亥姆霍兹减振器和带有这种亥姆霍兹减振器的燃气涡轮的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及燃烧技术领域。它设及一种根据权利要求1的前序部分所述的亥姆霍 兹化e Imho Itz)减振器。
[0002] 它还设及带有运种亥姆霍兹减振器的燃气满轮。
【背景技术】
[0003] 图IW透视图显示GT13 E2类型的示范性的固定或者工业燃气满轮。燃气满轮10在 壳体13包括转子12,其围绕机器轴线旋转并且在壳体13内限定在周向方向上延伸通过机器 的环形热气通道。带有若干级运转叶片的压缩机14压缩通过空气入口 11进入机器的空气。 具有压缩机出口压力地2的压缩空气填充稳压室并且进入燃烧器15，在那里，其与由多个喷 燃器16供应的燃料混合。在运种情况下，喷燃器16构造成所谓的AEV(或者高级环境满旋)喷 燃器，其例如在文献WO 2009/109454中有描述。
[0004] 图2显示通用亥姆霍兹减振器构造的主要参数。图2的亥姆霍兹减振器20包括具有 容积V的减振器腔21，其经由长度为Ln且内径为Dn的颈部管22与被减振空间（燃烧器）19处于 流体连接;U表示平均偏流。该减振器的共振频率f大约可由W下公式来计算：
音速为C，并且颈部管22的面积为An W及长度为Ln。
[0005] 运表示，
[0006] 当亥姆霍兹减振器20被附连在图1的燃气满轮10的燃烧器15上时，亥姆霍兹减振 器20由燃气轮机的稳压室包围，稳压室充满具有压缩机出口压力地2的压缩空气。通过孔口 23将冷却空气引入减振器腔21中，由于在(较高的）压缩器出口压力pk2与燃烧器的燃烧室 内的(较低的)压力之间的差值，冷却空气经历压降A P。
[0007] 此外，已知燃烧器内的脉动频率取决于燃气满轮的运行模式。尤其，当燃气满轮从 部分负荷运行改变到基本负荷运行时，脉动频率fp中存在改变，反之亦然。对于在图1中显 示的类型的燃气满轮，在部分负荷与基本负荷之间，脉动频率fp可存在高达20%的改变，脉 动频率随着负荷增长而增长。
[000引为了维持运种燃气满轮所使用的亥姆霍兹减振器的最大减振属性，减振器的共振 频率需调整到脉动频率，即使燃气满轮的负荷工况改变。根据W上给出的公式，减振器容积 V应根据负荷工况的改变而改变。
[0009]在现有技术中，描述了通过移动的活塞在亥姆霍兹减振器中进行闭环容积调整的 解决方案。但是，由于控制设备(环路）、步进马达和活塞制造公差的高成本，该方案不是用 于实际发动机的解决方案。
[0010] 另外现存的解决方案是仅放置更多调整到不同的频率的减振器。
[0011] 如下引用一些已知的解决方案： 文献EP 2 397 761 Al公开了一种亥姆霍兹减振器和一种用于调节亥姆霍兹减振器的 共振频率的方法。尤其，它设及连接到燃气满轮的贫燃预混、低排放的燃烧系统的亥姆霍兹 减振器，其中所述亥姆霍兹减振器包括封罩，颈部从该封罩延伸，并且管子插入颈部中且匹 配颈部。尤其，执行器连接到管子W调整其插入颈部的部分。
[0012] 文献EP 2 397 760 Al公开了一种减振器组件，其具有与第二亥姆霍兹减振器串 联连接的第一亥姆霍兹减振器。第一亥姆霍兹减振器的共振频率和第二亥姆霍兹减振器的 共振频率彼此偏离一定量，从而产生协同减振效果。
[0013] 文献DE 100 26 121 Al描述了一种用于对燃烧器中的声振动减振的装置和带有 该装置的相应的燃烧器组件。该装置包括亥姆霍兹共振器，其可经由连接通道与燃烧器相 连接。亥姆霍兹共振器包含空屯、体，其容积可通过经由供应管路增加或者排出流体而改变， 或者亥姆霍兹减振器位于运种空屯、体附近，使得当空屯、体的容积改变时亥姆霍兹减振器的 容积改变。该装置使得可根据需减振的燃烧器的相应当前运行点改变布置在压力容器中的 亥姆霍兹共振器的共振频率，而不需要可移动的构件穿过压力容器。
[0014] 文献US 8,661，822 B2公开了一种带有满轮发动机的系统，包括:压缩机;满轮;布 置在压缩机下游和满轮机上游的燃烧室;构造成喷射一种或多种流体进入燃烧器的流体喷 射系统；与流体喷射系统联接的几何结构可变的共振器;和构造用于响应于反馈而调整几 何结构可变的共振器的控制器。
[0015] 但是，所有运些解决方案的问题是一方面它们增加成本，并且由于有限的空间，通 常完全不可能将减振器放入发动机中。
【发明内容】
[0016] 本发明的一个目的是提供一种亥姆霍兹减振器，其结构简单、要求最少的空间并 且具有自调整能力。
