CN102003286B - 声学上加强的燃气涡轮燃烧器供应 - Google Patents

Abstract

本发明涉及声学上加强的燃气涡轮燃烧器供应，具体而言，在一个实施例中，一种***(10)包括构造成联接到涡轮发动机的燃烧器(16)的上游的流体路径(14，40，42)上的可变几何形状谐振器(44，46，48)。可变几何形状谐振器(44，46，48)构造成衰减流体路径(14，40，42)和燃烧器(16)中的压力振荡。

Description

声学上加强的燃气涡轮燃烧器供应

技术领域

本文公开的主题涉及燃气涡轮发动机，且更具体而言，涉及以声学上加强的(acousticallystiffened)燃气涡轮燃烧器供应。

背景技术

一般而言，燃气涡轮发动机燃烧压缩空气和燃料的混合物，以产生热的燃烧气体。燃烧可发生在径向上定位在燃气涡轮发动机的纵向轴线的周围的多个燃烧器中。各个燃烧器内的空气和燃料压力可随时间而周期性地变化。这些波动(fluctuation)可促使在各种频率下的燃烧器压力振荡(oscillation)。如果频带中的一个对应于燃气涡轮发动机内的部件或子***的自然频率，则可对该部件或整个发动机造成损害。

发明内容

下面对与原本要求保护的发明的范围相当的某些实施例进行了概述。这些实施例不意在限制要求保护的发明的范围，而是相反，这些实施例仅意在提供本发明的可行形式的简要概述。实际上，本发明可包括可与下面阐述的实施例相似或不同的各种形式。

在第一个实施例中，一种***包括涡轮发动机，该涡轮发动机包括压缩机、涡轮以及设置在压缩机的下游且在涡轮的上游的燃烧器。涡轮发动机还包括构造成将一个或多个流体喷射到燃烧器中的流体喷射***，以及联接到流体喷射***上的可变几何形状谐振器(variablegeometryresonator)。此外，涡轮发动机包括构造成响应于反馈来调节可变几何形状谐振器的控制器。

在第二个实施例中，一种***包括构造成联接到涡轮发动机的燃烧器上游的流体路径上的可变几何形状谐振器。可变几何形状谐振器构造成衰减(dampen)流体路径和燃烧器中的压力振荡。

在第三个实施例中，一种方法包括接收与涡轮发动机的燃烧器相关联的压力反馈。该方法还包括基于反馈来调节联接到燃烧器上游的流体路径上的谐振器。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解，在附图中，相同的标号在图中始终表示相同的部件，其中：

