EP1137899A1 - Combustion device and method for burning a fuel - Google Patents

Combustion device and method for burning a fuel

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EP1137899A1
EP1137899A1 EP99964516A EP99964516A EP1137899A1 EP 1137899 A1 EP1137899 A1 EP 1137899A1 EP 99964516 A EP99964516 A EP 99964516A EP 99964516 A EP99964516 A EP 99964516A EP 1137899 A1 EP1137899 A1 EP 1137899A1
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EP
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combustion
fuel
flow
combustion device
area
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EP99964516A
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Günther SCHULZE
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Siemens AG
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/161—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general in systems with fluid flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00—Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005—Noise absorbing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Definitions

  • the invention relates to a combustion device for V erbrennung a fuel, wherein said fuel as a flow of fluid via a supply passage of the internal feed b is ar.
  • the invention also relates to a corresponding method.
  • a Laval nozzle is described in section 5.6.2 of the same book.
  • the Laval nozzle serves to expand the outflowing fluid beyond the critical pressure ratio and thus to increase the flow speed beyond the speed of sound.
  • the fluid is first compressed by a narrowing channel, the flow speed increasing up to the speed of sound.
  • An expanding channel section follows, in which the fluid expands and the flow velocity reaches the supersonic area.
  • Such a Laval nozzle is used, for example to achieve maximum outflow speeds for thrust gases from rocket engines.
  • Different operating states of a Laval nozzle are shown in Figure 5.25. In the operating state shown first, the outlet pressure of the fluid is above the critical pressure.
  • the Laval nozzle behaves like a Venturi tube here. For the definition of a Venturi tube, further details follow below.
  • Section 5.7 of the same book describes compression flows.
  • Section 5.7.1 explains how a subsonic diffuser works.
  • Subsonic diffusers are channels widened in the direction of flow, in which a flow in the subsonic area is delayed. The delay causes an increase in pressure.
  • Subsonic diffusers can be found, for example, in jet devices, Venturi tubes and in the idlers and outlet housings of turbocompressors.
  • Section 5.7.2 describes a supersonic diffuser in which the channel cross-section narrows in the direction of flow.
  • the European standard EN ESO 5167-1 concerns flow measurements of fluids with throttling devices.
  • Part 1 describes orifices, nozzles and Venturi tubes in fully flow-through lines with a circular cross-section.
  • Figure 10 shows a classic Venturi tube. A fluid flows through the Venturi tube along a flow direction.
  • the Venturi tube consists of an inlet cone that narrows in the direction of flow and a widening outlet cone that adjoins the inlet cone in the direction of flow. A large pressure loss occurs in the inlet cone. This is through the outlet cone
  • this object is achieved by specifying a combustion device for burning fuel with a supply channel for supplying the fuel to a combustion zone, the fuel being able to be passed through the supply channel as a fluid stream with a flow direction and a nominal speed lying within a nominal operating interval, and wherein Supply channel in a decoupling area is so narrowed that sound waves traveling from the combustion zone in the fluid flow against the direction of flow are at least partially reflected at the nominal speed in the decoupling area.
  • combustion vibrations can arise in that a pressure pulse is generated in the fluid flow when there is a fluctuation in a power release during combustion. Such a pressure pulse in the fluid flow in turn results in an uneveness in the mass flow of the fluid flow entering the combustion zone. This again leads to a fluctuating release of power during combustion.
  • the geometrical designs of the feed channel it can be used to form a positive feedback between pressure pulses in the fluid flow and the fluctuating power release during combustion.
  • a combustion oscillation forms.
  • Such a combustion vibration can have a disruptive effect, for example, as considerable noise pollution. With large power releases, however, vibrations can also occur in the combustion device, which can ultimately result in damage.
  • the invention is based on the knowledge that the propagation of sound waves in the fuel via the feed channel into further, acoustically coupled areas favors the tendency to form such combustion vibrations. This mechanism is prevented by acoustically decoupling the feed channel or also a plurality of feed channels for the fuel. Such acoustic decoupling is achieved by narrowing the feed channel or channels.
  • Such a constriction in the direction of flow which was previously only known for air silencers, increases the flow velocity of the fluid.
  • the flow rate can be increased so far that sound waves traveling against the flow direction against the constriction are reflected.
  • the constriction is designed in such a way that at a nominal velocity of the fluid flow in the supply channel at the constriction there is such a high acceleration of the fluid that a high proportion of the sound waves traveling against the constriction is reflected.
  • the nominal speed is e.g. within a speed interval that corresponds to those operating states of the combustion device in which there is a high tendency to form combustion oscillations.
  • the decoupling area is preferably designed as a continuous narrowing of the feed channel along the flow direction. Such a continuous constriction results in lower flow and pressure losses due to turbulence compared to a discontinuous constriction.
  • a continuous narrowing could e.g. B. something like that be designed, such as the supersonic diffuser described in the above-mentioned book by Willi Bohl.
  • the decoupling area is preferably followed by a pressure-increasing area which corresponds to an expansion of the feed channel.
  • a pressure increase range increases the pressure in the fluid flow. This is done by expanding the feed channel.
  • the passage from the decoupling area and pressure increase area thus corresponds e.g. the Venturi tube or a Laval nozzle shown in the above European standard.
  • Such a configuration is particularly advantageous when a high fluid mass flow has to be provided.
  • the combination of the decoupling area and the pressure-increasing area thus ensures that a great power release can be achieved in the combustion device with the aid of a large fluid mass flow, with an effective acoustic decoupling of the combustion zone and supply channel being provided at the same time.
  • the fuel is preferably natural gas or oil.
  • the combustion zone is preferably in a combustion chamber.
  • the combustion chamber can have any shape, but a tubular or annular combustion chamber is of particular importance.
  • Combustion vibrations can form in a combustion chamber through an interaction of a fluctuation in power during combustion and acoustic modes of the combustion chamber.
  • Such combustion chamber vibrations can spread in fluidically coupled rooms, e.g. into the supply lines of fuel or air and possibly penetrate to a supply pump, which can be mechanically heavily loaded.
  • An acoustic decoupling by means of the tapering of the feed channel prevents such a spreading of the combustion chamber vibrations.
  • the combustion chamber vibrations can spread in fluidically coupled rooms, e.g. into the supply lines of fuel or air and possibly penetrate to a supply pump, which can be mechanically heavily loaded.
  • the combustion device is preferably a gas turbine, in particular with an annular combustion chamber.
  • a gas turbine With a gas turbine, there is a particularly high release of power during combustion. Combustion vibrations can lead to particularly large noise pollution and damaging vibrations.
