用于燃氣輪機發(fā)動機的燃燒器的聲阻尼系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及燃氣輪機發(fā)動機，更具體地，涉及用于抑制燃氣輪機發(fā)動機的燃燒器籃中的縱向模態(tài)動力學(longitudinal mode dynamics)的聲阻尼系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]燃氣輪機發(fā)動機通常包括定位在壓縮器下游和渦輪組件上游的多個燃燒器籃。在操作期間，縱向模態(tài)動力學通常發(fā)生在燃燒器籃中，如圖1-3所示?？v向模態(tài)動力學通常起源于燃燒器籃中的氣流路徑的入口，并向下游行進至渦輪入口。動力學限制燃氣輪機發(fā)動機的調諧靈活性，以在更低排放下操作，這一直是對更新的燃氣輪機的持續(xù)的要求。
技術領域
[0003]
[0004]下面闡述的是本發(fā)明的簡要總結，本發(fā)明解決了前述問題，并根據(jù)本發(fā)明目的提供了如在本文中實現(xiàn)和廣泛描述的益處和優(yōu)點。本發(fā)明涉及一種改進的燃氣輪機發(fā)動機，其具有帶聲阻尼系統(tǒng)的燃燒器。聲阻尼系統(tǒng)可減輕縱向模態(tài)動力學，從而增加發(fā)動機工作包線(engine operating envelope)，并間接幫助減少排放。聲阻尼系統(tǒng)可由聲阻尼主體形成，聲阻尼主體具有構造成接收燃燒器噴嘴組件的至少一個孔。聲阻尼主體可定位在燃燒器籃的頭部區(qū)域中，并可包括位于聲阻尼主體中的一個或多個孔。
[0005]聲阻尼系統(tǒng)可由聲阻尼主體形成，聲阻尼主體具有構造成接收燃燒器噴嘴組件的至少一個孔。在一個實施例中，至少一個孔構造成接收燃燒器噴嘴組件，聲阻尼系統(tǒng)可由構造成接收燃燒器噴嘴組件的至少一個中心孔形成。聲阻尼主體可由成型為平面的材料形成，該材料具有上游側和下游側，上游側和下游側具有在其間延伸的內邊緣和外邊緣。內邊緣和外邊緣可具有任何合適的構造，比如但并不限于大致柱形。
[0006]聲阻尼主體可包括至少一個孔，其位于聲阻尼主體中，并定位在聲阻尼主體的限定出中心孔的內邊緣以及外邊緣之間。在至少一個實施例中，聲阻尼主體中的孔實際上是位于聲阻尼主體中的多個孔。聲阻尼主體中的多個孔可由孔的內環(huán)和孔的外環(huán)形成?？椎膬拳h(huán)和孔的外環(huán)可以是同心的?？椎膬拳h(huán)和孔的外環(huán)可以與中心孔同心。在至少一個實施例中，聲阻尼主體中的多個孔均可由具有單一尺寸的孔形成。在至少另一實施例中，聲阻尼主體中的多個孔的一部分可由具有第一尺寸的孔形成，而聲阻尼主體中的多個孔的一部分可由具有大于第一尺寸的第二尺寸的孔形成。所述孔中的一個或多個可以是柱形的。
[0007]在另一實施例中，聲阻尼主體可包括從聲阻尼主體的外邊緣向位于內邊緣的上游偵誕伸的下游側，下游側可相對于縱向軸線以銳角定位。聲阻尼主體可以是大致線性的。聲阻尼主體可包括位于下游側的多個孔，所述多個孔沒有完全延伸穿過聲阻尼主體。
[0008]在又一實施例中，聲阻尼主體可包括從聲阻尼主體的外邊緣向位于內邊緣的上游側延伸的下游側，下游側可相對于縱向軸線以銳角定位。聲阻尼主體可以是大致彎曲的。聲阻尼主體可包括位于下游側的多個孔，所述多個孔沒有完全延伸穿過聲阻尼主體。
[0009]在使用時，聲阻尼系統(tǒng)可抑制縱向模態(tài)燃燒器動力學，從而允許增加燃氣輪機發(fā)動機工作包線。聲阻尼系統(tǒng)可通過在頭端產生更均勻的流量和通過產生更好的混合下游而充當流量調節(jié)器。
[0010]在閱讀下面闡述的對本發(fā)明的詳細描述時，這些和其它優(yōu)點和目的會變得明顯。
【附圖說明】