图1是根据本技术的某些实施例的、具有联接到空气供应、燃料供应以及稀释剂供应上以减小燃烧器压力振荡的谐振器的涡轮***的简图。

图2是根据本技术的某些实施例的、如图1中所示的涡轮***的剖面侧视图。

图3是根据本技术的某些实施例的、带有联接到空气供应、燃料供应以及稀释剂供应上以减小燃烧器受激的振荡的、如图1中所示的燃烧器的剖面侧视图。

图4是根据本技术的某些实施例的、联接到如图1中所示的燃料供应上的亥姆霍兹谐振器的概略图。

图5是根据本技术的某些实施例的、联接到如图1中所示的空气供应上的亥姆霍兹谐振器的概略图。

图6是根据本技术的某些实施例的、联接到如图1中所示的稀释剂供应上的亥姆霍兹谐振器的概略图。

图7是根据本技术的某些实施例的、联接到如图1中所示的稀释剂供应上的多个四分之一波长谐振器的概略图。

图8是根据本技术的某些实施例的、联接到如图1中所示的稀释剂供应上的备选的四分之一波长谐振器的概略图。

部件列表

10燃气涡轮***

12燃料喷嘴

14燃料供应

16燃烧器

18燃料

20涡轮

22轴

24排气出口

26压缩机

28进气口

30负载

32空气

34加压空气

36燃料

38稀释剂

40稀释剂供应

42空气供应

44空气供应谐振器

46燃料供应谐振器

48稀释剂供应谐振器

50控制器

51下游方向

52燃烧器端盖

53波导管

54下游方向

55压力传感器

56燃烧区

57燃料供应谐振器主体

58燃烧器壳体

59燃料供应谐振器喉部

60过渡件

61燃料供应谐振器体积

62燃烧器衬套

63燃料供应谐振器基部部件

64燃料供应谐振器活塞

66燃料供应谐振器轴线

68向下的方向

70向上的方向

72燃料供应谐振器轴

74燃料供应谐振器活塞驱动器

75空气流

76空气供应谐振器主体

77下游方向

78空气供应谐振器喉部

80空气供应谐振器体积

82空气供应谐振器基部部件

84空气供应谐振器活塞

86空气供应谐振器轴线

88向下的方向

90向上的方向

92空气供应谐振器轴

94空气供应谐振器活塞驱动器

96稀释剂入口

97下游方向

98稀释剂供应谐振器主体

100稀释剂供应谐振器喉部

102稀释剂供应谐振器体积

104稀释剂供应谐振器基部部件

106稀释剂供应谐振器活塞

108稀释剂供应谐振器轴线

110向下的方向

112向上的方向

114稀释剂供应谐振器轴

116稀释剂供应谐振器活塞驱动器

118四分之一波长谐振器

120端帽

122隔离阀

124四分之一波长谐振器

126端帽

128隔离阀

130下部阀

132上部阀

134四分之一波长谐振器

136端帽

138隔离阀

140下部阀

142上部阀

144谐振器基部部件

146可调端帽

148谐振器轴线

150向下的方向

152向上的方向

154线性促动器

具体实施方式

将在下面对本发明的一个或多个具体实施例进行描述。致力于提供这些实施例的简明的描述，在说明书中可不对实际的实现方案的所有特征进行描述。应当理解的是，在任何这种实际的实现方案的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须做出许多对于实现方案而言专有的决定，以实现开发者的特殊的目标，例如顺从***相关且商业相关的约束(其可根据不同的实现方案而变化)。此外，应当理解的是，这种开发工作可能是复杂且费时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言，这将是设计、制造以及生产的常规任务。

当引入本发明的各个实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”以及“所述”意在表示存在一个或多个元件。词语“包括”、“包含”以及“具有”意在为包括性的，且表示除了列出的元件以外可存在另外的元件。

本公开的实施例可通过衰减流体供应(例如，液体和/或气体管线)内的压力波动来减小燃烧器受激的振荡。几何形状上可调的谐振器可联接到各个流体供应(例如，空气、燃料或稀释剂)上，且调节到燃烧器内的压力振荡的频率。通过将谐振器联接到流体供应上而不是燃烧器的燃烧区上，谐振器可由不太耐高温的材料制成，因为谐振器不直接暴露于热的燃烧气体。某些实施例可包括构造成将谐振器调节到衰减流体供应和燃烧器内的振荡的频率的控制器。控制器可通信地联接到与燃烧器流体连通以测量压力振荡的频率的压力传感器上。控制器还可通信地联接到谐振器上，且构造成将谐振器调节到由压力传感器检测到的频率。谐振器可包括亥姆霍兹谐振器和/或四分之一波长谐振器及其它的。在某些实施例中，调节到不同频率的多个谐振器可联接到各个流体供应上，以衰减燃烧器内的压力振荡的多个频率。

现在转到附图，首先参看图1，示出了燃气涡轮***10的实施例的简图。该图示包括燃料喷嘴12、燃料供应14以及燃烧器16。如所描绘的那样，燃料供应14将液体和/或气体燃料18(例如天然气)输送到涡轮***10，通过燃料供应14和燃料喷嘴12进入燃烧器16中。如下面论述的那样，燃料喷嘴12构造成将燃料18喷射到燃烧器16中。空气直接喷射到燃烧器16中，燃烧器16点燃并燃烧燃料空气混合物，然后将热的加压排气运送到涡轮20中。排气通过涡轮20中的涡轮叶片，从而驱动涡轮20旋转。继而，涡轮20中的叶片和轴22之间的联接将导致轴22的旋转，轴22还联接到整个涡轮10***中的多个构件上，如所示出的那样。最后，燃烧过程的排气可通过排气出口24离开涡轮***10。

