用于对涡轮机燃烧器中的振荡进行阻尼的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于对涡轮机燃烧器中的振荡进行阻尼的系统，某些实施例包括用于涡轮机燃烧器的头部端的共振器。该共振器部分地由第一板和第二板限定，所述第一板和第二板布置成围绕涡轮机燃烧器的头部端中的燃料喷嘴。该共振器进一步构造成接收这样的气流：该气流延伸通过共振器并且进入燃料喷嘴。

【技术实现步骤摘要】
用于对涡轮机燃烧器中的振荡进行阻尼的系统
本说明书所公开的主题涉及涡轮机燃烧器，并且更具体地，涉及用于对涡轮机燃烧器中的振荡进行阻尼的系统。
技术介绍
燃气涡轮发动机燃烧燃烧器中的燃料-空气混合物，并且接着通过所得到的热燃烧气体驱动一个或多个涡轮。涡轮机燃烧器可以使用干式低NOX(DLN)燃烧。在DLN燃烧中，燃料和空气在点火之前预混合，从而减少排放物。然而，稀薄(lean)预混合燃烧过程容易受到流扰动和声压波的影响。例如，声压波可能行进穿过由衬套和过渡件形成的涡轮机燃烧器的热分段、相对于衬套位于上游处的涡轮机燃烧器的冷分段和相对于涡轮机燃烧器中的燃料喷嘴位于上游处的集气室。流扰动和声压波能够导致处于各种频率的自持压力振荡。这些压力振荡可以称作燃烧动力学。燃烧动力学能够造成结构振动、磨损和其它的性能退化。遗憾的是，DLN燃烧器具有某些设计特征，所述某些设计特征能够使这些压力振荡的降低复杂化。
技术实现思路
以下说明书对与原始要求保护的专利技术的范围相符的某些实施例进行概述。这些实施例并不旨在对所要求保护的专利技术的范围构成限制，相反，这些实施例仅仅旨在提供本专利技术的可能形式的简要概括。事实上，本专利技术可以包括多种形式，这些形式可以与以下说明书所阐述的实施例相似或不同。在第一实施例中，一种系统包括涡轮机燃烧器，该涡轮机燃烧器具有第一燃料喷嘴、构造成对振荡进行阻尼的共振器(resonator)和通过共振器延伸到第一燃料喷嘴中的第一空气路径。进一步的，所述涡轮机燃烧器包括燃烧室、头部端室和布置在所述燃烧室与所述头部端室之间的分隔板，其中所述第一燃料喷嘴和所述共振器布置在所述头部端室中。进一步的，所述共振器布置在离开所述分隔板一偏置距离处。进一步的，所述共振器包括共振室，所述共振室布置在围绕所述第一燃料喷嘴延伸的第一板与第二板之间。进一步的，所述系统包括第二燃料喷嘴，其中所述共振室布置在围绕所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴延伸的所述第一板与所述第二板之间。进一步的，所述第一板包括多个第一开口。进一步的，所述第二板包括多个第二开口。进一步的，气流室限定在所述分隔板与所述第一板之间，其中所述第一空气路径通过所述气流室并且通过所述第一板中的第一开口延伸到所述共振室中。进一步的，所述涡轮机燃烧器包括延伸到所述第一燃料喷嘴中的第二空气路径，其中所述第一空气路径通过所述共振室并且通过一个或多个开口延伸到所述第二空气路径中。进一步的，所述一个或多个开口包括所述第二板中的第二开口、所述第一燃料喷嘴的第一壁中的第三开口、第二燃料喷嘴的第二壁中的第四开口、布置在所述涡轮机燃烧器的壳体壁内侧的第五壁、或者它们的组合。进一步的，所述第一板与所述第二板之间的距离构造成将所述共振室调谐成振荡频率。进一步的，所述系统包括燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机具有涡轮机燃烧器。在第二实施例中，一种系统包括涡轮机燃烧器，该涡轮机燃烧器具有燃烧室、头部端室、布置在燃烧室与头部端室之间的分隔板、布置在头部端室中的第一燃料喷嘴和布置在头部端室中的共振器。该共振器包括共振室，共振室布置在围绕第一燃料喷嘴的第一板与第二板之间，并且共振室布置在离开分隔板一偏置距离处。进一步的，所述第一燃料喷嘴包括第一壁，所述第一壁具有邻近所述共振室布置的第一开口。进一步的，所述系统包括布置在所述头部端室中的第二燃料喷嘴，其中所述共振室布置在围绕所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴的所述第一板与所述第二板之间，并且所述第二燃料喷嘴包括第二壁，所述第二壁具有邻近所述共振室布置的第二开口。进一步的，所述头部端室包括布置在壳体壁内侧的内壁，并且所述内壁包括邻近所述共振室布置的第二开口。进一步的，所述第一燃料喷嘴包括具有燃料路径的内体部、围绕所述内体部布置以限定空气路径的外体部和多个燃料喷射端口，所述燃料喷射端口构造成将燃料从所述燃料路径喷射到所述空气路径中，其中所述共振室联接至相对于所述多个燃料喷射端口位于上游处的所述空气路径。在第三实施例中，一种系统包括涡轮机燃烧器，该涡轮机燃烧器具有：头部端室和燃烧室，所述头部端室与燃烧室通过分隔板彼此分开；以及布置在头部端室中的共振器，其中该共振器包括布置在第一板与第二板之间的共振室，并且共振室布置在离开分隔板一偏置距离处。该涡轮机燃烧器还包括进入头部端室的第一空气路径和进入共振器的第二空气路径，其中第二空气路径通过共振室延伸到第一路径中。进一步的，所述涡轮机燃烧器包括燃料喷嘴，所述燃料喷嘴构造成接收来自所述第一空气路径和所述第二空气路径的空气，并且所述第一板和所述第二板布置成围绕所述燃料喷嘴。进一步的，所述系统包括：衬套，所述衬套布置成围绕所述燃烧室；流套筒，所述流套筒布置成围绕所述衬套以限定第一空气通路；外壁，所述外壁布置成围绕所述头部端室；内壁，所述内壁布置在所述外壁内以限定第二空气通路，所述第二空气通路联接至所述第一空气通路，其中所述第一空气通路和所述第二空气通路限定进入所述头部端室的第一空气路径；以及第三空气通路，所述第三空气通路通过所述内壁和所述外壁延伸至位于所述第一板与所述分隔板之间的室，其中所述第二空气路径通过所述室并且通过所述第一板中的第一开口从所述第三空气通路延伸到所述共振室中。