燃燒系統(tǒng)以及燃燒振蕩抑制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種燃燒系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)包括一燃燒裝置以及一燃燒振蕩抑制系統(tǒng)，該燃燒振蕩抑制系統(tǒng)包括傳感器，控制器，以及氣流揚聲器。所述傳感器用于感測所述燃燒裝置中的感應(yīng)信號，所述控制器用于將所述感應(yīng)信號轉(zhuǎn)化為執(zhí)行信號，所述氣流揚聲器接收所述執(zhí)行信號，并根據(jù)該執(zhí)行信號產(chǎn)生聲波脈動信號作用于所述燃燒裝置來抑制該燃燒系統(tǒng)中的燃燒振蕩。
【專利說明】燃燒系統(tǒng)以及燃燒振蕩抑制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃燒系統(tǒng)以及應(yīng)用于該燃燒系統(tǒng)的燃燒振蕩抑制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃燒系統(tǒng)中發(fā)生的燃燒振蕩是不穩(wěn)定燃燒過程與所處聲學(xué)環(huán)境耦合作用形成的自激振蕩現(xiàn)象。燃燒振蕩會在鍋爐、鍋爐、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、航空發(fā)動機(jī)、火箭發(fā)動機(jī)等燃燒系統(tǒng)中引起壓力脈動幅值過高。燃燒振蕩不僅會產(chǎn)生巨大的噪聲，還可能引起燃燒系統(tǒng)劇烈振動，影響燃燒系統(tǒng)工作效率與壽命，因此，抑制燃燒振蕩對燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效、安全運行十分重要。
[0003]目前的燃燒振蕩控制技術(shù)主要分為被動控制和主動控制。被動控制包括安裝共振器、燃料供給分級、優(yōu)化燃料/空氣混合、優(yōu)化噴嘴和燃燒室?guī)缀谓Y(jié)構(gòu)等；主動控制通過傳感器、控制器、執(zhí)行器組成的控制系統(tǒng)對噪聲進(jìn)行抑制?？紤]到經(jīng)濟(jì)性、可靠性、研發(fā)周期等因素，主動控制在抑制實際燃燒系統(tǒng)的噪聲方面被認(rèn)為有較好的前景。然而，目前限制主動控制技術(shù)的一個重要方面在于能夠滿足實際應(yīng)用條件且可靠性好的執(zhí)行器還比較少。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)通常研究實驗用的執(zhí)行器包括動圈式揚聲器和燃料調(diào)節(jié)閥。采用動圈式揚聲器作為執(zhí)行器可以產(chǎn)生壓力擾動從而通過改變熱聲耦合特性來抑制噪聲。采用燃料調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器控制燃料供應(yīng)可以改變?nèi)紵覂?nèi)的放熱率脈動特性，從而抑制其與聲波的耦合作用。這兩種執(zhí)行器應(yīng)用時各有優(yōu)缺點，動圈式揚聲器可以有較好的頻率響應(yīng)特性，但實際的燃燒系統(tǒng)所處的高壓、高溫環(huán)境使得普通的動圈式揚聲器無法直接使用，并且要實現(xiàn)較大的功率揚聲器體積會非常龐大。燃料調(diào)節(jié)閥體積、質(zhì)量相對較小，對燃燒放熱率脈動的調(diào)節(jié)效果明顯，但用于燃燒振蕩控制的燃料調(diào)節(jié)閥要求響應(yīng)頻率范圍寬、線性響應(yīng)要求高，目前很少有能夠滿足要求的調(diào)節(jié)閥，即使有，價格也非常昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，確有必要提供一種具有較好的燃燒振蕩抑制特性且適于工業(yè)化應(yīng)用的燃燒振蕩抑制系統(tǒng)以及采用該燃燒振蕩抑制系統(tǒng)的燃燒系統(tǒng)。
[0006]—種燃燒系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)包括一燃燒裝置以及一燃燒振蕩抑制系統(tǒng)，該燃燒振蕩抑制系統(tǒng)包括傳感器，控制器，以及氣流揚聲器。所述傳感器用于感測所述燃燒裝置中的感應(yīng)信號，所述控制器用于將所述感應(yīng)信號轉(zhuǎn)化為執(zhí)行信號，所述氣流揚聲器接收所述執(zhí)行信號，并根據(jù)該執(zhí)行信號產(chǎn)生聲波脈動信號作用于所述燃燒裝置來抑制該燃燒系統(tǒng)中的燃燒振蕩。
[0007]—種燃燒振蕩抑制系統(tǒng)，包括傳感器、控制器以及氣流揚聲器，所述傳感器用于感測噪聲源產(chǎn)生的脈動信號；所述控制器用于將所述感應(yīng)信號轉(zhuǎn)化為執(zhí)行信號；所述氣流揚聲器接收所述執(zhí)行信號，并根據(jù)該執(zhí)行信號產(chǎn)生聲波脈動信號作用于所述噪聲源來抑制燃燒振蕩產(chǎn)生的噪聲。
