EP1070917B1

EP1070917B1 - Process for active suppression of fluidic instabilities in a combustion system and combustion system for carrying out the process

Info

Publication number: EP1070917B1
Application number: EP00810632A
Authority: EP
Inventors: Adnan Dr. Eroglu; Christian Oliver Dr. Paschereit; Wolfgang Prof. Dr. Polifke
Original assignee: Alstom Schweiz AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2003-09-17
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: EP1070917A1; DE19934612A1; DE50003703D1; US6343927B1; JP2001059602A

Description

TECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbrennungstechnik. Sie betrifft ein Verfahren zur aktiven Unterdrückung von strömungsmechanischen Instabilitäten in einem Verbrennungssystem gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft weiterhin ein Verbrennungssystem zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to the field of combustion technology. It relates to a method for the active suppression of fluid mechanics Instabilities in a combustion system according to the preamble of the claim 1. It also relates to a combustion system for carrying out the Process.

STATE OF THE ART

Thermoakustische Schwingungen stellen eine Gefahr für jede Art von Verbrennungsanwendungen dar. Sie führen zu Druckschwankungen hoher Amplitude, zu einer Einschränkung des Betriebsbereiches und können unerwünschte Emissionen erhöhen. Dieses trifft insbesondere für Verbrennungssysteme mit geringer akustischer Dämpfung zu, wie sie beispielsweise bei Gasturbinen eingesetzt werden. Um eine hohe Leistung in Bezug auf Pulsationen und Emissionen über einen weiten Betriebsbereich zu garantieren, kann eine aktive Kontrolle der Verbrennungsschwingungen notwendig sein.Thermoacoustic vibrations pose a threat to any type of combustion application They lead to pressure fluctuations of high amplitude, too a limitation of the operating range and can cause unwanted emissions increase. This is particularly true for combustion systems with less acoustic damping, as used for example in gas turbines. To achieve high performance in terms of pulsations and emissions over one To guarantee wide operating range, active control of combustion vibrations to be necessary.

Es sind bereits verschiedene Techniken zur Kontrolle bzw. Unterdrückung von Verbrennungsinstabilitäten mittels eines aktiven Kontrollsystems vorgeschlagen worden, bei denen entweder in einer offenen oder geschlossenen Regelschleife die Zufuhr des Brennstoffs und/oder der Verbrennungsluft zum Brenner oder den Brennem in definierter Weise gesteuert bzw. moduliert wird. So bezieht sich eine ältere, nicht vorveröffentlichte Anmeldung der Anmelderin beispielsweise auf die aktive Kontrolle der Instabilitäten bei einem Vormischbrenner, wie er z.B. in der EP-B1-0 321 809 in der dortigen Fig. 1 wiedergegeben ist. In einer offenen Schleife werden bei einem solchen Vormischbrenner die Brennstoffströme in den beiden äusseren Brennstoffleitungen (8, 9 in Fig. 1 der EP-B1-0 321 809) asymmetrisch mit Frequenzen zwischen 0,3 Hz und 5 kHz, vorzugsweise zwischen 5 Hz und 200 Hz, moduliert. Die Modulation erfolgt mit Hilfe zwei Brennstoffventilen, die in die Brennstoffleitungen eingefügt sind.There are already various techniques for controlling or suppressing Burn instabilities suggested using an active control system have been in either an open or closed control loop the supply of fuel and / or combustion air to the burner or Brennem is controlled or modulated in a defined manner. That's how one relates older, not previously published application by the applicant, for example, to the active control of the instabilities in a premix burner, e.g. in the EP-B1-0 321 809 is shown in FIG. 1 there. In an open With such a premix burner, the fuel flows into the loop asymmetrical two outer fuel lines (8, 9 in Fig. 1 of EP-B1-0 321 809) with frequencies between 0.3 Hz and 5 kHz, preferably between 5 Hz and 200 Hz, modulated. The modulation takes place with the help of two fuel valves, which are inserted into the fuel lines.

