本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)鉁u輪的燃燒器組件，且更具體地涉及一種包括聲共振器的DLN燃燒器組件。

背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)通常包括至少一個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有壓縮機(jī)、燃燒器組件以及渦輪。燃燒器組件可使用干式低氮氧化物(DLN)燃燒。在DLN燃燒中，燃料和空氣在點(diǎn)燃之前進(jìn)行預(yù)混合，其降低了排放。然而，貧燃料預(yù)混燃燒過程容易受到流擾動(dòng)和聲壓波的影響。更具體而言，流擾動(dòng)和聲壓波可導(dǎo)致各種頻率下的自持的壓力波動(dòng)。這些壓力波動(dòng)可被稱為燃燒動(dòng)態(tài)(combustiondynamics)。燃燒動(dòng)態(tài)可能造成結(jié)構(gòu)振動(dòng)、磨損以及其他性能退化。期望將DLN燃燒器中的燃燒動(dòng)態(tài)抑制成低于規(guī)定水平以維持低的排放。對(duì)于通常低于500Hz的軸向模式頻率，通過使用設(shè)于最佳位置的聲共振器，從而能夠有效地控制燃燒動(dòng)態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪燃燒器組件包括外殼和多個(gè)燃料噴嘴，該外殼限定了燃燒器組件的外邊界，該多個(gè)燃料噴嘴設(shè)于外殼，并與燃料供應(yīng)部相聯(lián)接。襯套接收來自燃料噴嘴的燃料和空氣，并限定了燃燒區(qū)域，且導(dǎo)流套筒設(shè)于襯套和外殼之間。導(dǎo)流套筒用于將壓縮機(jī)排出空氣分配至燃燒器組件的頭端并冷卻襯套。過渡件與襯套相聯(lián)接，并將燃燒產(chǎn)物傳送至渦輪。共振器設(shè)置成鄰接位于過渡件的上游的導(dǎo)流套筒。共振器用于減弱燃燒動(dòng)態(tài)。在另一示范性實(shí)施例中，系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、燃燒器組件以及渦輪，該壓縮機(jī)將進(jìn)入的空氣流壓縮，該燃燒器組件將已壓縮的進(jìn)入的空氣流與燃料混合并在燃燒區(qū)域燃燒空氣燃料混合物，該渦輪接收來自燃燒器的燃燒產(chǎn)物。燃燒器組件包括所記載的外殼、燃料噴嘴、襯套、導(dǎo)流套筒、過渡件以及共振器。在再一示范性實(shí)施例中，系統(tǒng)包括壓縮機(jī)和燃燒器組件，該壓縮機(jī)壓縮進(jìn)入的空氣流，燃燒器組件將已壓縮的進(jìn)入的空氣流與燃料混合，并在燃燒區(qū)域燃燒空氣燃料混合物。燃燒器組件包括位于燃燒區(qū)域的下游的熱側(cè)和位于燃燒區(qū)域的上游的冷側(cè)。系統(tǒng)還包括渦輪，其接收來自燃燒器的燃燒產(chǎn)物。燃燒器組件包括共振器，其在燃燒器組件的導(dǎo)流套筒和外殼之間的環(huán)形通道中定位于燃燒器組件的冷側(cè)。一種燃?xì)鉁u輪燃燒器組件，包括：外殼，其限定了燃燒器組件的外邊界；多個(gè)燃料噴嘴，其設(shè)于外殼，并與燃料供應(yīng)部相聯(lián)接；襯套，其接收來自燃料噴嘴的燃料和空氣，襯套限定了燃燒區(qū)域；導(dǎo)流套筒，其設(shè)于襯套和外殼之間，導(dǎo)流套筒將壓縮機(jī)排出空氣分配至燃燒器組件的頭端并冷卻襯套；過渡件，其與襯套相聯(lián)接，并將燃燒產(chǎn)物傳送至渦輪；以及共振器，其設(shè)置成鄰接位于過渡件的上游的導(dǎo)流套筒，共振器減弱了燃燒動(dòng)態(tài)。優(yōu)選地，包括位于導(dǎo)流套筒和外殼之間的環(huán)形通道，其中，共振器設(shè)于環(huán)形通道。