[0008]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例提供的燃燒系統(tǒng)以及燃燒振蕩抑制系統(tǒng)具有下有益效果:(1)所述氣流揚聲器相較于傳統(tǒng)的動圈式揚聲器可以產(chǎn)生較強(qiáng)的聲波，相較于傳統(tǒng)的燃料調(diào)節(jié)閥具有較好的頻率響應(yīng)特性，氣流揚聲器具有較寬的頻率響應(yīng)范圍和較高的聲強(qiáng)，因此能很好的滿足燃燒振蕩主動控制的需求。(2)相較于傳統(tǒng)的采用紙盆或者振膜的動圈式揚聲器，所述氣流揚聲器耐高壓，可以實際適用于燃燒裝置高壓的惡劣的環(huán)境。(3)采用所述氣流揚聲器作為抑制燃燒振蕩的執(zhí)行器對于與現(xiàn)有技術(shù)中的普通揚聲器在相同的聲功率下，該氣流揚聲器具有較小的體積，而且相較于燃料調(diào)節(jié)閥成本較低且可靠性更高，更利于應(yīng)用于實際的工業(yè)化燃燒系統(tǒng)，如航空航天、大型船舶等動力推進(jìn)系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明實施例提供的燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖2是本發(fā)明實施例提供的燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本發(fā)明實施例提供的氣流揚聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明又一實施例提供的燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]主要元件符號說明
【權(quán)利要求】
1.一種燃燒系統(tǒng)，包括一燃燒裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一燃燒振蕩抑制系統(tǒng)，該燃燒振蕩抑制系統(tǒng)包括: 傳感器，感測所述燃燒裝置中的感應(yīng)信號； 控制器，將所述感應(yīng)信號轉(zhuǎn)化為執(zhí)行信號；以及 氣流揚聲器，接收所述執(zhí)行信號，并根據(jù)該執(zhí)行信號產(chǎn)生聲波脈動信號作用于所述燃燒裝置來抑制該燃燒裝置中的燃燒振蕩。
2.如權(quán)利要求1所述的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒裝置包括一氣體通道，所述氣流揚聲器設(shè)置在該氣體通道中，所述氣流揚聲器通過調(diào)制該氣體通道中的氣流產(chǎn)生聲波來抑制所述燃燒裝置中的燃燒振蕩產(chǎn)生的噪聲。
3.如權(quán)利要求2所述的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體通道包括一進(jìn)氣通道，出氣通道以及一冷卻氣通道，所述進(jìn)氣通道、出氣通道以及冷卻氣通道中的至少一個設(shè)置有所述氣流揚聲器。
4.如權(quán)利要求3所述的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述氣流揚聲器設(shè)置在所述進(jìn)氣通道中。
5.如權(quán)利要求1所述的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括壓力傳感器、放熱率檢測傳感器、溫度傳感器以及風(fēng)速傳感器中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括一信號處理器、控制主機(jī)以及一信號放大器，所述信號處理器設(shè)置于所述傳感器與控制主機(jī)之間，用于將所述感應(yīng)信號轉(zhuǎn)化成電信號傳輸?shù)剿隹刂浦鳈C(jī)，所述信號放大器連接于所述控制主機(jī)與所述氣流揚聲器之間，用于將所述控制主機(jī)轉(zhuǎn)換后的信號進(jìn)一步放大成所述執(zhí)行信號。
7.如權(quán)利要求1所述的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述氣流揚聲器為電動氣流揚聲器或感應(yīng)氣流揚聲器。
8.一種燃燒振蕩抑制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 傳感器，用于感測一噪聲源產(chǎn)生的脈動信號； 控制器，用于將所述脈動信號轉(zhuǎn)化為執(zhí)行信號；以及 氣流揚聲器，接收所述執(zhí)行信號，并根據(jù)該執(zhí)行信號產(chǎn)生聲波脈動信號作用于所述噪聲源來抑制該噪聲源產(chǎn)生的噪聲。
【文檔編號】F23N5/16GK103528090SQ201310466392
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】朱民, 翁方龍, 張曉宇, 鐘迪, 景李玥, 李少帥 申請人:清華大學(xué)