FR2968444A1

FR2968444A1 - Resonateur accordable a large reponse en frequence

Info

Publication number: FR2968444A1
Application number: FR1161095A
Authority: FR
Inventors: Swanand Vijay Sardeshmukh
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2012-06-08
Also published as: US20120137690A1; DE102011055941A1; CN102563702A; JP2012117807A

Abstract

Un système inclut une commande de résonateur. La commande de résonateur peut régler un rapport d'un premier fluide et d'un second fluide dans un résonateur, alors que le premier fluide est différent du second fluide. De plus, la commande de résonateur peut commander une fréquence de résonance du résonateur pour amortir des oscillations en fonction du rapport.

Description

B 1 1-5507FR 1

Résonateur accordable à large réponse en fréquence La présente invention concerne l'amortissement d'oscillations acoustiques dans une buse de combustible.

Un moteur à turbine à gaz brûle un mélange de combustible et d'air pour générer des gaz de combustion chauds, qui à leur tour entraînent une ou plusieurs turbines. En particulier, les gaz de combustion chauds forcent des pales de turbine à tourner, entraînant ainsi un arbre pour faire tourner une ou plusieurs charges, par exemple, un générateur électrique. Malheureusement, certains paramètres peuvent induire ou augmenter des oscillations de pression dans le processus de combustion, réduisant ainsi la durée de vie des pièces, la performance et l'efficacité du moteur à turbine à gaz. Par exemple, les oscillations de pression peuvent être au moins en partie attribuées à des fluctuations de la pression du combustible ou de la pression de l'air dirigés dans un brûleur. Ces fluctuations peuvent entraîner des oscillations de pression du brûleur à diverses fréquences, qui peuvent en particulier nuire à la performance et à la durée de vie du moteur à turbine à gaz. Par exemple, des fluctuations à haute pression peuvent mener à de la fatigue d'une ou plusieurs parties dans le moteur à turbine à gaz, provoquant la déficience des une ou plusieurs parties plus tôt que si ces fluctuations n'étaient pas présentes. Par conséquent, il peut être bénéfique de réduire les oscillations (ou fluctuations) générées dans le moteur à turbine à gaz. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, un système inclut un résonateur configuré pour amortir des oscillations et un système de commande de résonateur configuré pour fournir un rapport d'un premier fluide et d'un second fluide dans le résonateur pour commander une caractéristique de résonance du résonateur, dans lequel le premier fluide est différent du second fluide. Dans un second mode de réalisation de l'invention, un système inclut une commande de résonateur configurée pour régler un rapport d'un premier fluide et d'un second fluide dans un résonateur, le premier fluide est différent du second fluide, et la commande de résonateur est configurée pour commander une fréquence de résonance du résonateur pour amortir des oscillations en fonction du rapport.

Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, un système inclut un moteur comprenant une chambre de combustion et un résonateur couplé à la chambre de combustion, dans lequel le résonateur est configuré pour amortir des oscillations dans la chambre de combustion, le résonateur est configuré pour recevoir un premier fluide et un second fluide dans un rapport pour commander la fréquence de résonance du résonateur, et le premier fluide est différent du second fluide. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrée par les dessins annexés dans lesquels des numéros de référence identiques se réfèrent à des éléments identiques et sur lesquels: - la figure 1 est un diagramme schématique d'un système de turbine ayant un système de commande couplé à un brûleur selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 2 est une vue de côté en coupe d'un résonateur en liaison avec le système de commande, illustré sur la figure 1, selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 3 est un graphique illustrant la capacité d'un résonateur avec de multiples fluides, selon un mode de réalisation de la présente invention ; - et la figure 4 illustre une vue de côté d'un second système de commande couplé à un brûleur selon un mode de réalisation de la présente invention. La présente invention permet de réduire les oscillations entraînées par la combustion en amortissant les fluctuations de pression dans les alimentations en fluides (par exemple, les lignes de liquides et ou de gaz) et/ou amortir les oscillations acoustiques générées par la combustion via un ou plusieurs résonateurs. Dans certains modes de réalisation, le ou les résonateurs peuvent être situés proches des oscillations pour maximiser l'effet d'amortissement. Par exemple, le ou les résonateurs peuvent être placés directement dans le corps de la buse de combustible, par exemple dans le milieu et/ou la pointe de la buse de combustible, dans un distributeur en amont de la buse de combustible, et/ou en aval de la buse de combustible. De plus, le ou les résonateurs peuvent être accordés pour amortir les oscillations d'une certaine fréquence ou peuvent être accordés pour fonctionner comme un amortisseur à large bande de fréquences. Dans certains modes de réalisation, chaque résonateur peut être accordé en changeant un fluide dans le résonateur, changeant ainsi la vitesse du son et la fréquence de résonance du résonateur. Par exemple, chaque résonateur peut être accordé en faisant varier des quantités (par exemple, un taux) de deux ou plusieurs fluides placés dans le résonateur. Tout nombre et type convenables de fluides peuvent être utilisés pour accorder le résonateur. Dans un mode de réalisation, chaque résonateur peut être accordé en faisant varier des quantités (par exemple, un taux) de vapeur et de dioxyde de carbone (CO2) fournis au résonateur. La commande des fluides transmis au(x) résonateur(s) peut être gouvernée via une commande. La commande peut recevoir une information concernant les fréquences d'oscillation dans un brûleur depuis au moins un capteur et peut accorder le ou les résonateurs pour amortir les oscillations courantes produites en réglant le rapport du premier fluide et du second fluide fournis aux résonateurs. La commande peut être couplée de façon à communiquer avec les résonateurs, et peut accorder le ou les résonateurs aux fréquences détectées par l'au moins un capteur. Le ou les résonateurs peuvent inclure des résonateurs de Helmotz et/ou des résonateurs quart d'onde. La figure 1 illustre un mode de réalisation d'un système de turbine 10 qui peut inclure une ou plusieurs buses de combustible 12. Bien que des oscillations acoustiques puissent être générées pendant la combustion du combustible depuis les buses de combustible 12, les modes de réalisation décrits des buses de combustible 12 peuvent inclure des résonateurs 14 d'un seul bloc avec les buses de combustible 12 pour amortir les oscillations acoustiques générées. De plus et/ou en variante, au moins un résonateur 14 peut être positionné en aval et/ou en amont des buses de combustible 12 pour aider à amortir les oscillations acoustiques générées pendant la combustion du combustible depuis les buses de combustible 12.

Le système de turbine 10 (par exemple, un moteur à turbine à gaz), peut utiliser un combustible liquide ou gazeux, comme du gaz naturel et/ou un gaz de synthèse riche en hydrogène. Comme représenté, les buses de combustible 12 admettent une veine de combustible 16 via l'alimentation en combustible 18 pour injecter du combustible dans le brûleur 20. Cette veine de combustible 16 peut passer à travers un passage, par exemple, un distributeur 22. Dans un mode de réalisation, le distributeur 22 peut être intérieur ou être couplé au brûleur 20 et peut fonctionner comme une jonction qui permet à une pluralité de fluides d'être introduits dans le brûleur 20. De l'air peut être injecté dans le brûleur 20, par exemple, à travers le distributeur 22, en vue d'un mélange avec le combustible injecté dans le brûleur 20 par la buse de combustible 12 pour générer un mélange combustible-air. Ce mélange combustible-air peut être allumé dans le brûleur 20. La combustion du mélange combustible-air dans le brûleur 20 crée des gaz d'échappement chauds sous pression. Le brûleur 20 fait passer les gaz d'échappement chauds sous pression dans une turbine 24. Le brûleur 10 dirige les gaz d'échappement à travers une turbine 24 vers un orifice d'échappement 26. Les gaz d'échappement passent à travers au moins un étage de turbine (par exemple, des pales de turbine) dans la turbine 24, entraînant ainsi la turbine 24 en rotation. A son tour, un couplage entre les pales dans la turbine 24 et un arbre 28 provoque la rotation de l'arbre 28, qui est aussi couplé à divers composants dans le système de turbine 10. Comme illustré, l'arbre 28 peut être connecté à divers composants du système de turbine 10, y compris un compresseur 30. Le compresseur 30 inclut aussi des pales qui peuvent être couplées à l'arbre 28. Quand l'arbre 28 tourne, les pales du compresseur 30 peuvent aussi tourner, comprimant ainsi l'air 32 depuis une admission d'air 34 à travers le compresseur 30 et dans les buses de combustible 12 et/ou le brûleur 20. L'arbre 28 peut aussi être relié à une charge 36, qui peut être alimentée en énergie via la rotation de l'arbre 28. La charge 36 peut être tout dispositif convenable qui peut générer de l'énergie via la rotation du système de turbine 10, comme une génératrice électrique ou une charge mécanique extérieure. Par exemple, la charge 36 peut inclure un générateur électrique, un propulseur d'avion, etc. Les résonateurs 14 du système de turbine 10 peuvent avoir une fréquence de résonance (F) définie par l'équation suivante ;

