CH708102A2

CH708102A2 - A method and system for combustion control between several burner devices of a gas turbine.

Info

Publication number: CH708102A2
Application number: CH00765/14A
Authority: CH
Inventors: Rahul Ravindra Kulkarni
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2014-11-28
Also published as: US20140345287A1; JP2014228271A; DE102014106683A1

Abstract

Ein System weist eine erste Brennereinrichtung (14) mit einer ersten Brennkammer (19), einem ersten Kopfende mit mehreren ersten Brennstoffdüsen und einer ersten Effusionsplatte (11) auf. Die erste Effusionsplatte weist mehrere erste Öffnungen für die mehreren ersten Brennstoffdüsen (18) auf und mehrere erste Öffnungen, die so konfiguriert sind, dass sie einen Luftstrom in die erste Brennkammer ermöglichen. Das System weist eine zweite Brennereinrichtung (14) mit einer zweiten Brennkammer (19), einem zweiten Kopfende mit mehreren zweiten Brennstoffdüsen und einer zweiten Effusionsplatte (11) auf. Die zweite Effusionsplatte umfasst mehrere zweite Luftöffnungen, die so konfiguriert sind, dass sie einen Luftstrom in die zweite Brennkammer ermöglichen, so dass die mehreren ersten Luftöffnungen in der ersten Effusionsplatte in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen in der zweiten Effusionsplatte Unterschiede aufweisen.A system includes a first combustor (14) having a first combustor (19), a first head end having a plurality of first fuel nozzles, and a first effusion plate (11). The first effusion plate has a plurality of first openings for the plurality of first fuel nozzles (18) and a plurality of first openings configured to allow air flow into the first combustion chamber. The system has a second burner device (14) with a second combustion chamber (19), a second head end with a plurality of second fuel nozzles and a second effusion plate (11). The second effusion plate includes a plurality of second air openings configured to allow air flow into the second combustion chamber so that the plurality of first air openings in the first effusion plate have differences with respect to the plurality of second air openings in the second effusion plate.

Description

Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art

[0001] Der hier offenbarte Gegenstand betrifft allgemein Gasturbinensysteme und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Reduzieren von mit der Verbrennungsdynamik verknüpftem Resonanzverhalten bei benachbarten Brennereinrichtungen des Gasturbinensystems. The subject matter disclosed herein relates generally to gas turbine systems, and more particularly to a system and method for reducing combustion dynamics associated resonant behavior in adjacent gas turbine engine combustors.

[0002] Gasturbinensysteme weisen in der Regel mindestens eine Gasturbine mit einem Verdichterabschnitt, einem Brennereinrichtungsabschnitt und einem Turbinenabschnitt auf. Der Brennereinrichtungsabschnitt kann einen oder mehrere Brennereinrichtungen (z.B. Rohrbrennkammern) mit Brennstoffdüsen aufweisen, die das Einspritzen und Mischen von einem Brennstoff und Luft in jeder Brennereinrichtung unterstützen. Jede Brennereinrichtung weist eine Kammer zum Verbrennen eines Gemischs aus dem Brennstoff und Luft auf, wodurch heisse Verbrennungsgase erzeugt werden, die eine oder mehrere Turbinenstufen in dem Turbinenabschnitt antreiben. Bei jeder Brennereinrichtung kann die Beziehung zwischen einer unruhigen Flamme und der Systemakustik für unterschiedliche Verbrennungsdynamiken sorgen, die allgemein auf dynamische Druckschwankungen im Heissgasstrom (z.B. einschliesslich der Kammer der Brennereinrichtung und Durchgangsstufen des Turbinenabschnitts) zurückzuführen sind. Wie nachstehend erläutert wird, ist es wünschenswert, dynamische Druckschwankungen im Heissgasstrom auf ein Minimum zu beschränken und Resonanzverhalten im Gasturbinensystem zu vermeiden, wodurch sich Vibrationen und Belastung auf ein Minimum beschränken und sich die Lebensdauer des Gasturbinensystems verlängert. Gas turbine systems typically include at least one gas turbine having a compressor section, a combustor section and a turbine section. The combustor section may include one or more combustor devices (e.g., tube combustors) having fuel nozzles that assist in injecting and mixing fuel and air in each combustor. Each combustor has a chamber for combusting a mixture of the fuel and air, thereby generating hot combustion gases that drive one or more turbine stages in the turbine section. In any combustor, the relationship between a turbulent flame and the system acoustics may provide for different combustion dynamics generally due to dynamic pressure variations in the hot gas flow (e.g., including the combustor chamber and turbine stage passages). As will be explained below, it is desirable to minimize dynamic pressure variations in the hot gas flow and to avoid resonance in the gas turbine system, thereby minimizing vibration and stress and increasing the life of the gas turbine system.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

[0003] Bestimmte Ausführungsformen, die dem Schutzumfang der ursprünglich beanspruchten Erfindung entsprechen, sind nachfolgend zusammengefasst. Diese Ausführungsformen sollen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung nicht einschränken, sondern nur eine kurze Zusammenfassung möglicher Formen der Erfindung darstellen. Die Erfindung kann in der Tat verschiedene Formen umfassen, die den nachfolgend erläuterten Ausführungsformen ähneln oder sich davon unterscheiden. Certain embodiments that are within the scope of the originally claimed invention are summarized below. These embodiments are not intended to limit the scope of the claimed invention, but are only a brief summary of possible forms of the invention. In fact, the invention may include various forms that are similar or different from those discussed below.

[0004] Bei einer ersten Ausführungsform weist ein System eine erste Brennereinrichtung mit einer ersten Brennkammer, einem ersten Kopfende mit mehreren ersten Brennstoffdüsen und einer ersten Effusionsplatte auf. Die erste Effusionsplatte ist zwischen der ersten Brennkammer und der Kammer am ersten Kopfende angeordnet. Die erste Effusionsplatte weist mehrere erste Öffnungen für die mehreren ersten Brennstoffdüsen auf und mehrere erste Öffnungen, die so konfiguriert sind, dass sie einen Luftstrom in die erste Brennkammer ermöglichen. Das System weist eine zweite Brennereinrichtung mit einer zweiten Brennkammer, einem zweiten Kopfende mit mehreren zweiten Brennstoffdüsen und einer zweiten Effusionsplatte auf. Die zweite Effusionsplatte ist zwischen der zweiten Brennkammer und der Kammer am zweiten Kopfende angeordnet und weist mehrere zweite Öffnungen für die mehreren zweiten Brennstoffdüsen auf. Die zweite Effusionsplatte umfasst mehrere zweite Luftöffnungen, die so konfiguriert sind, dass sie einen Luftstrom in die zweite Brennkammer ermöglichen, so dass die mehreren ersten Luftöffnungen in der ersten Effusionsplatte in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen in der zweiten Effusionsplatte Unterschiede aufweisen. In a first embodiment, a system includes a first combustor having a first combustor, a first head end having a plurality of first fuel nozzles, and a first effusion plate. The first effusion plate is disposed between the first combustion chamber and the chamber at the first head end. The first effusion plate has a plurality of first openings for the plurality of first fuel nozzles and a plurality of first openings configured to allow air flow into the first combustion chamber. The system includes a second combustor having a second combustor, a second head end having a plurality of second fuel nozzles, and a second effusion plate. The second effusion plate is disposed between the second combustion chamber and the chamber at the second head end and has a plurality of second openings for the plurality of second fuel nozzles. The second effusion plate includes a plurality of second air openings configured to allow air flow into the second combustion chamber so that the plurality of first air openings in the first effusion plate have differences with respect to the plurality of second air openings in the second effusion plate.

[0005] Die Unterschiede des Systems können in einer unterschiedliche Anzahl Luftöffnungen bei den mehreren ersten Luftöffnungen in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen liegen. The differences of the system may be in a different number of air openings at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings.

[0006] Die Unterschiede jedes oben erwähnten Systems können in unterschiedlichen geometrischen Anordnungen von Luftöffnungen bei den mehreren ersten Luftöffnungen in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen liegen. The differences of each system mentioned above may be in different geometric arrangements of air openings at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings.

[0007] Die Unterschiede jedes oben erwähnten Systems können in den Durchmessern der Luftöffnungen bei den mehreren ersten Luftöffnungen in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen liegen. The differences of each system mentioned above may be in the diameters of the air openings at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings.

[0008] Die Unterschiede jedes oben erwähnten Systems können in unterschiedlichen Abständen zwischen benachbarten Luftöffnungen bei den mehreren ersten Luftöffnungen in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen liegen. The differences of each system mentioned above may be at different distances between adjacent air openings at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings.

[0009] Das oben erwähnte System von beliebigem Typ kann eine Gasturbine mit der ersten und der zweiten Brennereinrichtung umfassen. The above-mentioned system of any type may include a gas turbine with the first and second burner devices.

[0010] Die Gasturbine kann mehrere Brennereinrichtungen aufweisen, die jeweils eine Effusionsplatte besitzen, wobei sich ein Effusionslochmuster von einer Effusionsplatte zur anderen bei den mehreren Brennereinrichtungen unterscheiden kann. The gas turbine may include a plurality of burner devices, each having an effusion plate, wherein an effusion hole pattern may differ from one effusion plate to another in the plurality of burner devices.

[0011] Die erste Effusionsplatte jedes oben erwähnten Systems kann mehrere Abschnitte mit Luftöffnungen umfassen, und mindestens zwei der mehreren Abschnitte können Unterschiede bei den Luftöffnungen aufweisen. The first effusion plate of each of the above-mentioned systems may include a plurality of sections with air openings, and at least two of the plurality of sections may have differences in the air openings.

[0012] Die erste und die zweite Effusionsplatte jedes oben erwähnten Systems können die Unterschiede bei den mehreren ersten und zweiten Luftöffnungen aufweisen und so zum Vermeiden von mit Verbrennungsdynamiken bei der ersten und der zweiten Brennereinrichtung verknüpftem Resonanzverhalten beitragen. The first and second effusion plates of each of the above-mentioned systems may have the differences in the plurality of first and second air holes, thus contributing to the avoidance of resonance characteristics associated with combustion dynamics in the first and second burner means.

[0013] Bei einer zweiten Ausführungsform weist ein System eine erste Effusionsplatte mit mehreren ersten Öffnungen für mehrere erste Brennstoffdüsen auf. Die erste Effusionsplatte ist so konfiguriert, dass sie sich zwischen einer Kammer am ersten Kopfende und einer ersten Brennkammer einer ersten Gasturbinenbrennereinrichtung installieren lässt. Die erste Effusionsplatte weist mehrere erste Abschnitte auf. Jeder erste Abschnitt weist eine der mehreren ersten Öffnungen für eine der mehreren ersten Brennstoffdüsen auf, und jeder erste Abschnitt umfasst mehrere erste Luftöffnungen, die so konfiguriert sind, dass sie einen ersten Luftstrom aus der Kammer am ersten Kopfende in die erste Brennkammer leiten. Ausserdem umfassen mindestens zwei der mehreren ersten Abschnitte erste Unterschiede zwischen den jeweiligen mehreren ersten Luftöffnungen. In a second embodiment, a system comprises a first effusion plate having a plurality of first openings for a plurality of first fuel nozzles. The first effusion plate is configured to be installed between a chamber at the first head end and a first combustion chamber of a first gas turbine combustor. The first effusion plate has a plurality of first sections. Each first portion includes one of the plurality of first openings for one of the plurality of first fuel nozzles, and each first portion includes a plurality of first air openings configured to direct a first airflow from the chamber at the first head end into the first combustion chamber. In addition, at least two of the plurality of first sections include first differences between the respective plural first first air openings.

[0014] Die ersten Unterschiede können in einer unterschiedlichen Anzahl Luftöffnungen in den mindestens zwei ersten Abschnitten liegen. The first differences may be in a different number of air openings in the at least two first sections.

[0015] Die ersten Unterschiede eines beliebigen oben erwähnten Systems können in unterschiedlichen Anordnungen der Luftöffnungen in den mindestens zwei ersten Abschnitten liegen. The first differences of any of the above-mentioned systems may be in different arrangements of the air openings in the at least two first sections.

[0016] Die ersten Unterschiede eines beliebigen oben erwähnten Systems können in unterschiedlichen Durchmessern der Luftöffnungen in den mindestens zwei ersten Abschnitten liegen. The first differences of any of the above-mentioned systems may be in different diameters of the air openings in the at least two first sections.

[0017] Die ersten Unterschiede eines beliebigen oben erwähnten Systems können in unterschiedlichen Abständen zwischen den Luftöffnungen in den mindestens zwei ersten Abschnitten liegen. The first differences of any of the systems mentioned above may be at different distances between the air openings in the at least two first sections.

[0018] Die ersten Unterschiede eines beliebigen oben erwähnten Systems können eine andere Anzahl Luftöffnungen in den mindestens zwei ersten Abschnitten, unterschiedliche Anordnungen der Luftöffnungen in den mindestens zwei Abschnitten, unterschiedliche Durchmesser der Luftöffnungen in den mindestens zwei Abschnitten, unterschiedliche Abstände zwischen den Luftöffnungen in den mindestens zwei ersten Abschnitten oder eine beliebige Kombination davon umfassen. The first differences of any of the above-mentioned systems may include a different number of air openings in the at least two first sections, different arrangements of the air openings in the at least two sections, different diameters of the air openings in the at least two sections, different distances between the air openings in the at least two first sections or any combination thereof.

[0019] Das oben erwähnte System beliebigen Typs kann die erste Gasturbinenbrennereinrichtung oder eine Gasturbine mit der ersten Effusionsplatte umfassen. The above-mentioned system of any type may comprise the first gas turbine combustor or a gas turbine having the first effusion plate.

[0020] Die erste Effusionsplatte jedes oben erwähnten Systems kann so konfiguriert sein, dass sie zum Vermeiden von Resonanzverhalten innerhalb der ersten Gasturbinenbrennereinrichtung oder zwischen der ersten und einer zweiten Gasturbinenbrennereinrichtung oder einer Kombination davon beiträgt. The first effusion plate of each of the above-mentioned systems may be configured to contribute to the avoidance of resonance behavior within the first gas turbine combustor or between the first and second gas turbine combustors or a combination thereof.

[0021] Das oben erwähnte System beliebigen Typs kann Folgendes umfassen: eine zweite Effusionsplatte mit mehreren zweiten Öffnungen für mehrere zweite Brennstoffdüsen, wobei die zweite Effusionsplatte so konfiguriert ist, dass sie sich zwischen einer Kammer am zweiten Kopfende und einer zweiten Brennkammer einer zweiten Gasturbinenbrennereinrichtung installieren lässt, wobei die zweite Effusionsplatte umfasst: mehrere zweite Abschnitte, wobei jeder zweite Abschnitt eine der mehreren zweiten Öffnungen für eine der mehreren zweiten Brennstoffdüsen aufweist, wobei jeder zweite Abschnitt mehrere zweite Luftöffnungen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie einen zweiten Luftstrom aus der Kammer am zweiten Kopfende in die zweite Brennkammer leiten, und mindestens zwei der mehreren zweiten Abschnitte zweite Unterschiede zwischen den jeweiligen mehreren zweiten Luftöffnungen umfassen. The above-mentioned system of any type may include: a second effusion plate having a plurality of second openings for a plurality of second fuel nozzles, the second effusion plate being configured to install between a chamber at the second head end and a second combustion chamber of a second gas turbine combustor wherein the second effusion plate comprises: a plurality of second portions, each second portion having one of the plurality of second openings for one of the plurality of second fuel nozzles, each second portion including a plurality of second air openings configured to receive a second airflow from the second flow passage Passing chamber at the second head end in the second combustion chamber, and at least two of the plurality of second sections include second differences between the respective plurality of second air openings.

