燃烧器谐振器制造技术

本发明专利技术涉及燃烧器谐振器，其某些实施例包括具有燃烧器组件和谐振器壳体之间的非均匀环隙的燃烧器谐振器。该燃烧器谐振器还可以包括具有非均匀长度和几何形状的谐振器颈部或通道。

【技术实现步骤摘要】

本说明书所公开的主题涉及燃烧器组件，并且更特别地涉及燃烧器谐振器(resonator)。
技术介绍
燃气涡轮机系统典型地包括至少一个燃气涡轮发动机,所述燃气涡轮发动机具有压缩器、燃烧器组件和涡轮机。燃烧器组件可以使用干、低NOx(DLN)燃烧。在DLN燃烧中，燃料和空气在引燃之前被预混，这降低排放。然而，稀薄预混燃烧过程容易产生流动扰动和声压波。更特别地，流动扰动和声压波可以导致在各频率下的自持压力振荡。这些压力振荡可以被称为燃烧动力学。燃烧动力学可以导致结构振动、磨损和其它性能退化
技术实现思路
下面概述在范围上与本专利技术的原始权利要求相当的某些实施例。这些实施例不旨在限制本专利技术的权利要求的范围，而是这些实施例仅仅旨在提供本专利技术的可能形式的简述。实际上，本专利技术可以包含可以类似于或不同于下面阐述的实施例的各种形式。在第一实施例中，一种系统系统包括燃烧器组件；以及联接到所述燃烧器组件的谐振器，其中所述谐振器包括围绕所述燃烧器组件周向地延伸以限定谐振器室的谐振器壳体，并且所述谐振器壳体和所述燃烧器组件之间的径向距离是非均匀的。进一步的，所述系统包括在所述燃烧器组件和所述谐振器壳体之间径向地延伸的多个谐振器通道。进一步的，所述谐振器通道在所述燃烧器组件的流动套管和所述谐振器壳体之间径向地延伸。进一步的，所述谐振器通道在所述燃烧器组件的燃料喷嘴和所述谐振器壳体之间径向地延伸。进一步的，每个谐振器通道具有从所述谐振器壳体径向偏移的周边端部，并且所述径向偏移在所述谐振器通道之间变化。进一步的，每个谐振器通道具有长度，并且所述长度在所述谐振器通道之间变化。进一步的，每个谐振器通道具有通道直径或宽度，并且所述通道直径或宽度在所述谐振器通道之间变化。进一步的，每个谐振器通道具有几何形状，并且所述几何形状在所述谐振器通道之间周向地围绕所述燃烧器组件变化。进一步的，所述谐振器壳体和所述燃烧器组件之间的所述径向距离周向地围绕所述燃烧器组件变化。在第二实施例中，一种系统包括燃烧器谐振器，所述燃烧器谐振器包括流动套管；以及谐振器壳体，所述谐振器壳体围绕所述流动套管布置以限定谐振器室，其中所述谐振器壳体和所述流动套管之间的径向距离是非均匀的。进一步的，所述系统包括在所述流动套管和所述谐振器壳体之间径向地延伸的多个谐振器通道。进一步的，每个谐振器通道具有从所述谐振器壳体径向偏移的周边端部，并且所述径向偏移在所述谐振器通道之间变化。进一步的，每个谐振器通道具有长度，并且所述长度在所述谐振器通道之间变化。进一步的，每个谐振器通道具有通道直径或宽度，并且所述通道直径或宽度在所述谐振器通道之间变化。进一步的，每个谐振器通道具有几何形状，并且所述几何形状在所述谐振器通道之间周向地围绕所述流动套管变化。 在第三实施例中，一种系统包括燃烧器谐振器，所述燃烧器谐振器包括环形内壁；以及环形外壁，所述环形外壁围绕所述环形内壁布置以限定谐振器室，其中所述环形外壁和所述环形内壁之间的距离是非均匀的。进一步的，所述环形内壁包括燃烧器组件的燃料喷嘴。 进一步的，所述环形内壁包括燃烧器组件的流动套管。进一步的，所述系统包括从所述环形内壁径向向外朝着所述环形外壁延伸的多个谐振器通道。进一步的，所述谐振器通道朝着所述环形外壁径向延伸的长度在所述谐振器通道之间是非均匀的，并且所述谐振器通道的周边端部和所述环形外壁之间的径向间隙在所述谐振器通道之间是恒定的。在第三实施例中，一种燃烧器谐振器包括环形内壁和围绕所述环形内壁布置的环形外壁。所述环形外壁和所述环形内壁之间的距离是非均匀的。