EP4065891A1 - Resonatorring für brennkammersysteme - Google Patents

Resonatorring für brennkammersysteme

Info

Publication number
EP4065891A1
EP4065891A1 EP20839006.2A EP20839006A EP4065891A1 EP 4065891 A1 EP4065891 A1 EP 4065891A1 EP 20839006 A EP20839006 A EP 20839006A EP 4065891 A1 EP4065891 A1 EP 4065891A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
resonator
combustion chamber
resonator according
helmholtz
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20839006.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Gralki
Claus Krusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4065891A1 publication Critical patent/EP4065891A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002Wall structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/46Combustion chambers comprising an annular arrangement of several essentially tubular flame tubes within a common annular casing or within individual casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/32Application in turbines in gas turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/96Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05D2260/963Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by Helmholtz resonators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00018Manufacturing combustion chamber liners or subparts

Definitions

  • the invention relates to the resonator area of combustion chamber systems, as used in particular in stationary gas turbines and their combustion chamber systems.
  • Tube combustion chamber systems of stationary gas turbines generally consist of one or more combustion chamber components connected axially one behind the other between the burner outlet and the turbine inlet.
  • Some of the tubular combustion chamber types from Siemens Energy have a basket and transition system. This system directs the combustion gases from the burner towards the turbine inlet. Due to the high combustion temperatures, the tubular combustion chamber components are usually based on thin-walled Ni-based superalloys with internal cooling channels and a layer system for thermal insulation (NiCoCrAlY-TBC).
  • Rohrbrennkam systems In or behind the flame area, Rohrbrennkam systems have circumferentially arranged resonators in order to reduce acoustic combustion vibrations.
  • the resonator area has relatively large cooling air surfaces and is intensively cooled or flowed through.
  • the cooling air requirement is relatively high in relation to the overall Rohrbrennkam mersystem.
  • the resonator according to the invention represents a ring which consists of a double cylinder, in particular an additively manufactured, closed-cooled double cylinder with resonators arranged within the annular gap.
  • a hole absorber replaces the metallic, openly cooled resonator in the area of a tubular combustion chamber.
  • the system is cooled purely convectively and without the consumption of cooling air by means of volumetrically separated cooling air flows, similar to a heat exchanger.
  • a high heat transfer to the cooling air mass flow is required in the area of the inner plate facing the hot gas and in the area of the outer surfaces of the resonator neck.
  • the high heat transfers are to be ensured by appropriate design of the flow velocities or mass flows through the resonator, i.e. by adapting the flow cross-sections of the perforated burner plate and the resonator inflow cross-section.
  • the invention comprises both one-piece designs and designs that are segmented and welded in the circumferential and / or axial direction.
  • the resonance frequency is determined by the appropriate geometric design of the resonator neck length and diameter Knife determined sluggish air mass and the size of the air volume arranged behind it.
  • a wide range of resonator geometries and designs can be produced on the basis of additive manufacturing, taking into account the manufacturing-specific requirements.
  • the claim according to the invention relates in particular to a) one-piece ring channel or segmented in the circumferential direction, b) with resonator volumes lying within the ring channel with common or separated side walls, c) with resonator volumes lying within the ring channel with cuboid, spherical or other, more complex spatial geometry, d) with resonator volumes lying within the ring channel which have one or more resonator necks opening into the hot gas path, e) with resonator volumes lying inside the ring channel with a (radially) outer wall that is part of the ring channel outer sheet or are connected to the ring duct outer sheet via connecting elements.
  • the proposed system of an additively manufactured resonator in particular replaces the welded construction, the resonator system of a tubular combustion chamber.
