DE10000415A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer StrömungskraftmaschineInfo
- Publication number
- DE10000415A1 DE10000415A1 DE10000415A DE10000415A DE10000415A1 DE 10000415 A1 DE10000415 A1 DE 10000415A1 DE 10000415 A DE10000415 A DE 10000415A DE 10000415 A DE10000415 A DE 10000415A DE 10000415 A1 DE10000415 A1 DE 10000415A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- burner
- flow
- mass flow
- hot gases
- outlet
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2210/00—Noise abatement
-
- 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)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine mit einem Brenner, in dem ein Brennstoff-/Luftgemisch zur Zündung gebracht wird und Heißgase gebildet werden, die den Brenner am Brenneraustritt verlassen und in eine, dem Brenner in Strömungsrichtung der Heißgase nachfolgende Brennkammer einmünden. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass den Heißgasen unmittelbar am Ort des Brenneraustritts ein Massenstrom beigemischt wird.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur Unter
drückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschnine mit einem
Brenner, in dem ein Brennstoff-/Luftgemisch zur Zündung gebracht wird und Heiss
gase gebildet werden, die den Brenner am Brenneraustritt verlassen und in eine,
dem Brenner in Strömungsrichtung der Heißgase nachfolgende Brennkammer ein
münden.
Beim Betrieb von Strömungskraftmaschinen, wie beispielsweise Gasturbinenanla
gen, treten in den Brennkammern häufig unerwünschte, so genannte thermoakusti
sche Schwingungen auf, die am Brenner als strömungsmechanische Instabilitäts
wellen entstehen und zu Strömungswirbeln führen, die den gesamten Verbrennungs
vorgang stark beeinflussen und zu unerwünschten periodischen Wärmefreisetzungen
innerhalb der Brennkammer führen, die mit starken Druckschwankungen verbunden
sind. Mit den hohen Druckschwankungen sind hohe Schwingungsamplituden ver
knüpft, die zu unerwünschten Effekten, wie etwa zu einer hohen mechanischen Be
lastung des Brennkammergehäuses, einer erhöhten NOx-Emission durch eine inho
mogene Verbrennung und sogar zu einem Erlöschen der Flamme innerhalb der
Brennkammer führen können.
Thermoakustische Schwingungen beruhen zumindest teilweise auf Strömungsinsta
bilitäten der Brennerströmung, die sich in kohärenten Strömungsstrukturen äußern,
und die die Mischungsvorgänge zwischen Luft und Brennstoff beeinflussen. Bei herkömmlichen
Brennkammern wird Kühlluft in Art eines Kühlluftfilm über die Brenn
kammerwände geleitet. Neben dem Kühleffekt wirkt der Kühlluftfilm auch schall
dämpfend und trägt zur Verminderung von thermoakustischen Schwingungen bei. In
modernen Gasturbinenbrennkammern mit hohen Wirkungsgraden, niedrigen Emis
sionen und einer konstanten Temperaturverteilung am Turbineneintritt ist der Kühl
luftstrom in die Brennkammer deutlich reduziert und die gesamte Luft wird durch den
Brenner geleitet. Jedoch reduziert sich zugleich auch der schalldämpfende Kühlluft
film, wodurch die schalldämpfende Wirkung herabgesetzt wird und die mit den uner
wünschten Schwingungen verbundenen Probleme wieder verstärkt auftreten.
Eine weitere Möglichkeit der Schalldämpfung besteht im Ankoppeln so genannter
Helmholtz-Dämpfern im Bereich der Brennkammer oder der Kühlluftzufuhr. Jedoch
ist bei modernen Brennkammerkonstruktionen das Vorsehen derartiger Helmholtz-
Dämpfer auf Grund enger Platzverhältnisse mit großen Schwierigkeiten verbunden.
