JP2010144732A - 発電用地上単純サイクルpdcハイブリッドエンジンのための制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】パルスデトネーションエンジンに関し、出力を制御するプログラマブルコントローラを備えた制御システムを提供する。
【解決手段】プログラマブルコントローラ32が、アルゴリズムソフトウェアにより対応する低圧タービン27のシャフト速度信号又は所望の出力とパルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジンにより生成された実際の出力との差違に基づいた出力差信号に応答して、PDC14の燃料充填時間信号に応答して、PDCベースハイブリッドエンジンの回転シャフト速度、PDC空気入口バルブ18回転速度及びPDC燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更にPDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機12からの質量空気流量とPDCを介して吸い込まれる質量空気流量とを一致させる。
【選択図】図3
【解決手段】プログラマブルコントローラ32が、アルゴリズムソフトウェアにより対応する低圧タービン27のシャフト速度信号又は所望の出力とパルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジンにより生成された実際の出力との差違に基づいた出力差信号に応答して、PDC14の燃料充填時間信号に応答して、PDCベースハイブリッドエンジンの回転シャフト速度、PDC空気入口バルブ18回転速度及びPDC燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更にPDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機12からの質量空気流量とPDCを介して吸い込まれる質量空気流量とを一致させる。
【選択図】図3
Description
本発明は、全体的にパルスデトネーションエンジンに関し、より詳細には、パルスデトネーション燃焼ベースハイブリッドエンジンによって発生する出力の始動、停止、及びランプアップ及び/又はランプダウンを制御するための制御システム及び方法を含む発電用地上単純サイクルパルスデトネーション燃焼(PDC)エンジンに関する。
パルスデトネーション燃焼器は、ガス(通常は空気)と炭化水素燃料との混合気を燃焼させることによって高温高圧のデトネーション波を生成する。デトネーション波は、パルスとしてパルスデトネーション燃焼器管体から出ることによりスラストをもたらすようになる。
パルスデトネーション燃焼器(PDC)及びエンジン(PDE)の最近の開発では、航空機エンジンにおいて、及び/又は地上発電システムなどにおける付加的なスラスト/推進力を発生する手段としてなど、特定用途においてPDC/PDEを使用する様々な取り組みが進行中である。更に、PDC/PDE装置を、運転効率の最大化の目的で従来のガスタービンエンジン技術とPDC/PDE技術の両方の組み合わせを用いた「ハイブリッド」エンジンに利用する取り組みがある。以下の議論の対象は、これらの用途の何れかに向けたものである。以下の検討は、「パルスデトネーション燃焼器(すなわちPDC)」に向けたものとなる点を理解されたい。しかしながら、この用語の使用は、パルスデトネーションエンジン及び同様のものを含むことを意図している。
低温低圧の燃焼器入口条件での当該燃料空気混合気においてはデトネーション開始が達成可能ではないことを認識して、燃焼器入口圧力及び温度が燃料空気混合気のデトネーション開始を可能にするまで、PDCベースハイブリッドエンジンによって生成される出力をランプアップする機構を提供することが有利となる。
要約すると、本発明の1つの実施形態によれば、パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースのハイブリッドエンジンは、プログラマブルコントローラを備えた制御システムを含み、該プログラマブルコントローラは、アルゴリズムソフトウェアによって、所望の出力とPDCベースハイブリッドエンジンにより生成された実際の出力との差違に基づいた出力差信号に応答して、更にPDCの燃料充填時間信号に応答して、PDCベースハイブリッドエンジンの回転シャフト速度、PDCの空気入口バルブ回転速度及びPDCの燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更に、PDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機からの質量空気流量がPDCを介して吸い込まれる質量空気流量と一致するように指示される。
