用于具有切向流的室的聲阻尼裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及燃燒動態(tài)的聲阻尼。本申請的含義中的燃燒動態(tài)包括脈動、聲振蕩、壓力和速度波動，和日常用語中的“噪聲”。
【背景技術】
[0002]燃燒動態(tài)發(fā)生在燃氣渦輪的燃燒器中，例如，作為燃料供應中的變化的結果。過多的壓力波動可導致機器構件的損害。為了簡化，隨后使用術語“室”，并且其包括發(fā)生燃燒動態(tài)的所有位置。在這些室中，氣體(例如燃料和空氣的混合物或熱燃燒氣體)以高速流動。
[0003]為了降低燃燒動態(tài)，在本領域中公知的是，安裝類似于亥姆霍茲共振器、半波管、四分之一波管或者具有或者不具有氣體的流過的其他類型的阻尼裝置。
[0004]這些聲阻尼裝置可具有一個或更多個共振頻率。如果在燃氣渦輪的操作下，燃燒動態(tài)激發(fā)聲阻尼裝置的共振頻率，則降低或抑制燃燒動態(tài)。
[0005]圖1例示是反射系數(shù)(Y軸)及與頻率的相關性。
[0006]曲線I示出當使用具有大約300赫茲的共振頻率的聲阻尼裝置時的理論反射系數(shù)。如可看到的，在300赫茲的頻率處，反射系數(shù)具有大約為0.5的相對最小值。在大約225赫茲和375赫茲的頻率處，反射系數(shù)的具有大約為0.75的局部最大值。
[0007]給出實例:燃氣渦輪的燃燒室裝備有具有300赫茲的共振頻率的聲阻尼吸收器。假設在該燃燒室中的操作下，波動隨之導致包括300赫茲的頻率，可預期到，由在300赫茲處的反射系數(shù)的局部最小值，有效地阻尼和減少具有300赫茲的頻率的波動。
[0008]在技術實驗中，本申請人進行了測量，并將理論反射系數(shù)(曲線I)與在50赫茲和400赫茲之間的頻率范圍處取得的測量值進行了比較。
[0009]測得值是在圖1中通過點3例不。
[0010]通過將測得值與理論反射系數(shù)(線I)比較，可看出，在250赫茲與350Hz之間的范圍中，測得值3未示出預期的局部最小值。換言之:聲阻尼裝置不充分地工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的一個目的，是提供一種聲阻尼器，其能夠在操作下的燃氣渦輪中有效地阻尼，且因此有效地降低由某些頻率下的燃氣渦輪的操作引起的燃燒動態(tài)。
[0012]該目的已通過使用包括頸部和阻尼體積的聲阻尼器而實現(xiàn)，其中，頸部包括與室流體地連接的口，該室在頸部的口附近包括用于密封氣體的至少一個開口。
[0013]流動通過至少一個開口到室中的密封氣體、空氣或者其他合適的氣體具有相對于切向流保護阻尼器的口的“防護”或屏蔽效果。結合主張的發(fā)明，切向流是或多或少平行于構成阻尼器口的壁的氣流。該切向流具有或多或少垂直于阻尼器頸部的主要或者優(yōu)選方向，且因此可干擾穿過頸部和口到阻尼體積中的氣體偏向流。
[0014]借助于位于阻尼器口附近的主張的開口或者多個開口，切向流偏轉且因而不干擾穿過阻尼器的頸部和口的偏向流，且因此改善阻尼器的性能。
[0015]在主張的發(fā)明的優(yōu)選實施例中，用于密封氣體的至少一個開口位于口的上游，以便使切向流遠離阻尼器的口偏轉。如果該開口位于口的上游，則其相對于切向氣流有效地保護口。
[0016]為了更有效地使切向流遠離阻尼器的口偏轉，有利的是在口的上游通過兩個或更多個開口。在切向流的優(yōu)選方向可改變的實施例中，優(yōu)選的是如果三個、四個或者更多個開口位于阻尼器的口附近，以便使切向流與其實際流動方向無關地偏轉，且相對于切向流保護阻尼器的口。
