[发明专利]用于燃气涡轮的缓冲器

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮，并且更具体地涉及用于减小燃气涡轮中的脉动的缓冲器。

背景技术

在常规燃气涡轮中，声振荡通常在燃烧过程期间由于燃烧不稳定性和变化而出现于燃气涡轮的燃烧室中。这种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经受严重的机械负载的振幅和相关联的压力波动，这可决定性地减少燃烧室的寿命，且在最坏的情况中，甚至可导致燃烧室的破坏。

大体上，称为亥姆霍兹缓冲器的一类缓冲器用于缓冲在燃气涡轮的燃烧室中生成的共振。

EP2397760A1中公开了一种缓冲器布置，其包括与第二缓冲器串联连接的第一缓冲器，第二缓冲器由活塞与第一缓冲器分开，其中第一缓冲器的共振频率接近第二缓冲器的共振频率。第一颈部使第一缓冲器和第二缓冲器的缓冲容量互连。杆连接到活塞上，以调节第一缓冲器和第二缓冲器的缓冲容量。

US2005/0103018A1中公开了一种缓冲器，其包括由固定缓冲容量和可变缓冲容量构成的缓冲容量。固定缓冲容量和可变缓冲容量由活塞分开，活塞可借助于螺纹杆形式的调整元件来位移。如果调整元件旋转，则活塞沿缓冲容量的圆柱轴线移动，且可采用各种位置。缓冲出现或达到其最大值的频率也与缓冲容量对应地变化。

一个类型的常规亥姆霍兹缓冲器的特征在于多个缓冲容量以提供宽带缓冲效率。独立的容量与小光管互连，即，所谓的内颈部。通常，内颈部中的平均流速高于将缓冲器连接到燃烧室上的主颈部的流速。尤其对于具有较小几何大小的高频缓冲器，如果内颈部和主颈部同轴地放置，则离开内颈部的流快速进入主颈部，或其冲击对置的结构构件导致复杂的流场。这可导致缓冲效率的急剧降低。此外，如果缓冲器是可调的，则缓冲器特征在于可动的分隔板或可互换的颈部，以将缓冲器调整至相应的脉动频率，其中缓冲特征较强地取决于所得的流场。缓冲器中的分隔板的位置变化对应于不同的流场，这使得不可能建立声学模型来推导出用于稳健性能的缓冲器设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于减小燃气涡轮中的脉动的缓冲器，其可保持缓冲器内的流场稳定且可预测，因此改善了可调谐的缓冲器在整个调谐范围中的性能。此外，根据本发明的缓冲器可提供可靠的布局和设计，尤其是对于小的和高频的缓冲器。

该目的通过一种减小燃气涡轮中的脉动的缓冲器来达到，该缓冲器包括：封壳；从封壳延伸的主颈部；设置在封壳中以将封壳分成第一腔和第二腔的分隔板；具有第一端和第二端而延伸经过分隔板以使第一腔和第二腔互连的内颈部，其中内颈部的第一端保持在第一腔中，且第二端保持在第二腔中，其特征在于，流偏转部件设置成邻近内颈部的第二端，以使经过内颈部的流偏转。

根据本发明的一个可能的实施例，流偏转部件包括设置在内颈部的邻近其第二端的外周表面上的至少一个孔，且内颈部的第二端被闭塞或被堵塞。

根据本发明的一个可能的实施例，至少一个孔包括围绕内颈部的外周表面均匀地设置的至少两个孔。

根据本发明的一个可能的实施例，流偏转部件包括设置成邻近内颈部的第二端的至少一个引导管，其中引导管的出口指向从内颈部的纵轴线转移的一定角。

根据本发明的一个可能的实施例，至少一个引导管包括围绕内颈部的外周表面均匀地设置的至少两个引导管。

根据本发明的一个可能的实施例，引导管的出口指向从内颈部的纵轴线起转移从0到90度的范围的角。

利用本发明的解决方案，当根据本发明的实施例的缓冲器操作时，流场进而第二腔中的缓冲特征恒定，而不论封壳中的分隔板的调整。

附图说明

在参照附图阅读仅为了举例的目的给出的其优选实施例的以下非限制性描述时，本发明的目的、优点和其它特征将变得更清楚，附图中类似的参考标号可用于指示类似的元件，且在附图中：

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的缓冲器的立面侧视图；

图2为根据本发明的另一个示例性实施例的缓冲器的立面侧视图；

图3为示出引导管的布置的沿图1中的线A-A截取的截面；

图4为根据本发明的备选实施例的缓冲器的立面侧视图；以及

图5为根据本发明的另一个备选实施例的缓冲器的立面侧视图。

零件清单

100 缓冲器

102 入口管

110 内颈部

112 内颈部的第一端

114 内颈部的第二端

116 孔

118 引导管

120 引导管的第一端