用于燃氣渦輪的減振器的補償組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于燃氣渦輪的減振器，并且更特別地，涉及用于燃氣渦輪的減振器的補償組件，其用于減少燃燒室中發生的脈動。
【背景技術】
[0002]在傳統燃氣渦輪中，在燃燒過程期間，由于燃燒不穩定性和變化，經常在燃氣渦輪的燃燒室中發生聲振蕩。這個聲振蕩可演變成非常明顯的共振。這種振蕩也稱為燃燒室脈動，它可呈現會使燃燒室本身遭受嚴重的機械負載的振幅和相關聯的壓力波動，這無疑可縮短燃燒室的壽命，而且最糟糕的是，甚至可毀壞燃燒室。
[0003]—般而言，利用被稱為赫爾姆霍茨(Helmholtz)減振器的類型的減振器來抑制燃氣渦輪的燃燒室中產生的脈動。目前，利用這種減振器的主要困難之一在于這些減振器的可用空間有限。處理這種情形de —個可行方法是將減振器置于燃燒室的外側上。在實踐中，組成燃燒室的不同層的熱膨脹會妨礙直接應用這樣的減振器。
[0004]在US2004/0248053 Al中公開了一種用于減小燃氣渦輪的燃燒室中的共振振蕩的減振組件，其中，燃燒室包括外壁表面部分和面向燃燒室的內壁表面部分，燃燒室氣密性地包圍中間空間，冷卻空氣可饋送到該中間空間中，以便對燃燒室壁進行對流冷卻。提供至少一個第三壁表面部分，它與外壁表面部分一起包圍氣密性的空間。該氣密性的空間通過至少一個連接線氣密性地連接到燃燒室上。在連接線的位于氣密性空間中的端部處焊接墊片，并且墊片覆蓋外壁表面部分，以提供氣密性。利用這個墊片和連接線，減振布置可補償外壁表面部分和內壁表面之間在一個方向上的熱膨脹差。
[0005]在US2006/0123791 Al中提供了一種適合燃氣渦輪發動機的燃燒室，它包括至少一個赫爾姆霍茨共振器，其具有共振器腔體和與腔室內部處于流連通的共振器頸。赫爾姆霍茨共振器固定到燃燒室的內部殼體上，其中共振器頸通過燃燒室的內壁上的開口貫穿到燃燒室的內部中。圍繞頸的外周緣提供環形密封部件，以在頸和開口之間提供氣密性的密封。頸允許頸相對于燃燒室進行有限的相對軸向移動，使得在發動機運行期間，基本沒有負載從共振器頸傳遞到燃燒室。
[0006]在WO 2012/057994 A2中公開了一種用于燃氣渦輪的燃燒器，它包括至少一個共振器，燃燒器包括外部襯套和內部襯套。共振器聯接到外部襯套上。燃燒器襯套包括從共振器的基部延伸的喉部，該喉部通過內部襯套和外部襯套貫穿到燃燒室中。燃燒器襯套進一步包括墊環組件，它允許在喉部附近在沿著喉部的軸線的第一方向和垂直于第一方向的第二方向上，在內部襯套和外部襯套之間有相對熱膨脹。
[0007]在US于2014/345285中還描述了一種用于燃氣渦輪的減振器，它包括共振器腔體和補償組件，共振器腔體具有入口，以及與燃燒室的內部和共振器腔體處于流連通的頸管，補償組件與頸管可樞轉地相連，并且插入共振器腔體和燃燒室之間，以容許燃燒室和共振器腔體之間有相對旋轉。
[0008]即使在脈動抑制領域中有了上面提到的發展，在消除熱膨脹差方面仍然存在改進補償作用的較大空間。

【發明內容】

[0009]本發明的目標是提供一種與燃氣渦輪的減振器相關聯的補償組件，它可補償燃燒器腔室和減振器(特別是減振器的共振器腔體)之間由于熱膨脹差而產生的相對旋轉。
[0010]此目標由用于燃氣渦輪的燃燒室的減振器的補償組件實現，減振器包括共振器腔體，共振器腔體具有頸管，頸管與燃燒室的內部處于流連通，其中，補償組件包括球形接頭，球形接頭與頸管相關聯，并且構造成允許燃燒室和共振器腔體之間有相對旋轉，以及其中，球形接頭包括圍繞頸管設置的球形物部分和球形承窩，球形承窩圍繞頸管設置，并且適于在內部容納球形物部分，其中，球形承窩由彼此相連的頂部套環部分和底部套環部分形成。
[0011]根據本發明的優選方面，球形物部分是插在頸管上的套環元件。
[0012]根據另一個優選方面，套環元件在內部成形為允許頸管沿徑向相對移位。
[0013]根據本發明的另一個優選方面，套環元件在內部限定圓柱形表面。
