CN108626747B - 燃烧器声阻尼结构 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件。燃烧器组件包括邻近于扩散器腔的环形隔板；在隔板下游并且邻近于燃烧室的偏转器；联接于偏转器的上游侧的隔板支承件；联接于隔板支承件的第一壁外罩；以及联接于第一壁外罩的第二壁外罩。偏转器和隔板支承件一起限定穿过其至燃烧室的隔板导管。第一壁外罩限定第一腔和热侧孔口。热侧孔口邻近于隔板导管并且与该隔板导管流体连通。第二壁外罩限定邻近于扩散器腔的第二腔和第二开口。

Description

燃烧器声阻尼结构
技术领域
本主题大体上涉及燃气涡轮发动机燃烧组件。更具体而言，本主题涉及用于燃气涡轮发动机燃烧组件的声阻尼结构。
背景技术
压力振荡大体上出现在燃气涡轮发动机的燃烧区段中，由燃烧室内的燃料和空气混合物的点燃而产生。虽然名义上压力振荡为燃烧的副产物，但是压力振荡的增加的幅度可由大体上在稀燃条件下操作燃烧区段而产生，达到减少燃烧排放物的程度。增加的压力振荡可损坏燃烧区段，且/或加速燃气涡轮发动机中的燃烧区段的结构退化，由此导致发动机故障或增加的发动机维护成本。由于燃气涡轮发动机越来越多地受到减排的挑战，因此需要衰减燃烧气体压力振荡的***，以实现燃气涡轮发动机排放物的减少，同时维持或改进燃烧区段的结构寿命。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者从描述中可为明显的，或者可通过本发明的实践来学习。
本公开内容针对一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件。燃烧器组件包括邻近于扩散器腔的环形隔板；在隔板下游并且邻近于燃烧室的偏转器；联接于偏转器的上游侧的隔板支承件；联接于隔板支承件的第一壁外罩；以及联接于第一壁外罩的第二壁外罩。偏转器和隔板支承件一起限定穿过其至燃烧室的隔板导管。第一壁外罩限定第一腔和热侧孔口。热侧孔口邻近于隔板导管并且与该隔板导管流体连通。第二壁外罩限定邻近于扩散器腔的第二腔和第二开口。
在一种实施例中，隔板支承件包括朝向偏转器延伸的腔壁。腔壁限定腔壁、隔板支承件以及偏转器之间的隔板导管。
在各种实施例中，第一壁外罩还限定冷侧孔口，该冷侧孔口邻近于扩散器腔并且与该扩散器腔流体连通。在一种实施例中，第一壁外罩还限定从第一腔延伸到扩散器腔中的第一冷侧壁管。
在另一实施例中，第二壁外罩还限定从第二腔延伸到扩散器腔中的第二冷侧壁管。
在又另一实施例中，隔板导管限定延伸穿过偏转器和隔板支承件的大致圆柱形孔。
在各种实施例中，燃烧器组件还包括安装部件，其将第一壁外罩和第二壁外罩联接于燃烧器的隔板。在一种实施例中，安装部件限定机械紧固件。
在一种实施例中，第一壁外罩限定第一腔和隔板导管的体积，和第一冷侧壁管的长度对冷侧孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
在另一实施例中，第二壁外罩限定第二腔的体积，和第二冷侧壁管的长度对第二孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
本公开内容还针对一种包括燃烧器组件的燃气涡轮发动机，该燃烧器组件包括邻近于扩散器腔并且在环形穹顶组件上游的环形隔板，该环形穹顶组件邻近于燃烧室。燃烧器组件还包括声阻尼器。阻尼器包括第一壁外罩和第二壁外罩。第一壁外罩限定邻近于燃烧室的第一腔和热侧孔口，并且第二壁外罩限定邻近于扩散器腔的第二腔和第二开口。阻尼器设置在燃烧器组件的隔板和穹顶组件之间。
在一种实施例中，阻尼器的第一壁外罩还包括从第一腔延伸穿过穹顶组件的第一壁管。第一壁管限定第一开口，其邻近于燃烧室并且与第一腔流体连通。
在另一实施例中，穹顶组件限定第一壁管与偏转器之间的间隙，空气的一部分通过该间隙从扩散器腔流动至燃烧室。
在又另一实施例中，阻尼器的第二壁外罩还包括延伸到第二腔和/或扩散器腔中的第二冷侧壁管。
在一种实施例中，阻尼器还包括安装部件，其延伸穿过隔板并且联接于该隔板，并且还联接于第一壁外罩和第二壁外罩。
在另一实施例中，阻尼器沿着径向方向设置在旋流器与隔板之间。
在又另一实施例中，阻尼器的第一壁外罩限定第一腔的体积，和第一冷侧壁管的长度对冷侧孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
