CN114402167A - 用于燃烧室前板中有多个体积的声学阻尼器的系统和方法 - Google Patents

用于燃烧室前板中有多个体积的声学阻尼器的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于旋转机械的声学阻尼器(400)包括至少一个壁(104)、至少一个入口(420)、至少一个出口(102)、至少一个分隔壁(401)和至少一个颈部(407)。该壁从燃烧器前板的背侧(96)延伸并限定阻尼室(406)。该入口限定在该壁内并且被取向成将空气流引导到该阻尼室中。该出口限定在该前板的该背侧内。该分隔壁被取向成将该阻尼室分隔成第一体积(403)和第二体积(405)。该阻尼室的该第一体积被构造成使在第一频率下的声学压力振荡衰减。该阻尼室的该第二体积被构造成使在第二频率下的该声学压力振荡衰减。该颈部延伸穿过该分隔壁并且从该出口轴向偏移。

Description

用于燃烧室前板中有多个体积的声学阻尼器的系统和方法
背景技术
本公开的领域整体涉及气体涡轮发动机，并且更特别地讲，涉及用于使气体涡轮发动机内的燃烧不稳定性衰减的亥姆霍兹阻尼器。
气体涡轮发动机通常包括以串行流构型布置的至少一个压缩机、至少一个燃烧器和至少一个涡轮。通常，压缩机将压缩空气引导到燃烧器，在此燃烧器中使该压缩空气与燃料流混合并燃烧，从而形成引导到涡轮的高温燃烧气体流。然而，至少一些燃烧器内的燃烧可能是不稳定的。具体地讲，在燃烧期间释放的热量当与由系统的燃烧、流扰动和声学引起的增加的压力相结合时可引起在燃烧器内产生声学压力振荡。
在已知燃烧器内，声学压力振荡通常发生在正常操作条件期间，并且可取决于燃烧器内的燃料与空气的化学计量比、燃烧器内的总质量流和/或其他操作条件。久而久之，声学压力振荡可导致设备损坏或其他操作问题。为了便于除去压力振荡的影响，至少一些燃烧器包括至少一个声学阻尼器，该声学阻尼器可采用四分之一波管、亥姆霍兹阻尼器或穿孔筛板的形式，该声学阻尼器吸收声学压力振荡，从而降低这些声学压力振荡的振幅。声学压力振荡可具有多个频率。然而，亥姆霍兹阻尼器的体积和颈部尺寸被设计成使在一个目标频率下的声学压力振荡衰减，并且因此，需要两个不同的声学阻尼器来使具有两个频率的声学压力振荡衰减。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于旋转机械的声学阻尼器。该声学阻尼器包括至少一个壁、至少一个入口、至少一个出口、至少一个分隔壁和至少一个颈部。壁从燃烧器前板的背侧延伸并至少部分地限定阻尼室。入口限定在壁内并且被取向成将空气流引导到阻尼室中。出口穿过前板限定并且被取向成从阻尼室引导空气流。出口与从前板的背侧延伸的圆柱形导管流体连通。分隔壁位于阻尼室内并且被取向成将阻尼室分隔成第一体积和第二体积。阻尼室的第一体积被构造成使在第一频率下的声学压力振荡衰减。阻尼室的第二体积被构造成使在第二频率下的声学压力振荡衰减。颈部延伸穿过分隔壁并且从出口轴向偏移。
在另一方面，提供了一种在燃烧器的前板上制造声学阻尼器的方法。该方法包括：穿过前板限定出口，该出口从前板的前侧延伸到前板的背侧。出口与从前板的背侧延伸的圆柱形导管流体连通。该方法还包括：在前板的背侧上形成至少一个壁。至少一个壁和前板的背侧限定阻尼室。该方法还包括：在至少一个壁内限定至少一个入口。该方法还包括：在阻尼室内形成至少一个分隔壁。分隔壁被构造成将阻尼室分隔成第一体积和第二体积。第一体积被构造成使在第一频率下的声学压力振荡衰减。第二体积被构造成使在第二频率下的声学压力振荡衰减。该方法还包括：形成延伸穿过分隔壁的至少一个颈部。颈部延伸穿过分隔壁并且从出口轴向偏移。
在另一方面，提供了一种旋转机械。该旋转机械包括：至少一个燃烧器和至少一个声学阻尼器，该至少一个燃烧器包括具有前侧和相背对的背侧的前板，该至少一个声学阻尼器定位在前板的背侧上。声学阻尼器包括至少一个壁、至少一个入口、至少一个出口、至少一个分隔壁和至少一个颈部。壁从燃烧器前板的背侧延伸并至少部分地限定阻尼室。入口限定在壁内并且被取向成将空气流引导到阻尼室中。出口穿过前板限定并且被取向成从阻尼室引导空气流。出口与从前板的背侧延伸的圆柱形导管流体连通。分隔壁位于阻尼室内并且被取向成将阻尼室分隔成第一体积和第二体积。阻尼室的第一体积被构造成使在第一频率下的声学压力振荡衰减。阻尼室的第二体积被构造成使在第二频率下的声学压力振荡衰减。颈部延伸穿过分隔壁并且从出口轴向偏移。
