JP3529924B2 - 燃焼器の燃焼振動抑制装置 - Google Patents
燃焼器の燃焼振動抑制装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼器の燃焼振動
抑制装置に係り、とりわけ燃料の燃焼中に誘起する不安
定燃焼振動を抑制する燃焼器の燃焼振動抑制装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】燃焼器、例えば発電用ガスタービン燃焼
器では、筒状の燃焼室の頭部に設けた燃料噴射部から噴
射する燃料に旋回空気が加えられ、燃料を拡散旋回させ
つつ燃焼させて燃焼ガスを生成している。燃焼ガスの生
成は、燃料と旋回空気との持続的な発熱酸化反応による
ものであるが、この際に数百Ｈｚから数ＫＨｚの周波数
に亘って燃焼に伴う圧力振動がある。この圧力振動に
は、乱流燃焼に伴う燃焼騒音や、燃料蒸発から燃焼まで
の時間遅れに伴う放熱と拡散・旋回に伴う火炎伝播速度
の変動との相互作用によって誘起する燃焼振動とがあ
る。 【０００３】特に、燃焼振動は、燃焼室の燃焼領域で発
生する周波数相互作用力を加振源として、燃焼室の固有
振動数（気柱）との共鳴によってある特有の振動周波数
の範囲をもって成長したものである。 【０００４】このような燃焼振動は、大小のレベルはあ
るものの、燃焼ガスの生成過程ではある程度不可避と考
えなければならないが、その大小レベルは、燃焼器の長
さおよび燃焼ガス温度に基く燃焼性能によって左右され
ている。具体的には、図５に示すように、実機のパワー
スペクトルとして１００Ｈｚ前後から３００Ｈｚまでの
比較的低周波数領域において高い振動強度があらわれて
いる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼器、例
えばガスタービン燃焼器では、最近、ガスタービンの高
出力化が求められ、これに伴って燃焼ガス温度も約２０
００℃以上になっている。このため燃焼器内筒は燃焼ガ
スの急激温度上昇やガスタービン負荷変動等に伴って生
起する過大な熱応力に対処して強度の高い耐熱鋼をその
材質として選定する一方、高い燃焼ガス温度によって生
起する熱の伸びを考慮して燃焼領域の節々の継ぎ部分同
士を遊嵌接続の構成にしている。また、最近の燃焼室
は、搬入・据付・点検等の労力軽減を意図して、高強度
の割合には比較的肉厚の薄い材料が使用されている。 【０００６】ところが、燃焼器内筒が上記のような肉厚
で形成され、またその燃焼領域の節々の継ぎ部分が上記
のような構成であると、不測の過大な燃焼振動が発生し
た場合、あるいは燃焼振動と燃焼室の固有振動数（気
柱）とが共振した場合、燃焼室は極度に振動し、上記遊
嵌接続の支持部材に過度の損耗が生ずる。また、燃焼室
自身も若干の振動を伴うため、上記支持部材は高サイク
ル疲労によるクラック発生のおそれがある。このため燃
焼振動を抑制することが燃焼器の構成部材の長寿命化に
つながり、ひいては安定した燃焼ガスを得ることにな
る。 【０００７】本発明は、このような事情に基いてなされ
たものであって、燃焼器の燃焼ガス生成過程中、圧力変
動に伴って誘起する燃焼振動を極力抑制する燃焼器の燃
焼振 動抑制装置を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明に係る燃焼器の燃
焼振動抑制装置は、上記目的を達成するために、請求項
１に記載したように、燃料弁から供給される燃料を噴射
する燃料噴射部を燃焼室に臨ませ、この燃料噴射部から
噴射させる燃料によって燃焼ガスを生成する燃焼領域に
圧力センサを設け、この圧力センサから検出された上記
燃焼ガスの圧力変動を周波数分析し、分析された周波数
波形の位相を逆位相波形にして上記燃料弁に弁拡開信号
として与える振動抑制制御部を設け、この振動抑制制御
部は、上記圧力センサによって検出され燃焼ガスの圧力
変動を周波数分析する周波数分析装置と、この周波数分
析装置によって分析された周波数波形の位相を、逆位相
波形にシフトさせる移相器と、逆位相波形にシフトさせ
る際、その位相シフト量を調整するコントローラと、上
記移相器からのシフト信号にバイアスを加えるバイアス
器とで構成したことを特徴とする。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃焼器の燃焼
振動抑制装置の一実施形態を図面を参照して説明する。 【００１０】図１は、ガスタービン燃焼器を一例に採っ
た燃焼器の燃焼振動抑制装置の構成を示す概略図であ
る。 【００１１】図１において、一つのロータ１には圧縮機
２とガスタービン３とが設置されている。 【００１２】圧縮機２は、大気中から吸い込んだ空気４
を圧縮して高圧化し、ガスタービン燃焼器６に送り出し
ており、またガスタービン燃焼器６は、圧縮機２からの
高圧空気５に、燃料配管７の燃料弁８を経て送られてく
る燃料ガスが加えられ、燃焼領域１５において燃焼せし
めて燃焼ガス１０を生成し、その燃焼ガス１０を作動流
体としてガスタービン３に送り出している。 【００１３】ガスタービン３は、ガスタービン燃焼器６
から送られてくる作動流体としての燃焼ガス１０に膨張
仕事をさせて回転トルクを得、図示しない発電機を廻し
て電気出力を得る一方、膨張仕事後の作動流体を排ガス
１１として大気に放出している。 【００１４】上記ガスタービン燃焼器６は、燃焼器外筒
９に包囲形成された筒状の燃焼器内筒１２を有し、この
燃焼器内筒１２には燃焼室が形成されている。燃焼器内
筒１２にはその頭部側から順に燃料を霧状に噴射させる
燃料噴射部１３と、燃料噴射部１３から噴射する燃料
に、上記圧縮機２からの高圧空気５が加えられて拡散・
旋回する混合気に火種を与える点火プラグ１４と、点火
後、燃焼領域１５において生成された燃焼ガス１０の圧
力変動を検出する圧力センサ１６と、燃焼ガス１０をガ
スタービン３に案内する尾筒１７とを備えている。 【００１５】上記圧力センサ１６は、燃焼ガス１０に生
起する圧力振動のうち、燃料の蒸発から燃焼に至るまで
の時間遅れに伴う放熱作用と、拡散旋回流に伴う火炎伝
播速度変動との相互作用によって誘起する燃焼振動を検
出するものであって、その検出信号を振動抑制制御部１
８に印加している。 【００１６】振動抑制制御部１８は、圧力変動の波形を
周波数分析する周波数分析器１９と周波数分析器１９に
より分析された位相を、逆位相波形にシフトさせる移相
器２０と、移相器２０で逆位相波形にシフトする際、そ
の位相シフト量を調整するコントローラ２１と、移相器
２０の出力信号に一定値のバイアスを加えるバイアス器
２２を有するとともに、そのバイアス信号を増幅する電
圧増幅器２３を備えた構成になっている。 【００１７】次に、本発明に係る燃焼器の燃焼振動装置
の作用を説明する。 【００１８】一般に、燃料噴射部１３から噴射する燃
料、例えばＬＮＧ等の気体燃料の流量は、図２に示すよ
うに、拡散・旋回する燃焼ガス１０の安定火炎を求める
ための燃空比（燃料投入量に対する理論空気量）を基準
とするほかに、燃料噴射部１３から噴出する燃料圧力と
燃焼領域１５の圧力との圧力差を考慮して一義的に定め
られている。すなわち、圧力差が大きいほど燃料噴射部
１３から噴出する燃料流量が増加するが、燃焼領域１５
で何らかの事情により突発的に燃焼変調があり、過渡的
に火炎伝播速度が増加する場合、火炎伝播速度の増加に
より燃焼領域１５の圧力が上昇し、燃料噴射部１３との
圧力差は減少し、燃料噴射部１３から噴射する燃料流量
は低下することになる。燃料流量の低下に伴って燃焼領
域１５では燃料欠乏を来して火炎伝播速度の低下を招
き、燃焼領域１５の圧力も低下する。この圧力低下によ
り燃料噴射部１３と燃焼領域１５とでは再び圧力差が
出、燃料流量は増加する。 【００１９】このような事象が繰り返される結果、燃焼
領域１５では、生成過程中の燃焼ガス１０に振動があら
われてくる。また、上記圧力差に基く振動のほかに、ガ
スタービン燃焼器６自体の固有振動をもっており、これ
らが共鳴したとき、その振動レベルは予想以上の強さに
なることがある。 【００２０】したがって、燃焼ガス１０の生成過程中、
燃焼ガス１０が燃焼振動を誘起するのは、上述圧力差に
基く振動と、燃焼室の固有振動数（気柱振動）とが連成
することによるものと考えられ、これら連成振動の中で
もとりわけ上記圧力差による振動が運転中、頻繁に発生
していることを考慮すると、そのウエイトは高いと考え
られる。 【００２１】このため、燃焼ガス１０の生成過程中に誘
起する燃焼振動を抑制するにあたり、燃料噴射部１３か
ら噴射する燃料の圧力と燃焼ガス１０を生成する燃焼領
域１５との圧力差を絶えず一定値に保持しておけば、燃
料噴射部１３から燃焼領域１５に燃料が絶えず流れ、そ
の流れにより燃焼振動が抑制されると考えられる。具体
的には、燃焼振動の周波数波形を分析し、分析周波数波
形とは逆位相となるようにその周波数波形を強制的にシ
フトさせて相殺し、そのシフトする逆位相に相当する弁
拡開信号を燃料弁８に与えれば燃料は増加し、燃焼振動
を抑制することができると考えられる。 【００２２】そこで本実施の形態では、図１に示すよう
に、燃焼器内筒１２の燃焼領域１５に設けた圧力センサ
１６により、燃焼ガス１０の生成過程中、誘起する燃焼
振動を検出し、検出信号を振動抑制制御部１８に印加
し、ここで周波数分析器１９により周波数波形を作成
し、作成した周波数波形が逆位相になるよう移相器２０
によりシフトさせる。周波数波形のシフトの際、コント
ローラ２１によりその位相シフト量を調整し、調整周波
数の波形にバイアス器２２からのバイアス信号を加え、
バイアス後、電圧増幅器２３により増幅し、弁拡開信号
として燃料配管７の燃料弁８に与える。 【００２３】このように、燃料弁８に弁拡開信号を与え
ることにより、燃料噴射部１３から噴射する燃料の流量
は増加し、その流量と比例関係にある圧力も増加し、燃
料噴射部１３と燃焼領域１５とは絶えず一定圧力差を保
持することができる。 【００２４】図３は、縦軸に燃焼ガスの圧力変動値を採
り、また横軸に時間を採り、実線を従来の燃焼ガス圧力
変動波形を示し、破線を本願発明による燃焼ガス圧力変
動波形を示す、燃焼ガス圧力変動波形の比較図である。
この図からも理解されるように、本願発明による燃焼ガ
ス圧力変動の振幅値が一段と小さくなる。 【００２５】このように燃焼ガス圧力変動の振幅値が小
さくなったのは、燃料噴射部１３から噴出する燃料圧力
と燃焼領域１５の圧力とに絶えず一定の圧力差をもたせ
るために、燃焼ガスの周波数の位相を逆位相にシフトさ
せ、そのシフト量にバイアスを加えて燃料弁８に弁拡開
信号を与えているからである。 【００２６】また、一般に燃料噴射部１３から噴出する
燃料圧力を高くし、燃焼領域１５の圧力との間で一定の
圧力差をもたせておけば、図４からも理解されるよう
に、燃焼領域１５の燃焼ガスの振動圧力強度が低下する
ことがわかる。なお、図中、横軸は燃料噴射部１３から
噴出する燃料流量に対する理論空気量の比を燃空比とし
てあらわしたものであるが、理論空気流量は常に一定値
として扱い、また燃料圧力と燃料流量とは比例関係にあ
り、燃料圧力を高くすると燃料流量も多くなることを意
味している。 【００２７】したがって、本願発明では逆位相にシフト
した信号にバイアスを加えて燃料弁８に弁拡開信号を与
えているから、燃焼ガスの燃焼振動を良好に抑制するこ
とができる。 【００２８】 【発明の効果】以上説明のとおり、本発明に係る燃焼器
の燃焼振動抑制装置では、燃焼ガスの圧力変動を圧力セ
ンサによって検出し、検出した圧力変動を周波数分析
し、分析された周波数波形の位相を、逆位相波形にして
燃料弁に弁拡開信号として与える振動抑制制御部を設け
ているので、燃料噴射部から噴出する燃料圧力が燃焼領
域圧力よりも常に一定の圧力差をもって保持でき、その
結果、燃焼ガスの圧力変動に伴う燃焼振動を抑制するこ
とができる。 【００２９】また、本発明に係る燃焼器の燃焼振動抑制
装置では、検出された燃焼ガスの圧力変動の周波数波形
の位相を逆位相波形にシフトしているので、その位相同
士は互いに相殺される結果、燃焼ガスの圧力変動に伴う
燃焼振動を抑制することができる。
抑制装置に係り、とりわけ燃料の燃焼中に誘起する不安
定燃焼振動を抑制する燃焼器の燃焼振動抑制装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】燃焼器、例えば発電用ガスタービン燃焼
器では、筒状の燃焼室の頭部に設けた燃料噴射部から噴
射する燃料に旋回空気が加えられ、燃料を拡散旋回させ
つつ燃焼させて燃焼ガスを生成している。燃焼ガスの生
成は、燃料と旋回空気との持続的な発熱酸化反応による
ものであるが、この際に数百Ｈｚから数ＫＨｚの周波数
に亘って燃焼に伴う圧力振動がある。この圧力振動に