在再另一实施例中，阻尼器的第二壁外罩限定第二腔的体积，和第二冷侧壁管的长度对第二孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
在各种实施例中，阻尼器的第一壁外罩还限定邻近于扩散器腔并且与该扩散器腔流体连通的冷侧孔口。在一种实施例中，阻尼器的第一壁外罩还包括从第一壁外罩延伸至扩散器腔的第一冷侧壁管。冷侧孔口限定在邻近于扩散器腔的第一冷侧壁管处。
本发明的这些及其它的特征、方面和优点参照以下描述和所附权利要求将变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。
实施方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件，所述燃烧器组件包括：
环形隔板，其邻近于扩散器腔；
偏转器，其在所述隔板下游并且邻近于燃烧室；
隔板支承件，其联接于所述偏转器的上游侧，其中所述偏转器和所述隔板支承件一起限定穿过其至所述燃烧室的隔板导管；
第一壁外罩，其联接于所述隔板支承件，其中所述第一壁外罩限定第一腔和热侧孔口，其中所述热侧孔口邻近于所述隔板导管并且与所述隔板导管流体连通；以及
第二壁外罩，其联接于所述第一壁外罩，并且限定邻近于扩散器腔的第二腔和第二开口。
实施方案2. 根据实施方案1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述隔板支承件包括朝向所述偏转器延伸的腔壁，并且其中所述腔壁限定所述腔壁、所述隔板支承件以及所述偏转器之间的所述隔板导管。
实施方案3. 根据实施方案1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第一壁外罩还限定冷侧孔口，所述冷侧孔口邻近于所述扩散器腔并且与所述扩散器腔流体连通。
实施方案4. 根据实施方案3所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第一壁外罩还限定从所述第一腔延伸到所述扩散器腔中的第一冷侧壁管。
实施方案5. 根据实施方案1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第二壁外罩还限定从所述第二腔延伸到所述扩散器腔中的第二冷侧壁管。
实施方案6. 根据实施方案1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述隔板导管限定延伸穿过所述偏转器和所述隔板支承件的大致圆柱形孔。
实施方案7. 根据实施方案1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述燃烧器组件还包括：
安装部件，其将所述第一壁外罩和所述第二壁外罩联接于所述燃烧器的所述隔板。
实施方案8. 根据实施方案7所述的燃烧器组件，其特征在于，所述安装部件限定机械紧固件。
实施方案9. 根据实施方案4所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第一壁外罩限定所述第一腔和所述隔板导管的体积，和所述第一冷侧壁管的长度对所述冷侧孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
实施方案10. 根据实施方案5所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第二壁外罩限定所述第二腔的体积，和所述第二冷侧壁管的长度对所述第二孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
实施方案11. 一种燃气涡轮发动机，所述发动机包括：
燃烧器组件，其包括邻近于扩散器腔并且在环形穹顶组件下游的环形隔板，所述环形穹顶组件邻近于燃烧室，并且所述燃烧器组件还包括阻尼器，其中所述阻尼器包括第一壁外罩和第二壁外罩，其中所述第一壁外罩限定邻近于所述燃烧室的第一腔和热侧孔口，并且其中所述第二壁外罩限定邻近于所述扩散器腔的第二腔和第二开口，并且其中所述阻尼器设置在所述燃烧器组件的所述隔板和所述穹顶组件之间。
实施方案12. 根据实施方案11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第一壁外罩还包括从所述第一腔延伸穿过所述穹顶组件的第一壁管，并且其中所述第一壁管限定第一开口，所述第一开口邻近于所述燃烧室并且与所述第一腔流体连通。
