[发明专利]用于燃气涡轮的阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气涡轮，更具体而言，涉及一种用于减小燃气涡轮的燃烧室中的脉动(pulsation)的阻尼器。

背景技术

在常规燃气涡轮中，通常在燃烧过程期间由于燃烧不稳定性和变化而在燃气涡轮的燃烧室中发生声振荡。该声振荡可发展成极为显著的共振。也称为燃烧室脉动的此类振荡可采用使燃烧室自身受到严重的机械负载的振幅和相关联的压力波动，这可决定性地缩短燃烧室的寿命，且在最坏的情况中，甚至可导致燃烧室的破坏。

通常，称为亥姆霍兹(Helmholtz)阻尼器的一类阻尼器用于阻尼燃气涡轮的燃烧室中生成的脉动。当前，使用此类阻尼器方面的一个主要困难在于对这些阻尼器而言可用的空间有限。解决此情形的一种可能的途径是将阻尼器置于燃烧室的外侧。实际上，构成燃烧室的不同层的热膨胀妨碍了直接地应用此类阻尼器。

US2004/0248053A1中公开了一种用于减小燃气涡轮的燃烧室中的共振的阻尼布置，其中，燃烧室包括外壁表面部分和面对燃烧室的内壁表面部分，气密性地包围中间空间，冷却空气可出于燃烧室壁的对流冷却目的而给送到该中间空间中。提供了至少一个第三壁表面部分，其与外壁表面部分一起包围气密性容积。该气密性容积通过至少一个连接管线气密性地连接于燃烧室。垫圈焊接到连接管线的端部处，其位于气密性容积中，且覆盖外壁表面部分来提供气密性。利用该垫圈和连接管线，阻尼布置可补偿一个方向上的外壁表面部分与内壁表面部分之间的热膨胀差。

US2006/0123791A1中提供了适用于燃气涡轮发动机的燃烧室，其包括至少一个亥姆霍兹共振器，该亥姆霍兹共振器具有共振腔和与室内部流动连通的共振器颈部。亥姆霍兹共振器固定于燃烧室的内壳，其中共振器颈部穿过燃烧室的内壁上的开口穿透到燃烧室的内部中。环形密封部件围绕颈部的外周提供，以提供颈部与开口之间的气密性密封。颈部提供了颈部相对于燃烧室的有限的相对轴向移动，以便在发动机操作期间基本没有负载从共振器颈部传递至燃烧室。

WO2012/057994A2中公开了包括至少一个共振器的燃气涡轮的燃烧器，其包括外衬套和内衬套。共振器联接于外衬套。燃烧器衬套包括喉部，该喉部从共振器的底座延伸并穿过内衬套和外衬套穿透到燃烧室中。燃烧器衬套还包括垫环(grommet)组件，其允许邻近喉部的内衬套与外衬套之间在沿喉部的轴线的第一方向和垂直于第一方向的第二方向上的相对热膨胀。

甚至在脉动阻尼领域中的前文提到的发展方案的情况下，存在较大的空间来改善补偿效应，以消除热膨胀差。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于燃气涡轮的阻尼器，其可补偿在燃烧室与阻尼器(特别是阻尼器的共振腔)之间由于热膨胀差异而发生的相对旋转。

该目的通过如下阻尼器来达到，该阻尼器用于减小燃气涡轮的燃烧室中的脉动，其中该阻尼器包括：共振腔，其具有入口和与燃烧室和共振腔的内部流动连通的颈管，和补偿组件，其与颈管可枢转地连接，且插入共振腔与燃烧室之间，以允许燃烧室与共振腔之间的相对旋转。

根据一个可能的实施例，颈管在其第一端处气密性地附接到燃烧室的壁，补偿组件与颈管的第二端可枢转地连接，其中补偿组件包括形成在颈管的第二端上的球状部分和与球状部分气密性地配合的承窝部分，以提供燃烧室与共振腔之间的相对旋转。

根据另一个可能的实施例，补偿组件还包括形成在承窝部分上的第一滑动部分和与第一滑动部分气密性地配合的第二滑动部分，以提供沿平行于颈管的纵轴线的方向在第一滑动部分与第二滑动部分之间的相对滑动。

根据另一个可能的实施例，补偿组件还包括形成在第二滑动部分上的第三滑动部分和形成在共振腔的入口上的第四滑动部分，第四滑动部分与第三滑动部分气密性地配合，以提供沿横穿颈管的纵轴线的方向在第三滑动部分与第四滑动部分之间的相对滑动。

根据另一个可能的实施例，燃烧室的壁包括外壁和位于外壁的径向内侧的内壁，且颈管在其第一端处气密性地附接到燃烧室的内壁，且行进穿过外壁上的开口，其中垫环气密性地附接到颈管的周边以便覆盖外壁上的开口。

根据另一个可能的实施例，第三滑动部分包括形成在其上的凸起，其中允许凸起抵靠第四滑动部分气密性地滑动。

根据另一个可能的实施例，颈管在其第一端处气密性地附接到共振腔的入口，补偿组件与颈管的第二端可枢转地连接，其中补偿组件包括形成在管颈的第二端上的球状部分和与球状部分气密性地配合的承窝部分，以提供燃烧室与共振腔之间的相对旋转。