JPS60111027A - ガスタービン・エンジンの燃焼系 - Google Patents
ガスタービン・エンジンの燃焼系Info
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- JPS60111027A JPS60111027A JP59232268A JP23226884A JPS60111027A JP S60111027 A JPS60111027 A JP S60111027A JP 59232268 A JP59232268 A JP 59232268A JP 23226884 A JP23226884 A JP 23226884A JP S60111027 A JPS60111027 A JP S60111027A
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- F02C9/32—Control of fuel supply characterised by throttling of fuel
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- F02K3/10—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan with supplementary heating of the working fluid; Control thereof by after-burners
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- 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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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガスタービン・エンジンの燃焼系、特に、たと
えばいわゆる「レヒートバズ」お上ひ「コンバソンヨン
・ランズルヨという用語で表ゎされる不安定燃焼の現象
の制御に関する。
えばいわゆる「レヒートバズ」お上ひ「コンバソンヨン
・ランズルヨという用語で表ゎされる不安定燃焼の現象
の制御に関する。
[レヒートバズ」はレヒート(再燃焼)燃焼系における
燃焼誘起振動により発生するノイズ(騒音)に与えられ
る名称である。これはレヒート燃焼系の火炎みそ(フレ
ームガター)その他の要素の振動を含む。振動は不安定
になり易く、振幅が増大して、遂には、短期的には要素
内の過大な応力、丑だ長期的には疲労寿命の過度の低下
の何れかにより系の堅固性に脅威を与えることがある。
燃焼誘起振動により発生するノイズ(騒音)に与えられ
る名称である。これはレヒート燃焼系の火炎みそ(フレ
ームガター)その他の要素の振動を含む。振動は不安定
になり易く、振幅が増大して、遂には、短期的には要素
内の過大な応力、丑だ長期的には疲労寿命の過度の低下
の何れかにより系の堅固性に脅威を与えることがある。
考慮中の特定系の形態における烈しいバズ問題ケ生ずる
と判っている燃焼状態を避けるために、燃燐、器を再設
計し、またはエンジン推力増加スケジュールを変更する
ことによりレヒートバズヲムすることが公知である。し
かし、かかる処置は重)1tおよび経費ヶ増大させ、ま
たはレヒー1−伺きエンジンで達成し得る賄カ噌加率を
制限する。ざらに、それほと烈しく 7.4:い問題で
もそれが継続すると、低い程度ですよりるが長期的な金
属疲労をもだらずので望ましくない。
と判っている燃焼状態を避けるために、燃燐、器を再設
計し、またはエンジン推力増加スケジュールを変更する
ことによりレヒートバズヲムすることが公知である。し
かし、かかる処置は重)1tおよび経費ヶ増大させ、ま
たはレヒー1−伺きエンジンで達成し得る賄カ噌加率を
制限する。ざらに、それほと烈しく 7.4:い問題で
もそれが継続すると、低い程度ですよりるが長期的な金
属疲労をもだらずので望ましくない。
コ/バソ/ヨン・ランプルバカスタービンエンジンの主
燃焼室内における一時的な逆流により発生するノイズに
与えられる名称である。この過渡的な逆流はエンジン性
能を制限するので望捷しくないが、その原因は充分に判
っていない。燃焼室内の燃料混合気の不安定燃焼がコン
パッション・ランプルの一因と見られるが、要素の設計
変更による以外にこの問題の解決手段はこれまで無かっ
た。
燃焼室内における一時的な逆流により発生するノイズに
与えられる名称である。この過渡的な逆流はエンジン性
能を制限するので望捷しくないが、その原因は充分に判
っていない。燃焼室内の燃料混合気の不安定燃焼がコン
パッション・ランプルの一因と見られるが、要素の設計
変更による以外にこの問題の解決手段はこれまで無かっ
た。
本発明は、少くとも一つの選ばれだノξラメータの変動
に従って燃焼過程の境界条件を適合するように変更する
ことにより、主燃焼系またはレヒート燃焼系におけるガ
スタービン・エンジンの不安定燃焼の問題を処理する。
に従って燃焼過程の境界条件を適合するように変更する
ことにより、主燃焼系またはレヒート燃焼系におけるガ
スタービン・エンジンの不安定燃焼の問題を処理する。
本発明によれば、ガスタービン・エンジンの燃焼系は燃
焼系の不安定燃焼の制f卸のためVこフィート9バツク
・ループ勿組込んでおり、このフィート9バック・ルー
プは: 不安定燃焼過程の周期的に変動する・ξラメータを感知
してそれに対応する信号を発生するセンサー装置と;該
センサー装置からの信号ケ移相し増幅する制御器装置と
;該移相・増幅された信号に従って燃焼過程の境界条件
を変える励振器装置と;を含み、センサー信号の強さを
監視し最少強さのセンサー信号を得るために信号を移相
し増幅する¥k ’&えて、不安定燃焼を実質的に無く
するだめの滴合裟置金前記制イl11j装置が含んでい
る。
焼系の不安定燃焼の制f卸のためVこフィート9バツク
・ループ勿組込んでおり、このフィート9バック・ルー
プは: 不安定燃焼過程の周期的に変動する・ξラメータを感知
してそれに対応する信号を発生するセンサー装置と;該
センサー装置からの信号ケ移相し増幅する制御器装置と
;該移相・増幅された信号に従って燃焼過程の境界条件
を変える励振器装置と;を含み、センサー信号の強さを
監視し最少強さのセンサー信号を得るために信号を移相
し増幅する¥k ’&えて、不安定燃焼を実質的に無く
するだめの滴合裟置金前記制イl11j装置が含んでい
る。
詳しくは、前記制御装置は便宜上、不安定燃焼過程の周
期的に変わる・ξラメータの成る既定帯域の周波数を通
過させるローパス・フィルタと、センサー信号、からり
信号を可袈量だけ移相する可変移相器と、移相器れた信
号ケ可変量だけ増幅する司変利得増1−器と、ローパス
・フィルタからの信号の強さを監視し、l:i1変利得
増幅器の利得およびI′IJ’ f移相器の発生する移
相量を、ローパスフィルタからの1g号が最少VCなる
迄、変える管理ユニットと、を含むことができる。
期的に変わる・ξラメータの成る既定帯域の周波数を通
過させるローパス・フィルタと、センサー信号、からり
信号を可袈量だけ移相する可変移相器と、移相器れた信
号ケ可変量だけ増幅する司変利得増1−器と、ローパス
・フィルタからの信号の強さを監視し、l:i1変利得
増幅器の利得およびI′IJ’ f移相器の発生する移
相量を、ローパスフィルタからの1g号が最少VCなる
迄、変える管理ユニットと、を含むことができる。
センサー信号は、監祝草iする燃焼過程パラメ、−タを
追跡する電気信号を制ff1r器装置に与えることので
さる裡々の型式の変換器、/ことえは、振動、圧ツバノ
イズ、すなわち音圧、または光学的な変換器を含むこと
ができる。
追跡する電気信号を制ff1r器装置に与えることので
さる裡々の型式の変換器、/ことえは、振動、圧ツバノ
イズ、すなわち音圧、または光学的な変換器を含むこと
ができる。
また燃焼過程の境界条件を変えるために決められた方法
によっては、種々の型式の変換器を励振器装置としても
使うことができる。たとえば、燃焼過程にかかわる流体
の流れを調整する変換器を使うこともでさる。流れの調
整は流体中に圧力変動を発生させることにより達成され
、本発明の一実施例では、電磁駆動グイヤフラムの如き
往復運動要素が、燃焼過程への燃料供給に圧力変動を重
加するの用いられる。いま一つの実施例では、燃焼過程
の中捷たはその近くで音圧レベルの変動を発生させるた
めに拡声器型変換器の形の変換器が用いらtしる。
によっては、種々の型式の変換器を励振器装置としても
使うことができる。たとえば、燃焼過程にかかわる流体