[0022] Bei einer dritten Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Leiten eines ersten Luftstroms von einer Kammer am ersten Kopfende durch eine erste Effusionsplatte zu einer ersten Brennereinrichtung. Die Kammer am ersten Kopfende weist mehrere erste Brennstoffdüsen auf, und die erste Effusionsplatte ist zwischen der ersten Brennkammer und der Kammer am ersten Kopfende angeordnet. Die erste Effusionsplatte weist mehrere erste Öffnungen für die mehreren ersten Brennstoffdüsen auf und umfasst mehrere erste Luftöffnungen, die so konfiguriert sind, dass ein erster Luftstrom in die erste Brennkammer strömen kann. Das Verfahren umfasst ausserdem das Leiten eines zweiten Luftstroms von einer Kammer am zweiten Kopfende durch eine zweite Effusionsplatte zu einer zweiten Brennereinrichtung. Die Kammer am zweiten Kopfende weist mehrere zweite Brennstoffdüsen auf, und die zweite Effusionsplatte ist zwischen der zweiten Brennkammer und der Kammer am zweiten Kopfende angeordnet. Die zweite Effusionsplatte weist mehrere zweite Öffnungen für die mehreren zweiten Brennstoffdüsen auf und umfasst mehrere zweite Luftöffnungen, die so konfiguriert sind, dass ein zweiter Luftstrom in die zweite Brennkammer strömen kann. Das Verfahren umfasst ausserdem das Reduzieren von Resonanzverhalten über Unterschiede bei den mehreren ersten Luftöffnungen in der ersten Effusionsplatte in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen in der zweiten Effusionsplatte. In a third embodiment, a method comprises directing a first air flow from a chamber at the first head end through a first effusion plate to a first burner device. The chamber at the first head end has a plurality of first fuel nozzles, and the first effusion plate is disposed between the first combustion chamber and the chamber at the first head end. The first effusion plate has a plurality of first openings for the plurality of first fuel nozzles and includes a plurality of first air openings configured to allow a first airflow to flow into the first combustion chamber. The method also includes directing a second airflow from a chamber at the second head end through a second effusion plate to a second burner device. The chamber at the second head end has a plurality of second fuel nozzles, and the second effusion plate is disposed between the second combustion chamber and the chamber at the second head end. The second effusion plate has a plurality of second openings for the plurality of second fuel nozzles and includes a plurality of second air openings configured to allow a second airflow to flow into the second combustion chamber. The method further includes reducing resonance behavior over differences in the plurality of first air openings in the first effusion plate with respect to the plurality of second air openings in the second effusion plate.

[0023] Die Unterschiede können eine unterschiedliche Anzahl Luftöffnungen bei den mehreren ersten Luftöffnungen in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen umfassen, unterschiedliche geometrische Anordnungen bei den mehreren ersten Luftöffnungen in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen, unterschiedliche Durchmesser bei den mehreren ersten Luftöffnungen in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen, unterschiedliche Abstände bei den mehreren ersten Luftöffnungen in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen oder eine Kombination davon. The differences may include a different number of air openings at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings, different geometric arrangements at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings, different diameters at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings, different distances at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings, or a combination thereof.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0024] Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die Lektüre der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen durchgängig gleiche Teile bezeichnen: These and other features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent by reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings, in which like reference characters designate like parts throughout:

[0025] Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Gasturbinensystems mit mehreren Brennereinrichtungen, die jeweils mit einer Effusionsplatte mit einem Effusionslochmuster ausgestattet sind, das zum Vermeiden von mit Verbrennungsdynamiken verknüpftem Resonanzverhalten beiträgt. Fig. 1 is a schematic representation of one embodiment of a gas turbine system having a plurality of burner devices, each provided with an effusion plate having an effusion hole pattern, which contributes to the avoidance of combustion dynamics associated resonance behavior.

[0026] Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer der Brennereinrichtungen aus Fig. 1 , wobei die Brennereinrichtung mit der Effusionsplatte mit dem Effusionslochmuster ausgestattet ist. Fig. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of one of the burner devices of Fig. 1, wherein the burner device is provided with the effusion plate having the effusion hole pattern.

[0027] Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Gasturbinensystems aus Fig. 1 , die mehrere Brennereinrichtungen darstellt, die jeweils mit der Effusionsplatte ausgestattet sind, wobei die Effusionsplatten (z.B. das Effusionslochmuster) zwischen den Brennereinrichtungen variieren und so zum Vermeiden von mit Verbrennungsdynamiken verknüpftem Resonanzverhalten beitragen. Fig. 3 is a schematic illustration of one embodiment of the gas turbine system of Fig. 1 illustrating a plurality of burner devices each equipped with the effusion plate, the effusion plates (eg, the effusion hole pattern) between the burner devices varying to avoid co-firing Combustion dynamics associated resonance behavior contribute.

[0028] Fig. 4 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) einer Ausführungsform der Effusionsplatte aus Fig. 3 , die mehrere Luftöffnungen (z.B. Effusionskühlöffnungen) darstellt, die in einem ersten geordneten Effusionslochmuster verteilt sind. Fig. 4 is a front view (e.g., backside) of one embodiment of the effusion plate of Fig. 3 illustrating a plurality of air openings (e.g., effusion cooling holes) distributed in a first ordered effusion hole pattern.

[0029] Fig. 5 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) einer Ausführungsform der Effusionsplatte aus Fig. 3 , die mehrere Luftöffnungen (z.B. Effusionskühlöffnungen) darstellt, die in einem zweiten geordneten Effusionslochmuster verteilt sind, das sich von Fig. 4 unterscheidet, Fig. 5 is a front view (e.g., back) of an embodiment of the effusion plate of Fig. 3 illustrating a plurality of air openings (e.g., effusion cooling holes) distributed in a second ordered effusion hole pattern different from Fig. 4;

[0030] Fig. 6 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) einer Ausführungsform der Effusionsplatte aus Fig. 3 , die eine Effusionsplatte mit mehreren Abschnitten darstellt, die mehrere Luftöffnungen (z.B. Effusionskühlöffnungen) aufweist, die in einem dritten geordneten Effusionslochmuster mit der gleichen Anordnung in jedem Abschnitt verteilt sind. FIG. 6 is a front view (eg, back) of an embodiment of the effusion plate of FIG. 3 illustrating a multi-section effusion plate having a plurality of air openings (eg, effusion cooling holes) formed in a third ordered effusion hole pattern having the same arrangement in FIG are distributed in each section.

[0031] Fig. 7 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) einer Ausführungsform der Effusionsplatte aus Fig. 3 , die eine Effusionsplatte mit mehreren Abschnitten darstellt, die mehrere Luftöffnungen (z.B. Effusionskühlöffnungen) aufweist, die in einem vierten geordneten Effusionslochmuster mit einer zwischen den Abschnitten alternierenden ersten Anordnung verteilt sind. Fig. 7 is a front view (eg, back side) of an embodiment of the effusion plate of Fig. 3 illustrating a multi-section effusion plate having a plurality of air openings (eg effusion cooling holes) formed in a fourth ordered effusion hole pattern with one between the sections alternating first arrangement are distributed.

[0032] Fig. 8 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) einer Ausführungsform der Effusionsplatte aus Fig. 3 , die eine Effusionsplatte mit mehreren Abschnitten darstellt, die mehrere Luftöffnungen (z.B. Effusionskühlöffnungen) aufweist, die in einem fünften geordneten Effusionslochmuster mit einer zwischen den Abschnitten alternierenden zweiten Anordnung verteilt sind. Fig. 8 is a front view (eg, back side) of an embodiment of the effusion plate of Fig. 3 illustrating a multi-section effusion plate having a plurality of air openings (eg, effusion cooling holes) formed in a fifth ordered effusion hole pattern with one between the sections alternating second arrangement are distributed.

[0033] Fig. 9 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) einer Ausführungsform der Effusionsplatte aus Fig. 3 , die eine Effusionsplatte mit mehreren Abschnitten darstellt, die mehrere Luftöffnungen (z.B. Effusionskühlöffnungen) aufweist, die in einem sechsten geordneten Effusionslochmuster mit einer zwischen den Abschnitten alternierenden dritten Anordnung verteilt sind, und Fig. 9 is a front view (eg, back side) of an embodiment of the effusion plate of Fig. 3 illustrating a multi-section effusion plate having a plurality of air openings (eg, effusion cooling holes) formed in a sixth ordered effusion hole pattern with one between the sections alternating third arrangement are distributed, and

[0034] Fig. 10 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) einer Ausführungsform der Effusionsplatte aus Fig. 3 , die eine Effusionsplatte mit mehreren Abschnitten darstellt, die mehrere Luftöffnungen (z.B. Effusionskühlöffnungen) aufweist, die in einem siebenten geordneten Effusionslochmuster mit einer zwischen den Abschnitten alternierenden vierten Anordnung verteilt sind. Fig. 10 is a front view (eg, back) of an embodiment of the effusion plate of Fig. 3 illustrating a multi-section effusion plate having a plurality of air openings (eg, effusion cooling holes) formed in a seventh order effusion hole pattern with one between the sections alternating fourth arrangement are distributed.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

[0035] Nachfolgend werden eine oder mehrere bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Damit eine umfassende Beschreibung dieser Ausführungsformen bereitgestellt werden kann, sind in dieser Patentschrift eventuell nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Umsetzung beschrieben. Es sei angemerkt, dass bei der Entwicklung einer solchen tatsächlichen Umsetzung wie bei jedem Entwicklungs- oder Konstruktionsprojekt zahlreiche umsetzungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, damit die jeweiligen Ziele der Entwickler erreicht werden können, wie zum Beispiel das Befolgen von System- oder geschäftsspezifischen Auflagen, die sich von einer zur anderen Umsetzung unterscheiden können. Darüber hinaus sei angemerkt, dass ein solches Entwicklungsunterfangen zwar komplex und zeitaufwendig sein kann, jedoch für Durchschnittsfachleute, denen diese Offenbarung bekannt ist, nichts-destotrotz eine Routineaufgabe darstellt, die aus Entwurf, Vorfertigung und Herstellung besteht. Hereinafter, one or more specific embodiments of the present invention will be described. In order to provide a thorough description of these embodiments, not all features of an actual implementation may be described in this specification. It should be noted that in developing such actual implementation, as with any engineering or design project, numerous implementation-specific decisions must be made in order to achieve the respective goals of the developers, such as adhering to system or business specific requirements can differ from one implementation to another. In addition, while such a development endeavor may be complex and time consuming, it is nonetheless a routine task for those of ordinary skill in the art to which this disclosure is directed to consist of design, prefabrication, and manufacturing.

[0036] Beim Vorstellen der diversen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen die Artikel «ein/e», «der», «die» und «das» bedeuten, dass es eines oder mehrere dieser Elemente gibt. Die Begriffe «umfassen», «enthalten» und «aufweisen» sollen alles einbegreifen und bedeuten, dass es abgesehen von den angeführten Elementen auch noch andere geben kann. In presenting the various embodiments of the present invention, the articles "ae," "the," "the," and "the" mean that there are one or more of these elements. The terms "include", "contain" and "exhibit" are intended to encompass everything and mean that apart from the elements cited, there may be others.

[0037] Wie nachfolgend ausführlich erläutert wird, sind die offenbarten Ausführungsformen darauf ausgerichtet, Druckschwankungen zu reduzieren und/oder Resonanzverhalten zu vermeiden, indem für mit einer oder mehreren Effusionsplatten in einem Gasturbinensystem verknüpfte Löcher ein oder mehrere Muster benutzt werden. Ein Effusionslochmuster kann sich beispielsweise von einer Effusionsplatte zur anderen und somit von einer Brennereinrichtung zur anderen unterscheiden. Als weiteres Beispiel kann sich das Effusionslochmuster von einem Teil (z.B. Abschnitt) zum anderen an jeder Effusionsplatte in jeder Brennereinrichtung und dabei auch von einer Brennereinrichtung zur anderen unterscheiden. Jede einzelne Effusionsplatte (oder jedes Lochmuster) kann dazu beitragen, eine akustische Reaktion der Brennereinrichtung zu verändern. Somit tragen die unterschiedlichen Lochmuster dazu bei, dass sich kein Resonanzverhalten entwickelt, das mit den Verbrennungsdynamiken (z.B. Druckschwankungen oder -pulsationen) der einzelnen Brennereinrichtungen verknüpft ist und auch innerhalb jeder Brennereinrichtung entsteht. Wenn sich die Frequenz der Verbrennungsdynamiken (z.B. Druckschwankungen oder -pulsationen), wie angemerkt, der Eigenfrequenz der Komponenten im Heissgasstrom nähert oder dieser entspricht, können die Komponenten Resonanzverhalten zeigen, das zu erhöhter Vibration, Belastung und potentieller Beschädigung der Komponenten führen kann. Zu den Komponenten können Komponenten der Brennereinrichtungen gehören (z.B. Brennstoffdüsen, Brennereinrichtungseinsatz, Brennereinrichtungsübergangsteil, Turbinenschaufeln, Turbinendeckbänder, Turbinendüsen, Turbinendichtungen, Turbinenlager, Abgaskanäle, Sensoren und so weiter). Dementsprechend benutzen die offenbarten Ausführungsformen verschiedene Lochmuster bei den Effusionsplatten in den Brennereinrichtungen, was zu einer Veränderung der Frequenz der Druckpulsationen (z.B. Verbrennungsdynamik) von einer Brennereinrichtung zur anderen sowie bei bestimmten Ausführungsformen in jeder Brennereinrichtung beiträgt. Auf diese Weise trägt die Variabilität bei der Verbrennungsdynamik zum Auflösen einer Kohärenz zwischen Brennereinrichtungen bei, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit von Resonanzverhalten verringert. Die unterschiedlichen Effusionsplatten (z.B. unterschiedliche Lochmuster) tragen zum Auflösen einer eventuellen Phasengleichheits- und Kohärenzbeziehung zwischen benachbarten Brennereinrichtungen des Gasturbinensystems bei, indem eine Phasendifferenz zwischen der akustischen Reaktion benachbarter Brennereinrichtungen erzeugt wird. Insbesondere ist jede Effusionsplatte so konfiguriert, dass sie eine Eintrittsrandbedingung (z.B. Konzentration und/oder Verteilung von Luft in dem in die Brennkammer geleiteten Luft-Brennstoff-Gemisch) jeder Brennereinrichtung so regelt, dass sich die Eintrittsrandbedingungen benachbarter Brennereinrichtungen unterscheiden. Durch das Modifizieren der Eintrittsrandbedingungen für jede Brennereinrichtung können Unterschiede (z.B. Phasenunterschiede) zwischen den akustischen Reaktionen aller Brennereinrichtungen im Gasturbinensystem entstehen. As will be explained in detail below, the disclosed embodiments are directed to reducing pressure fluctuations and / or avoiding resonance behavior by using one or more patterns for holes associated with one or more effusion plates in a gas turbine system. For example, an effusion hole pattern may differ from one effusion plate to another, and thus from one burner device to another. As another example, the effusion hole pattern may differ from one part (e.g., portion) to the other at each effusion plate in each burner device, and also from one burner device to another. Each individual effusion plate (or hole pattern) can help alter an acoustic response of the burner device. Thus, the different hole patterns contribute to the development of no resonance behavior associated with the combustion dynamics (e.g., pressure fluctuations or pulsations) of the individual burner devices, and also arises within each burner device. As noted, as the frequency of the combustion dynamics (e.g., pressure fluctuations or pulsations) approaches or corresponds to the natural frequency of the components in the hot gas stream, the components may exhibit resonance behavior that can lead to increased vibration, stress, and potential component damage. The components may include components of the burner assemblies (e.g., fuel nozzles, combustor liner, combustor transition member, turbine blades, turbine shrouds, turbine nozzles, turbine seals, turbine bearings, exhaust passages, sensors, and so forth). Accordingly, the disclosed embodiments use different hole patterns in the effusion plates in the burner devices, which contributes to a change in the frequency of the pressure pulsations (e.g., combustion dynamics) from one burner device to another and in certain embodiments in each burner device. In this way, the variability in combustion dynamics contributes to dissolving coherence between combustors, thereby reducing the likelihood of resonant behavior. The different effusion plates (e.g., different hole patterns) help to resolve a possible phase match and coherence relationship between adjacent burner devices of the gas turbine system by producing a phase difference between the acoustic response of adjacent burner devices. In particular, each effusion plate is configured to regulate an entrance boundary condition (e.g., concentration and / or distribution of air in the air-fuel mixture directed into the combustion chamber) of each burner device so that the inlet boundary conditions of adjacent burner devices are different. By modifying the entry boundary conditions for each combustor, differences (e.g., phase differences) between the acoustic responses of all the combustors in the gas turbine system may arise.