[0011]結合在說明書中并作為說明書一部分的附圖示出了當前公開的本發(fā)明的實施例，并與說明書一起公開了本發(fā)明的原理。
[0012]圖1是燃氣輪機發(fā)動機的常規(guī)燃燒器籃的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0013]圖2是動態(tài)壓力的縱向模態(tài)動力學與頻率關系的現(xiàn)有技術圖表。
[0014]圖3是動態(tài)壓力的縱向模態(tài)形狀與燃燒器籃上的位置的關系的現(xiàn)有技術圖表。
[0015]圖4是燃氣輪機發(fā)動機的燃燒器籃的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0016]圖5是定位在于圖4的細節(jié)5處截取的燃燒器籃內的聲阻尼系統(tǒng)的局部橫截面?zhèn)纫晥D。
[0017]圖6是圖5的聲阻尼系統(tǒng)的端視圖。
[0018]圖7是定位在于圖4的細節(jié)7處截取的燃燒器籃內的聲阻尼系統(tǒng)的另一實施例的局部橫截面?zhèn)纫晥D。
[0019]圖8是圖7的聲阻尼系統(tǒng)的端視圖。
[0020]圖9是定位在于圖4的細節(jié)9處截取的燃燒器籃內的聲阻尼系統(tǒng)的又一實施例的局部橫截面?zhèn)纫晥D。
[0021]圖10是在圖9的細節(jié)11處截取的聲阻尼系統(tǒng)的詳細側視圖。
[0022]圖11是在圖9的細節(jié)11處截取的聲阻尼系統(tǒng)的詳細側視圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖4-11所示，本發(fā)明涉及一種聲抑制的燃氣輪機發(fā)動機10，其具有帶聲阻尼系統(tǒng)14的燃燒器12。聲阻尼系統(tǒng)14可由聲阻尼主體16形成，聲阻尼主體具有構造成接收燃燒器噴嘴組件20的至少一個孔18。聲阻尼系統(tǒng)16可定位在燃燒器籃24的頭部區(qū)域22中，并可包括位于聲阻尼主體16中的一個或多個孔26。聲阻尼系統(tǒng)14可減輕縱向模態(tài)動力學，從而增加發(fā)動機工作包線，并間接幫助減少排放。
[0024]聲阻尼系統(tǒng)14可構造成裝配在燃氣輪機發(fā)動機10的燃燒器籃12的頭部區(qū)域22中。聲阻尼系統(tǒng)14可包括具有一個或多個孔18的聲阻尼主體16?？?8可定位在聲阻尼主體16內的任何合適位置。在至少一個實施例中，定位在聲阻尼主體18內的孔18是中心孔18。中心孔18可以是大致柱形的，或者可具有構造成裝配在燃燒器噴嘴組件20的徑向外部和周圍的另一合適形狀。在一個實施例中，如圖5所示，中心孔18的大小可做成裝配在燃燒器入口 48周圍。在另一實施例中，如圖7所示，中心孔18的大小可做成裝配在燃料噴嘴50周圍。在另一實施例中，如圖9所示，中心孔18的大小可做成裝配在燃燒器入口 48周圍。
[0025]聲阻尼主體16可由成型為平面的材料形成，該材料具有上游側30和下游側28，上游側和下游側具有在其間延伸的內外邊緣32、34。內邊緣32可限定出中心孔18，并如上所闡述般構造。外邊緣34可具有任何合適構造，在至少一個實施例中，可以是大致柱形的。圖5所示實施例的外邊緣34的大小可做成接觸燃燒器殼體56的內表面54。圖7所示實施例的外邊緣34的大小可做成裝配在燃燒器入口 48內，并可接觸燃燒器入口 48的內表面58。圖9所示實施例的外邊緣34的大小可做成抵靠燃燒器入口 48和燃燒器殼體56的內表面54之間的頭壁(head wall)60裝配。
[0026]聲阻尼主體16還可包括一個或多個孔26，其可定位在限定出中心孔18的內邊緣32與外邊緣34之間。孔26可具有任何合適形狀，比如但