Daneben ist bekannt, dass den im Brenner auftretenden strömungsmechanischen
Instabilitäten und den damit verbundenen Druckschwankungen dadurch entgegen
getreten werden kann, indem die Brennstoffflamme durch zusätzliche Eindüsung von
Brennstoff stabilisiert werden kann. Eine derartige Eindüsung von zusätzlichem
Brennstoff erfolgt über die Kopfstufe des Brenners, in der eine auf der Brennerachse
liegende Düse für die Pilot-Brennstoffgaszuführung vorgesehen ist, was jedoch zu
einer Anfettung der zentralen Flammstabilisierungszone führt. Diese Methode der
Verminderung von thermoakustischen Schwingungsamplituden ist jedoch mit dem
Nachteil verbunden, dass die Eindüsung von Brennstoff an der Kopfstufe mit einer
Erhöhung der Emission von NOx einhergehen kann.
Nähere Untersuchungen zur Ausbildung thermoakustischer Schwingungen haben
gezeigt, dass derartig unerwünschte kohärente Strukturen bei Mischvorgängen ent
stehen. Von besonderer Bedeutung sind hierbei die sich zwischen zwei mischenden
Strömungen ausbildenden Scherschichten, innerhalb der kohärente Strukturen gebil
det werden. Nähere Ausführungen hierzu sind folgenden Druckschriften zu entneh
men: Oster & Wygnanski 1982, "The forced mixing layer between parallel streams",
Journal of Fluid mechanics, Vol. 123, 91-130; Paschereit et al. 1995, "Experimental
investigation of subharmonic resonance in an axisymmetric jet", Journal of Fluid Me
chanics, Vol. 283, 365-407).
Wie aus den vorstehenden Artikeln hervorgeht, ist es möglich, die sich innerhalb der
Scherschichten ausbildenden kohärenten Strukturen durch gezieltes Einbringen ei
ner akustischen Anregung derart zu beeinflussen, dass Ihre Entstehung verhindert
wird. Eine weitere Methode ist das Einbringen eines akustischen Gegenschallfeldes,
sodass das vorhandene unerwünschte Schallfeld durch ein gezielt eingebrachtes,
phasenverschobenes Schallfeld regelrecht ausgelöscht wird. Die Antischall-Technik,
wie sie auch beschrieben wird, benötigt jedoch verhältnismäßig viel Energie, die
entweder extern dem Brennersystem zur Verfügung gestellt werden muss oder die
dem gesamten System an einer anderen Stelle abzuzweigen ist, was jedoch zu ei
ner, wenn auch geringen, aber dennoch vorhandenen Wirkungsgradeinbuße führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Unterdrückung von
Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine, insbesondere einer Ga
sturbinenanlage, mit einem Brenner, in dem ein Brennstoff-/Luftgemisch zur Zündung
gebracht wird und Heißgase gebildet werden, die den Brenner am Brenneraustritt
verlassen und in eine, dem Brenner in Strömungsrichtung der Heißgase nachfolgen
de Brennkammer einmünden, derart weiterzubilden, dass die unerwünschten Strö
mungswirbel, die sich als kohärente Druckschwankungsstrukturen ausbilden, effizi
ent und ohne großen zusätzlichen Energieaufwand ausgelöscht werden sollen. Die
hierzu notwendigen Maßnahmen sollen einen geringen konstruktiven Aufwand verur
sachen und kostengünstig in ihrer Realisierung sein.
Die Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe ist in den Ansprüchen 1
und 15 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale
sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung und den Ausfüh
rungsbeispielen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß sieht das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine
gezielte Beimischung eines Massenstromes in die im Inneren des Brenners entste
henden Heißgase unmittelbar am Ort des Brenneraustritts vor.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass der Ort der Entstehung der kohä
renten Strukturen die Grenz- bzw. Scherschicht unmittelbar am Brenneraustritt ist.