[0038] Wie nachfolgend ausführlicher erläutert wird, sind die offenbarten Ausführungsformen auf mehrere modifizierte Effusionsplatten in dem Gasturbinensystem ausgerichtet, die mehrere Luftöffnungen (Effusionskühlöffnungen) mit unterschiedlichen Lochmustern aufweisen. Die vorliegende Erläuterung betrifft zwar Luft als Oxidations- und/oder Kühlmittel, die offenbarten Ausführungsformen sind jedoch nicht auf Luft als Oxidations- und/oder Kühlmittel beschränkt, und somit sind die offenbarten Ausführungsformen auch auf Sauerstoff, Luft, Sauerstoffangereicherte Luft, sauerstoffabgereicherte Luft oder eine beliebige Kombination davon anwendbar. Bei bestimmten Ausführungsformen wird die Effusionsplatte durch das Verändern verschiedener physischer Merkmale der Luftöffnungen, wie beispielsweise des Abstands zwischen den Luftöffnungen, des Musters oder der Anordnung der Luftöffnungen, der Grösse der Luftöffnungen, der Form der Luftöffnungen, der Lage der Luftöffnungen oder einer Kombination davon, modifiziert. Bei einigen Ausführungsformen weist die Effusionsplatte einen oder mehrere Abschnitte auf und wird durch das Verändern verschiedener physischer Merkmale (z.B. des Abstands zwischen den Luftöffnungen, des Musters oder der Anordnung der Luftöffnungen, der Grösse der Luftöffnungen, der Form der Luftöffnungen, der Lage der Luftöffnungen oder einer Kombination davon) der Luftöffnungen von einem Abschnitt zum anderen modifiziert. Durch das Verändern physischer Eigenschaften der Luftöffnungen wird die Eintrittsrandbedingung für jede Brennereinrichtung modifiziert und wiederum eine Phasendifferenz zwischen den akustischen Reaktionen benachbarter Brennereinrichtungen erzeugt. Insbesondere können die physischen Merkmale der Luftöffnungen an der modifizierten Effusionsplatte bei alternierenden Brennereinrichtungen so verändert werden, dass benachbarte Brennereinrichtungen keine ähnliche akustische Reaktion auf die Eintrittsrandbedingungen besitzen. As will be explained in more detail below, the disclosed embodiments are directed to a plurality of modified effusion plates in the gas turbine system having a plurality of air holes (effusion cooling holes) having different hole patterns. While the present discussion relates to air as an oxidant and / or coolant, the disclosed embodiments are not limited to air as an oxidant and / or coolant, and thus, the disclosed embodiments are also oxygen, air, oxygen enriched air, oxygen depleted air, or air any combination thereof applicable. In certain embodiments, the effusion plate is formed by varying various physical characteristics of the air openings, such as the distance between the air openings, the pattern or arrangement of the air openings, the size of the air openings, the shape of the air openings, the location of the air openings, or a combination thereof; modified. In some embodiments, the effusion plate has one or more sections and is modified by varying various physical features (eg, the distance between the air openings, the pattern or arrangement of the air openings, the size of the air openings, the shape of the air openings, the location of the air openings, or a combination thereof) of the air openings from one section to another. By altering physical properties of the air openings, the entry boundary condition for each burner device is modified and, in turn, a phase difference is created between the acoustic responses of adjacent burner devices. In particular, the physical characteristics of the air openings on the modified effusion plate may be altered in alternate burner devices such that adjacent burner devices do not have a similar acoustic response to the inlet boundary conditions.

[0039] Vor diesem Hintergrund stellt Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Gasturbinensystems 10 mit mehreren Effusionsplatten 11 mit Effusionslochmustern 13 dar, wobei sich die Muster 13 (z.B. Anordnungen, Grösse, Abstände, Lage usw.) unterscheiden, was zum Vermeiden von Resonanzverhalten in dem Gasturbinensystem 10 beiträgt. Das Gasturbinensystem 10 weist einen Verdichter 12, eine oder mehrere Brennereinrichtungen 14 mit den Effusionsplatten 11 und eine Turbine 16 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform weisen die Turbinenbrennereinrichtungen 14 jeweils mindestens eine Brennstoffdüse 18 zum Leiten eines flüssigen Brennstoffs, eines Gasbrennstoffs und/oder eines Brennstoffgemischs in eine entsprechende Brennkammer 19 auf. Bei einigen Ausführungsformen kann jede Turbinenbrennereinrichtung 14 mehrere Brennstoffdüsen 18, wie 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder mehr Brennstoffdüsen 18, aufweisen. Insbesondere verlaufen die Brennstoffdüsen 18 durch eine Brennkappenbaugruppe (wie in Fig. 2 gezeigt) und liefern Brennstoff zur Brennkammer 19. Darüber hinaus weist jede Brennkappenbaugruppe die Effusionsplatte 11 mit einer oder mehreren Brennstoffdüsenaufnahmen auf, die die Brennstoffdüsen 18 so absichern, dass die Brennstoffdüsen 18 und die Effusionsplatte 11 Brennstoff und Luft in die Brennkammern 19 leiten. 1 illustrates a block diagram of one embodiment of a gas turbine system 10 having a plurality of effusion plates 11 with effusion hole patterns 13, the patterns 13 (eg, arrangements, size, spacings, location, etc.) differing to avoid resonant behavior in the gas turbine system 10 contributes. The gas turbine system 10 has a compressor 12, one or more burner devices 14 with the effusion plates 11 and a turbine 16. In the illustrated embodiment, the turbine combustors 14 each have at least one fuel nozzle 18 for directing a liquid fuel, a gas fuel, and / or a fuel mixture into a corresponding combustion chamber 19. In some embodiments, each turbine combustor 14 may include a plurality of fuel nozzles 18, such as 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or more fuel nozzles 18. In particular, the fuel nozzles 18 extend through a firing cap assembly (as shown in FIG. 2) and provide fuel to the combustor 19. In addition, each firing cap assembly includes the effusion plate 11 with one or more fuel nozzle seats securing the fuel nozzles 18 such that the fuel nozzles 18 and the effusion plate 11 conducts fuel and air into the combustion chambers 19.

[0040] Die Turbinenbrennereinrichtungen 14 zünden und verbrennen das Gemisch aus komprimierter Luft und Brennstoff (z.B. ein Luft-Brennstoff-Gemisch) in den Brennkammern 19 und leiten dann die entstehenden heissen, komprimierten Verbrennungsgase 24 (z.B. Abgas) in die Turbine 16. Turbinenschaufeln in der Turbine 16 sind mit einer Welle 26 des Gasturbinensystems 10 verbunden, die auch mit verschiedenen anderen Komponenten im Turbinensystem 10 verbunden sein kann. Wenn die Verbrennungsgase 24 gegen die und zwischen den Turbinenschaufeln der Turbine 16 strömen, bringt dies die Turbine 16 zum Drehen, wodurch sich die Welle 26 dreht. Schliesslich verlassen die Verbrennungsgase 24 über einen Abgasaustritt 28 das Turbinensystem 10. Ferner ist bei der dargestellten Ausführungsform die Welle 26 mit einer Last 30 gekoppelt, die über das Drehen der Welle 26 angetrieben wird. Bei der Last 30 kann es sich um eine beliebige geeignete Vorrichtung handeln, die über das Drehmoment des Turbinensystems 10 Strom erzeugt, wie beispielsweise einen Stromgenerator, einen Propeller eines Flugzeugs oder eine andere Last. The turbine combustors 14 ignite and burn the mixture of compressed air and fuel (eg, an air-fuel mixture) in the combustion chambers 19 and then direct the resulting hot, compressed combustion gases 24 (eg, exhaust gas) into the turbine 16. Turbine blades in the turbine 16 are connected to a shaft 26 of the gas turbine system 10, which may also be connected to various other components in the turbine system 10. As the combustion gases 24 flow against and between the turbine blades of the turbine 16, this causes the turbine 16 to rotate, causing the shaft 26 to rotate. Finally, the combustion gases 24 leave the turbine system 10 via an exhaust gas outlet 28. Furthermore, in the illustrated embodiment, the shaft 26 is coupled to a load 30, which is driven by the rotation of the shaft 26. The load 30 may be any suitable device that generates power through the torque of the turbine system 10, such as a power generator, a propeller of an aircraft, or other load.

[0041] Der Verdichter 12 des Gasturbinensystems 10 weist Verdichterschaufeln auf. Die Verdichterschaufeln im Verdichter 12 sind mit der Welle 26 verbunden und drehen sich, wenn die Welle 26 wie oben erläutert von der Turbine 16 gedreht wird. Während sich die Verdichterschaufeln im Verdichter 12 drehen, verdichtet der Verdichter 12 Luft (oder ein anderes geeignetes Oxidationsmittel) aus einem Lufteinlass 32 und erzeugt so komprimierte Luft 34. Die komprimierte Luft 34 wird dann in die Brennstoffdüsen 18 der Brennereinrichtungen 14 eingespeist. Die Brennstoffdüsen 18 mischen wie oben erwähnt die komprimierte Luft 34 und den Brennstoff so, dass ein für die Verbrennung geeignetes Mischungsverhältnis entsteht, z.B. für eine Verbrennung, bei der der Brennstoff vollständiger verbrannt wird, damit kein Brennstoff verschwendet wird und keine unnötigen Emissionen entstehen. In der nachfolgenden Erläuterung kann auf eine axiale Richtung oder Achse 42 (z.B. eine Längsachse) der Brennereinrichtung 14, auf eine radiale Richtung oder Achse 44 der Brennereinrichtung 14 und auf eine Umfangsrichtung oder -achse 46 der Brennereinrichtung 14 verwiesen werden. The compressor 12 of the gas turbine system 10 has compressor blades. The compressor blades in the compressor 12 are connected to the shaft 26 and rotate when the shaft 26 is rotated by the turbine 16 as explained above. As compressor blades rotate in compressor 12, compressor 12 compresses air (or other suitable oxidant) from an air inlet 32 to produce compressed air 34. The compressed air 34 is then fed to fuel nozzles 18 of combustors 14. The fuel nozzles 18, as mentioned above, mix the compressed air 34 and the fuel so as to provide a mixing ratio suitable for combustion, e.g. for a combustion process where the fuel is burnt more completely so that no fuel is wasted and unnecessary emissions are created. In the following discussion, reference may be made to an axial direction or axis 42 (e.g., a longitudinal axis) of the combustor 14, to a radial direction or axis 44 of the combustor 14, and to a circumferential direction or axis 46 of the combustor 14.

[0042] Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Brennereinrichtung 14 aus Fig. 1 mit der Effusionsplatte 11 mit dem Effusionslochmuster 13. Die Brennereinrichtung 14 weist ein Kopfende 50, eine Endabdeckung 52, eine Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 mit der Effusionsplatte 11 und die Brennkammer 19 auf. Das Kopfende 50 der Brennereinrichtung 14 sichert und umgibt im Allgemeinen die Brennstoffdüsen 18 in einer Kammer 51 am Kopfende zwischen der Endabdeckung 52 und der Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54. Die Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 trennt im Allgemeinen die Kammer 51 am Kopfende von der Brennkammer 19 und dient gleichzeitig als Einspritzstelle für Luft und Brennstoff. Die Brennstoffdüsen 18 leiten Brennstoff, Luft und manchmal andere Fluide zur Brennkammer 19. Darüber hinaus weist die Effusionsplatte 11 das Effusionslochmuster 13 auf, das Luft aus der Kammer 51 am Kopfende in die Brennkammer 19 leitet und dabei gleichzeitig die Effusionsplatte 11 kühlt (z.B. Effusionskühlung). Die Brennereinrichtung 14 weist eine oder mehrere Wände auf, die um die Brennkammer 19 und die Achse 42 der Brennereinrichtung 14 herum verlaufen, und stellt allgemein eine von mehreren Brennereinrichtungen 14 dar, die in einem Abstand um eine Rotationsachse (z.B. Welle 26) des Gasturbinensystems 10 herum angeordnet sind. Bei bestimmten Ausführungsformen kann sich die Effusionsplatte 11 (z.B. das Effusionslochmuster 13) von einer Brennereinrichtung 14 zur anderen unterscheiden, und/oder die Effusionsplatte 11 kann sich von einem Abschnitt jeder Platte 14 zum anderen unterscheiden. Die Variabilität bei den Effusionsplatten 11 trägt, wie nachfolgend ausführlich erläutert, so zur Veränderung der Verbrennungsdynamik bei den mehreren Brennereinrichtungen 14 bei, dass diese sich von einer Brennereinrichtung zur anderen unterscheidet (z.B. Frequenz, Phase, Amplitude usw.). Auf diese Weise trägt die Variabilität bei den Effusionsplatten 11 dazu bei, dass Resonanzverhalten bei dem Gasturbinensystem 10, wie verschiedenen Komponenten im Heissgasstrom (Turbinenschaufeln, Turbinendeckbändern, Turbinendüsen, Abgaskomponenten, Brennereinrichtungsübergangsteil, Brennereinrichtungseinsatz usw.), vermieden wird. 2 is a cross-sectional view of one embodiment of the combustor 14 of FIG. 1 having the effusion plate 11 with the effusion hole pattern 13. The combustor 14 includes a head end 50, an end cover 52, a burner cap assembly 54 having the effusion plate 11, and the combustor 19 on. The head end 50 of the combustor 14 generally secures and surrounds the fuel nozzles 18 in a head end chamber 51 between the end cover 52 and the burner cap assembly 54. The burner cap assembly 54 generally separates the head chamber 51 from the combustor 19 and simultaneously serves as an injection point Air and fuel. The fuel nozzles 18 direct fuel, air and sometimes other fluids to the combustion chamber 19. In addition, the effusion plate 11 has the effusion hole pattern 13 which directs air from the chamber 51 at the head end into the combustion chamber 19 while simultaneously cooling the effusion plate 11 (eg, effusion cooling). , The combustor 14 has one or more walls that extend around the combustor 19 and the axis 42 of the combustor 14, and generally represents one of a plurality of combustors 14 spaced apart about an axis of rotation (eg, shaft 26) of the gas turbine system 10 are arranged around. In certain embodiments, the effusion plate 11 (e.g., effusion hole pattern 13) may differ from one burner device 14 to the other, and / or the effusion plate 11 may differ from one portion of each plate 14 to another. The variability in the effusion plates 11, as explained in detail below, thus contributes to changing the combustion dynamics of the multiple combustors 14 to be different from one combustor to another (e.g., frequency, phase, amplitude, etc.). In this way, the variability in the effusion plates 11 helps to avoid resonant behavior in the gas turbine system 10, such as various components in the hot gas stream (turbine blades, turbine shrouds, turbine nozzles, exhaust components, combustor transition member, combustor liner, etc.).