实施方案13. 根据实施方案12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述穹顶组件限定所述第一壁管与所述偏转器之间的间隙，空气的一部分通过所述间隙从所述扩散器腔流动至所述燃烧室。
实施方案14. 根据实施方案11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第二壁外罩还包括延伸到所述第二腔和/或所述扩散器腔中的第二冷侧壁管。
实施方案15. 根据实施方案11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器还包括延伸穿过所述隔板并且联接于所述隔板的安装部件，并且其中所述安装部件联接于所述第一壁外罩和所述第二壁外罩。
实施方案16. 根据实施方案11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器沿着所述径向方向设置在旋流器与所述隔板之间。
实施方案17. 根据实施方案13所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第一壁外罩限定所述第一腔的体积，和第一冷侧壁管的长度对所述冷侧孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
实施方案18. 根据实施方案14所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第二壁外罩限定所述第二腔的体积，和所述第二冷侧壁管的长度对所述第二孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
实施方案19. 根据实施方案11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第一壁外罩还限定邻近于所述扩散器腔并且与所述扩散器腔流体连通的冷侧孔口。
实施方案20. 根据实施方案19所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第一壁外罩还包括从所述第一壁外罩延伸至所述扩散器腔的第一冷侧壁管，并且其中所述冷侧孔口限定在邻近于所述扩散器腔的所述第一冷侧壁管处。
附图说明
针对本领域技术人员的包括其最佳模式的本发明的完整且能够实现的公开内容在参照附图的说明书中阐述，在其中：
图1为并入燃料喷射器和燃料喷嘴组件的示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面视图；
图2为图1中示出的示例性发动机的燃烧器组件的示例性实施例的轴向截面视图；
图3为燃烧器组件的示例性实施例的部分的详细视图；以及
图4为燃烧器组件的另一示例性实施例的部分的详细视图。
参考符号在本说明书和附图中的重复使用旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
部件列表
10 发动机
12 轴向中心线
14 风扇组件
18 外壳
20 环形入口
21 压缩机区段
22 第一压缩机
24 第二压缩机
26 燃烧区段
34 第二轴
35 第三轴
36 LP轴
42 风扇叶片
44 机舱
46 出口导向导叶
48 旁通气流通路
50 燃烧器组件
51 间隙
52 内衬套
54 外衬套
56 隔板
57 穹顶组件
59 偏转器
61 隔板支承件
62 燃烧室
63 隔板导管
67 腔壁
70 核芯流路径
74 空气(第1级)
78 空气(第11级)
80 空气(第2级)
82 空气(第3级)
84 扩散器腔
86 燃烧气体
100 阻尼器
110 第一壁外罩
111 第一腔
112 热侧孔口
113 冷侧孔口
114 冷侧壁管
120 第二壁外罩
121 第二腔
122 第二孔口
124 冷侧壁管
130 第一壁管
131 第一开口
150 安装部件。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个实例在附图中示出。各个实例经由阐释本发明提供，而非限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一种实施例的部分的特征可用于另一种实施例以产生又一种实施例。因此，意图是，本发明覆盖归入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。