本発明の別の実施形態によれば、パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースのハイブリッドエンジンは、プログラマブルコントローラを備えた制御システムを含み、該プログラマブルコントローラは、アルゴリズムソフトウェアによって、対応する低圧タービン(LPT)のシャフト速度に応答して、更にPDCの燃料充填時間信号に応答して、PDCベースハイブリッドエンジンの回転シャフト速度、PDCの空気入口バルブ回転速度及びPDCの燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更に、PDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機からの質量空気流量がPDCを介して吸い込まれる質量空気流量と一致するように指示される。
本発明の更に別の実施形態によれば、パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジンは、共通の回転シャフトを有する単一のスプールエンジンとして共に構成されたタービン及び圧縮機と、タービン上で時間的に均一な負荷平衡と空間的に均一な負荷平衡とを提供するよう構成された複数の多管パルス放出燃焼器を含むPDCと、アルゴリズムソフトウェアによって、所望の出力とPDCベースハイブリッドエンジンにより生成された実際の出力との差違に基づいた出力差信号に応答して、更にPDCの燃料充填時間信号に応答して、回転シャフトの速度、PDCの空気入口バルブ回転速度及びPDCの燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更にPDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機からの質量空気流量とPDCを介して吸い込まれる質量空気流量とを一致させるように指示されるプログラマブルコントローラを有する制御システムと、を備える。
本発明の更に別の実施形態によれば、パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジンは、共通の回転シャフトを有する単一のスプールエンジンとして共に構成されたタービン及び圧縮機と、タービン上で時間的に均一な負荷平衡と空間的に均一な負荷平衡とを提供するよう構成された複数の多管パルス放出燃焼器を含むPDCと、アルゴリズムソフトウェアによって、対応する低圧タービン(LPT)のシャフト速度に応答して、更にPDCの燃料充填時間信号に応答して、回転シャフトの速度、PDCの空気入口バルブ回転速度及びPDCの燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更にPDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機からの質量空気流量とPDCを介して吸い込まれる質量空気流量とを一致させるように指示されるプログラマブルコントローラを有する制御システムと、を備える。
本発明の更に別の実施形態によれば、パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジンを制御する方法は、所望の出力とPDCベースハイブリッドエンジンにより生成された実際の出力との差違に基づいた出力差信号を生成する段階と、PDCの燃料充填時間信号を生成する段階と、出力差信号及びPDCの燃料充填時間信号に応答して、PDCベースハイブリッドエンジンの回転シャフト速度、PDCの空気入口バルブ回転速度及びPDCの燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更にPDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機からの質量空気流量がPDCを介して吸い込まれる質量空気流量と一致するようにする段階と、を含む。
本発明の更に別の実施形態によれば、パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジンを制御する方法は、PDCベースハイブリッドエンジンの対応する低圧タービン(LP)シャフト速度信号を生成する段階と、PDCの燃料充填時間信号を生成する段階と、対応する低圧タービン(LP)シャフト速度信号及びPDCの燃料充填時間信号に応答して、PDCベースハイブリッドエンジンの回転シャフト速度、PDCの空気入口バルブ回転速度及びPDCの燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更にPDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機からの質量空気流量がPDCを介して吸い込まれる質量空気流量と一致するようにする段階と、を含む。
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、図面全体を通じて同様の参照符号が同様の要素を示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むと更に理解できるであろう。