の流れを調整する変換器を使うこともでさる。流れの調
整は流体中に圧力変動を発生させることにより達成され
、本発明の一実施例では、電磁駆動グイヤフラムの如き
往復運動要素が、燃焼過程への燃料供給に圧力変動を重
加するの用いられる。いま一つの実施例では、燃焼過程
の中捷たはその近くで音圧レベルの変動を発生させるた
めに拡声器型変換器の形の変換器が用いらtしる。
以下に添刊図面を参照しつつ、本発明の詳細な説明する
。
。
第1図を参照するに、本発明による主燃焼系およびレヒ
ート燃焼系を備えたバイパス型ガスタービン航空エンジ
ン1が示舌れる。該航空エンジン1は、エンジン・コア
3、該コアを取かこむ外側ケーシング7vCより画成さ
れるバイパスダクト5゜およびコア・エンジン3に付く
後部排気コーン11、ジェットパイプ14内のレヒート
燃焼器13、排気混合環15、最終推進ノズル17葡含
む再燃焼排気系9を有する。バイパスダクト5は、コア
3にも供給する前部ファン21からバイパス窒気19を
供給され、ファン21はコア3の最終タービン部23に
連結される+ll+ (図示せず)により駆動される。
ート燃焼系を備えたバイパス型ガスタービン航空エンジ
ン1が示舌れる。該航空エンジン1は、エンジン・コア
3、該コアを取かこむ外側ケーシング7vCより画成さ
れるバイパスダクト5゜およびコア・エンジン3に付く
後部排気コーン11、ジェットパイプ14内のレヒート
燃焼器13、排気混合環15、最終推進ノズル17葡含
む再燃焼排気系9を有する。バイパスダクト5は、コア
3にも供給する前部ファン21からバイパス窒気19を
供給され、ファン21はコア3の最終タービン部23に
連結される+ll+ (図示せず)により駆動される。
バイノξス空気19はバイパスダクトの端末において混
合環15にある窓25を3111す、エンジン・コア3
から出るターピノ高福1排気ガス27の少くとも外方領
域と混合した優、組合せ流は大気中へ出る。
合環15にある窓25を3111す、エンジン・コア3
から出るターピノ高福1排気ガス27の少くとも外方領
域と混合した優、組合せ流は大気中へ出る。
エンジン・コア3はファン21から低圧空気を受ける中
用圧縮磯部29、高圧圧縮機部31、円環形態焼室:>
ニー+、高圧タービン部35、中圧タービン部:37、
j・・よO・前記の低圧タービン部23を有する。燃焼
室、33への燃料?tjは燃料供給系99によシ制御さ
れる。
用圧縮磯部29、高圧圧縮機部31、円環形態焼室:>
ニー+、高圧タービン部35、中圧タービン部:37、
j・・よO・前記の低圧タービン部23を有する。燃焼
室、33への燃料?tjは燃料供給系99によシ制御さ
れる。
連1k<時間の大部分は、エンジン推力の全てが燃・腕
室j3,3の中で燃料を燃焼させることにより与えられ
る。エンジン・コア3葡取巻く1本の共通の燃料マニホ
ール1〜Eozvc外端が結合さnる燃料供給アーム1
00を通って燃料は燃焼室に流れる。エンジン1の外側
ケーシングからバイパスダクト5を横切って延在する流
線形シュラウド゛に収容された主燃料供給パイプ104
から燃料が燃料マニホールドに供給される。供給パイプ
104は主燃料管制ユニット106からの燃料を受け入
れる。
室j3,3の中で燃料を燃焼させることにより与えられ
る。エンジン・コア3葡取巻く1本の共通の燃料マニホ
ール1〜Eozvc外端が結合さnる燃料供給アーム1
00を通って燃料は燃焼室に流れる。エンジン1の外側
ケーシングからバイパスダクト5を横切って延在する流
線形シュラウド゛に収容された主燃料供給パイプ104
から燃料が燃料マニホールドに供給される。供給パイプ
104は主燃料管制ユニット106からの燃料を受け入
れる。
この装備はいわゆるコンパノ/ヨン・ランプルと称する
現象を生じ易い。この特定の場合、この現象の原因は、
燃焼室33を通るガス流に一時的な逆流を発生させる、
燃焼室内の不安定燃焼である。
現象を生じ易い。この特定の場合、この現象の原因は、
燃焼室33を通るガス流に一時的な逆流を発生させる、
燃焼室内の不安定燃焼である。
かかる不安定燃焼が燃焼室33に生起する正確な物理学
的過程は現在、議論の対象となっている。
的過程は現在、議論の対象となっている。
燃焼器部33だけで燃料を燃焼させて得られるよりも大
きな推力がエンジン1に要求される時に、レヒート燃焼
器13を作動1−る。エンジン燃料系統内のレヒート燃
料管制ユニット39は供給パイプ41を通して、支柱4
5VCよりジェットパイプ14の中に同心状に支持され
る円形燃料マニホールl−’43に燃料r送る。燃料に
マニホールドの下流縁Vcめる孔(図示せず)から火炎
区域に噴務される。燃焼を助け、タービン排気27によ
り再熱火炎が吹飛ばされるのt防ぐように流速減少領域
を作るために、乱流渦流を形成する領域を与えるため、
マニホールド43の下流に配置される■断面の環形リン
グを、火炎保持みぞすなわちスタビライザ47が有する
。
きな推力がエンジン1に要求される時に、レヒート燃焼
器13を作動1−る。エンジン燃料系統内のレヒート燃
料管制ユニット39は供給パイプ41を通して、支柱4
5VCよりジェットパイプ14の中に同心状に支持され
る円形燃料マニホールl−’43に燃料r送る。燃料に
マニホールドの下流縁Vcめる孔(図示せず)から火炎
区域に噴務される。燃焼を助け、タービン排気27によ
り再熱火炎が吹飛ばされるのt防ぐように流速減少領域
を作るために、乱流渦流を形成する領域を与えるため、
マニホールド43の下流に配置される■断面の環形リン
グを、火炎保持みぞすなわちスタビライザ47が有する
。
レヒート燃焼系は概してレヒートパズに偏着せL:)れ
8分ちでめるが、これは系内の動的不安定燃焼(tこ関
連がある。かかる不安定の生ずる正確な物理学的過程は
現在、議論の対象となっている。
8分ちでめるが、これは系内の動的不安定燃焼(tこ関
連がある。かかる不安定の生ずる正確な物理学的過程は
現在、議論の対象となっている。
上記の不安定燃焼の場合の両者共に、不安定燃焼が生ず
る過程は、第2図に示す旧lkC管に生ずる現象に類似
すると断言する。
る過程は、第2図に示す旧lkC管に生ずる現象に類似
すると断言する。
第2図を参照するに、Ri)ke管は、よく銅または他
の金属相で作られて、汗端近くに管断面を元金に横断し
て延在する金属網53葡取伺けらt’した、簡単な垂直
向きの管51から成る。電気抵抗加熱(図下せず)捷た
はガスバーナー55の火炎54の何れかぐこより金網が
加熱さ扛ると、管内に音響共1(陽が励起される。これ
は金網からの熱が管内の対流により金網を迫る空気56
に熱が伝達されることにより生ずる。上方への対流と管
の固有モー+−゛vc s−ける音響振動とが組合わさ
って、空気が簿い時よりも濃い時の方がより多くの熱が
空気に伝達さnる結果を生じ、金網から一得られるエネ
ルギが管端および他の場所で失われるエネルギよりも多
ければ、共振運動は次第に多くのエネルギを蓄積(7(
すなわち、共振が促進され)、最後にエネルギの利得と
損失が釣合う。管は主としてその基本[−オルガン・・
悩プ」周波数にて音を発する。この実験の作用には金網
(は不可欠でなく、裸の炎のみで充分であることに留意
すべきである。
の金属相で作られて、汗端近くに管断面を元金に横断し
て延在する金属網53葡取伺けらt’した、簡単な垂直
向きの管51から成る。電気抵抗加熱(図下せず)捷た
はガスバーナー55の火炎54の何れかぐこより金網が
加熱さ扛ると、管内に音響共1(陽が励起される。これ
は金網からの熱が管内の対流により金網を迫る空気56
に熱が伝達されることにより生ずる。上方への対流と管
の固有モー+−゛vc s−ける音響振動とが組合わさ
って、空気が簿い時よりも濃い時の方がより多くの熱が
空気に伝達さnる結果を生じ、金網から一得られるエネ
ルギが管端および他の場所で失われるエネルギよりも多
ければ、共振運動は次第に多くのエネルギを蓄積(7(
すなわち、共振が促進され)、最後にエネルギの利得と
損失が釣合う。管は主としてその基本[−オルガン・・
悩プ」周波数にて音を発する。この実験の作用には金網
(は不可欠でなく、裸の炎のみで充分であることに留意
すべきである。
太ざつばにいえば、この現象は、加熱された金網でろろ
うと、炎であろうと、熱源を通過する音波は熱源により
増幅されることができ、もしも熱源が共鳴体の中または
その近くVこある場合に強い音響しよう乱葡招くことを
説明する。レヒート燃%6器13 (第1図)はジェッ
トパイプ内および火炎みぞ47の如く固有共振振動数を
有する物体の近くで強力な火炎?発生するから、Rすk
C管とバズを生ずるレヒート系との類推は有益であると
思われる。Ri)’ke管と燃焼室33の間にも有用な
