[go: up one dir, main page]

RU2012148139A - Устройство резонатора для демпфирования колебаний давления в камере сгорания и способ для управления системой сгорания - Google Patents

Устройство резонатора для демпфирования колебаний давления в камере сгорания и способ для управления системой сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2012148139A
RU2012148139A RU2012148139/06A RU2012148139A RU2012148139A RU 2012148139 A RU2012148139 A RU 2012148139A RU 2012148139/06 A RU2012148139/06 A RU 2012148139/06A RU 2012148139 A RU2012148139 A RU 2012148139A RU 2012148139 A RU2012148139 A RU 2012148139A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
container
heating element
combustion
resonator device
temperature
Prior art date
Application number
RU2012148139/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2569786C2 (ru
Inventor
Генади БУЛАТ
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
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 Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2012148139A publication Critical patent/RU2012148139A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2569786C2 publication Critical patent/RU2569786C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/24—Heat or noise insulation
    • 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
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05D2260/963—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by Helmholtz resonators
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

1. Устройство (101, 301) резонатора, предназначенное для демпфирования колебаний давления в камере (330) сгорания, при этом устройство резонатора содержит:контейнер (102, 302), заполненный газом;отверстие (106, 306) в контейнере инагревательный элемент (103, 303), выполненный с возможностью генерировать пламя,при этом пламя предназначено для нагрева газа в контейнере.2. Устройство резонатора по п.1, в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать пламя, используя сгорание в плазменной среде.3. Устройство резонатора по п.1, в которомнагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать пламя, содержащее протекающий газ, имеющий скорость от 25 м/с до 500 м/с, в частности от 50 м/с до 300 м/с.4. Устройство резонатора по п.2, в которомнагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать пламя, содержащее протекающий газ, имеющий скорость от 25 м/с до 500 м/с, в частности от 50 м/с до 300 м/с.5. Устройство резонатора по любому из пп.1-4,в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать тепловую энергию от 0,01 кВт до 3 кВт.6. Устройство резонатора по любому из пп.1-4,в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать пламя с температурой от 500°C до 3000°C.7. Устройство резонатора по любому из пп.1-4,в котором нагревательный элемент содержит обратный вихревой плазменный генератор (203).8. Устройство резонатора по любому из пп.1-4,в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать плазменный факел.9. Система сгорания, содержащая:камеру (330) сгорания, предназначенную для определения пространства сгорания для сгорания топлива;устройство (301) резонатора по любому из пп.1-8,при этом �

Claims (16)