  • a ring combustion chamber the intrinsic acoustic modes are practically unpredictable due to the complicated geometry, so that the formation of combustion chamber vibrations is particularly difficult to prevent here.
  • the acoustic decoupling between the ring combustion chamber and the feed channels of the combustion media is of particular importance here.
  • the object is also achieved according to the invention by specifying a method for combusting fuel, the fuel being fed as a fluid stream with a flow direction with a flow direction and a nominal speed lying within a nominal operating interval, and the fluid stream being tapered in a decoupling area in such a way that sound waves traveling against the direction of flow from the combustion zone in the fluid flow are at least partially reflected at the nominal speed in the decoupling area.
  • the fluid flow is preferably continuously narrowed in the direction of flow.
  • the pressure in the fluid flow is preferably increased by a subsequent expansion of the fluid flow following the constriction.
  • Natural gas or oil is more preferably used as fuel.
  • Figure 2 shows a gas turbine
  • FIG. 1 shows a combustion device 1.
  • a fuel duct 5 which is likewise circular in cross section and which represents a supply duct 5 is arranged concentrically.
  • Air 6 is guided in the air duct 3 in the form of an air flow 7 with a flow direction 8.
  • fuel 14 for example oil
  • the air 6 and the fuel 14 are burned in a combustion zone 11 in a flame 13.
  • a fluctuation in the power release during combustion causes a sound wave 15 in the fluid flow 9 of the fuel 14. This sound wave 15 travels upstream in the direction of flow 10 in the fluid flow 9.
  • the sound wave 15 could penetrate the entire feed channel 5 and travel, for example, to a fuel pump (not shown) and possibly damage it.
  • a fuel pump not shown
  • considerably extensive spaces were acoustically coupled to the combustion zone 11 by means of the feed channel 5, through which combustion vibrations could spread in the combustion device 1 and which also resonance spaces represent that can favor the formation of combustion vibrations.
  • an acoustic decoupling of the feed channel 5 from the combustion zone 11 is achieved by a decoupling area 17.
  • the decoupling area 17 is formed by a narrowing of the feed channel 5 along the flow direction 10. The flow velocity of the fluid flow 9 is thus increased in the decoupling area 17.
  • the decoupling area 17 is designed such that at a nominal speed of the fluid flow 9 in the supply channel 5, this flow rate in the decoupling area 17 is greatly increased, preferably to a value close to the speed of sound in the fluid flow.
  • the sound wave 15 is largely reflected in the decoupling area 17 as a reflection wave 19.
  • the remaining part runs as a residual sound wave 21 upstream of the feed channel 5.
  • the nominal speed lies in a nominal operating interval, which corresponds to an interval of operating states close to a full load and a full load state.
  • the full load of the combustion apparatus 1 ' is the maximum value. for a power release during combustion. In the operating states of the combustion device 1, which correspond to a lower power release than a full load, there is less reflection of the
  • a pressure increase area 23 adjoins the decoupling area 17.
  • the pressure increasing area 23 corresponds to an expansion of the supply channel 5, in this case to the cross section of the supply channel 5, which also extends in the direction of flow 10 before decompression.
  • Coupling area 17 is present.
  • the reflection section 24 is a venturi tube.
  • the pressure increase area 23 is preferably designed so that there is a maximum pressure increase in the fluid flow 9 at the nominal speed.
  • the decoupling area 17 has an entry area 25 and an end area 27.
  • the end region 27 is at the same time an inlet region 29 of the pressure increase region 23.
  • the pressure increase region 23 ends at an outlet region 31.
  • a schematic illustration of the pressure curve in the decoupling region 17 and in the pressure increase region 23 is also included in FIG. Between the inlet area 25 of the decoupling area 17 and the end area 27 of the decoupling area 17 there is a clear pressure loss in the fluid flow 9.
  • FIG. 2 schematically shows a combustion device 1 designed as a gas turbine.
  • a compressor 45 and a turbine 47 are arranged along an axis 43.
  • a combustion chamber 49 which is designed as an annular combustion chamber, is connected between the compressor 45 and the turbine 47.
  • a plurality of burners 51 open into the combustion chamber 49; only one burner 51 is shown here for the sake of clarity.
  • the burner 51 has an air duct 3 which is connected to the compressor 45 in terms of flow technology.
  • the burner 51 also has a supply channel 5 for supplying natural gas '14.
  • Combustion media are air 6 from the compressor 45 and natural gas 14 here. These burn in the combustion chamber 49.
  • the hot combustion gases 53 thus generated drive the turbine 47.
  • the large power release in such a gas turbine 1 can result in combustion vibrations with particularly large amplitudes.
  • Such combustion vibrations can occur as combustion chamber vibrations in the combustion chamber 49 form.
  • a decoupling area 17 is provided in the feed channel 5. This is followed by a pressure increase region 23 in the direction of flow.
  • the effects and advantages of the decoupling area 17 and the pressure increasing area 23 correspond to those explained for FIG. 1.
  • the natural gas supply system, not shown in detail, is thus effectively acoustically decoupled from the combustion chamber 49.

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Abstract

The invention relates to a combustion device (1) for burning fuel (14), comprising a supply channel (5) for supplying a fuel (14) to a combustion area (11). The fuel (14) can be guided through the supply channel (5) in a stream of fluid (9) in a direction of flow (10) and at a nominal speed that lies within a nominal operating range. In a decoupling area (17), the supply channel (5) narrows to such an extent that the sound waves (15) running from the combustion area (11) in the fluid stream (9) against the direction of flow (10) are at least partially reflected at the nominal speed in said decoupling area (17).

Description

Beschreibungdescription
Verbrennungsvorrichtung und Verfahren zur Verbrennung eines BrennstoffsCombustion device and method for burning a fuel
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsvorrichtung zur Verbrennung eines Brennstoffs, wobei der Brennstoff als ein Fluidstrom über einen Zufuhrkanal der Verbrennung zuführbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfah- ren.The invention relates to a combustion device for V erbrennung a fuel, wherein said fuel as a flow of fluid via a supply passage of the internal feed b is ar. The invention also relates to a corresponding method.