附图说明当参照附图阅读以下说明书的具体实施方式时，本专利技术的这些以及其它的特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同的附图标记在所有视图中代表相同部件，其中：图1是具有多个涡轮机燃烧器的燃气涡轮机系统的实施例示意图，每个涡轮机燃烧器都具有头部端共振器，所述头部端共振器构造成对与燃烧动力学相关的振荡进行阻尼；图2是图1的涡轮机燃烧器中的一个涡轮机燃烧器的实施例的横截面侧视示意图，其示出头部端共振器的实施例；图3是沿线3-3截取的图2的涡轮机燃烧器头部端的实施例的横截面侧视示意图，其进一步示出围绕和穿过头部端共振器的路径；图4是沿线3-3截取的图2的涡轮机燃烧器的横截面侧视示意图，其进一步示出被头部端共振器阻尼的压力振荡；图5是沿线3-3截取的图2的涡轮机燃烧器的横截面侧视示意图，其示出多个头部端共振器；图6是被共振器包绕的燃料喷嘴的实施例的部分透视图。具体实施方式以下说明书将对本专利技术的一个或多个特定实施例进行描述。为了提供对这些实施例的简明描述，说明书中可能不会对实际实施方式的所有特征进行描述。应当理解，在开发任何这种实际实施方式的过程中，如在任何工程或设计项目中，必须进行多种实现方法特定的决策，以实现开发者的特定目标(例如遵守系统相关和商业相关的约束)，所述特定目标随着实施方式而发生变化。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是无论如何，对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言，这是设计、加工和制造的常规任务。当引入本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一个”和“所述”意在表示具有元件中的一个或多个元件。术语“包括”和“具有”意为包含的并且意味着除了列出的元件还可能具有另外的元件。所公开的实施例主要涉及用于涡轮机燃烧器头部端的可调谐的共振器。如上所述，燃气涡轮机系统包括可以使用DLN或其它燃烧过程的涡轮机燃烧器，所述DLN或其它燃烧过程容易受到流扰动和/或声压波的影响。例如，声压波可以行进穿过由涡轮机燃烧器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，所述系统包括：涡轮机燃烧器，所述涡轮机燃烧器包括：第一燃料喷嘴；共振器，所述共振器构造成对振荡进行阻尼；以及第一空气路径，所述第一空气路径通过所述共振器延伸到所述第一燃料喷嘴中。

【技术特征摘要】
2011.07.22 US 13/189,0851.一种用于燃气涡轮机的系统，所述系统包括：涡轮机燃烧器，所述涡轮机燃烧器包括：第一燃料喷嘴；共振器，所述共振器构造成对振荡进行阻尼；以及第一空气路径，所述第一空气路径通过所述共振器延伸到所述第一燃料喷嘴中；其中，所述共振器包括共振室，所述共振室布置在第一板与第二板之间，所述第一板和所述第二板围绕所述第一燃料喷嘴延伸；其中，所述第一板包括多个第一开口，所述第二板包括多个第二开口，所述第一燃料喷嘴的外壳包括操作性地连接共振器的体积的多个第三开口，所述涡轮机燃烧器的壳体壁内侧的内壁包括操作性地连接共振器的体积的多个第四开口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述涡轮机燃烧器包括燃烧室、头部端室和布置在所述燃烧室与所述头部端室之间的分隔板，其中所述第一燃料喷嘴和所述共振器布置在所述头部端室中。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述共振器布置在离开所述分隔板一偏置距离处。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括第二燃料喷嘴，其中所述第一板和所述第二板围绕所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴延伸。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，气流室限定在所述分隔板与所述第一板之间，其中所述第一空气路径通过所述气流室并且通过所述第一板中的第一开口延伸到所述共振室中。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述涡轮机燃烧器包括延伸到所述第一燃料喷嘴中的第二空气路径，其中所述第一空气路径通过所述共振室并且通过一个或多个开口延伸到所述第二空气路径中。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述一个或多个开口包括所述第二板中的第二开口、所述第一燃料喷嘴的所述外壳中的第三开口、第二燃料喷嘴的第二壁中的第五开口、布置在所述涡轮机燃烧器的壳体壁内侧的内壁的第四开口、或者上述部分的组合。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一板与所述第二板之间的距离构造成将所述共振室调谐成振荡频率。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机具有涡轮机燃烧器。10.一种用于燃气涡轮机的系统，所述系统包括：涡轮机燃烧器，所述涡轮机燃烧器包括：燃烧室；头部端室；分隔板，所述分隔板布置在所述燃烧室与所述头部端室之间；第一燃料喷嘴，所述第一燃料喷嘴布置在所述头部端室中；以及共振器，所述共振器布置在所述头部端室中，其中所述共振器包括布置在第一板与第二板之间的共振室，并且所述共振室布置在离开所述分隔板一偏置距离处；其中，所述第一板包括多个第一开口，所述第二板包括多个第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：金冠佑，PKB贾因，V纳拉，SG贝思克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：