在涡轮***10的实施例中，压缩机导叶或叶片被包括为压缩机26的构件。压缩机26内的叶片可联接到轴22上，且将在轴22由涡轮20驱动旋转时旋转。压缩机26可通过空气进口28将空气吸入涡轮***10。此外，轴22可联接到负载30上，可通过轴22的旋转来对负载30供以动力。如所理解的那样，负载30可为可通过涡轮***10的旋转输出而生成功率的任何适当的装置，例如功率发生装置或外部机械负载。例如，负载30可包括发电机、飞机的推进器等。空气进口28通过适当的机构(例如冷空气进气口)将空气32抽入涡轮***10中，以便随后通过燃烧器16进行空气32与燃料18的混合。如下面将详细论述的那样，由涡轮***10吸入的空气32可被供给并通过使压缩机26内的叶片旋转而被压缩成加压空气。然后加压空气可供给到燃烧器16中，如箭头34所示。燃料还可从燃料喷嘴12供给到燃烧器16中，如箭头36所示。然后燃烧器16可混合加压空气和燃料，以为燃烧(例如，使燃料更完全地燃烧的燃烧)产生最优混合比率，以便不浪费燃料或不导致过量的排放。

此外，稀释剂38可喷射到燃料喷嘴12中，或如所示出的那样通过稀释剂供应40直接喷射到燃烧器16中。稀释剂可包括蒸汽、水、氮气以及二氧化碳及其它的。当涡轮***10在降低的功率下操作时，稀释剂喷射可减少氮的氧化物(NOx)、颗粒、硫的氧化物(SOx)和/或碳的氧化物(COx)的排放。稀释剂还可在某些操作条件下提供增强的涡轮性能。

涡轮***10还包括联接到流体供应上的谐振器，该谐振器可减小流体供应和燃烧器16内的压力振荡。具体而言，来自压缩机26的加压空气34可在进入燃烧器16之前流过空气供应42。谐振器44联接到空气供应42上，以衰减空气压力振荡。类似地，谐振器46联接到燃料供应14上，以衰减燃料压力振荡。另外，谐振器48联接到稀释剂供应40上，以衰减稀释剂压力振荡。通过衰减流体供应内的振荡，这些谐振器可减小燃烧器16内的压力振荡，从而保护涡轮***10，防止燃烧器16内以及燃烧器16的上游和下游的各个构件出现疲劳和过早的磨损的可能性。

但是，由于不同的燃烧器温度和涡轮负载条件的原因，燃烧器受激的振荡的频率可随时间而变化。为了进行补偿，谐振器可为几何形状上可如此构造，即，使得可持续地调节谐振器，以衰减不同频率的燃烧器振荡。在本实施例中，控制器50通信地联接到谐振器44、46和48中的各个上，且联接到与燃烧器16流体连通的压力传感器55上。控制器50可构造成检测燃烧器16、燃料供应14、稀释剂供应40和/或空气供应42内的压力振荡的频率。在备选实施例中，控制器50还可构造成检测燃烧器16下游的压力振荡的频率、涡轮***10内的振动、燃烧器16内的火焰温度和/或指示压力振荡的其它参数。然后控制器50可调节谐振器44、46和48，以与检测到的频率匹配。这样，可衰减流体供应振荡，从而减小燃烧器16内的压力振荡的幅度。

图2显示了涡轮***10的实施例的剖面侧视图。如所描绘的那样，实施例包括联接到环形排列的燃烧器16上的压缩机26。例如，六个燃烧器16位于示出的涡轮***10中。各个燃烧器16包括将燃料供给到位于各个燃烧器16内的燃烧区的一个或多个燃料喷嘴12。例如，各个燃烧器16可包括成环形或其它适当的布置的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个燃料喷嘴12。空气燃料混合物在燃烧器16内的燃烧将使涡轮20内的导叶或叶片随着排气朝向排气出口24行进而旋转。如下面将详细论述的那样，联接到空气供应42上的谐振器44、联接到燃料供应14上的谐振器46以及联接到稀释剂供应40上的谐振器48可减小相应的供应和燃烧器16内的压力振荡。

