用于在燃氣渦輪中消減燃燒振蕩的消振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于消減燃氣渦輪的燃燒振蕩的消振器，其包括具有箱或圓柱形狀的共振腔體、與共振腔體處于流連通的頸部，以及燃燒室，其中頸部的長度Lneck等于或大于從燃燒室吸入的熱氣在頸部中到達的最大距離lmax，其中最大距離lmax根據(jù)以下等式來確定：利用本發(fā)明的解決方案，用來消減燃燒振蕩的消振器可通過與別個不同地確定連接共振腔體和燃燒室的頸部的尺寸來阻止在正常運行期間的熱氣吸入。
【專利說明】用于在燃氣渦輪中消減燃燒振蕩的消振器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃氣渦輪，具體而言，涉及用于在燃氣渦輪中消減燃燒振蕩的消振器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在發(fā)動機運行期間，例如，由于在燃燒室的內(nèi)部的燃燒速率有波動，可在燃燒室中 形成處于不合乎需要的頻率的聲壓振蕩。這樣的壓力振蕩可損害燃燒室的構(gòu)件。為了避 免這種損害，一個或多個消聲裝置可與燃氣渦輪的燃燒室相關(guān)聯(lián)。一種類型的普遍使用的 消聲裝置為亥姆霍茲（Helmholtz)共振器。亥姆霍茲共振器的各種示例公開在美國專利 No. 6, 530, 221 和 No. 7, 080, 514 中。
[0003] 用于在燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒室中使用的亥姆霍茲共振器公開在EP 1862739 Bl 中，其中共振器包括共振腔體和共振器頸部。共振器頸部具有圓形橫截面，多個沿周向間隔 開的冷卻孔形成在管壁中。在使用中，因而用傳送通過孔陣列的冷卻空氣來持續(xù)吹掃共振 器。吹掃空氣將共振腔體保持在不出現(xiàn)熱損害的溫度下，并且有益地在頸部中產(chǎn)生從腔體 行進到燃燒室的空氣流，從而冷卻頸部和防止吸入熱的燃燒器氣體。
[0004] 用于燃氣渦輪的燃燒裝置公開在EP 2295864 Bl中，其包括設(shè)有第一和第二壁的 部分，第一和第二壁設(shè)有將第一和第二壁之間的區(qū)域連接到燃燒裝置的內(nèi)部的第一通道和 將第一和第二壁之間的所述區(qū)域連接到燃燒裝置的外部的第二通道，其中在第一和第二壁 之間，限定多個室，各個室與一個第一通道和至少一個第二通道連接，并且限定亥姆霍茲消 振器，其中室由置于第一和第二壁之間的至少第一板限定，并且室由在所述第一板中凹陷 的孔限定。
[0005] EP 0 892 216公開了具有第一和第二壁的燃燒裝置，第一和第二壁具有將壁之間 的區(qū)域連接到燃燒裝置的內(nèi)部的第一通道，以及將壁之間的區(qū)域連接到燃燒裝置的外部的 第二通道。EP 0 892 216還公開第一和第二壁之間的板，用以限定連接到第一和第二通道 上的室（蜂窩結(jié)構(gòu)）。
[0006] 實際上，在燃燒室的運行期間，熱氣可從燃燒室進入共振腔體和燃燒室之間的頸 部中且再次流出，回到燃燒室中，這稱為熱氣吸入（HGI)。通常在出現(xiàn)這個時，熱氣可改變共 振腔體內(nèi)部的溫度，借助于此，改變亥姆霍茲共振器的共振頻率。因而，消振器的消振性能 被降低。此外，熱氣吸入可使共振器的通常由普通材料制成的構(gòu)件產(chǎn)生嚴重的熱疲勞。
[0007] 傳統(tǒng)上通過使用足夠大量的冷卻空氣吹掃頸部以便抑制熱氣的吸入來阻止熱氣 吸入。但是，冷卻空氣的量不能選擇得太大，由于消振性能會退化，并且由此會導(dǎo)致增加 NOx 的排放。
[0008] 在本領(lǐng)域中已經(jīng)進行甚至更多的開發(fā)，但是仍然需要消振器來消減燃燒振蕩，這 可禁止熱氣吸入，并且進一步可以成本高效的方式進行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種可滿足上面的至少一個方面的消減燃燒振蕩的消振器。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例，提供了用于消減燃氣渦輪的燃燒振蕩的消振器， 其中消振器包括具有箱或圓柱形狀的共振腔體、與共振腔體處于流連通的頸部，以及燃燒 室，其中頸部的長度Lmdt等于或大于從燃燒室吸入的熱氣在頸部中達到的最大距離Imax，其 中最大距離I max根據(jù)以下等式來確定：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于消減燃氣渦輪的燃燒振蕩的系統(tǒng)，包括：消振器和燃燒室，其中所述消振 器包括具有箱或圓柱形狀的共振腔體、與所述共振腔體處于流連通的頸部，以及所述燃燒 室，其特征在于，所述頸部的長度L mdt等于或大于從所述燃燒室吸入的熱氣在所述頸部中 到達的最大距離Imax，其中所述最大距離I max根據(jù)以下等式來確定：
其中U表示所述頸部中的平均流速，A表示所述燃燒室中的壓力幅度，P表示流密度， ζ表示壓力損失系數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頸部的長度Lmdt等于所述最大距離 Imax 的 I. 1 至 2. O 倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頸部的長度Lmdt等于所述最大 距離Iniax的1. 4至1. 8倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頸部的長度Lmdt等 于所述最大距離I max的1. 5倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述消振器進一步包括設(shè) 置在所述共振腔體中以將所述共振腔體分成多個部分的一個或多個間隔件、設(shè)置在所述共 振腔體上的入口管，其中所述入口管的有效直徑d根據(jù)以下等式確定：
其中Λ P。為冷卻空氣供應(yīng)上的壓力，D表示所述頸部的有效直徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頸部由第一頸部部分 和第二頸部部分構(gòu)成，其中所述第一頸部部分緊鄰所述燃燒室且由耐熱材料制成，并且所 述第二頸部部分遠離所述燃燒室，并且其中所述第一頸部部分的長度在尺寸上設(shè)置成等于 或大于所述最大距離1_。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一頸部部分的長度 在尺寸上設(shè)置成等于所述最大距離Imax的I. 1至2. O倍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一頸部部分的長度 在尺寸上設(shè)置成等于所述最大距離Imax的1. 4至1. 8倍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一頸部部分的長度 在尺寸上設(shè)置成等于所述最大距離Imax的1. 5倍。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述入口管的橫截面在 形狀上設(shè)置為圓形、正方形、長方形或橢圓形。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頸部的橫截面在形 狀上設(shè)置為圓形、正方形、長方形或橢圓形。
【文檔編號】F23R3/00GK104373958SQ201410398884
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】B.舒爾曼斯, M.R.博蒂恩 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司