在燃烧室中的多个位置处同时进行宽带消振制造技术

消振器组件(20)包括多个互连的空间(V1和V2)和多个颈部(N1和N2)，颈部用于在多个接触点处将消振器(20)连接到燃烧室(5)上。多个颈部连接到多个空间上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】消振器组件(20)包括多个互连的空间(V1和V2)和多个颈部(N1和N2)，颈部用于在多个接触点处将消振器(20)连接到燃烧室(5)上。多个颈部连接到多个空间上。【专利说明】在燃烧室中的多个位置处同时进行宽带消振
本专利技术涉及消振器组件。 特别地，消振器组件用来消减在燃气涡轮的运行期间产生的压力振荡，燃气涡轮设有贫化预混合低排放燃烧系统。
技术介绍
已知燃气涡轮包括一个或多个燃烧室，燃料被喷射到燃烧室中，混合到空气流中且燃烧而产生高压烟道气，烟道气在涡轮中膨胀。 在运行期间，可产生压力振荡，其可对燃烧室产生机械损害，并且限制运行范围。 出于这个原因，通常燃烧室设有消振装置，诸如，四分之一波管、亥姆霍兹(Helmholtz)消振器或声屏障，以消减这些压力振荡。 参照图1，传统亥姆霍兹消振器I包括消振空间2 (即共振器空间)和颈部3 (入口部分)，它们连接到燃烧室5的壁4 (以线条图形显示)上，在燃烧室中进行燃烧且产生要消减的压力振荡。 亥姆霍兹消振器的共振频率(即被消减频率)取决于消振空间2和入口部分3(颈部)的几何特征，并且必须对应于燃烧室5中产生的压力振荡的频率。 特别地，空间和颈部的几何结构确定亥姆霍兹消振器的本征频率。亥姆霍兹消振器的最大消振特性实现在本征频率下，并且其典型地处于非常狭窄的频带中。 尽管如此，这些压力振荡的频率可在燃气涡轮与燃气涡轮之间略微变化，并且另夕卜，而且对于同一燃气涡轮，它在燃气涡轮运行(例如，部分负荷、基本负荷、过渡)期间可略微变化。 因为在低频范围下(通常在该范围下使用亥姆霍兹消振器)，亥姆霍兹消振器的消振频率带宽非常狭窄，燃烧室中产生的压力振荡的这种频率变化可使连接到其上且具有预先固定的设计共振频率的亥姆霍兹消振器完全没用。 为了处理具有不同的频率的压力振荡，典型地使用两个或更多个亥姆霍兹消振器。例如，DE 102005062284公开了一种消振器组件，其具有两个或不止两个串联连接的亥姆霍兹消振器，即亥姆霍兹消振器的颈部连接到另一个亥姆霍兹消振器的空间上。这个布置被证明在消减具有不同的分得很开的频率(诸如例如15Hz和90Hz)的压力振荡方面非常高效。 要清楚，在这个情况下，一些压力振荡将不被消减，从而对燃气涡轮的结构和运行产生有害作用。 为了在足够大的带宽中消减压力振荡，典型地多个亥姆霍兹消振器I连接到燃烧室5上。尽管如此，在这个情况下，还是会出现问题。 实际上，为了高效地消减具有固定频率的压力振荡，亥姆霍兹消振器必须位于压力振荡具有最大幅度的燃烧室位置处。 应当清楚，当燃烧室具有在同一位置或在彼此靠近的位置处具有最大幅度的不同频率的压力振荡时，具有不同的特征的不同的亥姆霍兹消振器应当安装在那些位置处。 尽管如此，在燃气涡轮的燃烧室中，亥姆霍兹消振器可连接的位置是有限的，并且因而，通常不可能将不同的亥姆霍兹消振器连接在同一位置处(例如相对于彼此成角度地偏移开)。 此外这个多亥姆霍兹消振器组件的另一个缺点在于，燃烧室的脉动将仅被具有足够靠近脉动频率的共振频率的那些亥姆霍兹消振器衰减。 参照一些其它现有技术图来详细阐述这个概念。图2A显示对应于燃烧室5中的具有幅度AO的脉动频率波型。对于本领域技术人员将显而易见的是，显示的波型是驻波型的简化形式，其显示在一个时间戳中，具有两个波腹，即波形的最大幅度点。现在，如图2B中显示，消振器I (其预调谐成处理频率Fa)定位在这个频率Fa曲线的高峰处，因而其导致刚好消减那个位置处的波型。换句话说，消振器I定位成最靠近频率Fa的波型的一个波腹。这最终导致频率Fa的模式改变(即，波腹移动位置)，而实际上不对幅度AO产生任何作用。 