JPH10169986A - 燃焼室 - Google Patents

燃焼室

Info

Publication number
JPH10169986A
JPH10169986A JP9328035A JP32803597A JPH10169986A JP H10169986 A JPH10169986 A JP H10169986A JP 9328035 A JP9328035 A JP 9328035A JP 32803597 A JP32803597 A JP 32803597A JP H10169986 A JPH10169986 A JP H10169986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
combustion
cross
stage
constriction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9328035A
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Oliver Dr Paschereit
オリヴァー パッシェライト クリスティアン
Wolfgang Dr Polifke
ポリフケ ヴォルフガング
Thomas Dr Sattelmayer
ザッテルマイアー トーマス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB RES Ltd
ABB Research Ltd Sweden
Original Assignee
ABB RES Ltd
ABB Research Ltd Sweden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB RES Ltd, ABB Research Ltd Sweden filed Critical ABB RES Ltd
Publication of JPH10169986A publication Critical patent/JPH10169986A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/16Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/96Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼室において低周波の振動が有意に吸収さ
れるようにすること。 【解決手段】 燃焼室においては熱ガスの準備は連続的
に2つの燃焼段(20,40)で行われる。第1の燃焼
段(20)の終端部には流動方向で見て横断面狭窄部が
配置されている。この横断面狭窄部を介して第1の燃焼
段(20)で準備された熱ガス(21)が第2の燃焼段
(40)へ移送される。この横断面狭窄部(30)の出
口(31)におけるマッハ数は、入口面(A1)に対す
る出口面(A2)の面積比に相当する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項1の上位概
念として記載した燃焼室に関する。
【0002】
【従来の技術】燃焼室の運転に際して、特に前混合燃焼
に際して、熱放出はその有害性が当業者によく知られて
いる圧力脈動を生ぜしめる。これに対しては既に種々の
提案が成されている。これらの提案は、熱放出に起因す
る圧力脈動が燃焼室端部で反射することを阻止するのを
目的としている。この関点からはしばしばヘルムホルツ
共振器が使用される。
【0003】ヘルムホルツ共振器自体は設計周波数の近
くで振動した場合に圧力脈動を有意性をもって減少する
が、そのためにこのような装置のために必要な場所関係
の欠点の他に周囲への設計周波数の作用も制限されるこ
とを見誤ってはならない。
【0004】特にコンパクトなリング燃焼室の場合には
このような装置は場所的な理由から使用するのが困難で
あるので、新しい時代の燃焼室におけるサーモダイナミ
ック式の振動を阻止するために有効な手段は依然として
存在しないかもしくはまだ有効な形では提案されていな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の燃焼室において、燃焼室端部における圧
力脈動の反射を減少させることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した構成
によって解決された。
【0007】
【発明の利点】本発明の利点は燃焼室端部の反射の少な
い構成によって、圧力脈動がバーナにフィードバックさ
れ、この結果、熱の放出、ひいては圧力脈動のあらたな
変化を生ぜしめることが阻止されることである。
【0008】本発明の基本的な思想は、低周波数の振動
が下流側で自由な噴射流で流出するノズルを通して搬送
されると、該振動が有意に吸収されるという考えに基づ
いている。
【0009】音響的な理由から、本発明による前記基本
思想の実現は、流動方向で相前後して接続された2つの
燃焼段を有する燃焼室をもたらす。第1の燃焼段のヘッ
ドには任意の構成形態を有することのできるバーナが配
置されている。新しい時代の燃焼室は有害物質の放出を
減少させるために、有利には前混合燃焼で稼働させられ
るという事実に従って、本発明ではさらに前混合バーナ
を根底としている。燃料と燃焼空気とは第1の燃焼室内
で互いに反応する。この第1の燃焼段の大きさは流動方
向でその出口に達する前に燃焼プロセスからの熱がほぼ
放出されるように設計されていなければならない。これ
に対してCO燃焼は終ってはならない。第1燃焼段の内
