CN1615416A - 用于燃气轮机的燃烧室 - Google Patents

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Abstract

在一种用于燃气轮机(10)的燃烧室(16)中，为了衰减热声振动，安置了至少一个亥姆霍兹减振器(17)，该亥姆霍兹减振器的减振容积(20，21)通过一个连接通道(18)与燃烧室(16)连接。该亥姆霍兹减振器(17)这样构成：它的减振频率可调节。由此以简单的方式达到最佳的减振。

Description

用于燃气轮机的燃烧室
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，具体涉及根据权利要求1前序部分的一种用于燃气轮机的燃烧室。
背景技术
一种这样的燃烧室例如从EP-A1-0597138以及US-A-5373695中已知。
如在上述文献中所介绍的，在现代燃气轮机低的NOx燃烧室中热声振动问题的重要性得到提高。因此，在现有技术中提出多种不同建议来在燃气轮机的燃烧室上安置一个所谓的亥姆霍兹减振器，在该亥姆霍兹减振器中，一个减振容积通过一个窄的连接通道与燃烧室连接，由于这种配置，亥姆霍兹减振器能够有效地衰减燃烧室内的一定振动频率。
由于在燃烧室中出现的热声振动在频率和振幅方面受到燃烧室的不同的几何参数和运行参数的影响，对于新的燃烧室，只能很不足地预言要预料的振动。其原因会是：装在燃烧室上的亥姆霍兹减振器没有最佳地与在燃烧室中事实上出现的振动相协调(abgestimmt)。
因此，在开头所述文献中建议，亥姆霍兹减振器可完全或部分更换地构成，以便能够进行对共振频率的补充改变。为此在气轮机壳体上设置一个人孔，通过该人孔可进行亥姆霍兹减振器的更换。
在此不利的是，一方面与共振频率的协调只能分级实现，另一方面减振器部件或整个减振器的更换很费事，并且，为了更换必须在气轮机壳体上和燃烧室上进行明显费事的结构设置。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供一种带有亥姆霍兹减振器的用于燃气轮机的燃烧室，它克服了已知燃烧室的缺点，其优点特别在于能够很简单地与要衰减的频率适配。
该任务通过权利权利要求1的特征的总和解决。本发明的核心在于，亥姆霍兹减振器这样构成：它的减振频率可调节，特别是可连续调节。由此，减振可以简单地与燃烧室的热声学特性适配并且被相应地优化。在此不要求更换减振器部件或整体，使得可以放弃相应的大尺寸的用于操作的结构。同时，由于亥姆霍兹减振器的可调节性，可以不必为不同的共振频率制造和准备不同配置的减振器或减振器部件。
本发明的一个优选构型的优点是，亥姆霍兹减振器的减振容积可连续改变。减振频率的这种可调节性可以特别简单有效地实现。
在此特别有利的是，该减振容积被分成一个固定的减振容积和一个可变的减振容积并且该减振容积通过可变的减振容积的变化而改变。
容积的可变化性有利地这样达到：可变的减振容积在一侧被一个可移动的活塞限定边界。该方案在机械学方面能够很容易地实现并且在运行中功能可靠、易于操作。
一种可靠的操作方式的特点在于，在亥姆霍兹减振器上安置一个调节元件，特别是螺纹杆形式的调节元件，借助它可以使活塞移动。
由于燃烧室安置在气轮机壳体之内，对于操作亥姆霍兹减振器特别有利的是，调节元件可通过气轮机壳体上的一个可封闭的操作开口来操作。在此调节元件可以容易地这样构成：为了操作它只需要一个小的开口，它不要求气轮机壳体上的实质性的变化。
如果燃烧室在其入口侧具有多个通到燃烧室中的燃烧器，至少一个亥姆霍兹减振器在该入口侧直接安置在燃烧器的附近，则该亥姆霍兹减振器的减振作用特别强。如果燃烧室是环形的并且燃烧器安置成同心的环，则该至少一个亥姆霍兹减振器最好安置在这些环之间。
附图说明
下面借助实施例结合附图详细解释本发明。附图表示：
图1按照本发明优选实施例的一个燃气轮机燃烧室的入口侧的横剖面的一个局部，带有两圈双锥燃烧器和安置在它们之间的可调节的亥姆霍兹减振器，
图2图1中的亥姆霍兹减振器的一个放大的剖面图。
具体实施方式
在图1中表示出按照本发明优选实施例的一个燃气轮机燃烧室的入口侧的横剖面的一个局部，带有两圈双锥燃烧器和安置在它们之间的可调节的亥姆霍兹减振器。燃气轮机10被一个燃气轮机壳体11包围，一个填充有压缩空气的压力空气空间12位于该燃气轮机壳体内。压力空气空间12包围在燃烧室16周围，该燃烧室通过一个燃烧室壳体13与压力空气空间12分开。燃烧室16在燃气轮机10内的安置与在开头提到的文献EP-A1-0597138中所描述的基本相同。在燃烧室壳体13内，燃烧室16在入口侧通过一个前盖26被限定边界。燃烧室16环形地构成并且装备有燃烧器14，15，它们以已知的方式作为双锥燃烧器构成并且被安置成围绕燃气轮机轴线的环圈，如在EP-A1-0597138中所公开的。
燃烧器14，15安置在前盖26上的相应开口中并且通入到燃烧室16内。为了将在燃烧室16内在燃烧过程中激发的热声振动减振，在带有燃烧器14，15的环之间安置了亥姆霍兹减振器17。按照图2，这些亥姆霍兹减振器17分别具有一个减振容积20，21，它们由一个固定的圆柱形减振容积20和一个可变的圆柱形减振容积21组成。减振容积20，21通过一个相对较窄连接通道18与燃烧室16连接。由连接通道18和减振容积20，21组成的装置构成一个减振的共振器，其共振频率另外还由减振容积20，21的大小决定。
固定的减振容积20这样选择：使得可由此达到的减振频率处于预料在燃烧室16中具有的热声振动中之一个振动的频率的附近，并且，在结合利用该可变的减振容积21的情况下覆盖该频率的可能的变化范围。按此方式可以使得在新投入运行的燃气轮机中亥姆霍兹减振器17精确地与所出现的、之前并不精确地已知的振动频率相协调，从而最简便地得到最佳的减振。在此不言而喻的是，为了使不同的振动频率衰减，也可以将不同尺寸的亥姆霍兹减振器17组合使用。
可变的减振容积21的改变原则上能够以不同的方式达到。例如已知，可变的减振容积由多个部分容积组成，它们可相互串联接通地构成。但对于可调整性特别有利的是在图1和2中表示出的构型，其中，可变的减振容积可通过一个可移动地装在该容积中的活塞22被连续地改变。活塞22的移动按特别简单、可靠的方式通过一个呈螺纹杆形式的调节元件23实现，该螺纹杆可转动地支承在盖24上的一个螺纹孔25中，盖24向外封闭该可变的减振容积21。与此替换地，活塞22也可以与调节元件23固定连接。在这种情况下，通过盖24中的一个螺纹进行调节，调节元件23在该螺纹中被导行。在调节元件23的位于外面的端面上可以例如设置一个缝隙，螺丝起子的刀尖可以插入该缝隙中。如果旋转调节元件(螺纹杆)23，则活塞22沿减振容积20，21的圆柱轴线移动并且可以占据不同的位置，如在图1中表示的。减振出现或具有其最大值时的那个频率也随着减振容积20，21相应地改变。
调节元件23的这种构型提供了这种可能性：以简单的方式从气轮机壳体11的外面操作调节元件23，而不必在气轮机壳体11上进行大量的设置。按照图1，为了操作调节元件23在气轮机壳体11上与回转轴线对齐地设置了一个相对较小的操作开口19，它包括一个用螺纹拧进去的、可封闭的短管。按此方式能够不太费事地使各个亥姆霍兹减振器17的减振特性与实际上在运行中在燃烧室16中出现的热声振动最佳地适配。
                  附图标记
10            燃气轮机
11            气轮机壳体
12            压力空气空间
13            燃烧室壳体
14，15        燃烧器
16            燃烧室
17            亥姆霍兹减振器
18            连接通道
19            操作开口
20            减振容积(固定的)
21            减振容积(可变的)
22            活塞
23            调节元件(例如螺纹杆)
24            盖
25            螺纹孔
26            前盖