類推がなされると思われる。
うと、炎であろうと、熱源を通過する音波は熱源により
増幅されることができ、もしも熱源が共鳴体の中または
その近くVこある場合に強い音響しよう乱葡招くことを
説明する。レヒート燃%6器13 (第1図)はジェッ
トパイプ内および火炎みぞ47の如く固有共振振動数を
有する物体の近くで強力な火炎?発生するから、Rすk
C管とバズを生ずるレヒート系との類推は有益であると
思われる。Ri)’ke管と燃焼室33の間にも有用な
類推がなされると思われる。
本発明は上記の要因を考慮することから生れた。
太ざつばVこいって、移相されるフィート9ノミツク・
ループを用いる能動制御系を用いて燃焼過程の境界釦付
を変えることにより燃焼励起共鳴体の振動を制御するこ
とを本出願人は提案する。境界条件r変えて、共振がも
はや起り得ない程度まで振動の1ザイクル当りに失われ
るエネルギを増して基本振動の性質ケ変える、たとえば
振動ダイヤフラムの如き適当な励振器によシこの11す
御が働く。
ループを用いる能動制御系を用いて燃焼過程の境界釦付
を変えることにより燃焼励起共鳴体の振動を制御するこ
とを本出願人は提案する。境界条件r変えて、共振がも
はや起り得ない程度まで振動の1ザイクル当りに失われ
るエネルギを増して基本振動の性質ケ変える、たとえば
振動ダイヤフラムの如き適当な励振器によシこの11す
御が働く。
本発明の妥旨は前記の好1しくない効果を発生させる、
ガスタービン・エンジンの燃焼不安定の1隊正にある。
ガスタービン・エンジンの燃焼不安定の1隊正にある。
本発明による能動制御が無けれは、燃焼過程は[負の減
衰]、従って不安定となるが、能動制御は正の減衰ルー
プを与え、こノシか燃焼を安定1ヒするといえる。本発
明は単にノイズの影響に対抗するよりはむしろノイズ問
題の根源を実際に消滅させるものでるるから、もちろん
本発明はいわゆる[防音]技法の作用とは異る。このこ
とは、ここに引用する、1983年1月英国CME(C
hartered Mgchanica、l En4v
neer )ジャーナル、41〜47−s−ジic E
s5ex犬学B、Chaplin、教授ニヨり書かれた
手近な防音技法の評論と本開示を比較することによシ理
解することができる。
衰]、従って不安定となるが、能動制御は正の減衰ルー
プを与え、こノシか燃焼を安定1ヒするといえる。本発
明は単にノイズの影響に対抗するよりはむしろノイズ問
題の根源を実際に消滅させるものでるるから、もちろん
本発明はいわゆる[防音]技法の作用とは異る。このこ
とは、ここに引用する、1983年1月英国CME(C
hartered Mgchanica、l En4v
neer )ジャーナル、41〜47−s−ジic E
s5ex犬学B、Chaplin、教授ニヨり書かれた
手近な防音技法の評論と本開示を比較することによシ理
解することができる。
本発明の方法は、第3図に示すように火炎駆動のRi)
’ke管において不安定燃焼を打消すのに応用されて成
功をおきめだ。第3図において、管51と随意の金網5
3け前記の通シでるる。しかし、バイブロ1によって管
51の中の金網530個所までガスが供給されて燃やさ
れ、金網53の上面を越えて火炎63を発生した。作動
中に、管51は主として基本周波数における音會発し、
火炎63もこの周波数(ておける可視の不安定燃焼ケ示
した。制御系はフィードバック閉ループ65でめった。
’ke管において不安定燃焼を打消すのに応用されて成
功をおきめだ。第3図において、管51と随意の金網5
3け前記の通シでるる。しかし、バイブロ1によって管
51の中の金網530個所までガスが供給されて燃やさ
れ、金網53の上面を越えて火炎63を発生した。作動
中に、管51は主として基本周波数における音會発し、
火炎63もこの周波数(ておける可視の不安定燃焼ケ示
した。制御系はフィードバック閉ループ65でめった。
音を拾うためにマイクロホン67が管51の上端(この
1・端が火炎63から最も遠い)の近くに配置された。
1・端が火炎63から最も遠い)の近くに配置された。
マイクロホン信号は、信号の基本モード(管51の基本
モート゛に対応する)のみを通すように同調された電子
フィルタ69′Jf:通って、可変移相器71を通り、
b」変利得増幅器73で増幅されて、管51の下端近く
にある拡声器75に導かれた。管が火炎63の不安定燃
焼により共鳴していた時、増幅器73の利得と移相器が
入力信号の位相を変える量とを制御することにより不安
定燃焼、従って共振が意のままVこ減少または停止され
ることが判った。火炎63の観察により、内視の不安定
燃焼はノイズと共に消滅し、またいったん安定燃焼が達
成されると、増幅器73の利得も大幅vrc減少され得
ることが判った。このことはいったんほとんど安定な燃
焼が達成されるよ、ノイズの源がほとんど除去されてい
るから、振動を制ml+するために必要な′電力はずっ
と少なくなり、安定ケ糺、持する、すなわち振動が再発
するのを防止するのに光分な出力を拡声器が出せはよい
ことγ7Fシ/こ。公知の「防梶−」系では、厄介なノ
イズそのもののみr対象とし、その源を処理しないから
作動の全段階V(わたって、防音の全出力を維持しなけ
れはならない。
モート゛に対応する)のみを通すように同調された電子
フィルタ69′Jf:通って、可変移相器71を通り、
b」変利得増幅器73で増幅されて、管51の下端近く
にある拡声器75に導かれた。管が火炎63の不安定燃
焼により共鳴していた時、増幅器73の利得と移相器が
入力信号の位相を変える量とを制御することにより不安
定燃焼、従って共振が意のままVこ減少または停止され
ることが判った。火炎63の観察により、内視の不安定
燃焼はノイズと共に消滅し、またいったん安定燃焼が達
成されると、増幅器73の利得も大幅vrc減少され得
ることが判った。このことはいったんほとんど安定な燃
焼が達成されるよ、ノイズの源がほとんど除去されてい
るから、振動を制ml+するために必要な′電力はずっ
と少なくなり、安定ケ糺、持する、すなわち振動が再発
するのを防止するのに光分な出力を拡声器が出せはよい
ことγ7Fシ/こ。公知の「防梶−」系では、厄介なノ
イズそのもののみr対象とし、その源を処理しないから
作動の全段階V(わたって、防音の全出力を維持しなけ
れはならない。
上記の爽弛例は、債′51内の基本共振周波数をほぼ乍
1滅させると同時にノイズを高める熱交換動的不安定性
(火炎63の不安定燃焼状態として現われる)もほとん
ど消滅させることを示している。すなわち、基本共振周
波数に対抗することにより、・ 金網の所における共振
空気柱の濃縮中の選択的熱伝達はほとんど除去され、系
の境界における損失は熱入力よりも大きくなり、安定燃
焼が維持される。
1滅させると同時にノイズを高める熱交換動的不安定性
(火炎63の不安定燃焼状態として現われる)もほとん
ど消滅させることを示している。すなわち、基本共振周
波数に対抗することにより、・ 金網の所における共振
空気柱の濃縮中の選択的熱伝達はほとんど除去され、系
の境界における損失は熱入力よりも大きくなり、安定燃
焼が維持される。
上記の実験においてマイクロホン67を用いる代りに、
管5工の上端の上方に配置された鏡(図示せず)を介し
て火炎63を見るために光電増倍管(図示せず)を用い
ることもできた。マイクロホン信号同様に、光電増倍管
の信号は燃焼不安定の基本周波数における成分を含んで
いて、燃焼過程のこの異る振動パラメータを同様の制御
系に用いて、上記と同様の結果を得ることができた。
管5工の上端の上方に配置された鏡(図示せず)を介し
て火炎63を見るために光電増倍管(図示せず)を用い
ることもできた。マイクロホン信号同様に、光電増倍管
の信号は燃焼不安定の基本周波数における成分を含んで
いて、燃焼過程のこの異る振動パラメータを同様の制御
系に用いて、上記と同様の結果を得ることができた。
第1図を再び参照すると、本発明の実施例を評価するこ
とができる。先ずレヒート系を見て、レヒー1燃焼器1
3の作動中、レヒートバズを含むジェットパイプ14の
中のノイズは火炎みぞ47近くの排気混合環15の外壁
に取付けられたマイクロホン81により感知される。マ
イクロボンは混合環の回りのバイパス空気流により良く
冷却されるように取イ」けられる。マイクロホン81が
りの信号はエンジンの外側ケー/ラグに取付けられた制
御ユニット82ンこ通ざ、il’s、そこで予悲される
レヒートバズの帯域の周波数のみケ通すロー・ξス・フ
ィルタ83(挿入図参照)によりr波される。可変移相
器85Vこより移相された後、信号はb」変利得増幅器
87で増幅さオt、排気コーン11の下流(截頭)端を
形成する電磁駆動ダイヤフラム91または強力拡声器に