附图说明
图1为示例性旋转机械的一部分的简化横剖视图；
图2为与图1所示旋转机械的燃烧器区段一起定位的示例性喷燃器的透视图；
图3为可定位在图2所示喷燃器内的示例性前板的后视图；
图4为如可定位在图3所示前板的背侧上的声学阻尼器的透视剖面图；
图5为如可定位在图3所示前板的背侧上的另一声学阻尼器的侧视剖面图；
图6为如可定位在图3所示前板的背侧上的另一声学阻尼器的透视剖面图；
图7为如可定位在图3所示前板的背侧上的另一声学阻尼器的侧视剖面图；
图8为如可定位在图3所示前板的背侧上的另一声学阻尼器的透视剖面图；
图9为如可定位在图3所示前板的背侧上的另一声学阻尼器的透视剖面图；并且
图10为减少图1所示旋转机械内的声学振荡的方法的示例性实施方案的流程图。
具体实施方式
本文所述的具有多个体积的声学阻尼器和方法的示例性实施方案促进使在多个频率下的多个声学压力振荡衰减，从而减少燃烧器内的声学振荡，并且减少使声学压力振荡衰减所需的声学阻尼器的数量。本文所述的示例性声学阻尼器包括从燃烧器的前板的背侧延伸的至少一个壁。壁和前板的背侧限定阻尼室。前板的背侧限定至少一个出口，并且壁限定至少一个入口。入口被取向成将空气流引导到阻尼室中，并且出口被取向成将空气流引导出阻尼室。阻尼器还包括至少一个分隔壁，该至少一个分隔壁将阻尼室分隔成第一体积和第二体积。至少一个颈部延伸穿过分隔壁。在操作期间，声学阻尼器的出口使得声学振荡能够进入第一体积中，并且颈部使得声学振荡能够从第一体积进入第二体积中。第一体积使在第一频率下的第一声学压力振荡衰减，并且第二体积使在第二频率下的第二声学压力振荡衰减。适当地联接在一起，这两个体积与如果它们是两个独立的亥姆霍兹阻尼器相比可使更宽范围的频率衰减。因此，本文所述的声学阻尼器使在多个频率下的声学压力振荡衰减并促进减少对燃烧器的损坏。除此之外，因为本文所述的声学阻尼器使在多个频率下的声学压力振荡衰减，所以需要较少的声学阻尼器来使声学压力振荡衰减。
除非另外指示，否则如本文所使用的近似语言，诸如“大体地”、“基本上”和“约”指示如本领域普通技术人员将认识到的，如此修饰的术语可以仅适用于近似程度，而不是绝对或完美程度。近似语言可以用于修饰可以允许变化的任意定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(诸如“约”、“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。这里以及整个说明书和权利要求书中，可以识别范围限制。除非上下文或语言另有指示，否则这些范围可以组合和/或互换，并且包括其中包含的所有子范围。
除此之外，除非另外指示，否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标记，并且不旨在对这些术语所涉及的项目施加顺序、位置或分级要求。此外，例如，对“第二”项目的引用不要求或排除存在例如“第一”或较低编号的项目或者“第三”或更高编号的项目。
图1为可与本公开的实施方案一起使用的示例性旋转机械10的示意图。在示例性实施方案中，旋转机械10为气体涡轮，该气体涡轮包括进气区段12、在进气区段12下游联接的压缩机区段14、在压缩机区段14下游联接的燃烧器区段16、在燃烧器区段16下游联接的涡轮区段18和在涡轮区段18下游联接的排气区段20。大致管状的壳体36至少部分地包封进气区段12、压缩机区段14、燃烧器区段16、涡轮区段18和排气区段20中的一者或多者。在另选的实施方案中，旋转机械10为具有转子桨叶的任意机械，对于所述机械，本公开的实施方案能够如本文所述起作用。在示例性实施方案中，涡轮区段18经由转子轴22联接到压缩机区段14。应当注意，如本文所用，术语“联接”不限于部件之间的直接机械、电气和/或通信连接，但也可以包括多个部件之间的间接机械、电气和/或通信连接。
在气体涡轮10的操作期间，进气区段12朝向压缩机区段14引导空气。压缩机区段14将空气压缩至更高的压力和温度。更具体地讲，在压缩机区段14内，转子轴22向联接到转子轴22的至少一排周向压缩机桨叶40赋予旋转能量。在示例性实施方案中，每排压缩机桨叶40之前是从壳体36径向向内延伸的一排周向压缩机定子叶片42，该一排周向压缩机定子叶片将空气流引导到压缩机桨叶40中。压缩机桨叶40的旋转能量增加空气的压力和温度。压缩机区段14朝向燃烧器区段16排放压缩空气。
