JPH0285607A - 燃焼の不安定度の能動的制御方法及び装置 - Google Patents

燃焼の不安定度の能動的制御方法及び装置

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JPH0285607A
JPH0285607A JP1160570A JP16057089A JPH0285607A JP H0285607 A JPH0285607 A JP H0285607A JP 1160570 A JP1160570 A JP 1160570A JP 16057089 A JP16057089 A JP 16057089A JP H0285607 A JPH0285607 A JP H0285607A
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instability
combustion chamber
chamber
combustion
control means
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JP1160570A
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Thierry Poinsot
ティエリー　ポワンゾ
Francois Lacas
フランソワ　ラカス
Jean Chambon
ジャン　シャンボン
Denis Veynante
デニス　ヴェイナント
Arnaud-Christophe Trouve
アルノー　クリストフ　トルーヴ
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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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
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、燃焼不安定度を能動的に制御する方法及び装
置に関する。
〈従来の技術〉 燃焼不安定度は、航空機のエンジン、ロケットのエンジ
ン、工業用炉又はバーナーといった設備の燃焼室内に現
われる振幅の大きい振動である。
これらの振動は極めて有害で、システムの性能低下、発
生するノイズの増大ひいては成る種の場合において、生
み出された振動による火室の完全な破壊をひきおこす可
能性がある。
燃焼室内の圧力変動を検出するためにマイクロホンが用
いられているようなこれらの不安定度の能動制御方法が
すでに知られている。このマイクロホンの信号は、マイ
クロコンピュータにより処理され、火室の上流で炎の補
給空気内に設置された拡声器から成る圧縮室へと送り返
される。
マイクロホン信号と拡声器の間の伝達関数が適正に選択
された場合、燃焼の不安定度を削除することができる。
〈発明が解決しようとする課題〉 全体的には満足を与えてくれるもののこの方法は、励振
すべき空気の量が多いために大量のエネルギーと消費す
ること、そして制御装置面で使用がむずかしいこととい
った欠点をもっている。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、これらの欠点を補正することを目指したもの
である。
このため、本発明は第１に、検知された不安定度に従っ
て燃焼室内に射出される燃料の流量を加減することを特
徴とする、燃焼室内の不安定度を検知するような燃焼室
内燃焼不安定度能動制御方法をその目的とする。
不安定度の検知は、例えば燃焼室内の炎の振動又は圧力
変動の検出などから成ることが考えられる。
燃料流量に適用される加減に関しては、これは単に検知
された不安定度との関係における時間的遅延を含むか或
いは又特定の物理的問題により良く適合されうるマイク
ロコンピユータラ用いテ得られたさらに複雑な伝達関数
を含みさらに自己適合関数を呈するものであってもよい
。
燃料流量を加減するということは、火室の上流の空気の
励振との関わりにおいていくつかの利点を有する。
まず第一に、加減すべき流量ははるかに少ないため、制
御に必要なエネルギーは減少する。
一方励振される流体は往々にして液体であり、このため
この方法の使用が容易である。
最後に、燃料流量の制御装置は、作動条件の調節がすで
に全体的に燃料について行なわれているために、工業レ
ベルでの使用が比較的容易である。
本発明の目的は又、燃焼室内の不安定度を検知するため
の検知手段、燃焼室内に射出される燃料の流量制御手段
及び検知された不安定度に従って制御手段に指令を与え
る指令手段を含むことを特徴とする、上述の方法を活用
するための装置にもある。
前述の検知手段には、例えば、燃焼室内にとりつけられ
たマイクロボ１ン又はこの燃焼室内の炎の振動を検知す
るためにとりつけられた光センサーが含まれることが考
えられる。
制御手段は、燃焼室の燃料補給ライン上にとりつけられ
た拡声器で構成されていてもよい。
指令手段は、遅延線で構成されていてもよいし又より複