F = (c/2n)(S/VL)¼

Où c = vitesse du son, S = aire des trous du résonateur 14, V = volume du résonateur 14, et L = longueur du col des trous du résonateur 14. Dans un mode de réalisation, la vitesse du son c des résonateurs 14 peut être changée pour modifier la réponse globale (par exemple, l'amortissement acoustique) des résonateurs 14. Par exemple, dans un médium gazeux, la vitesse du son c dépend de la température, de la structure moléculaire, et du poids moléculaire du médium gazeux. Ainsi en introduisant et faisant varier la quantité d'au moins deux ou plusieurs médiums gazeux avec des structures moléculaires et des poids moléculaires différents transmis vers les résonateurs 14, une plage plus large de fréquences peuvent être amorties via les résonateurs 14. Le système de turbine 10 inclut une commande 38, qui peut être un dispositif électrique ou électronique pour commander l'écoulement du fluide vers le ou les résonateurs 14. Dans le présent mode de réalisation, la commande 38 peut être couplée de façon à communiquer avec chaque résonateur 14 et au moins un capteur 40, qui peut être en communication fluide avec le brûleur 20. Dans un mode de réalisation, le capteur 40 peut être un capteur de pression. Néanmoins, le capteur 40 peut inclure tout capteur convenable obtenant une réponse indicative des oscillations de pression et/ou de la dynamique de combustion. Par exemple, le capteur 40 peut inclure un capteur de température, un capteur de flamme, ou un capteur de vibrations. La commande 38 peut recevoir une information du capteur 40 concernant la fréquence détectée des oscillations de pression, dans, par exemple, le brûleur 20. De plus, un ou plusieurs capteurs 40 peuvent être placés à proximité du distributeur 22 ou des buses de combustible 12 pour détecter des oscillations de pression. En fonction de cette information reçue depuis le capteur 40, la commande 38 peut accorder le ou les résonateurs 14 pour correspondre à la fréquence détectée en réglant le rapport des fluides fournis aux résonateurs 14. Ces fluides peuvent inclure un premier fluide 42, un second fluide 44 etc., jusqu'à un nième fluide 46. Des exemples de fluides à utiliser comme les fluides 42, 44, et 46 peuvent inclure, de l'eau (par exemple, sous la forme de vapeur), du dioxyde de carbone, de l'azote, de l'air, et/ou d'autres fluides. Les fluides 42, 44, et 46 peuvent avoir des poids moléculaires différents, peuvent inclure des fluides monoatomiques et polyatomiques, et/ou peuvent avoir différents rapports thermiques spécifiques les uns par rapport aux autres. Par exemple, le poids moléculaire ou le rapport de chaleur spécifique du premier fluide 42 peut être au moins plus grand qu'approximativement 5%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50% ou plus que le second fluide 44. En réglant le rapport des fluides, comme le premier fluide 42 et le second fluide 44, fournis aux résonateurs 14, les fréquences globales qui peuvent être amorties par les résonateurs 14 peuvent être élargies pour inclure un réseau plus large de fréquences. En outre, un accord plus spécifique du ou des résonateurs 14 peut être réalisé par la commande de fluides, par exemple le premier fluide 42 et le second fluide 44, fournis aux résonateurs 14 en choisissant des combinaisons des fluides 42 et 44 qui sont accordées pour amortir acoustiquement une fréquence d'oscillations détectée. Il peut en résulter la réduction de l'amplitude des oscillations de pression spécifiques dans le brûleur 20. La figure 2 est un schéma d'un mode de réalisation du résonateur 14 qui peut être situé axialement en aval des buses de