CN108139076A - 用于具有谐振腔的环形燃烧室的燃烧器装置 - Google Patents

用于具有谐振腔的环形燃烧室的燃烧器装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃烧器装置(1)，所述燃烧器装置具有限定环形燃烧室(2)的壳体(3)和通入到环形燃烧室(2)中的多个燃烧器(4)，其中每个燃烧器(4)设置在壳体(3)上设有的穿通口(5)中，其中在穿通口(5)中设有基本上套筒式构成的、容纳和定向燃烧器(4)的适配装置(6)，所述适配装置突出到环形燃烧室(2)中并且在其环形燃烧室侧的端部(7)上保持有径向于燃烧器轴线(8)延伸的屏蔽板(9)，所述屏蔽板设有与穿通口(5)同心地构成的穿通孔(10)，并且其中适配装置(6)设置在位于环形燃烧室(2)的近似圆柱形的外壳(11)和近似圆柱形的毂侧的壁(12)之间的环上，使得在适配装置(6)和外壳(11)或毂侧的壁(12)之间以及壳体(3)和屏蔽板(9)之间形成空腔(13)，其中屏蔽板(9)具有谐振腔开口(14)并且在空腔(13)中设置有间隔壁(15)。本发明还涉及一种燃气轮机(17)。

Description

用于具有谐振腔的环形燃烧室的燃烧器装置
技术领域
本发明涉及一种燃烧器装置，其具有限定环形燃烧室的壳体和通入到环形燃烧室中的多个燃烧器，其中每个燃烧器设置在所述壳体上设有的穿通口中。
背景技术
为了衰减在运行中在环形燃烧室中出现的振动，通常设有至少一个谐振腔，所述谐振腔的用于耦合输入燃烧振动的体积与燃烧室的内部连接。当然，针对所述谐振腔必须提供相应的结构空间，因此所述谐振腔通常在压缩机出口空气的流动路径中设置在燃烧室壁外部，并且必要时也必须相应地空气动力学地成形。
在现有技术中已知这种燃烧器装置是不同的设计方案。作为燃烧器例如使用涡旋稳定的系统。相对于涡旋稳定的系统，燃烧器系统基于预先混合的火焰束的新改进方案由于缺少涡旋引起的涡流，尤其在热声学方面具有优点，进而越来越多地集中到燃烧器类型的选择上。这种新型燃烧器通常具有的外部尺寸不同于至今为止使用的燃烧器的外部尺寸。因此，为了能够为现有的燃烧器装置装配具有不同的外部尺寸的燃烧器，需要重新设计或调整限定环形燃烧室的壳体。
发明内容
本发明的目的是，提供一种替选的燃烧器装置，所述燃烧器装置能简单地装配有不同尺寸的燃烧器并且确保良好的结构空间利用。本发明的另一目的是相应的环形燃烧室的说明。
根据本发明，针对燃烧器装置的目的通过一种具有限定环形燃烧室的壳体和通入到环形燃烧室中的多个燃烧器的燃烧器装置来实现，其中每个燃烧器设置在壳体上设有的穿通口中，其中在穿通口中设有基本上套筒式构成的、容纳和定向燃烧器的适配装置，所述适配装置突出到环形燃烧室中并且在其环形燃烧室侧的端部上保持有径向于燃烧器轴线延伸的屏蔽板，所述屏蔽板设有与穿通口同心地构成的穿通孔，并且其中适配装置设置在位于近似圆柱形的外壳和近似圆柱形的毂侧的壁之间的环上，使得在适配装置和外壳或毂侧的壁之间以及壳体和屏蔽板之间形成空腔，屏蔽板具有谐振腔开口并且在空腔中设置有间隔壁。
借助于这种布置能够经由适配装置安装不同的外部尺寸的燃烧器。同时，适配装置周围的自由空间用作为谐振腔。根据间隔壁的位置的选择能够衰减不同的频率。
在一个有利的实施方式中，间隔壁从壳体延伸直至屏蔽板。因此，空腔的整个深度可用于谐振腔。
在其他有利的实施方式中，至少一个间隔壁从适配装置径向向外延伸至外壳或从适配装置径向向内延伸至毂侧的壁。由此一方面能在空腔中隔开子空间，所述子空间根据限定的体积的选择衰减相应的频率。此外，适配装置和外壳或毂侧的壁的连接引起系统的增强，进而引起关于固有频率的变化的使用寿命或构件完整性的进一步有利的影响。
在另一优选的实施方式中，适配装置，在环周上交替地，在一种情况下具有向外至外壳和向内至毂侧的壁的径向的间隔壁，和在另一种情况下没有径向的间隔壁。由此，限定足够大的谐振腔体积。
