公开一种具有带声学阻尼谐振器系统的燃气涡轮发动机燃烧器(12)的声学阻尼燃气涡轮发动机。所述声学阻尼谐振器系统(14)可由一个或多个谐振器(16)形成，所述一个或多个谐振器(16)由在形成燃烧器筒(22)并沿圆周延伸于所述燃烧器(12)内的外壳(20)处定位于所述燃气涡轮发动机燃烧器(12)内的谐振器壳体(18)形成。在至少一个示例中，所述谐振器壳体(18)可包括一个或多个谐振器腔室，所述一个或多个谐振器腔室提供增强冷却而减小破裂和其它损坏的风险。所述谐振器壳体(18)可包括更靠近于所述燃烧器(12)内最大温度的区域定位的谐振器排出孔(26)，从而使得所述谐振器(16)允许减小所述燃烧器(12)内的温度梯度。所述谐振器壳体(18)可定尺寸和构造成通过增大谐振器排出孔(26)之间和谐振器入口冲击孔(30)之间的距离来减小在常规系统中发现的应力，以及其他。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地，涉及用于阻尼燃气涡轮发动机中的燃烧器中的阻尼动力学的声学阻尼系统。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括在压缩机的下游并且在涡轮机组件的上游定位的多个燃烧器筒。在操作期间，燃烧器筒中通常发生纵向模式动力学。纵向模式动力学通常在燃烧器筒中的空气流动路径的入口处开始并向下游行进到涡轮机入口。该动力学限制燃气涡轮发动机的调整灵活性以便以较低排放操作，这是较新燃气涡轮机的不断增大的需求。谐振器已并入到燃烧器中以阻抑纵向模式动力学。谐振器已定尺寸和构造成解决具体的声学调整。已采用具有各种构造的谐振器。通常，谐振器在最高热释放最有效的区域中定位于燃烧器内。在此位置中，谐振器暴露至显著温度和热梯度。早期构造包括将谐振器直接焊接到燃烧器，但常常因由残余应力导致形成裂纹而失败，这导致高修理成本。因为破裂和显著维修成本，已使用其它解决方案，其取得有限的成功。因此，存在对阻尼纵向模式动力学的更有效较低成本解决方案的需要。
技术实现思路
公开一种具有带声学阻尼谐振器系统的燃气涡轮发动机燃烧器的声学阻尼燃气涡轮发动机。该声学阻尼谐振器系统可由一个或多个谐振器形成，所述一个或多个谐振器由在形成燃烧器筒并沿圆周延伸于燃烧器内的外壳处定位于燃气涡轮发动机燃烧器内的谐振器壳体形成。在至少一个示例中，该谐振器壳体可包括一个或多个谐振器腔室，所述一个或多个谐振器腔室以减小的破裂和其它损坏的风险而提供增强的冷却。该谐振器壳体可包括更靠近于该燃烧器内最大温度的区域而定位的谐振器排出孔，从而允许该谐振器减小该燃烧器内的温度梯度。该谐振器壳体可定尺寸和构造成通过增大在谐振器排出孔之间以及在谐振器入口冲击孔之间的距离来减小在常规系统中发现的应力，以及其他。在至少一个示例中，该用于涡轮发动机的燃烧器的声学阻尼谐振器系统可包括限定一个或多个内部通道的一个或多个谐振器壳体，所述一个或多个谐振器壳体具有内表面和在谐振器壳体的与该内表面相对的侧上的外表面。该声学阻尼谐振器系统可包括从谐振器壳体径向向外延伸的一个或多个谐振器腔室。该谐振器腔室可包括在谐振器腔室的外壁中的一个或多个谐振器入口冲击孔和延伸穿过谐振器壳体的一个或多个谐振器排出孔。延伸穿过谐振器壳体的谐振器排出孔可向轴向上游偏置以更靠近于燃烧器内最大温度的区域而放置谐振器排出孔。该谐振器排出孔可包括比谐振器腔室的下游壁更靠近于谐振器腔室的上游壁而定位的多个谐振器排出孔。所述多个谐振器排出孔可彼此分开等于所述多个谐振器排出孔的最小直径的至少一倍半直径的距离。在另一示例中，所述多个谐振器排出孔可彼此分开等于所述多个谐振器排出孔的最小直径的至少两倍直径的距离。所述多个谐振器排出孔可聚集成倒三角形图案，其中所述三角形的一顶点指向下游。在另一示例中，所述多个谐振器排出孔聚集成矩形图案。该谐振器入口冲击孔可包括从所述多个谐振器排出孔偏置以使所述多个谐振器入口冲击孔中的一个或多个与谐振器壳体径向对准的多个谐振器入口冲击孔，在所述谐振器壳体总所述多个谐振器排出孔定位成使得流入谐振器腔室中的冷却流体冲击在谐振器壳体上。