[0043] Bei der dargestellten Ausführungsform sind eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 an dem Kopfende 52 angebracht und verlaufen durch die Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 hindurch zur Brennkammer 19. Die Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 nimmt beispielsweise eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 auf und kann jede Brennstoffdüse 18 absichern. Die Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 ist an einem hinteren Ende der Brennstoffdüsen 18 angeordnet, wodurch sie diese von der Brennkammer 19 in der Turbinenbrennereinrichtung 14 trennt. Bei der dargestellten Ausführungsform umfassen die Brennstoffdüsen 18 sechs Brennstoffdüsen. Die Brennstoffdüsen 18 umfassen insbesondere eine mittige Brennstoffdüse und fünf periphere Brennstoffdüsen, die um die mittige Brennstoffdüse herum angeordnet sind. Bei anderen Ausführungsformen kann jede Brennereinrichtung 14 jedoch eine andere Anzahl Brennstoffdüsen 19 (z.B. 1 bis 10 oder mehr) umfassen, wobei periphere Brennstoffdüsen eine mittige Brennstoffdüse umgeben oder keine mittige Brennstoffdüse vorhanden ist. Darüber hinaus führt jede Brennstoffdüse 18 durch die Effusionsplatte 11 zur Brennkammer 19. In the illustrated embodiment, one or more fuel nozzles 18 are attached to the head end 52 and pass through the combustor cap assembly 54 to the combustor 19. The combustor cap assembly 54 receives one or more fuel nozzles 18, for example, and may secure each fuel nozzle 18. The combustor cap assembly 54 is disposed at a rear end of the fuel nozzles 18, thereby separating them from the combustor 19 in the turbine combustor 14. In the illustrated embodiment, the fuel nozzles 18 include six fuel nozzles. In particular, the fuel nozzles 18 include a central fuel nozzle and five peripheral fuel nozzles disposed about the central fuel nozzle. However, in other embodiments, each combustor 14 may comprise a different number of fuel nozzles 19 (e.g., 1 to 10 or more) with peripheral fuel nozzles surrounding a central fuel nozzle or no central fuel nozzle. In addition, each fuel nozzle 18 passes through the effusion plate 11 to the combustion chamber 19th

[0044] Jede Brennstoffdüse 18 unterstützt das Mischen von komprimierter Luft und Brennstoff und leitet das Gemisch durch die Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 in die Brennkammer 19. Das Luft-Brennstoff-Gemisch kann dann in einer primären Verbrennungszone 62 der Kammer 19 verbrennen, wodurch heisse, komprimierte Abgase entstehen. Diese komprimierten Abgase sorgen dafür, dass sich die Schaufeln in der Turbine 16 drehen. Jede Brennereinrichtung 14 weist eine Aussenwand (z.B. Leitblech 58) auf, die um eine Innenwand (z.B. Brennereinrichtungseinsatz 60) herum angeordnet ist und einen Strömungszwischenkanal oder -raum 64 definiert, während der Brennereinrichtungseinsatz 60 um die Brennkammer 19 herum verläuft. Die Innen- und/oder Aussenwand kann auch ein Übergangsstück 66 aufweisen, das allgemein zu einer ersten Stufe der Turbine 16 hin konvergiert. Der Einsatz 60 definiert eine Innenfläche der Brennereinrichtung 14, die der Brennkammer 19 direkt zugewandt und ausgesetzt ist. Das Leitblech 58 weist mehrere Perforierungen 61 auf, die einen Luftstrom 67 aus einer Verdichterdruckseite 68 in den Strömungskanal 64 leiten und zwecks Prallkühlung gleichzeitig auch Luft auf den Einsatz 60 und das Übergangsstück 66 auftreffen lassen. Der Strömungskanal 64 leitet dann den Luftstrom 67 stromaufwärts in Richtung Kopfende 50 (z.B. in Bezug auf eine Stromabwärtsrichtung 69 der heissen Verbrennungsgase), so dass der Luftstrom 67 den Einsatz 60 weiter kühlt, bevor er durch die Kammer 51 am Kopfende, die Brennstoffdüsen 18 und die Effusionsplatte 11 der Brennereinrichtungskappenbaugruppe. 54 in die Brennkammer 19 strömt. Each fuel nozzle 18 assists in mixing compressed air and fuel and directs the mixture through the burner cap assembly 54 into the combustion chamber 19. The air-fuel mixture may then burn in a primary combustion zone 62 of the chamber 19, producing hot, compressed exhaust gases arise. These compressed exhaust gases cause the blades to rotate in the turbine 16. Each combustor 14 has an outer wall (e.g., baffle 58) disposed about an inner wall (e.g., combustor liner 60) defining an intermediate flow channel or space 64 as the combustor liner 60 extends around the combustor 19. The inner and / or outer wall may also include a transition piece 66 that generally converges toward a first stage of the turbine 16. The insert 60 defines an interior surface of the combustor 14 that faces and is exposed to the combustor 19. The baffle 58 has a plurality of perforations 61, which direct an air flow 67 from a compressor pressure side 68 in the flow channel 64 and for the purpose of impingement cooling simultaneously impinge air on the insert 60 and the transition piece 66. The flow channel 64 then directs the airflow 67 upstream toward the head end 50 (eg, with respect to a downstream direction 69 of the hot combustion gases) so that the airflow 67 further cools the insert 60 before passing through the head end chamber 51, the fuel nozzles 18 and the effusion plate 11 of the burner cap cap assembly. 54 flows into the combustion chamber 19.

[0045] Die Effusionsplatte 11 der Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 kann insbesondere eine Aussenfläche 72 (z.B. hintere oder heisse Fläche) der Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 definieren. Die Effusionsplatte 11 ist in Bezug auf die Stromabwärtsrichtung 69 der heissen Verbrennungsgase an einem vorderen Ende der Brennkammer 19 und an einem hinteren Ende der Brennstoffdüsen 18 positioniert. Die Effusionsplatte 11 der Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 kann beispielsweise kreisförmig sein und ermöglichen, dass eine oder mehrere Brennstoff düsen 18 durch ringförmige Öffnungen (z.B. Brennstoffdüsenöffnungen 74) hindurch verlaufen. Die Effusionsplatte 11 weist das Effusionslochmuster 13 der Luftöffnungen 76 (z.B. 10 bis 1000 Luftöffnungen) auf, die auf der Aussenfläche 72 der Effusionsplatte 11 verteilt sind. Bei bestimmten Ausführungsformen ist das Effusionslochmuster 13 in den Bereichen um die Brennstoffdüsenöffnungen an der Effusionsplatte 11 ausgebildet. Bei bestimmten Ausführungsformen kann es sich bei der Effusionsplatte 11 um eine einzelne Platte oder eine einteilige Struktur ohne Unterbrechungen oder Barrieren zwischen Brennstoffdüsenöffnungen und zugehörigen Brennstoffdüsen 18 handeln. Auch hier kann wieder jede Effusionsplatte 11 ein anderes Effusionslochmuster 13 (z.B. Anordnung, Grösse, Abstände, Lage usw.) der Luftöffnungen 76 aufweisen und somit dazu beitragen, dass sich die Eintrittsrandbedingungen bei jeder Brennereinrichtung 14 unterscheiden und so mit der Verbrennungsdynamik der mehreren Brennereinrichtungen 14 verknüpftes Resonanzverhalten vermieden wird. In particular, the effusion plate 11 of the burner cap assembly 54 may define an outer surface 72 (e.g., rear or hot surface) of the burner cap assembly 54. The effusion plate 11 is positioned at a front end of the combustion chamber 19 and at a rear end of the fuel nozzles 18 with respect to the downstream direction 69 of the hot combustion gases. For example, effusion plate 11 of combustor cap assembly 54 may be circular and allow one or more fuel nozzles 18 to pass through annular openings (e.g., fuel nozzle openings 74). The effusion plate 11 has the effusion hole pattern 13 of the air holes 76 (e.g., 10 to 1000 air holes) distributed on the outer surface 72 of the effusion plate 11. In certain embodiments, the effusion hole pattern 13 is formed in the areas around the fuel nozzle openings on the effusion plate 11. In certain embodiments, effusion plate 11 may be a single plate or unitary structure with no breaks or barriers between fuel nozzle openings and associated fuel nozzles 18. Again, each effusion plate 11 may again have another effusion hole pattern 13 (eg, location, size, spacing, location, etc.) of the air openings 76 and thus help to differentiate the entrance boundary conditions for each burner device 14 and so with the combustion dynamics of the multiple combustors 14 linked resonance behavior is avoided.

[0046] Bei anderen Ausführungsformen weist die Effusionsplatte 11 mehrere Abschnitte mit «tortenförmiger» oder «keilförmiger» Konfiguration auf. Bei solchen Ausführungsformen kann an jedem Abschnitt der Effusionsplatte 11 ein anderes Effusionslochmuster 13 ausgebildet sein. Die Effusionsplatte 11 kann beispielsweise fünf periphere Abschnitte aufweisen, an denen Brennstoffdüsen 18 um eine mittige Brennstoffdüse herum angeordnet sind, wobei die Effusionslochmuster 13 von einem Abschnitt zum anderen alternieren oder sich anderweitig unterscheiden. Die Effusionsplatte 11 kann ferner beispielsweise eine andere Anzahl Abschnitte (z.B. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr) aufweisen, wobei die Effusionslochmuster 13 von einem Abschnitt zum anderen alternieren oder sich anderweitig unterscheiden. Auch hier kann wieder jeder Abschnitt der Effusionsplatte 11 eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 aufweisen, und jedes Effusionslochmuster 13 kann Luftlöcher mit Unterschieden bei Grösse, Abstand, Lage, Anordnung, Form oder einer beliebigen Kombination davon aufweisen. In other embodiments, effusion plate 11 has multiple sections of "pie-shaped" or "wedge-shaped" configuration. In such embodiments, another effusion hole pattern 13 may be formed on each portion of the effusion plate 11. For example, effusion plate 11 may have five peripheral portions at which fuel nozzles 18 are disposed about a central fuel nozzle, with effusion hole patterns 13 alternating or otherwise differing from one portion to another. The effusion plate 11 may further comprise, for example, a different number of sections (e.g., 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more), the effusion hole patterns 13 alternating or otherwise differing from one section to another. Again, again, each portion of the effusion plate 11 may include one or more fuel nozzles 18, and each effusion hole pattern 13 may have air holes with differences in size, spacing, location, location, shape, or any combination thereof.

[0047] Jede Brennstoffdüse 18 leitet, wie oben beschrieben, das Gemisch aus komprimierter Luft und Brennstoff durch die Effusionsplatte 11 in die Brennkammer 19 der Brennereinrichtung 14. Die Effusionsplatte 11 kann insbesondere mehrere Luftöffnungen 76 (z.B. Effusionskühlöffnungen) aufweisen, die das Effusionslochmuster 13 definieren, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen aus den Fig. 4 bis 10 noch weiter erläutert wird. Die Luftöffnungen 76 ermöglichen eine Effusionskühlung der Effusionsplatte 11 durch Luft (oder ein anderes Fluid) und leiten die Luft gleichzeitig zum Mischen mit der Luft und dem Brennstoff aus den Brennstoffdüsen 18 in die Brennkammer 19. Die Luft aus den Löchern 76 in der Effusionsplatte 11 trägt wie angemerkt dazu bei, die Konzentration von Luft in der Brennkammer 19 zu korrigieren, wodurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis in der Brennkammer 19 korrigiert wird. Durch Verändern des Effusionslochmusters 13 (z.B. Grösse, Abstand, Anzahl, Form, Lage, Anordnung usw. der Löcher 76) kann die Effusionsplatte 11 zu einer Erhöhung oder Verringerung der Konzentration von Luft (und somit des Luft-Brennstoff-Verhältnisses) in der Brennkammer 19 beitragen. Das Effusionslochmuster 13 kann auch das Mischen, die Luftverteilung, die Luftdurchdringung, die Luftgeschwindigkeit oder eine beliebige Kombination davon korrigieren und damit zur Regelung der Verbrennung von Brennstoff und Luft in der Brennkammer 19 beitragen. Das Effusionslochmuster 13 kann auch die Akustik von durch die Effusionsplatte 11 in die Brennkammer 19 strömender Luft korrigieren und gleichzeitig auch die Verbrennungsdynamik (z.B. Frequenz von Druckschwankungen) in der Brennkammer 19. Anders ausgedrückt kann die Effusionsplatte 11, insbesondere das Effusionslochmuster 13 der Löcher 76, verändert werden, um die Eintrittsrandbedingungen bei jeder Brennereinrichtung 14 zu korrigieren, was zu einer Veränderung der Verbrennungsdynamik in jeder Brennereinrichtung 14 und insbesondere der Verbrennungsdynamik von einer Brennereinrichtung 14 zur anderen beiträgt. Eine Variabilität beim Effusionslochmuster 13 kann beispielsweise zu einer Reduzierung von Kohärenz bei der Verbrennungsdynamik beitragen und bei der Verbrennungsdynamik von einer Brennereinrichtung 14 zur anderen für eine Phasenverschiebung sorgen, was zum Vermeiden von Resonanzverhalten beiträgt. Each fuel nozzle 18 directs, as described above, the mixture of compressed air and fuel through the effusion plate 11 in the combustion chamber 19 of the burner means 14. The effusion plate 11 may in particular a plurality of air openings 76 (eg Effusionskühlöffnungen) having the Effusionslochmuster 13 define as further explained below with reference to the embodiments of FIGS. 4 to 10. The air openings 76 allow effusion cooling of the effusion plate 11 by air (or other fluid) and simultaneously direct the air to mix with the air and fuel from the fuel nozzles 18 into the combustion chamber 19. The air from the holes 76 in the effusion plate 11 carries as noted, to correct the concentration of air in the combustion chamber 19, thereby correcting the air-fuel ratio in the combustion chamber 19. By varying the effusion hole pattern 13 (eg, size, spacing, number, shape, location, location, etc. of the holes 76), the effusion plate 11 can increase or decrease the concentration of air (and thus air-fuel ratio) in the combustion chamber 19 contribute. The effusion hole pattern 13 may also correct the mixing, air distribution, air penetration, air velocity, or any combination thereof, thereby contributing to control the combustion of fuel and air in the combustion chamber 19. The effusion hole pattern 13 can also correct the acoustics of air flowing through the effusion plate 11 into the combustion chamber 19 and at the same time also the combustion dynamics (eg frequency of pressure fluctuations) in the combustion chamber 19. In other words, the effusion plate 11, in particular the effusion hole pattern 13 of the holes 76, be changed to correct the entry boundary conditions at each burner means 14, which contributes to a change in the combustion dynamics in each burner means 14 and in particular the combustion dynamics from one burner means 14 to the other. For example, variability in effusion hole pattern 13 may contribute to a reduction in coherence in combustion dynamics and may provide a phase shift in combustion dynamics from one combustor 14 to another, thereby contributing to the avoidance of resonant behavior.

[0048] Fig. 3 stellt eine Ausführungsform des Gasturbinensystems 10 mit mehreren Brennereinrichtungen 14 dar, die jeweils eine solche Effusionsplatte 11 aufweisen, dass bei den Effusionsplatten 11 benachbarter Brennereinrichtungen 14 Unterschiede im Effusionslochmuster 13 bestehen, was zum Vermeiden von Resonanzverhalten beiträgt. Fig. 3 ist insbesondere eine Querschnittsansicht des Gasturbinensystems 10 entlang Linie 3-3 in Fig. 1 . Bei der dargestellten Ausführungsform weist das Gasturbinensystem 10 acht mit der Turbine 16 verbundene Brennereinrichtungen 14 auf. Bei anderen Ausführungsformen weist das Gasturbinensystem 10 jedoch eine beliebige Anzahl (z.B. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 oder mehr) Brennereinrichtungen 14 auf. Jede Brennereinrichtung 14 weist eine oder mehrere Brennstoff düsen 18 (z.B. 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr) auf, die einen Brennstoff in die Brennkammer 19 leiten. Die Brennstoffdüsen 18 verlaufen insbesondere durch eine oder mehrere Brennstoffdüsenöffnungen 74 in der Effusionsplatte 11 und leiten ein Gemisch aus komprimierter Luft und Brennstoff in die Brennkammern 19. Wie oben beschrieben wurde, erfolgt die Verbrennung des Luft-Brennstoff-Gemischs in den Brennkammern 19, und die entstehenden Verbrennungsgase 24 strömen in Stromabwärtsrichtung 69 durch das Übergangsstück 66 in die Turbine 16, wodurch sich die Schaufeln der Turbine 16 drehen. Fig. 3 shows an embodiment of the gas turbine system 10 with a plurality of burner devices 14, each having such an effusion plate 11 that exist in the effusion plates 11 adjacent burner devices 14 differences in Effusionslochmuster 13, which helps to avoid resonance behavior. 3 is in particular a cross-sectional view of the gas turbine system 10 taken along line 3-3 in FIG. 1. In the illustrated embodiment, the gas turbine system 10 has eight combustors 14 connected to the turbine 16. However, in other embodiments, the gas turbine system 10 includes any number (e.g., 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, or more) of burner devices 14. Each combustor 14 has one or more fuel nozzles 18 (e.g., 1, 2, 3, 4, 5, 6, or more) that direct a fuel into the combustor 19. Specifically, the fuel nozzles 18 pass through one or more fuel orifices 74 in the effusion plate 11 and direct a mixture of compressed air and fuel into the combustion chambers 19. As described above, the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chambers 19, and Resulting combustion gases 24 flow in the downstream direction 69 through the transition piece 66 in the turbine 16, whereby the blades of the turbine 16 rotate.