[0017]為了優(yōu)化本發(fā)明的鄰近口的開口的效果，用于密封氣體的開口可具有橢圓或正方形截面。當然，開口的特定截面的選擇可基于效率，即，切向氣流的最優(yōu)偏轉和較少的密封氣體消耗。降低密封氣體的流量提高了燃氣渦輪的總體效率，因為供應具有比室內(nèi)側的壓力高的壓力的密封氣體要求能量。
[0018]原則上，根據(jù)本發(fā)明，可獲得的任何合適的高壓氣體源可用于切向流的空氣動力屏蔽。在阻尼器是流動通過阻尼器的情況下，流動通過開口到室的密封氣體可與流動通過阻尼器到室中的氣體類似。
[0019]主張的發(fā)明可基于任何類型的聲阻尼器，例如具有一個或者更多個阻尼體積的共振器、半波管、四分之一波管、多體積阻尼器、襯墊(liner)或者其他種類的聲流動通過阻尼器。
[0020]主張的發(fā)明也可適用于聲阻尼器類型的沒有流動通過的阻尼器。
[0021]如果阻尼器的口通向燃氣渦輪的燃燒器室、混合室、增壓室和/或空氣通道，則可優(yōu)選地適用主張的發(fā)明。
[0022]隨后結合附圖和它們的說明詳細地敘述主張的發(fā)明的更多優(yōu)點和細節(jié)。
【附圖說明】
[0023]附圖示出:
[0024]圖1示出具有300赫茲處的共振頻率的示例性聲阻尼器的反射系數(shù)，
[0025]圖2示出具有現(xiàn)有技術已知的聲阻尼器的燃燒器室，且
[0026]圖3-7示出主張的發(fā)明的若干實施例。
[0027]參考標號列表
[0028]I 線
[0029]3 點
[0030]5 室
[0031]7 壁
[0032]9內(nèi)表面
[0033]11聲阻尼器
[0034]13 頸部 13
[0035]15阻尼體積
[0036]17頸部的口
[0037]19箭頭/切向流
[0038]19.2偏轉的切向流
[0039]21偏向流
[0040]23孑L
[0041]Rl另一個室
[0042]25孑L
[0043]27開口
[0044]29氣體/空氣流
[0045]31風屏蔽
[0046]33孔
[0047]35開口。
【具體實施方式】
[0048]圖2示出了室5的示意截面，例如燃氣渦輪的燃燒室CC，其由包含內(nèi)表面9的至少一個壁7限制。如從圖2可見，室5配備有聲阻尼器11，聲阻尼器11包括頸部13和阻尼體積15。頸部13將阻尼體積15連接至燃燒室5。頸部13的朝燃燒室5的開口稱為頸部13的 “口” 17。
[0049]本示例性實施例中的阻尼器11可以是亥姆霍茲共振器，但主張的發(fā)明不限于該類型的聲阻尼裝置。主張的發(fā)明可與任何類型的聲阻尼裝置結合地使用，如半波管、四分之一波管等。本發(fā)明可與流動通過聲阻尼裝置和沒有流動通過的聲阻尼裝置結合地使用。
[0050]如可從圖2看到的，頸部13的口 17和壁面7的內(nèi)表面9具有相同水平。
[0051]在室5中，氣體或多或少平行于內(nèi)表面9而流動。該氣體具有優(yōu)選的流動方向(由箭頭19所示)且也稱作切向流19。該切向流19的優(yōu)選方向基本垂直于阻尼體積15與燃燒室5之間的偏向流21，并干擾通過頸部13的偏向流21。切向流19對偏向流21的負面影響如上面結合圖1已說明的那樣降低阻尼器11的性能。
[0052]圖3示出了主張的發(fā)明的第一實施例。使用的參考標記與圖2中的相同，且因此只詳細地描述不同。
[0053]在圖3中，偏向流具有從左至右的優(yōu)選流動方向，且因此在圖3中的口 17的上游指口 17的左側。
[0054]在本實施例中，阻尼器11是流動通過阻尼器，這意味著阻尼體積15經(jīng)由頸部13與燃燒室5連接。在阻尼體積15的相反端處，阻尼體積15經(jīng)由小孔23連接至另一個