在燃烧器区段16中，在顺序的轴向间隔开的燃烧区中将压缩空气与燃料混合并点燃以产生朝向涡轮区段18引导的燃烧气体。更具体地讲，燃烧器区段16包括至少一个喷燃器24(例如，顺序环保型或SEV喷燃器)，在该喷燃器中将燃料(例如，天然气和/或燃料油)注入到空气流中，并且将燃料-空气混合物点燃以产生朝向涡轮区段18引导的高温燃烧气体。
涡轮区段18将来自燃烧气体流的热能转换为机械旋转能。更具体地讲，在涡轮区段18内，燃烧气体向联接到转子轴22的至少一排周向转子桨叶70赋予旋转能量。在示例性实施方案中，每排转子桨叶70之前是从壳体36径向向内延伸的一排周向涡轮定子叶片72，该一排周向涡轮定子叶片将燃烧气体引导到转子桨叶70中。转子轴22可联接到负载(未示出)，诸如但不限于发电机和/或机械驱动应用。排出的燃烧气体从涡轮区段18向下游流入到排气区段20中。
图2为喷燃器24的透视图，该喷燃器定位在燃烧器区段16内并包括示例性前板90。图3为定位在喷燃器24内的前板90的后视图。喷燃器24包括至少一个喷燃器壁80，该喷燃器壁限定喷燃器室82。燃烧器管道(未示出)联接到前板90并且被构造成接收来自喷燃器24的燃烧气体。前板90限定喷燃器出口84。前板90具有前侧94和与前侧94相对的背侧96。前板90定位在喷燃器24上，使得背侧96联接到喷燃器24，并且前侧94背离喷燃器24取向。如图3所示，多个声学阻尼器100从前板90的背侧96沿轴向方向延伸。在示例性实施方案中，约三十至约四十个声学阻尼器100定位在前板90的背侧96上。然而，使得喷燃器24能够如本文所述操作的任意数量的声学阻尼器100可定位在前板90的背侧96上。前板90限定从背侧96穿过前板90延伸到前侧94的多个出口102(阻尼器颈部)。
在操作期间，将来自压缩机区段14的压缩空气流引导到喷燃器24中。将燃料流注入到压缩空气流中，并且将压缩空气和燃料的混合物点燃。喷燃器24内的燃烧可能是不稳定的。具体地讲，在燃烧期间释放的热量当与由系统的燃烧、流扰动和声学引起的增加的压力相结合时可在喷燃器24和燃烧室内引起声学压力振荡。声学压力振荡通常发生在正常操作条件期间，并且可取决于喷燃器24内的燃料与空气的化学计量比、喷燃器24内的总质量流和/或其他操作条件。声学压力振荡可导致设备损坏或其他操作问题。然而，声学阻尼器100通过降低压力振荡的振幅来促进吸收声学压力振荡。具体地讲，出口102能够实现燃烧室和声学阻尼器100之间的声学耦合，从而导致声学压力振荡的衰减。
图4为示例性声学阻尼器400的透视剖视图。在示例性实施方案中，声学阻尼器400包括至少一个壁104，该至少一个壁至少部分地限定阻尼室406。在例示的实施方案中，声学阻尼器400还包括顶部408。顶部408和背侧96还限定阻尼室406的一部分。在例示的实施方案中，壁104是大致椭圆形的，并且从背侧96基本上垂直地延伸。具体地讲，在例示的实施方案中，壁104包括从背侧96基本上垂直地延伸的两个半圆形弧部410和两个笔直部分412。笔直部分412联接到半圆形弧部410，使得形成连续壁104。顶部408和背侧96是基本上平面的并且被定位成靠近半圆形弧部410和笔直部分412，使得顶部408和背侧96被取向成基本上彼此平行。顶部408被定位成与半圆形弧部410和笔直部分412接触，使得在例示的实施方案中，半圆形弧部410、笔直部分412、顶部408和背侧96配合以限定阻尼室406。然而，声学阻尼器400和阻尼室406可具有使得声学阻尼器400能够如本文所述起作用的任意其他形状。具体地讲，可确定声学阻尼器100和阻尼室406的形状以满足机械设计和制造约束，并优化阻尼器中的空气流动特性。