In dem Buch "Technische Strömungslehre" von Willi Bohl, 10. Aufl., Vogel-Verlag, Würzburg 1994, sind in Kapitel 5.6 Ausströmvorgänge beschrieben. Genauer dargestellt sind Ausström- Vorgänge eines Fluides aus einem Behälter, in dem das Fluid beim Druck pi und der Dichte pi gespeichert ist. Das Fluid tritt als ein Strahl aus dem Behälter aus, wobei im Strahl der Strahldruck pa herrscht. Man bezeichnet das Druckverhält- nis, bei dem sich bei einem gegebenen Behälterzustand - also bei gegebenem Behälterdruck pi und gegebener Fluiddichte pi sowie bei gegebener Behälteröffnung, aus der das Fluid austritt - der Massenstrom des Fluides sich nicht mehr ändert, als kritisches Druckverhältnis (pa/pι) <k) • Je nach Größe des Druckverhältnisses pa/pι unterscheidet man zwei Arten von Ausströmvorgängen: 1. Unterkritische Ausströmung; 2. Überkritische Ausströmung.In the book "Technical Flow Theory" by Willi Bohl, 10th edition, Vogel-Verlag, Würzburg 1994, outflow processes are described in chapter 5.6. Are shown in more detail A usström- operations of a fluid from a container in which the fluid in the pressure pi and the density stored pi. The fluid exits the container as a jet, the jet pressure p a prevailing in the jet. The pressure ratio at which the given container state - i.e. given container pressure pi and given fluid density pi and given container opening from which the fluid exits - the mass flow of the fluid no longer changes as the critical pressure ratio (p a / pι) <k) • Depending on the size of the pressure ratio p a / pι, there are two types of outflow processes: 1. Subcritical outflow; 2. Supercritical outflow.
Im Abschnitt 5.6.2 desselben Buchs ist eine Lavaldüse beschrieben. Die Lavaldüse dient dazu, das ausströmende Fluid über das kritische Druckverhältnis hinaus zu expandieren und damit die Strömungsgeschwindigkeit über die Schallgeschwindigkeit hinaus zu erhöhen. Dazu wird das Fluid zunächst durch einen sich verengenden Kanal komprimiert, wobei sich die Strömungsgeschwindigkeit bis zur Schallgeschwindigkeit er- höht. Es folgt ein sich erweiternder Kanalabschnitt, in dem das Fluid expandiert und die Strömungsgeschwindigkeit den Überschallbereich erreicht. Eine solche Lavaldüse dient z.B. zum Erreichen maximaler Ausströmgeschwindigkeiten für Schubgase von Raketentriebwerken. In Bild 5.25 sind verschiedene Betriebszustände einer Lavaldüse dargestellt. In dem zuerst dargestellten Betriebszustand liegt der Austrittsdruck des Fluides über dem kritischen Druck. Die Lavaldüse verhält sich hier wie ein Venturirohr. Zur Definition eines Venturirohres folgen weiter unten nähere Angaben.A Laval nozzle is described in section 5.6.2 of the same book. The Laval nozzle serves to expand the outflowing fluid beyond the critical pressure ratio and thus to increase the flow speed beyond the speed of sound. For this purpose, the fluid is first compressed by a narrowing channel, the flow speed increasing up to the speed of sound. An expanding channel section follows, in which the fluid expands and the flow velocity reaches the supersonic area. Such a Laval nozzle is used, for example to achieve maximum outflow speeds for thrust gases from rocket engines. Different operating states of a Laval nozzle are shown in Figure 5.25. In the operating state shown first, the outlet pressure of the fluid is above the critical pressure. The Laval nozzle behaves like a Venturi tube here. For the definition of a Venturi tube, further details follow below.
Im Abschnitt 5.7 desselben Buchs sind Verdichtungsströmungen beschrieben. Abschnitt 5.7.1 erläutert die Funktionsweise eines Unterschalldiffusors. Unterschalldiffusoren sind in Strömungsrichtung erweiterte Kanäle, in denen eine im Unterschallbereich verlaufende Strömung verzögert wird. Durch die Verzögerung entsteht ein Druckanstieg. Unterschalldiffusoren finden sich beispielsweise in Strahlapparaten, Venturirohren und in den Leiträdern und Austrittsgehäusen von Turboverdichtern. In Abschnitt 5.7.2 ist ein Überschalldiffusor beschrieben, bei dem sich der Kanalquerschnitt in Strömungsrichtung verengt .Section 5.7 of the same book describes compression flows. Section 5.7.1 explains how a subsonic diffuser works. Subsonic diffusers are channels widened in the direction of flow, in which a flow in the subsonic area is delayed. The delay causes an increase in pressure. Subsonic diffusers can be found, for example, in jet devices, Venturi tubes and in the idlers and outlet housings of turbocompressors. Section 5.7.2 describes a supersonic diffuser in which the channel cross-section narrows in the direction of flow.
Die Europäische Norm EN ESO 5167-1 betrifft Durchflußmessungen von Fluiden mit Drosselgeräten. In Teil 1 sind Blenden, Düsen und Venturirohre in volldurchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt beschrieben. Bild 10 zeigt ein klassisches Venturirohr. Durch das Venturirohr strömt entlang einer Strömungsrichtung ein Fluid. Das Venturirohr besteht aus einem sich in Strömungsrichtung verengenden Einlaufkonus und einem sich an den Einlaufkonus in Strömungsrichtung anschließenden, sich erweiternden Auslaufkonus . Im Einlaufkonus entsteht ein großer Druckverlust. Durch den Auslaufkonus wird dieserThe European standard EN ESO 5167-1 concerns flow measurements of fluids with throttling devices. Part 1 describes orifices, nozzles and Venturi tubes in fully flow-through lines with a circular cross-section. Figure 10 shows a classic Venturi tube. A fluid flows through the Venturi tube along a flow direction. The Venturi tube consists of an inlet cone that narrows in the direction of flow and a widening outlet cone that adjoins the inlet cone in the direction of flow. A large pressure loss occurs in the inlet cone. This is through the outlet cone
Druckverlust zum größten Teil wieder wettgemacht, so daß der insgesamt durch das Venturirohr gegenüber einem Rohr mit unveränderlichem Querschnitt und gleicher Länge entstehende Druckverlust klein bleibt.Pressure loss for the most part made up for, so that the overall pressure loss caused by the Venturi tube compared to a tube with an unchangeable cross-section and the same length remains small.
In dem Buch "Berechnung der Schallausbreitung in durchströmten Kanälen von Turbomaschinen unter besonderer Berücksichti- gung der Auslegung von Drehtonschalldämpfern" von Christian Faber, Verlag Shaker, Aachen 1993, ist im Abschnitt 3.4 dargestellt, wie Diskontinuitäten in Strömungskanälen die Ausbreitung von Schall in einem in diesen Strömungskanälen strö- menden Fluid beeinflussen. Es werden Streu-, Reflexions- und Transmissionsfaktoren abgeleitet, mit denen berechnet werden kann, welcher Teil einer einfallenden Schallenergie die Diskontinuität passiert und welcher Teil reflektiert wird.In the book "Calculation of sound propagation in flow channels of turbomachinery with special consideration The design of rotary sound mufflers "by Christian Faber, publisher Shaker, Aachen 1993, shows in section 3.4 how discontinuities in flow channels influence the propagation of sound in a fluid flowing in these flow channels. Scattering, reflection and transmission factors derived, which can be used to calculate which part of an incident sound energy passes the discontinuity and which part is reflected.