優(yōu)選地，共振器附連至導(dǎo)流套筒。優(yōu)選地，共振器附連至導(dǎo)流套筒。優(yōu)選地，共振器鄰接導(dǎo)流套筒的入口而附連至導(dǎo)流套筒。優(yōu)選地，共振器定位成鄰接導(dǎo)流套筒的入口。優(yōu)選地，共振器為亥姆霍茲共振器。優(yōu)選地，共振器包括與襯套和導(dǎo)流套筒之間的空氣流處于流體連通的多個(gè)管，多個(gè)管延伸至導(dǎo)流套筒和外殼之間的環(huán)形通道中。優(yōu)選地，共振器針對(duì)目標(biāo)頻率范圍而被調(diào)諧。一種系統(tǒng)，包括：壓縮機(jī)，其將進(jìn)入的空氣流壓縮；燃燒器組件，其將已壓縮的進(jìn)入的空氣流與燃料混合，并在燃燒區(qū)域燃燒空氣燃料混合物；以及渦輪，其接收來自燃燒器的燃燒產(chǎn)物，其中，燃燒器組件包括：外殼，其限定了燃燒器組件的外邊界；多個(gè)燃料噴嘴，其設(shè)于外殼，并與燃料供應(yīng)部相聯(lián)接；襯套，其接收來自燃料噴嘴的燃料和空氣，襯套限定了燃燒區(qū)域；導(dǎo)流套筒，其設(shè)于襯套和外殼之間，導(dǎo)流套筒將來自壓縮機(jī)的排出空氣分配至燃燒器組件的頭端并冷卻襯套；過渡件，其與襯套相聯(lián)接，并將燃燒產(chǎn)物傳送至渦輪；以及共振器，其設(shè)置成鄰接位于過渡件的上游的導(dǎo)流套筒，共振器減弱了燃燒動(dòng)態(tài)。優(yōu)選地，燃燒器組件還包括位于導(dǎo)流套筒和外殼之間的環(huán)形通道，其中，共振器設(shè)于環(huán)形通道。優(yōu)選地，共振器附連至導(dǎo)流套筒。優(yōu)選地，共振器鄰接導(dǎo)流套筒的入口而附連至導(dǎo)流套筒。優(yōu)選地，共振器為亥姆霍茲共振器。優(yōu)選地，共振器包括與襯套和導(dǎo)流套筒之間的空氣流處于流體連通的多個(gè)管，多個(gè)管延伸至導(dǎo)流套筒和外殼之間的環(huán)形通道中。優(yōu)選地，共振器針對(duì)目標(biāo)頻率范圍而被調(diào)諧。一種系統(tǒng)，包括：壓縮機(jī)，其壓縮進(jìn)入的空氣流；燃燒器組件，其將已壓縮的進(jìn)入的空氣流與燃料混合，并在燃燒區(qū)域燃燒空氣燃料混合物，燃燒器組件包括位于燃燒區(qū)域的下游的熱側(cè)和位于燃燒區(qū)域的上游的冷側(cè)；以及渦輪，其接收來自燃燒器的燃燒產(chǎn)物，其中，燃燒器組件包括共振器，其在燃燒器組件的導(dǎo)流套筒和外殼之間的環(huán)形通道中定位于燃燒器組件的冷側(cè)。附圖說明圖1是示范性燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的框圖；圖2是燃燒器組件的示意圖；圖3是圖2所示的燃燒器的橫截面端視圖；圖4是顯示了共振器的構(gòu)件的示意圖；以及圖5是帶有備選實(shí)施例中的共振器的示意圖。部件列表10：燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)12：壓縮機(jī)14：燃燒器組件16：渦輪18：燃料噴嘴20：主要燃料噴嘴22：次級(jí)燃料噴嘴24：燃燒氣體26：軸28：排氣出口30：負(fù)載32：空氣入口34：加壓空氣40：共振器42：軸向方向或軸線44：徑向方向或軸線46：周向方向或軸線48：壓縮機(jī)排氣口52：箭頭54：頭端56：環(huán)狀空間58：襯套59：外殼60：導(dǎo)流套筒61：板62：板64：燃料供應(yīng)部66：燃料68：燃燒區(qū)域70：方向72：過渡件74：箭頭76：管78：容積。