用于燃?xì)廨啓C(jī)的減振設(shè)備、燃?xì)廨啓C(jī)和用于衰減熱聲振動(dòng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的減振設(shè)備，所述減振設(shè)備具有至少一個(gè)亥姆霍茨共振器和至少一個(gè)具有通道外殼的通道。亥姆霍茨共振器包括共振器殼體和至少一個(gè)共振器頸管，其中共振器殼體包圍亥姆霍茨共振器的共振體積，聲振動(dòng)能夠借助于共振器頸管耦合輸入到所述共振體積中。通道具有至少一個(gè)排出開(kāi)口。
[0002]本發(fā)明也涉及一種具有至少一個(gè)燃燒室和至少一個(gè)這種減振設(shè)備的燃?xì)廨啓C(jī)以及一種用于衰減熱聲振動(dòng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]燃?xì)廨啓C(jī)在最簡(jiǎn)單的情況下包括壓縮機(jī)、燃燒室以及渦輪機(jī)。在壓縮機(jī)中將抽吸的空氣壓縮，所述空氣隨后與燃料混合。在燃燒室中燃燒混合物，其中產(chǎn)生熱的做功氣流，所述做功氣流被輸送給渦輪機(jī)。所述渦輪機(jī)從熱的做功氣體提取能量并且將其轉(zhuǎn)變成機(jī)械會(huì)K。
[0004]在燃燒室中在放熱時(shí)能夠引起聲振動(dòng)和波動(dòng)的交互作用，所述振動(dòng)和波動(dòng)能夠彼此增大。這種尤其在燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中出現(xiàn)的熱聲振動(dòng)在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)能夠引起構(gòu)件的明顯損壞并且迫使設(shè)施關(guān)斷。
[0005]因此，為了減少熱聲振動(dòng)，在現(xiàn)有技術(shù)中例如將亥姆霍茨共振器用于振動(dòng)衰減，所述亥姆霍茨共振器在特定的頻帶之內(nèi)有效地衰減振動(dòng)的幅度。
[0006]為了防止熱氣進(jìn)入到亥姆霍茨共振器中，與熱氣進(jìn)入方向相反地將沖洗空氣導(dǎo)入到共振器頸部中。
[0007]EP O 597 138 Al公開(kāi)了一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室。在燃燒器的區(qū)域中設(shè)置有用沖洗空氣沖洗的亥姆霍茨共振器。亥姆霍茨共振器分別包括共振器殼體和減振管，所述共振器殼體包圍共振體積減振，所述減振管也能夠稱(chēng)作共振器頸管或共振器頸部。減振管將共振體積與環(huán)境連接，使得聲振動(dòng)能夠耦合輸入到共振體積中。導(dǎo)入沖洗空氣的輸送管通到共振器殼體中，使得將沖洗空氣導(dǎo)入到共振體積中并且與熱氣進(jìn)入反向地沖洗減振管。
[0008]所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是:亥姆霍茨共振器的性能隨著沖洗空氣在減振管中的速度的增大而降低。用于沖洗的壓縮空氣也不作為燃燒空氣提供，這負(fù)面地影響燃?xì)廨啓C(jī)的所實(shí)現(xiàn)的排放值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明基于下述目的，提出一種開(kāi)始提到類(lèi)型的減振設(shè)備和一種具有這種減振設(shè)備的燃?xì)廨啓C(jī)，所述燃?xì)廨啓C(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)尤其有效地衰減熱聲振動(dòng)。
[0010]所述目的根據(jù)本發(fā)明在開(kāi)始提到類(lèi)型的減振設(shè)備中通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn):穿流燃燒器風(fēng)箱和燃燒室的流體流的聲振動(dòng)能夠耦合輸入到通道的排出開(kāi)口中，并且能夠由冷卻流體加載通道，其中至少一個(gè)共振器頸管在熱氣側(cè)在至少一個(gè)排出開(kāi)口的上游通入這種通道中。
[0011]因此，根據(jù)本發(fā)明，不再?zèng)_洗亥姆霍茨共振器的共振器頸管，而是共振器頸管的熱氣側(cè)的輸出端通到由冷卻流體加載的通道中。由此，共振器頸管的通口區(qū)域中的聲波的傳遞介質(zhì)的溫度相對(duì)于在燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室或燃燒器風(fēng)箱中存在的溫度下降。因此，通道的借助于冷卻流體冷卻的部段將共振器頸管的進(jìn)口和產(chǎn)生熱的、熱聲振動(dòng)的源始終分開(kāi)。僅通道的至少一個(gè)排出開(kāi)口能夠暴露于熱氣進(jìn)入。例如，通道能夠加載有冷卻流體，使得所述通道與熱氣進(jìn)入方向反向地由沖洗空氣沖洗。但是，通道也能夠以其他的類(lèi)型和方式冷卻。在此，主要的僅有，通道加載有冷卻流體，使得聲振動(dòng)的位于通道內(nèi)部的傳遞介質(zhì)從排出開(kāi)口直至共振器頸管的進(jìn)口冷卻。在本發(fā)明的范圍中，關(guān)于通道用“上游”表示下述方向，所述方向從排出開(kāi)口開(kāi)始進(jìn)入到通道中并且指向共振器頸管的通口的方向。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，沖洗空氣穿過(guò)共振器頸管的熱氣側(cè)的輸入端的速度能夠明顯更小地選擇或穿過(guò)共振器頸管的沖洗空氣能夠完全取消，因?yàn)楣舱衿黝i管中的聲學(xué)波動(dòng)的速度與到要減振的室中的排出開(kāi)口脫耦。在此借助室表示燃燒室的殼體等，在所述殼體中包圍具有要衰減的振動(dòng)的體積。
