CN102679396A - 燃气透平燃烧室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气透平燃烧室(1)，该燃气透平燃烧室带有燃烧室内部结构和燃烧室壁(2)，该燃烧器壁燃烧室壁具有基本上旋转对称的横截面，其中，在所述燃烧室壁(2)的背对所述燃烧室内部结构的侧面上，在所述燃烧室壁(2)的整个横截面环周上设置有波浪形的部件(3)，该部件与燃烧室壁(2)一起构成多个单独的共振腔(5)，并且其中，在所述燃烧室壁(2)中这样地构造有若干开口(4)，使得每在燃烧室内部结构和一个共振腔(5)之间分别提供一个流体连接，并且，所述波浪形的部件(3)具有两个与燃烧室壁(2)连接的封闭环(6)，以便密封所述共振腔(5)。

Description

燃气透平燃烧室
技术领域
本发明涉及一种燃气透平燃烧室，该燃气透平燃烧室带有燃烧室内部结构和燃烧室壁，该燃烧室壁具有基本上旋转对称的横截面。
背景技术
在最简单的情况下，燃气透平设备包括压气机、燃烧室以及透平。在压气机中对吸入的空气进行压缩，这些空气接着与燃料混合。混合物在燃烧室中进行燃烧，其中，燃烧废气被输送到透平，由透平提取燃烧废气的能量并将其转换为机械能。
然而，燃料质量的波动变化以及其它热或声学的干扰导致释放的热量发生波动。在此，存在声学和热干扰的交互作用，声学和热干扰可能会引起振动。在燃气透平的燃烧室内或广义地讲在流体机械中的这种热声学的振动在设计和运行新的燃烧室、燃烧室部件和用于这种流体机械的燃烧器时是一个问题。
为了降低有害物质排放，在现代设备中减少冷却质量流。因此也减少了声学的阻尼，使得热声学的振动得以增加。在此，会出现热和声学的干扰之间增大的交互作用，这种交互作用会导致燃烧室的高负荷并增加排放。
因此，在现有技术中，为了减少热声学的振动，使用例如亥姆霍兹共振器来阻尼，该共振器阻尼一定频率的振动的振幅。
这种亥姆霍兹共振器取决于连接管的横截面积和共振容积地以亥姆霍兹频率进行阻尼，尤其是阻尼振动的振幅。这种亥姆霍兹共振器大多是单独焊接在燃气透平的燃烧室壁上的小盒子。然而，这非常耗费并且昂贵。此外，这些小盒子及其焊缝的寿命较短。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种能避免上述缺点的燃气透平燃烧室。
按照本发明，该技术问题通过一种燃气透平燃烧室解决，其带有燃烧室内部结构和燃烧室壁，该燃烧室壁具有基本上旋转对称的横截面。在燃烧室壁的背对燃烧室内部结构的侧面上，在燃烧室壁的整个横截面环周上设置有波浪形部件，该部件与燃烧室壁一起构成多个单独的共振腔。在燃烧室壁中这样地构造若干开口，使得每在燃烧室内部结构和一个共振腔之间分别提供一个流体连接。波浪形部件具有两个与燃烧室壁连接的封闭环，以便密封共振腔。因此，共振腔也构造为空心腔共振器。通过这样一种燃气透平燃烧室可以简单地阻尼频率。这种波浪形部件也可以简单并且廉价地安装。在此，波浪形部件可以设置在燃烧室壁的整个长度上。然而，作为备选，也可以将波浪形部件仅设置在燃烧室壁的一个纵向区段上。
存在于燃烧室壁上的至少两个开口有利地具有不同的横截面，其中，上述至少两个开口的每一个都具有到至少两个单独的共振腔的单独流体连接。因此，可以非常简单地阻尼例如在从满负荷切换到部分负荷时出现的不同频率。
波浪形部件有利地具有若干孔。因此可以将冷空气引入共振腔。冷空气例如借助于冲击冷却既冷却波浪形部件，也冷却燃烧室壁。
在有利的设计构造中，波浪形部件具有至少两个波谷。波浪形部件在这些波谷中与燃烧室壁焊接或者钎焊。由此以简单的类型和方式确保了各共振腔即便在波浪形部件热膨胀或燃烧室壁热膨胀时也是独立的。此外，这实现了波浪形部件在燃烧室壁上简单的耐热固定。
至少两个单独的共振腔有利地具有不同的容积。因此同样可以阻尼不同的频率。
附图说明
本发明的其它特征、特性和优点由以下参照附图1至3对实施例的说明给出。
图1以剖切的形式示出了带有波浪形部件的、按本发明的燃气透平燃烧室；
图2以剖切的形式示出了带有波浪形部件的、按本发明的燃气透平燃烧室的横截面；
图3以剖切的形式示出了带有波浪形部件的、按本发明的燃气透平燃烧室的纵向截面。
具体实施方式
图1以剖切的形式示出了按本发明的燃气透平燃烧室1。此外，燃气透平燃烧室1具有燃烧室内部结构和带有基本上旋转对称的横截面的燃烧室壁2。在燃烧室壁2的背对燃烧室内部结构的侧面上，在燃烧室壁2的整个环周上设置有波浪形部件3。在此，该波浪形部件3可以是一块金属板。部件3与燃烧室壁2构成多个单独的共振腔5(图2)。若干开口4(图3)这样构造在燃烧室壁2上，使得每在燃烧室内部结构和一个共振腔5(图2)之间分别提供一个流体连接。因此，每个共振腔5(图2)配设有至少一个开口4(图3)。波浪形部件3具有两个与燃烧室壁2连接的封闭环6，用于密封共振腔5(图2)。两个封闭环6几乎形成了否则将在两端开口的波浪形部件3的覆盖件。这意味着，共振腔5(图2)可以说通过这些封闭环6密封。封闭环6可以焊接或钎焊在燃烧室壁2上。同样，封闭环还被与波浪形部件3钎焊或焊接。共振腔5(图2)可以具有不同的容积。因此能够阻尼不同的频率。可以在波浪形部件3中设置孔7，以便借助于通过这些孔7的冷空气实现对波浪形部件3以及燃烧室壁2的冷却。冷空气经由孔7进入共振腔5(图2)中，并且例如借助于冲击冷却冷却燃烧室壁2。因此，孔7设置在共振腔5(图2)的上方。
图2以剖切的形式示出了带有波浪形部件3的、按本发明的燃气透平燃烧室1。波浪形部件3具有波谷8。波浪形部件3在这些波谷8处直接靠在燃烧室壁2上。波浪形部件3优选在波谷8中被焊接或钎焊在燃烧室壁2上。由此保证，在各共振腔5之间不会发生流体连通。在此，焊接或钎焊可以设计在波浪形部件3的整个长度上。但是也可以使用其它材料结合或者形状配合的方法。
图3以剖切的形式示出了带有波浪形部件3的、按本发明的燃气透平燃烧室1的纵向截面图。存在于燃烧室壁2中的、通到至少两个单独的共振腔5(图2)的若干开口4可以具有不同的横截面，因此可以阻尼不同的频率。波浪形部件3可以布置在燃烧室壁2的整个长度上，或者仅布置在燃烧室壁2的部分长度上。
通过按本发明的、带有波浪形部件3的燃气透平可以实现简单地阻尼频率。此外，这种波浪形部件3具有比传统的亥姆霍兹共振器更长的寿命。通过共振腔5(图2)的不同容积还可以简单地阻尼不同的频率。

Claims (5)

1.一种燃气透平燃烧室(1)，该燃气透平燃烧室带有燃烧室内部结构和燃烧室壁(2)，该燃烧室壁具有基本上旋转对称的横截面，其特征在于，在所述燃烧室壁(2)的背对所述燃烧室内部结构的侧面上，在所述燃烧室壁(2)的整个横截面环周上设置有波浪形部件(3)，该部件与燃烧室壁(2)一起构成多个单独的共振腔(5)，并且，在所述燃烧室壁(2)中这样地构造若干开口(4)，使得每在燃烧室内部结构和一个共振腔(5)之间分别提供一个流体连接，并且，所述波浪形部件(3)具有两个与燃烧室壁(2)连接的封闭环(6)，以便密封所述共振腔(5)。
2.如权利要求1所述的燃气透平燃烧室(1)，其特征在于，存在于所述燃烧室壁(2)中的至少两个开口(4)具有不同的横截面，其中，所述至少两个开口(4)中的每一个都具有到至少两个单独的共振腔(5)的单独的流体连接。
3.如权利要求1或2所述的燃气透平燃烧室(1)，其特征在于，所述波浪形部件(3)在共振腔(5)之间具有波谷(8)，并且，所述波浪形部件(3)在这些波谷(8)中与燃烧室壁(2)焊接和/或钎焊。
4.如权利要求1至3之一所述的燃气透平燃烧室(1)，其特征在于，所述波浪形部件(3)具有若干孔(7)。
5.如权利要求1至4之一所述的燃气透平燃烧室(1)，其特征在于，至少两个单独的共振腔(5)具有不同的容积。
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