在燃燒室中的多個位置處同時進行寬帶消振的制作方法
【專利摘要】消振器組件(20)包括多個互連的空間(V1和V2)和多個頸部(N1和N2)，頸部用于在多個接觸點處將消振器(20)連接到燃燒室(5)上。多個頸部連接到多個空間上。
【專利說明】在燃燒室中的多個位置處同時進行寬帶消振

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及消振器組件。
[0002]特別地，消振器組件用來消減在燃氣渦輪的運行期間產(chǎn)生的壓力振蕩，燃氣渦輪設有貧化預混合低排放燃燒系統(tǒng)。

【背景技術】
[0003]已知燃氣渦輪包括一個或多個燃燒室，燃料被噴射到燃燒室中，混合到空氣流中且燃燒而產(chǎn)生高壓煙道氣，煙道氣在渦輪中膨脹。
[0004]在運行期間，可產(chǎn)生壓力振蕩，其可對燃燒室產(chǎn)生機械損害，并且限制運行范圍。
[0005]出于這個原因，通常燃燒室設有消振裝置，諸如，四分之一波管、亥姆霍茲(Helmholtz)消振器或聲屏障，以消減這些壓力振蕩。
[0006]參照圖1，傳統(tǒng)亥姆霍茲消振器I包括消振空間2 (即共振器空間)和頸部3 (入口部分)，它們連接到燃燒室5的壁4 (以線條圖形顯示)上，在燃燒室中進行燃燒且產(chǎn)生要消減的壓力振蕩。
[0007]亥姆霍茲消振器的共振頻率(即被消減頻率)取決于消振空間2和入口部分3(頸部)的幾何特征，并且必須對應于燃燒室5中產(chǎn)生的壓力振蕩的頻率。
[0008]特別地，空間和頸部的幾何結構確定亥姆霍茲消振器的本征頻率。亥姆霍茲消振器的最大消振特性實現(xiàn)在本征頻率下，并且其典型地處于非常狹窄的頻帶中。
[0009]盡管如此，這些壓力振蕩的頻率可在燃氣渦輪與燃氣渦輪之間略微變化，并且另夕卜，而且對于同一燃氣渦輪，它在燃氣渦輪運行(例如，部分負荷、基本負荷、過渡)期間可略微變化。
[0010]因為在低頻范圍下(通常在該范圍下使用亥姆霍茲消振器)，亥姆霍茲消振器的消振頻率帶寬非常狹窄，燃燒室中產(chǎn)生的壓力振蕩的這種頻率變化可使連接到其上且具有預先固定的設計共振頻率的亥姆霍茲消振器完全沒用。
[0011]為了處理具有不同的頻率的壓力振蕩，典型地使用兩個或更多個亥姆霍茲消振器。例如，DE 102005062284公開了一種消振器組件，其具有兩個或不止兩個串聯(lián)連接的亥姆霍茲消振器，即亥姆霍茲消振器的頸部連接到另一個亥姆霍茲消振器的空間上。這個布置被證明在消減具有不同的分得很開的頻率(諸如例如15Hz和90Hz)的壓力振蕩方面非常高效。
[0012]要清楚，在這個情況下，一些壓力振蕩將不被消減，從而對燃氣渦輪的結構和運行產(chǎn)生有害作用。
[0013]為了在足夠大的帶寬中消減壓力振蕩，典型地多個亥姆霍茲消振器I連接到燃燒室5上。盡管如此，在這個情況下，還是會出現(xiàn)問題。
[0014]實際上，為了高效地消減具有固定頻率的壓力振蕩，亥姆霍茲消振器必須位于壓力振蕩具有最大幅度的燃燒室位置處。
[0015]應當清楚，當燃燒室具有在同一位置或在彼此靠近的位置處具有最大幅度的不同頻率的壓力振蕩時，具有不同的特征的不同的亥姆霍茲消振器應當安裝在那些位置處。
[0016]盡管如此，在燃氣渦輪的燃燒室中，亥姆霍茲消振器可連接的位置是有限的，并且因而，通常不可能將不同的亥姆霍茲消振器連接在同一位置處(例如相對于彼此成角度地偏移開)。
[0017]此外這個多亥姆霍茲消振器組件的另一個缺點在于，燃燒室的脈動將僅被具有足夠靠近脈動頻率的共振頻率的那些亥姆霍茲消振器衰減。
[0018]參照一些其它現(xiàn)有技術圖來詳細闡述這個概念。圖2A顯示對應于燃燒室5中的具有幅度AO的脈動頻率波型。對于本領域技術人員將顯而易見的是，顯示的波型是駐波型的簡化形式，其顯示在一個時間戳中，具有兩個波腹，即波形的最大幅度點。現(xiàn)在，如圖2B中顯示，消振器I (其預調諧成處理頻率Fa)定位在這個頻率Fa曲線的高峰處，因而其導致剛好消減那個位置處的波型。換句話說，消振器I定位成最靠近頻率Fa的波型的一個波腹。這最終導致頻率Fa的模式改變(即，波腹移動位置)，而實際上不對幅度AO產(chǎn)生任何作用。
