用于抑制在燃气涡轮燃烧器内的噪声的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于抑制在燃气涡轮燃烧器内的噪声的系统，具体而言在一方面本主题针对用于抑制在燃气涡轮的燃烧区段内的噪声的系统(100)。系统(100)包括设置在限定在燃烧区段内的燃烧室(62)前方的至少一个静态结构(102)。静态结构(102)至少部分地限定在燃烧室(62)上游的扩散空腔(84)。隔板(104)联结到静态结构(102)。隔板(104)和静态结构(102)在燃烧区段内在燃烧室(62)前方至少部分地限定了空气室(106)。隔板(104)包括提供了在扩散空腔(84)和空气室(106)之间的流体连通的孔口(114)。至少一个静态结构(102)和隔板(104)限定在燃烧区段内的亥姆霍兹共振器。

【技术实现步骤摘要】

本主题一般涉及燃气涡轮发动机。更特别地，本主题涉及用于抑制在燃气涡轮发动机的燃烧器内的噪声的系统。
技术介绍
高旁通型涡轮风扇发动机一般包括风扇区段以及核心燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机以顺次流动次序包括低压压缩机、高压压缩机、燃烧区段、高压涡轮以及低压涡轮。高压杆将高压压缩机联结到高压涡轮上。低压杆同轴地在高压杆内延伸并且将低压压缩机联结到低压涡轮上。风扇区段包括联结到风扇杆上的多个风扇叶片并且布置在低压压缩机的进口上游。风扇杆能够或直接地或间接地例如通过齿轮箱联结到低压杆上。在详细的构造中，外壳体或机舱围绕风扇叶片以及燃气涡轮发动机的至少一部分。在燃气涡轮发动机的外壳体和机舱之间限定了旁通空气通路。在运行中，空气流动越过风扇叶片并且朝向旁通空气通路流动。空气的一部分流动到低压压缩机的进口中，而剩余的空气按照路线运送通过旁通通路。流动穿过进口的空气当其流动穿过低压压缩机和高压压缩机时逐渐地被压缩，从而向燃烧区段的扩散空腔或头部端部部分提供了高度压缩的空气。压缩空气的一部分流动到燃烧区段的燃烧室中。燃料通过一个或多个燃料喷射器被喷射到燃烧室中。燃料和空气混合物燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧室按照路线运送通过高压涡轮，因而通过高压杆可转动地驱动高压压缩机。燃烧气体然后向尾部流动穿过低压涡轮，从而通过低压杆和风扇杆可转动地驱动低压压缩机和风扇叶片。燃烧气体通过排气喷嘴从燃气涡轮中被排出，因而提供涡轮风扇发动机的总推力的一部分。当燃料空气混合物燃烧时，在燃烧室内出现至少部分地由在燃烧过程期间的热释放驱动的压力波动或“燃烧动态特性(combustiondynamics)”。这些压力波动产生可从燃烧室向下游朝向高压涡轮和/或从燃烧室向上游返回朝向扩散空腔和/或压缩机出口传播的声波。低频率到中频率燃烧动态特性(50-250Hz)例如在发动机启动期间和/或在低功率到空转运行情况期间出现的那些燃烧动态特性可消极地影响压缩机失速裕量(stallmargin)，减小涡轮风扇发动机的可操作性裕量和/或可增加外部的燃烧噪声或轰鸣声。附加地或备选地更高的频率燃烧动态特性(250-1000Hz)例如可在燃烧器运行期间出现的那些燃烧动态特性可导致涡轮叶片的激励或引起其它的与振动相关的问题。因此，用于抑制在燃气涡轮发动机的燃烧区段内的燃烧动态特性的系统将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下文的描述中部分地阐明、或从描述中可为显而易见的、或可通过本专利技术的实践而学习。在一方面本主题针对用于抑制在燃气涡轮的燃烧区段内的噪声的系统。系统包括至少一个设置在限定在燃烧区段内的燃烧室前方的静态结构。该静态结构至少部分地限定了在燃烧室上游的扩散空腔。隔板联结到静态结构。隔板和静态结构在燃烧区段内在燃烧室前方至少部分地限定了空气室。隔板包括提供了在扩散空腔和空气室之间的流体连通的孔口。所述至少一个静态结构和所述隔板限定了在燃烧区段内的亥姆霍兹共振器。本主题的另一个方面针对燃气涡轮发动机。燃气涡轮包括至少部分地包围环形的燃烧器的外壳体。外壳体至少部分地限定了在环形的燃烧器的燃烧室上游的扩散空腔。压缩机扩散体至少部分地延伸到扩散空腔中。隔板径向上在压缩机扩散体和外壳体之间并且环绕地在外壳体内延伸。隔板、压缩机扩散体以及外壳体在外壳体内在燃烧室前方至少部分地限定了空气室。隔板包括和/或限定提供了在扩散空腔和空气室之间的流体连通的孔口。空气室至少部分地限定了在外壳体内的亥姆霍兹共振器。本公开的另一个实施例针对高旁通涡轮风扇发动机。涡轮风扇发动机包括燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机以顺次流动次序具有低压压缩机、高压压缩机、包括包围在外壳体内的环形的燃烧器的燃烧区段、高压涡轮以及低压涡轮。燃烧区段此外包括在环形的燃烧器的燃烧室上游的扩散空腔、延伸到扩散空腔中的压缩机扩散体的至少一部分以及径向上在压缩机扩散体和外壳体之间且环绕地在外壳体内延伸的隔板。隔板、压缩机扩散体以及外壳体在外壳体内在燃烧室前方至少部分地限定了空气室。隔板包括提供了在扩散空腔和空气室之间的流体连通的多个孔口。空气室至少部分地限定了在燃烧区段内的亥姆霍兹共振器。技术方案1.一种用于抑制在燃气涡轮的燃烧区段内的噪声的系统(100)，包括：设置在限定在所述燃烧区段内的燃烧室(62)前方的至少一个静态结构(102)，其中所述静态结构(102)至少部分地限定了在所述燃烧室(62)上游的扩散空腔(84)；和联结到所述静态结构(102)的隔板(104)，其中所述隔板(104)和所述静态结构(102)在所述燃烧区段内在所述燃烧室(62)前方至少部分地限定了空气室(106)，所述隔板(104)包括提供了在所述扩散空腔(84)和所述空气室(106)之间的流体连通的孔口(114)，其中所述至少一个静态结构(102)和所述隔板(104)限定了在所述燃烧区段内的亥姆霍兹共振器。技术方案2.根据技术方案1所述的系统(100)，其中所述至少一个静态结构(102)包括所述燃烧区段的外壳体(112)的一部分(108)以及压缩机扩散体(110)的一部分(108)。技术方案3.根据技术方案1所述的系统(100)，此外包括与所述至少一个孔口(114)对齐且处于流体连通中的共振管(116)，所述共振管(116)从所述隔板(104)的内表面(118)离开延伸到所述空气室(106)中。技术方案4.根据技术方案3所述的系统(100)，其中所述共振管(116)具有基本上圆形的横截面形状。技术方案5.根据技术方案3所述的系统(100)，其中所述共振管(116)具有三角形的、正方形的或椭圆形的横截面形状。技术方案6.根据技术方案1所述的系统(100)，此外包括放气抽出口(108)，其中所述放气抽出口(108)与所述空气室(106)处于流体连通中。技术方案7.根据技术方案6所述的系统(100)，其中所述放气抽出口(108)限定了从所述空气室(106)穿过包围所述燃烧器(27)的外壳体(112)的流动通道。技术方案8.根据技术方案1所述的系统(100)，其中所述隔板(104)限定了多个孔口(114)和多个共振管(116)，每个共振管(116)与对应的孔口(114)对齐，每个孔口(114)和对应的共振管(116)提供了在所述扩散空腔(84)和所述空气室(106)之间的流体连通。技术方案9.一种燃气涡轮发动机(16)，包括：至少部分地包围环形的燃烧器(27)的外壳体(112)，所述外壳体(112)至少部分地限定了在所述环形的燃烧器(27)的燃烧室(62)上游的扩散空腔(84)；延伸到所述扩散空腔(84)中的压缩机扩散体(110)；径向上在所述压缩机扩散体(110)和所述外壳体(112)之间且环绕地在所述外壳体(112)内延伸的隔板(104)，其中所述隔板(104)、所述压缩机扩散体(110)以及所述外壳体(112)在所述外壳体(112)内在所述燃烧室(62)前方至少部分地限定了空气室(106)，所述隔板(104)包括提供了在所述扩散空腔(84)和所述空气室(106)之间的流体连通的孔口(114)，其中所述空气室(106)至少部分地限定了在所述外壳体(112)内的亥姆霍兹共振器。技术方案10.根据技术方案9所述的燃气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抑制在燃气涡轮的燃烧区段内的噪声的系统(100)，包括：设置在限定在所述燃烧区段内的燃烧室(62)前方的至少一个静态结构(102)，其中所述静态结构(102)至少部分地限定了在所述燃烧室(62)上游的扩散空腔(84)；和联结到所述静态结构(102)的隔板(104)，其中所述隔板(104)和所述静态结构(102)在所述燃烧区段内在所述燃烧室(62)前方至少部分地限定了空气室(106)，所述隔板(104)包括提供了在所述扩散空腔(84)和所述空气室(106)之间的流体连通的孔口(114)，其中所述至少一个静态结构(102)和所述隔板(104)限定了在所述燃烧区段内的亥姆霍兹共振器。