如本文中使用的，用语“第一”、“第二”和“第三”可以可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表示独立构件的位置或重要性。
用语“上游”和“下游”是指相对于流体通道中的流体流的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，而“下游”是指流体流至的方向。
大体上提供了用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件的声阻尼器，其可衰减燃烧气体压力振荡，同时维持或改进燃烧器组件、燃烧区段以及发动机的结构寿命。燃烧器组件可限定罐环形或环形燃烧器组件。燃烧器组件包括邻近于扩散器腔的环形隔板、在隔板下游并且邻近于燃烧室的偏转器、联接于偏转器的下游侧的隔板支承件、以及设置在隔板支承件与隔板之间的阻尼器。阻尼器包括联接于隔板支承件的第一壁外罩，以及联接于第一壁外罩并且限定邻近于扩散器腔的第二腔和第二开口的第二壁外罩。第一壁外罩限定与燃烧室流体连通的第一腔和热侧孔口。
包括阻尼器的燃烧器组件可衰减以高压波动为特征的压力振荡，该高压波动在燃烧区段的热侧(例如，燃烧室)和冷侧(例如，扩散器腔)中维持。阻尼器可通过实现第一壁外罩与燃烧室(例如，燃烧器组件内的燃烧气体压力)的流体连通，同时还实现第二壁外罩与扩散器腔(例如，燃烧器组件内的压缩机出口压力)的流体连通来减轻此类压力振荡。阻尼扩散器腔和燃烧室压力出口两者可在宽范围的低频和高频之上衰减压力振荡。此外，阻尼器可遍及燃烧器组件的环形物(annulus)或在其中的选定的环形地点处联接，以抑制在环形和罐环形燃烧器组件中预期的期望的声模态形状(acoustic modal shape)。
现在参照附图，图1为如可并入本公开内容的各种实施例的、在本文中被称为“发动机10”的示例性高旁通涡扇发动机10的示意性局部截面侧视图。尽管下面参照涡扇发动机进一步描述，但是本公开内容大体上还可适用于涡轮机械，包括涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机以及涡轮轴燃气涡轮发动机，包括船用和工业涡轮发动机以及辅助动力单元。如图1中示出的，发动机10具有用于参考目的的延伸穿过其中的纵向或轴向中心线轴线12。发动机10限定了纵向方向L以及沿着纵向方向L的上游端部99和下游端部98。上游端部99大体上对应于沿着纵向方向L的发动机10的端部，空气从该端部进入发动机10，并且下游端部98大体上对应于空气在其处离开发动机10的端部，该端部大体上与沿着纵向方向L的上游端部99相对。大体上，发动机10可包括风扇组件14和设置在风扇组件14下游的核心发动机16。
核心发动机16可大体上包括限定环形入口20的大致管状的外壳18。外壳18包围或至少部分地形成成串流关系的压缩机区段(其具有增压器或低压(LP)压缩机22、高压(HP)压缩机24)、燃烧区段26、涡轮区段(其包括高压(HP)涡轮28、低压(LP)涡轮30)、以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)转子轴34将HP涡轮28传动地连接于HP压缩机24。低压(LP)转子轴36将LP涡轮30传动地连接于LP压缩机22。LP转子轴36还可连接于风扇组件14的风扇轴38。在特定的实施例中，如图1中示出的，LP转子轴36可经由如呈间接驱动或齿轮驱动构造的减速齿轮40来连接于风扇轴38。在其它的实施例中，发动机10还可包括中压压缩机和涡轮，它们能够与中压轴一起旋转，该中压轴完全地限定三转轴燃气涡轮发动机。
如图1中示出的，风扇组件14包括多个风扇叶片42，多个风扇叶片42联接于风扇轴38并且从风扇轴38沿径向向外延伸。环形风扇壳或机舱44沿周向包绕风扇组件14和/或核心发动机16的至少一部分。在一种实施例中，机舱44可由多个沿周向间隔的出口导向导叶或支柱46相对于核心发动机16被支承。此外，机舱44的至少一部分可在核心发动机16的外部部分之上延伸，以便在其间限定旁通气流通路48。
图2为如图1中示出的核心发动机16的示例性燃烧区段26的截面侧视图。如图2中示出的，燃烧区段26可大体上包括环形类型燃烧器50，其具有环形内衬套52、环形外衬套54以及分别在内衬套52和外衬套54的上游端部58,60之间沿径向延伸的隔板56。在燃烧区段26的其它实施例中，燃烧组件50可为罐环形类型。燃烧器50还包括穹顶组件57、其在隔板56下游的内衬套52和外衬套54之间沿径向延伸。如图2中示出的，内衬套52相对于发动机中心线12(图1)与外衬套54沿径向间隔，并且在其间限定大致环形的燃烧室62。在特定的实施例中，内衬套52、外衬套54和/或穹顶组件57可由金属合金或陶瓷基复合(CMC)材料至少部分地或完全地形成。