参照图3A和3B，两个亥姆霍兹消振器I定位成最靠近频率Fa的波腹，使得其导致频率波Fa的幅度从AO降低到Al。但是，这可产生处于具有幅度BO的不同的频率Fb的另一个模式B。因此，如果通过使用多个消振器来对一个主模式起作用，则另一个模式可变成主要的，并且主导系统的动态特性。虽然，模式A的幅度被减小，但是模式B的出现增加燃烧室5中的脉动。实际上，具有不止一个模式的燃烧系统是不稳定的。 为了处理上面提到的两个模式的问题，可使用针对两个不同的频率调谐的两个消振器。如图4A和4B中显示，使用针对频率Fb调谐的第二亥姆霍兹消振器10。但是，在这个情况下，第一模式A再次未被完全消减，而是被改变，如图2B中阐述的那样。此外，第二模式也可能未被消振器10完全消减，因为其在消振器10连接到燃烧室5上所处的位置处可能不具有波腹。因而，即使使用两个针对两个不同的频率Fa和Fb调谐的消振器，也不能确保将在两个消振器接触燃烧室所处的位置处消减两个频率。 因此，所有上面提到的解决方案都有不能处理所有相关频率以提供宽带消振的问题。此外，这些解决方案不允许精调共振频率，以跟随燃烧室中的频率压力振荡的变化。
技术实现思路
因此本专利技术的技术目标包括提供一种消振器组件，其解决了前面提到的现有技术的问题。 在这个技术目标的范围内，本专利技术的一方面提供一种消振器组件及其设计方法，特别是当与亥姆霍兹消振器制成的传统消振组件的带宽相比，它们容许在大的消振带宽中消减压力振荡。 本专利技术的另一个方面是提供消振器组件，其能够应对压力振荡的频率变化，而无需精调或有限地使用精调。 本专利技术的另一个方面是提供一种消振器组件，其能够通过在不止一个位置处连接到燃烧室，而同时消减宽带范围中的多个脉动频率。 本专利技术的另一个方面是提供一种消振器组件，其非常简单，特别是当与上面描述的传统消振器组件相比时。 本专利技术的又一个方面提供一种消振器组件，其包括多个互连的空间和多个颈部，颈部在多个接触点处将消振器组件连接到燃烧室上。多个颈部连接到多个空间上。 在本专利技术的另一个方面，多个接触点对应于一个或多个脉动频率。 在本专利技术的另一个方面，调谐多个空间和颈部的组合，以消减一个或多个脉动频率。 根据本专利技术，通过提供根据所附权利要求的消振器组件及其设计方法来获得所述技术目标以及这些和另外的方面。 【专利附图】【附图说明】 根据以非限制性示例的方式在附图中示出的消振器组件的优选的但非排它性的实施例的描述，本专利技术的另外的特性和优点将更加显而易见，其中:图1是根据现有技术的传统亥姆霍兹消振器的示意图；图2至4显示根据现有技术的亥姆霍兹消振器的不同的布置；图5A和5B显示根据本专利技术的实施例的亥姆霍兹消振器的布置；图6是根据本专利技术的实施例的设计用于燃烧室的亥姆霍兹消振器组件的方法的流程图；图7至9显示根据本专利技术的不同的实施例的亥姆霍兹消振器的不同的布置；图1OA至1D显示根据本专利技术的多种实施例的使用吸收材料来调节空间之间的声学耦合的亥姆霍兹消振器的不同的布置；图1lA至IlD显示根据本专利技术的多种实施例的使用活塞来调节空间之间的声学耦合的亥姆霍兹消振器的不同的布置；图12A至12C显示根据本专利技术的多种实施例的使用消振器的颈部中的活塞来调谐连接消振器的颈部的尺寸的亥姆霍兹消振器的不同的布置；以及图13A和13B显示根据本专利技术的多种实施例的具有不同的横截面的颈部的、使用活塞来调谐颈部的尺寸和调节空间之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消振器组件(20)，所述消振器组件包括：亥姆霍兹消振器(20)，其包括：　　多个互连的空间；以及　　多个颈部，其用于在多个接触点处将所述消振器连接到燃烧室(5)上，所述多个颈部连接到所述多个空间上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J赫拉特，MR博蒂恩，B舒尔曼斯，A胡伯，N诺伊雷，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH