JPH07260139A - 燃焼振動防止装置 - Google Patents
燃焼振動防止装置Info
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- JPH07260139A JPH07260139A JP5566494A JP5566494A JPH07260139A JP H07260139 A JPH07260139 A JP H07260139A JP 5566494 A JP5566494 A JP 5566494A JP 5566494 A JP5566494 A JP 5566494A JP H07260139 A JPH07260139 A JP H07260139A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/16—Systems for controlling combustion using noise-sensitive detectors
-
- 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
- F23R2900/00013—Reducing thermo-acoustic vibrations by active 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
- 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
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Abstract
振動防止装置に関し、燃焼振動を防止する。 【構成】 燃焼室1にはノズルブロック2が取付けられ
燃料が噴射される。ノズルブロック2は噴射角の小さい
ノズル3と周囲より燃料を噴霧する噴射角の大きいノズ
ル4があり、それぞれバルブ5,6で燃料が調整され
る。コントローラ10は、圧力変動検出装置8が導管7
を介して検出した燃焼室1内の圧力変動を入力し、発熱
位置の異なる2つのバルブ3,4を調節して燃焼室内の
合成した圧力変動が安定するように燃料配分比を調整す
るので安定した燃焼が得られる。
Description
適用される燃焼振動防止装置に関する。
ようにノズルブロック22に取付けられた1つの噴射角
をもつ燃料ノズル23から燃料を配管ラインAに設けた
バルブ25で圧力を調整して噴射するため、発熱の位置
や発熱の時間遅れが負荷により一義的に定まってしま
い、燃焼振動を調整して防止することができなかった。
れる燃料は、一般に負荷に関係なく、1つ又は定まった
ノズルから噴射され、負荷に応じて供給圧を変更するこ
とによりノズルの差圧が変り、噴射量を調整している。
このため、負荷によって燃焼器内で発熱する軸方向の位
置xH および燃料が供給されてから発熱するまでの時間
遅れτH が一率に定まってしまい、ある特定の負荷帯に
おいて燃焼振動を発生する場合がある。
分を最少にする要求に対応するために燃焼条件を厳しく
限界される中で、1つの燃焼供給系では目標とする燃焼
条件を満足することが不可能となってきた。
燃焼状態を広い負荷状態で得ることを目的としたもの
で、噴射角の異なる2つのノズルを用い、その2つの燃
料噴射量を調整することによって発熱位置xH と燃焼時
間遅れτH を分散させ、燃焼振動を抑制することが可能
となる燃焼振動防止装置を提案するものである。
給系統に噴射角の異なる2つのノズルを配置し、燃焼室
内の圧力変動に応じて両者から噴射される燃料量を燃料
調整弁を介してコントローラで調整することにより、燃
焼室内での発熱位置を変更し、燃焼振動を抑制するよう
な構成としたものである。
燃料噴射角の小さなノズルと大きなノズルの2つのノズ
ルからなる燃料供給系統と、前記燃焼室内の圧力を検出
する圧力変動検出装置と、前記2つのノズルへ供給する
燃料を調整する燃料調整弁と、前記圧力変動検出装置で
検出した前記燃焼室内の圧力信号に基づいて圧力変動が
安定するように前記燃料調整弁を制御して前記2つのノ
ズルから供給される燃料量を調節するコントローラとを
具備してなることを特徴とする燃焼振動防止装置を提供
する。
への燃料は噴射角の異なる2つのノズルより噴射され、
一方のノズルは噴射角が小さく燃焼室内での貫通力が大
きい。又、他方のノズルは噴射角が大きく燃料の貫通力
も小さいので燃料が噴射されてから発熱するまでの時間
遅れも一方のノズルよりも十分小さい。このように燃料
の噴射角が異なり、発熱時間遅れも異なる2つのノズル
で燃焼室内に2つの発熱条件を作り、圧力変動検出装置
で燃焼室内の圧力を検出し、コントローラに入力し、コ
ントローラは発熱により生ずる減衰比の合計が安定する
ように燃料調整弁を調整し、2つのノズルからの燃料配
分比を変える。
の小さなノズルより燃料を供給し、圧力変動の大きさを
圧力変動検出装置で検出し、計測しながら燃料量を増加
させる。ここで、圧力変動が発生しはじめると、噴射角
の大きなノズルから燃料を供給しはじめ、燃焼状態を安
定化させる。このように噴射角の小さなノズルからの発
熱による圧力の不安定を噴射角の大きなノズルにて安定