【技术特征摘要】
2015.08.25 US 14/8344671.一种用于抑制在燃气涡轮的燃烧区段内的噪声的系统(100)，包括：设置在限定在所述燃烧区段内的燃烧室(62)前方的至少一个静态结构(102)，其中所述静态结构(102)至少部分地限定了在所述燃烧室(62)上游的扩散空腔(84)；和联结到所述静态结构(102)的隔板(104)，其中所述隔板(104)和所述静态结构(102)在所述燃烧区段内在所述燃烧室(62)前方至少部分地限定了空气室(106)，所述隔板(104)包括提供了在所述扩散空腔(84)和所述空气室(106)之间的流体连通的孔口(114)，其中所述至少一个静态结构(102)和所述隔板(104)限定了在所述燃烧区段内的亥姆霍兹共振器。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述至少一个静态结构(102)包括所述燃烧区段的外壳体(112)的一部分(108)以及压缩机扩散体(110)的一部分(108)。3.根据权利要求1所述的系统(100)，此外包括与所述至少一个孔口(114)对齐且处于流体连通中的共振管(116)，所述共振管(116)从所述隔板(104)的内表面(118)离开延伸到所述空气室(106)中。4.根据权利要求3所述的系统(100)，其中所述共振管(116)具有基本上圆形的横截面形状。5.根据权利要求3所述的系统(100)，其中所述共振管(116)具有三角形的、正方形的或椭圆形的横截面形状。6.根据权利要求1所述的系统(100)，此外包括放气抽出口(108)，其中所述放气抽出口(108)与所述空气室(106)处于流体连通中。7.根据权利要求6所述的系统(100)，其中所述放气抽出口(108)限定了...

【专利技术属性】
技术研发人员：金冠佑，韩飞，O格雷厄姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US