上記の図面は代替の実施形態を示しているが、当該議論において記載されるように、本発明の他の実施形態も企図される。全ての事例において、本開示は、限定ではなく代表的なものとして本発明の例示的な実施形態を示している。当業者であれば、本発明の原理の範囲及び思想内にある他の多くの修正形態及び実施形態を想起することができる。
従来のガスタービンエンジンから供給される出力の増減は、単に、エンジン回転速度及び質量流量を監視して、所望の出力を得るためにエンジン回転速度のそれぞれの増減に応じて燃料の量を増減することによって達成することができる。しかしながら、PDCベースハイブリッドエンジンでは、発生するエンジン出力の所望の増減を得るために、従来のガスタービンエンジンが必要とするよりも多くの運転変数を制御することが必要となる。
PDCベースエンジンから供給される出力を増減するには、依然として、エンジン回転速度を増減することが必要とされる。加えて、PDCベースエンジンは、それぞれの出力増減を提供するためにPDCの動作周波数を調整する必要がある。PDC運転の1つの実施例は、10パルス/秒で10%エンジン出力を達成する、50パルス/秒で50%エンジン出力を達成する、100パルス/秒で100%エンジン出力を達成する、などである。勿論、PDCパルスレートは、例えば、PDCベースハイブリッドエンジンのタイプ及び大きさを含む多くの要因に依存することになり、例えば、実際の試験データ又は履歴データに基づいて発見的問題解決によって決定することができる。
以下で更に詳細に説明される特定の実施形態によれば、PDCパルスレートは、所望の出力とPDCベースハイブリッドエンジンによって生成された実際の出力との差違に基づいた出力差信号に応答して、更にPDCの燃料充填時間信号に応答して、PDCの空気入口バルブ開放時間期間及びPDCの燃料充填時間期間を調整することによって達成され、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持されるようになり、更に、PDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機からの質量空気流量がPDCを介して吸い込まれる質量空気流量と一致するようになる。
図5は、本発明の1つの実施形態による、PDCベースハイブリッドエンジンを制御するための方法を示すフローチャートである。ブロック52で示すように、最初にPDCベースハイブリッドエンジンの出力を測定する。次いでブロック54で示すように、測定されたエンジン出力と所望のエンジン出力とに基づいた出力差信号を生成する。最後に、ブロック56で示すように、出力差信号に応答して、PDCベースハイブリッドエンジンの回転速度と、空気入口バルブ開放時間期間と、燃料充填時間信号に基づいたPDCの燃料充填時間期間とが調整されて、1)所望の燃料充填率及び理論混合比を達成し、2)PDCベースハイブリッドエンジンが加速モード又は減速モードで作動している間、対応する空気圧縮機からの質量空気流量がPDCの吸い込んだ質量空気流量と一致するようにする。
各図に関して本明細書で説明される実施形態は、以下の前提に基づいている。
(i)ハイブリッドエンジンは、複数のバンドルを有し、各バンドルは少なくとも4つの管体を備えた多管PDCである。バンドルの数は、タービンの負荷平衡が時間的に均一であるように選ばれる。管の数は、タービンの負荷平衡が空間的に均一であるように選ばれる。
(ii)各PDCは、バルブ調整された空気ストリームとバルブ調整された燃料ストリームとを含む。燃料供給時間は、空気バルブ回転速度とは無関係にダイアル調整することができる。
(iii)タービン及び圧縮機は同じシャフト上に装着される(単一スプール)。
(iv)バルブ調整された回転速度は、タービンの所与の負荷において方位角方向で均一且つ連続している。
(v)PDC管体は十分にパージされている。PDC管体内には残留燃焼生成物は残っていない。パージ率+燃料供給率=1である。
(vi)充填マッハ数は、〜0.3(最小充填損失)であり、所与の周波数及び燃焼器入口条件で利用可能な充填時間によって決まる。
(vii)擬似デトネーション(デトネーション+高速デフラグレーション)
当業者であれば、上記の前提が本明細書に記載される新規の原理に従って構成され且つ作動する他の発電エンジンの実施形態に適用することができ、或いは適用できない場合があることは、容易に理解されるであろう。
(i)ハイブリッドエンジンは、複数のバンドルを有し、各バンドルは少なくとも4つの管体を備えた多管PDCである。バンドルの数は、タービンの負荷平衡が時間的に均一であるように選ばれる。管の数は、タービンの負荷平衡が空間的に均一であるように選ばれる。
(ii)各PDCは、バルブ調整された空気ストリームとバルブ調整された燃料ストリームとを含む。燃料供給時間は、空気バルブ回転速度とは無関係にダイアル調整することができる。
(iii)タービン及び圧縮機は同じシャフト上に装着される(単一スプール)。
(iv)バルブ調整された回転速度は、タービンの所与の負荷において方位角方向で均一且つ連続している。
(v)PDC管体は十分にパージされている。PDC管体内には残留燃焼生成物は残っていない。パージ率+燃料供給率=1である。
