控制燃烧动态的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102465764A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102465764A(43)申请公布日2012.05.23(21)申请号201110367006.9(22)申请日2011.11.09(30)优先权数据12/9426872010.11.09US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人K·K·辛赫韩飞S·斯里尼瓦桑金冠佑P·巴拉苏布拉曼亚姆Q·张(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人肖日松谭祐祥(51)Int.Cl.F02C7/22(2006.01)F02C9/26(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书55页页附图附图22页(54)发明名称控制燃烧动态的系统和方法(57)摘要本发明提供一种用于基于航空的燃气涡轮发动机或者基于地面的燃气涡轮发动机的燃烧动态控制系统，其采用了一种声学驱动器。该声学驱动器构造成响应于控制信号驱使跨过预混合燃料喷射口的压力扰动基本上为零，从而使得跨过燃料喷射口的燃料流扰动基本上为零。CN1024657ACN102465764A权利要求书1/2页1.一种燃烧动态控制系统，其包括：一个燃料喷射器(40)，所述燃料喷射器构造成经由燃料喷射口接收预混合燃料(42)；以及一个声学驱动器(50)，所述声学驱动器构造成响应于控制信号驱使跨过所述燃料喷射口(52)的压力扰动基本上为零，使得响应于所述控制信号跨过所述燃料喷射口(52)的燃料流扰动基本上为零。2.根据权利要求1所述的燃烧动态控制系统，其特征在于，所述燃料喷射器(40)是选自基于航空电子设备的燃气涡轮燃料喷射器和基于地面的燃气涡轮燃料喷射器的燃气涡轮燃料喷射器。3.根据权利要求1所述的燃烧动态控制系统，还包括：一个传感器(60)，所述传感器构造成测量跨过所述燃料喷射口(52)的声压并由此产生信号；一个信号调节装置(62)，所述信号调节装置构造成调节所述传感器信号并由此产生经调节的传感器信号；以及一个控制器(64)，所述控制器构造成响应于所述经调节的传感器信号产生声学驱动器控制信号。4.根据权利要求3所述的燃烧动态控制系统，其特征在于，所述信号调节装置(62)被构造成将时域传感器信号转换成频域传感器信号以产生所述经调节的传感器信号。5.根据权利要求3所述的燃烧动态控制系统，其特征在于，所述信号调节装置(62)被构造成对所述传感器信号进行带通过滤以产生所述经调节的传感器信号。6.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧动态控制系统，所述燃烧动态控制系统包括：一个燃料喷射器(40)；一个预混合燃料管(54)，所述预混合燃料管构造成经由预混合燃料管喷射口(52)将预混合燃料(42)输送至所述燃料喷射器(40)；以及一个声学驱动器(50)，所述声学驱动器构造成响应于控制信号驱使跨过所述预混合燃料管喷射口(52)的压力扰动基本上为零，以使得响应于所述控制信号跨过所述预混合燃料管喷射口(52)的燃料流扰动基本上为零。7.根据权利要求6所述的燃烧动态控制系统，其特征在于，所述燃气涡轮发动机选自基于航空电子设备的燃气涡轮发动机和基于地面的燃气涡轮发动机。8.根据权利要求6所述的燃烧动态控制系统，还包括：一个传感器(60)，所述传感器构造成测量跨过所述预混合燃料喷射口(52)的声压并由此产生信号；一个信号调节装置(62)，所述信号调节装置构造成调节所述传感器信号并由此产生经调节的传感器信号；以及一个控制器(64)，所述控制器构造成响应于所述经调节的传感器信号产生声学驱动器控制信号。9.根据权利要求8所述的燃烧动态控制系统，其特征在于，所述信号调节装置(62)被构造成将时域传感器信号转换成频域传感器信号以产生所述经调节的传感器信号。10.根据权利要求8所述的燃烧动态控制系统，其特征在于，所述信号调节装置(62)被2CN102465764A权利要求书2/2页构造成对所述传感器信号进行带通过滤以产生所述经调节的传感器信号。3CN102465764A说明书1/5页控制燃烧动态的系统和方法技术领域[0001]该发明总体涉及燃烧动态现象(combustiondynamics)，并且更具体地涉及通过声学控制和/或消除燃料喷射位置处的燃料流波动对基于航空的燃气涡轮和基于地面的燃气涡轮(aviationandland-basedgasturbine)进行燃烧动态控制的系统和方法。背景技术[0002]当火焰的内在不稳定性与燃烧室的固有模式耦合并建立反馈循环时，燃烧动态现象产生，由此导致高振幅的压力扰动并且对相应硬件可能造成重大损坏。已知的是，燃烧动态现象困扰着燃气涡轮在发电、原动机、航空、航海领域的应用。[0003]由于预混合燃烧系统的引入，因此燃烧动态现象对于燃气涡轮制造商是普遍的问题，并且成