combustible 12 de la figure 1. Dans le mode de réalisation illustré, le résonateur 14 est disposé axialement en amont d'une chambre de combustion 47 du brûleur 20. Il faut noter que divers aspects du fonctionnement du résonateur 14 peuvent être décrits en référence à une direction circonférentielle ou axe 50, une direction radiale ou axe 51, et une direction axiale ou axe 52. Par exemple, l'axe 50 correspond à la direction circonférentielle autour de l'axe longitudinal du brûleur 20, l'axe 51 correspond à une direction transversale ou radiale par rapport à l'axe longitudinal, et l'axe 52 correspond à un axe longitudinal ou direction dans le sens de la longueur du brûleur 20. Ainsi, dans le mode de réalisation illustré, le résonateur 14 peut être une chambre annulaire entourant la chambre de combustion 47 du brûleur 20 dans la direction circonférentielle 50. C'est à dire que le résonateur 14 peut être couplé à et encercler la paroi extérieure 48 du brûleur 20, qui entoure la chambre de combustion 47. Dans un autre mode de réalisation, le résonateur 14 peut être disposé à l'intérieur du brûleur 20 de telle manière qu'une plaque amont 54 du résonateur s'étende dans la direction radiale 51 depuis la paroi extérieure 48 en traversant l'intérieur du brûleur 20 axialement en amont de la chambre de combustion 47. Le résonateur 14 peut également être disposé le long d'une partie d'extrémité aval des buses de combustible 12. Dans un autre mode de réalisation, le résonateur 14 est configuré pour amortir des oscillations de pression ayant lieu, par exemple, du fait de la dynamique de combustion dans le brûleur 20. Le résonateur 14 peut fonctionner pour amortir les oscillations acoustiques causées par le processus de combustion, qui peut être influencé par des fluctuations de pression d'air et de combustible transmises aux buses de combustible 12. De cette manière, des fluctuations à des fréquences particulières, qui réduiraient la performance et la durée de vie du système de turbine 10 en oscillant à une ou plusieurs fréquences naturelles d'une partie du sous-système dans le système de turbine 10, peuvent être atténuées ou même éliminées. Les oscillations acoustiques peuvent être les plus grandes immédiatement en aval des buses 12. Par conséquent, il peut être bénéfique de placer le résonateur 14 acoustique adjacent à la partie aval de la buse de combustible 12, de façon à l'amener à proximité de l'emplacement des oscillations de pression dans la chambre de combustion 47. Le résonateur 14 peut inclure une plaque amont 54 et au moins une plaque latérale 56 qui peut être jointe avec la plaque amont 54 et la paroi extérieure 48 pour former une cavité de résonateur 58. La plaque amont 54 peut s'étendre radialement 52 parallèlement à la paroi extérieure 48 et peut, par exemple, avoir approximativement 0,2 (0,5 cm), 0,4 (1 cm), 0,6 (1,5 cm), 0,8 (2 cm), 1,0 (2,54 cm), 1,2 (3 cm), 1,4 (3,6 cm), 1,6 (4 cm), 1,8 (4,6 cm), ou 2,0 (5 cm) pouces de large. La plaque latérale 56 peut s'étendre axialement 51 depuis la paroi extérieure 48 vers la plaque amont 54 à une distance de, par exemple, approximativement 0,5 (1,27 cm), 1 (2,54 cm), 1,5 (3,8 cm), 2 (5 cm), 2,5 (6,35 cm), ou 3 (7,62 cm) pouces. Ainsi la paroi extérieure 48 et la plaque amont 54 peuvent être parallèles, alors que la ou les plaques latérales 56 s'étendent latéralement autour d'un périmètre de la cavité de résonateur 58. En outre, dans certains modes de réalisation, la plaque amont 54 peut être en forme de disque, la/les plaques(s) latérale(s) 56 peuvent être de forme annulaire, et/ou la cavité de résonateur 58 peut être cylindrique.