導かれる。ダイヤフラムの電磁駆動器92は排気コーン
内V(納められでいる。タービン23の出口案内翼の一
つである支柱12の中を通るケーブルにより信−が屯(
1剖駆動器に与えられることが好都合である。
とができる。先ずレヒート系を見て、レヒー1燃焼器1
3の作動中、レヒートバズを含むジェットパイプ14の
中のノイズは火炎みぞ47近くの排気混合環15の外壁
に取付けられたマイクロホン81により感知される。マ
イクロボンは混合環の回りのバイパス空気流により良く
冷却されるように取イ」けられる。マイクロホン81が
りの信号はエンジンの外側ケー/ラグに取付けられた制
御ユニット82ンこ通ざ、il’s、そこで予悲される
レヒートバズの帯域の周波数のみケ通すロー・ξス・フ
ィルタ83(挿入図参照)によりr波される。可変移相
器85Vこより移相された後、信号はb」変利得増幅器
87で増幅さオt、排気コーン11の下流(截頭)端を
形成する電磁駆動ダイヤフラム91または強力拡声器に
導かれる。ダイヤフラムの電磁駆動器92は排気コーン
内V(納められでいる。タービン23の出口案内翼の一
つである支柱12の中を通るケーブルにより信−が屯(
1剖駆動器に与えられることが好都合である。
増幅器81の利得および移相器8bの設定は管理ユニッ
ト93により自動的に制御される。ユニット93はフィ
ルタ83からの信号を監視して信号の強さく振幅)螢求
め、増幅器81の利得およa・移相器85により生ずる
移相量τ変えてノイルタ83がらの信号が最少となるよ
うにする。レヒートバズ周波数を感知した時、制御ユニ
ット82はダイヤフラム91の振動をバス周波数に対抗
するように41.4節し、バズ周波数を駆動する熱入力
を減少して、前記の制御さfしたRすke管内に生ずる
過程に類似した仕方でバズ問題を適応的に制御し、また
は除去することさえする。レヒートバス問題の根源が処
理されているので、燃焼過程が安定し70時に電磁駆動
器92に必要な連続離カ定格は安定化開始時に必要な値
よジもずっと少い。
ト93により自動的に制御される。ユニット93はフィ
ルタ83からの信号を監視して信号の強さく振幅)螢求
め、増幅器81の利得およa・移相器85により生ずる
移相量τ変えてノイルタ83がらの信号が最少となるよ
うにする。レヒートバズ周波数を感知した時、制御ユニ
ット82はダイヤフラム91の振動をバス周波数に対抗
するように41.4節し、バズ周波数を駆動する熱入力
を減少して、前記の制御さfしたRすke管内に生ずる
過程に類似した仕方でバズ問題を適応的に制御し、また
は除去することさえする。レヒートバス問題の根源が処
理されているので、燃焼過程が安定し70時に電磁駆動
器92に必要な連続離カ定格は安定化開始時に必要な値
よジもずっと少い。
上記のレヒートノζズ制御系の変形が可能である。
たとえば、燃焼誘起振動過程の抽々の振動するパラメー
タを感知することができる。マイクロホン81の代りに
火炎みぞ47の回りの不安定燃焼に関係する圧力変化を
監視する静圧ま/こは全圧変換器を用いることもできる
。捷だマイクロホン810代りeこ、エンジン外側ケー
ソンダに取付けられたフォトダイオ−1−列に接続する
高温用光ガイドを用いることもできる。フォトダイオー
ド8列は、R11ke管で述べたように、変化する発光
量により不安定燃焼の周波数を直接に監視する。これは
ダイヤフラム91からマイクロホン811L直接に音が
フィート9バンクされる可能性を避ける利点がある。さ
らに代替法として、レヒートバズのノイズにより生じた
金属の振動を拾うために、排気混合環15の外側に、高
温用ピエゾ電気式振動変換器を取付けることもできる。
タを感知することができる。マイクロホン81の代りに
火炎みぞ47の回りの不安定燃焼に関係する圧力変化を
監視する静圧ま/こは全圧変換器を用いることもできる
。捷だマイクロホン810代りeこ、エンジン外側ケー
ソンダに取付けられたフォトダイオ−1−列に接続する
高温用光ガイドを用いることもできる。フォトダイオー
ド8列は、R11ke管で述べたように、変化する発光
量により不安定燃焼の周波数を直接に監視する。これは
ダイヤフラム91からマイクロホン811L直接に音が
フィート9バンクされる可能性を避ける利点がある。さ
らに代替法として、レヒートバズのノイズにより生じた
金属の振動を拾うために、排気混合環15の外側に、高
温用ピエゾ電気式振動変換器を取付けることもできる。
さらに排気コーン内の振動ダイヤフラム91の代りに、
ジェット・ξイブ14の壁にそれを組込むこともrIf
能であろう。
ジェット・ξイブ14の壁にそれを組込むこともrIf
能であろう。
不安定燃焼過程の境界条件を変える一つの代替法として
、(’Jび公知の電磁式/電気−機械式作動器伊用いて
火炎みぞ47′f:振動させることも可能であろう。こ
れVよ、みぞ47の回りの燃料および燃焼ガスの流れt
xhh整することになろう。
、(’Jび公知の電磁式/電気−機械式作動器伊用いて
火炎みぞ47′f:振動させることも可能であろう。こ
れVよ、みぞ47の回りの燃料および燃焼ガスの流れt
xhh整することになろう。
さらに流れの中の多孔表面、たとえばダイヤフラム91
と同じ位置V0設りた排気コーン11の孔明は部分、を
通してタービン排気流に圧縮機抽出空気を調整添加する
ことも可能である。調整は制御1ユニット82で制イ卸
される弁によシ、バズ周波数に対して’11fll碑移
相された関係で作動する。これは燃焼過程の瞬間的な燃
料/空気比を調整するであろう。
と同じ位置V0設りた排気コーン11の孔明は部分、を
通してタービン排気流に圧縮機抽出空気を調整添加する
ことも可能である。調整は制御1ユニット82で制イ卸
される弁によシ、バズ周波数に対して’11fll碑移
相された関係で作動する。これは燃焼過程の瞬間的な燃
料/空気比を調整するであろう。
燃料/空気比を迅速に調整する、よシ可能性のある方法
は、恐らく、レヒート系への燃料供給圧をバズ周波数に
対して制御−移相関係になるように調整することである
。この方法も、燃焼不安定(そしてバズ周波数への周期
的な可変エイ・ルギ伝達)をその根源にて修正すること
になろう。
は、恐らく、レヒート系への燃料供給圧をバズ周波数に
対して制御−移相関係になるように調整することである
。この方法も、燃焼不安定(そしてバズ周波数への周期
的な可変エイ・ルギ伝達)をその根源にて修正すること
になろう。
最後(に述べた燃料供給圧を調整する代替法は特に、第
1図に示す主燃焼系のコンパッション・ランプルに対抗
するために適用される。かかる燃料流調整を行う基本技
法は、もちろん2つの不安定燃焼の現われの何れに対抗
するのにも通用される。
1図に示す主燃焼系のコンパッション・ランプルに対抗
するために適用される。かかる燃料流調整を行う基本技
法は、もちろん2つの不安定燃焼の現われの何れに対抗
するのにも通用される。
エンジンの主燃焼系に適用さnる本発明の実施例におい
て、前述の不安定燃焼により生ずる燃焼室33内の圧力
振動は燃焼器ケーシング109の内側に取付けられた振
動センサー10Hにより感知される。
て、前述の不安定燃焼により生ずる燃焼室33内の圧力
振動は燃焼器ケーシング109の内側に取付けられた振
動センサー10Hにより感知される。
センサー108はコンパッション−ランプル現象による
ものを含む全てのケーンフグ109内の振動を拾うもの
で、便宜上、高温用ピエゾ電気式変換器でもよい。振動
に応答してセンサー108に発生する振動車圧はエンジ
ンの外側ケーシング105に取付けられだ制(卸ユニソ
l−110に送られる。制御ユニット110は前述の制
御ユニット82と内部動作は似ているが、そのP波特性
が異る。すなわち、そrLが通す周波数はレヒートバズ
とは異る周波数帯域を持つコンパッション・ランプルの
周波数であるからである。前述の制御ユニット82の詳
細な記載は制御ユニット110にも当てはまる。
ものを含む全てのケーンフグ109内の振動を拾うもの
で、便宜上、高温用ピエゾ電気式変換器でもよい。振動
に応答してセンサー108に発生する振動車圧はエンジ
ンの外側ケーシング105に取付けられだ制(卸ユニソ
l−110に送られる。制御ユニット110は前述の制
御ユニット82と内部動作は似ているが、そのP波特性
が異る。すなわち、そrLが通す周波数はレヒートバズ
とは異る周波数帯域を持つコンパッション・ランプルの
周波数であるからである。前述の制御ユニット82の詳
細な記載は制御ユニット110にも当てはまる。
?lt制御ユニソl−110の出力は、主燃料供給パイ
プに連通する小形の燃料充填室の一部ケ形成する電磁駆
動されるり゛イヤフラム(丑たはピストン)を働かげる
ことのできる信号である。ダイヤフラムは振動して燃焼