部の燃焼からの反応生成物は、以後記述する本発明の基
準に従って設計された第1の燃焼段の出口を通って流
れ、ついで燃焼完了域として働く第2の燃焼段に達す
る。この第2の燃焼段自体は作業ガスが、下流側に接続
されたタービンの案内羽根及び回転羽根を負荷する前
に、CO含有量が所望の値に落ちるように設計されてい
なければならない。
【0010】本発明によれば、2つの燃焼段から成る燃
焼室における第1の燃焼段と第2の燃焼段との間の移行
部は、横断面狭窄部で形成されている。この横断面狭窄
部においては低周波数の振動が吸収される。この場合、
前記振動はノズル収斂部として構成された前記狭窄部
を、下流側の自由な噴流を伴って流過させられる。これ
によって音響的なエネルギはノズル出口における変動す
る渦流強さのエネルギに変えられる。このエネルギは最
終的に熱に変換される。燃焼室が3つ以上の連続的に接
続された燃焼段によって形成されていると、個々の燃焼
段の各移行部は、横断面狭窄部もしくはノズル収斂部に
関し、2つの燃焼段のために規定した原理に基づき設計
される。
【0011】本発明の実現に際して得られる別の重要な
利点は、横断面狭窄部もしくはノズル収斂部の構成を所
定の燃焼室比に相応して常に最小の反射に合わせること
が燃焼室の設計を変えることなく行うことができること
である。第1の燃焼段の端部側の収斂は最小の圧力損失
係数を有するノズルとして構成するか又は単数又は複数
の孔を有する絞りとして構成することができる。これに
対し、流動方向で見た収斂の横断面の経過は本発明によ
ればきわめて良好に制限されている。つまり収斂の出口
と入口との間の面積比はノズル出口におけるマッハ数に
相当する。この場合の面積比がどのようなものであるか
についてはあとで詳しく触れることにする。
【0012】本発明の課題の解決の有利でかつ合目的的
な実施態様は従属請求項に示されている。本発明を直接
的に理解するのに必要ではない部材は省いてある。媒体
の流動方向は矢印で示してある。
【0013】
【実施例】図面には、図示されていないロータの軸軸線
60と回転運動61とから判るように、燃焼室がリング
燃焼室であることが示されている。このリング燃焼室は
連続したドーナツ形又は準ドーナツ形のシリンダの形を
有している。その上、このような燃焼室は軸方向又は準
軸方向又は螺旋状に配置されかつ個々の隔離された複数
の燃焼空間から成っていることもできる。燃焼室それ自
体は唯一の管から成っていることができる。図に示され
たリング燃焼室は第1の燃焼段20とこの燃焼段20の
下流側に接続された第2燃焼段40とから成っている。
両方の燃焼段の間には横断面狭窄部30が作用してい
る。この横断面狭窄部についてはあとで詳しく触れるこ
とにする。第1の燃焼段20はヘッド側に、周方向に並
べて配置された多数の前混合バーナ10を有している。
これらの前混合バーナ10の構成と作用はEP−032
1809B1号明細書に記載されている。この場合、該
明細書は本件出願の明細書の統合された構成部分を成す
ものである。ここで使用される別の前混合バーナはEP
−0704657A2号明細書にも開示されている。
【0014】この明細書も本件出願の統合された構成部
分である。バーナにおいて空気流12と燃料10との間
で行われる混合気形成は、第1燃焼段20において燃焼
させられて熱ガスになる燃焼混合物を形成する。既に述
べた横断面狭窄部30を流過したあとで熱ガス21は第
2の燃焼段40に流入し、該燃焼段内で、ここで形成さ
れた作業ガス41が最終的に下流側のタービン50を負
荷する前に、完全に燃え尽される。
【0015】横断面狭窄部30の形態は許された圧力損
失係数と流動域に対する要求とによって規定される。可
能であるのは減少された圧力損失係数を有するノズル形
又は単数又は複数の孔を有する絞りである。横断面狭窄
部30の構成にとって重要であるのは、流動方向で見た
収斂の面積比である。最小の反射は横断面狭窄部30の
出口31におけるマッハ数が横断面狭窄部30の面積比
と同じであると達成される。この場合、この面積比は横
断面狭窄部30の出口面積A2を当該入口面積で割った
商から求められる。この基準により、ノズル収斂経過が
十分である場合には最小の反射が達成される。つまり、
そこで発生する音響的なエネルギは横断面狭窄部30の
出口31における変動する渦流強さのエネルギに変えら
れる。この場合、このエネルギは最終的に熱に散逸させ
られる。横断面狭窄部30の前記幾何学的な形態だけで
インピーダンスZ/Sc=1が得られる。このインピー
ダンスは横断面狭窄部30の出口31において典型的な
反射のない端部を誘発する。熱ガス21,41の滞在時
間のための典型的な値は第1の燃焼段のためには5−2
0msであり、第2の燃焼段のためには10−50ms
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図面は2つの燃焼段からなり、両方の燃焼段相
互間にノズル収斂部が形成されている、リング燃焼室と
して構成された燃焼室を示した図である。
【符号の説明】
10 前混合バーナ、 11 燃料、 12 空気流、
20 第1の燃焼段、 21 熱ガス、 30 横断
面狭窄部、 31 横断面狭窄部の出口、 40 第2
の燃焼段、 41 作業ガス、 50 タービン、 6
0 ロータの軸軸線、 61 回転運動、 A1 ノズ
ル収斂部の入口面、 A2 ノズル収斂部の出口面、
L ノズル収斂部の軸方向の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ザッテルマイアー スイス国 マンダッハ ハウプトシュトラ ーセ 108