  • Resona torvolumina only have openings to the inside diameter or connections to the hot gas duct of the combustion chamber.
  • FIGS. 1, 8 show a tubular combustion chamber
  • FIG 2 shows a resonator ring
  • FIG 3 7 resonator volume.
  • the tubular combustion chamber 1 has a resonator 6 along and encompassing the hot gas channel 16 of the tubular combustion chamber 1 in an axial section, in which cooling air 19 (FIG. 6), in particular from the compressor, preferably flows opposite to the chamber flow direction 15 (FIG. 6).
  • cooling air 19 in particular from the compressor
  • the resonator 6 is preferably designed in an annular manner. Since the cooling air flows around resonators (Fig. 2 - 8), as shown in the following figures.
  • FIG. 2 shows an exemplary resonator 6 according to FIG. 1.
  • the resonator 6 as a ring can be constructed in one piece or in segments.
  • the resonator 6 has a closed cooling system with Helmholtz resonators 25 ', 25 ", ... (Fig. 3ff) between an outer shell 20 and an inner shell 30. Openings 13 of the Helmholtz resonators 25 ′ to the hot gas duct 16 of the tubular combustion chamber 1 can also be seen.
  • the hot air from the burner 40 flows in the chamber flow direction 15 to the turbine, whereas the cooling air 19 (FIG. 6) flows in the cooling air flow direction 18 (FIG. 6) in the resonator 6 opposite to the chamber flow direction 15.
  • Figure 3 shows a first further detail of Figure 2 and discloses a cross section through an exemplary Reso nator 6 'and a first embodiment for Helmholtz resonators 25', which is or are present between the outer shell 20 'and the inner shell 30', between which the cooling air 19 flows.
  • the Helmholtz resonators 25 ' are between the outer jacket 20' and the inner jacket 30 '.
  • the cooling air 19 flows around the individual Helmholtz resonators 25 'from all sides.
  • the hollow body 26 'of the Helmholtz resonator 25' formed by a wall 4 ', is here spaced apart from the outer jacket 20' and the inner jacket 30 '.
  • the Helmholtz resonator 25 ' is connected to the outer jacket 20' via an in particular massive web 10 '.
  • the cavity 26 'of the Helmholtz resonator 25' is also through a channel 27 ', in particular annular channel 27' in cross section, a neck 28 'with the hot gas channel 16 of the tubular combustion chamber 1, which is formed by the inner jacket 30', via an opening 13 'connected.
  • the diameter of the web 10 'and / or of the neck 28' with which the Helmholtz resonators 25 'between the two jackets 20 ', 30' are connected, are clearly different from the diameter of the hollow body 26 '.
  • the ratio of the diameters is preferably at least 3: 1 for the diameter of the hollow body 26 'to the neck 28' or web 10 '.
  • Helmholtz resonators 25 ′ are then arranged so as to be axially offset, preferably offset radially.
  • Re sonator 6 ′′ here preferably designed as a ring, which has a single common cavity 26 ′′ as a Helmholtz resonator 25 ′′.
  • an intermediate jacket 22 which represents the large common cavity 26 ′′ across the width of the resonator 6 ′′.
  • a single, large cavity 26 '' ' is therefore connected to the hot gas duct 16 by means of many necks 28' '.
  • the necks 28 ′′ can be constructed and distributed like the necks 28 ′ according to FIG.
  • a further embodiment of a resonator 6 ''' is shown in which segmented cavities 26''' are present, which emerged quasi starting from Figure 4 by intermediate walls 33 within the cavity 26 '' (Fig. 4) who are.
  • a plurality of annular cavities 26 ′′ ′′ are virtually arranged one behind the other in the axial direction 15.
  • the necks 28 '' ' can be distributed like the necks 28' according to FIG. 3 or 4.
  • FIG. 7 shows a cavity 26 v which has two channels 27 v in a neck 28 v .
  • Such Helmholtz resonators 25 v can be used once, several times or completely for the 6 V resonator.
  • the neck 28 v has two or more channels 27 v .
  • This geometry is preferably produced by an additive manufacturing process such as powder bed processes, in particular laser sintering processes and laser melting processes.
  • additive manufacturing process such as powder bed processes, in particular laser sintering processes and laser melting processes.
  • FIG. 8 shows the installation situation of a resonator 6 '' 'according to FIG. 5 in a tubular combustion chamber.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Resonator (6) als Ring ausgebildet, für eine Gasturbinenrohrbrennkammer (1), aufweisend einen äusseren Mantel (20) und einen inneren Mantel (30), wobei ein teil eines Heissgaskanals (16) der Gasturbinenbrennkammer (1) begrenzt wird durch den inneren Mantel (30) wobei zumindest ein Helmholtzresonator (25) zwischen äusserem Mantel (20) und innerem Mantel (30) vorhanden ist.

