[發明專利]用于燃氣渦輪的阻尼器

有效

• 申請號: 201410219970.0
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN104180396A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: U.本滋;N.奈拉伊
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F23R3/00
• 分類號: F23R3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴志軍

技術領域

本發明涉及一種燃氣渦輪，更具體而言，涉及一種用于減小燃氣渦輪的燃燒室中的脈動(pulsation)的阻尼器。

背景技術

在常規燃氣渦輪中，通常在燃燒過程期間由于燃燒不穩定性和變化而在燃氣渦輪的燃燒室中發生聲振蕩。該聲振蕩可發展成極為顯著的共振。也稱為燃燒室脈動的此類振蕩可采用使燃燒室自身受到嚴重的機械負載的振幅和相關聯的壓力波動，這可決定性地縮短燃燒室的壽命，且在最壞的情況中，甚至可導致燃燒室的破壞。

通常，稱為亥姆霍茲(Helmholtz)阻尼器的一類阻尼器用于阻尼燃氣渦輪的燃燒室中生成的脈動。當前，使用此類阻尼器方面的一個主要困難在于對這些阻尼器而言可用的空間有限。解決此情形的一種可能的途徑是將阻尼器置于燃燒室的外側。實際上，構成燃燒室的不同層的熱膨脹妨礙了直接地應用此類阻尼器。

US2004/0248053A1中公開了一種用于減小燃氣渦輪的燃燒室中的共振的阻尼布置，其中，燃燒室包括外壁表面部分和面對燃燒室的內壁表面部分，氣密性地包圍中間空間，冷卻空氣可出于燃燒室壁的對流冷卻目的而給送到該中間空間中。提供了至少一個第三壁表面部分，其與外壁表面部分一起包圍氣密性容積。該氣密性容積通過至少一個連接管線氣密性地連接于燃燒室。墊圈焊接到連接管線的端部處，其位于氣密性容積中，且覆蓋外壁表面部分來提供氣密性。利用該墊圈和連接管線，阻尼布置可補償一個方向上的外壁表面部分與內壁表面部分之間的熱膨脹差。

US2006/0123791A1中提供了適用于燃氣渦輪發動機的燃燒室，其包括至少一個亥姆霍茲共振器，該亥姆霍茲共振器具有共振腔和與室內部流動連通的共振器頸部。亥姆霍茲共振器固定于燃燒室的內殼，其中共振器頸部穿過燃燒室的內壁上的開口穿透到燃燒室的內部中。環形密封部件圍繞頸部的外周提供，以提供頸部與開口之間的氣密性密封。頸部提供了頸部相對于燃燒室的有限的相對軸向移動，以便在發動機操作期間基本沒有負載從共振器頸部傳遞至燃燒室。

WO2012/057994A2中公開了包括至少一個共振器的燃氣渦輪的燃燒器，其包括外襯套和內襯套。共振器聯接于外襯套。燃燒器襯套包括喉部，該喉部從共振器的底座延伸并穿過內襯套和外襯套穿透到燃燒室中。燃燒器襯套還包括墊環(grommet)組件，其允許鄰近喉部的內襯套與外襯套之間在沿喉部的軸線的第一方向和垂直于第一方向的第二方向上的相對熱膨脹。

甚至在脈動阻尼領域中的前文提到的發展方案的情況下，存在較大的空間來改善補償效應，以消除熱膨脹差。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種用于燃氣渦輪的阻尼器，其可補償在燃燒室與阻尼器(特別是阻尼器的共振腔)之間由于熱膨脹差異而發生的相對旋轉。

該目的通過如下阻尼器來達到，該阻尼器用于減小燃氣渦輪的燃燒室中的脈動，其中該阻尼器包括：共振腔，其具有入口和與燃燒室和共振腔的內部流動連通的頸管，和補償組件，其與頸管可樞轉地連接，且插入共振腔與燃燒室之間，以允許燃燒室與共振腔之間的相對旋轉。

根據一個可能的實施例，頸管在其第一端處氣密性地附接到燃燒室的壁，補償組件與頸管的第二端可樞轉地連接，其中補償組件包括形成在頸管的第二端上的球狀部分和與球狀部分氣密性地配合的承窩部分，以提供燃燒室與共振腔之間的相對旋轉。

根據另一個可能的實施例，補償組件還包括形成在承窩部分上的第一滑動部分和與第一滑動部分氣密性地配合的第二滑動部分，以提供沿平行于頸管的縱軸線的方向在第一滑動部分與第二滑動部分之間的相對滑動。

根據另一個可能的實施例，補償組件還包括形成在第二滑動部分上的第三滑動部分和形成在共振腔的入口上的第四滑動部分，第四滑動部分與第三滑動部分氣密性地配合，以提供沿橫穿頸管的縱軸線的方向在第三滑動部分與第四滑動部分之間的相對滑動。

根據另一個可能的實施例，燃燒室的壁包括外壁和位于外壁的徑向內側的內壁，且頸管在其第一端處氣密性地附接到燃燒室的內壁，且行進穿過外壁上的開口，其中墊環氣密性地附接到頸管的周邊以便覆蓋外壁上的開口。

根據另一個可能的實施例，第三滑動部分包括形成在其上的凸起，其中允許凸起抵靠第四滑動部分氣密性地滑動。

根據另一個可能的實施例，頸管在其第一端處氣密性地附接到共振腔的入口，補償組件與頸管的第二端可樞轉地連接，其中補償組件包括形成在管頸的第二端上的球狀部分和與球狀部分氣密性地配合的承窩部分，以提供燃燒室與共振腔之間的相對旋轉。