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の燃焼段と該第1の燃焼段の下流に
    接続された少なくとも1つの第2の燃焼段とから成る燃
    焼室であって、該燃焼室の下流に接続されたタービンを
    負荷するための熱ガスが連続的に前記燃焼段で準備され
    る形式のものにおいて、先行する燃焼段(20)から下
    流に接続された燃焼段(40)への熱ガスの移送が、流
    動方向に配置された横断狭窄部(30)から構成されて
    いることを特徴とする、燃焼室。
  2. 【請求項2】 横断面狭窄部(30)の出口(31)に
    おけるマッハ数が横断面狭窄部(30)の面積比と等し
    く、該面積比が入口面(A1)に関する出口面(A2)
    の商によって形成されている、請求項1記載の燃焼室。
  3. 【請求項3】 横断面狭窄部(30)の軸方向の長さが
    入口面(A1)の直径よりも5%大きい、請求項1記載
    の燃焼室。
  4. 【請求項4】 燃焼室がリング燃焼室である、請求項1
    記載の燃焼室。
  5. 【請求項5】 燃焼室が少なくとも1つの前混合バーナ
    で稼働させられる、請求項1記載の燃焼室。
  6. 【請求項6】 横断面狭窄部(30)がノズル形態を有
    している、請求項1記載の燃焼室。
  7. 【請求項7】 ノズル形態が最小の圧力損失係数を有し
    ている、請求項6記載の燃焼室。
  8. 【請求項8】 横断面狭窄部(30)が単数又は複数の
    孔を備えた絞りである、請求項1記載の燃焼室。
JP9328035A 1996-11-29 1997-11-28 燃焼室 Pending JPH10169986A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19649486A DE19649486A1 (de) 1996-11-29 1996-11-29 Brennkammer
DE19649486.9 1996-11-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10169986A true JPH10169986A (ja) 1998-06-26

Family

ID=7813116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9328035A Pending JPH10169986A (ja) 1996-11-29 1997-11-28 燃焼室

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6050078A (ja)
EP (1) EP0845639B1 (ja)
JP (1) JPH10169986A (ja)
DE (2) DE19649486A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3306320B2 (ja) * 1996-10-24 2002-07-24 株式会社東海 液体燃料用燃焼器具における燃焼芯
JP3285502B2 (ja) * 1996-10-30 2002-05-27 株式会社東海 液体燃料用燃焼器具
EP0985877A1 (de) * 1998-09-10 2000-03-15 Abb Research Ltd. Vorrichtung und Verfahren zur Minimierung thermoakustischer Schwingungen in Gasturbinenbrennkammern
DE59810760D1 (de) * 1998-12-15 2004-03-18 Krasnojarskij Politekhn I Kras Brennkammer mit akustisch gedämpftem Brennstoffversorgungssystem
EP2236926B1 (de) 2009-03-17 2015-07-29 Siemens Aktiengesellschaft Temperaturmessvorrichtung, Gasturbine mit einer Temperaturmessvorrichtung und Verfahren zum direkten Bestimmen der Temperatur in einer Brennkammer
US8484980B1 (en) 2009-11-19 2013-07-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration Dual-mode combustor