Des fluides, comme le premier fluide 42 et le second fluide 44, peuvent entrer dans la cavité de résonateur 58 via un ou plusieurs orifices d'entrée de fluide 60, qui peuvent être disposés axialement 51 à travers la plaque amont 54 du résonateur 14. Les orifices d'entrée de fluide 60 peuvent avoir, par exemple, approximativement 0,01 (0,025 cm), 0,03 (0,076 cm), 0,05 (0,13 cm), 0,1 (0,25 cm), ou 0,20 (0,5 cm) pouces de diamètre. Les orifices d'entrée de fluide 60 peuvent permettre au fluide de passer axialement 51 dans la cavité de résonateur 58 le long des lignes de direction 62 et 64. Les fluides, par exemple, le premier fluide 42 et le second fluide 44, peuvent en outre passer axialement 51 dans la chambre de combustion 47 à travers des orifices de sortie de fluide 66, comme indiqué par la ligne de direction 68. C'est à dire que les orifices de sortie de fluide 66 expulsent directement le fluide dans la zone de combustion de la chambre de combustion 47. Les orifices de sortie de fluide 66 peuvent, par exemple, avoir approximativement 0,05 (0,13 cm), 0,1 (0,25 cm), 0,15 (0,38 cm), 0,2 (0,5 cm), 0,25 (0,64 cm) ou 0,3 (0,76 cm) pouces de diamètre. Par conséquent, le résonateur 14 inclut la cavité de résonateur 58 pour amortir des oscillations de pression (par exemple, de l'air, du combustible, de la combustion, etc.) en faisant aussi s'écouler un ou plusieurs fluides, par exemple, des fluides 42 et 44, directement dans la chambre de combustion 47 via des orifices de sortie de fluide 66 adjacents, par exemple, l'extrémité aval de la buse de combustible 12. Par exemple, du fait des fluctuations de pression de l'air 32 et du combustible 18 (par exemple, des oscillations), un mélange combustible-air inégal peut être introduit dans le brûleur 20. Quand le mélange combustible-air est brûlé, du fluide, comme les gaz d'échappement peut être forcé dans la cavité 58 via les orifices de sortie de fluide 66, augmentant ainsi la pression à l'intérieur de la cavité 58, tout en réduisant simultanément les oscillations dans la chambre de combustion 47. De cette manière, les oscillations de pression peuvent ne pas former d'ondes de pression acoustique. Quand les oscillations de pression ne sont plus générées, (par exemple la variation du mélange combustible-air baisse), la pression élevée dans la cavité 58 force les gaz d'échappement, conjointement avec les fluides 42 et 44, à retourner à travers les orifices de sortie de fluide 66 pour égaliser la pression dans la cavité 58 avec la pression de la zone de combustion 47. Ce processus peut être répété de telle manière que l'amortissement peut provoquer la baisse des oscillations de pression, causant ainsi la génération de moins d'oscillations acoustiques ou même leur suppression. De cette manière, le résonateur 14 peut dissiper l'énergie des oscillations causées par la combustion d'un mélange combustible-air fluctuant.