图3是燃烧器16的实施例的详细剖面侧视图图示。如所描绘的那样，燃烧器16包括附连到燃烧器16的基部处的端盖52上的燃料喷嘴12。燃烧器16的实施例可包括五或六个燃料喷嘴12。燃烧器16的其它实施例可使用单个大型燃料喷嘴12。燃料喷嘴12的表面和几何形状设计成在燃料向下游流到燃烧器16中时为燃料提供最优流径，从而使得能够在腔室中进行增强的燃烧，从而在涡轮发动机中产生更多动力。燃料沿方向54从燃料喷嘴12向下游排出，且在进入燃烧器壳体58内部的燃烧区56之前与空气混合。燃烧区56是燃烧器16内最适于点燃空气燃料混合物的部位。另外，一般期望在基部的下游燃烧空气燃料混合物，以减少从燃烧区56到燃料喷嘴12的传热。在示出的实施例中，燃烧区56位于燃烧器壳体58内部，在燃料喷嘴12的下游且在过渡件60的上游，该过渡件60将加压排气引向涡轮20。过渡件60包括在燃烧的排气流出燃烧器16时能够使速度增大的收缩区段，从而产生更大的力来转动涡轮20。继而，排气使轴22旋转，以驱动负载30。在实施例中，燃烧器16还包括位于壳体58内部的衬套62，以为在燃烧区56周围冷却壳体58和衬套62的冷却空气流提供空心的环形路径。

图3还呈现了设置在燃烧器16的上游的流体供应和相关联的谐振器44、46和48。来自压缩机26的加压空气在进入燃烧器16之前流过空气供应42。谐振器44联接到空气供应42上，以衰减空气供应42和燃烧器16内的振荡。燃料通过燃料供应14进入燃烧器16。如在该图中所看到的那样，谐振器46与燃料供应14流体连通，且可起衰减燃料供应14内的振荡的作用，从而减小燃烧器受激的振荡。类似地，稀释剂通过稀释剂供应40进入燃烧器16。谐振器48联接到稀释剂供应40上，以衰减稀释剂供应40和燃烧器16内的振荡。谐振器44、46和48可安装在燃烧区56的上游的各种距离处。图3中描绘的谐振器是几何形状上可变的亥姆霍兹谐振器。但是，其它实施例可采用四分之一波长和/或同心孔-空腔谐振器及其它的。此外，各个流体供应可包括调节到不同频率的多个谐振器。

图4显示了联接到燃料供应14上的谐振器46的概略图。如之前所论述的那样，燃料供应14定位在燃烧器16的上游。在该构造中，燃料沿下游方向51通过燃料供应14流到燃烧器16。燃料供应14内的压力可随时间而变化，从而在燃烧器16内引起振荡。这些振荡可通过联接到燃烧器16上的波导管53和压力传感器55测量。波导管是构造成传播和引导声能的导管。燃烧器16内的压力波动在波导管53内引起相同频率的对应的振荡。联接到波导管53上的传感器55构造成通过检测波导管53内的压力变化来测量这些振荡。这个布置可有利于精确的压力测量，而不会将压力传感器55直接暴露于热的燃烧气体。压力传感器55可包括光纤传感器、机械偏转传感器、压电传感器或微机电***(MEMS)传感器及其它的。

压力传感器55例如通过电连接或无线传输将压力度量传输到控制器50。控制器50继而分析该压力度量，且确定燃烧器16内的压力振荡的主频率。例如，控制器50可对来自压力传感器55的压力信号执行快速傅里叶变换(FFT)。这个变换将时域压力信号转化为频域。换句话说，控制器50建立燃烧器16内的声能和频率之间的关系。然后控制器50可确定压力振荡的(多个)主频率。例如，控制器50可识别发出最大声能的单个频率。然后控制器50可将谐振器46调节到这个频率，以衰减燃烧器16内的振荡。备选地，控制器50可构造成带有确立的阈值声能。发出超过这个阈值的声能的任何频率均可看作主频率。在采用多个谐振器的构造中，控制器50可将各个谐振器调节到相应的主频率。这样，就可衰减燃烧器16内的多个主频率。

控制器50还例如通过电连接或无线传输通信地联接到谐振器46上。如之前所论述的那样，谐振器46可为几何形状上可如此构造，即，使得其可调节到期望的频率。因而，控制器50可将指示期望的频率的信号传送到谐振器46，以衰减燃烧器16内的振荡。继而，谐振器46可改变其几何构造，以对应于期望的频率。在一个实施例中，控制器50将谐振器46调节到燃烧器16内的主频率。但是，如所理解的那样，控制器50可将谐振器46调节到减小燃烧器振荡的任何期望的频率。

