[發(fā)明專利]環(huán)形赫爾姆霍茨阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380015345.8
• 申請(qǐng)日: 2013-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN104204675B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: F.M.根恩;N.阿魯里;M.R.博蒂恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電器技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F23M20/00
• 分類號(hào): F23M20/00;F23R3/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,嚴(yán)志軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阻尼器布置。特別地，阻尼器布置用于使在燃?xì)鉁u輪的運(yùn)行期間產(chǎn)生的壓力振蕩衰減，該燃?xì)鉁u輪設(shè)有貧乏的預(yù)混合式低排放燃燒系統(tǒng)。

背景技術(shù)

已知燃?xì)鉁u輪包括一個(gè)或更多個(gè)燃燒室，其中，燃料被噴射，與空氣流混合并且燃燒，以產(chǎn)生高壓煙道氣，該高壓煙道氣在渦輪中膨脹。

在運(yùn)行期間，可產(chǎn)生壓力振蕩，該壓力振蕩可引起對(duì)燃燒室的機(jī)械損害，并且限制運(yùn)行狀況。然而，這些壓力振蕩的頻率可由于燃?xì)鉁u輪的不同而略微改變，并且另外，對(duì)于相同的燃?xì)鉁u輪，在燃?xì)鉁u輪運(yùn)行(例如部分負(fù)載、基本負(fù)載、過渡負(fù)載等)期間，該壓力振蕩的頻率可略微改變。

通常，燃?xì)鉁u輪必須在貧乏模式中運(yùn)行，用于遵守污染排放。在該運(yùn)行模式期間的噴燃器火焰對(duì)流擾動(dòng)極其敏感，并且可與燃燒室的動(dòng)力容易地耦合，以導(dǎo)致熱聲學(xué)不穩(wěn)定性。出于該原因，通常對(duì)燃燒室提供衰減裝置，諸如四分之一波長(zhǎng)管、赫爾姆霍茨阻尼器或聲學(xué)屏障，以使這些壓力振蕩衰減。

參照?qǐng)D1，傳統(tǒng)的赫爾姆霍茨阻尼器1包括衰減容積2(即，共振器容積)和頸部3(入口部分)，衰減容積2和頸部3連接于燃燒室5的前面板壁4(由直線圖案顯示)，噴燃器6連接在燃燒室5中。由于燃燒而產(chǎn)生的壓力振蕩需要衰減。

赫爾姆霍茨阻尼器的共振頻率(即，衰減的頻率)取決于共振器容積2和頸部3的幾何形狀特征，并且必須對(duì)應(yīng)于燃燒室5中產(chǎn)生的壓力振蕩的頻率。

特別地，容積和頸部幾何形狀確定赫爾姆霍茨阻尼器的本征頻率。赫爾姆霍茨阻尼器的最大衰減特性在本征頻率下實(shí)現(xiàn)，并且其典型地處于非常窄的頻帶。

通常，因?yàn)楹諣柲坊舸淖枘崞饔糜谔幚淼皖l率范圍壓力脈沖(50-500 Hz)，所以赫爾姆霍茨阻尼器的容積大小增大。在一些情況下，赫爾姆霍茨阻尼器的容積甚至可比得上噴燃器大小。這在前面板壁4周圍留下用于這些阻尼器的安裝的非常小的空間。此外，為了使足夠大的帶寬中的壓力振蕩衰減，多個(gè)赫爾姆霍茨阻尼器需要連接于燃燒室。

由于在前面板壁4上存在有限的空間，故存在安裝傳統(tǒng)的赫爾姆霍茨阻尼器1的有限選擇。這在圖2中顯示，其中在前面板壁4上，必須移除一個(gè)噴燃器6，以便定位赫爾姆霍茨阻尼器1。這最終在燃燒室5可容納的噴燃器6的數(shù)量和傳統(tǒng)的赫爾姆霍茨阻尼器1的數(shù)量之間折衷。

因此，上面提到的解決方案遭受用于阻尼器安裝的噴燃器前面板壁周圍的空間約束。此外，這些解決方案不允許阻尼器在燃燒室中具有寬帶衰減頻率。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的技術(shù)目標(biāo)包括提供一種解決上面提到的現(xiàn)有技術(shù)的問題的阻尼器布置。

在該技術(shù)目標(biāo)的范圍內(nèi)，本發(fā)明的一方面提供一種阻尼器布置及其設(shè)計(jì)方法，該方法容許將阻尼器定位在燃燒室的噴燃器周圍。

本發(fā)明的又一方面提供一種能夠應(yīng)付壓力振蕩的頻率偏移，而不需要精調(diào)或?qū){(diào)的需要有限的阻尼器布置。

本發(fā)明的另一方面提供一種阻尼器布置，其能夠通過連接于多于一個(gè)位置處的燃燒室而同時(shí)使寬帶范圍中的多個(gè)脈沖頻率衰減。

本發(fā)明的另一方面提供一種阻尼器布置，特別是在與上面描述的傳統(tǒng)阻尼器布置相比時(shí)，該阻尼器布置是非常簡(jiǎn)單的。

本發(fā)明的再一方面提供一種阻尼器布置，其包括兩個(gè)同心的中空形狀，它們均具有壁，其中，兩個(gè)壁在它們之間形成環(huán)形容積，并且阻尼器布置包括用于在對(duì)應(yīng)的一個(gè)或更多個(gè)接觸點(diǎn)處連接于燃燒室的一個(gè)或更多個(gè)頸部。一個(gè)或更多個(gè)頸部連接于環(huán)形容積。

在本發(fā)明的另一方面，一個(gè)或更多個(gè)接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或更多個(gè)脈沖頻率。

在本發(fā)明的再一方面，環(huán)形容積和一個(gè)或更多個(gè)頸部的組合調(diào)諧成使一個(gè)或更多個(gè)脈沖頻率衰減。

根據(jù)本發(fā)明通過提供根據(jù)所附權(quán)利要求的阻尼器布置及其設(shè)計(jì)方法來達(dá)到技術(shù)目標(biāo)以及這些和另外的方面。

附圖說明

從在附圖中經(jīng)由非限制性示例示出的阻尼器布置的優(yōu)選但非窮盡性的實(shí)施例的描述，本發(fā)明的另外的特性和優(yōu)點(diǎn)將為更加顯而易見的，其中：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的連接于燃燒室的傳統(tǒng)的赫爾姆霍茨阻尼器的示意圖；

圖2顯示噴燃器前面板的俯視圖，該噴燃器前面板具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)的赫爾姆霍茨阻尼器；

圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)形赫爾姆霍茨阻尼器的示意圖；

圖4A和4B顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的定位在噴燃器前面板中的噴燃器周圍的環(huán)形赫爾姆霍茨阻尼器的俯視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)計(jì)環(huán)形赫爾姆霍茨阻尼器的方法的流程圖；