除此之外，声学阻尼器400还包括位于阻尼室406内的至少一个分隔壁401。分隔壁401将阻尼室406分隔成第一体积403和第二体积405。第一体积403使在第一频率下的第一声学压力振荡衰减，并且第二体积405使在第二频率下的第二声学压力振荡衰减。声学阻尼器400还包括颈部407，该颈部将如箭头409所指示的空气流在阻尼室406内从第一体积403引导到第二体积405。在示例性实施方案中，颈部407是延伸穿过分隔壁401的管，该颈部具有基于要衰减的目标声学压力振荡的频率确定的长度。在另选的实施方案中，颈部407可以是穿过分隔壁401的孔，前提条件是分隔壁401的厚度与颈部407的长度相同。在示例性实施方案中，第一体积403为约100立方厘米(cm3)至约200cm3。第二体积405为约300cm3至约400cm3并且目标频率处于约100Hz至约400HZ的范围内。
如图4所示，出口102从前侧94穿过前板90延伸到背侧96(图4中未示出)以实现与阻尼室406的声学耦合。出口102从颈部407轴向且径向偏移。声学压力振荡由第一体积403和/或第二体积405衰减。在示例性实施方案中，出口102是延伸穿过前板90和分隔壁401的圆柱形导管。然而，出口102可具有使得声学阻尼器400能够如本文所述起作用的任意其他形状。具体地讲，出口102的形状可通过CFD分析来确定，并且可基于机械和制造约束、阻尼器内的总质量流和/或任意其他操作条件来优化。除此之外，尽管例示的实施方案针对每个声学阻尼器400仅包括单个出口102，但声学阻尼器400可包括使得声学阻尼器400能够如本文所述操作的任意数量的出口102。具体地讲，每个声学阻尼器400所包括的出口102的数量可通过CFD分析来确定，并且可基于冷却约束、机械设计约束、阻尼器内的总质量流和/或任意其他操作条件来改变。
壁104限定至少一个入口420。更具体地讲，在示例性实施方案中，壁104限定多个入口420。入口420将如箭头424所指示的空气流引导到阻尼室406中。具体地讲，入口420将空气流424引导到阻尼室406的第一体积403中。声学阻尼器400可包括使得声学阻尼器400能够如本文所述操作的任意数量的入口420。具体地讲，每个声学阻尼器400所包括的入口420的数量可通过CFD分析来确定，并且可基于期望的压力比、通过阻尼器的总质量流、机械设计约束和/或任意其他操作条件来改变。在示例性实施方案中，空气流424的来源是压缩机区段14，并且空气流424通常具有比燃烧气体更高的压力，使得空气流424穿过出口102被引导出声学阻尼器400。因此，入口420将空气424引导到阻尼室406的第一体积403中，颈部407将空气409从第一体积403引导到第二体积405，并且出口102将空气从阻尼室406的第二体积405引导到燃烧室。
在操作期间，喷燃器24将燃料-空气混合物点燃并产生朝向涡轮区段18引导的高温燃烧气体。在燃烧期间释放的热量当与在系统的燃烧、流扰动和声学期间产生的增加的压力相结合时可引起在喷燃器24内产生声学压力振荡。在出口102前面的燃烧室中的声学压力振荡使第二体积405中的空气的体积振荡。第二体积405中的振荡可穿过颈部407产生第一体积403中的振荡。更具体地讲，第一体积403使在第一频率下的第一声学压力振荡衰减，并且第二体积405使在第二频率下的第二声学压力振荡衰减。当联接在一起时，体积405和403可使每个体积的目标频率周围的宽范围的频率衰减。因此，声学阻尼器400使声学压力振荡的两个频率周围的宽范围的频率衰减。因此，减少了使声学压力振荡衰减所需的声学阻尼器的数量，因为声学阻尼器400使在第一频率和第二频率下的声学压力振荡衰减。
图5为示例性声学阻尼器500的剖面侧视图。声学阻尼器500基本上类似于声学阻尼器400，不同的是颈部507相对于出口102的布置。因此，图5未示出穿过壁104的入口。
如图4所示，颈部407和出口102轴向且径向分隔，使得颈部407和出口102不占据阻尼室406内的同一体积。相反，如图5所示，颈部507和出口102彼此同轴定位，使得出口102定位在颈部507内并且占据颈部507的一部分。具体地讲，出口102是延伸穿过前板90和分隔壁501并且具有出口直径522和中心轴线524的圆柱形导管。颈部507也是延伸穿过分隔壁501并且具有颈部直径526的圆柱形导管。颈部507与出口102共享中心轴线524，使得颈部507和出口102彼此同轴定位。颈部直径526大于出口直径522，使得颈部507环绕出口102。当比较图4和图5分别示出的阻尼器400、500时，声学阻尼器500的壁104高于声学阻尼器400的壁104，并且声学阻尼器500的背侧96与声学阻尼器400的背侧96相比占据更小的面积。因此，与声学阻尼器400相比，更多的声学阻尼器500可联接到前板90。因此，如果需要更多的声学阻尼器，则可使用声学阻尼器500而不是声学阻尼器400。