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Verbrennungsvorrichtung, die hinsichtlich der Beherrschung und Beeinflussung der Ausbreitung und der Ausbildung von durch eine Verbrennung induzierten Schallwellen günstige Eigenschaften aufweist. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines entspre- chenden Verfahrens.The object of the invention is to provide a combustion device which has favorable properties with regard to the control and influencing of the propagation and the formation of sound waves induced by combustion. Another object of the invention is to provide a corresponding method.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch Angabe einer Verbrennungsvorrichtung zur Verbrennung von Brennstoff mit einem Zufuhrkanal zur Zuführung des Brennstoffs zu einer Ver- brennungszone, wobei der Brennstoff als ein Fluidstrom mit einer Strömungsrichtung und einer in einem Nennbetriebsintervall liegenden Nenngeschwindigkeit durch den Zufuhrkanal führbar ist und wobei der Zufuhrkanal in einem Entkopplungsbereich so verengt ist, daß von der Verbrennungszone im Fluidstrom gegen die Strömungsrichtung laufende Schallwellen bei der Nenngeschwindigkeit im Entkopplungsbereich zumindest teilweise reflektiert werden.According to the invention, this object is achieved by specifying a combustion device for burning fuel with a supply channel for supplying the fuel to a combustion zone, the fuel being able to be passed through the supply channel as a fluid stream with a flow direction and a nominal speed lying within a nominal operating interval, and wherein Supply channel in a decoupling area is so narrowed that sound waves traveling from the combustion zone in the fluid flow against the direction of flow are at least partially reflected at the nominal speed in the decoupling area.
Bei einer Verbrennung können Verbrennungsschwingungen dadurch entstehen, daß bei einer Schwankung einer Leistungsfreisetzung bei der Verbrennung ein Druckpuls im Fluidstrom entsteht. Ein solcher Druckpuls im Fluidstrom hat wiederum eine Verungleichmäßigung im Massenstrom des in die Verbrennungszone eintretenden Fluidstroms zur Folge. Dies führt wieder zu einer zeitlich schwankenden Leistungsfreisetzung bei der Verbrennung. Je nach z.B. den geometrischen Ausbildungen des Zu- fuhrkanales kann es zur Ausbildung einer positiven Rückkopp- lung zwischen Druckpulsen im Fluidstrom und der schwankenden Leistungsfreisetzung bei der Verbrennung kommen. Es bildet sich eine Verbrennungsschwingung aus. Eine solche Verbrennungsschwingung kann sich z.B. als erhebliche Lärmbelastung störend auswirken. Bei großen Leistungsfreisetzungen kann es aber auch zu Vibrationen in der Verbrennungsvorrichtung kommen, die letztlich Beschädigungen zur Folge haben können. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Ausbreitung von Schallwellen im Brennstoff über den Zufuhrkanal in wei- tere, akustisch angekoppelte Bereiche die Neigung zur Ausbildung solcher Verbrennungsschwingungen begünstigt. Durch eine akustische Entkopplung des Zufuhrkanales oder auch mehrerer Zufuhrkanäle für den Brennstoff wird dieser Mechanismus unterbunden. Eine solche akustische Entkopplung wird durch eine Verengung des Zufuhrkanales oder der Zufuhrkanäle erreicht.In the case of a combustion, combustion vibrations can arise in that a pressure pulse is generated in the fluid flow when there is a fluctuation in a power release during combustion. Such a pressure pulse in the fluid flow in turn results in an uneveness in the mass flow of the fluid flow entering the combustion zone. This again leads to a fluctuating release of power during combustion. Depending on, for example, the geometrical designs of the feed channel, it can be used to form a positive feedback between pressure pulses in the fluid flow and the fluctuating power release during combustion. A combustion oscillation forms. Such a combustion vibration can have a disruptive effect, for example, as considerable noise pollution. With large power releases, however, vibrations can also occur in the combustion device, which can ultimately result in damage. The invention is based on the knowledge that the propagation of sound waves in the fuel via the feed channel into further, acoustically coupled areas favors the tendency to form such combustion vibrations. This mechanism is prevented by acoustically decoupling the feed channel or also a plurality of feed channels for the fuel. Such acoustic decoupling is achieved by narrowing the feed channel or channels.
Durch eine solche, bisher lediglich bei Luftschalldämpfern bekannte, Verengung in Strömungsrichtung erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids . Die Strömungsgeschwin- digkeit kann dabei so weit erhöht werden, daß entgegen der Strömungsrichtung gegen die Verengung laufende Schallwellen reflektiert werden. Die Verengung wird so ausgelegt, daß sich bei einer Nenngeschwindigkeit des Fluidstroms im Zufuhrkanal an der Verengung eine so hohe Beschleunigung des Fluides er- gibt, daß ein hoher Anteil der gegen die Verengung laufenden Schallwellen reflektiert wird. Die Nenngeschwindigkeit liegt z.B. innerhalb eines Geschwindigkeitsintervalls, das solchen Betriebszuständen der Verbrennungsvorrichtung entspricht, bei denen eine hohe Neigung zur Ausbildung von Verbrennungs- Schwingungen besteht.Such a constriction in the direction of flow, which was previously only known for air silencers, increases the flow velocity of the fluid. The flow rate can be increased so far that sound waves traveling against the flow direction against the constriction are reflected. The constriction is designed in such a way that at a nominal velocity of the fluid flow in the supply channel at the constriction there is such a high acceleration of the fluid that a high proportion of the sound waves traveling against the constriction is reflected. The nominal speed is e.g. within a speed interval that corresponds to those operating states of the combustion device in which there is a high tendency to form combustion oscillations.
Vorzugsweise ist der Entkopplungsbereich als eine kontinuierliche Verengung des Zufuhrkanales entlang der Strömungsrichtung ausgebildet. An einer solchen kontinuierlichen Verengung ergeben sich gegenüber einer diskontinuierlichen Verengung geringere Strömungs- und Druckverluste durch Turbulenzen. Eine solche kontinuierliche Verengung könnte z. B. so ähnlich ausgebildet sein, wie der im obengenannten Buchs von Willi Bohl beschriebene Überschalldiffusor .The decoupling area is preferably designed as a continuous narrowing of the feed channel along the flow direction. Such a continuous constriction results in lower flow and pressure losses due to turbulence compared to a discontinuous constriction. Such a continuous narrowing could e.g. B. something like that be designed, such as the supersonic diffuser described in the above-mentioned book by Willi Bohl.