[0019]參照圖3A和3B，兩個亥姆霍茲消振器I定位成最靠近頻率Fa的波腹，使得其導致頻率波Fa的幅度從AO降低到Al。但是，這可產(chǎn)生處于具有幅度BO的不同的頻率Fb的另一個模式B。因此，如果通過使用多個消振器來對一個主模式起作用，則另一個模式可變成主要的，并且主導系統(tǒng)的動態(tài)特性。雖然，模式A的幅度被減小，但是模式B的出現(xiàn)增加燃燒室5中的脈動。實際上，具有不止一個模式的燃燒系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。
[0020]為了處理上面提到的兩個模式的問題，可使用針對兩個不同的頻率調諧的兩個消振器。如圖4A和4B中顯示，使用針對頻率Fb調諧的第二亥姆霍茲消振器10。但是，在這個情況下，第一模式A再次未被完全消減，而是被改變，如圖2B中闡述的那樣。此外，第二模式也可能未被消振器10完全消減，因為其在消振器10連接到燃燒室5上所處的位置處可能不具有波腹。因而，即使使用兩個針對兩個不同的頻率Fa和Fb調諧的消振器，也不能確保將在兩個消振器接觸燃燒室所處的位置處消減兩個頻率。
[0021]因此，所有上面提到的解決方案都有不能處理所有相關頻率以提供寬帶消振的問題。此外，這些解決方案不允許精調共振頻率，以跟隨燃燒室中的頻率壓力振蕩的變化。


【發(fā)明內容】

[0022]因此本發(fā)明的技術目標包括提供一種消振器組件，其解決了前面提到的現(xiàn)有技術的問題。
[0023]在這個技術目標的范圍內，本發(fā)明的一方面提供一種消振器組件及其設計方法，特別是當與亥姆霍茲消振器制成的傳統(tǒng)消振組件的帶寬相比，它們容許在大的消振帶寬中消減壓力振蕩。
[0024]本發(fā)明的另一個方面是提供消振器組件，其能夠應對壓力振蕩的頻率變化，而無需精調或有限地使用精調。
[0025]本發(fā)明的另一個方面是提供一種消振器組件，其能夠通過在不止一個位置處連接到燃燒室，而同時消減寬帶范圍中的多個脈動頻率。
[0026]本發(fā)明的另一個方面是提供一種消振器組件，其非常簡單，特別是當與上面描述的傳統(tǒng)消振器組件相比時。
[0027]本發(fā)明的又一個方面提供一種消振器組件，其包括多個互連的空間和多個頸部，頸部在多個接觸點處將消振器組件連接到燃燒室上。多個頸部連接到多個空間上。
[0028]在本發(fā)明的另一個方面，多個接觸點對應于一個或多個脈動頻率。
[0029]在本發(fā)明的另一個方面，調諧多個空間和頸部的組合，以消減一個或多個脈動頻率。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，通過提供根據(jù)所附權利要求的消振器組件及其設計方法來獲得所述技術目標以及這些和另外的方面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]根據(jù)以非限制性示例的方式在附圖中示出的消振器組件的優(yōu)選的但非排它性的實施例的描述，本發(fā)明的另外的特性和優(yōu)點將更加顯而易見，其中:
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的傳統(tǒng)亥姆霍茲消振器的示意圖；
圖2至4顯示根據(jù)現(xiàn)有技術的亥姆霍茲消振器的不同的布置；
圖5A和5B顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的亥姆霍茲消振器的布置；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的設計用于燃燒室的亥姆霍茲消振器組件的方法的流程圖；
圖7至9顯示根據(jù)本發(fā)明的不同的實施例的亥姆霍茲消振器的不同的布置；
圖1OA至1D顯示根據(jù)本發(fā)明的多種實施例的使用吸收材料來調節(jié)空間之間的聲學耦合的亥姆霍茲消振器的不同的布置；
圖1lA至IlD顯示根據(jù)本發(fā)明的多種實施例的使用活塞來調節(jié)空間之間的聲學耦合的亥姆霍茲消振器的不同的布置；
圖12A至12C顯示根據(jù)本發(fā)明的多種實施例的使用消振器的頸部中的活塞來調諧連接消振器的頸部的尺寸的亥姆霍茲消振器的不同的布置；以及
圖13A和13B顯示根據(jù)本發(fā)明的多種實施例的具有不同的橫截面的頸部的、使用活塞來調諧頸部的尺寸和調節(jié)空間之間的聲學耦合的亥姆霍茲消振器的不同的布置。

【具體實施方式】
[0032]現(xiàn)在參照附圖來描述本公開的優(yōu)選的實施例，其中，使用相同參考標號來在整個附圖中指示相同元件。在以下描述中，為了進行闡述，闡述了許多特定細節(jié)，以提供對本公開的完整的理解。但是，可為顯而易見的是，本公開可在沒有這些特定細節(jié)的情況下實踐。
[0033]參照圖5A和5B，為了利用單個消振器解決處理同時在兩個不同的位置處出現(xiàn)的兩個頻率的模式的問題，消振器20定位在燃燒室5處。在示例性實施例中的燃燒室5為燃氣渦輪的燃燒室。在這個示例性實施例中，消振器20包括并聯(lián)聯(lián)接的兩個頸部和兩個空間。兩個頸部之間的距離由兩個箭頭之間的距離表示(如燃燒室5內顯示)，并且其限定消振器20接觸燃燒室5所處的兩個接觸點。但是，對于本領域技術人員將顯而易見的是，這個設計僅為示例性的，并且消振器可布置成多種其它頸部和空間的組合。與圖4A和4B中顯示的兩個消振器(消振器I和10)的實施例相反，針對兩個主頻率Fa和Fb調諧單個消振器20 (如圖5B中顯示)。Fa和Fb的模式兩者被消減，并且兩個波型的幅度從AO減小到Al和從BO減小到BI。換句話說，消振器20能夠同時消減出現(xiàn)在兩個接觸點處的頻率Fa和Fb兩者的波腹。在實際的實施方案中，首先估計FA和FB兩者的波腹的位置，并且因此選擇消振器20的接觸點(即，兩個頸部之間的距離)。接觸點的位置優(yōu)選保持最靠近Fa和Fb的估計的波腹位置。因此，單個消振器20能夠處理存在于燃燒室5中的一個或多個主頻率。對于本領域技術人員將顯而易見的是，消振器20的設計可容易延伸到與燃燒室5的任意數(shù)量的連接，這取決于要消減的主頻率的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，消振器20可用來消減僅一個在燃燒室5中的兩個位置處具有最大值的主頻率。此外，消振器20可接觸燃燒室5所處的接觸點可分布在所有三個維度上。僅為了簡化闡述，所有實施例顯示在兩個維度上，但是，這不限制本發(fā)明的范圍。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖6描述設計用于燃燒室5的亥姆霍茲消振器20的方法的流程圖。在設計消振器20之前，分析出現(xiàn)在燃燒室5中的期望聲波型(由于脈動頻率^和Fb而產(chǎn)生)，并且基于某些標準數(shù)學計算來估計兩個頻率的波腹的對應的位置?；谶@些估計的位置，通過限定消振器20的兩個頸部之間的距離來選擇消振器20接觸燃燒室5所處的接觸點。根據(jù)圖6中的流程圖的以下步驟來進行消振器20的整個設計。
[0035]在第一步驟60處，互連多個空間?？纱?lián)或并聯(lián)互連空間。此后，在第二步驟62處，提供多個頸部，它們連接到多個互連的空間上。在最后的步驟64處，在多個接觸點處將多個頸部連接到燃燒室5上。已經(jīng)基于上面提到的分析來估計這些接觸點的位置。類似于互連的空間，頸部還可相對于彼此和相對于空間串聯(lián)或并聯(lián)布置。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的多種以下實施例，闡述了在空間和頸部之間布置這種互連的多種可行方案。
