本申请涉及共振旋流器，具体而言，提供用于涡轮机燃烧器（３０）的旋流器（１００）。旋流器（１００）可包括外壁（１０５）、由外壁（１０５）限定的通路（１１０）、以及端壁（１１５）。端壁（１１５）可包括穿过其中的若干孔（１２０）。
【技术实现步骤摘要】
本申请一般地涉及燃气涡轮发动机，且更具体地，涉及用于燃烧器的作为共振器 吸收高频压力波的旋流器。
技术介绍
干式低NOx(DLN)燃气涡轮机的当前设计通常以贫燃料空气混合物工作。该贫燃 料空气混合物包括与大量的过量空气预混合的适量燃料，其在燃烧室中燃烧。尽管该贫混 合物降低了 NOx排放物的量，但可导致低频和高频燃烧不稳定性。高频燃烧不稳定性可称 为尖叫(screech)。这些不稳定性可由燃烧速率波动加上燃料空气流波动和燃烧器传音性 引起。此结合可导致低频燃烧不稳定性和燃烧器内的尖叫的非常高的振幅。即使是燃烧器 内的尖叫的小的振幅也会迅速地降低燃烧器的构件的寿命。为了降低此类尖叫不稳定性的振幅，在燃烧器附近可使用仔细地定位的阻尼或共 振装置。然而这些已知的共振装置在完全吸收高频方面不是十分地有效。因而特别是对于干式低NOx涡轮机的燃烧器，存在对于改进的共振装置的需要。 在提升整体涡轮机效率和性能同时，此类共振装置优选地应该吸收高频尖叫。
技术实现思路
本申请因而提供用于涡轮机燃烧器的旋流器。该旋流器可包括外壁、由外壁限定 的通路、以及端壁。端壁可包括穿过其中的若干孔。本申请还提供用于涡轮机燃烧器的旋流器。该旋流器可包括外壁、内壁、由外壁和 内壁限定的腔、以及端壁。外壁可包括穿过其中的若干外壁孔。本申请还提供用于涡轮机燃烧器的次级喷嘴的外旋流器。该旋流器可包括外壁、 喷嘴壁、由外壁和喷嘴壁限定的通路、以及端壁。端壁可包括穿过其中的若干孔，使得该旋 流器可包括穿过其中的共振频率。当联系若干附图和所附权利要求书时，在查看以下具体实施方式后，本领域普通 技术人员将清楚本申请的这些和其它特征。附图说明图1是燃气涡轮发动机的示意性视图。图2是已知的干式低NOx燃烧器的部分横截面视图。图3是图2的干式低NOx燃烧器的外旋流器的侧横截面视图。图4是图3的外旋流器的端壁的透视图。图5是如本文中所述的外旋流器的侧横截面视图。图6是图5的外旋流器的端壁的透视图。图7是显示图5的外旋流器的后端板的侧横截面视图。图8是如本文中所述的外旋流器的备选实施例的侧横截面视图。部件列表10燃气涡轮发动机20压缩机30燃烧器40涡轮50外部负载60主喷嘴65主燃烧室70次级喷嘴75次级燃烧室80外旋流器85次级喷嘴壁90内壁91外壁92端壁95外叶片100外旋流器105外壁106内壁110旋流器通路115端壁120孔125后端板126后端板孔130旋流器140外壁150旋流器通路160导流板(baffle)170内部板180外壁孔190内部壁孔具体实施例方式现在参考附图，贯穿该若干附图，在其中相似标号代表相似元件，图1显示了燃气 涡轮发动机10的示意性视图。如已知的，该燃气涡轮发动机10可包括用来压缩引入的空 气的流的压缩机20。压缩机20将压缩的空气的流输送到燃烧器30。燃烧器30将压缩的 空气的流与压缩的燃料的流混合并且点燃该混合物。(尽管仅显示了单个燃烧器30，但该 燃气涡轮发动机10可包括任何数量的燃烧器30。)将热的燃烧气体又输送到涡轮40。热 的燃烧气体驱动涡轮40，以便产生机械功。在涡轮40中产生的机械功驱动压缩机20和例如发电机等的外部负载50。燃气涡轮发动机10可使用天然气、各种类型的合成气以及其它 类型的燃料。该燃气涡轮发动机10可具有其它构造并且可使用其它类型的构件。在本文 中可一起使用多个燃气涡轮发动机10、其它类型的涡轮机以及其它类型的发电设备。图2显示了已知的燃烧器30的侧横截面视图。该燃烧器30可与干式低NOx涡轮 机等使用。燃烧器30可包括围绕中心次级喷嘴70的若干主喷嘴60。主喷嘴60可与主燃 烧室65连通，而次级喷嘴70可与次级燃烧室75连通。在本文中可使用其它构造。如在图3和图4中所示，次级喷嘴70可包括定位在次级喷嘴壁85周围的外旋流 器80。