1. Устройство (101, 301) резонатора, предназначенное для демпфирования колебаний давления в камере (330) сгорания, при этом устройство резонатора содержит:
контейнер (102, 302), заполненный газом;
отверстие (106, 306) в контейнере и
нагревательный элемент (103, 303), выполненный с возможностью генерировать пламя,
при этом пламя предназначено для нагрева газа в контейнере.
2. Устройство резонатора по п.1, в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать пламя, используя сгорание в плазменной среде.
3. Устройство резонатора по п.1, в котором
нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать пламя, содержащее протекающий газ, имеющий скорость от 25 м/с до 500 м/с, в частности от 50 м/с до 300 м/с.
4. Устройство резонатора по п.2, в котором
нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать пламя, содержащее протекающий газ, имеющий скорость от 25 м/с до 500 м/с, в частности от 50 м/с до 300 м/с.
5. Устройство резонатора по любому из пп.1-4,
в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать тепловую энергию от 0,01 кВт до 3 кВт.
6. Устройство резонатора по любому из пп.1-4,
в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать пламя с температурой от 500°C до 3000°C.
7. Устройство резонатора по любому из пп.1-4,
в котором нагревательный элемент содержит обратный вихревой плазменный генератор (203).
8. Устройство резонатора по любому из пп.1-4,
в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью генерировать плазменный факел.
9. Система сгорания, содержащая:
камеру (330) сгорания, предназначенную для определения пространства сгорания для сгорания топлива;
устройство (301) резонатора по любому из пп.1-8,
при этом контейнер соединен с камерой сгорания так, что внутренняя часть контейнера сообщается с пространством сгорания через отверстие (306),
причем устройство резонатора имеет резонансную частоту, равную частоте колебаний давления в камере сгорания в условиях нормальной нагрузки.
10. Система сгорания по п.9, дополнительно содержащая:
зонд (337) измерения давления, предназначенный для измерения колебаний давления внутри пространства сгорания;
зонд (111, 311) измерения температуры, предназначенный для измерения температуры газа внутри контейнера; и
систему управления (109, 309), выполненную с возможностью управления нагревательным элементом на основе измеренных колебаний давления в пространстве сгорания и измеренной температуры внутри контейнера.
11. Система сгорания по п.10, в которой система управления выполнена с возможностью управления нагревательным элементом для изменения температуры газа внутри контейнера, когда камера сгорания работает в условиях, отличающихся от условий нормальной нагрузки так, что частота колебания давления в пространстве сгорания равна резонансной частоте контейнера, заполненного газом, изменяющейся при изменении температуры газа внутри контейнера.
12. Способ работы системы сгорания, содержащий этапы:
сжигают топливо в пространстве сгорания, определенном камерой сгорания;
возбуждают колебания давления в камере сгорания при сгорании топлива;
генерируют пламя, используя нагревательный элемент, для нагрева газа в контейнере, соединенном с камерой сгорания, причем внутренняя часть контейнера сообщается с камерой сгорания через отверстие в контейнере; и
демпфируют колебания давления в камере сгорания.
13. Способ по п.12, дополнительно содержащий этапы:
измеряют колебания давления внутри пространства сгорания, используя зонд измерения давления;
измеряют температуру газа внутри контейнера, используя зонд измерения температуры; и
управляют нагревательным элементом на основе измеренных колебаний давления и измеренной температуры, используя систему управления.
14. Способ по п.12 или 13, дополнительно содержащий этап:
управляют нагревательным элементом для изменения температуры газа в контейнере, когда камера сгорания работает в условиях, отличающихся от условий нормальной нагрузки таким образом, что частота колебаний давления в пространстве сгорания равна резонансной частоте контейнера, изменяющейся после изменения температуры газа внутри контейнера.
15. Способ по п.12 или 13, дополнительно содержащий этап:
увеличивают температуру газа внутри контейнера со скоростью, по меньшей мере, 50°C в секунду.
16. Способ по п.14, дополнительно содержащий этап:
увеличивают температуру газа внутри контейнера со скоростью, по меньшей мере, 50°C в секунду.
RU2012148139/06A 2010-04-13 2011-03-08 Устройство резонатора для демпфирования колебаний давления в камере сгорания и способ для управления системой сгорания RU2569786C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10159747.4 2010-04-13
EP10159747A EP2378199A1 (en) 2010-04-13 2010-04-13 Resonator device for damping the pressure oscillation within a combustion chamber and a method for operating a combustion arrangement
PCT/EP2011/053426 WO2011128158A1 (en) 2010-04-13 2011-03-08 Resonator device for damping the pressure oscillation within a combustion chamber and a method for operating a combustion arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012148139A true RU2012148139A (ru) 2014-05-20
RU2569786C2 RU2569786C2 (ru) 2015-11-27

Family

ID=42712423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012148139/06A RU2569786C2 (ru) 2010-04-13 2011-03-08 Устройство резонатора для демпфирования колебаний давления в камере сгорания и способ для управления системой сгорания

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9279586B2 (ru)
EP (2) EP2378199A1 (ru)
CN (1) CN102822601B (ru)
RU (1) RU2569786C2 (ru)
WO (1) WO2011128158A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115682033A (zh) * 2021-07-28 2023-02-03 北京航空航天大学 防振燃烧室以及燃烧室防振方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2302302A1 (en) * 2009-09-23 2011-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Helmholtz resonator for a gas turbine combustion chamber
TWI455755B (zh) * 2012-04-23 2014-10-11 Resi Corp 用於ＰＦＣｓ廢氣處理之渦流電漿反應器
CN103487254B (zh) * 2013-07-29 2015-09-30 中国人民解放军装备学院 一种具有可控频压力振荡机构的试验装置
US20180202660A1 (en) * 2015-10-07 2018-07-19 Indian Institute Of Science Mitigating instability by actuating the swirler in a combustor
US11092083B2 (en) 2017-02-10 2021-08-17 General Electric Company Pressure sensor assembly for a turbine engine
EP3434876A1 (en) 2017-07-25 2019-01-30 Siemens Aktiengesellschaft Combustor apparatus and method of operating combustor apparatus
CN109462928B (zh) * 2018-12-29 2021-06-29 哈尔滨工业大学 一种高频激励放电中心等离子体与侧面等离子体协同抑制燃烧压力脉动的方法
CN109729634B (zh) * 2018-12-29 2021-07-30 哈尔滨工业大学 一种高频激励放电中心等离子体抑制燃烧压力脉动的方法
CN114110588B (zh) * 2021-11-23 2023-07-11 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 高气压条件下的等离子体控制射流火焰实验系统及方法
US11898755B2 (en) * 2022-06-08 2024-02-13 General Electric Company Combustor with a variable volume primary zone combustion chamber
CN115325564B (zh) * 2022-07-21 2023-06-30 北京航空航天大学 一种结合气动导流燃烧振荡抑制方法和装置
CN120927191A (zh) * 2025-10-14 2025-11-11 湖南先进技术研究院 一种高温燃气燃烧室压力测量引出装置及高温燃气燃烧室