[0049] Insbesondere kann jede Brennereinrichtung 14 in Geometrie und Aufbau ähnlich sein, wobei jedoch bei der Effusionsplatte 11 zumindest bei einigen Brennereinrichtungen 14 Unterschiede bestehen. Bei manchen Ausführungsformen kann beispielsweise die Geometrie der Brennkammer 19 in einer ersten Brennereinrichtung 70 der Geometrie der Brennkammer 19 in einer zweiten Brennereinrichtung 71 ähneln. Ohne die offenbarten Abweichungen bei Effusionsplatten 11 können die Eintrittsrandbedingungen für Brennkammern 19 mit ähnlicher Geometrie (z.B. Luftkonzentration in dem zur Brennkammer 19 geleiteten Luft-Brennstoff-Gemisch) gleich sein, was zu einer ähnlichen akustischen Reaktion und starker Phasenkohärenz zwischen der ersten und der zweiten Brennereinrichtung 70 und 71 führt. Bei den offenbarten Ausführungsformen weisen bestimmte Brennereinrichtungen 14 in dem Gasturbinensystem 10 jedoch eine modifizierte Effusionsplatte 11 auf, die so konfiguriert ist, dass sie die akustische Reaktion der Brennereinrichtung 14 in dem Gasturbinensystem 10 modifiziert. Die modifizierte Effusionsplatte 11 stoppt die starke Phasengleichheit und Kohärenz zwischen benachbarten Brennereinrichtungen 14, indem sie eine Phasendifferenz zwischen den akustischen Reaktionen verschiedener Brennereinrichtungen 14 erzeugt. So können beispielsweise die erste und die zweite Brennereinrichtung 70 und 71 unterschiedliche Effusionsplatten 11 mit unterschiedlichen Effusionslochmustern 13 aufweisen, was zum Stoppen der starken Phasengleichheit und Kohärenz zwischen der ersten Brennereinrichtung 70 und der zweiten Brennereinrichtung 71 beiträgt. Die anderen Brennereinrichtungen 14 können gleichermassen unterschiedliche Effusionsplatten 11 mit unterschiedlichen Effusionslochmustern 13 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann das System bei den mehreren Brennereinrichtungen 14 auch 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr unterschiedliche Effusionsplatten 11 mit unterschiedlichen Effusionslochmustern 13 in beliebiger alternierender, willkürlicher oder geordneter Anordnung aufweisen. In particular, each burner means 14 may be similar in geometry and construction, but with the effusion plate 11 at least in some burner devices 14 differences exist. For example, in some embodiments, the geometry of the combustion chamber 19 in a first combustor 70 may be similar to the geometry of the combustor 19 in a second combustor 71. Without the disclosed deviations in effusion plates 11, the inlet boundary conditions for combustors 19 of similar geometry (eg, air concentration in the air-fuel mixture directed to the combustor 19) may be the same, resulting in a similar acoustic response and strong phase coherence between the first and second combustors 70 and 71 leads. However, in the disclosed embodiments, certain combustors 14 in the gas turbine system 10 include a modified effusion plate 11 that is configured to modify the acoustic response of the combustor 14 in the gas turbine system 10. The modified effusion plate 11 stops the strong phase alignment and coherence between adjacent combustors 14 by producing a phase difference between the acoustic responses of various combustors 14. For example, the first and second burner devices 70 and 71 may have different effusion plates 11 with different effusion hole patterns 13, which contributes to stopping the strong phase coincidence and coherence between the first burner device 70 and the second burner device 71. The other burner devices 14 may equally have different effusion plates 11 with different effusion hole patterns 13. In some embodiments, in the plurality of burner devices 14, the system may also have 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or more different effusion plates 11 having different effusion hole patterns 13 in any alternating, random, or ordered arrangement.

[0050] Auch hier können zu den Unterschieden bei dem Effusionslochmuster 13 von einer Effusionsplatte 11 (und Brennereinrichtung 14) zur anderen die Grösse der Luftöffnungen 76 (z.B. Durchmesser), der Winkel der Luftöffnungen 76 (z.B. 0 bis 90 Grad), die Form der Luftöffnungen 76, der Abstand zwischen benachbarten Luftöffnungen 76, die Lage der Luftöffnungen 76, die Anzahl der Luftöffnungen 76 (z.B. 10 bis 1000), die Anordnung oder das geometrische Muster oder eine beliebige Kombination davon gehören. Der Durchmesser der Luftöffnungen 76 kann beispielsweise von 5 Mikrometern bis 5 mm, 10 Mikrometern bis 2,5 mm, 20 bis 1000 Mikrometern, 30 bis 500 Mikrometern, 40 bis 250 Mikrometern oder 50 bis 100 Mikrometern reichen. Der Durchmesser der Luftöffnungen 76 kann auch eine beliebige Anzahl Grössen (z.B. 1 bis 100 Grössen) an jeder Effusionsplatte 11 und/oder von einer Effusionsplatte 11 zur anderen umfassen. Jede Effusionsplatte kann beispielsweise unterschiedliche Grössen der Luftöffnungen 76 umfassen. Der Winkel der Luftöffnungen 76 kann auch eine beliebige Anzahl Winkel (z.B. 1 bis 100 Winkel) an jeder Effusionsplatte 11 und/oder von einer Effusionsplatte 11 zur anderen umfassen. Der Winkel der Luftöffnungen 76 kann Winkel von etwa 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 oder 90 Grad in Bezug auf eine Ebene der Effusionsplatte 11 oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Die Form der Luftöffnungen 76 kann auch eine beliebige Anzahl Formen (z.B. 1 bis 100 Formen) an jeder Effusionsplatte 11 und/oder von einer Effusionsplatte 11 zur anderen umfassen. Die Form der Luftöffnungen 76 kann Formen umfassen, die kreisförmig, oval, rechteckig, quadratisch, dreieckig, sechseckig, X-förmig, V-förmig sind, oder eine beliebige Kombination davon. Der Abstand zwischen den Luftöffnungen 76 kann auch eine beliebige Anzahl Abstände (z.B. 1 bis 100 Abstände) an jeder Effusionsplatte 11 und/oder von einer Effusionsplatte 11 zur anderen umfassen. Die Abstände können zwischen etwa 1 mm bis 5 cm variieren. Die Lage der Luftöffnungen 76 kann auch eine beliebige Anzahl Positionen (z.B. 1 bis 100 radiale Positionen und/oder 1 bis 100 Umfangspositionen) an jeder Effusionsplatte 11 und/oder von einer Effusionsplatte 11 zur anderen umfassen. Die Anzahl der Luftöffnungen 76 kann auch von einer Effusionsplatte 11 zur anderen um etwa 1 bis 5000, 10 bis 2000, 20 bis 1000, 30 bis 500, 40 bis 250 oder 50 bis 100 Luftöffnungen 76 variieren. Das geometrische Muster der Luftöffnungen 76 kann ebenfalls von einer Effusionsplatte 11 zur anderen variieren, und/oder jede Effusionsplatte 11 kann eine beliebige Anzahl geometrische Muster aufweisen. Zu den geometrischen Mustern können folgende gehören: radiale Zeilen 44 aus Luftöffnungen 76, Umfangszeilen 46 (z.B. ringförmige Anordnungen) aus Luftöffnungen 76, versetzte Anordnungen der Luftöffnungen 76 in radialer 44 und/oder Umfangsrichtung 46, willkürliche Positionierung von Luftöffnungen 76 oder eine beliebige andere geometrische Anordnung von Luftöffnungen 76 auf der Ebene jeder Effusionsplatte 11. Somit können zu den geometrischen Mustern verschiedene willkürliche Muster (z.B. nicht einheitliche Muster) und/oder geordnete Muster (z.B. einheitliche Muster) gehören. Auch hier soll der Begriff Effusionslochmuster 13 sämtliche oben und weiter unten erläuterten Permutationen abdecken. Again, the differences in the effusion hole pattern 13 from one effusion plate 11 (and burner device 14) to the other, the size of the air openings 76 (eg diameter), the angle of the air openings 76 (eg 0 to 90 degrees), the shape of the Air openings 76, the distance between adjacent air openings 76, the location of the air openings 76, the number of air openings 76 (eg 10 to 1000), the arrangement or the geometric pattern or any combination thereof include. The diameter of the air openings 76 may range, for example, from 5 microns to 5 mm, 10 microns to 2.5 mm, 20 to 1000 microns, 30 to 500 microns, 40 to 250 microns or 50 to 100 microns. The diameter of the air openings 76 may also include any number of sizes (e.g., 1 to 100 sizes) on each effusion plate 11 and / or from one effusion plate 11 to the other. For example, each effusion plate may include different sizes of air openings 76. The angle of the air openings 76 may also include any number of angles (e.g., 1 to 100 angles) on each effusion plate 11 and / or from one effusion plate 11 to the other. The angle of the air openings 76 may include angles of about 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 or 90 degrees with respect to a plane of the effusion plate 11 or any combination thereof. The shape of the air openings 76 may also include any number of shapes (e.g., 1 to 100 shapes) on each effusion plate 11 and / or from one effusion plate 11 to the other. The shape of the air openings 76 may include shapes that are circular, oval, rectangular, square, triangular, hexagonal, X-shaped, V-shaped, or any combination thereof. The distance between the air openings 76 may also include any number of spaces (e.g., 1 to 100 spaces) on each effusion plate 11 and / or from one effusion plate 11 to the other. The distances can vary between about 1 mm to 5 cm. The location of the air openings 76 may also include any number of positions (e.g., 1 to 100 radial positions and / or 1 to 100 circumferential positions) on each effusion plate 11 and / or from one effusion plate 11 to the other. The number of air openings 76 may also vary from one effusion plate 11 to another by about 1 to 5,000, 10 to 2,000, 20 to 1,000, 30 to 500, 40 to 250 or 50 to 100 air openings 76. The geometric pattern of the air openings 76 may also vary from one effusion plate 11 to the other, and / or each effusion plate 11 may have any number of geometric patterns. The geometric patterns may include radial lines 44 from air ports 76, peripheral lines 46 (eg, annular arrays) from air ports 76, staggered arrays of air ports 76 in radial 44 and / or circumferential 46, arbitrary positioning of air ports 76, or any other geometric Arrangement of air openings 76 on the plane of each effusion plate 11. Thus, the geometric patterns may include various arbitrary patterns (eg, nonuniform patterns) and / or ordered patterns (eg, uniform patterns). Again, the term effusion hole pattern 13 is intended to cover all permutations explained above and below.

[0051] Fig. 4 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) einer Ausführungsform der Effusionsplatte 11 aus Fig. 3 , die mehrere Luftöffnungen 76 (z.B. Effusionskühlöffnungen) aufweist, die in einem geordneten Effusionslochmuster 13 verteilt sind. Fig. 4 ist insbesondere eine Explosionsansicht der Effusionsplatte 11 der ersten Brennereinrichtung 70 entlang Linie 4-4 in Fig. 3 . Die erste Brennvorrichtung 70 liegt, wie oben beschrieben, neben der zweiten Brennereinrichtung 71. Darüber hinaus unterscheidet sich die Effusionsplatte 11 der ersten Brennereinrichtung 70 von der modifizierten Effusionsplatte 11 der zweiten Brennereinrichtung 71. Fig. 4 is a front view (e.g., backside) of one embodiment of the effusion plate 11 of Fig. 3 having a plurality of air openings 76 (e.g., effusion cooling holes) distributed in an ordered effusion hole pattern 13. Figs. 4 is in particular an exploded view of the effusion plate 11 of the first burner device 70 taken along line 4-4 in FIG. 3. As described above, the first firing device 70 is located next to the second burner device 71. In addition, the effusion plate 11 of the first burner device 70 is different from the modified effusion plate 11 of the second burner device 71.

[0052] Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Effusionsplatte 11 mehrere Luftöffnungen 76 auf, wie beispielsweise etwa 100 bis 5000 Luftöffnungen 76. Bei einer Ausführungsform können sich an der Effusionsplatte 11 insgesamt etwa 1000 Luftöffnungen 76 befinden. Ausserdem kann jede Luftöffnung 76 einen Durchmesser 79 aufweisen, der zwischen etwa 5 und 200 Millimeter, 10 und 100 Millimeter oder 20 und 40 Millimeter liegt. Zum Beispiel kann jede Luftöffnung 76 einen Durchmesser von zumindest weniger als etwa 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 oder 100 Millimetern besitzen. Ferner kann der Abstand zwischen den Luftöffnungen 76 ein erster Abstand 96 sein, der zwischen etwa 10 und 400 Millimetern, 20 und 200 Millimetern oder 40 und 80 Millimetern liegt. In the illustrated embodiment, the effusion plate 11 has a plurality of air ports 76, such as about 100 to 5000 air ports 76. In one embodiment, a total of about 1000 air ports 76 may be located on the effusion disk 11. In addition, each air vent 76 may have a diameter 79 that is between about 5 and 200 millimeters, 10 and 100 millimeters, or 20 and 40 millimeters. For example, each air vent 76 may have a diameter of at least less than about 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 or 100 millimeters. Further, the distance between the air openings 76 may be a first distance 96 that is between about 10 and 400 millimeters, 20 and 200 millimeters, or 40 and 80 millimeters.

[0053] Die Luftöffnungen 76 können zur Unterstützung des Verbrennungsprozesses der Brennkammer 19 Fluid (z.B. Luftstrom) durch die Effusionsplatte 11 strömen lassen und gleichzeitig auch für eine Effusionskühlung der Platte 11 sorgen. Somit können die Luftöffnungen 76 von einer hinteren Fläche 84 (z.B. Vorderseite) axial durch die Platte 11 zur Aussenfläche 72 verlaufen. Darüber hinaus können die Luftöffnungen 76 in Bezug auf die Aussenfläche 72 der Effusionsplatte 11 abgewinkelt sein. Aus den Luftöffnungen 76 kann zum Beispiel in einem Winkel von etwa 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 15, 10 und/oder 5 Grad in Bezug auf die Aussenfläche 72 Fluid herausgeleitet werden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Luftöffnungen 76 in einem Winkel von weniger als etwa 45 Grad in Bezug auf die Aussenfläche 72 positioniert sein. Alternativ dazu kann jede Luftöffnung 76 in einem Winkel zwischen etwa 20 bis 70 Grad in Bezug auf die Aussenfläche 72 positioniert sein. Darüber hinaus können die Luftöffnungen 76 parallel oder nicht parallel sein, konvergieren oder divergieren. Bei einer Ausführungsform können die Luftöffnungen 76 zu den Brennstoffdüsen 18 hin konvergieren. The air ports 76 may allow fluid (e.g., air flow) to flow through the effusion plate 11 to assist in the combustion process of the combustor 19, while also providing for effusion cooling of the plate 11. Thus, the air openings 76 may extend axially from the rear surface 84 (e.g., front side) through the plate 11 to the outer surface 72. In addition, the air openings 76 may be angled with respect to the outer surface 72 of the effusion plate 11. For example, fluid may be directed out of the air openings 76 at an angle of about 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 15, 10, and / or 5 degrees with respect to the outer surface 72. In another embodiment, the air openings 76 may be positioned at an angle of less than about 45 degrees with respect to the outer surface 72. Alternatively, each air port 76 may be positioned at an angle of between about 20 to 70 degrees with respect to the outer surface 72. In addition, the air openings 76 may be parallel or non-parallel, converging or diverging. In one embodiment, the air openings 76 may converge toward the fuel nozzles 18.

[0054] Fig. 5 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) einer Ausführungsform einer modifizierten Effusionsplatte 11 aus Fig. 3 , die mehrere Luftöffnungen 76 (z.B. Effusionskühlöffnungen) aufweist, die in einem anderen Effusionslochmuster 13 verteilt sind. Fig. 5 ist insbesondere eine Explosionsansicht der Effusionsplatte 11 der zweiten Brennereinrichtung 71 entlang Linie 5-5 in Figur 3 . Die erste Brennvorrichtung 70 liegt, wie oben beschrieben, neben der zweiten Brennereinrichtung 71. Darüber hinaus unterscheidet sich die Effusionsplatte 11 der ersten Brennereinrichtung 70 von der modifizierten Effusionsplatte 11 der zweiten Brennereinrichtung 71. Fig. 5 is a front view (e.g., backside) of one embodiment of a modified effusion plate 11 of Fig. 3 having a plurality of air openings 76 (e.g., effusion cooling holes) dispersed in another effusion hole pattern 13. Figs. FIG. 5 is an exploded view of the effusion plate 11 of the second burner device 71 along line 5-5 in FIG. 3. As described above, the first firing device 70 is located next to the second burner device 71. In addition, the effusion plate 11 of the first burner device 70 is different from the modified effusion plate 11 of the second burner device 71.