所述多个谐振器入口冲击孔可形成如由所述多个谐振器排出孔所形成的行半数多的行。由所述多个谐振器入口冲击孔形成的行可沿圆周延伸并且可在从谐振器排出孔的第一上游行开始并向下游移动的所述多个谐振器排出孔的行之间径向对准。所述多个谐振器入口冲击孔可形成具有与谐振器排出孔的第一行相比少一个的孔的第一行。所述多个谐振器入口冲击孔可在谐振器入口冲击孔的第一行的下游形成第二行，由此该谐振器入口冲击孔的第二行可具有与谐振器排出孔的第二行相比少两个的孔。该入口冲击孔的第二行可略过该谐振器排出孔的第二行的中间的位置。所述多个入口冲击孔可彼此分开等于所述多个入口冲击孔的最小直径的至少一倍半直径的距离。所述多个入口冲击孔可彼此分开等于所述多个入口冲击孔的最小直径的至少两倍直径的距离。谐振器腔室的外壁和谐振器壳体之间的距离与谐振器入口冲击孔的直径的比可在约7和约4之间。该外壁可在厚度上定尺寸成使得径向向内延伸的至少一个谐振器入口冲击孔的长度与至少一个谐振器入口冲击孔的直径的比大于1。在另一示例中，一种用于涡轮发动机的燃烧器的声学阻尼谐振器系统可包括限定至少一个内部通道的一个或多个谐振器壳体，其具有内表面和在该谐振器壳体的与该内表面相对的侧上的外表面。该声学阻尼谐振器系统可包括从谐振器壳体径向向外延伸的一个或多个谐振器腔室，由此该谐振器腔室包括在谐振器腔室的外壁中的至少一个谐振器入口冲击孔和延伸穿过该谐振器壳体的谐振器排出孔。该声学阻尼谐振器系统可包括在约7和约4之间的谐振器腔室的外壁和谐振器壳体之间的距离与谐振器入口冲击孔的直径的比。因而，谐振器腔室的占用空间扩大。在至少一个谐振器腔室内线性延伸的最大内部谐振器尺寸可增大小于12％，而谐振器腔室的占用空间已相对于具有大于8的谐振器腔室的外壁和谐振器壳体之间的距离与谐振器入口冲击孔的直径的比的谐振器腔室扩大40％和100％之间。该声学阻尼谐振器系统可包括具有众多不同形状的谐振器腔室，所述众多不同形状构造成防止在谐振器腔室内线性延伸的最大内部谐振器尺寸扩大超过如下的点：在该点处谐振器腔室具有大于实际阻尼频率的目标截止频率。在至少一个示例中，形成谐振器腔室的外侧壁的横截面形状形成经修改平行四边形，其中最长对角线方向已经由被截头交汇部减小。该经修改平行四边形的被截头交汇部可形成有在第一交汇部处的第一角边和在第二交汇部处的第二角边，由此该第一角边可在形成该经修改平行四边形的第一侧壁和第二侧壁之间延伸，并且其中该第二角边可在形成该经修改平行四边形的第三侧壁和第四侧壁之间延伸。在另一示例中，形成谐振器腔室的外侧壁的横截面形状可形成经修改三角形，其中至少两个角已借助角边截头。在又一示例中，经修改三角形的每一角可已借助至少一个角边截头，以使第一角边可在第一侧壁和第二侧壁之间延伸，第二角边可在第二侧壁和第三侧壁之间延伸，并且第三角边可在第一侧壁和第三侧壁之间延伸。在另一示例中，形成谐振器腔室的外侧壁的横截面形状可形成经修改矩形，其中至少两个角已借助角边截头。经修改矩形的至少两个角可已借助至少一个角边截头。经修改矩形的每一角可已借助至少一个角边截头，以使第一角边可在第一侧壁和第二侧壁之间延伸，第二角边可在第二侧壁和第三侧壁之间延伸，第三角边可在第三侧壁和第四侧壁之间延伸，并且第四角边可在第一侧壁和第四侧壁之间延伸。在至少一个示例中，形成谐振器腔室的至少一个侧壁上的至少一个角可弯曲。在审阅下文展示的本专利技术的详细说明的基础上，这些和其他优点及目的将变得明显。附图说明并入本说明书中并形成本说明书的一部分的附图阐释了当前公开的专利技术的示例，并且与本说明书一起公开本专利技术的原理。图1是定位于燃气涡轮发动机内的燃烧器的局部横截面侧视图。图2是在图1中的截面线2-2处截取的燃气涡轮发动机中的燃烧器的横截面侧视图。图3是带声学阻尼谐振器系统的燃烧器内衬的透视图。图4是带常规谐振器的燃气涡轮发动机中的燃烧器的示意图。