Nachteilig ist bei der Verwendung von mechanisch bewegten, elektrisch angetriebenen Brennstoffventilen, das mechanisch bewegte Teile vorhanden sind, die bei den angewandten Modulationsfrequenzen einem erhöhten Verschleiss unterworfen sind und hinsichtlich der Funktionssicherheit Einschränkungen unterliegen. Nachteilig ist aber auch der eigenständige Energiebedarf der Ventile, der zusätzliche Schaltungsmassnahmen erforderlich macht. Fluidikelemente zur Modulation der Brennstoffzufuhr sind aus US 3 748 852 und US 3 388 862 bekannt.A disadvantage is the use of mechanically moved, electrically driven Fuel valves, the mechanically moving parts are present at the modulation frequencies used are subject to increased wear and are subject to restrictions with regard to functional safety. Another disadvantage is the independent energy requirement of the valves, the additional one Circuit measures required. Fluidic elements for modulating the fuel supply are known from US 3,748,852 and US 3,388,862.

PRESENTATION OF THE INVENTION

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur aktiven Kontrolle der Verbrennungsinstabilitäten anzugeben, das einfach und funktionssicher ist und hinsichtlich der apparativen Voraussetzungen nur geringe Anforderungen stellt. It is therefore an object of the invention to provide a method for actively controlling combustion instabilities specify that is simple and reliable and in terms of the apparatus requirements only make minor demands.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, für die Modulation der Brennstoffzufuhr anstelle der anfälligen mechanisch betätigten Ventile Methoden der Fluidik einzusetzen, d.h., die Brennstoffströme durch strömungstechnische Mittel ohne bewegte Teile zu verändern, wobei Fluidikschalter bzw. -steuerungselemente zum Einsatz kommen.The object is achieved by the entirety of the features of claim 1. The essence of the invention is to modulate the fuel supply instead use of the mechanically operated valves to apply fluidic methods, i.e., the fuel flows through fluidic means without moving To change parts, using fluidic switches or control elements come.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Verbrennungssystems der Brennstoff in zwei getrennten Brennstoffleitungen zum Vormischen geleitet wird, und dass zur Modulation des zugeführten Brennstoffs der Brennstoffmassenstrom mit Mitteln der Fluidik alternierend in unterschiedlicher Weise auf beide Brennstoffleitungen aufgeteilt wird. Eine solche alternierende Aufteilung ist insbesondere für Vormischbrenner der o.g. Art geeignet, weil hierdurch auf vorteilhafte Weise die Axialsymmetrie der Verbrennungsflamme gestört und die mit der Axialsymmetrie verbundenen axialsymmetrischen Wirbelstrukturen und Druckschwingungen unterdrückt bzw. an ihrer Entstehung gehindert werden. Die altemierende Aufteilung kann beispielsweise darin bestehen, dass über beide Brennstoffleitungen gleichermassen eine erster unmodulierter Teilmassenstrom an Brennstoff zugeführt wird, während ein zweiter Teilmassenstrom alternierend über eine der beiden Brennstoffleitungen zusätzlich zugeführt wird. Hierbei wird in der Brennstoffzufuhr nicht die volle Modulationstiefe ausgenutzt.A preferred embodiment of the method according to the invention is thereby characterized in that within the combustion system the fuel in two separate fuel lines for premixing, and that to Modulation of the supplied fuel with the fuel mass flow the fluidics alternately on both fuel lines in different ways is divided. Such an alternating division is especially for premix burners the above Kind suitable because this advantageously the axial symmetry disturbed the combustion flame and those associated with the axial symmetry axially symmetrical vortex structures and pressure vibrations suppressed or be prevented from arising. The alternating division can consist, for example, that both fuel lines equally a first unmodulated partial mass flow of fuel is supplied is, while a second partial mass flow alternately over one of the two Fuel lines is additionally supplied. This is in the fuel supply not used the full modulation depth.

Es ist aber auch denkbar, dass gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der Ausführungsform der (gesamten) Brennstoffmassenstrom alternierend über eine der beiden Brennstoffleitungen geleitet wird (volle Modulationstiefe).However, it is also conceivable that, according to a preferred development, the Embodiment of the (total) fuel mass flow alternately over a of the two fuel lines (full modulation depth).

Die Modulation erfolgt vorzugsweise mit einer periodischen Zeitfunktion vorgegebener Frequenz und Amplitude. Die Frequenzen richten sich dabei nach der Geometrie und Betriebsweise des Verbrennungssystems und liegen üblicherweise in einem Bereich, der weiter oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik bereits genannt worden ist.The modulation is preferably carried out using a periodic time function Frequency and amplitude. The frequencies depend on the Geometry and mode of operation of the combustion system and are usually in an area related to the prior art above has already been mentioned.