谐振器是使加压流体在特定频率下振荡的声学腔室。谐振器的几何构造直接确定振荡的频率。如果流体压力由于外力的影响而波动，则调节到这些波动的频率的谐振器可衰减波动的幅度。一种类型的谐振器是亥姆霍兹谐振器。亥姆霍兹谐振器包括主体和相比于主体具有更小的直径的喉部。进入喉部的加压流体集中在主体中，直到主体内的压力大于外部流体压力为止。在那时刻，主体内的流体离开喉部，从而降低主体内的压力。更低的主体压力促使流体进入主体，其中，该过程重复。空气的循环运动建立亥姆霍兹谐振器的谐振频率。

在图4中描绘的实施例中，谐振器46为包括主体57和喉部59的圆柱形亥姆霍兹谐振器。体积61由谐振器主体57、基部部件63以及***谐振器主体57的敞开端中的活塞64限定。如所理解的那样，亥姆霍兹谐振器的谐振频率由谐振器的几何构造确定。具体而言，圆柱形亥姆霍兹谐振器基于以下公式来产生谐振频率：

$f=\frac{c}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{d^2}{{\mathrm{LHD}}^2}}$

其中，c是声音通过流体(例如，空气、燃料或稀释剂)的速度，d是喉部59的直径，L是喉部59的长度，H是活塞64和谐振器主体57的基部部件63之间的距离，以及D是谐振器主体57的直径。在本实施例中，喉部直径d、喉部长度L以及谐振器主体直径D是固定的。因此，可通过改变高度H来调节谐振器46的谐振频率f。可通过沿朝向基部部件63的方向68沿着轴线66使活塞64移位来降低高度H。备选地，可通过沿顺着轴线66远离基部部件63的方向70使活塞64移位来增加高度H。这样，谐振频率f就可调节到谐振器46的几何约束内的任何频率。

活塞64联接到通过活塞驱动器74的轴72上。活塞驱动器74可为能够通过轴72使活塞64移位的任何形式的线性促动器。例如，轴72可包括具有构造成与驱动器74内的小齿轮(pinion)的相应的齿互锁的齿的齿条。小齿轮可联接到例如构造成基于控制器输入来使小齿轮旋转的电动马达上。当小齿轮旋转时，活塞64可由轴72的齿条线性地驱动。在备选实施例中，可采用其它线性促动器(例如螺杆驱动式的，气动式的、液压式的、机电式的等)。

将谐振器46调节到燃烧器16的主频率可通过衰减燃料供应14内的压力振荡来减小燃烧器受激的振荡。例如，燃料供应14内的压力可基于燃料泵速度的变化、湍流和/或背压波动及其它原因而振荡。这些燃料压力振荡可在基本类似的频率下在燃烧器16内激励对应的振荡。因此，将谐振器46调节到燃烧器16的主频率可衰减燃料供应14和燃烧器16内的振荡。此外，如果燃料供应14包括多个谐振器，则可将各个谐振器调节到燃烧器16内的主频率。例如，某些实施例可采用各自调节到不同频率的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个谐振器。谐振器可在燃料供应14的特定的轴向位置周围平行布置、沿着燃料供应14的长度连续地布置、或以它们的组合布置。这样，就可同时衰减多个频率。

图5显示了空气供应谐振器44的概略图。如之前所论述的那样，空气供应42定位在燃烧器16的上游。在该构造中，空气沿方向75进入燃烧器16，然后在燃烧器壳体58和衬套62之间沿下游方向77流动。然后空气与从燃料供应14沿下游方向51流动的燃料混合。图5呈现了直接安装到燃烧器壳体58上的谐振器44的备选部位。将谐振器44联接到燃烧器壳体58上可起衰减燃烧器16内的振荡的作用，因为空气供应42内的压力振荡可在进入燃烧器区56之前向下游传播通过燃烧器壳体58。因此，将谐振器44联接到燃烧器壳体58上可在引起燃烧器受激的振荡之前衰减空气压力振荡。类似于图4中描绘的谐振器46，亥姆霍兹谐振器44包括主体76、喉部78、内部体积80、基部82以及活塞84。可通过沿朝向基部82的方向88或沿顺着轴线86远离基部82的方向90沿着轴线86使活塞84移位来改变内部体积80。通过轴92和活塞驱动器94使活塞84移位。这样，就可调节谐振器44，以衰减空气供应42和燃烧器16内的振荡。