Anders als das Prinzip des Antischalls, bei dem ein vorhandenes Schallfeld durch
Einbringen eines phasenverschobenen Schallfeldes gleicher Energie ausgelöscht
wird, basiert der Erfindungsgedanke auf der unmittelbaren Beeinflussung der Scher
schicht selbst, in der sich die thermoakustischen Schwingungen auszubilden begin
nen. Durch die direkte Einflussnahme, in Form einer gezielten Injektion eines Mas
senstromes, vorzugsweise eines gasförmigen Massenstromes, wie Luft, Stickstoff
oder Erdgas, auf die Scherschicht selbst können die, in der Scherschicht wirkenden
Druckschwankungen verstärkenden Mechanismen genutzt werden, um gezielt die
unerwünschten Druckschwankungen auszulöschen. So werden bereits kleinste, von
außen in die Scherschicht eingebrachte Störungen, in Form von einer gezielten Mas
senstromzuführung, selbst verstärkt, durch die die sich innerhalb der Scherschicht
ausbildenden unerwünschten thermoakustischen Schwingungen ausgelöscht werden
können. Auf diese Weise ist man in der Lage, mit kleinen von extern induzierten
Störsignalen die thermoakustischen Schwingungen gänzlich zu unterdrücken. Zu
sätzliche Energiequellen, wie sie von der Antischalltechnik her bekannt sind, sind
beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich.
So erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine direkte Anregung der Scherschicht
am Ort ihrer Entstehung, d. h. am Brenneraustritt.
Typischerweise weist der Brenner mindestens zwei hohle, in Strömungsrichtung der
Heißgase ineinander geschachtelte Teilkörper auf, deren Mittelachsen zueinander
versetzt verlaufen, sodass benachbarte Wandungen der Teilkörper tangentiale
Lufteintrittskanäle für die Einströmung von Verbrennungsluft in einen von den Teil
körpern vorgegebenen Innenraum bilden, und wobei der Brenner zumindest eine
Brennstoffdüse aufweist. Derartige, auch als Kegelbrenner bezeichnete Brennertypen,
weisen an ihrem Brenneraustritt eine kreisrund ausgebildete Abrisskante auf, an
der Brennerseitig unmittelbar angrenzend ein Austrittskanal vorgesehen ist, durch
den der Massenstrom in die, sich an der Abrisskante ausbildende Scherschicht inji
ziert werden kann. Vorzugsweise ist der Austrittskanal an der Innenseite des Bren
neraustritts unmittelbar an seiner Abrisskante vorgesehen.
Neben der Verwendung eines gasförmigen Massenstromes, wie vorstehend aufge
zeigt, ist es auch möglich, einen flüssigen Massenstrom den Heißgasen beizumi
schen, beispielsweise in Form flüssigen Brennstoffs.
Um gezielt die sich innerhalb der Scherschicht am Brenneraustritt ausbildenden
thermoakustischen Schwingungen zu unterdrücken, ist der Massenstromzufluss kon
stant oder vorzugsweise gepulst in die Scherschicht einzubringen, um sich nachfol
gend mit den Heißgasen zu vermischen. Für optimale Ergebnisse in der Schwin
gungsdämpfung ist die Pulsationsfrequenz des Massenstromes auf das Ausbil
dungsverhalten der sich innerhalb der Scherschicht ausbildenden, unerwünschten
Strömungswirbel bzw. thermoakustischen Schwingungen abzustimmen. Erfahrungs
werte zeigen, dass eine effektive Unterdrückung der unerwünschten Strömungswir
bel bei Pulsationsfrequenzen zwischen 1 und 5 kHz, vorzugsweise zwischen 50 und
300 Hz liegen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Massenstromeinspeisung als Antwortsignal
auf die sich innerhalb der Scherschicht ausbildenden thermoakustischen Schwin
gungen erfolgt. Dies setzt voraus, dass das Ausbildungsverhalten der Strömungswir
bel innerhalb der Scherschicht erfasst wird und dass in Abhängigkeit davon ein ent
sprechendes Antwort- bzw. Anregungssignal generiert wird. Dies erfolgt vorzugswei
se innerhalb eines geschlossenen Regelkreises, dem ein für die Ausbildung thermo
akustischer Schwingungen charakteristisches Signal zugeführt wird, und der in Ab
hängigkeit davon ein Anregungssignal generiert, durch das der in die Grenzschicht
einzubringende Massenstrom moduliert wird. Mit an sich bekannten Techniken ist es
möglich, das für die Ausbildung von thermoakustischen Schwingungen innerhalb der
Grenzschicht charakteristische Signal zu erfassen, entsprechend zu filtern und phasengedreht
und verstärkt einer weiteren Regeleinheit, die nach Maßgabe des vorste
hend geschilderten geschlossenen Regelkreises arbeitet, zuzuführen.