は、乱流燃焼に伴う燃焼騒音や、燃料蒸発から燃焼まで
の時間遅れに伴う放熱と拡散・旋回に伴う火炎伝播速度
の変動との相互作用によって誘起する燃焼振動とがあ
る。 【０００３】特に、燃焼振動は、燃焼室の燃焼領域で発
生する周波数相互作用力を加振源として、燃焼室の固有
振動数（気柱）との共鳴によってある特有の振動周波数
の範囲をもって成長したものである。 【０００４】このような燃焼振動は、大小のレベルはあ
るものの、燃焼ガスの生成過程ではある程度不可避と考
えなければならないが、その大小レベルは、燃焼器の長
さおよび燃焼ガス温度に基く燃焼性能によって左右され
ている。具体的には、図５に示すように、実機のパワー
スペクトルとして１００Ｈｚ前後から３００Ｈｚまでの
比較的低周波数領域において高い振動強度があらわれて
いる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼器、例
えばガスタービン燃焼器では、最近、ガスタービンの高
出力化が求められ、これに伴って燃焼ガス温度も約２０
００℃以上になっている。このため燃焼器内筒は燃焼ガ
スの急激温度上昇やガスタービン負荷変動等に伴って生
起する過大な熱応力に対処して強度の高い耐熱鋼をその
材質として選定する一方、高い燃焼ガス温度によって生
起する熱の伸びを考慮して燃焼領域の節々の継ぎ部分同
士を遊嵌接続の構成にしている。また、最近の燃焼室
は、搬入・据付・点検等の労力軽減を意図して、高強度
の割合には比較的肉厚の薄い材料が使用されている。 【０００６】ところが、燃焼器内筒が上記のような肉厚
で形成され、またその燃焼領域の節々の継ぎ部分が上記
のような構成であると、不測の過大な燃焼振動が発生し
た場合、あるいは燃焼振動と燃焼室の固有振動数（気
柱）とが共振した場合、燃焼室は極度に振動し、上記遊
嵌接続の支持部材に過度の損耗が生ずる。また、燃焼室
自身も若干の振動を伴うため、上記支持部材は高サイク
ル疲労によるクラック発生のおそれがある。このため燃
焼振動を抑制することが燃焼器の構成部材の長寿命化に
つながり、ひいては安定した燃焼ガスを得ることにな
る。 【０００７】本発明は、このような事情に基いてなされ
たものであって、燃焼器の燃焼ガス生成過程中、圧力変
動に伴って誘起する燃焼振動を極力抑制する燃焼器の燃
焼振 動抑制装置を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明に係る燃焼器の燃
焼振動抑制装置は、上記目的を達成するために、請求項
１に記載したように、燃料弁から供給される燃料を噴射
する燃料噴射部を燃焼室に臨ませ、この燃料噴射部から
噴射させる燃料によって燃焼ガスを生成する燃焼領域に
圧力センサを設け、この圧力センサから検出された上記
燃焼ガスの圧力変動を周波数分析し、分析された周波数
波形の位相を逆位相波形にして上記燃料弁に弁拡開信号
として与える振動抑制制御部を設け、この振動抑制制御
部は、上記圧力センサによって検出され燃焼ガスの圧力
変動を周波数分析する周波数分析装置と、この周波数分
析装置によって分析された周波数波形の位相を、逆位相
波形にシフトさせる移相器と、逆位相波形にシフトさせ
る際、その位相シフト量を調整するコントローラと、上
記移相器からのシフト信号にバイアスを加えるバイアス
器とで構成したことを特徴とする。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃焼器の燃焼
振動抑制装置の一実施形態を図面を参照して説明する。 【００１０】図１は、ガスタービン燃焼器を一例に採っ
た燃焼器の燃焼振動抑制装置の構成を示す概略図であ
る。 【００１１】図１において、一つのロータ１には圧縮機
２とガスタービン３とが設置されている。 【００１２】圧縮機２は、大気中から吸い込んだ空気４
を圧縮して高圧化し、ガスタービン燃焼器６に送り出し
ており、またガスタービン燃焼器６は、圧縮機２からの
高圧空気５に、燃料配管７の燃料弁８を経て送られてく
る燃料ガスが加えられ、燃焼領域１５において燃焼せし
めて燃焼ガス１０を生成し、その燃焼ガス１０を作動流
体としてガスタービン３に送り出している。 【００１３】ガスタービン３は、ガスタービン燃焼器６