化することが可能となる。
的に説明する。図1は本発明の一実施例に係る燃焼振動
防止装置の構成図である。図において、10は燃料コン
トロールバルブ5,6を制御するコントローラで、燃焼
室1内の圧力を導く導管7が設けられ、同導管7で導か
れた圧力を検出する圧力変動検出装置8で検出した圧力
をアンプ9で増幅して入力する。
よりなる。燃料ノズル3はノズルブロック2の軸上にあ
り、ノズル中心から小さな吹出し口噴射角を有するノズ
ル、燃料ノズル4は円周状に配したノズルからリング状
の噴霧角にて燃料を噴霧するノズルである。5は前述の
燃料コントロールバルブで配管ラインAに設けられて燃
料ノズル3から噴射する燃料をコントロールする。6も
同じく燃料コントロールバルブで、配管ラインBに設け
られて燃料ノズル4に接続されて燃料の噴射をコントロ
ールする。
は燃焼器1に供給される燃料は配管ラインA及び配管ラ
インBの2つのラインの燃料比を調整できるコントロー
ラ10をもつ。コントロールの例として、先ず、配管ラ
インAで燃料を供給して燃料ノズル3より噴霧し、圧力
変動の大きさを圧力変動検出装置8で検出し、圧力を計
測しながら燃料量を燃料コントロールバルブ5で調整し
て増加させる。ここで圧力変動が発生しはじめると、配
管ラインBから燃料を供給しはじめ、燃料コントロール
バルブ6で調整して燃料ノズル4より噴霧し、燃焼状態
を安定化させる。
が大きいノズルであり、燃料が噴射されてから発熱する
までに圧力変動の周期Tの1/4と同一レベルの時間遅
れを持つノズルであり、またNOX を低減するために蒸
気を噴射すると時間遅れが増大する特性をもつ。
料の貫通力が小さいノズルであり、燃料が噴射されてか
ら発熱するまでの時間遅れは圧力変動の周期の1/4よ
り十分小さいノズル特性をもつ。
検出装置8とそのアンプ9および燃料ノズル3と4の流
量配分調整用のコントローラ10と燃料ノズル3,4の
燃料を調整する燃料バルブ5及び6からなる燃焼調整装
置であり、図5に示す従来の方法と比較して広い負荷領
域で安定した燃焼状態を実現することが可能である。
諸条件により定まる。(a)燃焼器のもつ音響的固有モ
ードと発熱位置xH の関係,(b)音響的固有周期Tと
燃料が噴射されてから発熱するまでの時間τ,(c)発
熱量(出力係数),等の条件による。
きの発熱源での燃焼不安定域を図2,図3に示す。
両端開とした条件をもつ例で、(a)図は発熱源A,B
と速度変動分布V1 (点線で示す)及び圧力変動分布P
1 (実線で示す)の関係を示し、(b)図は出力係数と
不安定域を示したものである。Aの発熱源が図2(a)
で音響管、即ち、燃焼器Wの入口の1/4にある場合に
は、時間遅れτが音響的固有周期T1 の1/4のときに
発振する。またBの発熱源が音響管の入口の3/4にあ
る場合には、時間遅れτが音響管の固有周期の3/4の
ときに発振する。したがって、燃焼負荷条件が変化する
ことによって、場合によっては発振を生ずることにな
る。
焼器Wで入口端を開、出口端を閉とした条件をもつ例
で、(a)図は発熱源Cと速度変動分布V2 (点線で示
す)及び圧力変動分布P2 (実線で示す)の関係を示
し、(b)図は出力係数と不安定域を示したものであ
る。
る音響的減衰比の大きさを示したもので、図において、
減衰比が(+)の時は安定、(−)の時は不安定とな
る。図で、A,Bは図2に示す発熱源で両端開の状態で
の減衰比で図中実線で示される。又、発熱源Cは図3に
示す入口端を開、出口端を閉とした場合で図中点線で示
している。
ズル3と4を用いて発熱源の位置と発熱時間遅れをもつ
2つの発熱条件を作り、ノズル3と4の発熱によって生
ずる減衰比の合計が安定になるようにノズル3と4での
燃料量を調整するものである。これにより、ノズル3に
よる発熱による不安定をノズル4にて安定化することが
可能となる。
においては、燃料の噴射角の異なる2つのノズルを有す
る燃料供給系統の燃料を燃焼室内の圧力を検出して、こ
の圧力変動に基づいて燃料調整弁を介してコントローラ
で制御して燃焼室内の燃焼振動を防止するようにしたの
で、燃焼器において、低負荷から高負荷に到るまでの広
い負荷範囲で安定した燃焼状態が実現できる。これによ
り、燃焼振動によって生ずる圧力変動の発生を防止し、
燃焼器部品の損傷や摩耗を防止する。
成図である。
す図で、(a)は両端開放の場合の発熱位置と圧力、速
度の変動分布を、(b)は出力係数と不安定域をそれぞ
れ示している。
す図で、(a)は入口開、出口閉の場合の発熱位置と圧
力、速度の変動分布を、(b)は出力係数と不安定域を
それぞれ示している。
の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射角の小
さなノズルと大きなノズルの2つのノズルからなる燃料
供給系統と、前記燃焼室内の圧力を検出する圧力変動検
出装置と、前記2つのノズルへ供給する燃料を調整する
燃料調整弁と、前記圧力変動検出装置で検出した前記燃
焼室内の圧力信号に基づいて圧力変動が安定するように
前記燃料調整弁を制御して前記2つのノズルから供給さ
れる燃料量を調節するコントローラとを具備してなるこ