[0055] Bei der dargestellten Ausführungsform weist die modifizierte Effusionsplatte 11 mehrere Luftöffnungen 76 auf, wie beispielsweise etwa 100 bis 5000 Luftöffnungen 76. Bei einer Ausführungsform können sich an der Effusionsplatte 11 insgesamt etwa 1000 Luftöffnungen 76 befinden. Ausserdem kann jede Luftöffnung 76 einen Durchmesser 79 aufweisen, der zwischen etwa 5 und 200 Millimetern, 10 und 100 Millimetern oder 20 und 40 Millimetern liegt. Es kann sich insbesondere die Grösse (z.B. der Durchmesser 79) der Luftöffnungen 76 an der modifizierten Effusionsplatte 11 aus Fig. 5 von der Grösse (z.B. dem Durchmesser 79) der Luftöffnungen 76 an der Effusionsplatte 11 aus Fig. 4 unterscheiden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Durchmesser 79 der Luftöffnungen 76 an der modifizierten Effusionsplatte 11 aus Fig. 5 beispielsweise kleiner (z.B. etwa 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 oder 90 Prozent) als der Durchmesser 79 der Luftöffnungen 76 an der Effusionsplatte 11 aus Fig. 4 . Jede Luftöffnung 76 an der modifizierten Effusionsplatte 11 aus Fig. 5 kann beispielsweise einen Durchmesser von zumindest weniger als etwa 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 oder 50 Millimeter besitzen. In the illustrated embodiment, the modified effusion plate 11 has a plurality of air ports 76, such as about 100 to 5000 air ports 76. In one embodiment, a total of about 1000 air ports 76 may be located on the effusion plate 11. In addition, each air vent 76 may have a diameter 79 that is between about 5 and 200 millimeters, 10 and 100 millimeters, or 20 and 40 millimeters. In particular, the size (e.g., diameter 79) of the air ports 76 on the modified effusion plate 11 of Fig. 5 may differ in size (e.g., diameter 79) from the air ports 76 on the effusion plate 11 of Fig. 4. For example, in the illustrated embodiment, the diameter 79 of the air openings 76 on the modified effusion plate 11 of FIG. 5 is smaller (eg, about 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, or 90 percent) than the diameter 79 of the air openings 76 on the effusion plate 11 of FIG. 4. For example, each air port 76 on the modified effusion plate 11 of FIG. 5 may have a diameter of at least less than about 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 50 millimeters.

[0056] Ferner kann der Abstand zwischen den Luftöffnungen 76 ein zweiter Abstand 98 sein, der zwischen etwa 2 und 400 Millimetern, 20 und 200 Millimetern oder 40 und 80 Millimetern liegt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der erste Abstand 96 zwischen den Luftöffnungen 76 aus Fig. 4 geringer (z.B. etwa 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 oder 90 Prozent) als der zweite Abstand 98 zwischen den Luftöffnungen 76 aus Fig. 5 . Wenn beispielsweise der zweite Abstand 98 zwischen etwa 10 und 400 Millimeter, 20 und 200 Millimeter oder 40 und 80 Millimeter beträgt, dann beträgt der erste Abstand 96 zwischen etwa 5 und 200 Millimeter, 10 und 100 Millimeter oder 20 und 40 Millimeter. Bei anderen Ausführungsformen kann die modifizierte Effusionsplatte 11 aus Fig. 5 so konfiguriert sein, dass sie willkürliche Abstände zwischen den Luftöffnungen 76 aufweist. Bei noch weiteren Ausführungsformen können die Unterschiede bei den Abständen 96 und 98 zwischen den Luftöffnungen 76 aus Fig. 4 und 5 etwa 5 bis 500, 10 bis 400, 20 bis 300, 30 bis 200, 40 bis 100 oder 50 bis 90 Prozent oder einen tatsächlichen Abstand von 5 bis 500, 10 bis 400, 20 bis 300, 30 bis 200 oder 40 bis 100 Millimetern betragen. Further, the distance between the air openings 76 may be a second distance 98 that is between about 2 and 400 millimeters, 20 and 200 millimeters or 40 and 80 millimeters. In the illustrated embodiment, the first distance 96 between the air openings 76 of FIG. 4 is less (eg, about 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, or 90 percent) than the second distance 98 between the air openings 76 Fig. 5. For example, if the second distance 98 is between about 10 and 400 millimeters, 20 and 200 millimeters, or 40 and 80 millimeters, then the first distance 96 is between about 5 and 200 millimeters, 10 and 100 millimeters, or 20 and 40 millimeters. In other embodiments, the modified effusion plate 11 of FIG. 5 may be configured to have arbitrary distances between the air openings 76. In still other embodiments, the differences in the distances 96 and 98 between the air ports 76 of FIGS. 4 and 5 may be about 5 to 500, 10 to 400, 20 to 300, 30 to 200, 40 to 100, or 50 to 90 percent or so actual distance of 5 to 500, 10 to 400, 20 to 300, 30 to 200 or 40 to 100 millimeters.

[0057] Fig. 6 ist eine Vorderansicht (z.B. Rückseite) der Effusionsplatte 11 mit mehreren auf die Abschnitte 77 verteilten Luftöffnungen 76, wobei jeder Abschnitt 77 die Brennstoffdüsenöffnung 74 aufweist. Bei der dargestellten Ausführungsform weist jeder Abschnitt 77 eine geometrische Anordnung oder ein Muster der Luftöffnungen 76 auf, die/das als eine oder mehrere Ringanordnungen von Luftöffnungen 76 definiert sein kann, welche um die Brennstoffdüsenöffnung 74 herum verlaufen. Die Effusionsplatte 11 kann insgesamt so beschrieben werden, dass sie mehrere Ringanordnungen von Luftöffnungen 76 aufweist, z.B. 5 Ringanordnungen von Luftöffnungen 76, die den fünf Abschnitten 77 entsprechen. Fig. 6 is a front view (e.g., backside) of the effusion plate 11 having a plurality of air ports 76 distributed to the sections 77, each section 77 having the fuel nozzle port 74. In the illustrated embodiment, each section 77 has a geometric arrangement or pattern of the air openings 76 that may be defined as one or more annular arrays of air openings 76 that extend around the fuel nozzle opening 74. The effusion plate 11 as a whole can be described as having multiple ring arrangements of air openings 76, e.g. 5 ring arrangements of air openings 76 corresponding to the five sections 77.

[0058] Die Effusionsplatte 11 der Brennereinrichtungskappenbaugruppe 54 kann, wie oben beschrieben, ringförmig sein und ermöglichen, dass eine oder mehrere Brennstoffdüsen 18 durch die Brennstoffdüsenöffnungen 74 hindurch verlaufen. Bei bestimmten Ausführungsformen ist jede Brennstoffdüsenöffnung 74 von einer mittigen Brennstoffdüsenöffnung 78 ausgehend so an einem anderen Abschnitt 77 angeordnet, dass die Brennstoffdüsenöffnungen 74 um eine Achse 42 (z.B. Mittelachse) der Brennereinrichtung 14 herum angeordnet sind. Insbesondere können die an einem bestimmten Abschnitt 77 angeordneten Luftöffnungen 76 eine Eintrittsrandbedingung (z.B. Konzentration von Luft im Gemisch aus komprimierter Luft und Brennstoff) der Brennkammer 19 regulieren und sich somit auf den in der Brennkammer 19 erfolgenden Verbrennungsprozess auswirken. Die an einem bestimmten Abschnitt 77 angeordneten Luftöffnungen 76 sind insbesondere so konfiguriert, dass sie die akustische Reaktion der Brennkammer 19 beeinflussen, so dass benachbarte Brennereinrichtungen 14 in dem Gasturbinensystem 10 unterschiedliche akustische Reaktionen aufweisen. Die Effusionsplatte 11 ist an sich so konfiguriert, dass sie Resonanzverhalten zwischen benachbarten Brennereinrichtungen 14 des Gasturbinensystems 10 stoppt. Ausserdem kann die Effusionsplatte 11 mit einem oder mehreren Abschnitten 77 so konfiguriert sein, dass sie Resonanzverhalten in einer bestimmten Brennkammer 19 stoppt. The effusion plate 11 of the combustor cap assembly 54 may be annular as described above and allow one or more fuel nozzles 18 to pass through the fuel nozzle apertures 74. In certain embodiments, each fuel nozzle orifice 74 is positioned at a different portion 77 from a central fuel nozzle orifice 78 such that the fuel orifice orifices 74 are disposed about an axis 42 (e.g., centerline) of the combustor 14. In particular, the air openings 76 disposed on a particular section 77 may regulate an entrance boundary condition (e.g., concentration of air in the compressed air and fuel mixture) of the combustion chamber 19 and thus affect the combustion process occurring in the combustion chamber 19. Specifically, the air ports 76 located at a particular section 77 are configured to affect the acoustic response of the combustor 19 such that adjacent combustors 14 in the gas turbine system 10 have different acoustic responses. As such, the effusion plate 11 is configured to stop resonant behavior between adjacent combustors 14 of the gas turbine system 10. In addition, the effusion plate 11 may be configured with one or more portions 77 to stop resonant behavior in a particular combustor 19.

[0059] Die Effusionsplatte 11 kann mehrere Luftöffnungen 76 (z.B. Effusionskühlöffnungen) aufweisen, die es ermöglichen, dass ein Fluid (z.B. Luft) mit dem durch die Brennstoffdüsen 18 strömenden Gemisch aus komprimierter Luft und Brennstoff in Kontakt kommt, wenn die Brennstoffdüsen 18 durch die Effusionsplatte 11 verlaufen. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Luftöffnungen 76 die Luftmenge in dem der Brennkammer 19 zugeführten Gemisch aus komprimierter Luft und Brennstoff und somit die Verbrennungsdynamik sowie die Menge der bei der Verbrennung erzeugten heissen, komprimierten Abgase beeinflussen. Die Luftöffnungen 76 können an sich eine Eintrittsrandbedingung (z.B. Luftstrom) für den in der Brennkammer 19 erfolgenden Verbrennungsprozess indirekt regeln. Ferner kann ein Modifizieren der Effusionsplatte 11 benachbarter Brennereinrichtungen 14 (z.B. benachbarter Brennkammern 19) auf indirekte Weise den in benachbarten Brennkammern 19 erfolgenden Verbrennungsprozess modifizieren, wie z.B. über zwischen benachbarten Brennereinrichtungen 14 verlaufende Kreuzfeuerrohre. The effusion plate 11 may include a plurality of air openings 76 (eg, effusion cooling holes) that allow a fluid (eg, air) to contact the mixture of compressed air and fuel flowing through the fuel nozzles 18 when the fuel nozzles 18 pass through Effusionsplatte 11 run. In certain embodiments, the air openings 76 may affect the amount of air in the mixture of compressed air and fuel supplied to the combustion chamber 19 and thus the combustion dynamics as well as the amount of hot, compressed exhaust gases generated during combustion. As such, the air openings 76 may indirectly control an entry boundary condition (e.g., airflow) for the combustion process occurring in the combustion chamber 19. Further, modifying the effusion plate 11 of adjacent combustors 14 (e.g., adjacent combustors 19) may indirectly modify the combustion process occurring in adjacent combustors 19, such as e.g. over between adjacent burner devices 14 extending crossfire tubes.

[0060] Wie in Fig. 6 dargestellt ist, weist die Effusionsplatte 11 mehrere Luftöffnungen 76 auf, wie beispielsweise etwa 100 bis 5000 Luftöffnungen 76. Jeder Abschnitt 77 kann etwa 20 bis 1000 Luftöffnungen 76 aufweisen. Jeder Abschnitt 77 kann beispielsweise mindestens etwa 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 oder 900 Luftöffnungen 76 aufweisen. Bei einer Ausführungsform können sich in der Effusionsplatte 11 der Brennereinrichtungsbaugruppe 54 insgesamt etwa 1000 Luftöffnungen 76 befinden. Ausserdem kann jede Luftöffnung 76 einen Durchmesser 79 aufweisen, der zwischen etwa 5 und 200 Millimetern, 10 und 100 Millimetern oder 20 und 40 Millimetern liegt. Zum Beispiel kann jede Luftöffnung 76 einen Durchmesser von zumindest weniger als etwa 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 oder 100 Millimetern besitzen. Bei einer Ausführungsform kann jeder Abschnitt 77 mindestens etwa 100 Luftöffnungen aufweisen, wobei der Durchmesser jeder Luftöffnung zumindest kleiner als 100 Millimeter ist. As shown in Fig. 6, the effusion plate 11 has a plurality of air openings 76, such as about 100 to 5000 air openings 76. Each section 77 may have about 20 to 1000 air openings 76. Each section 77 may have, for example, at least about 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, or 900 air openings 76. In one embodiment, a total of about 1000 air openings 76 may be located in effusion plate 11 of combustor assembly 54. In addition, each air vent 76 may have a diameter 79 that is between about 5 and 200 millimeters, 10 and 100 millimeters, or 20 and 40 millimeters. For example, each air vent 76 may have a diameter of at least less than about 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 or 100 millimeters. In one embodiment, each section 77 may have at least about 100 air openings, with the diameter of each air opening being at least less than 100 millimeters.

[0061] Die Luftöffnungen 76 können, wie oben beschrieben, zur Unterstützung des Verbrennungsprozesses der Brennkammer 19 einem bestimmten Abschnitt 77 entsprechend Fluid (z.B. Luftstrom) durch die Abschnitte 77 strömen lassen. Somit können die Luftöffnungen 76 von der hinteren Fläche 84 (z.B. Vorderseite) axial durch die Abschnitte 77 aus der Aussenfläche 72 der Effusionsplatte 11 heraus verlaufen. Darüber hinaus können die Luftöffnungen 76 in Bezug auf die Aussenfläche 72 jedes Abschnitts 77 abgewinkelt sein. Die Luftöffnungen 76 können zum Beispiel in einem Winkel von etwa 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 15, 10 und/oder 5 Grad in Bezug auf die Aussenfläche 72 Fluid aus den Luftöffnungen 76 leiten. Bei einer anderen Ausführungsform können die Luftöffnungen 76 in einem Winkel von weniger als etwa 45 Grad in Bezug auf die Aussenfläche 72 positioniert sein. Alternativ dazu kann jede Luftöffnung 76 in einem Winkel zwischen etwa 20 bis 70 Grad in Bezug auf die Aussenfläche 72 positioniert sein. Darüber hinaus können die Luftöffnungen 76 parallel oder nicht parallel sein, konvergieren oder divergieren. Bei einer Ausführungsform können die Luftöffnungen 76 zu den Brennstoffdüsen 18 hin konvergieren. Bei bestimmten Ausführungsformen kann der erste Abschnitt 80 Fluid in einem Winkel aus den Luftöffnungen 76 leiten, der sich von dem des zweiten Abschnitts 82 unterscheidet. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann der erste Abschnitt 80 Luftöffnungen 76 aufweisen, die auf andere Weise angeordnet sind als bei dem zweiten Abschnitt 82. As described above, in order to assist the combustion process of the combustor 19, the air ports 76 may flow through the sections 77 to a particular section 77 corresponding to fluid (e.g., airflow). Thus, the air ports 76 may extend axially from the rear surface 84 (e.g., front) of the outer surface 72 of the effusion plate 11 through the portions 77. In addition, the air openings 76 may be angled with respect to the outer surface 72 of each section 77. For example, the air openings 76 may direct fluid out of the air openings 76 at an angle of about 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 15, 10, and / or 5 degrees with respect to the outer surface 72. In another embodiment, the air openings 76 may be positioned at an angle of less than about 45 degrees with respect to the outer surface 72. Alternatively, each air port 76 may be positioned at an angle of between about 20 to 70 degrees with respect to the outer surface 72. In addition, the air openings 76 may be parallel or non-parallel, converging or diverging. In one embodiment, the air openings 76 may converge toward the fuel nozzles 18. In certain embodiments, the first portion 80 may direct fluid at an angle out of the air openings 76 that is different than that of the second portion 82. In still other embodiments, the first portion 80 may include air openings 76 disposed in a different manner than the second portion 82.

