[发明专利]火焰筒、燃烧室以及燃气轮机

说明书

本发明提供一种火焰筒、燃烧室以及燃气轮机，火焰筒包括：筒体(10)和形成在所述筒体(10)的筒壁上的谐振腔(20)；所述谐振腔(20)沿所述筒壁的壁厚方向分成多层腔室，其中至少一层所述腔室被分割为多个子腔室；所述火焰筒的燃烧区与最内层的所述腔室通过第一通孔(1)连通，相邻层的所述腔室之间通过第二通孔(2)连通，最外层的所述腔室与外部通过第三通孔(3)连通。该火焰筒的谐振腔20的抑制频率范围较宽，声波抑制能力强。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种火焰筒、燃烧室以及燃气轮机。

背景技术

燃气轮机主要包括压气机、燃烧室、透平三大部件，压气机排气在燃烧室内与燃料混合后参与燃烧，生成的热燃气输送至透平做功。由于燃气轮机燃烧室工作在贫燃条件下，极容易出现热声不稳定性，谐振腔是现有的一种被动控制手段，它是由火焰筒上旁接一个细管和一个封闭空腔组成，理想的谐振腔能够消除特定频率的声波，使声波的传递损失无限大，燃烧室中常用谐振腔的这一特点来降低高频振荡，达到抑制热声振荡的目的。

但相关技术中的谐振腔结构能够抑制声波的频率范围有限，抑制能力也较弱。因此，本申请主要基于该问题，提供一种谐振腔结构，使之能够扩宽谐振腔的抑制频率范围，增强谐振腔的抑制能力。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种火焰筒，包括：筒体和形成在所述筒体的筒壁上的谐振腔；

所述谐振腔沿所述筒壁的壁厚方向分成多层腔室，其中至少一层所述腔室被分割为多个子腔室；

所述火焰筒的燃烧区与最内层的所述腔室通过第一通孔连通，相邻层的所述腔室之间通过第二通孔连通，最外层的所述腔室与外部通过第三通孔连通。

本发明至少具有以下有益效果：通过将至少一层腔室被分割为多个子腔室后的谐振腔的声波抑制能力得到明显提升，声波抑制的频率范围得到明显扩宽。

在一些实施例中，所述第三通孔的总流通面积大于同一层所述第二通孔的总流通面积；所述第三通孔的总流通面积大于第一通孔的总流通面积。

在一些实施例中，所述谐振腔沿所述筒壁的壁厚方向分成两层腔室，其中，内侧的所述腔室被分割为多个子腔室，每个所述子腔室均与外侧的所述腔室通过所述第二通孔连通。

在一些实施例中，所述谐振腔沿所述筒壁的壁厚方向分成两层腔室，其中，外侧的所述腔室被分割为多个子腔室，每个所述子腔室均与内侧的所述腔室通过所述第二通孔连通。

在一些实施例中，所述谐振腔沿所述筒壁的壁厚方向分成两层腔室，其中，两层所述腔室均被分割为多个子腔室，两层之间相邻的子腔室通过所述第二通孔相互连通。

在一些实施例中，多个所述子腔室呈矩阵式分布；并且/或者，所述谐振腔形成在所述筒壁的外圆周面外侧。

在一些实施例中，所述谐振腔沿所述筒壁的壁厚方向分成三层以上腔室，每一层所述腔室均被分割为多个子腔室，其中，最内层的所述腔室的子腔室数量至最外层的所述腔室的子腔室数量逐渐减小。

在一些实施例中，任意相邻的两层所述腔室中，内侧的腔室的空间大于外侧的腔室的空间。

本发明还提供一种燃烧室，包括：燃烧室外壳和本发明实施例的火焰筒；所述燃烧室外壳具有气流入口和气流出口，所述火焰筒设置于所述燃烧室外壳内。

本发明还提供一种燃气轮机，包括本发明实施例的燃烧室。

附图说明

图1是本发明一实施例中火焰筒的横剖面局部结构示意图；

图2是图1中火焰筒的纵剖面局部结构示意图；

图3是相关技术中火焰筒的谐振腔的消声效果示意图；