具體實(shí)施方式如上所述，燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括一種可使用DLN或其他的燃燒過程的燃燒器組件，該燃燒過程容易受到流擾動(dòng)和/或聲壓波的影響。具體而言，燃燒器組件的燃燒動(dòng)態(tài)可導(dǎo)致自持的壓力波動(dòng)，其可能造成燃燒器組件中的結(jié)構(gòu)振動(dòng)、磨損、機(jī)械疲勞、熱疲勞以及其他性能退化。一種減輕燃燒動(dòng)態(tài)的技術(shù)是使用共振器，例如亥姆霍茲共振器。具體而言，亥姆霍茲共振器為阻尼機(jī)構(gòu)，其包括連接至大容積的若干狹窄的管、管頸或其他通道。共振器運(yùn)行以減弱并吸收由燃燒器組件產(chǎn)生的燃燒聲音。管頸或通道的深度和由共振器封閉的大容積的尺寸可與使共振器有效的聲波的頻率相關(guān)。圖1是燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的框圖。燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10包括壓縮機(jī)12、燃燒器組件14以及渦輪16。在以下論述中，可參照燃燒器14的軸向方向或軸線42、徑向方向或軸線44以及周向方向或軸線46。燃燒器組件14包括燃料噴嘴18，其將液體燃料和/或氣體燃料例如天然氣或合成氣運(yùn)送至燃燒器組件14中。如圖所示，各個(gè)燃燒器組件14可具有多個(gè)燃料噴嘴18。更具體而言，燃燒器組件14均可包括具有主要燃料噴嘴20的主要燃料噴射系統(tǒng)和具有次級(jí)燃料噴嘴22的次級(jí)燃料噴射系統(tǒng)。燃料噴嘴能夠具有多個(gè)回路，例如，總共六個(gè)燃料噴嘴，其中，六個(gè)燃料噴嘴中的一個(gè)獨(dú)立地供應(yīng)燃料，兩個(gè)燃料噴嘴的組可具有獨(dú)立的燃料回路，并且三個(gè)燃料噴嘴的組可具有另一獨(dú)立的回路。不管燃料噴嘴的布置和分組如何，燃燒器組件都包括多個(gè)獨(dú)立的燃料回路。圖1所示的燃燒器組件14點(diǎn)燃并燃燒空氣燃料混合物，并隨后將熱的加壓燃燒氣體24(例如排氣)傳遞至渦輪16中。渦輪葉片聯(lián)接至公共軸26，該公共軸26還聯(lián)接至遍及渦輪系統(tǒng)10的若干其他構(gòu)件。當(dāng)燃燒氣體24流經(jīng)渦輪16中的渦輪葉片時(shí)，驅(qū)動(dòng)渦輪16旋轉(zhuǎn)，其造成軸26旋轉(zhuǎn)。最后，燃燒氣體24經(jīng)由排氣出口28而離開渦輪系統(tǒng)10。此外，軸26可聯(lián)接至負(fù)載30，其經(jīng)由軸26的旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)動(dòng)。例如，負(fù)載30可以是任何可經(jīng)由渦輪系統(tǒng)10的旋轉(zhuǎn)輸出而產(chǎn)生動(dòng)力的合適裝置，例如發(fā)電設(shè)備或任何外部機(jī)械負(fù)載。例如負(fù)載30可包括發(fā)電機(jī)、飛機(jī)的螺旋槳等。在渦輪系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例中，作為壓縮機(jī)12的構(gòu)件包括壓縮機(jī)葉片。壓縮機(jī)12內(nèi)的葉片也聯(lián)接至軸26，并將會(huì)在由渦輪16驅(qū)動(dòng)軸26旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)，如上所述。壓縮機(jī)12內(nèi)的葉片的旋轉(zhuǎn)將來自空氣入口32的空氣壓縮成加壓空氣34。加壓空氣34隨后被供給至燃燒器組件14的燃料噴嘴18中。燃料噴嘴18將加壓空氣34和燃料混合，以產(chǎn)生用于燃燒(例如造成燃料更完全地?zé)舻娜紵?