[发明专利]最小化在特定频率范围内作用在涡轮叶片上的力的方法

说明书

燃气涡轮发动机(100)具有燃烧室中的燃料喷射器的周向分级配置。当涡轮叶片在燃气涡轮发动机内旋转时，其受到基于点燃的喷射器(14b)的配置的升力和阻力。确定产生涡轮叶片(13)经历的最小不稳定力的点燃的喷射器(14b)的配置，以便增加涡轮叶片(13)的寿命并限制任何结构故障。

技术领域

所公开的实施例总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及燃气涡轮发动机的燃烧和涡轮系统。

背景技术

燃气涡轮发动机在燃烧室中产生燃烧产物。燃烧产物在燃气涡轮发动机的下游传递至耦合到涡轮转子的多排旋转涡轮叶片。当燃烧产物在涡轮部分中膨胀时，燃烧产物使叶片组件和涡轮转子旋转。

在一些燃气涡轮发动机中，在燃烧室内使用了周向分级。周向分级是使用在燃烧室内周向分布的喷射器来喷射燃料和空气。激活喷射器以改变燃气涡轮发动机的功率。在燃气涡轮发动机中使用周向分级会影响涡轮部分中的涡轮叶片的寿命。

发明内容

简而言之，本公开的方面涉及燃气涡轮发动机内的激活的喷射器的配置。

本公开的一个方面可以是一种用于配置燃气涡轮发动机中的周向分级的方法。该方法涉及确定在燃气涡轮发动机内旋转的涡轮叶片的共振频率。该方法还涉及针对从点燃的喷射器的多个配置中选择的点燃的喷射器的第一配置来确定涡轮叶片在涡轮叶片旋转一周期间遭受的不稳定力的频谱；针对从点燃的喷射器的多个配置中选择的点燃的喷射器的至少一个其他配置来确定涡轮叶片在涡轮叶片旋转一周期间遭受的不稳定力的频谱，其中，点燃的喷射器的至少一个其他配置不同于点燃的喷射器的第一配置。该方法进一步涉及确定点燃的喷射器的多个配置中的哪个配置产生涡轮叶片将经历的最小不稳定力；和在燃烧室中配置点燃的喷射器以匹配点燃的喷射器的多个配置中产生涡轮叶片将经历的最小不稳定力的配置。

本公开的另一方面可以是一种燃气涡轮发动机，其具有燃烧室和在燃气涡轮发动机内旋转的涡轮叶片，其中，确定在燃气涡轮发动机内旋转的涡轮叶片的共振频率。燃气涡轮发动机还可具有位于燃烧室内的喷射器，用于执行周向分级，其中，基于确定产生涡轮叶片将经历的最小不稳定力的点燃喷射器的配置来点燃多个喷射器；其中，通过以下手段来确定产生涡轮叶片将经历的最小不稳定力的点燃的喷射器的配置：针对从点燃的喷射器的多个配置中选择的点燃的喷射器的第一配置，确定涡轮叶片在涡轮叶片旋转一周期间遭受于的不稳定力的频谱；针对从点燃的喷射器的多个配置中选择的点燃的喷射器的至少一个其他配置来确定涡轮叶片在涡轮叶片的旋转一周期间遭受的不稳定力的频谱，其中，点燃的喷射器的至少一个其他配置与点燃的喷射器的第一配置不同；以及确定点燃的喷射器的多个配置中的哪个配置产生涡轮叶片将经历的最小不稳定力。

附图说明

图1示出了燃气涡轮发动机的剖视图；

图2示出了多个喷射器的局部视图；

图3示出了喷射器和涡轮叶片的示意图；

图4是示出用于配置燃气涡轮发动机的周向分级的方法的流程图；

图5示出了点燃的喷射器的第一配置的示意图；

图6示出了点燃的喷射器的第二配置的示意图；

图7示出了用于不同燃烧阶段的点燃的喷射器的配置的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本公开的实施例、原理和特征，在下文中参考说明性实施例中的实现来解释它们。然而，本公开的实施例不限于在所描述的系统或方法中使用。

在下文中描述为构成各种实施例的组件和材料旨在是说明性的而非限制性的。将执行与本文描述的材料相同或类似功能的许多合适的组件和材料旨在包含在本公开的实施例的范围内。