(vi)充填マッハ数は、〜0.3(最小充填損失)であり、所与の周波数及び燃焼器入口条件で利用可能な充填時間によって決まる。
(vii)擬似デトネーション(デトネーション+高速デフラグレーション)
当業者であれば、上記の前提が本明細書に記載される新規の原理に従って構成され且つ作動する他の発電エンジンの実施形態に適用することができ、或いは適用できない場合があることは、容易に理解されるであろう。
図1は、本発明の1つの実施形態による、発電用地上単純サイクルパルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースのハイブリッドエンジン10を示す簡易システムブロック図である。圧縮機12は、加圧空気を生成し、プレナム13を介してPDC14に供給する。PDCバンドル管体24への加圧空気の供給は、例えば回転型バルブとすることができる対応する空気入口バルブ18によって制御される。空気入口バルブ18から各PDCバンドル管体24に下流側に供給される燃料は、対応する燃料吸入バルブ20によって制御される。結果として生じた空気/燃料混合気は、図2により詳細に示すPDCバンドル22を通過し、対応するガスノズル37を通って出てPDC管体延長部19に入り、該PDC管体延長部19は、タービン入口28を介して結果として生じた空気/燃料混合気を高圧タービン21に伝送するよう構成されている。結果として生じた空気/燃料混合気は、高圧タービンから出た後、プレナム23を介して低圧タービン27に伝送される。圧縮機12からの加圧空気はまた、デフラグレーション燃焼管26を介して高圧タービン入口28に伝送される。
図2は、本発明の1つの実施形態による、図1に示すPDC燃焼器14の軸方向断面図である。PDC燃焼器14は、4つのバンドル22を備え、各々が4つのPDC管体24と単一のデフラグレーション燃焼管体26を有することが分かる。各バンドル22は、燃料/空気混合気を対応するタービン入口28に供給する。PDC管体24は、輪状に配列されて、PDC14の燃焼中に高圧タービンに平衡負荷を提供する。
図3は、本発明の1つの実施形態による、始動及び運転停止中の図1に示すPDCベースハイブリッドエンジン10の制御、並びにハイブリッドエンジンにより生成された出力のランプアップ及びランプダウン制御のための制御システム30を示す概略図である。
コントローラ32は、圧縮機12、PDC14、及びタービン21、27を含むターボ機械の速度を制御するよう構成されている。コントローラ32はまた、空気入口バルブ18の回転速度と、燃料吸入バルブ20を介した燃料充填時間とを制御するよう構成されている。コントローラ32は、既定の設定ポイント及び検知変数に応答して、所望のターボ機械速度、空気入口バルブの回転速度、及び燃料充填時間を決定付けるアルゴリズムソフトウェアによる指示に従う。
アルゴリズムソフトウェアにより使用される既定の設定ポイントは、限定ではないが、定格PDCベースハイブリッドエンジン出力に占める所望の出力の割合、燃料充填率、パージ率、及び理論混合比を含むことができる。アルゴリズムソフトウェアにより使用される検知変数は、限定ではないが、燃料充填長、燃料供給圧力、燃料流量、及び発生出力を含むことができる。
PDCベースハイブリッドエンジンにより発生される出力は、発電エンジンの当業者によく知られた1又はそれ以上の制御限界技術を用いて決定され制御することができる。これらの制御限界は、限定ではないが、速度限界、圧力限界、温度限界、及び/又は質量流量限界を含むことができる。このような既知の制御限界技術の詳細は、簡潔にするため、及び本明細書で説明される原理に関する明瞭化を向上させるために、本明細書ではこれ以上議論しない。
図4は、図3に示すコントローラ32によって制御されるPDCベースハイブリッドエンジンの運転のそれぞれの加速及び減速段階38、40を示す概略図である。加速モード38の間、ターボ機械の速度Nは、定格出力状態の所望の割合に対応する速度までランプアップされる。この作用により、システムを通過する質量流量(〜N)が、定格出力条件の所望の割合に対応する質量流量にまで増大する。
減速モード40の間、本発明の1つの態様に従ってN3にスケール調整するターボ機械速度Nは、定格出力状態の所望の割合に対応する速度にランプダウンされる。この作用により、システムを通過する質量流量(〜N)が、定格出力条件の所望の割合に対応する質量流量にまで減少する。
特定の実施形態により以下の数式1〜15で表される関係は、ターボ機械の速度N、空気入口バルブ18の回転速度θvalve、及び燃料吸入バルブ20の燃料充填時間tffを制御するようコントローラ32に指令するアルゴリズムソフトウェアにより使用される。燃料充填時間tffが既定であるので、パージ時間tpurgeもまた既知である。或いは、Vfillは、以下の数式(3)、(7)、(8)及び(14)により定められる関係を用いて決定することができ、燃料充填時間tffもまた、以下の数式(13)により示される関係を用いて決定することができる。