外旋流器80可包括定位在次级喷嘴壁85的末端周围的内壁90。该外旋流器80还 由外壁91和端壁92限定。端壁92可包括若干外叶片或导叶95。这些导叶95可以是成角 度的并且向引入的空气流提供旋动。旋动协助稳定火焰，并且还协助改善主燃烧室65的主 燃料空气混合物与次级燃烧室75的次级燃料空气混合物的混合。其它构造是已知的。图5至图7显示了如本文中所述的外旋流器100。该旋流器100从如上所述的次 级喷嘴壁85延伸并且包括外壁105和内壁106。外壁105限定穿过其中的腔或者旋流器通 路110。旋流器100还可包括端壁115，端壁115带有延伸穿过其中的若干孔120。孔120 可成形为小的圆孔。可改变孔120的尺寸和形状。在此处可使用任何数量的孔120。孔120 在端壁115内可以是成角度的，以便提供旋动。旋流器100还可包括后端板125，后端板125 带有延伸穿过其中的若干后端板孔126。可改变后端板孔126的数量、长度、直径、形状和位 置。孔120、126可具有不同的构造。旋流器100的孔120因而可充当一种亥姆霍兹共振器。亥姆霍兹共振器提供具有 侧壁的封闭的腔，该侧壁具有穿过其中的开口。旋流器通路110的体积刚度(volumetric stiffness)可对孔120的图案内的气体的流体惯性(fluid inertia)起作用，以便在旋流 器通路110中产生共振，共振可以是用于吸收声能的有效机制。孔120的数量、长度、直径、 形状和位置可相对于旋流器通路110的容积而变化。具体地，设计标准包括孔120的尺寸、 孔120的直径、孔120的数量、穿过旋流器通路110的质量流以及旋流器通路110的容积。 在该示例中，孔120可具有大约0.15英寸(大约3.8毫米)的直径、大约0.65英寸(大约 16. 5毫米)的厚度以及大约21bm/sec (大约0.9kgm/sec)的穿过其中的流量，以便吸收大 约2400Hz的尖叫频率。在此处可使用其它尺寸和频率。孔120、126因而可设计成吸收一个或多个所关心的频率。具体地，旋流器100可 为宽范围的频率而设计，例如大约2400赫兹或者其它的尖叫音调。旋流器100因而在减轻 燃烧动态变化时向燃料空气流提供旋动。减轻燃烧动态变化可总体上改善燃气涡轮发动机 10的可操作性窗口。此外，不需要使用单独的共振装置。同样地，可不需要对于或关于次级 喷嘴壁85的改型。图8显示了如在本文中所述的旋流器130的另一个实施例。该旋流器130可包括 外壁140，该外壁140沿着次级喷嘴壁85限定内部腔或通路150。该通路150可包括若干 内部导流板160和若干内部板170。旋流器130的外壁140还可包括在其中的若干外壁孔 180。旋流器130的内部板170还可包括若干内部板孔190。与以上所述的孔120类似，根 据所需的频率，可改变外壁孔180和内部板孔190的尺寸、形状、数量、角度和位置。在此处 还可使用旋流器100的端壁115的孔120。应该清楚的是前述仅涉及本申请的某些实施例，并且可由本领域普通技术人员在此处做出大量的改造和改型而不脱离由所附权利要求书和它们的等同物限定的本专利技术的 大体精神和范围。权利要求一种用于涡轮机燃烧器(30)的旋流器(100)，包括外壁(105)；通路(110)，其由所述外壁(105)限定；以及端壁(1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于涡轮机燃烧器（３０）的旋流器（１００），包括： 外壁（１０５）； 通路（１１０），其由所述外壁（１０５）限定；以及 端壁（１１５）； 其中，所述端壁（１１５）包括穿过其中的多个孔（１２０）。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：PB贾因，S斯里尼瓦桑，D沙马，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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