Description

Resonatorring für Brennkammersysteme
Die Erfindung betrifft den Resonatorbereich von Brennkam merSystemen, wie sie insbesondere bei stationären Gasturbinen und deren Brennkammersysteme verwendet werden.
Rohrbrennkammer-Systeme stationärer Gasturbinen bestehen im Allgemeinen aus einer oder mehreren axial hintereinanderge schalteten Brennkammerkomponenten zwischen Brenneraustritt und Turbineneintritt. So verfügen einige Rohrbrennkammer- Typen der Siemens Energy über ein System aus Basket und Tran sition. Dieses System leitet die Verbrennungsgase vom Brenner in Richtung Turbineneintritt. Aufgrund der hohen Verbren nungstemperaturen basieren die Rohrbrennkammer-Komponenten üblicherweise auf dünnwandigen Ni-Basis-Superlegierungen mit innenliegenden Kühlkanälen und einem Schichtsystem zur Wärme dämmung (NiCoCrAlY-TBC).
Im bzw. hinter dem Flammenbereich besitzen Rohrbrennkam mersysteme umfänglich angeordnete Resonatoren, um akustische Verbrennungsschwingungen zu reduzieren.
Die Herstellung der Resonatoren ist aufwändig und kostenin tensiv.
Der Resonatorbereich besitzt verhältnismäßig große Kühlluft flächen und wird intensiv gekühlt bzw. durchströmt. Der Kühl luftbedarf ist insofern, bezogen auf das Gesamtrohrbrennkam mersystem, relativ hoch.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem des Kühlluftverbrauchs zu lösen.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Resonator gemäß Anspruch 1 und eine Rohrbrennkammer gemäß Anspruch 14. In den Unteransprüchen sind weitere Vorteile aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
Der erfindungsgemäße Resonator stellt einen Ring dar, der aus einem insbesondere additiv gefertigten, geschlossen gekühlten Doppelzylinder mit innerhalb des Ringspaltes angeordneten Re sonatoren besteht.
Ein Lochabsorber ersetzt den metallischen, offen gekühlten Resonator im Bereich einer Rohrbrennkammer.
Im Gegensatz zu herkömmlichen, offen gekühlten Resonatoren, welche (bezogen auf die Brennerachse) radial durchströmt wer den („perforierte Brennkammerwand"), wird der Resonatorring kanal des erfindungsgemäßen Resonators mit einem mehr oder weniger großen Teil des in die Brenner mündenden Verdichter massenstroms axial durchströmt.
Die Kühlung des Systems erfolgt, im Gegensatz zum offen ge kühlten Resonator, rein konvektiv und ohne Kühlluftverbrauch durch volumetrisch getrennte Kühlluftströmung ähnlich wie in einem Wärmetauscher. Insbesondere im Bereich des dem Heißgas zugewandten Innenbleches sowie im Bereich der Resonatorhals- Außenflächen ist ein hoher Wärmeübergang zum Kühlluftmassen strom erforderlich. Die hohen Wärmeübergänge sind durch eine entsprechende Auslegung der Strömungsgeschwindigkeiten bzw. Massenströme durch den Resonator, d.h. durch Anpassung der Strömungsquerschnitte des Brennerlochbleches und des Resona- tor-Einströmquerschnitts , zu gewährleisten.
Daneben sind Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmeübergangs an den Resonatorhals-Außenflächen, wie beispielsweise Rippen oder „Dimpels" zur Vergrößerung der Oberfläche anwendbar.
Die Erfindung umfasst sowohl einteilige als auch in Umfangs und/oder Axialrichtung segmentierte und geschweißte Ausfüh rungen.
Die Resonanzfrequenz ist durch wird durch entsprechende geo metrische Auslegung der durch Resonatorhalslänge und Durch- messer bestimmten trägen Luftmasse sowie der Größe des dahin ter angeordneten Luftvolumens bestimmt.
Auf Basis additiver Fertigung ist, unter Berücksichtigung der fertigungsspezifischen Anforderungen, eine große Bandbreite von Resonatorgeometrien und -ausführungen herstellbar.