Die Zerstörung der Schwingungen begünstigenden Symmetrien in der Flamme bzw. Brennkammer kann dabei einerseits dadurch erreicht werden, dass der Brennstoff über die beiden Brennstoffleitungen zu einer einzigen Vormischeinrichtung geleitet und dort an unterschiedlichen Stellen eingedüst wird.The destruction of the vibrations favoring symmetries in the flame or combustion chamber can be achieved on the one hand in that the Fuel via the two fuel lines to a single premixing device directed and injected there at different points.

Es ist aber auch denkbar, dass der Brennstoff über die beiden Brennstoffleitungen zu verschiedenen Vormischeinrichtungen (z.B. Vormischbrennern) innerhalb desselben Verbrennungssystems geleitet und dort eingedüst wird, was zu einer Symmetrieunterdrückung innerhalb des Gesamtsystems mehrerer Vormischeinrichtungen führt.But it is also conceivable that the fuel through the two fuel lines to various premixing devices (e.g. premixing burners) within the same Combustion system and injected there, resulting in a Suppression of symmetry within the overall system of several premixers leads.

Das erfindungsgemässe Verbrennungssystem, welches eine Vormischeinrichtung zum Vermischen des Brennstoffs mit der Verbrennungsluft, wenigstens eine Brennstoffleitung zum Zuführen des Brennstoffs zur Vormischeinrichtung, sowie Mittel zur Modulation des Massenstromes des zugeführten Brennstoffs umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsmittel ein Fluidikelement umfassen.The combustion system according to the invention, which has a premixing device for mixing the fuel with the combustion air, at least one Fuel line for supplying the fuel to the premixing device, and Includes means for modulating the mass flow of the fuel supplied characterized in that the modulation means comprise a fluidic element.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verbrennungssystems nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Brennstoff über zwei Brennstoffleitungen zugeführt wird, und dass das Fluidikelement so ausgebildet und mit den beiden Brennstoffleitungen verbunden ist, dass bei der Modulation zumindest ein Teil des zugeführten Brennstoffmassenstroms altemierend auf eine der beiden Brennstoffleitungen umgeschaltet wird. Insbesondere führen die beiden Brennstoffleitungen zur selben Vormischeinrichtung, und die Vormischeinrichtung ist so ausgebildet, dass der Brennstoff aus jeder der Brennstoffleitungen an einer anderen Stelle der Vormischeinrichtung eingedüst wird.A preferred embodiment of the combustion system according to the invention is characterized in that the fuel is supplied via two fuel lines and that the fluidic element is designed and with the two Fuel lines is connected that at least part of the modulation supplied fuel mass flow alternately on one of the two fuel lines is switched. In particular, the two fuel lines run to the same premixing device, and the premixing device is designed that the fuel from each of the fuel lines is on a different one Point of the premixing device is injected.

Bevorzugt umfasst das verwendete Fluidikelement einen Brennstoffeinlass und zwei vom Brennstoffeinlass Y-förmig abzweigende und mit den Brennstoffleitungen in Verbindung stehende Brennstoffauslässe, sowie zwei quer zum Brennstoffeinlass verlaufende, einander gegenüberliegende Steuerkanäle, welche im Bereich der Abzweigung der Brennstoffauslässe in den Brennstoffeinlass münden und durch Beaufschlagung mit Ueber- oder Unterdruck eine Umlenkung des durch den Brennstoffeinlass eintretenden Brennstoffmassenstromes von einem zum anderen Brennstoffauslass ermöglichen.The fluidic element used preferably comprises a fuel inlet and two Y-branching from the fuel inlet and with the fuel lines related fuel outlets, as well as two across the fuel inlet running, opposite control channels, which in the area the branch of the fuel outlets lead into the fuel inlet and by applying excess or negative pressure a deflection of the the fuel mass flow entering the fuel inlet from one to the other Allow fuel outlet.

Besonders einfach wird die gewünschte Modulation mit Hilfe dieses Fluidikelementes erreicht, wenn die beiden Steuerkanäle durch ein ausserhalb des Fluidikelementes verlaufendes Verbindungsrohr vorgegebener Länge in einem geschlossenen Kreis miteinander verbunden sind.The desired modulation is particularly simple with the aid of this fluidic element reached when the two control channels through an outside of the fluidic element running connecting pipe of a given length in a closed Circle are interconnected.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further embodiments result from the dependent claims.