如图5中所描绘的那样，燃烧器16包括波导管53和压力传感器55。压力传感器55通信地联接到控制器50上。控制器50继而通信地联接到活塞驱动器94上。在这个构造中，控制器50可确定燃烧器16内的主频率，且命令活塞驱动器94将谐振器44调节到适当的频率，以衰减燃烧器16内的振荡。

与将谐振器44联接到空气供应42上相比，将谐振器44安装到燃烧器壳体58上可提供燃烧器16内的振荡的增强的衰减。此外，如图5中所示，谐振器44安装在稀释剂入口96附近。这个构造可进一步增强燃烧器压力振荡的衰减。

虽然在图5中描绘的实施例中呈现了仅一个谐振器44，但是其它实施例可采用多个谐振器来衰减空气供应42和燃烧器16内的多个频率。例如，某些实施例可采用各自调节到不同频率的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个谐振器。此外，这些谐振器可安装到空气供应42和/或燃烧器壳体58上。例如，谐振器可布置在燃烧器壳体58和/或空气供应42的周缘周围，以及/或者沿着燃烧器壳体58和/或空气供应42的纵向轴线布置。

图6显示了稀释剂谐振器48的概略图。如之前所论述的那样，稀释剂供应40定位在燃烧器16的上游。在这个构造中，稀释剂沿下游方向97通过稀释剂供应40流到燃烧器16。如所示出的那样，然后稀释剂在进入燃烧区56之前与沿下游方向77流动的空气混合。在备选实施例中，稀释剂可沿下游方向直接流到燃料喷嘴12中。类似于图4中描绘的谐振器46，亥姆霍兹谐振器48包括主体98、喉部100、内部体积102、基部104以及活塞106。可通过沿朝向基部104的方向110或沿顺着轴线108远离基部104的方向112沿着轴线108使活塞106移位来改变内部体积102。可通过轴114和活塞驱动器116使活塞106移位。这样，就可调节谐振器48，以衰减稀释剂供应40和燃烧器16内的振荡。

如图6中所描绘的那样，燃烧器16包括波导管53和压力传感器55。压力传感器55通信地联接到控制器50上。控制器50继而通信地联接到活塞驱动器116上。在这个构造中，控制器50可确定燃烧器16内的主频率，且命令活塞驱动器116将谐振器48调节到适当频率，以衰减燃烧器16内的振荡。

虽然在图6中描绘的实施例中呈现了仅一个谐振器48，但是其它实施例可采用多个谐振器48来衰减稀释剂供应40和燃烧器16内的多个频率。此外，虽然在图4-6的实施例中描绘了圆柱形亥姆霍兹谐振器，但是在备选实施例中可采用其它截面(例如，多边形、椭圆形等)。另外，其它的实施例可采用图4-6中描绘的谐振器的组合。例如，某些实施例可包括联接到燃料供应14上的谐振器46、联接到燃烧器壳体58上的谐振器44以及联接到稀释剂供应40上的谐振器48。这些谐振器中的各个可通信地联接到控制器50上。此外，控制器50可基于对燃烧器振荡的分析将各个谐振器调节到相同的频率或不同的频率。例如，控制器50可确定第一燃烧器振荡频率由稀释剂供应40激励，而第二燃烧器振荡频率由空气供应42激励。然后控制器50可将稀释剂供应谐振器48调节到第一频率，且将空气供应谐振器44调节到第二频率。这样，就可衰减两个燃烧器振荡频率。

图7呈现了稀释剂谐振器48的备选实施例。在这个实施例中，谐振器48包括多个四分之一波长谐振器118、124和134。四分之一波长谐振器118包括在端帽120中终止的、高度A的管道。谐振器118还包括可打开以将谐振器118联接到稀释剂供应40上的隔离阀122。当隔离阀122关闭时，谐振器118与稀释剂供应40隔离，从而有效地使谐振器118与稀释剂供应40断开联接。