[0062] Wie weiter unten erläutert ist, können zum Modifizieren der Effusionsplatte 11 bei bestimmten Ausführungsformen die physischen Eigenschaften der Luftöffnungen 76 verändert werden. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Luftöffnungen 76 in einem willkürlichen Muster (z.B. nicht einheitlichen Muster) oder einem geordneten Muster (z.B. einheitlichen Muster) auf der Effusionsplatte 11 verteilt sein. Bei der dargestellten Ausführungsform aus Fig. 6 sind die Luftöffnungen 76 beispielsweise in einem geordneten Muster konzentrisch um die Brennstoffdüsenöffnungen 74 herum angeordnet. Bei anderen Ausführungsformen kann die Grösse (z.B. der Durchmesser 79) der Luftöffnungen 76 an der Effusionsplatte 11 modifiziert werden. Bei noch anderen Ausführungsformen kann der Abstand zwischen jeder Luftöffnung 76 an der Effusionsplatte 11 modifiziert werden. Die Effusionsplatte 11 kann in der Tat mit Hilfe unterschiedlicher Kombinationen von Variablen (z.B. Grösse und Abstand, Grösse und Anordnung, Abstand und Anordnung, Abstand und Grösse und Anordnung usw.) modifiziert werden. Die modifizierten Luftöffnungen 76 können insbesondere den Verbrennungsprozess in der Brennkammer 19 durch Regeln einer Eintrittsrandbedingung, wie des Luftstroms zum Gemisch aus komprimierter Luft und Brennstoff, für die Brennkammer 19 beeinflussen. Die an bestimmten Abschnitten 77 angeordneten Luftöffnungen 76 sind in der Tat so konfiguriert, dass sie die Eintrittsrandbedingung für die Brennkammer 19 regeln, so dass neben der Brennkammer 19 liegende Brennkammern 19 eine andere akustische Reaktion aufweisen. Die Effusionsplatte 11 ist an sich so konfiguriert, dass sie Resonanzverhalten zwischen benachbarten Brennereinrichtungen 19 stoppt. As explained further below, in certain embodiments, to modify the effusion plate 11, the physical properties of the air openings 76 may be altered. In certain embodiments, the air openings 76 may be distributed in an arbitrary pattern (e.g., non-uniform pattern) or an ordered pattern (e.g., uniform pattern) on the effusion plate 11. For example, in the illustrated embodiment of FIG. 6, the air openings 76 are concentrically disposed about the fuel nozzle openings 74 in an ordered pattern. In other embodiments, the size (e.g., diameter 79) of the air openings 76 on the effusion plate 11 may be modified. In still other embodiments, the distance between each air opening 76 on the effusion plate 11 may be modified. The effusion plate 11 can indeed be modified by means of different combinations of variables (e.g., size and spacing, size and location, spacing and location, spacing and size, and location, etc.). Specifically, the modified air openings 76 may influence the combustion process in the combustion chamber 19 by regulating an entrance boundary condition, such as the air flow to the compressed air and fuel mixture, for the combustion chamber 19. The air openings 76 disposed at certain portions 77 are in fact configured to control the entry boundary condition for the combustion chamber 19 so that combustion chambers 19 adjacent to the combustion chamber 19 have a different acoustic response. As such, the effusion plate 11 is configured to stop resonant behavior between adjacent burner devices 19.

[0063] Fig. 7 stellt eine modifizierte Effusionsplatte 11 mit mehreren Luftöffnungen 76 (z.B. Effusionskühlöffnungen) dar, die so auf die Abschnitte 77 verteilt sind, dass benachbarte Abschnitte 77 eine andere Anordnung der Luftöffnungen 76 aufweisen. Jede Brennstoffdüsenöffnung 74 ist, wie oben beschrieben, von einer mittigen Brennstoffdüsenöffnung 78 ausgehend so an einem anderen Abschnitt 77 angeordnet, dass die Brennstoffdüsenöffnungen 74 ringförmig um eine Achse 42 (z.B. Mittelachse) der Brennereinrichtung 14 herum angeordnet sind. Bei der dargestellten Ausführungsform zeigt die modifizierte Effusionsplatte 11 benachbarte Abschnitte 77 mit einer unterschiedlich geordneten Anordnung von Luftöffnungen 76, z.B. einer von einem Abschnitt 77 zum anderen alternierenden Anordnung. Der erste Abschnitt 80 weist beispielsweise mehrere konzentrisch um die Brennstoffdüsenöffnung 74 (z.B. in einer ringförmigen Anordnung) angeordnete Luftöffnungen 76 auf. Zusätzlich dazu liegt der zweite Abschnitt 82 neben dem ersten Abschnitt 80 und weist mehrere Luftöffnungen 76 auf, die radial von der mittigen Brennstoffdüsenöffnung 78 aus linear verlaufen (z.B. eine radiale Zeilenanordnung mit mehreren radialen Zeilen von Luftöffnungen 76). Bei anderen Ausführungsformen kann die modifizierte Effusionsplatte 11 in jedem Abschnitt 77 eine andere Anordnung von Luftöffnungen 76 aufweisen. Bei anderen Ausführungsformen kann die modifizierte Effusionsplatte 11 andere Anordnungsmuster aufweisen, wie beispielsweise ein Schachbrettmuster, ein willkürliches Muster, ein horizontal lineares Muster, ein bogenförmiges Muster, ein Stufenmuster und so weiter. Die modifizierte Effusionsplatte 11 kann in der Tat eine beliebige Anordnungsart umfassen, so dass der erste Abschnitt 80 und der zweite Abschnitt 82 (z.B. zwei beliebige benachbarte Abschnitte 77) eine andere Anordnung von Luftöffnungen 76 aufweisen. Fig. 7 illustrates a modified effusion plate 11 having a plurality of air openings 76 (e.g., effusion cooling holes) distributed on the sections 77 such that adjacent sections 77 have a different arrangement of the air openings 76. Each fuel nozzle orifice 74 is, as described above, disposed at a different portion 77 from a central fuel nozzle orifice 78 such that the fuel orifices 74 are annularly disposed about an axis 42 (e.g., center axis) of the combustor 14. In the illustrated embodiment, the modified effusion plate 11 shows adjacent portions 77 having a different order of air openings 76, e.g. one of a portion 77 to the other alternating arrangement. For example, the first portion 80 includes a plurality of air holes 76 concentrically disposed about the fuel nozzle orifice 74 (e.g., in an annular array). In addition, the second portion 82 is adjacent the first portion 80 and has a plurality of air openings 76 that extend radially radially from the central fuel nozzle orifice 78 (e.g., a radial array having a plurality of radial rows of air openings 76). In other embodiments, the modified effusion plate 11 in each section 77 may have a different arrangement of air openings 76. In other embodiments, the modified effusion plate 11 may have other arrangement patterns, such as a checkerboard pattern, an arbitrary pattern, a horizontal linear pattern, an arcuate pattern, a step pattern, and so on. Indeed, the modified effusion plate 11 may include any type of arrangement such that the first portion 80 and the second portion 82 (e.g., any two adjacent portions 77) have a different arrangement of air openings 76.

[0064] Die in den verschiedenen Abschnitten 77 angeordneten Luftöffnungen 76 regeln, wie oben beschrieben, die Eintrittsrandbedingung (z.B. Luftstrom) für die Brennkammer 19 und beeinflussen an sich die akustische Reaktion der Brennkammer 19 auf die Verbrennungsgase. Die Unterschiede bei den Luftöffnungen 76 (z.B. unterschiedliche Anordnung und/oder Grösse der Luftöffnungen 76) zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 80 und 82 verändern die akustische Reaktion der Brennkammer 19 und insgesamt das Effusionslochmuster 13 für die entsprechende Brennereinrichtung 14. Die Luftöffnungen 76 an der Effusionsplatte 11 (d.h. im Gegensatz zu anderen Effusionsplatten 11) tragen an sich dazu bei, dass Resonanzverhalten zwischen zwei benachbarten Brennereinrichtungen 14 vermieden wird, sowie auch dazu, dass Resonanzverhalten in der einzelnen Brennereinrichtung 14 vermieden wird. As described above, the air openings 76 disposed in the various sections 77 regulate the entry boundary condition (e.g., airflow) for the combustion chamber 19 and, as such, affect the acoustic response of the combustion chamber 19 to the combustion gases. The differences in the air openings 76 (eg, different arrangement and / or size of the air openings 76) between the first and second sections 80 and 82 change the acoustic response of the combustion chamber 19 and, overall, the effusion hole pattern 13 for the corresponding burner device 14. The air openings 76 The effusion plate 11 (ie in contrast to other effusion plates 11) contribute to avoidance of resonance behavior between two adjacent burner devices 14 as well as to avoid resonance behavior in the individual burner device 14.

[0065] Fig. 8 stellt eine Ausführungsform einer modifizierten Effusionsplatte 11 mit mehreren Luftöffnungen 76 (z.B. Effusionskühlöffnungen) dar, die so auf die Abschnitte 77 verteilt sind, dass zwei benachbarte Abschnitte 77 (z.B. der erste Abschnitt 80 und der zweite Abschnitt 82) Luftöffnungen 76 von unterschiedlicher Grösse besitzen. Anders ausgedrückt erhöht und verringert sich die Grösse der Luftöffnungen 76 alternierend von einem Abschnitt 77 zum anderen. Jede Brennstoffdüsenöffnung 74 ist, wie oben beschrieben, von einer mittigen Brennstoffdüsenöffnung 78 ausgehend so an einem anderen Abschnitt 77 angeordnet, dass die Brennstoffdüsenöffnungen 74 ringförmig um eine Achse 42 (z.B. Mittelachse) der Brennereinrichtung 14 herum angeordnet sind. Jeder Abschnitt 77 besitzt mehrere um die Brennstoffdüsenöffnung 74 herum verteilte Luftöffnungen 76. Fig. 8 illustrates an embodiment of a modified effusion plate 11 having a plurality of air openings 76 (eg effusion cooling openings) distributed on the sections 77 such that two adjacent sections 77 (eg, the first section 80 and the second section 82) have air openings 76 of different sizes. In other words, the size of the air openings 76 increases and decreases alternately from one section 77 to the other. Each fuel nozzle orifice 74 is, as described above, disposed at a different portion 77 from a central fuel nozzle orifice 78 such that the fuel orifices 74 are annularly disposed about an axis 42 (e.g., center axis) of the combustor 14. Each section 77 has a plurality of air openings 76 distributed around the fuel nozzle opening 74.

[0066] Bei der dargestellten Ausführungsform zeigt die modifizierte Effusionsplatte 11 den ersten Abschnitt 80 und den zweiten Abschnitt 82 mit unterschiedlich grossen Luftöffnungen 76. Der erste Abschnitt 80 weist beispielsweise mehrere konzentrisch um die Brennstoffdüsenöffnung 74 angeordnete Luftöffnungen 76 mit einem ersten Durchmesser 92 auf. Ausserdem liegt der zweite Abschnitt 82 neben dem ersten Abschnitt 80 und weist mehrere konzentrisch um die Brennstoffdüsenöffnung 74 angeordnete Luftöffnungen 76 mit einem zweiten Durchmesser 94 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der zweite Durchmesser doppelt so gross wie der erste Durchmesser. Wenn beispielsweise der erste Abstand 92 zwischen etwa 5 und 200 Millimeter, 10 und 100 Millimeter oder 20 und 40 Millimeter beträgt, dann beträgt der zweite Abstand 94 zwischen etwa 10 und 400 Millimeter, 20 und 200 Millimeter oder 40 und 80 Millimeter. Bei anderen Ausführungsformen kann die modifizierte Effusionsplatte 11 so konfiguriert sein, dass sie an jedem Abschnitt 77 Luftöffnungen 76 von anderer Grösse aufweist. Bei noch anderen Ausführungsformen können die Unterschiede bei der Grösse der Luftöffnungen 76 das Dreifache, Vierfache, Fünffache, Sechsfache und so weiter betragen. In the illustrated embodiment, the modified effusion plate 11, the first portion 80 and the second portion 82 with different sized air openings 76. The first portion 80 has, for example, a plurality of concentrically arranged around the fuel nozzle opening 74 air openings 76 having a first diameter 92. In addition, the second portion 82 is adjacent to the first portion 80 and has a plurality of concentrically arranged around the fuel nozzle opening 74 air openings 76 having a second diameter 94. In the illustrated embodiment, the second diameter is twice as large as the first diameter. For example, if the first distance 92 is between about 5 and 200 millimeters, 10 and 100 millimeters, or 20 and 40 millimeters, then the second distance 94 is between about 10 and 400 millimeters, 20 and 200 millimeters, or 40 and 80 millimeters. In other embodiments, the modified effusion plate 11 may be configured to have different sized air openings 76 at each section 77. In still other embodiments, the differences in the size of the air openings 76 may be three times, four times, five times, six times, and so on.

[0067] Die an den Abschnitten 77 angeordneten, verschieden grossen Luftöffnungen 76 tragen, wie oben beschrieben, zum Regeln der Eintrittsrandbedingungen (z.B. Luftstrom) für die Brennkammer 19 bei und beeinflussen an sich die akustische Reaktion der Brennkammer 19 auf die Verbrennungsgase. Die Unterschiede bei den Luftöffnungen 76 (z.B. unterschiedliche Grösse der Luftöffnungen 76) zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 80 und 82 verändern die akustische Reaktion der Brennkammer 19. Die Luftöffnungen 76 an der Effusionsplatte 11 tragen an sich dazu bei, dass Resonanzverhalten zwischen zwei benachbarten Brennereinrichtungen 14 vermieden wird, sowie auch dazu, dass Resonanzverhalten in der einzelnen Brennereinrichtung 14 vermieden wird. As described above, the differently sized air openings 76 disposed at the portions 77 contribute to controlling the inlet boundary conditions (e.g., airflow) for the combustion chamber 19 and, in themselves, affect the acoustic reaction of the combustion chamber 19 to the combustion gases. The differences in the air openings 76 (eg different size of the air openings 76) between the first and second sections 80 and 82 change the acoustic response of the combustion chamber 19. The air openings 76 on the effusion plate 11 contribute to the fact that resonance behavior between two adjacent Burner means 14 is avoided, as well as that resonance behavior in the individual burner device 14 is avoided.

[0068] Fig. 9 stellt die modifizierte Effusionsplatte 11 mit mehreren Luftöffnungen 76 (z.B. Effusionskühlöffnungen) dar, die so auf die Abschnitte 77 verteilt sind, dass der Abstand zwischen den Luftöffnungen 76 an zwei benachbarten Abschnitten 77 (z.B. dem ersten Abschnitt 80 und dem zweiten Abschnitt 82) unterschiedlich ist. Jede Brennstoffdüsenöffnung 74 ist, wie oben beschrieben, von einer mittigen Brennstoffdüsenöffnung 78 ausgehend so an einem anderen Abschnitt 77 angeordnet, dass die Brennstoffdüsenöffnungen 74 ringförmig um eine Achse 42 (z.B. Mittelachse) der Brennereinrichtung 14 herum angeordnet sind. Jeder Abschnitt 77 besitzt mehrere um die Brennstoffdüsenöffnung 74 herum verteilte Luftöffnungen 76. Fig. 9 illustrates the modified effusion plate 11 having a plurality of air openings 76 (eg effusion cooling openings) distributed on the sections 77 so that the distance between the air openings 76 at two adjacent sections 77 (eg, the first section 80 and the first section 80) second section 82) is different. Each fuel nozzle orifice 74 is, as described above, disposed at a different portion 77 from a central fuel nozzle orifice 78 such that the fuel orifices 74 are annularly disposed about an axis 42 (e.g., center axis) of the combustor 14. Each section 77 has a plurality of air openings 76 distributed around the fuel nozzle opening 74.