BRIEF EXPLANATION OF THE FIGURES

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbrennungssystems nach der Erfindung mit einem Vormischbrenner, der über zwei unterschiedliche Brennstoffleitungen mittels eines Fluidikelementes moduliert mit Brennstoff versorgt wird;
Fig. 2: ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verbrennungssystems nach der Erfindung mit zwei parallel arbeitenden Vormischbrennern, die jeweils über eine Brennstoffleitung mittels eines Fluidikelementes moduliert mit Brennstoff versorgt werden;
Fig. 3: ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verbrennungssystems nach der Erfindung mit einem Mischrohr, in welches im Bereich eines Drallelementes von zwei gegenüberliegenden Seiten Brennstoff eingedüst wird, der über zwei Brennstoffleitungen mittels eines Fluidikelementes moduliert herangeführt wird;
Fig. 4: den inneren Aufbau eines Fluidikelementes, wie es bevorzugt in den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1 bis 3 eingesetzt wird; und
Fig. 5: die bevorzugte Konfiguration des Fluidikelementes aus Fig. 4 als selbsttätig schwingendes Kippelement.

The invention will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in connection with the drawing. Show it

Fig. 1: a first embodiment of a combustion system according to the invention with a premix burner which is supplied with fuel modulated via two different fuel lines by means of a fluidic element;
Fig. 2: a second embodiment of a combustion system according to the invention with two premix burners working in parallel, each of which is supplied with fuel modulated via a fuel line by means of a fluidic element;
Fig. 3: a third embodiment of a combustion system according to the invention with a mixing tube, into which fuel is injected in the area of a swirl element from two opposite sides, which fuel is fed modulated via two fuel lines by means of a fluidic element;
Fig. 4: the internal structure of a fluidic element, as is preferably used in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3; and
Fig. 5: the preferred configuration of the fluidic element of FIG. 4 as an automatically vibrating tilting element.

WAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

In Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbrennungssystems nach der Erfindung wiedergegeben. Das Verbrennungssystem 10 umfasst einen (schematisiert dargestellten) Vormischbrenner 17, der beispielsweise als Doppelkegelbrenner ausgebildet ist, wie dies in Fig. 1 der EP-B1-0 321 809 gezeigt ist. Beim Vormischbrenner 17 wird ein (gasförmiger) Brennstoff an zwei gegenüberliegenden Seiten eingedüst und mit der notwendigen Verbrennungsluft vermischt. Der Brennstoff für den Vormischbrenner 17 wird dazu über zwei getrennte Brennstoffleitungen 15 und 16 herangeführt, die über ein Fluidikelement 11 aus einem gemeinsamen Brennstoffeinlass 12 gespeist werden.In Fig. 1, a first embodiment of a combustion system according to the Invention reproduced. The combustion system 10 includes a (schematic shown) premix burner 17, for example as a double cone burner is formed, as shown in Fig. 1 of EP-B1-0 321 809. With the premix burner 17 becomes a (gaseous) fuel on two opposite Sides injected and mixed with the necessary combustion air. The For this purpose, fuel for the premix burner 17 is supplied via two separate fuel lines 15 and 16 brought up, which via a fluidic element 11 from a common fuel inlet 12 are fed.

