專利名稱：燃燒器動態減輕的方法和設備的制作方法
技術領域：
本文所公開的主題大體而言涉及燃燒器。更具體而言，本公開內容涉及燃燒器中 的燃燒動態(dynamics)的減輕。
背景技術：
由于對燃氣渦輪排放的要求變得越來越嚴格，滿足這些要求的一種辦法是在完全 預混合操作模式期間從常規擴散火焰燃燒器移到利用貧燃料(lean fuel)與空氣混合物 (具有大約0. 58至0. 65的當量比)的燃燒器以減少(例如)N0X和CO的排放。這種燃燒 器在本領域中被稱作干式低NOx(DLN)、干式低排放(DLE)或貧預混合(LPM)燃燒系統。這 種燃燒器通常包括容納于筒(也被稱作蓋腔(cap cavity))中的多個燃料噴嘴。由于這些燃燒器在這樣的貧燃料/空氣比例操作，速度波動的小變化可導致質量 流量的較大變化和燃料空氣波動。這些波動導致熱釋放速率的較大變化和蓋腔中的高壓波 動。燃料/空氣波動的相互作用、渦火焰相互作用和不穩定的熱釋放導致反饋回路機構， 其導致燃燒系統中動態壓力脈動。壓力脈動的現象被稱作熱聲或燃燒-動態不穩定性，或 者通常地稱作燃燒動態。高水平的燃燒動態限制了燃燒器的可操作性包絡(operability envelope)，這限制了排放的減少和/或功率。另外，燃燒動態縮短了硬件壽命且導致對燃 燒器構件的損壞，這導致燃燒器的停機時間，用于維修和/或替換構件。
發明內容
根據本發明的一方面，燃燒器包括封閉的燃燒器蓋容積和延伸穿過燃燒器蓋容積 的多個燃料噴嘴。至少一個阻擋板位于燃燒器蓋容積中，將燃燒器蓋容積分成至少兩個容 積。多個輸送管從流動通道向內延伸到至少兩個容積中的至少一個內，且被配置成減少燃 燒器的熱聲動態(thermo acoustic dynamics)。根據本發明的另一方面，用于燃燒器的熱聲阻尼器(thermo acoustic damper)包 括與燃燒器的流動通道流動連通的至少一個諧振器。諧振器包括封閉的容積和至少一個阻 擋板，至少一個阻擋板定位于封閉的容積中，將封閉的容積分成至少兩個容積。多個輸送管 從流動通道向內延伸到至少兩個容積中的至少一個內，且被配置成減少燃燒器的熱聲動態。根據本發明的又一方面，用于減少熱聲燃燒器動態的方法包括定位至少一個諧振 器與燃燒器的流動通道流動連通。諧振器包括封閉的容積；位于封閉的容積中的至少一 個阻擋板，其將封閉的容積分成至少兩個容積；以及，多個輸送管，其從流動通道向內延伸 到至少兩個容積中至少一個內。該方法還包括引導流體流動通過流動通道且穿過多個輸送 管中至少一個輸送管的開口端，且激發諧振器的諧振頻率，從而減少熱聲燃燒器動態。通過下文的描述，結合附圖理解，這些和其它優點和特點將變得更明顯。
被認為是本發明的主題在說明書的結論中的權利要求書中特別地指出且明確地
3主張。通過結合附圖來理解下文的詳細的描述，本發明的前述和其它特點和優點將更明顯， 其中圖1是燃燒器的實施例的截面圖；圖2是燃燒器的實施例的另一截面圖；圖3是圖2的燃燒器的示意截面圖；以及圖4是燃燒器的另一實施例的截面圖。發明詳述參看附圖以舉例說明的方式解釋本發明的實施例，以及優點和特點。部件列表
權利要求
1.一種燃燒器(10)，包括:封閉的燃燒器(10)蓋容積；多個燃料噴嘴(26)，其延伸穿過所述燃燒器(10)蓋容積；至少一個阻擋板(32)，其安置于所述燃燒器蓋容積中，將燃燒器蓋容積04)分成至少 兩個容積；以及多個輸送管(38)，其自流動通道向內延伸到所述至少兩個容積中的至少一個內，且被 配置成減少燃燒器(10)的熱聲動態。
2.根據權利要求1所述的燃燒器(10)，其中所述多個輸送管(38)和所述至少兩個容 積中的至少一個充當熱聲阻尼器。
3.根據權利要求2所述的燃燒器(10)，其中所述熱聲阻尼器的諧振器頻率抵消所述燃 燒器(10)的自然頻率。
4.根據權利要求3所述的燃燒器(10)，其中所述諧振器頻率取決于下列因素中的一個 或多個至少一個容積的大小、所述多個輸送管(38)的長度以及所述多個輸送管(38)的截 面積。
5.根據權利要求1所述的燃燒器(10)，其中所述至少一個阻擋板(3 的位置由待抵 消的所述燃燒器(10)的自然頻率確定。
6.一種用于減少熱聲燃燒器(10)動態的方法，包括將至少一個熱聲阻尼器安置成與所述燃燒器(10)的流動通道流動連通，所述至少一 個熱聲阻尼器包括封閉的容積；至少一個阻擋板(32)，其安置于所述封閉的容積中，將所述封閉的容積分成至少兩個 容積；以及多個輸送管(38)，其自流動通道向內延伸到所述至少兩個容積中的至少一個內。引導流體流動通過流動通道且穿過所述多個輸送管(38)中至少一個輸送管的開口 端；以及激發所述至少一個熱聲阻尼器的諧振頻率，從而減少所述熱聲燃燒器動態。
7.根據權利要求6所述的方法，其包括經由所述諧振頻率來抵消所述燃燒器(10)的自然頻率。
8.根據權利要求6所述的方法，其中通過調整下列因素中的一個或多個來確定所述諧 振頻率至少一個容積的大小、所述多個輸送管(38)的長度以及所述多個輸送管(38)的截 面積。
9.根據權利要求6所述的方法，其包括將所述多個輸送管(38)安置于所述至少兩個容 積中的每個容積中。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述至少兩個容積中的每個容積充當諧振器以 抵消所述燃燒器(10)的獨特自然頻率。
全文摘要
本發明涉及燃燒器動態減輕的方法和設備，提供一種用于燃燒器(10)的熱聲阻尼器，包括與燃燒器(10)的流動通道(40)流動連通的至少一個諧振器。諧振器包括封閉的容積和至少一個阻擋板(32)，至少一個阻擋板定位于封閉的容積中，將封閉的容積分成至少兩個容積。多個輸送管(38)自流動通道(40)向內延伸到至少兩個容積中的至少一個內，且被配置成減少燃燒器(10)的熱聲動態。燃燒器(10)包括封閉的燃燒器蓋容積(24)和延伸穿過該燃燒器蓋容積(24)的多個燃料噴嘴(26)。至少一個阻擋板(32)位于燃燒器蓋容積(24)中，將燃燒器蓋容積(24)分成至少兩個容積。多個輸送管(38)自流動通道(40)向內延伸到至少兩個容積中的至少一個內。
文檔編號F23D14/46GK102116475SQ20111000799
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月6日 優先權日2010年1月6日
發明者D·沙馬, S·G·貝思克, V·納拉, Y·付, 金冠佑 申請人:通用電氣公司