图6为定位在前板90的背侧96上的示例性声学阻尼器600的透视剖面图。声学阻尼器600包括至少一个壁104，并且壁104和前板90的背侧96限定阻尼室606。在示例性实施方案中，声学阻尼器600还包括顶部608。壁104、顶部608和前板90的背侧96限定阻尼室606。在例示的实施方案中，壁104是基本上圆形的，并且从背侧96基本上垂直地延伸。顶部608具有基本上锥形形状并且从壁104垂直地延伸以形成顶角618。然而，声学阻尼器600和阻尼室606可具有使得声学阻尼器600能够如本文所述操作的任意形状。具体地讲，声学阻尼器600和阻尼室606的形状可基于机械和制造约束、通过阻尼器的空气流动特征和/或任何其他操作条件来优化。
除此之外，声学阻尼器600还包括位于阻尼室606内的至少一个分隔壁601。分隔壁601将阻尼室606分隔成第一体积603和第二体积605。第一体积603使在第一频率下的第一声学压力振荡衰减，并且第二体积605使在第二频率下的第二声学压力振荡衰减。声学阻尼器600还包括至少一个颈部607，该至少一个颈部将如箭头609所指示的空气流在阻尼室606内从第一体积603引导到第二体积605。在示例性实施方案中，声学阻尼器600包括多个颈部607。声学阻尼器600可包括使得声学阻尼器600能够如本文所述操作的任意数量的颈部607，包括但不限于一个、两个、三个或更多个颈部607。在示例性实施方案中，颈部607从出口102轴向偏移。
如图6所示，出口102从前侧94穿过前板90延伸到背侧96以使得声学压力振荡能够进入阻尼室606。声学压力振荡在第一体积603和/或第二体积605中衰减。在示例性实施方案中，出口102是延伸穿过前板90和分隔壁601的圆柱形导管。然而，出口102可具有使得声学阻尼器600能够如本文所述起作用的任意其他形状。具体地讲，出口102的形状可通过CFD分析来确定，并且可基于机械和制造约束、阻尼器内的总质量流和/或任意其他操作条件来改变。除此之外，尽管例示的实施方案针对每个声学阻尼器600仅包括单个出口102，但声学阻尼器600可包括使得声学阻尼器600能够如本文所述操作的任意数量的出口102。具体地讲，每个声学阻尼器600所包括的出口102的数量可通过CFD分析来确定，并且可基于冷却约束、机械设计约束、阻尼器内的总质量流和/或任意其他操作条件来优化。
壁104限定至少一个入口620。更具体地讲，在示例性实施方案中，壁104限定多个入口620。入口620将如箭头624所指示的空气流引导到阻尼室606中。具体地讲，入口620将空气流624引导到阻尼室606的第一体积603中。声学阻尼器600可包括使得声学阻尼器600能够如本文所述操作的任意数量的入口620。具体地讲，每个声学阻尼器600所包括的入口620的数量可通过CFD分析来确定，并且可基于期望的压力比、通过阻尼器的总质量流、机械设计约束和/或任意其他操作条件来优化。在示例性实施方案中，空气流624的来源是压缩机区段14，并且空气流624通常具有比燃烧气体更高的压力，使得空气流624穿过出口102被引导出声学阻尼器600。因此，入口620将空气624引导到阻尼室606的第一体积603中，颈部607将空气609从第一体积603引导到第二体积605，并且出口102将空气从阻尼室606的第二体积605引导到燃烧室。
在操作期间，喷燃器24将燃料-空气混合物点燃并产生朝向涡轮区段18引导的高温燃烧气体。在燃烧期间释放的热量当与在系统的燃烧、流扰动和声学期间产生的增加的压力相结合时可引起在喷燃器24内产生声学压力振荡。在出口102前面的燃烧室中的声学压力振荡使第二体积605中的空气的体积振荡。第二体积605中的振荡可穿过颈部607产生第一体积603中的振荡。更具体地讲，第一体积603使在第一频率下的第一声学压力振荡衰减，并且第二体积605使在第二频率下的第二声学压力振荡衰减。当联接在一起时，体积605和603可使每个体积的目标频率周围的宽范围的频率衰减。因此，声学阻尼器600使声学压力振荡的两个频率周围的宽范围的频率衰减。因此，减少了使声学压力振荡衰减所需的声学阻尼器的数量，因为声学阻尼器600使在第一频率和第二频率下的声学压力振荡衰减。