顾名思义，四分之一波长谐振器调节到声振荡波长的四分之一。因此，四分之一波长谐振器118的谐振频率如下：

$f=\frac{c}{4A}$

其中，c是声音在流体(例如，空气、燃料或稀释剂)中的速度，而A是谐振器118的高度。因此，谐振器118可衰减对应于为高度A四倍的波长的频率。

类似地，在端帽126中终止的谐振器124可衰减对应于为高度B四倍的波长的频率。谐振器124包括隔离阀128，以有利于使谐振器124与稀释剂供应40断开联接。在某些操作条件下，燃烧器压力振荡可包括多个主频率。例如，燃烧器16可经历在对应于为高度A四倍的波长和为高度B四倍的波长的频率下的压力振荡。在这种情况下，隔离阀122和128两者可打开，从而使得谐振器118和124可衰减在两个频率下的振荡。在其它操作条件中，燃烧器16可仅经历对应于为高度A四倍的波长的振荡。在这种情况下，隔离阀128可关闭，以使谐振器124与稀释剂供应40断开联接。当燃烧器16中不存在对应于为高度B四倍的波长的压力振荡时，使隔离阀128打开可对稀释剂流产生有害的影响。

如之前所论述的那样，四分之一波长谐振器的谐振频率与管道长度有关。因此，可通过增大或减小其长度来调节四分之一波长谐振器。改变谐振器长度的一种方法是通过一系列的阀。例如，谐振器124包括下部阀130和上部阀132。阀130位于稀释剂供应40上方的高度F处，而阀132在高度E处。这些阀可打开和关闭，以调节谐振器124的有效长度。如果阀130关闭而阀128打开，则谐振器124可衰减对应于为高度F四倍的波长的振荡。如果阀128和130打开而阀132关闭，则谐振器124可衰减对应于为高度E四倍的波长的振荡。如果所有三个阀128、130和132均打开，则谐振器124可衰减对应于为高度B四倍的波长的振荡。

稀释剂供应40还包括具有端帽136的第三谐振器134。类似于谐振器124，谐振器134包括隔离阀138和两个长度调节阀140和142。如之前所论述的那样，如果隔离阀138关闭，则谐振器134可与稀释剂供应40隔离，从而使谐振器134的作用无效。但是，如果隔离阀138和长度调节阀140和142打开，则谐振器134可衰减对应于为谐振器134的高度C四倍的波长的频率。谐振器134的有效高度与阀140和42的状态有关。具体而言，如果阀140和142打开，则谐振器134可衰减对应于为高度C(在稀释剂供应40和端帽136之间的距离)四倍的振荡。如果阀138和140打开而阀142关闭，则谐振器134的有效高度降低到高度G。如果阀140关闭而阀138打开，则谐振器134的有效高度进一步降低到高度I。这样，就可基于燃烧器16内检测到的主频率来将谐振器134调节到期望的频率。

虽然在图7中描绘的实施例中采用了三个四分之一波长谐振器，但是其它实施例可包括更多或更少的谐振器(例如，1、2、4、5、6、7、8、9、10个或更多个)。例如，某些涡轮***构造可在燃烧器16内产生四个主频率。在这种***中，四个谐振器可联接到稀释剂供应40上，以衰减在这些四个频率中的各个下的振荡。其它涡轮***构造可采用两个谐振器来衰减两个主频率。此外，因为可通过关闭隔离阀来使单独的谐振器断开联接，所以产生两个主频率的涡轮***可包括联接到稀释剂供应40上的不止两个谐振器。在这种构造中，可通过打开之前断开联接的谐振器的隔离阀来衰减另外的频率。

其它实施例可包括在各个谐振器内的不同数量的阀。例如，在某些实施例中，谐振器可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个阀。此外，各个阀之间的间距和高度可不同。具体而言，阀之间更紧的间距有利于对谐振器的有效长度进行更好的控制。另外，阀的操作可由控制器50控制。例如，控制器50可确定主频率的数量，且打开对应数量的隔离阀。类似地，控制器50可通过打开和关闭长度调节阀来将各个谐振器的谐振频率调节成对应于在燃烧器16内检测到的各个主频率。虽然对稀释剂供应40布置了图7中显示的四分之一波长谐振器，但是可针对空气供应谐振器44和/或燃料供应谐振器46采用类似的构造。

图8示出了用于改变四分之一波长谐振器48的高度的备选构造。不是采用一系列的阀，而是可持续地改变谐振器高度。在这个实施例中，谐振器48包括联接到稀释剂供应40上的基部部件144，以及设置在基部部件144的敞开端周围的可调端帽146。基部部件144和端帽146的截面可为环形或多边形及其它构造。基部部件144的外径可基本类似于端帽146的内径，以建立密封。该密封可基本阻挡流体通过基部部件144和端帽146之间，同时使得端帽146能够相对于基部部件144移位。