如图2中示出的，内衬套52和外衬套54可包围在外壳64内。外部流通路66可围绕内衬套52和/或外衬套54限定。内衬套52和外衬套54可从隔板56朝向涡轮喷嘴或入口68延伸至HP涡轮28(图1)，因此至少部分地限定燃烧器组件50与HP涡轮28之间的热气体路径。燃料喷嘴70可至少部分地延伸穿过隔板56和旋流器65(在图3-4中示出)，并且将燃料空气混合物72提供至燃烧室62。
燃烧器组件50还包括设置在隔板56、旋流器65以及穹顶组件57之间的声阻尼器100。阻尼器100包括联接于穹顶组件57的第一壁外罩110和联接于第一壁外罩110的第二壁外罩120。第一壁外罩110限定第一腔111和热侧孔口112，其设置成朝向燃烧室62或与燃烧室62流体连通。第一壁外罩110还包括第一壁管114，其延伸到扩散器腔84中并且限定冷侧孔口113。第二壁外罩120限定第二腔121和第二孔口122，其设置成朝向头部端部部分或扩散器腔84或者与头部端部部分或扩散器腔84流体连通。第二壁外罩120还包括第二冷侧壁管124，其延伸到扩散器腔84和/或第二腔121中并且限定第二孔口122。
在发动机10的操作期间，如图1和2中共同示出的，一定体积的空气(如由箭头74示意性地指示的)进入发动机10穿过机舱44和/或风扇组件14的关联入口76。在空气74横跨风扇叶片42经过时，空气的一部分(如由箭头78示意性地指示的)指引或发送到旁通气流通路48中，同时空气的另一部分(如由箭头80示意性地指示的)指引或发送到LP压缩机22中。在空气80朝向燃烧区段26流动穿过LP压缩机22和HP压缩机24时，空气80渐进地压缩。如图2中示出的，现在压缩的空气(如由箭头82示意性地指示的)流动到燃烧区段26的扩散器腔84中。
压缩空气82使扩散器腔84加压。压缩空气82的第一部分(如由箭头82(a)示意性地指示的)从扩散器腔84流动到燃烧室62中，其中压缩空气82的第一部分与燃料72混合并且焚烧，因此在燃烧器50内生成燃烧气体(如由箭头86示意性地指示的)。典型地，LP压缩机22和HP压缩机24将更多的压缩空气提供至对于燃烧所需的扩散器腔84。因此，压缩空气82的第二部分(如由箭头82(b)示意性地指示的)可用于燃烧以外的各种目的。例如，如图2中示出的，压缩空气82(b)可发送到外部流通路66中，以向内衬套52和外衬套54提供冷却。此外或作为备选，压缩空气82(b)的至少一部分可从扩散器腔84发送出。例如，压缩空气82(b)的一部分可指引穿过各种流通路，以将冷却空气提供至HP涡轮28、LP涡轮30中的至少一个，并且穿过内衬套52,54中的冷却孔。
共同参照回图1和图2，在燃烧室62中生成的燃烧气体86从燃烧器组件50流动到HP涡轮28中，因此使HP转子轴34旋转，由此支持HP压缩机24的操作。如图1中示出的，燃烧气体86然后发送穿过LP涡轮30，因此使LP转子轴36旋转，由此支持LP压缩机22的操作和/或风扇轴38的旋转。燃烧气体86然后排出穿过核心发动机16的喷气排气喷嘴区段32，以提供推进推力。
在燃料空气混合物焚烧时，压力振荡发生在燃烧室62内。这些压力振荡可至少部分地由火焰的非稳态热释放动态、燃烧器50的整体声响以及燃烧器50内的瞬态流体动态之间的耦合而驱动。压力振荡大体上导致燃烧器50内的非合乎需要的高振幅、自维持压力振荡。这些压力振荡可导致强烈的、频繁的单频或多频支配的声波，其可在大体上闭合的燃烧区段26内传播。
至少部分地取决于燃烧器50的操作模式，这些压力振荡可以以多个低频或高频生成声波。这些声波可在燃烧室62下游朝向高压涡轮28传播，且/或在燃烧室62上游朝向扩散器腔84和/或HP压缩机24的出口传播返回。具体而言，如先前提供的，低频声波(例如在发动机启动期间和/或在低功率至空转操作状态期间出现的那些)和/或较高频率的波(其可在其它操作条件下出现)可降低涡扇发动机的可操作性裕度，且/或可增加外部燃烧噪音、振动或谐波。
阻尼器100的第一壁外罩110可衰减这些声波的产生和/或传播，并且由此实现在减少的排放物下的稳定燃烧、减轻贫油熄火(LBO)，促进空中再点火(altitude relight)、并且保持燃烧区段26和发动机10的结构寿命。