Bevorzugtermaßen schließt sich in Strömungsrichtung an den Entkopplungsbereich ein Druckerhöhungsbereich an, der einer Erweiterung des Zufuhrkanales entspricht. Durch einen solchen Druckerhöhungsbereich wird der Druck im Fluidstrom erhöht. Dies geschieht durch die Erweiterung des Zufuhrkanales. Die Passage aus Entkopplungsbereich und Druckerhöhungsbereich entspricht somit z.B. dem in der oben angegebenen Europäischen Norm dargestellten Venturirohr oder einer Lavaldüse. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein hoher Fluidmassenstrom bereitgestellt werden muß. Durch die Kombination von Entkopplungsbereich und Druckerhö- hungsbereich wird somit erreicht, daß bei der Verbrennungsvorrichtung eine große Leistungsfreisetzung mit Hilfe eines - großen Fluidmassenstroms erreichbar ist, wobei gleichzeitig mit eine wirksame akustische Entkopplung von Verbrennungszone und Zufuhrkanal bereitgestellt wird.In the flow direction, the decoupling area is preferably followed by a pressure-increasing area which corresponds to an expansion of the feed channel. Such a pressure increase range increases the pressure in the fluid flow. This is done by expanding the feed channel. The passage from the decoupling area and pressure increase area thus corresponds e.g. the Venturi tube or a Laval nozzle shown in the above European standard. Such a configuration is particularly advantageous when a high fluid mass flow has to be provided. The combination of the decoupling area and the pressure-increasing area thus ensures that a great power release can be achieved in the combustion device with the aid of a large fluid mass flow, with an effective acoustic decoupling of the combustion zone and supply channel being provided at the same time.
Bevorzugt ist der Brennstoff Erdgas oder Öl.The fuel is preferably natural gas or oil.
Vorzugsweise liegt die Verbrennungszone in einer Brennkammer. Die Brennkammer kann eine beliebige Form haben, besondere Be- deutung kommt aber einer rohrförmigen oder einer ringförmigen Brennkammer zu. In einer Brennkammer können sich Verbrennungsschwingungen durch eine Wechselwirkung einer Leistungsschwankung bei der Verbrennung und akustischen Eigenmoden der Brennkammer bilden. Solche Brennkammerschwingungen können sich in strömungstechnisch angekoppelten Räume ausbreiten, z.B. in die Zufuhrleitungen von Brennstoff oder Luft und u.U. bis zu einer Versorgungspumpe, die dadurch mechanisch stark belastet werden kann, vordringen. Eine akustische Entkopplung mittels der Verjüngung des Zufuhrkanals verhindert eine sol- ehe Ausbreitung der Brennkammerschwingungen. Zudem wird dieThe combustion zone is preferably in a combustion chamber. The combustion chamber can have any shape, but a tubular or annular combustion chamber is of particular importance. Combustion vibrations can form in a combustion chamber through an interaction of a fluctuation in power during combustion and acoustic modes of the combustion chamber. Such combustion chamber vibrations can spread in fluidically coupled rooms, e.g. into the supply lines of fuel or air and possibly penetrate to a supply pump, which can be mechanically heavily loaded. An acoustic decoupling by means of the tapering of the feed channel prevents such a spreading of the combustion chamber vibrations. In addition, the
Neigung, überhaupt Brennkammerschwingungen auszubilden, reduziert, da der für die Brennkammerschwingungen zur Verfügung stehende akustische Resonanzraum durch die Abkopplung des Zufuhrkanals verkleinert wird.The tendency to form combustion chamber vibrations at all is reduced, since it is available for the combustion chamber vibrations standing acoustic resonance space is reduced by decoupling the supply channel.
Bevorzugt ist die Verbrennungsvorrichtung eine Gasturbine, insbesondere mit einer Ringbrennkammer. Bei einer Gasturbine kommt es zu einer besonders hohen Leistungsfreisetzung bei der Verbrennung. Verbrennungsschwingungen können somit hier zu besonders großen Lärmbelastungen und schädigenden Vibrationen führen. In einer Ringbrennkammer sind akustische Ei- genmoden durch die komplizierte Geometrie praktisch nicht vorhersagbar, so daß die Ausbildung von Brennkammerschwingungen hier besonders schwer zu verhindern ist. Die akustische Entkopplung zwischen der Ringbrennkammer und den Zufuhrkanälen der Verbrennungsmedien ist hier also von besonderer Be- deutung.The combustion device is preferably a gas turbine, in particular with an annular combustion chamber. With a gas turbine, there is a particularly high release of power during combustion. Combustion vibrations can lead to particularly large noise pollution and damaging vibrations. In a ring combustion chamber, the intrinsic acoustic modes are practically unpredictable due to the complicated geometry, so that the formation of combustion chamber vibrations is particularly difficult to prevent here. The acoustic decoupling between the ring combustion chamber and the feed channels of the combustion media is of particular importance here.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenso gelöst durch Angabe eines Verfahrens zur Verbrennung von Brennstoff, wobei der Brennstoff als ein Fluidstrom mit einer Strömungsrichtung mit einer Strömungsrichtung und einer in einem Nennbetriebsintervall liegenden Nenngeschwindigkeit einer Verbrennungszone zugeführt wird und wobei der Fluidstrom in einem Entkopplungsbereich so verjüngt wird, daß von der Verbrennungszone im Fluidstrom gegen die Strömungsrichtung laufende Schallwellen bei der Nenngeschwindigkeit im Entkopplungsbereich zumindest teilweise reflektiert werden.The object is also achieved according to the invention by specifying a method for combusting fuel, the fuel being fed as a fluid stream with a flow direction with a flow direction and a nominal speed lying within a nominal operating interval, and the fluid stream being tapered in a decoupling area in such a way that sound waves traveling against the direction of flow from the combustion zone in the fluid flow are at least partially reflected at the nominal speed in the decoupling area.
Die Vorteile eines solchen Verfahrens ergeben sich entsprechend den obigen Ausführungen zu den Vorteilen der Verbren- nungsvorrichtung.The advantages of such a method result from the above explanations regarding the advantages of the combustion device.