室:33のバーナー114に行く燃料の供給圧を調歴す
るが、この調歴はコンバッフ5フ周波数に対抗するよう
に制御ユニット110により?li制御さノする波形を
有しており、波形の周波数と振幅(はセンサー108か
らの信号を最少値に下けるよりVC杷えず制御ユニノl
−110により適合させられる。こJしはもちろん、排
気コーンの振動ダイヤフラム91によるレヒートバズの
制圧に関して述べたものと同じ効果全有しているが、変
えられる燃焼過程の境界条件は火炎に対する瞬間的な燃
料供給圧でめり、火炎の環境VCおける音圧しにルでは
ない。燃料供給圧の調整を行ういま一つの方法は燃料供
給パイプ中にソレノイドで駆動される可変閉止弁を用い
ることである。
プに連通する小形の燃料充填室の一部ケ形成する電磁駆
動されるり゛イヤフラム(丑たはピストン)を働かげる
ことのできる信号である。ダイヤフラムは振動して燃焼
室:33のバーナー114に行く燃料の供給圧を調歴す
るが、この調歴はコンバッフ5フ周波数に対抗するよう
に制御ユニット110により?li制御さノする波形を
有しており、波形の周波数と振幅(はセンサー108か
らの信号を最少値に下けるよりVC杷えず制御ユニノl
−110により適合させられる。こJしはもちろん、排
気コーンの振動ダイヤフラム91によるレヒートバズの
制圧に関して述べたものと同じ効果全有しているが、変
えられる燃焼過程の境界条件は火炎に対する瞬間的な燃
料供給圧でめり、火炎の環境VCおける音圧しにルでは
ない。燃料供給圧の調整を行ういま一つの方法は燃料供
給パイプ中にソレノイドで駆動される可変閉止弁を用い
ることである。
コンパッション・ランプルによる燃焼器内の振動を検知
するセンサー108としてピエゾ電気式変換器が記載さ
れたが、適当な圧力変換器に接続さnた圧力シローブV
Cより直接1(関連圧力振動を感知することが可能であ
ろう。プローブは稀釈空気孔(図示せず)の一つにより
燃焼室33の壁を通して挿入され、通過する空気流によ
り冷却されるのが好都合である。さらにいま一つの可能
性として、さきにレヒート実施例に関連して述べたよう
にフ第1・ダイオード列に接続された光学プローブを用
いることがある。適当な冷却が有れは、燃焼器ケーシン
グ109の内側にセンサーとしてマイクロホンケ配置し
て、コンパッション・シンプルのノイズを感知すること
もできる。
するセンサー108としてピエゾ電気式変換器が記載さ
れたが、適当な圧力変換器に接続さnた圧力シローブV
Cより直接1(関連圧力振動を感知することが可能であ
ろう。プローブは稀釈空気孔(図示せず)の一つにより
燃焼室33の壁を通して挿入され、通過する空気流によ
り冷却されるのが好都合である。さらにいま一つの可能
性として、さきにレヒート実施例に関連して述べたよう
にフ第1・ダイオード列に接続された光学プローブを用
いることがある。適当な冷却が有れは、燃焼器ケーシン
グ109の内側にセンサーとしてマイクロホンケ配置し
て、コンパッション・シンプルのノイズを感知すること
もできる。
主燃焼系に関して拡声器型動振器装置の使用を述べなか
ったが、燃焼室33の中゛またはその近くにか刀・る装
置を組込むのは問題であると判っているからである。し
かし、燃焼室内の燃焼ガスを通して圧力波が伝達するこ
とによる燃焼不安定に対抗するために振動ダイヤフラム
装置を用いることは本発明の範囲から除外さるべきでは
ない。
ったが、燃焼室33の中゛またはその近くにか刀・る装
置を組込むのは問題であると判っているからである。し
かし、燃焼室内の燃焼ガスを通して圧力波が伝達するこ
とによる燃焼不安定に対抗するために振動ダイヤフラム
装置を用いることは本発明の範囲から除外さるべきでは
ない。
糸筒に一つの励脹装置のみ、たとえば振動ダイヤフラム
、全上記に述べたが、もしもそのようなフローズが必要
であるならば、不発明はその系の適当な部分に設けられ
た2つ以上の励振器?含むものと見なすべきでるる。
、全上記に述べたが、もしもそのようなフローズが必要
であるならば、不発明はその系の適当な部分に設けられ
た2つ以上の励振器?含むものと見なすべきでるる。
Tlf制御ユニット82,100はアナログ電子技法を
用いることもできるが、応答および制御の早さのために
、それらの動作をデジタルとしてコントローラ娼をマイ
クロプロセッサとし、ユニット83 、87が必要に応
じてアナログ−デジタルおよびデジタル−アナログ変俣
器を組込むようVCする方が望ましい。
用いることもできるが、応答および制御の早さのために
、それらの動作をデジタルとしてコントローラ娼をマイ
クロプロセッサとし、ユニット83 、87が必要に応
じてアナログ−デジタルおよびデジタル−アナログ変俣
器を組込むようVCする方が望ましい。
第1図は本発明による主燃焼系およびレヒート燃焼系を
備えだガスタービシ・エンジンの部分断面図、 第2図は在来のRi)’ke管装置の断1笛線図、第3
図は音響制御系を備えだ変形Ri)’ke管装置の断面
線図。 9・・・l/ヒート燃焼系 81・・・センサー装置(マイクロホン)82・・・制
御装置83・・・ローパス・フィルタ85・・・移相器
87・・・増幅器 91 、92・・・励振器装置(拡声器)93・・・管
理装置 99・・・主燃焼系100〜106・・・燃料
供給装置 108・・・センサー装置110・・・制御
装置 112・・励振器装置(外5名) 〜 へ 、(ハ ( 第1頁の続き 0発 明 者 フィリップ・ジョセ イ:〕書ダインズ
ン 0発 明 者 マリア・アンナQヘッ ド。 クル エ: 1’lJス国パツキンガムシャー州アイレスベリー、ア
スト・アボツツ、ザ・グリーン 86 fツ連邦共和国 1000 ベルリン 20.クロンプ
リンツ/シュトラーセ 41−43
備えだガスタービシ・エンジンの部分断面図、 第2図は在来のRi)’ke管装置の断1笛線図、第3
図は音響制御系を備えだ変形Ri)’ke管装置の断面
線図。 9・・・l/ヒート燃焼系 81・・・センサー装置(マイクロホン)82・・・制
御装置83・・・ローパス・フィルタ85・・・移相器
87・・・増幅器 91 、92・・・励振器装置(拡声器)93・・・管
理装置 99・・・主燃焼系100〜106・・・燃料
供給装置 108・・・センサー装置110・・・制御
装置 112・・励振器装置(外5名) 〜 へ 、(ハ ( 第1頁の続き 0発 明 者 フィリップ・ジョセ イ:〕書ダインズ
ン 0発 明 者 マリア・アンナQヘッ ド。 クル エ: 1’lJス国パツキンガムシャー州アイレスベリー、ア
スト・アボツツ、ザ・グリーン 86 fツ連邦共和国 1000 ベルリン 20.クロンプ
リンツ/シュトラーセ 41−43
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1+ 燃焼系(9,99)が燃焼系内の不安定燃焼の
制御のためにフィードバック・ループ(81、82゜9
1 ; 1.08 、110 、112 )を組込んで
おり、該フィードノミツク・ループが、不安定燃焼過程
の周期的に変わるパラメータを感知してそれに対応する
信号を発生するだめのセンサー装置(81,108)と
、該センサー装置からの信号を移相し増幅するためのf
17制御装置(82,110)と、該移相され増幅され
た信号に従って燃焼過程の境界条件を変えるための励振
型装置(9L112)と、を含んでおり、前記制御装置
(82、110)は、センサー信号の強さを監視し、該
信号を移相し増幅する量を変えて最少9!Iiさのセン
サー信号をめ、それにより前記不安定燃睨r実質的に消
滅させるための適合装置(8i〕+ 8’/ + 93
)を、含んでいること、全特徴とするガスタービ’/
−エンジンの燃焼系。 (2)前記制御装置(82,110)が、不安定燃焼過
程の周期的に変わるパラメータの既定の周波数帯域を通
すようにされたローパス・フィルタ装置(83)と、前
記センサー装置(8■)からの信号を可変量だけ移相す
るだめの可変移相器(85)と、該移相された信号を可
変量だけ増幅するための可変利得増幅器(87)と、前
記ローパス・フィルタ(83)からの信号の強さを監視
し、前記可変利得増幅器(87)からの利得および前記
可変移相器(85)が発生した移相量を、前記ローパス
・フィルタからの信号が最少になる迄、変化させるだめ
の管理ユニット(93)と、を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第(1)項に記載の燃焼系。 (3)前記センサー装置(81、108)が不安定燃焼
過程による燃焼系の振動r検知するように配置された振
動変換器装置を含むこと、を特徴とする特許請求の範囲
第(11項または第(2)項に記載の燃焼系。 (4)前記センサー装置(81,108)が不安定燃焼