图5是沿着图3中的截面线5-5截取的与具有较大高度的常规谐振器一起显示的声学阻尼谐振器系统的谐振器的横截面侧视图。图6是沿着图3中的截面线6-6截取的声学阻尼谐振本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于涡轮发动机(10)的燃烧器(12)的声学阻尼谐振器系统(14)，其特征在于：限定至少一个内部通道(32)的至少一个谐振器壳体(18)，其具有内表面(34)和在所述至少一个谐振器壳体(18)的与所述内表面(34)相对的侧上的外表面(36)；从所述至少一个谐振器壳体(18)径向向外延伸的至少一个谐振器腔室(24)，其中所述至少一个谐振器腔室(24)包括在所述至少一个谐振器腔室(24)的外壁(38)中的至少一个谐振器入口冲击孔(30)和延伸穿过所述至少一个谐振器壳体(18)的至少一个谐振器排出孔(26)；并且其中延伸穿过所述至少一个谐振器壳体(18)的所述至少一个谐振器排出孔(26)向轴向上游偏置以更靠近于所述燃烧器(12)内最大温度的区域而放置所述至少一个谐振器排出孔(26)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于涡轮发动机(10)的燃烧器(12)的声学阻尼谐振器系统(14)，其特征在于：限定至少一个内部通道(32)的至少一个谐振器壳体(18)，其具有内表面(34)和在所述至少一个谐振器壳体(18)的与所述内表面(34)相对的侧上的外表面(36)；从所述至少一个谐振器壳体(18)径向向外延伸的至少一个谐振器腔室(24)，其中所述至少一个谐振器腔室(24)包括在所述至少一个谐振器腔室(24)的外壁(38)中的至少一个谐振器入口冲击孔(30)和延伸穿过所述至少一个谐振器壳体(18)的至少一个谐振器排出孔(26)；并且其中延伸穿过所述至少一个谐振器壳体(18)的所述至少一个谐振器排出孔(26)向轴向上游偏置以更靠近于所述燃烧器(12)内最大温度的区域而放置所述至少一个谐振器排出孔(26)。2.根据权利要求1所述的声学阻尼谐振器系统(14)，其特征在于所述至少一个谐振器排出孔(26)包括比所述至少一个谐振器腔室(24)的下游壁(44)更靠近于所述至少一个谐振器腔室(24)的上游壁(42)而定位的多个谐振器排出孔(26)。3.根据权利要求2所述的声学阻尼谐振器系统(14)，其特征在于所述多个谐振器排出孔(26)彼此分开等于所述多个谐振器排出孔(26)的最小直径的至少一倍半直径的距离。4.根据权利要求2所述的声学阻尼谐振器系统(14)，其特征在于所述多个谐振器排出孔(26)彼此分开等于所述多个谐振器排出孔(26)的最小直径的至少两倍直径的距离。5.根据权利要求2所述的声学阻尼谐振器系统(14)，其特征在于所述多个谐振器排出孔(26)聚集成倒三角形图案，其中所述三角形的一顶点指向下游。6.根据权利要求2所述的声学阻尼谐振器系统(14)，其特征在于所述多个谐振器排出孔(26)聚集成矩形图案。7.根据权利要求2所述的声学阻尼谐振器系统(14)，其特征在于所述至少一个谐振器入口冲击孔(30)包括从所述多个谐振器排出孔(26)偏置以使所述多个谐振器入口冲击孔(30)中的至少一个与所述至少一个谐振器壳体(18)径向对准的多个谐振器入口冲击孔(30)，在所述至少一个谐振器壳体(18)中所述多个谐振器排出孔(26)定位成使得流入所述至少一个谐振器腔室(24)中的冷却流体冲击在所述至少一个谐振器壳体(18)上。8.根据权利要求7所述的声学阻尼谐振器系统(14)，其特征在于所述多个谐振器入口冲击孔(30)形成少于由所述多个谐振器排出孔(26)形成的行(...
【专利技术属性】
技术研发人员：M哈泽，S特达尔卡，R拉加拉姆，CE约翰逊，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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