[发明专利]时标燃烧器筒阵列

说明书

技术领域

本申请和所得专利大体涉及燃气涡轮发动机，且更特定地涉及以时标(clocked)配置布置的非圆形头端燃烧器的阵列以用于相干性降低(coherence reduction)和增加的构件寿命。

背景技术

呈多筒阵列的燃烧器筒(combustor can)彼此可声音连通。当热释放波动与燃烧器筒声音音调(tone)耦合时，可导致大的压力振荡(也称为燃烧动态)。这些燃烧器筒声音音调中的一些可与相邻筒的音调同相(in-phase)，而其它音调可异相。如果音调与叶片的固有频率一致，则同相音调可激励热气通路中的涡轮叶片。当不同燃烧器筒中的不稳定性相干时(即，在一个筒到下一筒的不稳定性的频率和振幅上的较强关系)，同相音调可能特别受关注。这样的相干同相音调可激励涡轮动叶，以至于导致耐久性问题且由此限制燃气涡轮发动机的可操作性。

对这些潜在的破坏性同相相干音调的当前解决方案集中在燃烧器调谐上。与典型的设计实践限制相比，这种调谐可提供不同体积和长度的筒，以便限制接近动叶固有频率的同相相干音调的振幅。因此，这些调谐技术可意味着，整体可操作性空间可受同相相干音调限制。此外，可能需要大量的时间和资源来实现燃烧器和涡轮构件之间的频率回避(frequency avoidance)。此外，频率回避可仅如用来达到此的预测能力那样准确。

因此，期望有改进的系统和方法以用于燃烧器构件和涡轮构件之间的相干性降低，而无需燃烧器调谐和其它类型的常规频率回避技术。优选地，这种系统和方法可降低整体相干性以便改进构件寿命，而不会危害系统效率和输出且无需大量改变。

发明内容

本申请和所得专利可提供一种用于燃气涡轮发动机中的相干性降低的时标燃烧器筒阵列。该时标燃烧器阵列可包括定位成周向阵列的若干燃烧器筒。第一组燃烧器筒可具有第一定向，且第二组燃烧器筒可具有第二定向。

本申请和所得专利还可提供一种以降低的相干性操作燃烧器筒阵列的方法。该方法可包括下列步骤：以第一定向定位第一组燃烧器筒；以第一音调操作第一组燃烧器筒；以第二定向定位第二组燃烧器筒；以及以第二音调操作第二组燃烧器筒。

本申请和所得专利可提供一种用于燃气涡轮发动机中的相干性降低的时标燃烧器筒阵列。该时标燃烧器阵列可包括定位成周向阵列的若干燃烧器筒。燃烧器筒中的每一个可包括非圆形头端。第一组燃烧器筒可具有第一定向，且第二组燃烧器筒可具有第二定向。

根据一方面，本发明提供了一种用于燃气涡轮发动机中的相干性降低的时标燃烧器筒阵列，其包括：定位成周向阵列的多个燃烧器筒；

包括第一定向的第一组多个燃烧器筒；以及包括第二定向的第二组多个燃烧器筒。

优选地，多个燃烧器中的每一个包括非圆形头端。

优选地，非圆形头端包括卵形头端或椭圆形头端。

优选地，第一定向包括水平定向。

优选地，第一组燃烧器筒包括面向周向阵列的中心点的长边。

优选地，第一定向包括竖直定向。

优选地，第一组燃烧器筒包括面向周向阵列的中心点的短边。

优选地，第一定向包括与第二定向成大约九十度的时标位置。

优选地，第一定向包括在其上带有顺时针方向静叶的多个燃料喷嘴。

优选地，第一定向包括在其上带有逆时针方向静叶的多个燃料喷嘴。

优选地，第一定向包括在其上带有顺时针方向静叶和逆时针方向静叶的多个燃料喷嘴。

优选地，多个燃烧器筒包括六(6)绕零(0)配置。

优选地，多个燃烧器筒包括五(5)绕一(1)配置。

优选地，多个燃烧器筒包括一件式燃烧器筒。

根据另一方面，本发明提供了一种以降低的相干性操作燃烧器筒阵列的方法，包括：将第一组燃烧器筒定位成第一定向；以第一音调操作第一组燃烧器筒；将第二组燃烧器筒定位成第二定向；以及以第二音调操作第二组燃烧器筒。

根据又一方面，本发明提供了一种用于燃气涡轮发动机中的相干性降低的时标燃烧器筒阵列，其包括：定位成周向阵列的多个燃烧器筒；多个燃烧器中的每一个包括非圆形头端；包括第一定向的第一组多个燃烧器筒；以及包括第二定向的第二组多个燃烧器筒。

优选地，第一定向包括水平定向。

优选地，第一组燃烧器筒包括面向周向阵列的中心点的长边。

优选地，第一定向包括竖直定向。

优选地，第一组燃烧器筒包括面向周向阵列的中心点的短边。