Bevorzugt wird der Fluidstrom in Strömungsrichtung kontinuierlich verengt. Bevorzugtermaßen wird der Druck im Fluidstrom durch eine im Anschluß an die Verengung folgende Aufweitung des Fluidstroms erhöht. Weiter bevorzugt wird als Brennstoff Erdgas oder Öl verwendet. Vorzugsweise wird der Brennstoff in einer Brennkammer einer Gasturbine, insbesondere einer Ringbrennkammer, verbrannt.The fluid flow is preferably continuously narrowed in the direction of flow. The pressure in the fluid flow is preferably increased by a subsequent expansion of the fluid flow following the constriction. Natural gas or oil is more preferably used as fuel. Preferably the Fuel burned in a combustion chamber of a gas turbine, in particular an annular combustion chamber.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeich- nung näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. They show schematically and not to scale:
Figur 1 eine Verbrennungsvorrichtung und1 shows a combustion device and
Figur 2 eine Gasturbine.Figure 2 shows a gas turbine.
Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.The same reference symbols have the same meaning in the different figures.
Figur 1 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung 1. In einem im Querschnitt kreisförmigen Luftkanal 3 ist ein ebenfalls im Querschnitt kreisförmiger Brennstoffkanal 5, der einen Zufuhrkanal 5 darstellt, konzentrisch angeordnet. In dem Luftkanal 3 wird Luft 6 in Form eines Luftstromes 7 mit einer Strömungsrichtung 8 geführt. Im Brennstoffkanal 5 wird als Fluidstrom 9 entlang einer Strömungsrichtung 10 Brennstoff 14, z.B. Öl, aus einem Brennstoffbehälter 12 geführt. Die Luft 6 und der Brennstoff 14 werden in einer Verbrennungszone 11 in einer Flamme 13 verbrannt. Eine Schwankung in der Lei- stungsfreisetzung bei der Verbrennung ruft eine Schallwelle 15 im Fluidstrom 9 des Brennstoffs 14 hervor. Diese Schallwelle 15 wandert entgegen der Strömungsrichtung 10 im Fluidstrom 9 stromaufwärts. Bei einem Zufuhrkanal 5 mit einem unveränderlichen Querschnitt könnte die Schallwelle 15 den gesamten Zufuhrkanal 5 durchsetzen und etwa bis hin zu einer nicht dargestellten Brennstoffpumpe wandern und diese eventuell schädigen. Bei solchen, bisher verwendeten Ausführungen wurden somit an die Verbrennungszone 11 mittels des Zufuhrkanales 5 erheblich ausgedehnte Räume akustisch angekoppelt, durch die Verbrennungsschwingungen sich in der Verbrennungsvorrichtung 1 ausbreiten konnten und die zudem Resonanzräume darstellen, die eine Ausbildung von Verbrennungsschwingungen begünstigen können.FIG. 1 shows a combustion device 1. In an air duct 3 which is circular in cross section, a fuel duct 5 which is likewise circular in cross section and which represents a supply duct 5 is arranged concentrically. Air 6 is guided in the air duct 3 in the form of an air flow 7 with a flow direction 8. In the fuel channel 5, fuel 14, for example oil, is led out of a fuel tank 12 as a fluid stream 9 along a flow direction 10. The air 6 and the fuel 14 are burned in a combustion zone 11 in a flame 13. A fluctuation in the power release during combustion causes a sound wave 15 in the fluid flow 9 of the fuel 14. This sound wave 15 travels upstream in the direction of flow 10 in the fluid flow 9. In the case of a feed channel 5 with an invariable cross section, the sound wave 15 could penetrate the entire feed channel 5 and travel, for example, to a fuel pump (not shown) and possibly damage it. In such previously used designs, considerably extensive spaces were acoustically coupled to the combustion zone 11 by means of the feed channel 5, through which combustion vibrations could spread in the combustion device 1 and which also resonance spaces represent that can favor the formation of combustion vibrations.
Bei der hier gezeigten Verbrennungsvorrichtung 1 wird demge- genüber eine akustische Entkopplung des Zufuhrkanals 5 von der Verbrennungszone 11 durch einen Entkopplungsbereich 17 erreicht. Der Entkopplungsbereich 17 ist durch eine Verengung des Zufuhrkanals 5 entlang der Strömungsrichtung 10 gebildet. Im Entkopplungsbereich 17 wird damit die Strömungsgeschwin- digkeit des Fluidstroms 9 erhöht. Der Entkopplungsbereich 17 ist so ausgelegt, daß bei einer Nenngeschwindigkeit des Fluidstroms 9 im Zufuhrkanal 5 diese Strömungsgeschwindigkeit im Entkopplungsbereich 17 stark erhöht wird, vorzugsweise auf einen Wert nahe der Schallgeschwindigkeit im Fluidstrom. Da- durch wird die Schallwelle 15 im Entkopplungsbereich 17 zum großen Teil als Reflexionswelle 19 reflektiert. Der verbleibende Teil läuft als Restschallwelle 21 weiter den Zufuhrkanal 5 stromaufwärts. Die Nenngeschwindigkeit liegt in einem Nennbetriebsintervall, welches einem Intervall von Betriebs- zuständen nahe einer Vollast und einem Vollastzustand entspricht. Der Vollastzustand der Verbrennungsvorrichtung 1 ist ' der maximale Wert. für eine Leistungsfreisetzung bei der Verbrennung. Bei Betriebszuständen der Verbrennungsvorrichtung 1, die einer geringeren Leistungsfreisetzung als einer Voll- last entsprechen, erfolgt eine geringere Reflexion derIn contrast, in the combustion device 1 shown here, an acoustic decoupling of the feed channel 5 from the combustion zone 11 is achieved by a decoupling area 17. The decoupling area 17 is formed by a narrowing of the feed channel 5 along the flow direction 10. The flow velocity of the fluid flow 9 is thus increased in the decoupling area 17. The decoupling area 17 is designed such that at a nominal speed of the fluid flow 9 in the supply channel 5, this flow rate in the decoupling area 17 is greatly increased, preferably to a value close to the speed of sound in the fluid flow. As a result, the sound wave 15 is largely reflected in the decoupling area 17 as a reflection wave 19. The remaining part runs as a residual sound wave 21 upstream of the feed channel 5. The nominal speed lies in a nominal operating interval, which corresponds to an interval of operating states close to a full load and a full load state. The full load of the combustion apparatus 1 'is the maximum value. for a power release during combustion. In the operating states of the combustion device 1, which correspond to a lower power release than a full load, there is less reflection of the