[0037]圖7A至7D顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的亥姆霍茲消振器的示例性布置。根據(jù)一個實施例，如圖7A中顯示，消振器20包括并聯(lián)地彼此互連的兩個空間，即空間Vl和空間V2。兩個空間Vl和V2通過兩個頸部連接到燃燒室5 (由線條圖形表示)上，即頸部NI和頸部N2。此外，兩個空間Vl和V2通過第三頸部N3并聯(lián)互連。兩個空間Vl和V2限定成使得消振器20的布置能夠消減兩個頻率FA和FB。而且，可選擇兩個頸部NI和N2的位置，以使整個消振器20適應燃燒室5中的(Fa和Fb的)局部駐波波型。在本發(fā)明的多種實施例中，兩個頸部NI和N2優(yōu)選彼此共軸。對于本領域技術人員將顯而易見的是，亥姆霍茲消振器當其靠近駐波波型的脈動最大值時將具有最佳消振作用。由于消振器20具有與燃燒室5相互作用的兩個頸部，所以針對不同的脈動(主)頻率，允許更好地將兩個頸部NI和N2的位置調節(jié)成更靠近脈動最大值。
[0038]根據(jù)另一個實施例，如圖7B中顯示，消振器22包括連接到兩個空間Vl和V2上的兩個頸部，即頸部NI和頸部N2，空間Vl和V2通過第三頸部N3彼此串聯(lián)互連。再次，可選擇空間Vl和V2，這取決于需要由亥姆霍茲消振器22消減的主頻率。
[0039]類似于消振器22，根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，在圖7C中，消振器24包括兩個空間Vl和V2，它們通過兩個頸部N3和N4(而非圖7B中的一個頸部N3)串聯(lián)連接。兩個頸部N3和N4在消振器24中的這個布置提供更多的靈活性來精調消振器24，以針對兩個脈動頻率進行調節(jié)。
[0040]在本發(fā)明的另一個實施例中，如圖7D中顯示，消振器26具有兩個空間Vl和V2，它們通過環(huán)形槽口 SI和S2串聯(lián)互連，而非通過管狀頸部互連(如之前的圖7A、7B和7C中所闡述)。技術人員將理解，這僅為相對于上面闡述的其它圖(圖5A，5B，7A、7B和7C)的設計差異。另外，槽口 SI和S2的設計可改變，以精調消振器26，以針對兩個脈動頻率進行調節(jié)。
[0041]到目前為止，根據(jù)本發(fā)明的多種實施例，兩個亥姆霍茲消振器被用來產(chǎn)生消振器組件，消振器組件在兩個點處(通過其兩個頸部)連接到燃燒室上。但是，對于本領域技術人員將顯而易見的是，也可用不止兩個亥姆霍茲消振器來限定新的消振器組件，其能夠消減兩個位置處(通過其兩個頸部)的兩個脈動頻率。
[0042]如圖8A中顯示，消振器30具有三個空間，其中空間Vl和V2并聯(lián)互連，并且這個組合進一步通過頸部N3和N4串聯(lián)互連到第三空間V3上。消振器30的整個組件通過頸部NI和N2在兩個點處連接到燃燒室5上。
[0043]類似于消振器30，如圖8B中顯示，另一個消振器32也具有三個空間Vl和V2和V3,空間Vl和V2彼此并聯(lián)，并且通過頸部N3和N4與空間V3串聯(lián)在一起。但是，在這個實施例中，空間Vl和V2通過頸部N5并聯(lián)互連。消振器32的這個布置提供更多的靈活性來針對脈動頻率進行精調。
[0044]在本發(fā)明的又一個實施例中，如圖SC中顯示，消振器34包括空間VI，空間Vl串聯(lián)連接到空間V2和V3上，空間V2和V3又分別通過頸部N3和N4并聯(lián)地彼此連接。
[0045]在本發(fā)明的另一個實施例中，類似于消振器32，在圖36中，空間Vl分別通過頸部N4和N3串聯(lián)連接到空間V2和V3上。但是，空間V2和V3通過頸部N5并聯(lián)互連。
[0046]在圖8A至8D中的所有上面闡述的消振器組件中，三個消振器互連，以精調整個消振器，以使其自身適于在兩個頸部NI和N2連接到燃燒室5上所處的位置處被消減的兩個脈動頻率。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，三個消振器互連，以消減燃燒室中的三個脈動頻率。如圖9A和9B中顯示，三個消振器以串聯(lián)和并聯(lián)的組合互連，以消減三個脈動頻率。在圖9A中，消振器40具有并聯(lián)互連的三個空間V1、V2和V3。消振器40通過三個頸部N1、N2和N3連接到燃燒室5上。三個空間通過頸部N4和N5互連。所有這些頸部為管狀設計且優(yōu)選彼此共軸。
[0048]類似地，在圖9B中，三個空間V1、V2和V3并聯(lián)互連，以形成消振器42。消振器42通過三個頸部N1、N2和N3連接到燃燒室5上?？臻gVl通過兩個頸部N4和N5并聯(lián)連接到空間V2上。同樣，空間V2通過兩個頸部N6和N7并聯(lián)連接到空間V3上。并聯(lián)連接兩個空間的這兩個頸部的布置提供更多的靈活性來精調整個消振器42，以消減三個脈動頻率。對于本領域技術人員也將顯而易見的是，這三個消振器的布置可用來消減僅一個在燃燒室5中的對應于頸部N1、N2和N3的位置的三個不同的位置處具有最大值的脈動頻率。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的多種實施例，互連的頸部和空間的設計布置的這個概念可延伸到任何數(shù)量的空間和頸部，這取決于燃燒中的消振要求。例如，可使用四個空間的互連來產(chǎn)生四個頸部設計，以消減各自具有兩個最大值的兩個脈動頻率。
[0050]本領域技術人員將理解，本發(fā)明在其多種實施例中僅提供一些示例性設計來示出互連的空間和頸部的概念。這些實施例絕不意圖使本發(fā)明的范圍限于僅這些布置。
[0051]到目前為止，在上面描述的實施例中，我們已經(jīng)描述其中典型的管狀頸部用來使空間和整個消振器互連到燃燒室上的設計布置。圖1OA至1D顯示根據(jù)本發(fā)明的多種實施例的使用吸收材料(作為頸部)來調節(jié)空間之間的聲學耦合的亥姆霍茲消振器的不同的布置。使用多種吸收材料來使兩個亥姆霍茲消振器耦合，諸如穿孔篩、多孔陶瓷或金屬泡沫。在圖1OA中，顯示消振器50，其具有通過頸部N3串聯(lián)連接的兩個空間Vl和V2。在這個設計中，頸部N3為兩個空間Vl和V2之間的規(guī)則管狀形狀或管形開口。這個設計布置類似于圖7B中的消振器22。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖1OB顯示消振器52，其具有通過頸部N3串聯(lián)互連的兩個空間Vl和V2。消振器52通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上。在這個情況下，頸部NI和N2為標準管狀形狀的開口頸部，但是，頸部N3為穿孔篩。這個頸部N3可具有吸收屬性，使得允許在聲學方面調節(jié)兩個空間。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，圖1OC顯示消振器54，其具有通過頸部N3串聯(lián)連接的兩個空間Vl和V2。消振器54進一步通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上。在這個情況下，頸部N3為標準的開口頸部設計。但是，頸部NI具有在空間V2的內側的穿孔篩，而頸部N2具有沿著頸部N2的長度插入的吸收材料，諸如金屬泡沫。在本發(fā)明的另一個實施例中，頸部N2具有吸收材料，以增強粘性耗散，以便增加消振器54的消振效率。在本發(fā)明的又一個實施例中，吸收材料為穿孔板或漩渦發(fā)生器。
[0054]在本發(fā)明的又一個實施例，圖1OD顯示消振器56，其具有通過頸部N3串聯(lián)連接的兩個空間Vl和V2。消振器56進一步通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上。在這個情況下，頸部N3具有管狀形狀設計，其填充有吸收性材料，諸如多孔陶瓷或金屬泡沫。
[0055]對于本領域技術人員將顯而易見的是，這些頸部中的任一個中使用的這樣的吸收性材料的所有這些變型都純粹是示例性的。任何這些頸部可使用這樣的材料來改變兩個空間的聲學屬性且因而調節(jié)整個消振器組件的消減特性。
[0056]即使這些消振器設計在寬帶范圍中運行，它們仍然需要精調它們的本征頻率。根據(jù)本發(fā)明的多種實施例，在一個方法中，互連的空間通過插入活動本體如活塞來改變。這個方法的優(yōu)點在于，可獨立地改變各個空間，從而提供更靈活的精調。圖1lA至IlD顯示使用活塞來調節(jié)空間之間的聲學耦合的亥姆霍茲消振器的不同的布置。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，在圖1lA中，消振器60具有通過頸部N3并聯(lián)連接的兩個空間Vl和V2，并且消振器60通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上?，F(xiàn)在分別通過使用活塞Pl和P2來改變空間Vl和V2。根據(jù)本發(fā)明的多種實施例，活塞Pl和P2為可滑動的活塞，即，它們可沿前后方向相對于消振器的軸線沿豎向或水平地移動，這取決于它們的定向?；钊鸓l限定空間VI，并且同樣活塞2限定空間V2。活塞Pl和P2沿豎向上下(如箭頭顯示)移動，即，沿著頸部NI和N2的軸線移動，以改變空間Vl和V2。
[0058]在在圖1lB中的另一個布置中，消振器62具有通過頸部N3串聯(lián)連接的兩個空間Vl和V2，并且另外消振器62通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上。在這個情況下，空間Vl和V2具有兩個活塞Pl和P2，它們水平地插入(如箭頭顯示)，即垂直于頸部NI和N2的軸線而插入。消振器60和62兩者允許分別通過活塞Pl和P2改變空間Vl和V2。
[0059]在一些情況下，也可能需要獨立于另一個空間而改變僅一個空間。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，圖1lC顯示消振器64，其具有通過頸部N3串聯(lián)連接的兩個空間Vl和V2。消振器64通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上。但是，在這個消振器中，僅頸部V2可通過使用可滑動的壁來改變，可滑動的壁由活塞Pl驅動。活塞Pl的移動方向為豎向的，向上和向下，如箭頭顯示。這個可滑動的壁為與空間V2的內壁相對的壁，該內壁對于空間Vl是公共的。如本領域技術人員將顯而易見的是，這一個空間可動布置還可適用于兩個空間并聯(lián)連接的情況(如圖1lA中針對消振器60所顯示)。在這種情況下，一個外部豎向壁將為可動的可滑動壁。
[0060]調諧這些亥姆霍茲消振器的另一個方法是通過在兩個空間之間使用可動分隔板來同時改變空間Vl和V2兩者。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，圖1lD顯示消振器66，其具有通過可動分隔板串聯(lián)互連的兩個空間Vl和V2，可動分隔板具有頸部N3。這個可動分隔板由活塞Pl沿豎向方向驅動(如箭頭顯示)?；钊鸓l限定兩個空間，第一空間Vl在活塞Pl的一側，而第二空間V2在活塞Pl的另一側。根據(jù)本發(fā)明的實施例，活塞Pl可由控制單元控制，控制單元具有驅動活塞Pl的促動桿(未在圖1lD中顯示)?？刂茊卧砂竭B到燃燒室5上的多個脈動頻率傳感器，其提供關于在燃燒室5中開始的脈動頻率的最大值的信息?；趤碜钥刂茊卧妮斎?，促動桿沿任一方向(向上或向下)驅動活塞P1，以調節(jié)空間Vl和V2，并且因而針對燃燒室5中的一個或多個脈動頻率精調亥姆霍茲消振器66。
[0061]在到目前為止所描述的所有實施例中，顯示了其中空間已經(jīng)被改變以精調亥姆霍茲消振器的消振頻率的多種布置。但是，根據(jù)本發(fā)明的多種實施例，還可行的是，通過用非流線型本體改變頸部幾何結構來對消振器進行這個精調。這有效地改變亥姆霍茲消振器的振蕩質量。