雑な伝達関数を利用しうるマイクロコンピュータを含ん
でいてもよい。
本発明の好ましい一実施態様によると、燃料流量制御手
段には、−枚の膜から成る端部壁を少な（とも１つ有す
るチャンバ及び、このチャンバの体積を変えるよう膜を
振動させるための手段が含まれており、チャンバの側壁
内には半径方向に対称的に複数の入口オリフィスと出口
オリフィスが形成されている。
かかる制御手段により、キャビティの音響形波動（モー
ド）に作用が及ばないようにすることができる。
さらに、可変容積チャンバはバーナーから完全に独立し
ており、バーナーから一定の距離をおいたところにとり
つけることができる。従って、これを設置するのに燃焼
室の構造的変更は全（不要であり、その特性も性禰も変
わることはない。
膜を振動させる手段に関しては、これは、一般に約数百
ヘルツの炎の不安定度の周波数に達することのできる電
磁式装置又はその他のあらゆる機械的装置で構成される
ことが考えられる。
特定の一実施態様において、チャンバは、１本の回転軸
を中心として対称な形例えばほぼ円筒形をしている。
ここで、添付の図面を参考にしながら本発明の特定の実
施態様を制限的な意味の無い一つの例として説明してい
く。
〈実施例〉 第１図は、吸込み管２により空気の補給を受け、バーナ
ー４に接続された補給ライン３により燃料の補給を受け
ている燃焼室１を表わしている。
燃焼室１内の燃焼不安定度を無くするため、それぞれこ
の燃焼室の中と導管２上にマイクロホン５．５゛がとり
つけられ、燃料補給ライン３上にとりつけられた流量制
御手段８を指令する増幅器７の入力端に適用された出力
端をもつ計算機又は遅延リングといった指令手段６に接
続されている。
制御手段８は、剛性端部壁１１ならびに増幅器７の出力
端に接続された電磁石の作用の下で振動しうる弾性膜か
ら成るもう１つの端部壁１２を有する円筒形チャンバ１
０を形づくるアクチュエータで構成されている。
フランジ１３がこの膜を固定している。
チャンバ１０内の燃料の進入及び退出は、チャンバ１０
の軸１５との関係においてこの軸に対し垂直な同一平面
内に対称的に分布したオリフィス１４を介して行゛なわ
れる。
これらのオリフィスは、チャンバの側壁１７内にかみ合
わされた半径方向のノズル１６で構成されている。
図面に示されている例においては、３つの燃料入口ノズ
ルと３つの燃料出口ノズルが備えられており、入口ノズ
ルと出口ノズルは例えば差込み式当然のことながら、入
口ノズルは全て補給ライン３の上流部分に接続されてい
るが、一方出ロノズルは全てこのラインの下流部分に接
続されている。
従ってマイクロホン５により検知された振動は、バーナ
ー４によりチャンバ内に射出される燃料の流量を加減す
るような形で、遅延線６を介して補給ライン３へと送ら
れる。
かかる装置によりフラットバーナーの場合の燃料の不安
定度を完全に無くすることができるということが確認で
きた。
第３図はうず巻バーナーの場合に得られる結果を示して
いる。
この図は、遅延線６により適用されたミリセカンド単位
の遅延時間に応じてのパスカル単位で測定されたノイズ
レベルを表わしている。
制御装置が無い場合、ノイズレベルは２００Ｐａに等し
く（つまり約１４０音響ｄＢ）　、不安定度の周波数は
２８０Ｈｚ（つまり３．６ｍｓの周ＩＪＩ）であった。
これに対して、本発明に基づく方法を利用した場合、ノ
イズはかなり広範囲の移相ずれ値にわたり半分に減って
いる。この範囲（１３〜１４．２ｍ５）は、この現象の
周期の約３分の１に相当し、このシステムがパラメータ
の変動に対しほとんど感応しないことを示している。
実際、図示していないスペクトル分析によると、残留ノ
イズはうす巻き燃焼によるものであるが、２８０Ｈｚに
おける不安定度は消滅したということがわかる。さらに
、超高速シュリーレン法（１秒あたり１００００画像）
により燃焼室を観察すると、不安定度の源であった炎の
振動も又消滅したことがわかる。
さらに、本発明によりバーナーの機能分野を特にきわめ
て小さい出力の方へと拡大することが可能になるという
ことが確認された。
当然のことながら、本発明の範囲及び精神から逸脱する
ことなく、上述の説明に対しさまざまな変形態様及び変
更を加えることも可能である。
例えば特に配管３内の調節可能な制限装置又は回転ゲー
ト弁のようなその他の燃料流量制御手段を用いることが
できるであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に基づく装置の概略図である。 第２図は、可変容積チャンバの分解組立て図である。 第３図は、このタイプの装置で得られる結果を表わす図
表である。 ■・・・燃焼室、２・・・吸込み管、３・・・補給ライ
ン、４・・・バーナ＋、５．　５　′・・・マイクロホ
ン、６・・・指令手段、７・・・増幅器、８・・・制御
手段、１ｏ・・・円筒形チャンバ、１１・・・剛性端部
壁、１２・・・もう一方の端部壁、１３・・・フランジ
、１４・・・オリフィス、１５・・・軸、１６・・・ノ
ズル、１７・・・側壁。 手続補正書（方式） 平成　　年　　　月　　　日