による燃焼系の圧力振動ケ検知するように配置された圧
力変換器装置を含むこと、を特徴とする特許請求の範囲
第(1)項捷たは第(2)項に記載の燃焼系。 (5)前記圧力変換器装置が音圧レー;ルの振動を検知
するように配、置されたマイクロホン(81)であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(4)項に記載の燃焼
系。 (6)前記センサー装置(81、108)が不安定燃焼
からの変化J−る発光量を検知するように配置された光
電子変換器装置を含むことを特徴とする特許請求の範囲
第(1)頂芽たは第(2)項に記載の燃焼糸。 (7)前記励娠儲装置(91,112)が燃焼過程にか
かわるlAt体の流れを調整するだめの装置を含むこと
t特徴とする、4寺A′+・請求の範囲第(1)項乃至
第(6)項の任意の項にM己戦の燃焼系。 11J) l;il記励振器装置f CソL112)が
燃焼過程にかかわる流体の圧力振動を発生するための装
置を含むことケ特徴とする、特許請求の範囲第(1)項
乃全第((3)項の任意の項VC記載の燃焼系。 (9)J前記燃焼系(99)が励振型装置(112)を
組込んだ燃料供給装置(100〜106)を有し、該励
振型装置は該燃料供給装置に圧力振動を重加するように
された往復運動要素を含んでいることを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項乃至第(8)項の任意の項に記載
の燃焼系。 (10) 前記往復運動要素が電磁駆動されるダイヤフ
ラムを含んでいることを特徴とする特許を請求の範囲第
(9)項に記載の燃焼系。 0υ 前記励振型装置は燃焼過程の中またはその近くの
音圧レイルの振動を発生させるための拡声器< 91
、92 )を含むことを特徴とする特許請求の範囲第(
8)項に記載の燃焼系。 α2)前記燃焼系がレヒート(再燃焼)燃焼器系(9)
であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項乃至
第01)項の任意の項に記載の燃焼系。
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|---|---|---|---|
| GB838329218A GB8329218D0 (en) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | Reheat combustion system for gas turbine engine |
| GB8329218 | 1983-11-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111027A true JPS60111027A (ja) | 1985-06-17 |
| JPH0472982B2 JPH0472982B2 (ja) | 1992-11-19 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59232268A Granted JPS60111027A (ja) | 1983-11-02 | 1984-11-02 | ガスタービン・エンジンの燃焼系 |
Country Status (6)
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| JP (1) | JPS60111027A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5082421A (en) * | 1986-04-28 | 1992-01-21 | Rolls-Royce Plc | Active control of unsteady motion phenomena in turbomachinery |
| GB8610297D0 (en) * | 1986-04-28 | 1986-10-01 | Rolls Royce | Turbomachinery |
| GB8708595D0 (en) * | 1987-04-10 | 1987-05-13 | Rolls Royce Plc | Gas turbine fuel control system |
| US4967550A (en) * | 1987-04-28 | 1990-11-06 | Rolls-Royce Plc | Active control of unsteady motion phenomena in turbomachinery |
| US5127235A (en) * | 1989-12-18 | 1992-07-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Low noise refrigerator and noise control method thereof |
| US5117642A (en) * | 1989-12-18 | 1992-06-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Low noise refrigerator and noise control method thereof |
| GB2239961A (en) * | 1990-01-02 | 1991-07-17 | Gen Electric | Control of combustion-induced instabilities |
| GB9003959D0 (en) * | 1990-02-21 | 1990-04-18 | Ross Colin F | Active control of internal combustion engine performance |
| WO1993010401A1 (de) * | 1991-11-15 | 1993-05-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung zur unterdrückung von verbrennungsschwingungen in einer brennkammer einer gasturbinenanlage |
| US5287697A (en) * | 1992-01-02 | 1994-02-22 | General Electric Company | Variable area bypass injector seal |
| US5609136A (en) * | 1994-06-28 | 1997-03-11 | Cummins Engine Company, Inc. | Model predictive control for HPI closed-loop fuel pressure control system |
| WO1996012269A1 (en) * | 1994-10-13 | 1996-04-25 | The Boeing Company | Jet engine fan noise reduction system utilizing electro pneumatic transducers |
| US5575144A (en) * | 1994-11-28 | 1996-11-19 | General Electric Company | System and method for actively controlling pressure pulses in a gas turbine engine combustor |
| US5719791A (en) * | 1995-03-17 | 1998-02-17 | Georgia Tech Research Corporation | Methods, apparatus and systems for real time identification and control of modes of oscillation |
| FR2732407B1 (fr) * | 1995-03-29 | 1997-04-30 | Snecma | Procede pour eviter les instabilites dues a la combustion dans un turboreacteur |
| US5685157A (en) * | 1995-05-26 | 1997-11-11 | General Electric Company | Acoustic damper for a gas turbine engine combustor |