Demgegenüber kann aus Gründen geringen Aufwandes das die Massenstromein
speisung bestimmende Anregungssignal auch von einer Steuereinheit geliefert wer
den, das in keiner bestimmten Phasenbeziehung zu den sich innerhalb der Scher
schicht ausbildenden thermoakustischen Schwingungen steht. Dennoch kann auf
diese Weise eine höchst effiziente Schwingungsunterdrückung erzielt werden.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge
dankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
exemplarisch. Es zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellung der erfindungsgemäß ausgebildeten
Anregungsvorrichtung, sowie
Fig. 2 Diagrammdarstellung zur Unterdrückungseffizienz mit Hilfe
eines geschlossenen Regelkreises.
In Fig. 1 ist eine schematisierte Vorrichtung dargestellt zur gezielten Unterdrückung
thermoakustischer Schwingungen innerhalb eines Brennersystems. Stark schemati
siert ist ein Kegelbrenner 1 dargestellt, mit einer in Strömungsrichtung unmittelbar
anschließenden Brennkammer 2. Der Kegelbrenner 1 weist einen kreisförmig ausge
bildeten Brenneraustritt 3 auf, der insbesondere als scharfe Abrisskante ausgebildet
ist. An der Innenseite des Brenneraustritts 2 mündet, die Abrisskante zirkular um
laufend, ein Austrittskanal 4, durch den ein Massenstrom, vorzugsweise Luft oder
Stickstoff, gezielt ausgebracht werden kann (siehe Pfeile). Unmittelbar in Strömungs
richtung am Brenneraustritt 3 anschließend, bildet sich eine Grenz- bzw. Scher
schicht 5 aus, innerhalb der die unerwünschten thermoakustischen Schwingungen
entstehen. Um diese effizient zu unterdrücken, erfolgt durch den Austrittskanal 4 eine
gezielte Massenstrominjektion in die Scherschicht 5, innerhalb der Strömungswirbel
verstärkende Mechanismen wirken, und infolge dessen auch die durch den Massen
strom in die Scherschicht induzierten Störungen entsprechend verstärken. Ein an
steuerbares Ventil 6 sorgt dafür, dass der Massenstrom sowohl kontinuierlich als
auch pulsweise in die Scherschicht 5 eingespeist werden kann.
Grundsätzlich ist es möglich, eine fest vorgegebene Pulsfrequenz zu wählen, die in
keinem festen Phasenbezug zu den sich innerhalb der Scherschicht 5 ausbildenden
thermoakustischen Schwingungen steht. Jedoch kann das Ventil 6 im Rahmen eines
geschlossenen Regelkreises eine Pulsfrequenz vorgeben, die in einem bestimmten
Verhältnis zum Ausbildungsverhalten der thermoakustischen Schwingungen inner
halb der Scherschicht 5 steht. So kann durch geeignete Wahl einer korrekten Pha
sendifferenz zwischen der Pulsation des Massenstromes sowie eines gemessenen
Anregungssignals, das die thermoakustischen Schwingungen innerhalb der Scher
schicht charakterisiert, die Kohärenz der sich entwickelnden Instabilitätswellen ge
stört werden, wodurch die Pulsationsamplituden entscheidend verringert werden
können. Im Gegensatz zur akustischen Anregung unter Verwendung der Antischall
technik sind an dem erfindungsgemäßen Anregungsmechanismus keine hohen An
forderungen zu stellen, zumal auch thermische Rahmenbedingungen die Funktiona
lität des Dämpfungsmechanismus nicht wesentlich beeinträchtigt.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Unterdrückung von
Strömungswirbeln innerhalb von Strömungskraftmaschinen ist auch aus dem Dia
gramm gemäß Fig. 2 zu entnehmen. Zur Gegenüberstellung eines nichtgedämpften
Strömungsfalls (siehe hierzu die gestrichelte Linie) gegenüber eines gedämpften
Strömungsfalles (siehe hierzu durchgezogenen Linienzug) soll das Diagramm gemäß
Fig. 2 dienen, das bei einer Unterdrückung einer Druckschwingung im 100 Hz-
Bereich aufgenommen worden ist. Die Anregung des Massenstromes erfolgt an
tisymmetrisch zu den sich innerhalb der Scherschicht ausbildenden thermoakusti
schen Schwingungen. Als Massenstrom wurde Stickstoff verwandt.