在一个替选的实施方式中，至少一个间隔壁从一个适配装置沿环绕的方向延伸至相邻的适配装置。适宜地，间隔壁在所有适配装置之间沿环绕的方向延伸。因此，能够限定两个大的谐振腔空间，一个谐振腔空间朝向外壳且一个谐振腔空间朝向毂，所述谐振腔空间必要时还能够通过径向的间隔壁进一步划分。
能够有利的是，间隔壁具有开口，使得形成的谐振腔空间能够彼此相互作用。
针对燃气轮机的目的通过一种具有根据本发明的燃烧器装置的燃气轮机来实现。
附图说明
示例地根据附图详细地阐述本发明。附图示意地且没有按照比例地示出：
图1示出燃气轮机的纵剖面；
图2示出具有环形燃烧室的燃烧器装置的剖面；
图3示出具有适配装置的环形燃烧室的剖面；以及
图4示出由在环形燃烧室上的适配装置形成的空腔，所述环形燃烧室具有外壳和毂侧的壁。
具体实施方式
图1以示意地简化的示图示出燃气轮机17的剖视图。燃气轮机17在其内部具有围绕旋转轴线18转动安装的转子19，所述转子具有轴20，所述转子也称作为涡轮机转子。沿着转子19依次设有：吸进壳体21、压缩机22、燃烧系统23、用于燃烧器的燃料供应系统(未示出)、涡轮机24和排气壳体25，其中所述燃烧系统具有燃烧器装置1，所述燃烧器装置具有限定环形燃烧室2的壳体3和多个燃烧器4；用于燃烧器的燃料供应系统(未示出)。
燃烧系统23在涡轮机入口处通入到环形的热气通道中，燃烧系统的热的工作气体穿过所述热气通道流到涡轮机24的依次连接的涡轮级上。每个涡轮级由叶片环形成。沿工作气体的流动方向观察，在热通道中，在由导向叶片26形成的排之后是由工作叶片27形成的排。导向叶片26在此固定在定子28的内壳体上，而一排工作叶片27例如借助于涡轮叶轮盘安装在转子19上。在转子19上例如耦联有发电机(未示出)。
在燃气轮机17的运行期间，由压缩机22通过吸进壳体21将空气抽吸并压缩。在压缩机22的涡轮侧的端部上提供的压缩空气沿着燃烧器机匣29被引向燃烧系统23并且在那被导入到燃烧器装置1中，并且在燃烧器装置1的燃烧器4中与燃料混合和/或在燃烧器4的出口区域中添加燃料。燃料输送系统在此供给燃烧器4燃料。混合物或压缩空气和燃料由燃烧器4导入到燃烧室2中并且燃烧，以在燃烧室壁或者说燃烧室2的外壳11内部的燃烧区中形成热的工作气体流。从那里，工作气体流沿着热气通道流过导向叶片26和工作叶片27。在工作叶片27上，工作气体流以脉冲传输的方式膨胀，使得工作叶片27驱动转子19并且所述转子驱动耦联到其上的发电机(未示出)。
图2示出具有环形燃烧室2的燃烧器装置1的剖面。环形燃烧室2通过壳体3限定。此外，图2示出通入到环形燃烧室2中的多个燃烧器4中的一个，其中示出的燃烧器4设置在壳体3上设有的穿通口5中(也参见图3)。
在穿通口5中，设有基本上套筒式构成的、容纳和定向燃烧器4的适配装置6，所述适配装置突出到环形燃烧室2中并且在其环形燃烧室侧的端部7上保持有径向于燃烧器轴线8延伸的屏蔽板9，所述屏蔽板设有与穿通口5同心地构成的穿通孔10。图3特别清楚地示出这些。
最后，图4示出，适配装置6设置在位于近似圆柱形的外壳11和近似圆柱形的毂侧的壁12之间的环上，使得在适配装置6和外壳11或毂侧的壁12之间以及壳体3和屏蔽板9之间形成空腔13，也参见图3。在图3中，也示出在屏蔽板9中的谐振腔开口14。图4还示出设置在空腔13中的间隔壁15，所述间隔壁从环形燃烧室2的壳体3延伸直至屏蔽板9。
除了在壳体3和屏蔽板9之间的该原则上的定向外，间隔壁15不仅能够沿径向方向从适配装置6延伸至外壳11或从适配装置6延伸至毂侧的壁12，而且能够沿环周方向，尤其在相邻的适配装置6之间延伸。
图4示出本发明的一个优选的实施方式，其中适配装置6，在环周上交替地，在一种情况下具有向外至外壳11和向内至毂侧的壁12的径向的间隔壁15，和在另一种情况下不具有径向的间隔壁。附加地，在所有适配装置6之间，间隔壁15沿环绕的方向延伸。
可选地，如在图4中进一步可见，间隔壁15能够具有开口16。