から送られてくる作動流体としての燃焼ガス１０に膨張
仕事をさせて回転トルクを得、図示しない発電機を廻し
て電気出力を得る一方、膨張仕事後の作動流体を排ガス
１１として大気に放出している。 【００１４】上記ガスタービン燃焼器６は、燃焼器外筒
９に包囲形成された筒状の燃焼器内筒１２を有し、この
燃焼器内筒１２には燃焼室が形成されている。燃焼器内
筒１２にはその頭部側から順に燃料を霧状に噴射させる
燃料噴射部１３と、燃料噴射部１３から噴射する燃料
に、上記圧縮機２からの高圧空気５が加えられて拡散・
旋回する混合気に火種を与える点火プラグ１４と、点火
後、燃焼領域１５において生成された燃焼ガス１０の圧
力変動を検出する圧力センサ１６と、燃焼ガス１０をガ
スタービン３に案内する尾筒１７とを備えている。 【００１５】上記圧力センサ１６は、燃焼ガス１０に生
起する圧力振動のうち、燃料の蒸発から燃焼に至るまで
の時間遅れに伴う放熱作用と、拡散旋回流に伴う火炎伝
播速度変動との相互作用によって誘起する燃焼振動を検
出するものであって、その検出信号を振動抑制制御部１
８に印加している。 【００１６】振動抑制制御部１８は、圧力変動の波形を
周波数分析する周波数分析器１９と周波数分析器１９に
より分析された位相を、逆位相波形にシフトさせる移相
器２０と、移相器２０で逆位相波形にシフトする際、そ
の位相シフト量を調整するコントローラ２１と、移相器
２０の出力信号に一定値のバイアスを加えるバイアス器
２２を有するとともに、そのバイアス信号を増幅する電
圧増幅器２３を備えた構成になっている。 【００１７】次に、本発明に係る燃焼器の燃焼振動装置
の作用を説明する。 【００１８】一般に、燃料噴射部１３から噴射する燃
料、例えばＬＮＧ等の気体燃料の流量は、図２に示すよ
うに、拡散・旋回する燃焼ガス１０の安定火炎を求める
ための燃空比（燃料投入量に対する理論空気量）を基準
とするほかに、燃料噴射部１３から噴出する燃料圧力と
燃焼領域１５の圧力との圧力差を考慮して一義的に定め
られている。すなわち、圧力差が大きいほど燃料噴射部
１３から噴出する燃料流量が増加するが、燃焼領域１５
で何らかの事情により突発的に燃焼変調があり、過渡的
に火炎伝播速度が増加する場合、火炎伝播速度の増加に
より燃焼領域１５の圧力が上昇し、燃料噴射部１３との
圧力差は減少し、燃料噴射部１３から噴射する燃料流量
は低下することになる。燃料流量の低下に伴って燃焼領
域１５では燃料欠乏を来して火炎伝播速度の低下を招
き、燃焼領域１５の圧力も低下する。この圧力低下によ
り燃料噴射部１３と燃焼領域１５とでは再び圧力差が
出、燃料流量は増加する。 【００１９】このような事象が繰り返される結果、燃焼
領域１５では、生成過程中の燃焼ガス１０に振動があら
われてくる。また、上記圧力差に基く振動のほかに、ガ
スタービン燃焼器６自体の固有振動をもっており、これ
らが共鳴したとき、その振動レベルは予想以上の強さに
なることがある。 【００２０】したがって、燃焼ガス１０の生成過程中、
燃焼ガス１０が燃焼振動を誘起するのは、上述圧力差に
基く振動と、燃焼室の固有振動数（気柱振動）とが連成
することによるものと考えられ、これら連成振動の中で
もとりわけ上記圧力差による振動が運転中、頻繁に発生
していることを考慮すると、そのウエイトは高いと考え
られる。 【００２１】このため、燃焼ガス１０の生成過程中に誘
起する燃焼振動を抑制するにあたり、燃料噴射部１３か
ら噴射する燃料の圧力と燃焼ガス１０を生成する燃焼領
域１５との圧力差を絶えず一定値に保持しておけば、燃
料噴射部１３から燃焼領域１５に燃料が絶えず流れ、そ
の流れにより燃焼振動が抑制されると考えられる。具体
的には、燃焼振動の周波数波形を分析し、分析周波数波
形とは逆位相となるようにその周波数波形を強制的にシ
フトさせて相殺し、そのシフトする逆位相に相当する弁
拡開信号を燃料弁８に与えれば燃料は増加し、燃焼振動
を抑制することができると考えられる。 【００２２】そこで本実施の形態では、図１に示すよう
に、燃焼器内筒１２の燃焼領域１５に設けた圧力センサ
１６により、燃焼ガス１０の生成過程中、誘起する燃焼
振動を検出し、検出信号を振動抑制制御部１８に印加
し、ここで周波数分析器１９により周波数波形を作成
し、作成した周波数波形が逆位相になるよう移相器２０