1
Brenner
2
Brennkammer
3
Brenneraustritt
4
Austrittskanal
5
Scherschicht
6
Ventil
Claims (21)
1. Verfahren zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strö
mungskraftmaschnine mit einem Brenner (1), in dem ein Brennstoff-/Luftgemisch zur
Zündung gebracht wird und Heissgase gebildet werden, die den Brenner am Bren
neraustritt (3) verlassen und in eine, dem Brenner (1) in Strömungsrichtung der
Heißgase nachfolgende Brennkammer (2) einmünden,
dadurch gekennzeichnet, dass den Heissgasen unmittelbar am Ort des Brenner
austritts (3) ein Massenstrom beigemischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Heißgase ein Brenner (1) ver
wendet wird, der aus mindestens zwei hohlen, in Strömungsrichtung der Heissgase
ineinandergeschachtelten Teilkörpern besteht, deren Mittelachsen zueinander ver
setzt laufen, dergestalt, dass benachbarte Wandungen der Teilkörper tangentiale
Lufteintrittskanäle für die Einströmung von Verbrennungsluft in einen von den Teil
körpern vorgegebenen Innenraum bilden, und wobei der Brenner zumindest eine
Brennstoffdüse aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom an der Innenseite des Brenner
austritts (3) in den Heissgasstrom beigemischt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass als Massenstrom ein Gasstrom, vorzugsweise Luft,
Stickstoff oder Erdgas verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Heißgase am Brenneraustritt (3) innerhalb
einer Scherschicht (5) vom Brenner (1) ablösen, innerhalb der gezielt der Massen
strom eingebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass über wenigstens einen Teil des Brenneraustritts (3)
der Massenstrom in das Brennstoff/Luft Gemisch gelangt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom kontinuierlich in das Brennstoff/Luft
Gemisch beigemischt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom gepulst in das Brennstoff/Luft Ge
misch beigemischt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsation des Massenstromes mit einer Pulsati
onsfrequenz erfolgt, die mit dem Ausbildungsverhalten der Strömungswirbel abge
stimmt wird, sodass die Ausbildung der Strömungswirbel verringert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Beimischung des Massenstroms mittels einer
Steuereinheit (6) erfolgt, die gezielt angesteuert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom mit einer Pulsationsfrequenz in die
Heißgase beigemischt wird, die zwischen 1 und 5 kHz liegt, bevorzugt zwischen 50
und 300 Hz.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) mit einem offenen oder einem
geschlossenen Regelkreis betrieben wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der offene Regelkreis ein Anregungssignal erzeugt,
das in keiner bestimmten Phasenbeziehung zu einem gemessenen Signal steht, das
die, sich innerhalb der Strömungskraftmaschnine entstehenden Strömungswirbel
charakterisiert.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass dem geschlossenen Regelkreis ein Signal zugeführt
wird, das durch die, in der Strömungskraftmaschiene entstehenden Strömungswirbel
charakterisiert ist, und als Anregungssignal für den gepulsten Massenstrom verwen
det wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das dem geschlossenen Regelkreis zugeführte Si
gnal gemessen, gefiltert, phasengedreht und verstärkt wird.
16. Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strö
mungskraftmaschnine mit einem Brenner (1), in dem ein Brennstoff-/Luftgemisch zur
Zündung gebracht wird und Heissgase gebildet werden, die den Brenner (1) am
Brenneraustritt (3) verlassen und in eine, dem Brenner (1) in Strömungsrichtung der
Heißgase nachfolgende Brennkammer (2) einmünden,
dadurch gekennzeichnet, dass am Brenneraustritt (3) wenigstens ein Austrittskanal
(4) mündet, über ein Massenstrom in die, den Brenner (1) verlassenden Heissgase
einbringbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (1) ein Kegelbrenner ist, dessen Bren
neraustritt (3) eine weitgehend kreisringförmige Kontur aufweist, entlang der wenig
sten teilweise der Austrittskanal (4) mündet.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittskanal am Brenneraustritt derart ange
bracht ist, dass der Massenstrom weitgehend senkrecht zur Strömungsrichtung der,
den Brenner verlassenden Heissgasen gerichtet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass im Zuleitungsbereich des Austrittskanals eine Re
geleinheit vorgesehen ist, über die der Massenstrom pulsweise den Heissgasen
beimischbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit ein Ventil ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet dass die Strömungskraftmaschine eine Gasturbinenanla
ge, ein Boiler oder eine Heizung ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10000415A DE10000415A1 (de) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine |
DE50108042T DE50108042D1 (de) | 2000-01-07 | 2001-01-04 | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Brennkammer einer Strömungskraftmaschine |
EP01810007A EP1114967B1 (de) | 2000-01-07 | 2001-01-04 | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Brennkammer einer Strömungskraftmaschine |
US09/754,186 US6698209B1 (en) | 2000-01-07 | 2001-01-05 | Method of and appliance for suppressing flow eddies within a turbomachine |
JP2001001655A JP4898004B2 (ja) | 2000-01-07 | 2001-01-09 | 流体動力機械内部の渦流を抑制するための方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10000415A DE10000415A1 (de) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10000415A1 true DE10000415A1 (de) | 2001-09-06 |
Family
ID=7626921
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10000415A Withdrawn DE10000415A1 (de) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine |
DE50108042T Expired - Lifetime DE50108042D1 (de) | 2000-01-07 | 2001-01-04 | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Brennkammer einer Strömungskraftmaschine |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE50108042T Expired - Lifetime DE50108042D1 (de) | 2000-01-07 | 2001-01-04 | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Brennkammer einer Strömungskraftmaschine |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6698209B1 (de) |
EP (1) | EP1114967B1 (de) |
JP (1) | JP4898004B2 (de) |
DE (2) | DE10000415A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9759424B2 (en) * | 2008-10-29 | 2017-09-12 | United Technologies Corporation | Systems and methods involving reduced thermo-acoustic coupling of gas turbine engine augmentors |
US10036266B2 (en) | 2012-01-17 | 2018-07-31 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for turbo-machine noise suppression |
US11174792B2 (en) | 2019-05-21 | 2021-11-16 | General Electric Company | System and method for high frequency acoustic dampers with baffles |
US11156164B2 (en) | 2019-05-21 | 2021-10-26 | General Electric Company | System and method for high frequency accoustic dampers with caps |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4339094A1 (de) * | 1993-11-16 | 1995-05-18 | Abb Management Ag | Verfahren zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