Das Fluidikelement 11 hat vorzugsweise den in Fig. 4 wiedergegebenen (schematisierten) inneren Aufbau. Der Brennstoffeinlass 12 verzweigt sich nach einer Verengung im Inneren des Elementes Y-förmig in zwei schräg abgehende Brennstoffauslässe 31 und 32, an welche die Brennstoffleitungen 15, 16. angeschlossen sind. Weiterhin sind im Inneren des Fluidikelementes zwei quer zum Brennstoffeinlass 12 verlaufende, einander gegenüberliegende Steuerkanäle 27 und 28 vorgesehen, die im Bereich der Abzweigung der Brennstoffauslässe 31, 32 in den Brennstoffeinlass 12 münden. Die Funktion des Fluidikelementes 11 basiert auf den Prinzipien des Prandtl-Diffusors und des Coanda-Effekts. Der durch den Brennstoffeinlass 12 einströmende Massenstrom hat die natürliche Tendenz, infolge des Coanda-Effekts durch einen der Brennstoffauslässe 31, 32 abzuströmen (in Fig. 4 ist durch die Pfeile angedeutet, dass der Strom in diesem Beispiel durch den oberen Brennstoffauslass 31 abströmt). Durch Beaufschlagung mit Ueberdruck in dem einen Steuerkanal (27 in Fig. 4) oder Unterdruck im anderen Steuerkanal (28 in Fig. 4) kann eine Umlenkung des durch den Brennstoffeinlass 12 eintretenden Brennstoffmassenstromes von einem Brennstoffauslass 31 zum anderen Brennstoffauslass 32 bewirkt werden, und umgekehrt.The fluidic element 11 preferably has the (schematic) representation shown in FIG. 4. inner structure. The fuel inlet 12 branches after a constriction inside the element Y-shaped in two sloping fuel outlets 31 and 32 to which the fuel lines 15, 16 are connected are. Furthermore, there are two in the interior of the fluidic element transverse to the fuel inlet 12 extending, opposite control channels 27 and 28 are provided, the in the area of the branch of the fuel outlets 31, 32 in the Fuel inlet 12 open. The function of the fluidic element 11 is based on the principles of the Prandtl diffuser and the Coanda effect. The through the Fuel inlet 12 inflowing mass flow has the natural tendency to result the Coanda effect to flow through one of the fuel outlets 31, 32 (In Fig. 4 is indicated by the arrows that the current in this example by flows out of the upper fuel outlet 31). By applying excess pressure in one control channel (27 in Fig. 4) or negative pressure in the other control channel (28 in FIG. 4) can redirect that entering through the fuel inlet 12 Fuel mass flow from one fuel outlet 31 to the other Fuel outlet 32 are effected, and vice versa.

Wird also dass Fluidikelement 11 in Fig. 1 aus einer Steuerung 14 über eine Steuerleitung 13 mit entsprechenden periodischen Druckstössen auf die Steuerkanäle 27, 28 des Fluidikelementes angesteuert, verteilt es periodisch umschaltend den Brennstoffmassenstrom am Brennstoffeinlass 12 auf einen der beiden Brennstoffauslässe 31, 32 und damit auf eine der beiden Brennstoffleitungen 15, 16. Die Umschaltfrequenz und damit die Modulationsfrequenz der Brennstoffzufuhr wird dabei von der Steuerung 14 vorgegeben.So that the fluidic element 11 in Fig. 1 from a controller 14 via a control line 13 with corresponding periodic pressure surges on the control channels 27, 28 of the fluidic element, it periodically switches to distributes the Fuel mass flow at the fuel inlet 12 to one of the two fuel outlets 31, 32 and thus on one of the two fuel lines 15, 16. The Switching frequency and thus the modulation frequency of the fuel supply specified by the controller 14.

Besonders einfach wird die Modulationsanordnung, wenn auf die (gestrichelt eingezeichnete) Steuerung 14 samt Steuerungsleitung 13 ganz verzichtet wird. In diesem Fall werden - wie in Fig. 5 dargestellt - die beiden Steuerungskanäle 27 und 28 extern durch ein Verbindungsrohr 29 miteinander verbunden und bilden so einen geschlossenen Kreis. Bei einer derartigen Konfiguration des Fluidikelementes kommt es zu selbsttätigen Kippschwingungen, die ein periodisches Umschalten der Strömung zwischen den Brennstoffauslässen 31 und 32 bewirken. Die Geometrie des Kreises, insbesondere die wirksame Länge des Verbindungsrohres 29, bestimmt dabei die Kippfrequenz und kann so gewählt werden, dass sich eine zur Unterdrückung der Verbrennungsschwingungen optimale Modulationsfrequenz einstellt. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass keinerlei Versorgungs- oder Steuerungseinrichtungen für die Modulation benötigt werden. The modulation arrangement becomes particularly simple if the (dashed) Control 14 together with control line 13 is completely dispensed with. In in this case, as shown in FIG. 5, the two control channels 27 and 28 externally connected to each other by a connecting pipe 29 and thus form a closed circle. With such a configuration of the fluidic element there are automatic tilting vibrations, which a periodic switching the flow between the fuel outlets 31 and 32. The Geometry of the circle, especially the effective length of the connecting pipe 29, determines the tilt frequency and can be selected so that a optimal modulation frequency to suppress combustion vibrations established. The particular advantage of this arrangement is that no supply or control devices for the modulation are required.