可通过沿着轴线148使端帽146移位来调节谐振器48的高度J。具体而言，如果端帽146沿着轴线148沿方向150移位，则高度J减小。如果端帽146沿着轴线148沿方向152移位，则高度J增大。端帽146可联接到线性促动器154上，该线性促动器154构造成沿着轴线148沿方向150和152两者使端帽146移位。线性促动器154可为任何适当的类型，例如气动式的，液压式的、或机电式的及其它的。在这个构造中，可调节谐振器48的高度J，以衰减稀释剂压力振荡频率，从而减小燃烧器受激的振荡。

线性促动器154可通信地联接到控制器50上，且持续地调节到衰减燃烧器振荡的频率。另外，这个构造的多个谐振器可联接到稀释剂供应40上，以衰减多个频率。此外，在某些实施例中，持续可变的四分之一波长谐振器可与阀可调的四分之一波长谐振器和/或非可调的四分之一波长谐振器结合，以衰减多个频率的振荡。此外，可采用持续可变的四分之一波长谐振器来衰减空气供应42和/或燃料供应14内的振荡。

可在备选实施例中采用其它声谐振器构造(例如，同心孔-空腔谐振器)。此外，可在整个涡轮***中和/或流体供应之中采用不同谐振器类型的组合。例如，在某些实施例中，空气供应42可采用亥姆霍兹谐振器，而燃料供应14和稀释剂供应40可采用四分之一波长谐振器。在其它实施例中，空气供应42可采用亥姆霍兹谐振器和四分之一波长谐振器来衰减多个频率。此外，在不同的流体供应之间谐振器的数量可不同。例如，空气供应42可包括单个谐振器，燃料供应14可包括三个谐振器，而稀释剂供应40可不包括任何谐振器。

本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或***，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等同结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。

Claims (8)

1.一种涡轮发动机***，该***包括：

涡轮发动机，该涡轮发动机包括：

压缩机；

涡轮；

设置在所述压缩机的下游且在所述涡轮的上游的燃烧器；

构造成将一个或多个流体喷射到所述燃烧器中的流体喷射***；

联接到所述流体喷射***的燃料路径上的第一可变几何形状谐振器；以及

控制器，其构造成响应于来自压力传感器的压力反馈来调节所述可变几何形状谐振器从而获得第一期望的几何形状配置，以衰减在所述燃料路径和所述燃烧器中的压力振荡。

2.根据权利要求1所述的涡轮发动机***，其特征在于，所述第一可变几何形状谐振器包括亥姆霍兹谐振器。

3.根据权利要求1所述的涡轮发动机***，其特征在于，所述第一可变几何形状谐振器包括四分之一波长谐振器。

4.根据权利要求1所述的涡轮发动机***，其特征在于，所述压力传感器连接到所述燃烧器。

5.根据权利要求1所述的涡轮发动机***，其特征在于，所述第一可变几何形状谐振器包括调节到不同频率的多个可变几何形状谐振器。

6.根据权利要求1所述的涡轮发动机***，其特征在于，所述***进一步包括第二可变几何形状谐振器，其直接流体联接到所述流体喷射***的稀释剂路径上，其中所述控制器构造成响应于所述压力反馈来调节所述第二可变几何形状谐振器以得到第二期望的几何形状配置，从而衰减在所述稀释剂路径和在所述燃烧器中的压力振荡。

7.根据权利要求1所述的涡轮发动机***，其特征在于，所述***进一步包括第三可变几何形状谐振器，其流体联接到所述流体喷射***的空气路径上，其中所述控制器构造成响应于所述压力反馈来调节所述第三可变几何形状谐振器以得到第三期望的几何形状配置，从而衰减在所述空气路径和所述燃烧器中的压力振荡。

8.一种涡轮发动机***，包括：

构造成流体联接到涡轮发动机的燃烧器的上游的燃料路径上的可变几何形状谐振器，其中，所述可变几何形状谐振器构造成响应于来自流体连接到所述燃烧器的压力传感器的压力反馈来获得期望的几何形状配置，以衰减所述燃料路径和所述燃烧器中的压力振荡。