基準時間に対してのPDC燃焼室内部の静圧が上流側総圧力以下である時間は、式(11)にtvoとして示され、ここで基準時間とは、バルブ18が閉鎖し火花点火装置44により火花が起こった時間である。比tvo/tcycleは一定であり、tcycleは、f、θvalveの関数である。従って、所与の出力レベルにおいて、tvoは、上記の式(3)、(9)、(10)及び(11)から分かるようにターボ機械速度Nの関数としてスケール調整される。
要約して説明すると、パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースのハイブリッドエンジンは、プログラマブルコントローラ32を備えた制御システム30を含み、該プログラマブルコントローラ32は、アルゴリズムソフトウェアによって、所望の出力とPDCベースハイブリッドエンジン10により生成された実際の出力との差違に基づいた出力差信号に応答して、更にPDC14の燃料充填時間信号に応答して、PDCベースハイブリッドエンジン10の回転シャフト速度、PDC14の空気入口バルブ18開放時間期間及びPDC14の燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更に、PDCベースハイブリッドエンジン10が加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機12からの質量空気流量がPDC14を介して吸い込まれる質量空気流量と一致するように指示される。
次いで、加速段階38の間、発生出力が定格出力の指定割合にまでランプアップされるのに伴って、ターボ機械の速度N、空気入口バルブ18の回転速度θvalve、及び燃料吸入バルブ20の燃料充填時間tffを含む制御変数がランプアップされる。これらの変数を制御する効果は、圧縮機速度Nに応じて直接的に変化する圧縮機12からの質量流量と、PDC14が吸い込むことができる質量流量とを一致させることである。これは、それぞれの空気入口バルブ18及び燃料吸入バルブのスイッチング周波数θvalve、tffを変化させることによって得られる。
PDCベースハイブリッドエンジン出力は、本明細書で説明されるシステム及び方法を用いて、例えば10%間隔の離散的な間隔で100%出力条件までランプアップ又はダウンさせることができる。ランプアップは、パルスデトネーションが可能になるまで燃焼器入口圧力及び温度が増大するのに伴い、デフラグレーションモードで開始することにより達成される。ランプダウンは、デフラグレーションモードだけが可能になるまで燃焼器入口圧力及び温度が減少するのに伴い、パルスデフラグレーションモードで開始することにより達成される。
本発明の特定の特徴のみを本明細書で例示し説明してきたが、当業者であれば、多くの変更形態及び変形が想起されるであろう。従って、本発明の真の精神の範囲内にあるこのような変更形態及び変更全ては、添付の請求項によって保護されるものとする点を理解されたい。
10 地上単純サイクルパルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースのハイブリッドエンジン
12 圧縮機
13 プレナム
14 PDC
18 空気入口バルブ
19 PDC管体延長部
20 燃料吸入バルブ
21 高圧タービン
22 PDCバンドル
23 プレナム
24 PDCバンドル管体
26 デフラグレーション燃焼管
27 低圧タービン
28 高圧タービン入口
30 PDCベースハイブリッドエンジン制御システム
32 プログラマブルコントローラ
37 ガスノズル
38 加速段階
40 減速段階
42 燃料センサ
44 火花点火装置
50 PDCベースハイブリッドエンジンを制御する方法のフローチャート
52 フローチャート50の第1の段階
54 フローチャート50の第2の段階
56 フローチャート50の最終段階
12 圧縮機
13 プレナム
14 PDC
18 空気入口バルブ
19 PDC管体延長部
20 燃料吸入バルブ
21 高圧タービン
22 PDCバンドル
23 プレナム
24 PDCバンドル管体
26 デフラグレーション燃焼管
27 低圧タービン
28 高圧タービン入口
30 PDCベースハイブリッドエンジン制御システム
32 プログラマブルコントローラ
37 ガスノズル
38 加速段階
40 減速段階
42 燃料センサ
44 火花点火装置
50 PDCベースハイブリッドエンジンを制御する方法のフローチャート
52 フローチャート50の第1の段階
54 フローチャート50の第2の段階
56 フローチャート50の最終段階
Claims (10)
- プログラマブルコントローラ(32)を備えたパルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジン制御システム(30)であって、前記プログラマブルコントローラ(32)が、アルゴリズムソフトウェアによって、