によりシフトさせる。周波数波形のシフトの際、コント
ローラ２１によりその位相シフト量を調整し、調整周波
数の波形にバイアス器２２からのバイアス信号を加え、
バイアス後、電圧増幅器２３により増幅し、弁拡開信号
として燃料配管７の燃料弁８に与える。 【００２３】このように、燃料弁８に弁拡開信号を与え
ることにより、燃料噴射部１３から噴射する燃料の流量
は増加し、その流量と比例関係にある圧力も増加し、燃
料噴射部１３と燃焼領域１５とは絶えず一定圧力差を保
持することができる。 【００２４】図３は、縦軸に燃焼ガスの圧力変動値を採
り、また横軸に時間を採り、実線を従来の燃焼ガス圧力
変動波形を示し、破線を本願発明による燃焼ガス圧力変
動波形を示す、燃焼ガス圧力変動波形の比較図である。
この図からも理解されるように、本願発明による燃焼ガ
ス圧力変動の振幅値が一段と小さくなる。 【００２５】このように燃焼ガス圧力変動の振幅値が小
さくなったのは、燃料噴射部１３から噴出する燃料圧力
と燃焼領域１５の圧力とに絶えず一定の圧力差をもたせ
るために、燃焼ガスの周波数の位相を逆位相にシフトさ
せ、そのシフト量にバイアスを加えて燃料弁８に弁拡開
信号を与えているからである。 【００２６】また、一般に燃料噴射部１３から噴出する
燃料圧力を高くし、燃焼領域１５の圧力との間で一定の
圧力差をもたせておけば、図４からも理解されるよう
に、燃焼領域１５の燃焼ガスの振動圧力強度が低下する
ことがわかる。なお、図中、横軸は燃料噴射部１３から
噴出する燃料流量に対する理論空気量の比を燃空比とし
てあらわしたものであるが、理論空気流量は常に一定値
として扱い、また燃料圧力と燃料流量とは比例関係にあ
り、燃料圧力を高くすると燃料流量も多くなることを意
味している。 【００２７】したがって、本願発明では逆位相にシフト
した信号にバイアスを加えて燃料弁８に弁拡開信号を与
えているから、燃焼ガスの燃焼振動を良好に抑制するこ
とができる。 【００２８】 【発明の効果】以上説明のとおり、本発明に係る燃焼器
の燃焼振動抑制装置では、燃焼ガスの圧力変動を圧力セ
ンサによって検出し、検出した圧力変動を周波数分析
し、分析された周波数波形の位相を、逆位相波形にして
燃料弁に弁拡開信号として与える振動抑制制御部を設け
ているので、燃料噴射部から噴出する燃料圧力が燃焼領
域圧力よりも常に一定の圧力差をもって保持でき、その
結果、燃焼ガスの圧力変動に伴う燃焼振動を抑制するこ
とができる。 【００２９】また、本発明に係る燃焼器の燃焼振動抑制
装置では、検出された燃焼ガスの圧力変動の周波数波形
の位相を逆位相波形にシフトしているので、その位相同
士は互いに相殺される結果、燃焼ガスの圧力変動に伴う
燃焼振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼器の燃焼振動抑制装置を示す
概略図。 【図２】図１の部分拡大図。 【図３】従来技術と本発明との燃焼ガス圧力変動を比較
する図。 【図４】燃空比と振動圧力強度との関係を示すグラフ。 【図５】従来の燃焼ガスのパワースペクトルを示すグラ
フ 【符号の説明】 １ ロータ ２ 圧縮機 ３ ガスタービン ４ 空気 ５ 高圧空気 ６ ガスタービン燃焼器 ７ 燃料配管 ８ 燃料弁 ９ 燃焼器外筒 １０ 燃焼ガス １１ 排ガス １２ 燃焼器内筒 １３ 燃料噴射部 １４ 点火プラグ １５ 燃焼領域 １６ 圧力センサ １７ 尾筒 １８ 振動抑制制御部 １９ 周波数分析器 ２０ 移相器 ２１ コントローラ ２２ バイアス器 ２３ 電力増幅器
概略図。 【図２】図１の部分拡大図。 【図３】従来技術と本発明との燃焼ガス圧力変動を比較
する図。 【図４】燃空比と振動圧力強度との関係を示すグラフ。 【図５】従来の燃焼ガスのパワースペクトルを示すグラ
フ 【符号の説明】 １ ロータ ２ 圧縮機 ３ ガスタービン ４ 空気 ５ 高圧空気 ６ ガスタービン燃焼器 ７ 燃料配管 ８ 燃料弁 ９ 燃焼器外筒 １０ 燃焼ガス １１ 排ガス １２ 燃焼器内筒 １３ 燃料噴射部 １４ 点火プラグ １５ 燃焼領域 １６ 圧力センサ １７ 尾筒 １８ 振動抑制制御部 １９ 周波数分析器 ２０ 移相器 ２１ コントローラ ２２ バイアス器 ２３ 電力増幅器