Schallwelle 15. Verbrennungsschwingungen können besonders störend und schädlich in der Nähe des Vollastzustandes sein, da es hier zu einer hohen Leistungsfreisetzung kommt. Bei geringeren Lastzuständen ist somit eine geringere Reflexion der Schallwelle 15 und somit eine höhere Ausbreitung der Schallwelle 15 akzeptabel. An den Entkopplungsbereich 17 schließt sich ein Druckerhöhungsbereich 23 an. Der Entkopplungsbereich 17 bildet zusammen mit dem Druckerhöhungsbereich 23 einen Reflexionsabschnitt 24 mit einer Länge 24 des Zufuhrkanales 5. Der Druckerhöhungsbereich 23 entspricht einer Erweiterung des Zufuhrkanals 5, in diesem Fall auf den Querschnitt des Zufuhrkanals 5, der auch in Strömungsrichtung 10 vor dem Ent- kopplungsbereich 17 vorliegt. Der Reflexionsabschnitt 24 ist ein Venturirohr. Der Druckerhöhungsbereich 23 ist vorzugsweise so ausgelegt, daß sich bei der Nenngeschwindigkeit eine maximale Druckerhöhung im Fluidstrom 9 ergibt. Der Entkopp- lungsbereich 17 weist einen Eintrittsbereich 25 und einen Endbereich 27 auf. Der Endbereich 27 ist gleichzeitig ein Eintrittsbereich 29 des Druckerhöhungsbereichs 23. Der Druckerhöhungsbereich 23 endet an einem Austrittsbereich 31. Eine schematische Darstellung des Druckverlaufs im Entkopplungsbe- reich 17 und im Druckerhöhungsbereich 23 ist mit in die Figur 1 aufgenommen. Zwischen dem Eintrittsbereich 25 des Entkopplungsbereichs 17 und dem Endbereich 27 des Entkopplungsbereichs 17 ergibt sich ein deutlicher Druckverlust im Fluidstrom 9. Dieser Druckverlust wird im Druckerhöhungsbe- reich 23 zum größten Teil wieder ausgeglichen, so daß sich insgesamt ein nur geringer Druckverlust Δp gegenüber einem über diese Strecke des Zufuhrkanals 5 entstehenden Druckverlustes bei einem unveränderlichen Querschnitt des Zufuhrkanals 5 ergibt (strichliert dargestellt) .Sound wave 15. Combustion vibrations can be particularly annoying and harmful in the vicinity of the full load condition, as this results in a high level of power release. At lower load conditions, a lower reflection of the sound wave 15 and thus a higher propagation of the sound wave 15 are acceptable. A pressure increase area 23 adjoins the decoupling area 17. The decoupling area 17, together with the pressure increasing area 23, forms a reflection section 24 with a length 24 of the supply channel 5. The pressure increasing area 23 corresponds to an expansion of the supply channel 5, in this case to the cross section of the supply channel 5, which also extends in the direction of flow 10 before decompression. Coupling area 17 is present. The reflection section 24 is a venturi tube. The pressure increase area 23 is preferably designed so that there is a maximum pressure increase in the fluid flow 9 at the nominal speed. The decoupling area 17 has an entry area 25 and an end area 27. The end region 27 is at the same time an inlet region 29 of the pressure increase region 23. The pressure increase region 23 ends at an outlet region 31. A schematic illustration of the pressure curve in the decoupling region 17 and in the pressure increase region 23 is also included in FIG. Between the inlet area 25 of the decoupling area 17 and the end area 27 of the decoupling area 17 there is a clear pressure loss in the fluid flow 9. This pressure loss is largely compensated for in the pressure increasing area 23, so that overall there is only a slight pressure loss Δp compared to one above it Distance of the supply channel 5 resulting pressure loss with an invariable cross section of the supply channel 5 results (shown in dashed lines).
Die Figur 2 zeigt schematisch eine als Gasturbine ausgeführte Verbrennungsvorrichtung 1. Entlang einer Achse 43 sind ein Verdichter 45 und eine Turbine 47 angeordnet. Zwischen Verdichter 45 und Turbine 47 ist eine Brennkammer 49 geschaltet, die als Ringbrennkammer ausgeführt ist. In die Brennkammer 49 münden eine Mehrzahl von Brennern 51, hier ist der Übersichtlichkeit halber nur ein Brenner 51 dargestellt. Der Brenner 51 weist einen Luftkanal 3 auf, der strömungstechnisch mit dem Verdichter 45 verbunden ist. Der Brenner 51 weist weiter- hin einen Zufuhrkanal 5 zur Zuführung von Erdgas '14 auf. Verbrennungsmedien sind also hier Luft 6 vom Verdichter 45 und Erdgas 14. Diese verbrennen in der Brennkammer 49. Die dadurch entstehenden heißen Brenngase 53 treiben die Turbine 47 an. Durch die große Leistungsfreisetzung in einer solchen Gasturbine 1 können Verbrennungsschwingungen mit besonders großen Amplituden entstehen. Solche Verbrennungsschwingungen können sich als Brennkammerschwingungen in der Brennkammer 49 ausbilden. Um zu verhindern, daß sich solche Brennkammerschwingungen über den Zufuhrkanal 5 auf das gesamte, nicht näher dargestellte Erdgaszuleitungssystem ausbreiten, ist im Zufuhrkanal 5 ein Entkopplungsbereich 17 vorgesehen. An die- sen schließt sich in Strömungsrichtung ein Druckerhöhungsbereich 23 an. Die Wirkungen und Vorteile des Entkopplungsbereichs 17 und des Druckerhöhungsbereichs 23 entsprechen den zu Figur 1 erläuterten. Das nicht näher dargestellte Erdgaszufuhrsystem ist somit wirksam von der Brennkammer 49 aku- stisch entkoppelt. FIG. 2 schematically shows a combustion device 1 designed as a gas turbine. A compressor 45 and a turbine 47 are arranged along an axis 43. A combustion chamber 49, which is designed as an annular combustion chamber, is connected between the compressor 45 and the turbine 47. A plurality of burners 51 open into the combustion chamber 49; only one burner 51 is shown here for the sake of clarity. The burner 51 has an air duct 3 which is connected to the compressor 45 in terms of flow technology. The burner 51 also has a supply channel 5 for supplying natural gas '14. Combustion media are air 6 from the compressor 45 and natural gas 14 here. These burn in the combustion chamber 49. The hot combustion gases 53 thus generated drive the turbine 47. The large power release in such a gas turbine 1 can result in combustion vibrations with particularly large amplitudes. Such combustion vibrations can occur as combustion chamber vibrations in the combustion chamber 49 form. In order to prevent such combustion chamber vibrations from spreading via the feed channel 5 to the entire natural gas supply system, not shown in detail, a decoupling area 17 is provided in the feed channel 5. This is followed by a pressure increase region 23 in the direction of flow. The effects and advantages of the decoupling area 17 and the pressure increasing area 23 correspond to those explained for FIG. 1. The natural gas supply system, not shown in detail, is thus effectively acoustically decoupled from the combustion chamber 49.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verbrennungsvorrichtung (1) zur Verbrennung von Brennstoff (14) mit einem Zufuhrkanal (5) zur Zuführung von Brennstoff (14) zu einer Verbrennungszone (11), wobei der Brennstoff (14 ) in einem Fluidstrom (9) mit einer Strömungsrichtung (10) und einer in einem Nennbetriebsintervall liegenden Nenngeschwindigkeit durch den Zufuhrkanal (5) führbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zufuhrka- nal (5) in einem Entkopplungsbereich (17) so verengt ist, daß von der Verbrennungszone (11) im Fluidstrom (9) gegen die Strömungsrichtung (10) laufende Schallwellen (15) bei der Nenngeschwindigkeit im Entkopplungsbereich (17) zumindest teilweise reflektiert werden.1. Combustion device (1) for combusting fuel (14) with a supply channel (5) for supplying fuel (14) to a combustion zone (11), the fuel (14) in a fluid flow (9) with a flow direction (10 ) and a nominal speed lying in a nominal operating interval can be guided through the feed channel (5), characterized in that the feed channel (5) is so narrowed in a decoupling area (17) that the combustion zone (11) in the fluid flow (9) counteracts it sound waves (15) running in the direction of flow (10) are at least partially reflected at the nominal speed in the decoupling area (17).
2. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Entkopplungsbereich (17) als eine kontinuierliche Verengung des Zufuhrkanales (5) entlang der Strömungsrichtung (10) ausgebil- det ist.2. Combustion device (1) according to claim 1, so that the decoupling area (17) is designed as a continuous narrowing of the feed channel (5) along the flow direction (10).
3. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zufuhrkanal (5) einen kreis- oder ringförmigen Querschnitt aufweist.3. Combustion device (1) according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the feed channel (5) has a circular or annular cross section.
4. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich in Strömungsrichtung (10) an den Entkopplungsbereich (17) ein Druckerhöhungsbereich (23) anschließt, in dem sich der Zufuhrkanal (5) erweitert.4. Combustion device (1) according to claim 1, 2 or 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that in the flow direction (10) to the decoupling area (17) is followed by a pressure increasing area (23) in which the supply channel (5) widens.
5. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Entkopplungsbereich (17) zusammen mit dem Druckerhöhungsbereich (23) einen Reflexionsabschnitt (22) bilden, der in Form einer Lavaldüse ausgebildet ist. 5. Combustion device (1) according to claim 4, characterized in that the decoupling area (17) together with the pressure increasing area (23) form a reflection section (22) which is designed in the form of a Laval nozzle.
6. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Entkopplungsbereich (17) zusammen mit dem Druckerhöhungsbereich (23) einen Reflexionsabschnitt (22) bilden, der in Form eines Ven- turirohres ausgebildet ist.6. Combustion device (1) according to claim 4, so that the decoupling area (17) together with the pressure increasing area (23) form a reflection section (22) which is designed in the form of a ventilating tube.
7. Verbrennungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Brennstoff Erdgas oder Öl ist.7. Combustion device (1) according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the fuel is natural gas or oil.
8. Verbrennungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verbrennungszone (11) in einer Brennkammer (49) liegt.8. Combustion device (1) according to one of the preceding claims, that the combustion zone (11) lies in a combustion chamber (49).
9. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Ausführung als Gasturbine .9. Combustion device (1) according to claim 8, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h an embodiment as a gas turbine.
10. Verbrennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Brennkammer (49) als Ringbrennkammer ausgeführt ist.10. Combustion device (1) according to claim 8 or 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the combustion chamber (49) is designed as an annular combustion chamber.
11. Verbrennungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Nennbetriebsintervall ein Vollastintervall ist, das die Betriebszustände umfaßt, bei denen eine bei der Verbrennung umsetzbare Energie zumindest nahezu maximal ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Entkopp- lungsbereich (17) so verengt ist, daß im Vollastintervall ein gegenüber anderen Zuständen größerer Anteil an Schallwellen (15) reflektiert wird.11. Combustion device (1) according to one of the preceding claims, in which the nominal operating interval is a full load interval, which comprises the operating states in which an energy which can be converted during combustion is at least almost maximum, characterized in that the decoupling region (17) is narrowed is that a larger proportion of sound waves (15) is reflected in the full load interval compared to other states.
12. Verfahren zur Verbrennung eines Brennstoffs (14) als ein Fluidstrom (9) mit einer Strömungsrichtung (10) und einer in einem Nennbetriebsintervall liegenden Nenngeschwindigkeit einer Verbrennungszone (11) zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Fluidstrom (9) in einem Entkopplungsbereich (17) so verengt wird, daß von der Verbrennungszone (11) im Fluidstrom (9) gegen die Strömungsrichtung (8, 10) laufende Schallwellen (15) bei der Nenngeschwindigkeit im Entkopplungsbereich (17) reflektiert werden.12. Method for the combustion of a fuel (14) as a fluid stream (9) with a flow direction (10) and a nominal speed lying within a nominal operating interval is fed to a combustion zone (11), characterized in that the fluid flow (9) is so narrowed in a decoupling area (17) that sound waves (15) running from the combustion zone (11) in the fluid flow (9) against the flow direction (8, 10) at the nominal speed in the decoupling area (17 ) are reflected.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Fluidstrom (9) in Strömungsrichtung (8, 10) kontinuierlich verengt wird.13. The method according to claim 12, so that the fluid flow (9) is continuously narrowed in the flow direction (8, 10).
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Fluidstrom (9) im Anschluß an die Verengung aufgeweitet und damit der Druck im Fluidstrom (9) erhöht wird.14. The method according to claim 12 or 13, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that the fluid flow (9) expanded after the constriction and thus the pressure in the fluid flow (9) is increased.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Brenn- stoff (14) Erdgas oder Öl verwendet wird.15. The method according to any one of claims 12 to 14, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that natural gas or oil is used as the fuel (14).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Brennstoff (14) in einer Brennkammer (49), insbesondere einer Ringbrennkammer, einer Gasturbine (1) verbrannt wird. 16. The method according to any one of claims 12 to 15, that the fuel (14) is combusted in a combustion chamber (49), in particular an annular combustion chamber, of a gas turbine (1).
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