[0069] Bei der dargestellten Ausführungsform zeigt die modifizierte Effusionsplatte 11 den ersten Abschnitt 80 und den zweiten Abschnitt 82 mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Luftöffnungen 76. Der erste Abschnitt 80 weist beispielsweise mehrere Luftöffnungen 76 auf, die radial von der mittigen Brennstoffdüsenöffnung 78 aus linear so verlaufen, dass der Abstand zwischen den Luftöffnungen 76 ein erster Abstand 96 ist. Zusätzlich dazu liegt der zweite Abschnitt 82 neben dem ersten Abschnitt 80 und weist mehrere Luftöffnungen 76 auf, die radial von der mittigen Brennstoffdüsenöffnung 78 aus linear so verlaufen, dass der Abstand zwischen den Luftöffnungen 76 ein zweiter Abstand 98 ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der erste Abstand 96 doppelt so gross wie der zweite Abstand 98. Wenn beispielsweise der erste Abstand 96 zwischen etwa 10 und 400 Millimeter, 20 und 200 Millimeter oder 40 und 80 Millimeter beträgt, dann beträgt der zweite Abstand 98 zwischen etwa 5 und 200 Millimeter, 10 und 100 Millimeter oder 20 und 40 Millimeter. Bei anderen Ausführungsformen kann die modifizierte Effusionsplatte 11 so konfiguriert sein, dass sie willkürliche Abstände zwischen den Luftöffnungen 76 an jedem Abschnitt 77 aufweist. Bei noch anderen Ausführungsformen können die Unterschiede bei dem Abstand zwischen den Luftöffnungen 76 das Dreifache, Vierfache, Fünffache, Sechsfache und so weiter betragen. In the illustrated embodiment, the modified effusion plate 11 shows the first portion 80 and the second portion 82 at different distances between the air openings 76. The first portion 80 has, for example, a plurality of air openings 76 radially linearly from the central fuel nozzle opening 78 run that the distance between the air openings 76 is a first distance 96. In addition, the second portion 82 is adjacent to the first portion 80 and has a plurality of air openings 76 that extend radially from the central fuel nozzle opening 78 linearly so that the distance between the air openings 76 is a second distance 98. In the illustrated embodiment, the first distance 96 is twice as large as the second distance 98. For example, if the first distance 96 is between about 10 and 400 millimeters, 20 and 200 millimeters, or 40 and 80 millimeters, then the second distance 98 is between about 5 and 200 mm, 10 and 100 mm or 20 and 40 mm. In other embodiments, the modified effusion plate 11 may be configured to have arbitrary distances between the air openings 76 at each section 77. In still other embodiments, the differences in the spacing between the air openings 76 may be three times, four times, five times, six times, and so on.

[0070] Die an den verschiedenen Abschnitten 77 angeordneten Luftöffnungen 76 tragen, wie oben beschrieben, zum Regeln der Eintrittsrandbedingungen (z.B. Luftstrom) für die Brennkammer 19 bei und beeinflussen an sich die akustische Reaktion der Brennkammer 19 auf die Verbrennungsgase. Die Unterschiede bei den Luftöffnungen 76 (z.B. unterschiedlicher Abstand zwischen den Luftöffnungen 76) zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 80 und 82 verändern die akustische Reaktion der Brennkammer 19. Die Luftöffnungen 76 an der Effusionsplatte 11 tragen an sich dazu bei, dass Resonanzverhalten zwischen zwei benachbarten Brennereinrichtungen 14 vermieden wird, sowie auch dazu, dass Resonanzverhalten in der einzelnen Brennereinrichtung 14 vermieden wird. As described above, the air ports 76 disposed at the various sections 77 contribute to controlling the inlet boundary conditions (e.g., airflow) for the combustor 19 and, as such, affect the acoustic reaction of the combustor 19 to the combustion gases. The differences in the air openings 76 (eg different distance between the air openings 76) between the first and second sections 80 and 82 change the acoustic response of the combustion chamber 19. The air openings 76 on the effusion plate 11 contribute to the fact that resonance behavior between two adjacent burner devices 14 is avoided, and also that resonance behavior in the individual burner device 14 is avoided.

[0071] Fig. 10 stellt eine modifizierte Effusionsplatte 11 mit mehreren Luftöffnungen 76 (z.B. Effusionskühlöffnungen) dar, die so auf die Abschnitte 77 verteilt sind, dass Anordnung und Grösse der Luftöffnungen 76 an zwei benachbarten Abschnitten 77 (z.B. dem ersten Abschnitt 80 und dem zweiten Abschnitt 82) unterschiedlich sind. Jede Brennstoffdüsenöffnung 74 ist, wie oben beschrieben, von einer mittigen Brennstoffdüsenöffnung 78 ausgehend so an einem anderen Abschnitt 77 angeordnet, dass die Brennstoffdüsenöffnungen 74 ringförmig um eine Achse 42 (z.B. Mittelachse) der Brennereinrichtung 14 herum angeordnet sind. Jeder Abschnitt 77 besitzt mehrere um die Brennstoffdüsenöffnung 74 herum verteilte Luftöffnungen 76. FIG. 10 illustrates a modified effusion plate 11 having a plurality of air openings 76 (eg, effusion cooling holes) distributed on the sections 77 such that the location and size of the air openings 76 at two adjacent sections 77 (eg, the first section 80 and the first section 80) second section 82) are different. Each fuel nozzle orifice 74 is, as described above, disposed at a different portion 77 from a central fuel nozzle orifice 78 such that the fuel orifices 74 are annularly disposed about an axis 42 (e.g., center axis) of the combustor 14. Each section 77 has a plurality of air openings 76 distributed around the fuel nozzle opening 74.

[0072] Bei der dargestellten Ausführungsform zeigt die modifizierte Effusionsplatte 11 den ersten Abschnitt 80 und den zweiten Abschnitt 82 mit unterschiedlich angeordneten und unterschiedlich grossen Luftöffnungen 76. Der erste Abschnitt 80 weist beispielsweise mehrere Luftöffnungen 76 mit einem ersten Durchmesser 92 auf, die radial von der mittigen Brennstoffdüsenöffnung 78 aus linear verlaufen (z.B. radiale Zeilenanordnung). Der zweite Abschnitt 82 weist ausserdem mehrere Luftöffnungen 76 mit einem zweiten Durchmesser 94 auf, die konzentrisch um die Brennstoffdüsenöffnungen 74 herum angeordnet sind (z.B. ringförmige Anordnung). Bei anderen Ausführungsformen kann die modifizierte Effusionsplatte 11 mit Hilfe unterschiedlicher Kombinationen von Variablen (z.B. Grösse und Abstand, Grösse und Anordnung, Abstand und Anordnung, Abstand und Grösse und Anordnung usw.) modifiziert werden. In the illustrated embodiment, the modified effusion plate 11, the first portion 80 and the second portion 82 with differently arranged and different sized air openings 76. The first portion 80 has, for example, a plurality of air openings 76 having a first diameter 92 which radially from the central fuel nozzle opening 78 from linear (eg radial row arrangement). The second section 82 also includes a plurality of air openings 76 having a second diameter 94 concentrically disposed about the fuel nozzle openings 74 (e.g., annular array). In other embodiments, the modified effusion plate 11 may be modified using different combinations of variables (e.g., size and spacing, size and placement, spacing and placement, spacing and size, and placement, etc.).

[0073] Die technischen Wirkungen der offenbarten Ausführungsformen umfassen ein System und ein Verfahren für eine modifizierte Effusionsplatte 11 in einem Gasturbinensystem 10. Die Effusionsplatte 11 ist so konfiguriert, dass die akustische Reaktion jeder Brennkammer 19 in der Gasturbine 10 durch Stoppen der starken Phasengleichheit und Kohärenz zwischen benachbarten Brennereinrichtungen 14 modifiziert wird. Insbesondere wird die Effusionsplatte 11 durch Verändern verschiedener physischer Eigenschaften der Luftöffnungen 76, wie beispielsweise des Abstands zwischen den Luftöffnungen 76, des geometrischen Musters oder der Anordnung der Luftöffnungen 76, der Grösse der Luftöffnungen 76 oder einer Kombination davon, modifiziert. Bei solchen Ausführungsformen wird durch das Verändern physischer Eigenschaften der Luftöffnungen 76 die Eintrittsrandbedingung für jede Brennkammer 19 modifiziert und wiederum eine Phasendifferenz zwischen den akustischen Reaktionen benachbarter Brennereinrichtungen 14 erzeugt. Bei manchen Ausführungsformen mit Abschnitten 77 für die Effusionsplatte 11 können die physischen Eigenschaften der Luftöffnungen 76 für alternierende Abschnitte 77 so verändert werden, dass benachbarte Brennereinrichtungen 14 keine ähnliche akustische Reaktion auf die Eintrittsrandbedingungen besitzen. The technical effects of the disclosed embodiments include a system and method for a modified effusion plate 11 in a gas turbine system 10. The effusion plate 11 is configured to control the acoustic response of each combustor 19 in the gas turbine 10 by stopping the high phase balance and coherence between adjacent burner devices 14 is modified. In particular, the effusion plate 11 is modified by varying various physical properties of the air openings 76, such as the distance between the air openings 76, the geometric pattern or the arrangement of the air openings 76, the size of the air openings 76 or a combination thereof. In such embodiments, altering physical properties of the air openings 76 modifies the entry boundary condition for each combustion chamber 19 and, in turn, creates a phase difference between the acoustic responses of adjacent burner devices 14. In some embodiments having sections 77 for the effusion plate 11, the physical characteristics of the alternating section air openings 76 may be changed so that adjacent combustors 14 do not have a similar acoustic response to the entry boundary conditions.

[0074] Diese schriftliche Beschreibung benutzt Beispiele für die Offenbarung der Erfindung, einschliesslich des besten Modus, sowie dazu, Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuüben, unter anderem Einrichtungen oder Systeme herzustellen und zu benutzen und eingebundene Verfahren durchzuführen. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für Fachleute ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, sofern sie Strukturelemente besitzen, die sich nicht vom Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder sofern sie äquivalente Strukturelemente aufweisen, die sich nur unwesentlich vom Wortlaut der Ansprüche unterscheiden. This written description uses examples of the disclosure of the invention, including the best mode, and to enable those skilled in the art to practice the invention, including, but not limited to, making and using facilities or systems, and performing integrated procedures. The patentable scope of the invention is defined by the claims and may include other examples that will be apparent to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements that are not materially different from the literal language of the claims.

[0075] Ein System weist eine erste Brennereinrichtung mit einer ersten Brennkammer, einem ersten Kopfende mit mehreren ersten Brennstoffdüsen und einer ersten Effusionsplatte auf. Die erste Effusionsplatte weist mehrere erste Öffnungen für die mehreren ersten Brennstoffdüsen auf und mehrere erste Öffnungen, die so konfiguriert sind, dass sie einen Luftstrom in die erste Brennkammer ermöglichen. Das System weist eine zweite Brennereinrichtung mit einer zweiten Brennkammer, einem zweiten Kopfende mit mehreren zweiten Brennstoffdüsen und einer zweiten Effusionsplatte auf. Die zweite Effusionsplatte umfasst mehrere zweite Luftöffnungen, die so konfiguriert sind, dass sie einen Luftstrom in die zweite Brennkammer ermöglichen, so dass die mehreren ersten Luftöffnungen in der ersten Effusionsplatte in Bezug auf die mehreren zweiten Luftöffnungen in der zweiten Effusionsplatte Unterschiede aufweisen. A system includes a first combustor having a first combustor, a first head end having a plurality of first fuel nozzles, and a first effusion plate. The first effusion plate has a plurality of first openings for the plurality of first fuel nozzles and a plurality of first openings configured to allow air flow into the first combustion chamber. The system includes a second combustor having a second combustor, a second head end having a plurality of second fuel nozzles, and a second effusion plate. The second effusion plate includes a plurality of second air openings configured to allow air flow into the second combustion chamber so that the plurality of first air openings in the first effusion plate have differences with respect to the plurality of second air openings in the second effusion plate.

Claims

A system comprising: a first combustor comprising: a first combustor, a chamber at the first head end with a plurality of first fuel nozzles, a first effusion plate disposed between the first combustor and the chamber at the first head end, the first effusion plate having a plurality of first openings for the plurality of first fuel nozzles, and the first effusion plate including a plurality of first air openings configured to receive an airflow allow in the first combustion chamber, and a second burner device comprising: a second combustion chamber, a chamber at the second head end with a plurality of second fuel nozzles, a second effusion plate disposed between the second combustion chamber and the chamber at the second head end, the second effusion plate having a plurality of second openings for the plurality of second fuel nozzles, and the second effusion plate including a plurality of second air openings configured to receive an airflow into the second combustion chamber, wherein the plurality of first air openings in the first effusion plate have differences with respect to the plurality of second air openings in the second effusion plate.

2. The system of claim 1, wherein the differences include a different number of air openings at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings; and / or the differences include different geometric arrangements of the air openings at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings; and / or the differences include different diameters of the air openings at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings; and / or the differences comprise different distances between adjacent air openings at the plurality of first air openings with respect to the plurality of second air openings.

3. The system of claim 1, comprising a gas turbine engine with the first and second burner means.

4. The system of claim 3, wherein the gas turbine engine comprises a plurality of burner devices each having an effusion plate, wherein an effusion hole pattern differs from one effusion plate to the other in the plurality of burner devices.

5. The system of claim 1, wherein the first effusion plate comprises a plurality of portions with air openings and at least two of the plurality of sections have differences in air; and / or the first and second effusion plates have differences in the plurality of first or second air openings, which helps avoid resonance associated with combustion dynamics in the first and second combustors.

6. System comprising: a first effusion plate having a plurality of first openings for a plurality of first fuel nozzles, wherein the first effusion plate is configured to be installed between a chamber at the first head end and a first combustion chamber of a first gas turbine combustor, and comprising: a plurality of first portions, each first portion having one of the plurality of first openings for one of the plurality of first fuel nozzles, each first portion including a plurality of first air openings configured to direct a first airflow from the chamber at the first head end into the first combustion chamber and at least two of the plurality of first sections comprise first differences between the respective plurality of first air openings.

The system of claim 6, wherein the first differences are a different number of air openings at the at least two first sections; and / or wherein the first differences are other arrangements of the air openings at the at least two first sections; and / or wherein the first differences are other diameters of the air openings at the at least two first sections; and / or wherein the first differences are other distances between the air openings at the at least two first sections; and / or wherein the first differences are a different number of air openings at the at least two first sections, different arrangements of the air openings at the at least two first sections, different diameters of the air openings at the at least two first sections, other distances between the air openings at the at least two first sections or any combination thereof.

8. The system of claim 6, comprising the first gas turbine combustor or a gas turbine engine with the first effusion plate; and / or wherein the first effusion plate is configured to assist in avoiding resonant behavior in the first gas turbine combustor or between the first and second gas turbine combustors or a combination thereof.

9. The system of claim 6, comprising: a second effusion plate having a plurality of second openings for a plurality of second fuel nozzles, wherein the second effusion plate is configured to be installed between a chamber at the second head end and a second combustion chamber of a second gas turbine combustor, and comprising: a plurality of second sections, each second section having one of the plurality of second openings for one of the plurality of second fuel nozzles, each second section including a plurality of second air openings configured to communicate a second airflow from the second head end chamber to the second combustion chamber and at least two of the plurality of second sections comprise second differences between the respective plurality of second air openings.

10. A method comprising: Directing a first airflow from a chamber at the first head end through a first effusion plate to a first combustor, the chamber having a first first end having a plurality of first fuel nozzles, the first effusion plate disposed between the first combustor and the chamber at the first end, the first effusion plate a plurality first openings for the plurality of first fuel nozzles and including a plurality of first air openings that are configured so that the first air flow can flow into the first combustion chamber; Directing a second stream of air from a chamber at the second head end through a second effusion plate to a second burner means, the chamber at the second head having a plurality of second fuel nozzles, the second effusion plate between the second combustion chamber and the chamber at the second head end, the second effusion plate a plurality second openings for the plurality of second fuel nozzles and including a plurality of second air openings that are configured so that the second air flow can flow into the second combustion chamber; and Reducing a likelihood of resonant behavior over differences in the plurality of first air openings in the first effusion plate with respect to the plurality of second air openings in the second effusion plate.