图7为示例性声学阻尼器700的剖面透视图。声学阻尼器700基本上类似于声学阻尼器600，不同的是出口102相对于分隔壁701的布置和多个入口720的位置。如图6所示，出口102从前侧94穿过前板90延伸到背侧96并延伸穿过分隔壁601，并且入口620延伸穿过壁104。相反，如图7所示，出口102仅从前侧94穿过前板90延伸到背侧96，并且入口720延伸穿过顶部708。具体地讲，出口102不延伸穿过分隔壁701，并且入口720穿过顶部708延伸到第二体积705中，而不是延伸到第一体积703中。这是实现与图6所示的实施方案相同的目的的另一设计示例。
图8为示例性声学阻尼器800的剖面透视图。声学阻尼器800基本上类似于声学阻尼器600，不同的是颈部807相对于出口102的布置。如图6所示，颈部607和出口102被分隔，使得颈部607和出口102不占据阻尼室606内的同一体积。相反，如图8所示，颈部807和出口102彼此同轴定位，使得出口102定位在颈部807内并且占据颈部807的一部分。具体地讲，出口102是延伸穿过前板90和分隔壁801并且具有出口直径822和中心轴线824的圆柱形导管。颈部807也是延伸穿过分隔壁801并且具有颈部直径826的圆柱形导管。颈部507与出口102共享中心轴线524，使得颈部507和出口102彼此同轴定位。颈部直径826大于出口直径822，使得颈部807环绕出口102的至少一部分。除此之外，如图6所示，声学阻尼器600包括多个颈部607，而声学阻尼器800包括单个颈部807。此外，如图8所示，声学阻尼器800包括多个支撑件850，该多个支撑件附接到颈部807和前板90的背侧96并且被构造成支撑颈部807和分隔壁801以实现此零件的增材制造。支撑件850附接到颈部807和前板90的背侧96，使得支撑件850环绕出口102。这是实现与图6所示的实施方案相同的目的的另一设计示例。
图9为示例性声学阻尼器900的剖面透视图。声学阻尼器900是多体积声学阻尼器，包括联接在一起以形成单个声学阻尼器900的两个声学阻尼器800。更具体地讲，声学阻尼器900包括第一声学阻尼器950和第二声学阻尼器960，这些声学阻尼器联接在一起以使得第一声学阻尼器950和第二声学阻尼器960限定单个阻尼室906。具体地讲，第一声学阻尼器950的壁104与第二声学阻尼器960的壁104相交，使得限定阻尼室906。更具体地讲，第一声学阻尼器950包括第一分隔壁952，并且第二声学阻尼器960包括第二分隔壁962。壁104、第一分隔壁952和第二分隔壁962限定声学阻尼器900的第一体积970，该第一体积在第一声学阻尼器950和第二声学阻尼器960之间共享。第一声学阻尼器950包括第一顶部954，并且第二声学阻尼器960包括第二顶部964。第一分隔壁952和第一顶部954限定第二体积972，并且第二分隔壁962和第二顶部964限定第三体积974。因此，声学阻尼器900使声学压力振荡的多个频率衰减。因为声学阻尼器900能够使在不同频率下的声学压力振荡衰减，所以减少使声学压力振荡衰减所需的声学阻尼器的数量。
图10为制造声学阻尼器400、500、600、700、800和900的方法1000的示例性实施方案的流程图。方法1000包括限定1002穿过前板90的出口，诸如出口102。出口102从前板90的前侧94延伸到前板90的背侧96。方法1000还包括在前板90的背侧96上形成1004至少一个壁，诸如壁104。壁104可包括顶部(例如，顶部608)。壁104和前板90的背侧96限定阻尼室406。方法1000还包括在壁104内限定1006至少一个入口，诸如入口420。方法1000还包括在阻尼室406内形成1008至少一个分隔壁，诸如分隔壁401。分隔壁401被构造成将阻尼室406分隔成第一体积403和第二体积405。