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）燃焼室内の不安定度を検知するような燃焼室内の
    燃焼の不安定度の能動制御方法において、検知された不
    安定度に応じて燃焼室内に射出される燃料の流量を加減
    することを特徴とする方法。
  2. （２）不安定度を検知するために、燃焼室内の圧力変動
    を検知することを特徴とする、請求項（１）に記載の方
    法。
  3. （３）不安定度を検知するために、燃焼室内の炎の振動
    を検知することを特徴とする、請求項（１）に記載の方
    法。
  4. （４）燃料の流量に対して適用される変動には検知され
    た不安定度との関係における時間的遅延が含まれること
    を特徴とする、請求項（１）乃至（３）のいずれか１項
    に記載の方法。
  5. （５）燃焼室内の不安定度を検知するための検知手段（
    ５）、燃焼室内に射出される燃料の流量の制御手段（８
    ）及び検知された不安定度に従って制御手段に指令する
    ための指令手段（６）が含まれていることを特徴とする
    、請求項（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の方法
    を活用するための装置。
  6. （６）前記検知手段には燃焼室内にとりつけられたマイ
    クロホンが含まれていることを特徴とする、請求項（５
    ）に記載の装置。
  7. （７）前記検知手段には、燃焼室内の炎を振動を検知す
    るためにとりつけられた光センサーが含まれていること
    を特徴とする、請求項（５）に記載の装置。
  8. （８）前記制御手段には、燃焼室の燃料補給ライン上に
    とりつけられた拡声器が含まれていることを特徴とする
    、請求項（５）乃至（７）のいずれか１項に記載の装置
    。
  9. （９）前記指令手段には遅延線が含まれていることを特
    徴とする、請求項（５）乃至（８）のいずれか１項に記
    載の装置。
  10. （１０）前記燃料流量制御手段には、１枚の膜（２）で
    構成された端部壁を少なくとも１つ有するチャンバ及び
    チャンバの体積を変えるような形でこの膜を振動させる
    ための手段が含まれており、チャンバの側壁（１７）内
    に半径方向に対称的に複数の入口オリフィスと出口オリ
    フィス（１４）が形成されていることを特徴とする、請
    求項（５）乃至（９）のいずれか１項に記載の装置。
  11. （１１）前記チャンバは回転軸を中心とした対称形を有
    していることを特徴とする、請求項（１０）に記載の装
    置。
  12. （１２）チャンバはほぼ円筒形であることを特徴とする
    、請求項（１１）に記載の装置。
JP1160570A 1988-06-22 1989-06-22 燃焼の不安定度の能動的制御方法及び装置 Pending JPH0285607A (ja)

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FR8808383A FR2633370B1 (fr) 1988-06-22 1988-06-22 Procede et dispositif de controle actif des instabilites de combustion
FR8808383 1988-06-22
FR8902902 1989-03-06
FR898902902A FR2645247B2 (fr) 1988-06-22 1989-03-06 Procede et dispositif de controle actif des instabilites de combustion

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EP (1) EP0349384B1 (ja)
JP (1) JPH0285607A (ja)
AT (1) ATE121179T1 (ja)
DE (1) DE68922149T2 (ja)
FR (1) FR2645247B2 (ja)

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