Im Beispiel der Fig. 1 wird die gesamte Brennstoffzufuhr zum Vormischbrenner 17 moduliert (100%-Modulation). Es ist aber - wie weiter oben bereits erwähnt - im Rahmen der Erfindung durchaus auch denkbar und sinnvoll, nur einen Teilstrom zwischen den beiden Brennstoffleitungen 15 und 16 periodisch umzuschalten, während der übrige Brennstoffstrom gleichermassen durch beiden Leitungen fliesst. Entsprechend währen in Fig. 1 Bypassleitungen vom Brennstoffeinlass 12 zu den Brennstoffleitungen 15, 16 vorzusehen, welche das Fluidikelement 11 überbrücken.In the example of FIG. 1, the entire fuel supply to the premix burner 17 modulated (100% modulation). However, as already mentioned above, it is in the The scope of the invention is also conceivable and sensible, only a partial flow to switch periodically between the two fuel lines 15 and 16, while the rest of the fuel flow equally through both lines flows. Correspondingly, bypass lines from the fuel inlet 12 would be shown in FIG. 1 to provide to the fuel lines 15, 16, which the fluidic element 11th bridged.

Während im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 die Modulation der Brennstoffzufuhr durch periodisches Hin- und Herschalten zwischen den beiden Brennstoffleitungen 15, 16 die Symmetrie im angeschlossenen Vormischbrenner 17 selbst störend beeinflusst, kann gemäss Fig. 2 die gewünschte Symmetriestörung bei einem Verbrennungssystem 20, bei dem mehrere Vormischbrenner 18, 19 parallel in eine Brennkammer arbeiten, auch dadurch erreicht werden, dass die beiden aus dem Fluidikelement 11 kommenden (modulierten) Brennstoffleitungen 15, 16 separat an die verschiedenen Vormischbrenner 18, 19 angeschlossen werden. In diesem Fall verhindert die Interaktion zwischen den beiden Vormischbrennem 18, 19 die Ausbildung der thermoakustischen Instabilitäten.While in the embodiment of FIG. 1, the modulation of the fuel supply by periodically switching back and forth between the two fuel lines 15, 16 the symmetry in the connected premix burner 17 itself disturbing 2, the desired symmetry disturbance in a Combustion system 20, in which several premix burners 18, 19 in parallel a combustion chamber work, can also be achieved in that the two from the (modulated) fuel lines 15, 16 coming separately from the fluidic element 11 can be connected to the various premix burners 18, 19. In in this case, the interaction between the two premix burners 18 prevents 19 the formation of thermoacoustic instabilities.

Schliesslich ist es im Rahmen der Erfindung auch denkbar, gemäss Fig. 3 anstelle eines Vormischbrenners ein Mischrohr 21 zu modulieren. Bei diesem Mischrohr 21 sind die Brennstoffleitungen 15, 16 vom Fluidikelement 11 kommend an zwei gegenüberliegende Eindüsvorrichtungen 23, 24 angeschlossen, durch die der Brennstoff im Bereich eines im Inneren des Mischrohres 21 angeordneten Drallelementes 25 eingedüst und mit der durch den Lufteinlass 22 einströmenden Verbrennungsluft wirbelnd vermischt wird. Bei entsprechender Modulation im Fluidikelement 11 werden dann Instabilitäten in der durch den Auslass 26 austretenden Luft-Brennstoff-Mischung unterdrückt. Das Mischrohr 21 mit dem Drallelement kann dabei ähnlich aufgebaut sein, wie dies in der US-A-4,226,083 beschrieben ist. Finally, it is also conceivable within the scope of the invention, instead of FIG. 3 to modulate a mixing tube 21 of a premix burner. With this mixing tube 21 are the fuel lines 15, 16 coming from the fluidic element 11 to two opposite Injection devices 23, 24 connected through which the Fuel in the area of a swirl element arranged in the interior of the mixing tube 21 25 injected and with the combustion air flowing in through the air inlet 22 whirling is mixed. With appropriate modulation in the fluidic element 11 then instabilities in the exiting through the outlet 26 Air-fuel mixture suppressed. The mixing tube 21 with the swirl element can be constructed similarly to that described in US Pat. No. 4,226,083 is.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