[0014]根據本發明的另一個優選方面，底部套環部分和頂部套環部分通過螺紋連接。
[0015]根據本發明的另一個優選方面，補償組件進一步包括形成于球形承窩上的滑動部分，滑動部分適于氣密性地裝配到共振器腔體的凹槽中，使得沿橫向于頸管的縱向軸線的方向提供滑動部分和凹槽之間的相對滑動。
[0016]根據本發明的另一個優選方面，滑動部分形成于所述頂部套環部分上。
[0017]本發明的另一個目標是提供一種用于燃氣渦輪的燃燒室的減振器的插件元件，它包括:適于將插件元件固定到燃燒室的支座結構上的連接部分；用于允許減振器的頸管進入的貫通孔;以及基部斜坡部分。
【附圖說明】
[0018]參照附圖，在閱讀本發明的優選實施例的以下非限制性描述之后，本發明的目標、優點和其它特征將變得更加顯而易見，僅為了示范而提供優選實施例，在附圖中，相似參考標號可用來表示相似元件，以及其中:
圖1顯示根據本發明的補償組件的示意性截面圖；
圖2顯示根據現有技術的補償組件(左邊)和根據本發明的補償組件(右邊)的分解圖的比較；
圖3顯示根據本發明的補償組件的橫截面圖；
圖4和5顯示將根據現有技術(左邊)的補償組件安裝在頸管上和將根據本發明的補償組件(右邊)安裝在頸管上之間的比較；
圖6顯示燃燒室的支座結構的環形部分；
圖7顯示其中安裝有頸管的節段的透視圖；
圖8顯示根據本發明的插件元件的透視圖；以及
圖9和10顯示其中安裝有頸管和插件元件的節段的連續的截面圖/正視圖。
【具體實施方式】
[0019]參照圖1，顯示本發明的補償組件的示意性橫截面圖，補償組件大體由參考標號I表示。補償組件I與燃燒室3的減振器相關聯。減振器包括共振器腔體4，共振器腔體4具有由外周壁13和入口 14界定的箱形或圓柱形。如圖1中顯示的那樣，共振器腔體4的主要部分被切掉，因為這不妨礙全面和完整地理解本發明的技術方案。而且，為了清楚和簡潔，僅在圖1中顯示與本發明密切相關的燃燒室3的部分。共振器腔體4通過緊固件(未在圖1中顯示)氣密性地附連到燃燒室3的支座結構11上。在本發明的示例實現中，燃燒室3的支座結構11可為燃燒室3的殼體。本領域技術人員應當理解，支座結構11對共振器腔體4提供支座，而且不應受限于本文描述的燃燒室的殼體。另外，減振器包括頸管5，頸管5通過根據本發明的補償組件I與共振器腔體4處于流連通，以補償共振器腔體4和燃燒室3之間的相對移動。
[0020]頸管5在其第一端91處氣密性地附連到燃燒室3的壁部分9或節段上。例如，頸管4的第一端51可焊接到燃燒室3的節段9上。補償組件I包括球形接頭，其大體由6表示，球形接頭與頸管5相關聯，并且構造成允許燃燒室3和共振器腔體4之間有相對旋轉。特別地，球形接頭6包括圍繞頸管5設置的球形物部分61和球形承窩62，球形承窩62進而適于在內部容納球形物部分61，使得容許在共振器腔體4和燃燒室3之間有相對旋轉。更特別地，球形承窩62由彼此相連的頂部套環部分621和底部套環部分622形成。
[0021 ]根據本發明的優選實施例，球形物部分61還是套環元件61，它插在頸管5上，并且包括在球形承窩62內可移動的外部圓形部分。
[0022]有利地，套環元件61在內部上成形為容許像圖中的箭頭R所指示的那樣沿徑向相對移位。優選地，套環元件61在內部限定圓柱形表面，頸管5容納在那里，而且可沿徑向滑動，以補償在這種方向上的可能的徑向熱膨脹。
[0023]此外，為了對共振器腔體4提供適于補償沿著橫向于頸管5的縱向軸線的方向(如圖中由箭頭A指示的那樣)的可能的熱軸向膨脹的器件，補償組件I包括滑動部分7，滑動部分7形成于球形承窩62上，并且適于氣密性地裝配在共振器腔體4的凹槽8內。優選地，滑動部分7形成于球形承窩62的頂部套環部分621上。
[0024]參照下一個圖2，它顯示根據現有技術的補償組件(左邊)和根據本發明的補償組件(右邊)的分解圖之間的比較。
[0025]根據現有技術的補償組件包括兩個半個套環部分102和103，它們沿著頸管104的縱向方向連接。球形物部分一體地形成于頸管104上，球形物部分在它們連接之后容納到對應的內部球形承窩中，該內部球形