| EP0918152A1 (de) * | 1997-11-24 | 1999-05-26 | Abb Research Ltd. | Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle thermoakustischer Schwingungen in einem Verbrennungssystem |
| EP0918194A1 (de) * | 1997-11-24 | 1999-05-26 | Abb Research Ltd. | Verfahren zur Auslegung eines Verbrennungssystems und Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Brennereigenschaften |
| DE59711378D1 (de) * | 1997-11-24 | 2004-04-08 | Alstom Switzerland Ltd | Verfahren zum Minimieren thermoakustischer Schwingungen in Gasturbinenbrennkammern |
| EP0985810B1 (de) * | 1998-09-10 | 2003-10-29 | ALSTOM (Switzerland) Ltd | Verfahren zum Minimieren thermoakustischer Schwingungen in Gasturbinenbrennkammern |
| EP0987495B1 (de) * | 1998-09-16 | 2003-10-29 | ALSTOM (Switzerland) Ltd | Verfahren zum Minimieren thermoakustischer Schwingungen in Gasturbinenbrennkammern |
| US6354071B2 (en) * | 1998-09-25 | 2002-03-12 | General Electric Company | Measurement method for detecting and quantifying combustor dynamic pressures |
| DE19928226A1 (de) | 1999-05-07 | 2001-02-01 | Abb Alstom Power Ch Ag | Verfahren zur Unterdrückung bzw. Kontrolle von thermoakustischen Schwingungen in einem Verbrennungs-System sowie Verbrennungssystem zur Durchführung des Verfahrens |
| DE10000415A1 (de) * | 2000-01-07 | 2001-09-06 | Alstom Power Schweiz Ag Baden | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine |
| US6530228B2 (en) * | 2001-05-07 | 2003-03-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and device for modulation of a flame |
| US7017415B2 (en) * | 2001-09-27 | 2006-03-28 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Apparatus for sensing pressure fluctuations in a hostile environment |
| US6843061B2 (en) | 2002-02-15 | 2005-01-18 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Gas turbine with flexible combustion sensor connection |
| DE10213682A1 (de) * | 2002-03-27 | 2003-10-09 | Alstom Switzerland Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle von thermoakustischen Instabilitäten bzw. Schwingungen in einem Verbrennungssystem |
| US6742341B2 (en) | 2002-07-16 | 2004-06-01 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Automatic combustion control for a gas turbine |
| US6640549B1 (en) * | 2002-12-03 | 2003-11-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and device for modulation of a flame |
| US6978680B2 (en) * | 2003-02-27 | 2005-12-27 | General Electric Company | Dynamic pressure probe holder and method of obtaining a dynamic pressure signal |
| US6694832B1 (en) | 2003-02-27 | 2004-02-24 | General Electric Company | Kit and method for setting probe depth |
| US6976351B2 (en) * | 2003-04-04 | 2005-12-20 | General Electric Company | Methods and apparatus for monitoring gas turbine combustion dynamics |
| GB2407152A (en) * | 2003-10-14 | 2005-04-20 | Alstom | Apparatus and method for testing combustion |
| US7334409B2 (en) * | 2004-05-19 | 2008-02-26 | Alltech, Inc. | Retractable afterburner for jet engine |
| US7377114B1 (en) * | 2004-06-02 | 2008-05-27 | Kevin P Pearce | Turbine engine pulsed fuel injection utilizing stagger injector operation |
| WO2006043622A1 (ja) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | 鞍乗型車両及び鞍乗型車両用燃焼制御装置 |
| US20090145105A1 (en) * | 2004-12-01 | 2009-06-11 | Suciu Gabriel L | Remote engine fuel control and electronic engine control for turbine engine |
| US20060283190A1 (en) * | 2005-06-16 | 2006-12-21 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Engine status detection with external microphone |
| US20070255563A1 (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-01 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Machine prognostics and health monitoring using speech recognition techniques |
