專利名稱：燃燒器動態(tài)減輕的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題大體而言涉及燃燒器。更具體而言，本公開內(nèi)容涉及燃燒器中 的燃燒動態(tài)(dynamics)的減輕。
背景技術(shù)：
由于對燃氣渦輪排放的要求變得越來越嚴格，滿足這些要求的一種辦法是在完全 預(yù)混合操作模式期間從常規(guī)擴散火焰燃燒器移到利用貧燃料(lean fuel)與空氣混合物 (具有大約0. 58至0. 65的當(dāng)量比)的燃燒器以減少(例如)N0X和CO的排放。這種燃燒 器在本領(lǐng)域中被稱作干式低NOx(DLN)、干式低排放(DLE)或貧預(yù)混合(LPM)燃燒系統(tǒng)。這 種燃燒器通常包括容納于筒(也被稱作蓋腔(cap cavity))中的多個燃料噴嘴。由于這些燃燒器在這樣的貧燃料/空氣比例操作，速度波動的小變化可導(dǎo)致質(zhì)量 流量的較大變化和燃料空氣波動。這些波動導(dǎo)致熱釋放速率的較大變化和蓋腔中的高壓波 動。燃料/空氣波動的相互作用、渦火焰相互作用和不穩(wěn)定的熱釋放導(dǎo)致反饋回路機構(gòu)， 其導(dǎo)致燃燒系統(tǒng)中動態(tài)壓力脈動。壓力脈動的現(xiàn)象被稱作熱聲或燃燒-動態(tài)不穩(wěn)定性，或 者通常地稱作燃燒動態(tài)。高水平的燃燒動態(tài)限制了燃燒器的可操作性包絡(luò)(operability envelope)，這限制了排放的減少和/或功率。另外，燃燒動態(tài)縮短了硬件壽命且導(dǎo)致對燃 燒器構(gòu)件的損壞，這導(dǎo)致燃燒器的停機時間，用于維修和/或替換構(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，燃燒器包括封閉的燃燒器蓋容積和延伸穿過燃燒器蓋容積 的多個燃料噴嘴。至少一個阻擋板位于燃燒器蓋容積中，將燃燒器蓋容積分成至少兩個容 積。多個輸送管從流動通道向內(nèi)延伸到至少兩個容積中的至少一個內(nèi)，且被配置成減少燃 燒器的熱聲動態(tài)(thermo acoustic dynamics)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于燃燒器的熱聲阻尼器(thermo acoustic damper)包 括與燃燒器的流動通道流動連通的至少一個諧振器。諧振器包括封閉的容積和至少一個阻 擋板，至少一個阻擋板定位于封閉的容積中，將封閉的容積分成至少兩個容積。多個輸送管 從流動通道向內(nèi)延伸到至少兩個容積中的至少一個內(nèi)，且被配置成減少燃燒器的熱聲動態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，用于減少熱聲燃燒器動態(tài)的方法包括定位至少一個諧振 器與燃燒器的流動通道流動連通。諧振器包括封閉的容積；位于封閉的容積中的至少一 個阻擋板，其將封閉的容積分成至少兩個容積；以及，多個輸送管，其從流動通道向內(nèi)延伸 到至少兩個容積中至少一個內(nèi)。該方法還包括引導(dǎo)流體流動通過流動通道且穿過多個輸送 管中至少一個輸送管的開口端，且激發(fā)諧振器的諧振頻率，從而減少熱聲燃燒器動態(tài)。通過下文的描述，結(jié)合附圖理解，這些和其它優(yōu)點和特點將變得更明顯。


被認為是本發(fā)明的主題在說明書的結(jié)論中的權(quán)利要求書中特別地指出且明確地
3主張。通過結(jié)合附圖來理解下文的詳細的描述，本發(fā)明的前述和其它特點和優(yōu)點將更明顯， 其中圖1是燃燒器的實施例的截面圖；圖2是燃燒器的實施例的另一截面圖；圖3是圖2的燃燒器的示意截面圖；以及圖4是燃燒器的另一實施例的截面圖。發(fā)明詳述參看附圖以舉例說明的方式解釋本發(fā)明的實施例，以及優(yōu)點和特點。部件列表
權(quán)利要求
1.一種燃燒器(10)，包括:封閉的燃燒器(10)蓋容積；多個燃料噴嘴(26)，其延伸穿過所述燃燒器(10)蓋容積；至少一個阻擋板(32)，其安置于所述燃燒器蓋容積中，將燃燒器蓋容積04)分成至少 兩個容積；以及多個輸送管(38)，其自流動通道向內(nèi)延伸到所述至少兩個容積中的至少一個內(nèi)，且被 配置成減少燃燒器(10)的熱聲動態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(10)，其中所述多個輸送管(38)和所述至少兩個容 積中的至少一個充當(dāng)熱聲阻尼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒器(10)，其中所述熱聲阻尼器的諧振器頻率抵消所述燃 燒器(10)的自然頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒器(10)，其中所述諧振器頻率取決于下列因素中的一個 或多個至少一個容積的大小、所述多個輸送管(38)的長度以及所述多個輸送管(38)的截 面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(10)，其中所述至少一個阻擋板(3 的位置由待抵 消的所述燃燒器(10)的自然頻率確定。
6.一種用于減少熱聲燃燒器(10)動態(tài)的方法，包括將至少一個熱聲阻尼器安置成與所述燃燒器(10)的流動通道流動連通，所述至少一 個熱聲阻尼器包括封閉的容積；至少一個阻擋板(32)，其安置于所述封閉的容積中，將所述封閉的容積分成至少兩個 容積；以及多個輸送管(38)，其自流動通道向內(nèi)延伸到所述至少兩個容積中的至少一個內(nèi)。引導(dǎo)流體流動通過流動通道且穿過所述多個輸送管(38)中至少一個輸送管的開口 端；以及激發(fā)所述至少一個熱聲阻尼器的諧振頻率，從而減少所述熱聲燃燒器動態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其包括經(jīng)由所述諧振頻率來抵消所述燃燒器(10)的自然頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中通過調(diào)整下列因素中的一個或多個來確定所述諧 振頻率至少一個容積的大小、所述多個輸送管(38)的長度以及所述多個輸送管(38)的截 面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其包括將所述多個輸送管(38)安置于所述至少兩個容 積中的每個容積中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述至少兩個容積中的每個容積充當(dāng)諧振器以 抵消所述燃燒器(10)的獨特自然頻率。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃燒器動態(tài)減輕的方法和設(shè)備，提供一種用于燃燒器(10)的熱聲阻尼器，包括與燃燒器(10)的流動通道(40)流動連通的至少一個諧振器。諧振器包括封閉的容積和至少一個阻擋板(32)，至少一個阻擋板定位于封閉的容積中，將封閉的容積分成至少兩個容積。多個輸送管(38)自流動通道(40)向內(nèi)延伸到至少兩個容積中的至少一個內(nèi)，且被配置成減少燃燒器(10)的熱聲動態(tài)。燃燒器(10)包括封閉的燃燒器蓋容積(24)和延伸穿過該燃燒器蓋容積(24)的多個燃料噴嘴(26)。至少一個阻擋板(32)位于燃燒器蓋容積(24)中，將燃燒器蓋容積(24)分成至少兩個容積。多個輸送管(38)自流動通道(40)向內(nèi)延伸到至少兩個容積中的至少一個內(nèi)。
文檔編號F23D14/46GK102116475SQ20111000799
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者D·沙馬, S·G·貝思克, V·納拉, Y·付, 金冠佑 申請人:通用電氣公司