现在参照图3，大体上更详细地提供燃烧器50和阻尼器100的一种示例性实施例。在示出的实施例中，穹顶组件57包括偏转器59和隔板支承件61。偏转器59处于隔板56下游并且邻近于燃烧室62。偏转器59大体上为连续或分段的壁，其至少部分地沿着径向方向R延伸。隔板支承件61联接于偏转器59的上游侧。偏转器59和隔板支承件61一起限定穿过其延伸至燃烧室62的隔板导管63。第一壁外罩110的热侧孔口112邻近于隔板导管63并且与隔板导管63流体连通。就此而言，第一腔111经由热侧孔口112和隔板导管63与燃烧室62流体连通。在各种实施例中，隔板导管63限定延伸穿过偏转器59和隔板支承件61的大致圆柱形孔。
在如图3中示出的一种实施例中，隔板支承件61包括腔壁67，其朝向偏转器59延伸并且与偏转器59接触或者形成最小间隙。腔壁67限定了腔壁67、隔板支承件61以及偏转器59之间的隔板导管63。一起限定在腔壁67、隔板支承件61以及偏转器59之间的第一腔111和隔板导管63的体积可构造成衰减来自燃烧的压力振荡。更具体而言，在各种实施例中，第一腔111的体积大小确定成衰减压力振荡的范围。
在各种实施例中，第一壁外罩110邻近于扩散器腔84或在其近侧限定冷侧孔口113。冷侧孔口113设置成在燃烧器50的旋流器65、隔板56以及穹顶组件57之间与扩散器腔84的部分流体连通。第一壁外罩110限定第一冷侧壁管114，其从第一壁外罩110的第一腔111延伸到扩散器腔84中或者延伸到第一腔111中。
仍然参照图3，第二壁外罩120还可限定第二冷侧壁管124，其从第二壁外罩120的第二腔121延伸到扩散器腔84中。第二孔口122可限定在第二冷侧壁管124的端部处，并且在旋流器65、隔板56以及穹顶组件57之间邻近于扩散器腔84的部分或在其近侧。
冷侧壁管114和第二冷侧壁管124均可大小确定成至少部分地基于分别与针对第一腔111和第二腔121的目标频率(或其范围)有关的长度对直径(L/D)。例如，冷侧壁管114限定从第一壁外罩110朝向扩散器腔84的长度。冷侧孔口113限定冷侧壁管114的直径。冷侧孔口113的直径和冷侧壁管114的长度均至少部分地由衰减的压力振荡的目标频率(或其范围)或第一壁外罩110内的第一腔111的体积来限定。
作为另一实例，第二冷侧壁管124限定从第二壁外罩120朝向扩散器腔84的长度。第二孔口122限定第二冷侧壁管124的直径。第二孔口122的直径相对于第二冷侧壁管124的长度均至少部分地由衰减的压力振荡的目标频率(或其范围)或第二壁外罩120内的第二腔121的体积来限定。
在各种实施例中，第一壁外罩110和第二壁外罩120的压力振荡的目标频率(或其范围)均可由以下等式来限定：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中f为待衰减的压力振荡的频率(或其范围)；c为声音在流体(即，空气或燃烧气体)中的速度；A为分别从热侧孔口112或第二孔口122的直径计算的隔板导管63或第二冷侧壁管124的开口的截面面积；V为由第一壁外罩110限定的第一腔111或由第二壁外罩120限定的第二腔121的体积；并且L'为隔板导管63或第二冷侧壁管124的有效长度。在各种实施例中，有效长度为隔板导管63或第二冷侧壁管124的长度加上本领域中通常理解的校正因子，该校正因子相应地乘以隔板导管63或第二冷侧壁管124的面积的直径。应当认识到的是，本文中的描述将第一腔111、第一壁外罩110、隔板导管63以及第一冷侧孔口113联系在一起，以限定压力振荡的目标频率(或其范围)的大小。应当进一步认识到的是，本文中的描述将第二腔121、第二壁外罩120、第二冷侧壁管124以及第二孔口122联系在一起，以限定压力振荡的目标频率(或其范围)的大小。
在各种实施例中，第二壁外罩120限定针对一定范围的压力振荡的第二腔121的体积。在又各种实施例中，第一壁外罩110和第二壁外罩120均可限定体积，其构造成衰减在各种发动机10和燃烧器50操作条件下诱发的低频和高频下的压力振荡。
仍然参照图2，阻尼器100还可包括将第一壁外罩110和第二壁外罩120联接于隔板56的安装部件150。在各种实施例中，安装部件150可限定机械紧固件，例如但不限于，螺栓和螺母、螺钉、拉杆、铆钉、销等。在又各种实施例中，安装部件150还可包括紧固方法，例如但不限于焊接、软钎焊或硬钎焊或它们的组合，或者与机械紧固件结合。