Ce processus peut être optimisé en accordant le résonateur 14, c'est à dire, en faisant correspondre la fréquence de résonance du résonateur 14 aux oscillations produites dans la chambre de combustion 47. Ces oscillations peuvent être mesurées via un ou plusieurs capteurs 40, qui peuvent être des capteurs de pression en communication fluidique avec la chambre de combustion 47. Ces mesures concernant la fréquence détectée des oscillations de pression dans la chambre de combustion 47 peuvent être transmises à la commande 38 par les connexions 70 et 72. En fonction des mesures reçues les capteurs 40, la commande 38 peut accorder le résonateur 14 pour correspondre à la fréquence détectée en réglant le rapport des fluides, par exemple, les fluides 42 et 44, fournis au résonateur 14. Le réglage du rapport du fluide 42 relativement au fluide 44 peut être effectué par la commande 38 en transmettant un ou plusieurs signaux de commande par les connexions 74 et 76 aux soupapes 78 et 80. Ces signaux de commande par les connexions 74 et 76 peuvent commander l'ouverture et la fermeture des soupapes 78 et 80, la quantité du premier fluide 42 transmise le long de la ligne de direction 62 et la quantité du second fluide 44 transmis le long de la ligne de direction 64 dans la cavité de résonateur 58 peuvent être commandées. En outre, en réglant le rapport des fluides, comme le premier fluide 42 et le second fluide 44, fournis au résonateur 14, les fréquences globales qui peuvent être amorties par le résonateur 14 peuvent être élargies pour inclure une plage plus large de fréquences en plus d'un accordage plus précis du résonateur 14 par la commande des fluides, par exemple le premier fluide 42 et le second fluide 44. C'est à dire qu'en faisant varier le rapport des fluides 42 et 44 fournis à la cavité 58, on modifie la quantité de fluide, comme les gaz d'échappement, pouvant entrer dans la cavité 58 via des orifices de sortie de fluide 66 pour augmenter la pression à l'intérieur de la cavité 58. C'est à dire que la quantité de gaz d'échappement qui peuvent entrer dans la cavité 58 à un moment donné peut être liée au rapport du premier fluide 42 au second fluide 44 dans la cavité de résonateur 58 à ce moment. En outre, la quantité de gaz d'échappement qui pénètre dans la cavité de résonateur 58 à un moment donné commande les fréquences amorties par le résonateur 14, puisque les fréquences amorties par le résonateur 14 peuvent changer en relation avec la quantité de gaz d'échappement qui peuvent entrer et sortir des orifices de sortie de fluide 66 pour égaliser la pression dans la cavité 58 ave la pression de la zone de combustion 47. L'accordage du résonateur 14 peut être sensible aux oscillations de pression générées dans la chambre de combustion 47.