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB818634A (en) * 1955-09-29 1959-08-19 Birmingham Small Arms Co Ltd Improvements in or relating to combustion chambers for gas turbines
BE551418A (ja) * 1955-10-28
US3905192A (en) * 1974-08-29 1975-09-16 United Aircraft Corp Combustor having staged premixing tubes
US3925002A (en) * 1974-11-11 1975-12-09 Gen Motors Corp Air preheating combustion apparatus
US4265615A (en) * 1978-12-11 1981-05-05 United Technologies Corporation Fuel injection system for low emission burners
GB2098720B (en) * 1979-01-12 1983-04-27 Gen Electric Stationary gas turbine combustor arrangements
US4420929A (en) * 1979-01-12 1983-12-20 General Electric Company Dual stage-dual mode low emission gas turbine combustion system
US4413477A (en) * 1980-12-29 1983-11-08 General Electric Company Liner assembly for gas turbine combustor
US4819438A (en) * 1982-12-23 1989-04-11 United States Of America Steam cooled rich-burn combustor liner
US4760695A (en) * 1986-08-28 1988-08-02 United Technologies Corporation Acoustic oscillatory pressure control for ramjet
JP2644745B2 (ja) * 1987-03-06 1997-08-25 株式会社日立製作所 ガスタービン用燃焼器
DE3707773C2 (de) * 1987-03-11 1996-09-05 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zur Prozesswärmeerzeugung
CH674561A5 (ja) * 1987-12-21 1990-06-15 Bbc Brown Boveri & Cie
CH679799A5 (ja) * 1988-07-25 1992-04-15 Christian Reiter
US5158445A (en) * 1989-05-22 1992-10-27 Institute Of Gas Technology Ultra-low pollutant emission combustion method and apparatus
US5309718A (en) * 1992-09-14 1994-05-10 Hughes Aircraft Company Liquid fuel turbocharged power plant and method
CH687269A5 (de) * 1993-04-08 1996-10-31 Abb Management Ag Gasturbogruppe.
GB2278431A (en) * 1993-05-24 1994-11-30 Rolls Royce Plc A gas turbine engine combustion chamber
DE4426351B4 (de) * 1994-07-25 2006-04-06 Alstom Brennkammer für eine Gasturbine
DE4435266A1 (de) 1994-10-01 1996-04-04 Abb Management Ag Brenner
DE4446541A1 (de) * 1994-12-24 1996-06-27 Abb Management Ag Brennkammer
DE19520291A1 (de) * 1995-06-02 1996-12-05 Abb Management Ag Brennkammer

Also Published As

Publication number Publication date
US6050078A (en) 2000-04-18
DE59710802D1 (de) 2003-11-06
EP0845639B1 (de) 2003-10-01
DE19649486A1 (de) 1998-06-04
EP0845639A1 (de) 1998-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6238997B2 (ja) 圧力ゲイン燃焼装置及び方法
JP3676228B2 (ja) ガスタービン燃焼器およびガスタービン並びにジェットエンジン
RU2213240C2 (ru) Шевронное выхлопное сопло
US6640537B2 (en) Aero-engine exhaust jet noise reduction assembly
US5197289A (en) Double dome combustor
EP0635632B1 (en) Noise suppression system
JP5010318B2 (ja) ターボジェットノズルの中心体
US6688109B2 (en) Turbine engine burner
US2934889A (en) Noise abatement means
US5488829A (en) Method and apparatus for reducing noise generated by combustion
JP6063246B2 (ja) 小型高圧排気消音装置
US5207054A (en) Small diameter gas turbine engine
JP2007187150A (ja) 外部燃料補給トラップ渦空洞部オーグメンタ
US6983601B2 (en) Method and apparatus for gas turbine engines
EP1337748A2 (en) Fan-stator interaction tone reduction
CN110006068A (zh) 用于燃气涡轮发动机燃烧器的燃料喷嘴
CN110168283B (zh) 带有微通道冷却的燃料喷嘴组件
US6868665B2 (en) Methods and apparatus for operating gas turbine engines
US2907171A (en) Combustion chamber inlet for thermal power plants
CN109028144A (zh) 整体涡流旋转爆震推进系统
JP5814651B2 (ja) 排気流路に隣接する空洞のエジェクタパージ
JP2007198375A (ja) 排出ダクト流れスプリッタシステム
JP2019082315A (ja) ガスタービンエンジンのための傾斜燃焼器
TWI238871B (en) Augmentor
JP4001952B2 (ja) 燃焼室