本文所述的声学阻尼器400、500、600、700、800和900可使用使得声学阻尼器400、500、600、700、800和900能够如本文所述操作的任意制造技术来制造。在示例性实施方案中，声学阻尼器400、500、600、700、800和900通过增材制造声学阻尼器400、500、600、700、800和900以及前板90来制造。具体地讲，前板90被增材制造以限定前板90内的出口102。然后在前板90的背侧96上增材制造声学阻尼器400、500、600、700、800和900。增材制造减少了形成声学阻尼器400、500、600、700、800和900的成本和时间。因此，增材制造声学阻尼器400、500、600、700、800和900减少了产生声学阻尼器400、500、600、700、800和900的成本和制造时间，同时提高了喷燃器24和旋转机械10的可靠性。除此之外，增材制造声学阻尼器400、500、600、700、800和900使得声学阻尼器400、500、600、700、800和900的形状和/或体积能够容易地优化，而无需基本上重新设计制造过程。因此，增材制造声学阻尼器400、500、600、700、800和900在制造过程中提供了灵活性。
在示例性实施方案中，声学阻尼器400、500、600、700、800和900安装到前板90的背侧96或与之一体形成。在另选的实施方案中，声学阻尼器400、500、600、700、800和900可安装在旋转机械10内的使得旋转机械10能够如本文所述操作的任意位置处。例如，声学阻尼器400、500、600、700、800和900可安装到前板90的前侧94。
本文所述的具有多个体积的声学阻尼器和方法的示例性实施方案促进使在多个频率下的多个声学压力振荡衰减，从而减少燃烧器内的声学振荡，并且减少使声学压力振荡衰减所需的声学阻尼器的数量。本文所述的示例性声学阻尼器包括从燃烧器的前板的背侧延伸的至少一个壁。壁和前板的背侧限定阻尼室。前板的背侧限定至少一个出口，并且壁限定至少一个入口。入口被取向成将空气流引导到阻尼室中，并且出口被取向成将空气流引导出阻尼室。阻尼器还包括至少一个分隔壁，该至少一个分隔壁将阻尼室分隔成第一体积和第二体积。至少一个颈部延伸穿过分隔壁。在操作期间，声学阻尼器的入口使得声学振荡能够进入第一体积中，并且颈部使得声学振荡能够从第一体积进入第二体积中。第一体积使在第一频率下的第一声学压力振荡衰减，并且第二体积使在第二频率下的第二声学压力振荡衰减。适当地联接在一起，这两个体积与如果它们是两个独立的亥姆霍兹阻尼器相比可使更宽范围的频率衰减。因此，本文所述的声学阻尼器使在多个频率下的声学压力振荡衰减并促进减少对燃烧器的损坏。除此之外，因为本文所述的声学阻尼器使在多个频率下的声学压力振荡衰减，所以需要较少的声学阻尼器来使声学压力振荡衰减。
本文所述的方法、装置和系统不限于本文所述的具体实施方案。例如，每个装置或系统的部件和/或每种方法的步骤可与本文所述的其他部件和/或步骤独立地和分别地使用和/或实践。此外，每个部件和/或步骤也可与其他组件和方法一起使用和/或实践。
虽然已根据各种具体实施方案描述了本公开，但本领域的技术人员将认识到，可在权利要求书的实质和范围内通过修改来实践本公开。尽管本公开的各种实施方案的具体特征可能在一些附图中示出而在其他附图中未示出，但这仅是为了方便。此外，在以上描述中对“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所述特征的附加实施方案的存在。根据本公开的原理，可以结合任何其他附图的任何特征来引用和/或要求保护附图的任何特征。

Claims (20)

1.一种用于旋转机械的声学阻尼器，所述声学阻尼器包括：
至少一个壁，所述至少一个壁从燃烧器前板的背侧延伸并至少部分地限定阻尼室；
至少一个入口，所述至少一个入口限定在所述至少一个壁内，所述入口被取向成将空气流引导到所述阻尼室中；
至少一个出口，所述至少一个出口穿过所述前板限定，所述至少一个出口被取向成从所述阻尼室引导所述空气流，所述至少一个出口与从所述前板的所述背侧延伸的圆柱形导管流体连通；
至少一个分隔壁，所述至少一个分隔壁位于所述阻尼室内，所述分隔壁被取向成将所述阻尼室分隔成第一体积和第二体积，所述阻尼室的所述第一体积被构造成使在第一频率下的第一声学压力振荡衰减，所述阻尼室的所述第二体积被构造成使在第二频率下的第二声学压力振荡衰减；和
至少一个颈部，所述至少一个颈部延伸穿过所述至少一个分隔壁并且从所述至少一个出口轴向偏移。
2.根据权利要求1所述的声学阻尼器，其中所述颈部被取向成将空气流从所述第一体积引导到所述第二体积。
3.根据权利要求2所述的声学阻尼器，其中所述至少一个出口和所述至少一个颈部基本上同轴定位。