的合適的混合比率，從而不會(huì)浪費(fèi)燃料或造成過量的排放。圖2是圖1的其中一個(gè)燃燒器組件14的示意圖，其顯示了與燃燒器組件14協(xié)同設(shè)置的共振器40的一個(gè)實(shí)施例。如上所述，壓縮機(jī)12接收來自空氣入口32的空氣，將空氣壓縮，并產(chǎn)生加壓空氣34的流，以用于燃燒器14內(nèi)的燃燒過程。如所說明的實(shí)施例所示，由操作地聯(lián)接至燃燒器組件14的壓縮機(jī)排氣口48接收加壓空氣34。如箭頭52所示，加壓空氣34從壓縮機(jī)排氣口48流向燃燒器14的頭端54。更具體而言，加壓空氣34流經(jīng)燃燒器組件14的襯套58和導(dǎo)流套筒60之間的環(huán)狀空間56以到達(dá)頭端54。外殼59用作燃燒器組件的外邊界或殼體。在某些實(shí)施例中，頭端54包括板61和62，該板61和62如圖1所示可支撐燃料噴嘴20。在圖2所示的實(shí)施例中，燃料供應(yīng)部64將燃料66提供至燃料噴嘴20。另外，燃料噴嘴20接收來自燃燒器組件14的環(huán)狀空間56的加壓空氣34。燃料噴嘴20將加壓空氣34與由燃料供應(yīng)部64提供的燃料66結(jié)合，以形成空氣燃料混合物?？諝馊剂匣旌衔锉稽c(diǎn)燃并在燃燒器組件14的燃燒區(qū)域68燃燒，以形成燃燒氣體(例如排氣)。燃燒氣體沿方向70流向燃燒器組件14的過渡件72。如箭頭74所示，燃燒氣體流經(jīng)過渡件72而流向渦輪16，在該渦輪16，燃燒氣體驅(qū)動(dòng)渦輪16內(nèi)的葉片的旋轉(zhuǎn)。燃燒器組件14還包括設(shè)于導(dǎo)流套筒60和外殼59之間的共振器40，其鄰接導(dǎo)流套筒60的入口。如上所述，燃燒過程產(chǎn)生被稱為燃燒動(dòng)態(tài)的各種壓力波、聲波以及其他波動(dòng)。燃燒動(dòng)態(tài)可造成燃燒器組件14的性能退化、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和機(jī)械疲勞或熱疲勞。因此，燃燒器組件14可包括共振器40，例如，亥姆霍茲共振器，以有助于減輕燃燒器組件14中的燃燒動(dòng)態(tài)的影響。如圖2所示，共振器40安裝于導(dǎo)流套筒，該導(dǎo)流套筒位于燃燒器組件的冷側(cè)。圖3是沿著圖2中的線3-3的橫截面圖。如圖所示，共振器40優(yōu)選定位于導(dǎo)流套筒60和外殼59之間的環(huán)形通道。共振器40優(yōu)選附連至導(dǎo)流套筒60。如圖4所示，共振器40包括容積78，其包括與襯套58和導(dǎo)流套筒60之間的空氣流處于流體連通的多個(gè)管76。管76延伸至導(dǎo)流套筒60和外殼59之間的容積78內(nèi)的環(huán)形通道中。圖5顯示了帶有緊接地定位于軸向噴射導(dǎo)流套筒的下游的共振器40的備選布置。通過以該方式定位共振器40，從而能夠有效地減輕高振幅聲壓。在圖4中，P'_in代表從燃燒器頭端行進(jìn)的聲壓波，并且P'_out代表從過渡件行進(jìn)的聲壓波。位于導(dǎo)流套筒60的共振器40能夠針對(duì)目標(biāo)頻率范圍而被調(diào)諧。另外，因?yàn)楣舱衿?0可固定至導(dǎo)流套筒60，所以該共振器40容易更換。所述實(shí)施例的共振器用于抑制/減弱燃燒產(chǎn)生的聲音。結(jié)果，可延長(zhǎng)DLN燃燒器的可操作性和耐久性。雖然已結(jié)合目前被認(rèn)為最實(shí)用且優(yōu)選的實(shí)施例而描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施例，相反，旨在覆蓋包括于所附權(quán)利要求的要旨和范圍內(nèi)的各種修改和等效裝置。