とを特徴とする燃焼振動防止装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6055664A JP3040653B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 燃焼振動防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6055664A JP3040653B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 燃焼振動防止装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07260139A true JPH07260139A (ja) | 1995-10-13 |
JP3040653B2 JP3040653B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=13005129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6055664A Expired - Lifetime JP3040653B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 燃焼振動防止装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3040653B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998034067A1 (de) * | 1997-02-04 | 1998-08-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenneranordnung und verfahren zur aktiven dämpfung einer verbrennungsschwingung |
EP0961906B1 (de) * | 1997-02-06 | 2003-06-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur aktiven dämpfung einer verbrennungsschwingung und anwendung des verfarens |
EP1533569A1 (de) * | 2003-11-20 | 2005-05-25 | ALSTOM Technology Ltd | Verfahren zum Betrieb einer Feuerungseinrichtung |
EP1990521A1 (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Pressure dynamics reduction within a gas turbine engine |
EP3869103A1 (en) * | 2020-02-22 | 2021-08-25 | Honeywell International Inc. | Resonance prevention using combustor damping rates |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP6055664A patent/JP3040653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
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WO2008138797A2 (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Pressure dynamics reduction within a gas turbine engine |
WO2008138797A3 (en) * | 2007-05-09 | 2009-01-08 | Siemens Ag | Pressure dynamics reduction within a gas turbine engine |
EP3869103A1 (en) * | 2020-02-22 | 2021-08-25 | Honeywell International Inc. | Resonance prevention using combustor damping rates |
US11841139B2 (en) | 2020-02-22 | 2023-12-12 | Honeywell International Inc. | Resonance prevention using combustor damping rates |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3040653B2 (ja) | 2000-05-15 |
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