[0017] 本发明的另一目的是提供一种具有一种设计的亥姆霍兹减振器，该设计允许W适 用于发动机内部的燃烧器环境并且满足稳定可靠性和成本要求的方式来调整减振器腔。
[0018] 本发明的又一目的是提供一种带有运种亥姆霍兹减振器的燃气满轮。
[0019] 运些和其它目的通过根据权利要求1所述的亥姆霍兹减振器和根据权利要求8所 述的燃气满轮来实现。
[0020] 根据本发明的尤其适用于对燃气满轮的燃烧器中的脉动减振的亥姆霍兹减振器 包括减振器腔，其可通过颈部管连接到被减振空间；亥姆霍兹减振器还包括活塞，其可在所 述减振器腔内移动并且将所述减振器腔划分成在所述活塞的一侧的可变第一部分，和在所 述活塞的另一侧的相应地的可变第二部分，所述可变第一部分连接到所述颈部管。其特征 在于，所述活塞由在所述减振器腔的所述第一部分和第二部分之间的压降来驱动。
[0021] 根据本发明的亥姆霍兹减振器的实施例的特征在于，活塞通过弹黃被保持在空载 位置，其中所述减振器腔的第一部分最大，并且所述压降克服所述弹黃的力而驱动活塞。
[0022] 特别地，所述活塞布置在所述减振器腔的所述第一部分内。
[0023] 备选地，所述弹黃布置在所述减振器腔外部并且通过活塞杆作用在所述活塞上， 活塞杆从所述活塞延伸到所述减振器腔外部。
[0024] 特别地，所述弹黃是螺旋弹黃。
[0025] 根据本发明的亥姆霍兹减振器的另一实施例的特征在于，所述减振器腔的所述第 二部分与所述减振器腔的外部处于流体连接。
[0026] 特别地，所述减振器腔由罩壳包围，并且所述流体连接由所述罩壳中的至少一个 开口建立。
[0027] 根据本发明的燃气满轮包括压缩机、至少一个燃烧器和满轮，其中所述至少一个 燃烧器由燃烧器壳体包围，燃烧器壳体外部暴露于所述压缩机的压缩机出口压力，其中在 一个燃烧器处提供至少一个亥姆霍兹减振器并且其连接到所述一个燃烧器，W对所述燃烧 器内的脉动减振。其特征在于，所述至少一个亥姆霍兹减振器是根据本发明的亥姆霍兹减 振器，并且在所述压缩机出口压力和所述燃烧器内的压力之间的压降被用于驱动所述至少 一个亥姆霍兹减振器的所述活塞。
[0028] 根据本发明的燃气满轮的实施例的特征在于，所述至少一个亥姆霍兹减振器通过 适配器件附连到燃烧器壳体上。
[0029] 特别地，所述至少一个亥姆霍兹减振器通过在所述燃烧器壳体中的孔连接到所述 燃烧器，并且所述适配器件包括插件，其匹配到所述孔中并且接纳所述至少一个亥姆霍兹 减振器的颈部管使得所述颈部管通过所述插件，W向外通到所述燃烧器中 更特别的是，提供颈部管适配器，W抵靠着所述插件密封所述颈部管。
[0030] 尤其，所述颈部管可松脱地连接到所述至少一个亥姆霍兹减振器的减振器腔。
[0031] 根据本发明的燃气满轮的另一个实施例的特征在于，所述燃烧器是环形的结构， 并且多个亥姆霍兹减振器围绕所述燃烧器沿周向布置。
【附图说明】
[0032] 现在通过不同实施例并且参考附图更密切地解释本发明。
[0033] 图IW透视图显示GT13 E2类型的固定燃气满轮，燃气满轮适合与根据本发明的亥 姆霍兹减振器一起使用； 图2显示基本的亥姆霍兹减振器构造的主要参数； 图3显示作为示范性的燃气满轮的相对燃气满轮负荷的函数的绝对压降A P的实例； 图4显示根据本发明的亥姆霍兹减振器的实施例，其活塞(a)处于起始位置和(b)处于 由一定压降A P驱动的激活位置。
[0034] 图5显示根据本发明的另一实施例的亥姆霍兹减振器，其被附连并且联接于图1中 显示的类型的燃气满轮的燃烧器；W及 图6: (a)详细显示图5的亥姆霍兹减振器并且(b)更详细地显示了所述减振器的活塞； 图7显示了附连并且联接到筒式燃烧器的根据本发明的另一实施例的亥姆霍兹减振 器。
[0035] 附图标记 10燃气满轮（例如GT13 E2的类型） 11空气入口 12转子 13壳体 14压缩机 15,33,49燃烧器 16AEV喷燃器 17满轮 18排气出口 19被减振空间 20，24,38,48亥姆霍兹减振器化皿） 21，25,40减振器腔 22,26,43颈部管 23,32,47孔口 25a，40a 罩壳 27,44活塞 28活塞杆 29承载板 30,45弹黃(螺旋） 31,46 开口 34燃烧器壳体 35燃烧器出口 3巧L 37插件 39热气 41基底元件 42颈部管适配器 Al，A2面积 Hl，肥高度 A H高度差 Ap压降 PC燃烧器压力 Pk2燃烧器出口压力 化GT相对GT负荷。
【具体实施