US5784889A (en) * | 1995-11-17 | 1998-07-28 | Asea Brown Boveri Ag | Device for damping thermoacoustic pressure vibrations |
WO1999037951A1 (de) * | 1998-01-23 | 1999-07-29 | Dvgw Deutscher Verein Des Gas- Und Wasserfaches - Technisch-Wissenschaftliche Vereinigung | Vorrichtung zur unterdrückung von flammen-/druckschwingungen bei einer feuerung, insbesondere einer gasturbine |
EP0987491A1 (de) * | 1998-09-16 | 2000-03-22 | Asea Brown Boveri AG | Verfahren zur Verhinderung von Strömungsinstabilitäten in einem Brenner |
EP1001214A1 (de) * | 1998-11-09 | 2000-05-17 | Asea Brown Boveri AG | Verfahren zur Verhinderung von Strömungsinstabilitäten in einem Brenner |
DE19855034A1 (de) * | 1998-11-28 | 2000-05-31 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zum Beschicken eines Brenners für Gasturbinen mit Pilotgas |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6016866A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-28 | 品川白煉瓦株式会社 | 溶銑予備処理容器用黒鉛含有耐火物 |
GB8329218D0 (en) * | 1983-11-02 | 1983-12-07 | Ffowcs Williams J E | Reheat combustion system for gas turbine engine |
US4770626A (en) * | 1986-03-06 | 1988-09-13 | Sonotech, Inc. | Tunable pulse combustor |
JPS62294815A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Toshiba Corp | ガスタ−ビン燃焼器 |
JPH0772616B2 (ja) * | 1989-05-24 | 1995-08-02 | 株式会社日立製作所 | 燃焼器及びその運転方法 |
CH680084A5 (de) * | 1989-06-06 | 1992-06-15 | Asea Brown Boveri | |
CH680467A5 (de) * | 1989-12-22 | 1992-08-31 | Asea Brown Boveri | |
JPH04203710A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器 |
JP3197103B2 (ja) * | 1993-03-08 | 2001-08-13 | 三菱重工業株式会社 | 予混合気の燃焼方法 |
JP3435833B2 (ja) * | 1993-09-17 | 2003-08-11 | 株式会社日立製作所 | 燃焼器 |
US5408830A (en) * | 1994-02-10 | 1995-04-25 | General Electric Company | Multi-stage fuel nozzle for reducing combustion instabilities in low NOX gas turbines |
JPH08278028A (ja) * | 1995-04-06 | 1996-10-22 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器 |
EP0754908B2 (de) * | 1995-07-20 | 2001-04-18 | DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches -Technisch-wissenschaftliche Vereinigung- | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Flammen-/Druckschwingungen bei einer Feuerung |
DE59706924D1 (de) * | 1996-02-07 | 2002-05-16 | Dvgw Deutscher Ver Des Gas Und | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Flammen-/Druckschwingungen bei einer Feuerung |
JPH09236261A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-09 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器 |
DE19636093B4 (de) * | 1996-09-05 | 2004-07-29 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur akustischen Modulation einer von einem Hybridbrenner erzeugten Flamme |
DE19704540C1 (de) * | 1997-02-06 | 1998-07-23 | Siemens Ag | Verfahren zur aktiven Dämpfung einer Verbrennungsschwingung und Verbrennungsvorrichtung |
JPH10300088A (ja) * | 1997-04-23 | 1998-11-13 | Hitachi Ltd | 燃焼器の保炎構造 |
EP0987495B1 (de) * | 1998-09-16 | 2003-10-29 | ALSTOM (Switzerland) Ltd | Verfahren zum Minimieren thermoakustischer Schwingungen in Gasturbinenbrennkammern |
-
2000
- 2000-01-07 DE DE10000415A patent/DE10000415A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-01-04 EP EP01810007A patent/EP1114967B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-04 DE DE50108042T patent/DE50108042D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-05 US US09/754,186 patent/US6698209B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-09 JP JP2001001655A patent/JP4898004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4339094A1 (de) * | 1993-11-16 | 1995-05-18 | Abb Management Ag | Verfahren zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
US5784889A (en) * | 1995-11-17 | 1998-07-28 | Asea Brown Boveri Ag | Device for damping thermoacoustic pressure vibrations |