附图说明当参考附图阅读以下具体实施方式时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中图I是包括燃烧器组件的燃气涡轮机系统的实施例的方块图，每个燃烧器组件可以包括具有谐振器壳体的燃烧器谐振器，燃烧器组件和谐振器壳体之间的距离是非均匀的；图2是包括燃烧器谐振器的图I的燃烧器组件中的一个的实施例的示意图，该燃烧器谐振器具有燃烧器壳体和燃烧器组件之间的非均匀距离；图3是图2的燃烧器谐振器的实施例的横截面侧视图，其示出具有燃烧器壳体和燃烧器组件之间的非均匀距离的谐振器壳体，以及具有谐振器颈部之间的非均匀长度的谐振器颈部；图4是图2的燃烧器谐振器的实施例的横截面侧视图，其示出具有谐振器颈部之间的交替长度的谐振器颈部；图5是图2的燃烧器谐振器的实施例的横截面侧视图，其示出具有谐振器颈部之间的增加长度的谐振器颈部；图6是图2的燃烧器谐振器的实施例的横截面侧视图，其示出具有谐振器颈部之间的非均匀直径的谐振器颈部；图7是图形，其示出相对于压力振荡的频率的燃烧器谐振器的三个不同实施例的吸收系数；图8是图2的燃烧器谐振器的实施例的部分透视图，其示出布置在燃烧器组件的流动套管上的三排谐振器颈部；图9是图2的燃烧器谐振器的实施例的部分透视图，其示出布置在燃烧器组件的流动套管上的具有交错配置的四排谐振器颈部；图10是图2的燃烧器谐振器的实施例的部分横截面图，其示出由形成于燃烧器组件的流动套管中的肋和孔限定的谐振器通道；图11是图2的燃烧器谐振器的实施例的部分透视图，其示出由形成于燃烧器组件的流动套管中的肋和孔限定的谐振器通道；以及·图12是图2的燃烧器谐振器的实施例的部分透视图，其示出由形成于谐振器壳体的内壁中的肋和孔部分限定的谐振器通道。具体实施例方式将在下面描述本专利技术的一个或多个具体实施例。为了设法提供这些实施例的简明描述，可能未在说明书中描述实际实现方式的所有特征。应当领会在任何这样的实际实现方式的开发中，与任何工程或设计项目中一样，必须做出许多特定实现的决定以实现开发者的特定目标，例如符合可能在实现方式之间不同的系统相关和商业相关限制。而且，应当领会这样的开发尝试可能是复杂且耗时的，但是仍然是普通技术人员利用本专利技术能够承担的常规设计、生产和制造工作。当介绍本专利技术的各实施例的元件时，冠词“一”和“所述”旨在表示有一个或以上的元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的并且表示可以有除了所列元件以外的附加元件。本专利技术涉及具有谐振器壳体和燃烧器之间的非均匀环隙(annulus)的燃烧器谐振器。如上所述，燃气涡轮机系统包括燃烧器组件，该燃烧器组件可以使用容易产生流动扰动和/或声压波的DLN或其它燃烧过程。具体地，燃烧器组件的燃烧动力学可以导致自持压力振荡，该自持压力振荡可以导致燃烧器组件中的结构振动、磨损、机械疲劳、热疲劳和其它性能退化。用于减轻燃烧动力学的一种技术是使用谐振器，例如亥姆霍兹(Helmholtz)谐振器。具体地，亥姆霍兹谐振器是包括连接到大容积的若干窄管、颈部或其它通道的阻尼机构(damping mechanism)。谐振器用于衰减并且吸收由燃烧器组件产生的燃烧音(tone)。颈部或通道的深度和由谐振器所封闭的大容积的尺寸可能与有效用于谐振器的声波的频率相关。如本说明书中所述，由谐振器封闭的容积以及谐振器颈部或通道的尺寸和深度可以改变以调节频率范围，谐振器在所述频率范围上有效地衰减并且吸收由燃烧器组件产生的声压波。本专利技术的某些实施例包括具有带有非均匀高度的环隙的燃烧器谐振器。例如，在一个实施例中，燃烧器谐振器包括围绕燃烧器组件的流动套管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，所述系统包括：燃烧器组件；以及联接到所述燃烧器组件的谐振器，其中所述谐振器包括围绕所述燃烧器组件周向地延伸以限定谐振器室的谐振器壳体，并且所述谐振器壳体和所述燃烧器组件之间的径向距离是非均匀的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MK博巴，金冠佑，PB梅尔顿，CA安东尼奥诺，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：