제47항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1방향은 상기 연소실로 복귀하는 순환을 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템
  51. 제47항에 있어서,
    상기 제2전기장의 상기 시간 변화는 상기 적어도 하나의 제1방향 및 제2방향으로 상기 하전 입자를 순차적으로 구동하도록 선택되는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  52. 제43항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고온 기체는 하전 입자를 포함하며, 상기 제1시변 전기장은 상기 고온 기체로부터 상기 하전 입자를 분리시키는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  53. 제43항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 버너에 연료를 전달하는 연료 전달 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  54. 제43항에 있어서,
    적어도 상기 고온 기체로부터 열을 수용하여 상기 열을 원격지로 전달하는 열 전달 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 원격지에서 상기 열을 수용하는 스팀 터빈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  56. 제43항에 있어서,
    상기 고온 기체를 수용하는 가스 터빈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
  57. 제43항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 버너, 상기 적어도 하나의 제1전극, 및 상기 적어도 하나의 제2전극은 강제 공기 가열 시스템의 부분들이고;
    복수의 원격 위치에 가열된 공기를 전달하는 공기 덕트 콤플렉스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    외부 연소 시스템.
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