[發明專利]具有自適應亥姆霍茲共鳴器的燃燒系統及操作該燃燒系統的方法

有效

• 申請號: 201610948234.8
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN106705037B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 理查德·菲施巴赫;拉爾斯·圖姆
• 申請（專利權）人: 威能有限公司
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/46;F23N5/18
• 代理公司: 32235 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 楊林潔

本發明涉及一種燃燒系統，其具有燃燒器11、用于將燃燒空氣及可選的燃料氣體輸送至該燃燒器11的鼓風機10、鼓風機14布置于其中的新鮮氣體導管14、其中布置有氣體調節閥9的燃料氣體導管15以及與新鮮氣體導管14相連接的亥姆霍茲共鳴器2，其中，燃料氣體導管15通入新鮮氣體導管14中或者直接通入燃燒器11中，亥姆霍茲共鳴器2具有用于調整亥姆霍茲共鳴器2的體積的驅動裝置4、5、6、7。

技術領域

本發明涉及一種自適應亥姆霍茲共鳴器。

背景技術

當燃料氣體在完全預混的燃燒系統中進行燃燒時，在某些工作點可能發生不理想的自激燃燒振蕩。這通常關系到引人不悅的噪聲，并且在某些狀況下會損毀設施。

這種現象在DE 102004013584 A1以及針對能源技術的VDI進展報告第364號第6行中有所描述。自激振蕩(SES)的起因是火焰的即時功率釋放與燃燒室的聲響之間的相互作用。產生所述現象的前提條件是火焰在聲壓正振幅的時間點即時功率釋放(瑞利判據)。消除措施參閱DE 19730254 C2。

根據現有技術，通常這樣來解決該問題：將引導空氣及燃料氣體-空氣混合物的部件的幾何形狀如此設計，即使系統對聲音失諧，因而盡量不發生自激振蕩。在此情形下，例如，在空氣或廢氣通路中置入額外的構件，這些構件具有使系統失諧并由此防止或削減自激振蕩的功能。為此，例如采用進氣管或者亥姆霍茲共鳴器，這些進氣管增加了火焰上游的壓力損失。根據亥姆霍茲共鳴器的幾何特征參數，其具有一定的固有頻率，其在該固有頻率下運作。燃燒系統的振蕩得以削減或完全避免。

另一種可能性在于，對于電子式燃料氣體-空氣-混合物來說，當發生振蕩時，改變空氣過量或熱負荷。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種裝置以及操作這種裝置的方法，其能夠用于在完全預混的燃燒系統中消除自激振蕩。

根據本發明，通過可單獨調適的亥姆霍茲共鳴器來達成上述目的。本發明的一個實施方式中提供了一種燃燒系統，其具有燃燒器、用于將燃燒空氣及可選的燃料氣體輸送至所述燃燒器的鼓風機、將所述鼓風機布置于其中的新鮮氣體導管、其中布置有氣體調節閥的燃料氣體導管以及與所述新鮮氣體導管相連接的亥姆霍茲共鳴器，其中所述燃料氣體導管通入所述新鮮氣體導管中或者直接通入所述燃燒器中。所述亥姆霍茲共鳴器具有用于調整亥姆霍茲共鳴器的體積的驅動裝置。

本發明優選應用于電子式燃料氣體-空氣系統，其中使用體積或質量流量傳感器，其測量空氣通路與燃料氣體通路之間的壓差。借助所述體積或質量流量傳感器，不僅能夠探測自激振蕩，而且還能在采樣率足夠高的情況下確定振蕩頻率。借助于傅里葉變換，將所測得的傳感器信號轉換頻率范圍。

本發明的目的還在于，提供一種可調節其有效頻率的亥姆霍茲共鳴器。亥姆霍茲共鳴器運作的頻率通過其幾何尺寸來限定。影響變量一方面是實體內的減振空間，另一方面是連接通道內的振蕩空間。

例如，在一個封閉氣缸中，該氣缸通過相應調適的連接通道在相應事先確定的作用點與所述燃燒系統相連接或者在該位置整合于所述燃燒系統中，所述亥姆霍茲共鳴器的側邊長度變化如此被調整，使得所述氣缸的底部的位置能夠借助于適當的電動機械(例如伺服電動機)而沿對稱軸線發生改變。所需的氣缸側邊長度跟據得到的振蕩頻率計算出，并且進行更改以便調節該側邊長度。

本發明保護了一種控制系統，其借助傳感器來確定自激振蕩頻率并且調整可調節的亥姆霍茲共鳴器，以便消除振蕩。為此，所述系統需要氣體調節閥、可調節的鼓風機以及燃燒器。

附圖說明

現結合附圖對本發明進行闡述。在附圖中：

圖1示出亥姆霍茲共鳴器；

圖2示出本發明的具有亥姆霍茲共鳴器的燃燒系統的第一種實施方式；以及