[發明專利]燃氣渦輪發動機燃料歧管阻尼器及動態衰減方法

有效

• 申請號: 201880024527.4
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN110506154B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 韓飛
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/22
• 分類號: F02C7/22;F01D25/04
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

本公開涉及一種用于燃氣渦輪發動機的燃料歧管組件。燃料歧管組件限定壁式導管，燃料通過該壁式導管在燃料通道中流動。壁式導管沿著壁式導管的長度限定第一端和與第一端相對的第二端。燃料歧管組件包括出口歧管，燃料噴嘴附接到該出口歧管。燃料歧管組件包括聯接到燃料歧管組件的壁式導管的阻尼器組件。該阻尼器組件包括從壁式導管延伸的壁式管。阻尼器組件進一步包括在其中限定阻尼器腔的壁式外罩。阻尼器腔與限定在壁式管內的阻尼器通道流體連通，并且阻尼器通道與燃料通道流體連通。

技術領域

本主題大體涉及燃氣渦輪發動機燃料歧管組件。更具體地，本主題涉及用于燃氣渦輪發動機燃料歧管組件的阻尼結構。

背景技術

燃氣渦輪發動機通常包括燃燒區段，該燃燒區段從聯接到多個燃料噴嘴的燃料歧管組件接收燃料。由于通過燃料歧管組件的燃料流量或壓力，來自燃燒區段的壓力振蕩，和/或動態(例如通常來自發動機的振動，噪音或諧波)，燃料歧管組件可在各種發動機運行狀態下經歷高振幅動態(例如壓力振蕩，振動，諧波)。例如，發動機運行狀態可包括由航空發動機的著陸/起飛循環(LTO)，或用于工業，船舶，輔助動力單元，渦輪螺旋槳發動機或渦輪軸發動機配置的類似范圍限定的那些。發動機運行狀態可以包括通常較低功率的點火/啟動和怠速運行，通常較高功率的起飛和爬升狀態，以及其間的其他動力狀態，例如巡航和進近。當發動機在這些和其他各種運行狀態下運行時，通過燃料歧管組件到燃燒區段的燃料壓力和流量變化，可能導致一個或多個共振狀態，這些共振狀態可能擾亂朝向燃燒區段的燃料流并對發動機運行產生不利影響，直至并包括燃燒損失。未減輕的燃料歧管組件動態也可能導致燃料歧管組件的結構損壞。

壓力振蕩通常出現在燃氣渦輪發動機的燃燒區段中，這是由燃燒室內的燃料和空氣混合物的點燃引起的。雖然名義上壓力振蕩是燃燒的副產物，但是壓力振蕩的增加的幅度可能源自于通常在貧燃條件下(例如為了減少燃燒排放物)操作燃燒區段，或者產生的火焰/燃燒的非穩態熱釋放動態，燃燒區段的整體聲學狀態以及燃燒室內的瞬態流體動態之間的結合。壓力振蕩通常導致燃燒區段內可能傳播到燃料歧管組件的不期望的高振幅，自持壓力振蕩。這些壓力振蕩可能導致強烈的單頻或多頻主導聲波，其可能在燃燒區段內傳播并傳播到燃料歧管組件，從而引起燃料歧管組件中的振動，這可能導致燃料歧管組件內的燃料流量或壓力發生振蕩。燃料流量或壓力的振蕩可以從燃料歧管組件傳播到燃料噴嘴并且加劇燃燒區段內的壓力振蕩。低頻聲波(例如在發動機啟動期間和/或在低功率到怠速運行狀態期間發生的那些)和/或較高頻率的波(其可能在其他運行狀態下發生)可能降低發動機的可操作性裕度，可能增加外部燃燒噪音，振動或諧波，或引起火焰損失。增加的壓力振蕩通?？赡軗p壞燃燒區段或加速燃燒區段，燃料歧管組件或發動機的結構劣化，從而導致發動機故障或增加的發動機維護成本。

因此，需要一種用于燃料歧管組件的阻尼結構和方法，以衰減燃料歧管組件處的動態，這可減輕可操作性裕度的損失，噪聲、振動或諧波的增加，燃料歧管、燃燒區段或發動機的結構劣化。

發明內容

本發明的方面和優點將部分地在以下描述中闡述，或者可以從描述中顯而易見，或者可以通過實踐本發明來得知。

本公開涉及一種用于燃氣渦輪發動機的燃料歧管組件。燃料歧管組件限定了壁式導管，燃料通過該壁式導管在燃料通道中流動。該壁式導管沿著壁式導管的長度限定第一端和與第一端相對的第二端。燃料歧管組件包括出口歧管，燃料噴嘴附接至該出口歧管。燃料歧管組件包括聯接至燃料歧管組件的壁式導管的阻尼器組件。阻尼器組件包括從壁式導管延伸的壁式管。阻尼器組件進一步包括在其中限定阻尼器腔的壁式外罩。阻尼器腔與限定在壁式管內的阻尼器通道流體連通，并且阻尼器通道與燃料通道流體連通。

在一個實施例中，燃料歧管組件進一步包括跨接管，該跨接管聯接至阻尼器組件的壁式外罩?？缃庸鼙宦摻又帘谑綄Ч艿牡诙耍⑶易枘崞鹘M件被聯接至壁式導管的第一端。

在另一個實施例中，壁式外罩限定了阻尼器腔的大體圓柱形空間。