现在参照图4，大体上提供包括阻尼器100的燃烧器50的另一示例性实施例。关于图4示出和描述的实施例可构造(大致上类似于关于图1-2描述的)。然而，在图4中，阻尼器100还包括从第一壁外罩110的第一腔111延伸穿过穹顶组件57的第一壁管130。第一壁管130可延伸穿过隔板导管63，其通过隔板支承件61和偏转器59限定。第一壁管130还可限定第一开口131，其邻近于燃烧室62并且与第一壁外罩110的第一腔111流体连通。第一壁外罩110可邻近于第一腔111处限定的第一壁管130的部分或在其近侧限定热侧孔口112。因此，第一壁管130提供从燃烧室62至第一壁外罩110的第一腔111的流体连通，并且可实现低频和高频下的压力振荡的衰减。
燃烧器50可限定第一壁管130与穹顶组件57之间的间隙51，来自扩散器腔84的一部分空气可通过该间隙51流动至燃烧室62。此外或作为备选，间隙51可容许穹顶组件57围绕延伸穿过其的第一壁管130的热膨胀。燃烧器50还可包括穿过隔板支承件61和偏转器59的多个孔口或通路69，来自扩散器腔84的一部分空气可通过该多个孔口或通路69流动至燃烧室62，由此容许穹顶组件的热衰减。
燃烧器组件的全部或部分可为单个、整体构件的部分，并且可由通过本领域技术人员公知的任何数量的过程来制造。这些制造过程包括但不限于被称为“增材制造”或“3D打印”的那些。此外，可利用任何数量的铸造、机加工、焊接、硬钎焊或烧结过程、或它们的任何组合，以将阻尼器100单独地或者与燃烧器50的一个或多个其它部分集成地构造，包括但不限于隔板56、隔板支承件61或它们的组合。此外，燃烧器组件可构成一个或多个单独构件，它们机械地连结(例如，通过螺栓、螺母、铆钉、或螺钉，或焊接或硬钎焊过程或它们的组合的使用)或者定位在空间中，以实现大致相似的几何、空气动力或热动力结果，如同制造或组装为一个或多个构件。合适材料的非限制性实例包括高强度钢、镍和钴基合金、和/或金属或陶瓷基复合材料、或它们的组合。
该书面描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并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***并且执行任何并入的方法)。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (22)

1.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件，所述燃烧器组件包括：
环形隔板，其邻近于扩散器腔；
偏转器，其在所述环形隔板下游并且邻近于燃烧室；
隔板支承件，其联接于所述偏转器的上游侧，其中所述偏转器和所述隔板支承件一起限定穿过其中至所述燃烧室的隔板导管；
第一壁外罩，其包括第一壁，该第一壁外罩联接于所述隔板支承件，其中所述第一壁外罩限定第一腔和热侧孔口，其中所述热侧孔口邻近于所述隔板导管并且与所述隔板导管流体连通；以及
第二壁外罩，其包括并非所述第一壁外罩的一部分的第二壁，该第二壁外罩联接于所述第一壁外罩，并且该第二壁外罩限定邻近于所述扩散器腔的第二腔和第二孔口。
2.根据权利要求1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述隔板支承件包括朝向所述偏转器延伸的腔壁，并且其中所述腔壁限定了在所述腔壁、所述隔板支承件以及所述偏转器之间的所述隔板导管。
3.根据权利要求1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第一壁外罩还限定冷侧孔口，所述冷侧孔口邻近于所述扩散器腔并且与所述扩散器腔流体连通。
4.根据权利要求3所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第一壁外罩还限定从所述第一腔延伸到所述扩散器腔中的第一冷侧壁管。
5.根据权利要求1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第二壁外罩还限定从所述第二腔延伸到所述扩散器腔中的第二冷侧壁管。
6.根据权利要求1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述隔板导管限定延伸穿过所述偏转器和所述隔板支承件的圆柱形孔。
7.根据权利要求1所述的燃烧器组件，其特征在于，所述燃烧器组件还包括：
安装部件，其将所述第一壁外罩和所述第二壁外罩联接于燃烧器的所述环形隔板。
8.根据权利要求7所述的燃烧器组件，其特征在于，所述安装部件限定机械紧固件。
