用于具有切向流的室的声阻尼装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃烧动态的声阻尼。本申请的含义中的燃烧动态包括脉动、声振荡、压力和速度波动，和日常用语中的“噪声”。
【背景技术】
[0002]燃烧动态发生在燃气涡轮的燃烧器中，例如，作为燃料供应中的变化的结果。过多的压力波动可导致机器构件的损害。为了简化，随后使用术语“室”，并且其包括发生燃烧动态的所有位置。在这些室中，气体(例如燃料和空气的混合物或热燃烧气体)以高速流动。
[0003]为了降低燃烧动态，在本领域中公知的是，安装类似于亥姆霍兹共振器、半波管、四分之一波管或者具有或者不具有气体的流过的其他类型的阻尼装置。
[0004]这些声阻尼装置可具有一个或更多个共振频率。如果在燃气涡轮的操作下，燃烧动态激发声阻尼装置的共振频率，则降低或抑制燃烧动态。
[0005]图1例示是反射系数(Y轴)及与频率的相关性。
[0006]曲线I示出当使用具有大约300赫兹的共振频率的声阻尼装置时的理论反射系数。如可看到的，在300赫兹的频率处，反射系数具有大约为0.5的相对最小值。在大约225赫兹和375赫兹的频率处，反射系数的具有大约为0.75的局部最大值。
[0007]给出实例:燃气涡轮的燃烧室装备有具有300赫兹的共振频率的声阻尼吸收器。假设在该燃烧室中的操作下，波动随之导致包括300赫兹的频率，可预期到，由在300赫兹处的反射系数的局部最小值，有效地阻尼和减少具有300赫兹的频率的波动。
[0008]在技术实验中，本申请人进行了测量，并将理论反射系数(曲线I)与在50赫兹和400赫兹之间的频率范围处取得的测量值进行了比较。
[0009]测得值是在图1中通过点3例不。
[0010]通过将测得值与理论反射系数(线I)比较，可看出，在250赫兹与350Hz之间的范围中，测得值3未示出预期的局部最小值。换言之:声阻尼装置不充分地工作。
【发明内容】
[0011]本发明的一个目的，是提供一种声阻尼器，其能够在操作下的燃气涡轮中有效地阻尼，且因此有效地降低由某些频率下的燃气涡轮的操作引起的燃烧动态。
[0012]该目的已通过使用包括颈部和阻尼体积的声阻尼器而实现，其中，颈部包括与室流体地连接的口，该室在颈部的口附近包括用于密封气体的至少一个开口。
[0013]流动通过至少一个开口到室中的密封气体、空气或者其他合适的气体具有相对于切向流保护阻尼器的口的“防护”或屏蔽效果。结合主张的发明，切向流是或多或少平行于构成阻尼器口的壁的气流。该切向流具有或多或少垂直于阻尼器颈部的主要或者优选方向，且因此可干扰穿过颈部和口到阻尼体积中的气体偏向流。
[0014]借助于位于阻尼器口附近的主张的开口或者多个开口，切向流偏转且因而不干扰穿过阻尼器的颈部和口的偏向流，且因此改善阻尼器的性能。
[0015]在主张的发明的优选实施例中，用于密封气体的至少一个开口位于口的上游，以便使切向流远离阻尼器的口偏转。如果该开口位于口的上游，则其相对于切向气流有效地保护口。
[0016]为了更有效地使切向流远离阻尼器的口偏转，有利的是在口的上游通过两个或更多个开口。在切向流的优选方向可改变的实施例中，优选的是如果三个、四个或者更多个开口位于阻尼器的口附近，以便使切向流与其实际流动方向无关地偏转，且相对于切向流保护阻尼器的口。
[0017]为了优化本发明的邻近口的开口的效果，用于密封气体的开口可具有椭圆或正方形截面。当然，开口的特定截面的选择可基于效率，即，切向气流的最优偏转和较少的密封气体消耗。降低密封气体的流量提高了燃气涡轮的总体效率，因为供应具有比室内侧的压力高的压力的密封气体要求能量。
[0018]原则上，根据本发明，可获得的任何合适的高压气体源可用于切向流的空气动力屏蔽。在阻尼器是流动通过阻尼器的情况下，流动通过开口到室的密封气体可与流动通过阻尼器到室中的气体类似。
[0019]主张的发明可基于任何类型的声阻尼器，例如具有一个或者更多个阻尼体积的共振器、半波管、四分之一波管、多体积阻尼器、衬垫(liner)或者其他种类的声流动通过阻尼器。
[0020]主张的发明也可适用于声阻尼器类型的没有流动通过的阻尼器。
[0021]如果阻尼器的口通向燃气涡轮的燃烧器室、混合室、增压室和/或空气通道，则可优选地适用主张的发明。
[0022]随后结合附图和它们的说明详细地叙述主张的发明的更多优点和细节。
【附图说明】
[0023]附图示出:
[0024]图1示出具有300赫兹处的共振频率的示例性声阻尼器的反射系数，
[0025]图2示出具有现有技术已知的声阻尼器的燃烧器室，且
[0026]图3-7示出主张的发明的若干实施例。
[0027]参考标号列表
[0028]I 线
[0029]3 点
[0030]5 室
[0031]7 壁
[0032]9内表面
[0033]11声阻尼器
[0034]13 颈部 13
[0035]15阻尼体积
[0036]17颈部的口
[0037]19箭头/切向流
[0038]19.2偏转的切向流
[0039]21偏向流
[0040]23孑L
[0041]Rl另一个室
[0042]25孑L
[0043]27开口
[0044]29气体/空气流
[0045]31风屏蔽
[0046]33孔
[0047]35开口。
【具体实施方式】
[0048]图2示出了室5的示意截面，例如燃气涡轮的燃烧室CC，其由包含内表面9的至少一个壁7限制。如从图2可见，室5配备有声阻尼器11，声阻尼器11包括颈部13和阻尼体积15。颈部13将阻尼体积15连接至燃烧室5。颈部13的朝燃烧室5的开口称为颈部13的 “口” 17。
[0049]本示例性实施例中的阻尼器11可以是亥姆霍兹共振器，但主张的发明不限于该类型的声阻尼装置。主张的发明可与任何类型的声阻尼装置结合地使用，如半波管、四分之一波管等。本发明可与流动通过声阻尼装置和没有流动通过的声阻尼装置结合地使用。
[0050]如可从图2看到的，颈部13的口 17和壁面7的内表面9具有相同水平。
[0051]在室5中，气体或多或少平行于内表面9而流动。该气体具有优选的流动方向(由箭头19所示)且也称作切向流19。该切向流19的优选方向基本垂直于阻尼体积15与燃烧室5之间的偏向流21，并干扰通过颈部13的偏向流21。切向流19对偏向流21的负面影响如上面结合图1已说明的那样降低阻尼器11的性能。
[0052]图3示出了主张的发明的第一实施例。使用的参考标记与图2中的相同，且因此只详细地描述不同。
[0053]在图3中，偏向流具有从左至右的优选流动方向，且因此在图3中的口 17的上游指口 17的左侧。
[0054]在本实施例中，阻尼器11是流动通过阻尼器，这意味着阻尼体积15经由颈部13与燃烧室5连接。在阻尼体积15的相反端处，阻尼体积15经由小孔23连接至另一个