所望の出力とPDCベースハイブリッドエンジン(10)により生成された実際の出力との差違に基づいた出力差信号に応答して、更にPDC(14)の燃料充填時間信号に応答して、前記PDCベースハイブリッドエンジン(10)の回転シャフト速度、前記PDC(14)の空気入口バルブ(18)回転速度及び前記PDC(14)の燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更に前記PDCベースハイブリッドエンジン(10)が加速モード又は減速モードで作動している間、空気圧縮機(12)からの質量空気流量と前記PDC(14)を介して吸い込まれる質量空気流量とを一致させるように指示される、
パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジン制御システム(30)。 - 前記PDCベースハイブリッドエンジン(10)が、対応するタービン(21)上で時間的に均一な負荷平衡と空間的に均一な負荷平衡とを提供するよう構成された複数の多管パルス放出燃焼器(14)を備える、
請求項1に記載のPDCベースハイブリッドエンジン制御システム(30)。 - 前記燃料充填時間期間が、前記空気入口バルブ(18)の回転速度とは無関係である、
請求項1または2に記載のPDCベースハイブリッドエンジン制御システム(30)。 - 前記空気入口バルブ(18)の回転速度が、対応するタービン(21)の所与の負荷で方位角方向に均一且つ連続している、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のPDCベースハイブリッドエンジン制御システム(30)。 - 前記プログラマブルコントローラ(32)が更に、PDC燃料吸入バルブ(20)の閉鎖に応答して火花の開始を制御するようアルゴリズムソフトウェアによって指示される、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のPDCベースハイブリッドエンジン制御システム(30)。 - パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジン(10)において、
共通の回転シャフトを有する単一のスプールエンジンとして共に構成されたタービン(21)及び圧縮機(12)と、
前記タービン(21)上で時間的に均一な負荷平衡と空間的に均一な負荷平衡とを提供するよう構成された複数の多管パルス放出燃焼器を含むPDC(14)と、
アルゴリズムソフトウェアによって、所望の出力と前記PDCベースハイブリッドエンジン(10)により生成された実際の出力との差違に基づいた出力差信号に応答して、更に前記PDC(14)の燃料充填時間信号に応答して、前記回転シャフトの速度、前記PDC(14)の空気入口バルブ(18)回転速度及び前記PDC(14)の燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更に前記PDCベースハイブリッドエンジン(10)が加速モード(38)又は減速モード(40)で作動している間、空気圧縮機(12)からの質量空気流量と前記PDC(14)を介して吸い込まれる質量空気流量とを一致させるように指示されるプログラマブルコントローラ(32)を有する制御システム(30)と、
を備える、
パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジン(10) - 前記燃料充填時間期間が、前記空気入口バルブ(18)の回転速度とは無関係である、
請求項6に記載のPDCベースハイブリッドエンジン(10)。 - 前記空気入口バルブ(18)の回転速度が、対応するタービン(21)の所与の負荷で方位角方向に均一且つ連続している、
請求項6または7に記載のPDCベースハイブリッドエンジン(10)。 - パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジン(10)において、
共通の回転シャフトを有する単一のスプールエンジンとして共に構成されたタービン(21)及び圧縮機(12)と、
前記タービン(21)上で時間的に均一な負荷平衡と空間的に均一な負荷平衡とを提供するよう構成された複数の多管パルス放出燃焼器(22)を含むPDC(14)と、
アルゴリズムソフトウェアによって、対応する低圧タービン(LPT)(27)のシャフト速度に応答して、更に前記PDC(14)の燃料充填時間信号に応答して、前記回転シャフトの速度、前記PDC(14)の空気入口バルブ(18)回転速度及び前記PDC(14)の燃料充填時間期間を制御し、その結果、所望の燃料充填率及び理論混合比が維持され、更に前記PDCベースハイブリッドエンジン(10)が加速モード(38)又は減速モード(40)で作動している間、空気圧縮機(12)からの質量空気流量と前記PDC(14)を介して吸い込まれる質量空気流量とを一致させるように指示されるプログラマブルコントローラ(32)を有する制御システム(30)と、
を備える、
パルスデトネーション燃焼器(PDC)ベースハイブリッドエンジン(10) - 前記燃料充填時間期間が、前記空気入口バルブ(18)の回転速度とは無関係である、
請求項9に記載のPDCベースハイブリッドエンジン制御システム(30)。
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