9.根据权利要求4所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第一壁外罩限定所述第一腔和所述隔板导管的体积，和所述第一冷侧壁管的长度对所述冷侧孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
10.根据权利要求5所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第二壁外罩限定所述第二腔的体积，和所述第二冷侧壁管的长度对第二孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
11.根据权利要求5所述的燃烧器组件，其特征在于，所述第二冷侧壁管是所述第二壁外罩的唯一开口。
12.一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：
燃烧器组件，其包括：
邻近于扩散器腔并且在环形穹顶组件上游的环形隔板，所述环形穹顶组件邻近于燃烧室；
阻尼器，其包括：
第一壁外罩，其包括连接至所述环形穹顶组件的第一壁，和
第二壁外罩，其包括第二壁，该第二壁外罩并非所述第一壁外罩的一部分且该第二壁外罩联接至所述第一壁外罩，
其中所述第一壁外罩限定邻近于所述燃烧室的第一腔和热侧孔口，
其中所述第二壁外罩限定邻近于所述扩散器腔的第二腔和第二孔口，并且
其中所述阻尼器设置在所述燃烧器组件的所述环形隔板和所述环形穹顶组件之间。
13.根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第一壁外罩还包括从所述第一腔延伸穿过所述环形穹顶组件的第一壁管，并且其中所述第一壁管限定第一开口，所述第一开口邻近于所述燃烧室并且与所述第一腔流体连通。
14.根据权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃烧器组件还包括偏转器，其在所述环形隔板下游并且邻近于燃烧室，所述环形穹顶组件限定所述第一壁管与所述偏转器之间的间隙，空气的一部分通过所述间隙从所述扩散器腔流动至所述燃烧室。
15.根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第二壁外罩还包括延伸到所述第二腔和/或所述扩散器腔中的第二冷侧壁管。
16.根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器还包括延伸穿过所述环形隔板并且联接于所述环形隔板的安装部件，并且其中所述安装部件联接于所述第一壁外罩和所述第二壁外罩。
17.根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器沿着径向方向设置在旋流器与所述环形隔板之间。
18.根据权利要求14所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述第一壁外罩还限定从所述第一腔延伸到所述扩散器腔中的第一冷侧壁管，所述第一壁外罩还限定冷侧孔口，所述冷侧孔口邻近于所述扩散器腔并且与所述扩散器腔流体连通，所述阻尼器的所述第一壁外罩限定所述第一腔的体积，和第一冷侧壁管的长度对冷侧孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
19.根据权利要求15所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第二壁外罩限定所述第二腔的体积，和所述第二冷侧壁管的长度对第二孔口的直径，各个均构造成衰减一个或多个频率下的压力振荡。
20.根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第一壁外罩还限定邻近于所述扩散器腔并且与所述扩散器腔流体连通的冷侧孔口。
21.根据权利要求20所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述阻尼器的所述第一壁外罩还包括从所述第一壁外罩延伸至所述扩散器腔的第一冷侧壁管，并且其中所述冷侧孔口限定在邻近于所述扩散器腔的所述第一冷侧壁管处。
22.根据权利要求15所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述第二冷侧壁管是所述第二壁外罩的唯一开口。
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