─────────────────────────────────────────────────────
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23N 5/16
F02C 9/00
F23N 5/00
F23R 3/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料弁から供給される燃料を噴射する燃
料噴射部を燃焼室に臨ませ、この燃料噴射部から噴射さ
せる燃料によって燃焼ガスを生成する燃焼領域に圧力セ
ンサを設け、この圧力センサから検出された上記燃焼ガ
スの圧力変動を周波数分析し、分析された周波数波形の
位相を逆位相波形にして上記燃料弁に弁拡開信号として
与える振動抑制制御部を設け、この振動抑制制御部は、
上記圧力センサによって検出され燃焼ガスの圧力変動を
周波数分析する周波数分析装置と、この周波数分析装置
によって分析された周波数波形の位相を、逆位相波形に
シフトさせる移相器と、逆位相波形にシフトさせる際、
その位相シフト量を調整するコントローラと、上記移相
器からのシフト信号にバイアスを加えるバイアス器とで
構成したことを特徴とする燃焼器の燃焼振動抑制装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34148695A JP3529924B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 燃焼器の燃焼振動抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34148695A JP3529924B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 燃焼器の燃焼振動抑制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178170A JPH09178170A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3529924B2 true JP3529924B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=18346436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34148695A Expired - Fee Related JP3529924B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 燃焼器の燃焼振動抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3529924B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4633976B2 (ja) * | 2001-08-24 | 2011-02-16 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン用燃焼器の燃焼振動監視装置 |
| US8239114B2 (en) * | 2008-02-12 | 2012-08-07 | Delavan Inc | Methods and systems for modulating fuel flow for gas turbine engines |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP34148695A patent/JP3529924B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09178170A (ja) | 1997-07-11 |
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| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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