10,20,3010,20,30: Verbrennungssystemcombustion system
1111: Fluidikelementfluidics
1212: Brennstoffeinlassfuel inlet
1313: Steuerungsleitungcontrol line
1414: Steuerungcontrol
15,1615.16: Brennstoffleitungfuel line
17,18,1917,18,19: Vormischbrenner (Doppelkegel- oder EV-Brenner)Premix burner (double cone or EV burner)
2121: Mischrohrmixing tube
2222: Lufteinlassair intake
23,2423.24: Eindüsvorrichtunginjection device
2525: Drallelementswirl element
2626: Auslassoutlet
27,2827.28: Steuerkanalcontrol channel
2929: Verbindungsrohrconnecting pipe
31,3231.32: Brennstoffauslassfuel outlet

Claims

Method for active suppression of hydrodynamic instabilities in a combustion system (10, 20, 30), in which liquid or gaseous fuel is premixed with combustion air and the fuel/air mixture is then burnt, in which method the mass flow of the supplied fuel is modulated on the basis of a selected time function, characterized in that the modulation is carried using fluidics means (11).
Method according to Claim 1, characterized in that, within the combustion system (10, 20, 30), the fuel is passed to two separate fuel lines (15, 16) for premixing, and in that, in order to modulate the supplied fuel, the fuel mass flow is alternately split in a different manner between the two fuel lines (15, 16) by fluidics means (11).
Method according to Claim 2, characterized in that the fuel mass flow is passed alternately via one of the two fuel lines (15, 16).
Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the modulation is carried out using a periodic time function, at a predetermined frequency and with a predetermined amplitude.
Method according to one of Claims 2 or 3, characterized in that the fuel is passed via the two fuel lines (15, 16) to a single premixing device (17, 21) and is injected at different points there.
Method according to one of Claims 2 or 3, characterized in that the fuel is passed via the two fuel lines (15, 16) to different premixing devices (18, 19) within the same combustion system (20), and is injected there.
Combustion system (10, 20, 30) for carrying out ,the method according to one of Claims 1 to 6, which combustion system (10, 20, 30) comprises a premixing device (17, 18, 19, 21) for mixing the fuel with the combustion air, at least one fuel line (15, 16) for supplying the fuel to the premixing device (10, 20, 30) and means for modulation of the mass flow of the supplied fuel, characterized in that the modulation means comprise a fluidics element (11).
Combustion system according to Claim 7, characterized in that the fuel is supplied via two fuel lines (15, 16), and in that the fluidics element (11) is designed and is connected to the two fuel lines (15, 16) such that, when modulation occurs, at least a portion of the supplied fuel mass flow is switched alternately to one of the two fuel lines (15, 16).
Combustion system according to Claim 8, characterized in that the two fuel lines (15, 16) lead to different premixing devices (18, 19) within the combustion system (20).
Combustion system according to Claim 9, characterized in that the premixing devices are premixing burners (18, 19).
Combustion system according to Claim 8, characterized in that the two fuel lines (15, 16) lead to the same premixing device (17, 21), and in that the premixing device (17, 21) is designed such that the fuel from each of the fuel lines (15, 16) is injected at a different point in the premixing device (17, 21).
Combustion system according to Claim 11, characterized in that the premixing device (17, 21) has a main flow direction for the fuel/air mixture, and in that the fuel which is passed via the two fuel lines (15, 16) is injected at mutually opposite points (23, 24) transversely with respect to the main flow direction.
Combustion system according to one of claims 11 or 12, characterized in that the premixing device is a premixing burner (17).
Combustion system according to one of claims 11 or 12, characterized in that the premixing device is a mixing tube (21).
Combustion system according to Claim 14, characterized in that the mixing tube (21) has a swirl element (25) in its interior, and in that two opposite injection apparatuses (23, 24) which are directed into the mixing tube (21) transversely with respect to the tube axis, are arranged in the region of the swirl element (25).
Combustion system according to one of Claims 8 to 15, characterized in that the fluidics element (11) comprises a fuel inlet (12) and two fuel outlets (31, 32) which branch in a Y-shape from the fuel inlet (12) and are connected to the fuel lines (15, 16) and in that two mutually opposite control channels (27, 28) are provided, which run transversely with respect to the fuel inlet (12), open into the fuel inlet (12) in the region of the branch of the fuel outlets (31, 32) and, by applying increased pressure or reduced pressure, allow the fuel mass flow entering the fuel inlet (12) to be diverted from one fuel outlet to the other (31 or 32).
Combustion system according to Claim 16, characterized in that the two control channels (27, 28) are connected to one another in a closed circuit by means of a connecting tube (29) of predetermined length running outside the fluidics element (11).