Ces oscillations de pression peuvent changer en fonction d'un certain nombre de facteurs, comme le combustible à brûler (par exemple, du gaz naturel synthétique, du substitut de gaz naturel, du gaz naturel, de l'hydrogène, etc.) le nombre de buses de combustible 12, la taille de la zone de combustion, le débit du mélange combustible-air pénétrant dans la zone de combustion 47, ainsi que d'autres facteurs. En fonction de ces facteurs, les débits des premier fluide 42 et second fluide 44, introduits dans la cavité de résonateur 58 pour contrebalancer les oscillations générées dans une zone de combustion 47 donnée peuvent être activement commandés via la commande 38. La figure 3 est un graphique 82 illustrant la fréquence en fonction du coefficient d'absorption (la réponse du résonateur 14) pour un résonateur 14 qui peut recevoir une quantité réglable d'un premier fluide 42 et d'un second fluide 44. Comme illustré sur le graphique 82, un niveau de coefficient d'absorption minimum 84 peut exister moyennant quoi l'absorption des oscillations par le résonateur 14 à des niveaux plus élevés que le niveau de coefficient d'absorption minimum 84 réduit les oscillations dans la chambre de combustion 47. Inversement, l'absorption des oscillations à des niveaux inférieurs au niveau de coefficient d'absorption minimum 84 peut ne pas réduire suffisamment les oscillations dans la chambre de combustion 47 pour influencer, par exemple, la durée de vie globale des composants du brûleur de façon significative. Par conséquent, la commande 38 peut fonctionner en liaison avec les soupapes 78 et 80 pour réguler le flux du premier fluide 42 et du second fluide 44 dans la cavité de résonateur 58 pour assurer que le résonateur 14 fonctionne au moins au niveau de coefficient d'absorption minimum 84. Le graphique 82 illustre trois courbes 86, 88, et 90, où la courbe 86 correspond à l'absorption du résonateur 14 si seulement un premier fluide 42 est transmis au résonateur 14. La courbe 88 correspond à l'absorption du résonateur 14 si seulement un second fluide 42 est transmis au résonateur 14. La courbe 90 correspond à l'absorption du résonateur 14 si un mélange de fluides 92 du premier fluide 42 et du second fluide 44 est transmis au résonateur 14. La courbure 86 illustre une plage de fréquences 92 sur laquelle la transmission du seul premier fluide 42 peut être transmise au résonateur 14 pour assurer que le résonateur 14 amortit suffisamment des oscillations dans la chambre de combustion 47 (par exemple, au-dessus du niveau de coefficient d'absorption minimum 84). La courbe 90 illustre une plage de fréquences 94 sur laquelle la transmission du mélange de fluides 92 peut être transmise au résonateur 14 pour assurer que le résonateur 14 amortit suffisamment les oscillations dans la chambre de combustion 47. La courbe 88 illustre une plage de fréquences 96 sur laquelle la transmission du seul second fluide 44 peut être transmise au résonateur 14 pour assurer que le résonateur 14 amortit suffisamment les oscillations dans la chambre de combustion 47. Par conséquent, la plage de fréquences 98 sur laquelle le résonateur 14 peut amortir suffisamment les oscillations dans la chambre de combustion 47 (par exemple, au-dessus du niveau de coefficient d'absorption minimum 84), peut être étendue par rapport à l'utilisation du seul premier fluide 42 ou du seul second fluide 44. Dans un mode de réalisation, la plage de fréquences 98 sur laquelle le résonateur 14 peut amortir suffisamment les oscillations dans la chambre de combustion 47 peut être, par exemple, approximativement de 2000 Hz, 2100 Hz, 2200 Hz, 2300 Hz, 2400 Hz, 2500 Hz, 2600 Hz, 2700 Hz, 2800 Hz, 2900 Hz, 3000 Hz, ou plus. De plus, alors que la combinaison du premier fluide 42 et du second fluide 44 sont illustrés sur la figure 3, comme noté précédemment, on envisage que plus de deux fluides peuvent être combinés dans le résonateur 14 pour changer les caractéristiques d'absorption globales du résonateur 14. Par exemple, le résonateur 14 peut recevoir toute combinaison de 1 à 5, de 1 à 10, de 1 à 20 fluides pour élargir la réponse en fréquence du résonateur 14. La figure 4 illustre une vue de côté d'un brûleur 20 en liaison avec un mode de réalisation de la présente invention. Le brûleur 20 peut inclure une buse de combustible 12 et une chambre de combustion 47 en aval de la buse de combustible 12. Le brûleur 20 peut aussi être couplé à un distributeur 22 et un résonateur 14. Dans un mode de réalisation, le distributeur peut fonctionner comme un échangeur de chaleur qui utilise de l'eau pour refroidir les fluides passant à travers le distributeur 22. Cette eau peut absorber de la chaleur depuis les fluides passant à travers le distributeur 22 et peut devenir de la vapeur, qui, comme cela sera présenté plus en détails ci-dessous, peut être utilisée comme un fluide, par exemple, un second fluide 44, en liaison avec le résonateur 14. Comme noté ci-dessus, le brûleur 20 peut être couplé à un résonateur 14. Le résonateur 14 peut être une chambre annulaire entourant la chambre de combustion 47. Un capteur 40 peut aussi être connecté fluidiquement à la chambre de combustion 47. De plus, une commande 38 peut être proche du brûleur 20 et peut être couplée au capteur 40 via le chemin 70 pour recevoir une information concernant la fréquence détectée des oscillations de pression dans la chambre de combustion 47. La commande 38 peut aussi être couplée à une soupape 78 qui régule la quantité de dioxyde de carbone (avec un poids moléculaire d'approximativement 44 grammes par mole) transmis au résonateur 14 par la connexion 100 et une soupape 80 qui régule la quantité d'eau (par exemple, de la vapeur avec un poids moléculaire d'approximativement 18 grammes par mole) transmise au résonateur 14 par la connexion 102. Ainsi, la commande 38 peut utiliser des fluides (par exemple de la vapeur et du dioxyde de carbone) déjà présents dans le fonctionnement du brûleur 20 comme fluides à mélanger pour assurer de manière adaptative qu'un niveau de coefficient d'absorption minimum 84 dans le 14 est maintenu. Des mesures concernant la fréquence détectée des oscillations de pression dans la chambre de combustion 47 peuvent être transmises à la commande 38 par la connexion 70, et en se basant sur les mesures reçues depuis le capteur 40, la commande 38 peut accorder le résonateur 14 soit pour correspondre à la fréquence détectée en réglant le rapport de la vapeur et du dioxyde de carbone fournis au résonateur 14 ou peut accorder le résonateur 14 pour assurer que le niveau de coefficient d'absorption minimum 84 dans le résonateur 14 est maintenu. Le réglage du rapport de la vapeur au dioxyde de carbone peut être accompli en transmettant un ou plusieurs signaux par les connexions 74 et 76 pour commander l'ouverture et la fermeture des soupapes 78 et 80. En réglant l'ouverture et la fermeture des soupapes 78 et 80, la quantité de dioxyde de carbone transmise au résonateur 14 le long du chemin 100 et la quantité de vapeur transmise le long du chemin 102 dans le résonateur 14 peuvent être commandées.

