用于在燃气涡轮中消减燃烧振荡的消振器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于消减燃气涡轮的燃烧振荡的消振器，其包括具有箱或圆柱形状的共振腔体、与共振腔体处于流连通的颈部，以及燃烧室，其中颈部的长度Lneck等于或大于从燃烧室吸入的热气在颈部中到达的最大距离lmax，其中最大距离lmax根据以下等式来确定：利用本发明的解决方案，用来消减燃烧振荡的消振器可通过与别个不同地确定连接共振腔体和燃烧室的颈部的尺寸来阻止在正常运行期间的热气吸入。
【专利说明】用于在燃气涡轮中消减燃烧振荡的消振器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及燃气涡轮，具体而言，涉及用于在燃气涡轮中消减燃烧振荡的消振器。
【背景技术】
[0002] 在发动机运行期间，例如，由于在燃烧室的内部的燃烧速率有波动，可在燃烧室中 形成处于不合乎需要的频率的声压振荡。这样的压力振荡可损害燃烧室的构件。为了避 免这种损害，一个或多个消声装置可与燃气涡轮的燃烧室相关联。一种类型的普遍使用的 消声装置为亥姆霍兹（Helmholtz)共振器。亥姆霍兹共振器的各种示例公开在美国专利 No. 6, 530, 221 和 No. 7, 080, 514 中。
[0003] 用于在燃气涡轮发动机的燃烧室中使用的亥姆霍兹共振器公开在EP 1862739 Bl 中，其中共振器包括共振腔体和共振器颈部。共振器颈部具有圆形横截面，多个沿周向间隔 开的冷却孔形成在管壁中。在使用中，因而用传送通过孔阵列的冷却空气来持续吹扫共振 器。吹扫空气将共振腔体保持在不出现热损害的温度下，并且有益地在颈部中产生从腔体 行进到燃烧室的空气流，从而冷却颈部和防止吸入热的燃烧器气体。
[0004] 用于燃气涡轮的燃烧装置公开在EP 2295864 Bl中，其包括设有第一和第二壁的 部分，第一和第二壁设有将第一和第二壁之间的区域连接到燃烧装置的内部的第一通道和 将第一和第二壁之间的所述区域连接到燃烧装置的外部的第二通道，其中在第一和第二壁 之间，限定多个室，各个室与一个第一通道和至少一个第二通道连接，并且限定亥姆霍兹消 振器，其中室由置于第一和第二壁之间的至少第一板限定，并且室由在所述第一板中凹陷 的孔限定。
[0005] EP 0 892 216公开了具有第一和第二壁的燃烧装置，第一和第二壁具有将壁之间 的区域连接到燃烧装置的内部的第一通道，以及将壁之间的区域连接到燃烧装置的外部的 第二通道。EP 0 892 216还公开第一和第二壁之间的板，用以限定连接到第一和第二通道 上的室（蜂窝结构）。
[0006] 实际上，在燃烧室的运行期间，热气可从燃烧室进入共振腔体和燃烧室之间的颈 部中且再次流出，回到燃烧室中，这称为热气吸入（HGI)。通常在出现这个时，热气可改变共 振腔体内部的温度，借助于此，改变亥姆霍兹共振器的共振频率。因而，消振器的消振性能 被降低。此外，热气吸入可使共振器的通常由普通材料制成的构件产生严重的热疲劳。
[0007] 传统上通过使用足够大量的冷却空气吹扫颈部以便抑制热气的吸入来阻止热气 吸入。但是，冷却空气的量不能选择得太大，由于消振性能会退化，并且由此会导致增加 NOx 的排放。
[0008] 在本领域中已经进行甚至更多的开发，但是仍然需要消振器来消减燃烧振荡，这 可禁止热气吸入，并且进一步可以成本高效的方式进行。
【发明内容】
[0009] 本发明的目标是提供一种可满足上面的至少一个方面的消减燃烧振荡的消振器。
[0010] 根据本发明的一个示例实施例，提供了用于消减燃气涡轮的燃烧振荡的消振器， 其中消振器包括具有箱或圆柱形状的共振腔体、与共振腔体处于流连通的颈部，以及燃烧 室，其中颈部的长度Lmdt等于或大于从燃烧室吸入的热气在颈部中达到的最大距离Imax，其 中最大距离I max根据以下等式来确定：
【权利要求】
1. 一种用于消减燃气涡轮的燃烧振荡的系统，包括：消振器和燃烧室，其中所述消振 器包括具有箱或圆柱形状的共振腔体、与所述共振腔体处于流连通的颈部，以及所述燃烧 室，其特征在于，所述颈部的长度L mdt等于或大于从所述燃烧室吸入的热气在所述颈部中 到达的最大距离Imax，其中所述最大距离I max根据以下等式来确定：
其中U表示所述颈部中的平均流速，A表示所述燃烧室中的压力幅度，P表示流密度， ζ表示压力损失系数。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述颈部的长度Lmdt等于所述最大距离 Imax 的 I. 1 至 2. O 倍。
3. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述颈部的长度Lmdt等于所述最大 距离Iniax的1. 4至1. 8倍。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其特征在于，所述颈部的长度Lmdt等 于所述最大距离I max的1. 5倍。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的系统，其特征在于，所述消振器进一步包括设 置在所述共振腔体中以将所述共振腔体分成多个部分的一个或多个间隔件、设置在所述共 振腔体上的入口管，其中所述入口管的有效直径d根据以下等式确定：
其中Λ P。为冷却空气供应上的压力，D表示所述颈部的有效直径。
6. 根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其特征在于，所述颈部由第一颈部部分 和第二颈部部分构成，其中所述第一颈部部分紧邻所述燃烧室且由耐热材料制成，并且所 述第二颈部部分远离所述燃烧室，并且其中所述第一颈部部分的长度在尺寸上设置成等于 或大于所述最大距离1_。
7. 根据权利要求1至6中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一颈部部分的长度 在尺寸上设置成等于所述最大距离Imax的I. 1至2. O倍。
8. 根据权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一颈部部分的长度 在尺寸上设置成等于所述最大距离Imax的1. 4至1. 8倍。
9. 根据权利要求1至8中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一颈部部分的长度 在尺寸上设置成等于所述最大距离Imax的1. 5倍。
10. 根据权利要求1至9中的任一项所述的系统，其特征在于，所述入口管的横截面在 形状上设置为圆形、正方形、长方形或椭圆形。
11. 根据权利要求1至10中的任一项所述的系统，其特征在于，所述颈部的横截面在形 状上设置为圆形、正方形、长方形或椭圆形。
【文档编号】F23R3/00GK104373958SQ201410398884
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】B.舒尔曼斯, M.R.博蒂恩 申请人:阿尔斯通技术有限公司