WO1999037951A1 (de) * | 1998-01-23 | 1999-07-29 | Dvgw Deutscher Verein Des Gas- Und Wasserfaches - Technisch-Wissenschaftliche Vereinigung | Vorrichtung zur unterdrückung von flammen-/druckschwingungen bei einer feuerung, insbesondere einer gasturbine |
EP0987491A1 (de) * | 1998-09-16 | 2000-03-22 | Asea Brown Boveri AG | Verfahren zur Verhinderung von Strömungsinstabilitäten in einem Brenner |
EP1001214A1 (de) * | 1998-11-09 | 2000-05-17 | Asea Brown Boveri AG | Verfahren zur Verhinderung von Strömungsinstabilitäten in einem Brenner |
DE19855034A1 (de) * | 1998-11-28 | 2000-05-31 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zum Beschicken eines Brenners für Gasturbinen mit Pilotgas |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6698209B1 (en) | 2004-03-02 |
JP4898004B2 (ja) | 2012-03-14 |
JP2001248833A (ja) | 2001-09-14 |
EP1114967A1 (de) | 2001-07-11 |
DE50108042D1 (de) | 2005-12-22 |
EP1114967B1 (de) | 2005-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10040869A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine | |
EP1336800B1 (de) | Verfahren zur Verminderung verbrennungsgetriebener Schwingungen in Verbrennungssystemen sowie Vormischbrenner zur Durchführung des Verfahrens | |
EP1050713B1 (de) | Verfahren zur Unterdrückung bzw. Kontrolle von thermoakustischen Schwingungen in einem Verbrennungssystem sowie Verbrennungssystem zur Durchführung des Verfahrens | |
DE102015005224B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der Schwingungsamplituden von Schwingfeueranlagen | |
DE10325691A1 (de) | Wiederaufheizverbrennungssystem für eine Gasturbine | |
WO1999037951A1 (de) | Vorrichtung zur unterdrückung von flammen-/druckschwingungen bei einer feuerung, insbesondere einer gasturbine | |
EP0987495B1 (de) | Verfahren zum Minimieren thermoakustischer Schwingungen in Gasturbinenbrennkammern | |
EP1048898B1 (de) | Brenner | |
EP0925472B1 (de) | Verfahren zur unterdrückung von verbrennungsschwingungen und einrichtung zur verbrennung von brennstoff mit luft | |
DE4339094A1 (de) | Verfahren zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0974788B1 (de) | Vorrichtung zur gezielten Schalldämpfung innerhalb einer Strömungsmaschine | |
DE4336096A1 (de) | Vorrichtung zur Reduktion von Schwingungen in Brennkammern | |
EP1002992B1 (de) | Brenner | |
DE10000415A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine | |
EP0892219B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Minimieren thermoakustischer Schwingungen in Gasturbinenbrennkammern | |
DE10355930A1 (de) | Brenner | |
DE10040868A1 (de) | Verfahren zur Reduzierung thermoakustischer Schwingungen in Strömungskraftmaschinen mit einem Brennersystem | |
EP1137899B1 (de) | Verbrennungsvorrichtung und verfahren zur verbrennung eines brennstoffs | |
EP1429004B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung thermoakustischer Schwingungen in Verbrennungssystemen | |
DE19757617A1 (de) | Verbrennungssystem sowie Brenner eines Verbrennungssystems | |
EP1429003A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung thermoakustischer Schwingungen in Verbrennungssystemen | |
DE102004009226A1 (de) | Brennraum, insbesondere für eine Gasturbinenanlage, sowie Verfahren zum Betrieb | |
EP1429002A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung thermoakustischer Schwingungen in Verbrennungssystemen | |
Park et al. | Optimizing Combustion Instability Suppression Using Secondary Fuel Injection | |
DE102004013584B4 (de) | Verfahren zur Untersuchung des frequenzabhängigen Schwingungsverhaltens eines Brenners |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ALSTOM (SWITZERLAND) LTD., BADEN, CH |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ALSTOM TECHNOLOGY LTD, BADEN, CH |
|
8141 | Disposal/no request for examination |