4.根据权利要求2所述的声学阻尼器，其中所述至少一个出口和所述至少一个颈部彼此间隔一定距离。
5.根据权利要求2所述的声学阻尼器，其中所述至少一个壁包括两个半圆形弧部、两个笔直部分和顶部，所述两个半圆形弧部和所述两个笔直部分从所述前板的所述背侧延伸，并且所述顶部被定位成与所述两个半圆形弧部和所述两个笔直部分接触。
6.根据权利要求5所述的声学阻尼器，其中所述至少一个入口包括延伸穿过所述两个半圆形弧部和所述两个笔直部分中的至少一者的多个入口。
7.根据权利要求2所述的声学阻尼器，其中所述至少一个壁包括圆形壁和定位在所述圆形壁的顶部上的锥形顶部。
8.根据权利要求7所述的声学阻尼器，其中所述至少一个入口包括延伸穿过所述圆形壁的多个入口。
9.根据权利要求7所述的声学阻尼器，其中所述至少一个入口包括延伸穿过所述锥形顶部的多个入口。
10.根据权利要求7所述的声学阻尼器，所述声学阻尼器还包括：多个支撑件，所述多个支撑件附接到所述颈部和所述前板的所述背侧并且被构造成支撑所述颈部和所述分隔壁，所述至少一个出口和所述至少一个颈部同轴定位。
11.一种在燃烧器的前板上制造声学阻尼器的方法，所述方法包括：
穿过所述前板限定出口，所述出口从所述前板的前侧延伸到所述前板的背侧，所述出口与从所述前板的所述背侧延伸的圆柱形导管流体连通；
在所述前板的所述背侧上形成至少一个壁，所述至少一个壁和所述前板的所述背侧限定阻尼室；
在所述至少一个壁内限定至少一个入口；以及
在所述阻尼室内形成至少一个分隔壁，所述分隔壁被构造成将所述阻尼室分隔成第一体积和第二体积，所述第一体积被构造成使在第一频率下的声学压力振荡衰减，并且所述第二体积被构造成使在第二频率下的所述声学压力振荡衰减；以及
形成延伸穿过所述至少一个分隔壁的至少一个颈部，其中所述至少一个颈部从所述出口轴向偏移。
12.根据权利要求9所述的方法，其中流体地联接到所述出口的所述圆柱形导管延伸穿过所述至少一个分隔壁。
13.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：形成从所述至少一个颈部延伸到所述前板的所述背侧的多个支撑件。
14.根据权利要求13所述的方法，其中形成从所述至少一个颈部延伸到所述前板的所述背侧的多个支撑件包括：形成从所述至少一个颈部延伸到所述前板的所述背侧、环绕所述出口的多个支撑件。
15.根据权利要求13所述的方法，其中形成从所述至少一个颈部延伸到所述前板的所述背侧的多个支撑件包括：增材制造从所述至少一个颈部延伸到所述前板的所述背侧的多个支撑件。
16.一种旋转机械，所述旋转机械包括：
至少一个燃烧器，所述至少一个燃烧器包括具有前侧和相背对的背侧的前板；和
至少一个声学阻尼器，所述至少一个声学阻尼器定位在所述前板的所述背侧上，所述至少一个声学阻尼器包括：
至少一个壁，所述至少一个壁从所述前板的所述背侧延伸并至少部分地限定阻尼室；
至少一个入口，所述至少一个入口限定在所述至少一个壁内，所述入口被取向成将空气流引导到所述阻尼室中；
至少一个出口，所述至少一个出口穿过所述前板限定，所述至少一个出口被取向成将所述空气流引导出所述阻尼室，所述至少一个出口与从所述前板的所述背侧延伸的圆柱形导管流体连通；
至少一个分隔壁，所述至少一个分隔壁位于所述阻尼室内，所述分隔壁被取向成将所述阻尼室分隔成第一体积和第二体积，所述阻尼室的所述第一体积被构造成使在第一频率下的声学压力振荡衰减，所述阻尼室的所述第二体积被构造成使在第二频率下的所述声学压力振荡衰减；和
至少一个颈部，所述至少一个颈部延伸穿过所述至少一个分隔壁并且从所述至少一个出口轴向偏移。
17.根据权利要求16所述的旋转机械，其中所述至少一个声学阻尼器包括联接在一起以限定所述阻尼室的第一声学阻尼器和第二声学阻尼器。
18.根据权利要求17所述的旋转机械，其中所述至少一个分隔壁包括第一分隔壁和第二分隔壁。
19.根据权利要求18所述的旋转机械，其中所述第一分隔壁被构造成分隔所述第一体积和所述第二体积。
20.根据权利要求18所述的旋转机械，其中所述第二分隔壁被构造成分隔所述第一体积和所述阻尼室内的第三体积，其中所述阻尼室的所述第三体积被构造成使在第三频率下的所述声学压力振荡衰减。
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