[发明专利]具有自适应亥姆霍兹共鸣器的燃烧系统及操作该燃烧系统的方法

说明书

本发明涉及一种燃烧系统，其具有燃烧器11、用于将燃烧空气及可选的燃料气体输送至该燃烧器11的鼓风机10、鼓风机14布置于其中的新鲜气体导管14、其中布置有气体调节阀9的燃料气体导管15以及与新鲜气体导管14相连接的亥姆霍兹共鸣器2，其中，燃料气体导管15通入新鲜气体导管14中或者直接通入燃烧器11中，亥姆霍兹共鸣器2具有用于调整亥姆霍兹共鸣器2的体积的驱动装置4、5、6、7。

技术领域

本发明涉及一种自适应亥姆霍兹共鸣器。

背景技术

当燃料气体在完全预混的燃烧系统中进行燃烧时，在某些工作点可能发生不理想的自激燃烧振荡。这通常关系到引人不悦的噪声，并且在某些状况下会损毁设施。

这种现象在DE 102004013584 A1以及针对能源技术的VDI进展报告第364号第6行中有所描述。自激振荡(SES)的起因是火焰的即时功率释放与燃烧室的声响之间的相互作用。产生所述现象的前提条件是火焰在声压正振幅的时间点即时功率释放(瑞利判据)。消除措施参阅DE 19730254 C2。

根据现有技术，通常这样来解决该问题：将引导空气及燃料气体-空气混合物的部件的几何形状如此设计，即使系统对声音失谐，因而尽量不发生自激振荡。在此情形下，例如，在空气或废气通路中置入额外的构件，这些构件具有使系统失谐并由此防止或削减自激振荡的功能。为此，例如采用进气管或者亥姆霍兹共鸣器，这些进气管增加了火焰上游的压力损失。根据亥姆霍兹共鸣器的几何特征参数，其具有一定的固有频率，其在该固有频率下运作。燃烧系统的振荡得以削减或完全避免。

另一种可能性在于，对于电子式燃料气体-空气-混合物来说，当发生振荡时，改变空气过量或热负荷。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种装置以及操作这种装置的方法，其能够用于在完全预混的燃烧系统中消除自激振荡。

根据本发明，通过可单独调适的亥姆霍兹共鸣器来达成上述目的。本发明的一个实施方式中提供了一种燃烧系统，其具有燃烧器、用于将燃烧空气及可选的燃料气体输送至所述燃烧器的鼓风机、将所述鼓风机布置于其中的新鲜气体导管、其中布置有气体调节阀的燃料气体导管以及与所述新鲜气体导管相连接的亥姆霍兹共鸣器，其中所述燃料气体导管通入所述新鲜气体导管中或者直接通入所述燃烧器中。所述亥姆霍兹共鸣器具有用于调整亥姆霍兹共鸣器的体积的驱动装置。

本发明优选应用于电子式燃料气体-空气系统，其中使用体积或质量流量传感器，其测量空气通路与燃料气体通路之间的压差。借助所述体积或质量流量传感器，不仅能够探测自激振荡，而且还能在采样率足够高的情况下确定振荡频率。借助于傅里叶变换，将所测得的传感器信号转换频率范围。

本发明的目的还在于，提供一种可调节其有效频率的亥姆霍兹共鸣器。亥姆霍兹共鸣器运作的频率通过其几何尺寸来限定。影响变量一方面是实体内的减振空间，另一方面是连接通道内的振荡空间。

例如，在一个封闭气缸中，该气缸通过相应调适的连接通道在相应事先确定的作用点与所述燃烧系统相连接或者在该位置整合于所述燃烧系统中，所述亥姆霍兹共鸣器的侧边长度变化如此被调整，使得所述气缸的底部的位置能够借助于适当的电动机械(例如伺服电动机)而沿对称轴线发生改变。所需的气缸侧边长度跟据得到的振荡频率计算出，并且进行更改以便调节该侧边长度。

本发明保护了一种控制系统，其借助传感器来确定自激振荡频率并且调整可调节的亥姆霍兹共鸣器，以便消除振荡。为此，所述系统需要气体调节阀、可调节的鼓风机以及燃烧器。

附图说明

现结合附图对本发明进行阐述。在附图中：

图1示出亥姆霍兹共鸣器；

图2示出本发明的具有亥姆霍兹共鸣器的燃烧系统的第一种实施方式；以及