[0062]圖12A至12C顯示根據(jù)本發(fā)明的多種實施例的使用消振器的頸部中的活塞來調諧連接消振器的頸部的尺寸的亥姆霍茲消振器的不同的布置。在圖12A中，消振器70具有通過頸部N3并聯(lián)互連的兩個空間Vl和V2。消振器70進一步通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上。頸部NI的幾何結構通過插入活塞Pl來改變，活塞Pl沿豎向方向移動(如箭頭所顯示)。頸部的這個變化允許精調消振器70的消振頻率。
[0063]在本發(fā)明的另一個實施例中，在圖12B中，消振器72具有通過頸部N3串聯(lián)互連的兩個空間Vl和V2。消振器72進一步通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上。在這個情況下，頸部N2的幾何結構通過插入活塞2來改變，活塞P2水平地移動穿過頸部(即，垂直于頸部的軸線，如箭頭所顯示)。
[0064]在本發(fā)明的又一個實施例中，在圖12C中，消振器74具有通過頸部N3并聯(lián)互連的兩個空間Vl和V2。消振器74進一步通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上。在這個情況下，這兩個連接頸部NI和N2具有可分別使用活塞Pl和P2來改變的幾何結構。
[0065]對于本領域技術人員將顯而易見的是，頸部的幾何結構的這個變化還可通過改變頸部本身的結構/橫截面來改變。圖13A和13B顯示根據(jù)本發(fā)明的多種實施例的具有不同的橫截面的頸部的亥姆霍茲消振器的不同的布置，其中使用活塞來調諧頸部的尺寸和調節(jié)空間之間的聲學耦合。
[0066]圖13A顯示消振器80，其具有通過頸部N3并聯(lián)互連的兩個空間Vl和V2。消振器80通過頸部NI和N2連接到燃燒室5上。頸部NI彎曲的橫截面，而非管狀/圓柱形橫截面。頸部N2具有標準管狀橫截面。這兩個頸部NI和N2具有活塞Pl和P2，它們進一步允許改變這些頸部的幾何結構。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，圖13B顯示消振器82，其具有通過頸部N3并聯(lián)互連的兩個空間Vl和V2。消振器82進一步通過頸部NI和N2與燃燒室連接。在這個情況下，頸部NI具有彎曲的橫截面，而頸部N2具有標準的圓柱形橫截面。代替規(guī)則的活塞(如上面的實施例中顯示)，頸部NI具有可滑動的楔形件W1，并且頸部N2具有可滑動的楔形件2，楔形件2允許改變這些頸部的幾何結構，以精調亥姆霍茲消振器的消振頻率。
[0068]對于本領域技術人員將顯而易見的是，即使在所有上面提到的實施例中，空間和頸部的橫截面形狀顯示為矩形，空間和頸部也不限于僅這個形狀。根據(jù)本發(fā)明的多種實施例，空間和頸部可具有多邊形、立方體、矩形體、球形或任何不規(guī)則形狀。任何這些形狀(現(xiàn)在所顯示)可用來限定消振器組件，這取決于燃燒室的消振要求。
[0069]為了冷卻所有消振器組件的構件，如上面提到的實施例中描述，冷卻孔可設置在任一個空間(VI或V2或V3)中，以允許冷卻空氣進入該空間。優(yōu)選地，冷卻孔提供給離燃燒室5最遠的空間(在存在三個串聯(lián)互連的空間的情況下)。
[0070]根據(jù)所描述和所示出的，本發(fā)明的消振器組件的運行是顯而易見，并且基本為下者。
[0071]當在燃氣渦輪運行期間時，產(chǎn)生壓力振蕩，它們使氣體移動進入和離開頸部NI和N2，因而消減壓力振蕩。因為頸部NI和N2具有不同的位置，所以可處理具有不同的頻率和峰值位置的壓力振蕩。
[0072]自然，在所提到的內容中描述的所有特征可彼此獨立地提供。在實踐中，使用的材料和尺寸可根據(jù)需要和現(xiàn)有技術來選擇。
[0073]雖然參照燃氣渦輪來描述示例性實施例，但是本發(fā)明的實施例可在其中潛在地需要消減壓力振蕩的其它應用中使用。
