[发明专利]用燃料电池减少排放的系统和方法

说明书

被构造为接收一组实时飞行条件和用户选择的目标函数的系统和方法。用户选择的目标函数是多个目标函数中的一个目标函数。该系统和方法基于一组实时飞行条件和用户选择的目标函数，利用排放调谐模型，确定多组燃料电池操作条件中的一组燃料电池操作条件。该系统和方法被构造为根据多组燃料电池操作条件中的所确定的一组燃料电池操作条件来控制燃料电池组件操作参数。

技术领域

本公开涉及用于控制燃气涡轮发动机的排放的系统和方法，推进系统包括燃料电池。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括涡轮机和转子组件。燃气涡轮发动机(诸如涡轮风扇发动机)可用于飞行器推进。在涡轮风扇发动机的情况下，涡轮机包括处于串行流动顺序的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段，并且转子组件被构造为风扇组件。

在操作期间，空气在压缩机中被压缩，并且在燃烧区段中与燃料混合并被点燃，以生成燃烧气体，燃烧气体向下流流动通过涡轮区段。涡轮区段从燃烧气体中提取能量，用于旋转压缩机区段和风扇组件，从而为燃气涡轮发动机提供动力，并在飞行中推进包含这种燃气涡轮发动机的飞行器。

调整燃烧器功率以满足风扇速度需求或推力需求。燃烧区段的燃烧器的温度可以取决于燃烧器功率并且可以是燃气涡轮发动机的操作限制。因此，实现燃烧器功率可能会导致燃烧器温度以增加排放的方式而改变。如果燃烧器温度过低，则一氧化碳(CO)可能会增加。并且，如果燃烧器温度过高，则氮氧化物(NO_x)可能会增加。因此，能够实现期望的燃烧器功率同时减少排放的系统和方法将在本领域中受到欢迎。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1是根据本公开的示例性方面的燃气涡轮发动机的横截面视图。

图2是根据本公开的集成燃料电池和燃烧器组件的立体图。

图3是图2的示例性集成燃料电池和燃烧器组件的示意轴向视图。

图4是根据本公开的示例性方面的燃料电池组件的燃料电池的示意图，该燃料电池可并入图2的示例性集成燃料电池和燃烧器组件中。

图5是根据本公开的示例性方面的包括集成燃料电池和燃烧器组件的燃气涡轮发动机的示意图。

图6是根据本公开的示例性方面的运载器和推进系统的示意图。

图7是描绘根据本公开的示例性方面的一氧化碳排放和氮氧化物排放之间相对于示例性燃烧器中的燃烧器温度的关系的图表。

图8是根据本公开的示例性方面的图5的运载器和推进系统的控制器的流程图。

图9是根据本公开的示例性方面的图8的控制器的表格。

图10是根据本公开的示例性方面的图8的控制器的流程图。

图11是根据本公开的示例性方面的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似的标号已用于指代本公开的相似或类似部分。

本文使用词语“示例性”来表示“用作示例、实例或例释”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。