En réglant le rapport des fluides, comme le premier fluide 42 et le second fluide 44, fournis au résonateur 14, les fréquences globales qui peuvent être amorties par le résonateur 14 peuvent être élargies pour inclure une plage plus large de fréquences. De plus, le réglage du rapport des fluides, comme le premier fluide 42 et le second fluide 44, fournis au résonateur 14 peut permettre d'accorder le résonateur 14 pour amortir une fréquence spécifiée. Dans un mode de réalisation, ces réglages peuvent être faits automatiquement. Par exemple, ces réglages des fluides (par exemple, les fluides 42 et 44) transmis au résonateur 14 peuvent être faits automatiquement en réponse à un programme. C'est à dire que les réglages peuvent être, par exemple, chaque heure, toutes les six heures, chaque jour, chaque semaine, chaque mois, etc. De plus, ou en variante, les réglages peuvent être faits via une requête utilisateur. C'est à dire qu'un utilisateur peut requérir à un moment donné que la commande 38 lise les mesures depuis le capteur et règle les soupapes 78 et 80 en conséquence. De cette manière, les oscillations globales dans le brûleur 20 peuvent être réduites en temps réel, c'est à dire, en réponse à des évènements spécifiques.

Claims

REVENDICATIONS1. Système comprenant : un résonateur configuré pour amortir des oscillations ; et un système de commande de résonateur configuré pour fournir un rapport d'un premier fluide et d'un second fluide dans le résonateur pour commander une caractéristique de résonance du résonateur, dans lequel le premier fluide est différent du second fluide.
2. Système selon la revendication 1, dans lequel la caractéristique de résonance comprend une fréquence de résonance du résonateur.
3. Système selon la revendication 1, dans lequel le résonateur comprend un orifice d'entrée de premier fluide configuré pour recevoir le premier fluide, un orifice d'entrée de second fluide configuré pour recevoir le second fluide, et au moins un orifice de sortie couplé à une chambre ayant les oscillations.
4. Système selon la revendication 3, dans lequel la chambre comprend une chambre de combustion.
5. Système selon la revendication 1, dans lequel le système de commande de résonateur comprend un capteur configuré pour fournir une information indicative des oscillations, et une commande configurée pour régler le rapport du premier et du second fluides en réponse à l'information.
6. Système selon la revendication 5, dans lequel le système de commande de résonateur comprend une première commande d'écoulement couplée à la commande, et la commande est configurée pour commander la première commande d'écoulement pour régler un premier débit du premier fluide dans le résonateur.
7. Système selon la revendication 6, dans lequel le système de commande de résonateur comprend une seconde commande d'écoulement couplée à la commande, et la commande est configurée pour commander la seconde commande d'écoulement pour régler un second débit d'écoulement du second fluide dans le résonateur.
8. Système selon la revendication 1, dans lequel le système de commande de résonateur est configuré pour fixer un premier débit d'écoulement du premier fluide et un second débit d'écoulement du second fluide dans le rapport.
9. Système, comprenant : une commande de resonateur configurée pour régler un rapport d'un premier fluide et d'un second fluide dans un résonateur, le premier fluide est différent du second fluide, et la commande de résonateur est configurée pour commander une fréquence de résonance du résonateur pour amortir des oscillations en fonction du rapport.
10. Système selon la revendication 9, comprenant un capteur configuré pour fournir une information indicative des oscillations, dans lequel la commande de résonateur est configurée pour régler le rapport du premier et du second fluides en réponse à l'information.
11. Système selon la revendication 10, comprenant une première commande d'écoulement couplée à la commande de résonateur, et la commande de résonateur est configurée pour commander la première commande d'écoulement pour régler un premier débit d'écoulement du premier fluide dans le résonateur.
12. Système selon la revendication 11, comprenant une seconde commande d'écoulement couplée à la commande de résonateur, et la commande de résonateur est configurée pour commander la seconde commande d'écoulement pour régler un second débit d'écoulement du second fluide dans le résonateur.
13. Système selon la revendication 9, dans lequel la commande de résonateur est configurée pour régler le rapport entre un premier rapport et un second rapport, le premier rapport inclut seulement le premier fluide, et le second rapport inclut seulement le second fluide.
14. Système selon la revendication 9, dans lequel un poids moléculaire ou un rapport de chaleur spécifique du premier fluide est au moins plus que 10% différent que celui du second fluide.
15. Système selon la revendication 9, dans lequel un poids moléculaire du premier fluide est au moins plus de 50% différent que celui du second fluide.
16. Système selon la revendication 9, dans lequel le premier fluide comprend une vapeur et le second fluide comprend un gaz.
17. Système, comprenant : un moteur comprenant une chambre de combustion ; et un résonateur couplé à la chambre de combustion, dans lequel le résonateur est configuré pour amortir des oscillations dans la chambre de combustion, le résonateur est configuré pour recevoir un premier fluide et un second fluide dans un rapport pour commander une fréquence de résonance du résonateur, et le premier fluide est différent du second fluide.
18. Système selon la revendication 17, dans lequel le résonateur comprend une chambre annulaire configurée pour entourer la chambre de combustion.
19. Système selon la revendication 17, dans lequel le résonateur comprend un résonateur de Helmotz ou un résonateur quart d'onde.
20. Système selon la revendication 17, dans lequel le résonateur est configuré pour recevoir le premier fluide et le second fluide à travers au moins un orifice d'entrée de fluide et transmettre le premier fluide et le second fluide dans la chambre de combustion à travers au moins un orifice de sortie de fluide en réponse à des oscillations de pression dans la chambre de combustion.