[0013]因此，到至少一個(gè)共振器頸管中的熱氣輸入通過(guò)至少一個(gè)通道由冷卻流體加載來(lái)防止或減少。亥姆霍茨共振器的性能(即共振器可以多強(qiáng)地進(jìn)行減振)以該方式不再受到損害。
[0014]由此，借助少量的這種減振設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)熱聲振動(dòng)的衰減，由此能夠節(jié)約附加的沖洗空氣。
[0015]不僅通到通道中的共振器頸管與通道、而且通道與室壁能夠例如完全地或部分地一件式地構(gòu)成。借助室壁在此表示燃燒室等的殼體，在所述殼體中包圍具有要衰減的振動(dòng)的體積。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，通道構(gòu)成為，使得聲振動(dòng)能夠耦合輸入到排出開(kāi)口中。這就是說(shuō)，至少在一個(gè)頻帶中，到達(dá)排出開(kāi)口的聲振動(dòng)至少部分地在通道中傳播。通道能夠設(shè)置在燃?xì)廨啓C(jī)上或設(shè)置在燃?xì)廨啓C(jī)中，使得穿流燃燒器風(fēng)箱和燃燒室的流體流的聲振動(dòng)的至少一個(gè)頻帶能夠傳播至通道的排出開(kāi)口。用聲振動(dòng)表示在燃?xì)廨啓C(jī)中出現(xiàn)且增大的熱聲壓力波動(dòng)，所述壓力波動(dòng)對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)能夠是典型的并且能夠構(gòu)成根據(jù)運(yùn)行點(diǎn)確定的要衰減的優(yōu)選頻率。熱聲壓力波動(dòng)能夠部分地傳播到燃燒器風(fēng)箱中并且傳播超過(guò)燃燒器風(fēng)箱，并且在此用術(shù)語(yǔ)“穿流燃燒器風(fēng)箱和燃燒室的流體的聲振動(dòng)”來(lái)表示。根據(jù)本發(fā)明的減振設(shè)備的通道例如能夠借助其至少一個(gè)排出開(kāi)口直接通到燃燒室或燃燒器風(fēng)箱中。尤其地，通道不同于燃燒器風(fēng)箱。通道不必對(duì)于所有在燃?xì)廨啓C(jī)的內(nèi)部增大的頻率是聲學(xué)可穿透的。足夠的是，所述通道在適當(dāng)?shù)念l帶中是聲學(xué)可穿透的并且關(guān)于此與亥姆霍茨共振器以適當(dāng)?shù)姆绞较鄥f(xié)調(diào)。
[0017]本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案在下面的描述和從屬權(quán)利要求中說(shuō)明，其特征能夠單獨(dú)地和以任意彼此組合的方式應(yīng)用。
[0018]本發(fā)明的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案能夠提出，至少一個(gè)通道作為沖洗空氣通道構(gòu)成有至少一個(gè)進(jìn)入開(kāi)口和至少一個(gè)排出開(kāi)口，使得沖洗空氣通道能夠由沖洗空氣穿流。
[0019]通道的加載在本發(fā)明的該設(shè)計(jì)方案中借助沖洗空氣進(jìn)行，所述沖洗空氣通過(guò)通道傳導(dǎo)。沖洗空氣例如能夠?yàn)閴嚎s機(jī)空氣。沖洗空氣的在此消耗的量與在用沖洗空氣沖洗的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的亥姆霍茨共振器中的量相比能夠明顯選擇得更小。此外，所述沖洗空氣不再損害亥姆霍茨共振器的性能。
[0020]也能夠視為有利的是，減振設(shè)備的至少一個(gè)通道至少部分地能夠由冷卻流體環(huán)流。
[0021]本發(fā)明的該設(shè)計(jì)方案具有下述優(yōu)點(diǎn)，冷卻流體一一即壓縮機(jī)空氣一一還可用于燃燒。通道對(duì)此能夠部分地在內(nèi)部的燃燒室殼體之外通過(guò)壓縮機(jī)空氣流引導(dǎo)，使得空氣掠過(guò)通道。與此無(wú)關(guān)地，但是，通道也能夠附加地由沖洗氣體穿流，以便提高冷卻效果。
[0022]本發(fā)明的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案能夠提出，通道至少部分地由共振器殼體包圍。
[0023]這能夠?qū)崿F(xiàn)減振設(shè)備的緊湊的結(jié)構(gòu)。例如，共振器殼體能夠具有環(huán)形的橫截面。
[0024]也能夠視為有利的是，通道至少部分地延伸穿過(guò)共振器殼體并且至少一個(gè)通到通道中的共振器頸管在共振器殼體的內(nèi)部通入通道中。
[0025]通道的必要時(shí)設(shè)有進(jìn)入開(kāi)口的起始端和通道的至少一個(gè)排出開(kāi)口在本發(fā)明的該設(shè)計(jì)方案中能夠與共振器殼體齊平。但是，通道也能夠以其他的方式延伸穿過(guò)共振器殼體。例如，通道能夠從共振器殼體伸出。共振器頸管能夠一件式地與通道的外殼構(gòu)成，例如通過(guò)其為通道外殼中的開(kāi)口的方式。共振器頸管但是也能夠不同地構(gòu)成，例如擰入到通道中，使得亥姆霍茨共振器的衰減頻率能夠通過(guò)更換共振器頸管而容易地改變。通道的通道外殼在本發(fā)明的范圍中也能夠稱(chēng)作通道壁。
[0026]此外，能夠有利地提出，至少一個(gè)共振器頸管借助于通道的通道外殼的穿孔構(gòu)成。
[0027]本發(fā)明的該構(gòu)成方案具有尤其小的制造成本。
[0028]也能夠視為有利的是:共振器殼體圓柱形地構(gòu)成并且至少部分地同軸地包圍通道。