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5189266A (en) * 1989-06-09 1993-02-23 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicular exhaust resonance suppression system and sensing means therefore
US5222448A (en) * 1992-04-13 1993-06-29 Columbia Ventures Corporation Plasma torch furnace processing of spent potliner from aluminum smelters
US5257500A (en) * 1992-07-27 1993-11-02 General Electric Company Aircraft engine ignition system
DE4414232A1 (de) 1994-04-23 1995-10-26 Abb Management Ag Vorrichtung zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen in einer Brennkammer
EP0974788B1 (de) 1998-07-23 2014-11-26 Alstom Technology Ltd Vorrichtung zur gezielten Schalldämpfung innerhalb einer Strömungsmaschine
FR2814633B1 (fr) 2000-09-22 2002-12-06 Clarq Internat Dispositif de production d'un plasma, procede d'ionisation, utilisations du procede et realisations mettant en oeuvre le dispositif selon l'invention
US7867457B2 (en) * 2003-06-20 2011-01-11 Drexel University Plasma reactor for the production of hydrogen-rich gas
US7272931B2 (en) * 2003-09-16 2007-09-25 General Electric Company Method and apparatus to decrease combustor acoustics
GB0409664D0 (en) * 2004-04-30 2004-06-02 Denne William A Ultrasonic pulse jet engine
DE102005052881A1 (de) 2005-11-07 2007-05-10 Robert Bosch Gmbh Schalldämpfungseinrichtung für Heizgeräte
CH699322A1 (de) * 2008-08-14 2010-02-15 Alstom Technology Ltd Verfahren zum einstellen eines helmholtz-resonators sowie helmholtz-resonator zur durchführung des verfahrens.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115682033A (zh) * 2021-07-28 2023-02-03 北京航空航天大学 防振燃烧室以及燃烧室防振方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011128158A1 (en) 2011-10-20
US20130025282A1 (en) 2013-01-31
US9279586B2 (en) 2016-03-08
CN102822601A (zh) 2012-12-12
EP2526340B1 (en) 2015-10-28
EP2378199A1 (en) 2011-10-19
RU2569786C2 (ru) 2015-11-27
CN102822601B (zh) 2014-11-12
EP2526340A1 (en) 2012-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012148139A (ru) Устройство резонатора для демпфирования колебаний давления в камере сгорания и способ для управления системой сгорания
Kheirkhah et al. Dynamics and mechanisms of pressure, heat release rate, and fuel spray coupling during intermittent thermoacoustic oscillations in a model aeronautical combustor at elevated pressure
Durox et al. Rayleigh criterion and acoustic energy balance in unconfined self-sustained oscillating flames
Lepers et al. Investigation of thermoacoustic stability limits of an annular gas turbine combustor test-rig with and without Helmholtz-resonators
Schwing et al. High-frequency instabilities in cylindrical flame tubes: Feedback mechanism and damping
Zhao Thermodynamics-acoustics coupling studies on self-excited combustion oscillations maximum growth rate
EP2853871B1 (en) Method for determining the temperature inside a combustor
Balachandran et al. Non-linear response of turbulent premixed flames to imposed inlet velocity oscillations of two frequencies
Albrecht et al. Instability control by premixed pilot flames
Yao et al. An experimental study of thermoacoustic instabilities in a RP-3 fueled multi-swirl stabilized lean direct injection combustor
Ma et al. Experimental and theoretical studies on thermoacoustic limit cycle oscillation in a simplified solid rocket motor using flat flame burner
CN104534474B (zh) 一种燃气轮机及应用该燃气轮机检测回火的方法
RU2013105206A (ru) Система и способ обнаружения события стабилизации пламени и система генерирования электроэнергии
Wiseman et al. Flame transfer functions for turbulent, premixed, ammonia-hydrogen-nitrogen-air flames
Xu et al. The effects of acoustic disturbances and mechanical vibration on laminar premixed flames: A comparative study
Giuliani et al. Mapping the density fluctuations in a pulsed air-methane flame using laser-vibrometry
KR101138360B1 (ko) 반능동형 연소 제어 방법 및 그 방법을 수행하는 장치.
Knorsch et al. A novel heat flux burner system to determine the laminar flame velocity of liquid fuels
Schwarz et al. Detailed measurements of equivalence ratio modulations in premixed flames using laser Rayleigh scattering and absorption spectroscopy
Peluso et al. Comparison between self-excited and forced flame response of an industrial lean premixed gas turbine injector
Sen et al. Lean blowout detection techniques for partially premixed flames in a dump combustor
Zhou Assessing the causes of combustion-driven oscillations in boilers using a feedback-loop stability model
Boudy et al. Describing function analysis of limit cycles in a multiple flame combustor
Zhang et al. Experimental studies on mechanism whereby premixed chamber length and equivalence ratio collaboratively influence self‐excited thermoacoustic instability
Rouwenhorst et al. Precursor for thermoacoustic stability in annular combustion systems, based on output-only system identification

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170309