| US20080127728A1 (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-05 | General Electric Company | Mechanical response based detonation velocity measurement system |
| GB0710153D0 (en) * | 2007-05-26 | 2007-07-04 | Rolls Royce Plc | Method and apparatus for suppressing aeroengine contrails |
| US8028512B2 (en) | 2007-11-28 | 2011-10-04 | Solar Turbines Inc. | Active combustion control for a turbine engine |
| GB0823085D0 (en) * | 2008-12-19 | 2009-01-28 | Rolls Royce Plc | Combustor Rumble |
| GB201119036D0 (en) * | 2011-11-03 | 2011-12-14 | Univ Oxford Brookes | A method of controlling a dynamic physical system |
| AU2012363345A1 (en) * | 2011-12-29 | 2014-07-24 | Delafield Pty Ltd | Rijke type combustion arrangement and method |
| US9255835B2 (en) | 2012-08-22 | 2016-02-09 | Siemens Energy, Inc. | System for remote vibration detection on combustor basket and transition in gas turbines |
| US9255526B2 (en) | 2012-08-23 | 2016-02-09 | Siemens Energy, Inc. | System and method for on line monitoring within a gas turbine combustor section |
| EP3090144A4 (en) * | 2013-12-12 | 2017-09-27 | Morris, Robert, J. | Active flutter control of variable pitch blades |
| US9885609B2 (en) * | 2014-05-23 | 2018-02-06 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine optical system |
| CN105631215B (zh) * | 2015-12-29 | 2018-07-13 | 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 | 一种航空发动机加力燃烧室供油量的计算方法 |
| GB2558228B (en) * | 2016-12-22 | 2020-05-20 | Rolls Royce Plc | Aircraft electrically-assisted propulsion control system |
| US11092083B2 (en) * | 2017-02-10 | 2021-08-17 | General Electric Company | Pressure sensor assembly for a turbine engine |
| US11421877B2 (en) * | 2017-08-29 | 2022-08-23 | General Electric Company | Vibration control for a gas turbine engine |
| US11841139B2 (en) | 2020-02-22 | 2023-12-12 | Honeywell International Inc. | Resonance prevention using combustor damping rates |
| CN114070904B (zh) | 2020-07-30 | 2023-12-05 | 北京小米移动软件有限公司 | 电子设备 |
| DE102022126449B3 (de) * | 2022-10-12 | 2024-02-08 | Rocket Factory Augsburg AG | Vorrichtung zur Steuerung eines Masseflusses und System mit einer Vorrichtung zur Steuerung eines Masseflusses |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3053047A (en) * | 1953-05-27 | 1962-09-11 | Bendix Corp | Fuel feed and power control system for gas turbine engines |
| US2911788A (en) * | 1956-12-14 | 1959-11-10 | United Aircraft Corp | Screech sensing device |
| US2941356A (en) * | 1957-03-01 | 1960-06-21 | United Aircraft Corp | Variable pressure wave absorption for combustion chambers |
| US3245219A (en) * | 1958-11-24 | 1966-04-12 | Henry E Warden | Stall-surge sonic sensor and control apparatus for turbo-compressor type gas engines |
| US3620013A (en) * | 1969-10-31 | 1971-11-16 | James H Rogers | Noise abatement methods relating to flame and jet production and associated apparatus |
| US3936606A (en) * | 1971-12-07 | 1976-02-03 | Wanke Ronald L | Acoustic abatement method and apparatus |
| GB1456018A (en) * | 1972-11-24 | 1976-11-17 | Nat Res Dev | Active control of sound waves |
| GB1495015A (en) * | 1975-09-01 | 1977-12-14 | British Petroleum Co | Monitoring and/or control of burners |
| US4083433A (en) * | 1976-11-16 | 1978-04-11 | Westinghouse Electric Corporation | Active vibration damper with electrodynamic sensor and drive units |
| FR2490786A1 (fr) * | 1980-09-25 | 1982-03-26 | Centre Nat Rech Scient | Procede de commande d'une flamme de combustion et sonde microphonique permettant sa mise en oeuvre |
| DE3209617C2 (de) * | 1982-03-17 | 1985-10-10 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln | Geräuscharme Turboarbeitsmaschine |
-
1983
- 1983-11-02 GB GB838329218A patent/GB8329218D0/en active Pending
-
1984
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US4557106A (en) | 1985-12-10 |
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