Claims (9)

1.用于燃气轮机(10)的燃烧室(16)，在该燃烧室(16)上安置至少一个亥姆霍兹减振器(17)用于衰减热声振动，该亥姆霍兹减振器的减振容积(20，21)通过一个连接通道(18)与燃烧室(16)连接，其特征在于，该亥姆霍兹减振器(17)这样构成：它的减振频率是可调节的。
2.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，该亥姆霍兹减振器(17)的减振频率可连续地调节。
3.根据权利要求2所述的燃烧室，其特征在于，该亥姆霍兹减振器(17)的减振容积(20，21)可连续地改变。
4.根据权利要求3所述的燃烧室，其特征在于，减振容积(20，21)被分成一个固定的减振容积(20)和一个可变的减振容积(21)，该减振容积(20，21)通过可变的减振容积(21)的变化而被改变。
5.根据权利要求4所述的燃烧室，其特征在于，可变的减振容积(21)在一侧通过一个可移动的活塞(22)被限定边界。
6.根据权利要求5所述的燃烧室，其特征在于，在亥姆霍兹减振器(17)上安置一个特别是呈螺纹杆形式的调节元件(23)，借助它可使活塞(22)移动。
7.根据权利要求6所述的燃烧室，其特征在于，燃烧室(16)安置在一个气轮机壳体(11)内部，调节元件(23)可通过该气轮机壳体(11)上的一个可封闭的操作开口(19)被操作。
8.根据权利要求1至7之一所述的燃烧室，其特征在于，燃烧室(16)在其入口侧(26)上具有多个燃烧器(14，15)，它们通入燃烧室(16)内，并且，所述至少一个亥姆霍兹减振器(17)在该入口侧(26)上直接安置在燃烧(14，15)的附近。
9.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，燃烧室(16)是环形的，燃烧器(14，15)被布置成同心的环，并且，所述至少一个亥姆霍兹减振器(17)安置在这些环之间。
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