Claims (9)

1.一种燃烧器装置(1)，具有限定环形燃烧室(2)的壳体(3)和通入到所述环形燃烧室(2)中的多个燃烧器(4)，其中每个燃烧器(4)设置在所述壳体(3)上设有的穿通口(5)中，其中在所述穿通口(5)中设有基本上套筒式构成的、容纳和定向所述燃烧器(4)的适配装置(6)，所述适配装置突出到所述环形燃烧室(2)中并且在其环形燃烧室侧的端部(7)上保持有径向于燃烧器轴线(8)延伸的屏蔽板(9)，所述屏蔽板设有与所述穿通口(5)同心地构成的穿通孔(10)，并且其中所述适配装置(6)设置在位于所述环形燃烧室(2)的近似圆柱形的外壳(11)和近似圆柱形的毂侧的壁(12)之间的环上，使得在适配装置(6)和外壳(11)或毂侧的壁(12)之间以及壳体(3)和屏蔽板(9)之间形成空腔(13)，其特征在于，所述屏蔽板(9)具有谐振腔开口(14)并且在所述空腔(13)中设置有间隔壁(15)。
2.根据权利要求1所述的燃烧器装置(1)，其中所述间隔壁(15)从所述壳体(3)延伸直至所述屏蔽板(9)。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧器装置(1)，其中至少一个间隔壁(15)从适配装置(6)径向向外地延伸至所述外壳(11)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的燃烧器装置(1)，其中至少一个间隔壁(15)从适配装置(6)径向向内延伸至毂侧的壁(12)。
5.根据权利要求3和4所述的燃烧器装置(1)，其中所述适配装置(6)，在环周上交替地，在一种情况下具有向外至所述外壳(11)和向内至所述毂侧的壁(12)的径向的间隔壁(15)，和在另一种情况下不具有径向的间隔壁(15)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的燃烧器装置(1)，其中至少一个间隔壁(15)从一个适配装置(6)沿环绕的方向延伸至相邻的适配装置(6)。
7.根据权利要求6所述的燃烧器装置(1)，其中间隔壁(15)在所有适配装置(6)之间沿环绕的方向延伸。
8.根据上述权利要求中任一项所述的燃烧器装置(1)，其中所述间隔壁(15)具有开口(16)。
9.一种燃气轮机(17)，具有根据上述权利要求中任一项所述的燃烧器装置(1)。
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