[0074]進一步，雖然本文關于被設想為最實際的示例性實施例來顯示和描述了本公開，但是本領域那些技術人員將認識到，可在本公開的范圍內作出改變，本公開的范圍不限于本文描述的細節(jié)，而是與所附權利要求的整個范圍相一致，以便包含任何和所有等效裝置和設備。
[0075]參考標號
I現(xiàn)有技術的亥姆霍茲消振器 10現(xiàn)有技術的亥姆霍茲消振器 2現(xiàn)有技術消振器I和10的空間 3現(xiàn)有技術消振器I和10的頸部 5燃燒室
20本發(fā)明的消振器/消振器組件
VI, V2和V3空間
NI, N2和N3頸部
SI和S2環(huán)形槽口
Pl和P2活塞
Wl和W2可滑動的楔形件
22，24，26，30，32，34 消振器
36，40，42，50，52，54 消振器
60，62，64，66，70，72 消振器
74，80和82消振器。
【權利要求】
1.一種消振器組件(20)，所述消振器組件包括: 亥姆霍茲消振器(20)，其包括:
多個互連的空間；以及
多個頸部，其用于在多個接觸點處將所述消振器連接到燃燒室(5)上，所述多個頸部連接到所述多個空間上。
2.根據(jù)權利要求1所述的消振器組件(20)，其特征在于，進一步包括燃燒室(5)，其中，所述多個頸部在多個接觸點處連接到所述燃燒室(5)上。
3.根據(jù)權利要求2所述的消振器組件(20)，其特征在于，所述多個接觸點對應于一個或多個脈動頻率。
4.根據(jù)權利要求1所述的消振器組件(20)，其特征在于，調諧所述多個空間和頸部的組合，以消減一個或多個脈動頻率。
5.根據(jù)權利要求1所述的消振器組件(20)，其特征在于，所述空間中的至少一個包括可滑動的活塞，其在所述活塞的第一側處限定第一空間，并且在所述活塞的第二側處限定第二空間。
6.根據(jù)權利要求5所述的消振器組件(20)，其特征在于，所述可滑動的活塞基于接收自一個或多個脈動頻率傳感器的輸入而移動。
7.根據(jù)權利要求6所述的消振器組件(20)，其特征在于，所述可滑動的活塞可由連接到所述一個或多個脈動頻率傳感器上的控制單元控制。
8.根據(jù)權利要求1所述的消振器組件(20)，其特征在于，所述多個空間和頸部具有可變尺寸和容積。
9.根據(jù)權利要求1所述的消振器組件(20)，其特征在于，所述空間和頸部中的至少一個包含多孔材料、吸收性材料、吸附性材料、穿孔篩和金屬泡沫中的一個或多個。
10.根據(jù)權利要求1所述的消振器組件(20)，其特征在于，所述空間和頸部中的至少一個為多邊形形狀、立方體形狀、矩形體形狀、球形形狀或不規(guī)則形狀。
11.一種用于設計用于燃燒室(5)的亥姆霍茲消振器(20)組件的方法，所述方法包括: 提供(62)多個互連的空間；以及 提供￠4)連接到所述多個空間上的多個頸部；以及 在多個接觸點處將所述多個頸部連接￠6)到所述燃燒室上。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括調諧多個頸部和空間的組合，以消減一個或多個脈動頻率。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括基于對應的脈動頻率來選擇所述多個接觸點。
14.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括改變所述多個頸部和所述多個空間的尺寸和容積。
15.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，所述多個互連的空間布置成串聯(lián)和并聯(lián)的組合中的至少一個。
【文檔編號】F23M20/00GK104204676SQ201380015450
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月20日 優(yōu)先權日:2012年3月21日
【發(fā)明者】J.赫拉特, M.R.博蒂恩, B.舒爾曼斯, A.胡伯, N.諾伊雷 申請人:阿爾斯通技術有限公司