Der erfindungsgemäße Anspruch bezieht sich insbesondere auf einen a) einteiligen oder in Umfangrichtung segmentierten Ring kanal, b) mit innerhalb des Ringkanals liegenden Resonatorvolumina mit gemeinsamen oder durch Spalte getrennten Seitenwänden, c) mit innerhalb des Ringkanals liegenden Resonatorvolumina mit quaderförmiger, kugelförmiger oder einer anderen, komple xeren Raumgeometrie, d) mit innerhalb des Ringkanals liegenden Resonatorvolumina, die einen oder mehrere in den Heißgaspfad mündende Resonator hälse aufweisen, e) mit innerhalb des Ringkanals liegenden Resonatorvolumina mit (radial) äußerer Wand, die Teil des Ringkanal-Außenble- ches ist oder über Verbindungselemente mit dem Ringkanal- Außenblech verbunden sind.
Das vorgeschlagene System eines insbesondere additiv gefer tigten Resonators ersetzt die Schweißkonstruktion das Resona torsystem einer Rohrbrennkammer.
Die Vorteile sind u.a.:
Reduzierung der Herstellungs- und Lebenszykluskosten, Potenzial: durch additiv kostengünstig herstellbare Geometrie mit innenlie genden Kavitäten und Strömungskanälen
Erhöhung der Wartungsintervalle durch Verbesserte Lebens dauer infolge Reduzierung der Temperaturgradienten Reduzierung des Kühlluftbedarfs im Vergleich zu radial durchströmten, metallischen Resonatoren, Potenzial: Übertragbarkeit auf Rohrbrennkammersysteme verschiedener Mitbewerber . Allen Ausführungen ist insbesondere gemein, dass die Resona torvolumina ausschließlich Öffnungen zum Innendurchmesser bzw. Verbindungen zum Heißgaskanal der Brennkammer besitzen.
Es zeigen
FIG 1, 8 eine Rohrbrennkammer
FIG 2 einen Resonatorring,
FIG 3 7 Resonatorvolumen.
Die Figuren und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbei spiele der Erfindung dar.
In Figur 1, 8 ist ein Teil einer Rohrbrennkammer 1 schema tisch dargestellt.
Im Inneren der Rohrbrennkammer 1, also im Heißgaskanal 16 der Rohrbrennkammer 1, strömt Heißgas in Kammerstromrichtung 15 zur Turbine.
Die Rohrbrennkammer 1 weist entlang und umfassend den Heiß gaskanal 16 der Rohrbrennkammer 1 in einem Axialabschnitt einen Resonator 6 auf, in dem vorzugsweise entgegengesetzt zur Kammerstromrichtung 15 Kühlluft 19 (Fig. 6), insbesondere vom Kompressor, entgegenströmt.
Der Resonator 6 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Da bei umströmt die Kühlluft Resonatoren (Fig. 2 - 8), wie es in den folgenden Figuren dargestellt ist.
Figur 2 zeigt einen beispielhaften Resonator 6 gemäß Figur 1. Der Resonator 6 als Ring kann einteilig oder segmentförmig aufgebaut sein.
Der Resonator 6 weist zwischen einem äußeren Mantel 20 und einem inneren Mantel 30 ein geschlossenes Kühlsystem mit Helmholtzresonatoren 25', 25'', ... (Fig 3ff) auf. Zu erkennen sind auch Öffnungen 13 der Helmholtzresonatoren 25' zum Heißgaskanal 16 der Rohrbrennkammer 1.
Die heiße Luft vom Brenner 40 (Fig. 8) strömt in Kammer stromrichtung 15 zur Turbine, wohingegen die Kühlluft 19 (Fig. 6) in Kühlluftstromrichtung 18 (Fig. 6) im Resonator 6 entgegengesetzt zur Kammerstromrichtung 15 strömt.
Figur 3 zeigt eine erste weitere Detailierung von Figur 2 und offenbart einen Querschnitt durch einen beispielhaften Reso nator 6' und ein erstes Ausführungsbeispiel für Helmholtz resonatoren 25', der oder die zwischen dem äußeren Mantel 20' und dem inneren Mantel 30' vorhanden sind, zwischen denen die Kühlluft 19 strömt. Die Helmholtzresonatoren 25' sind zwi schen äußerem Mantel 20' und innerem Mantel 30' vorhanden.
Die Kühlluft 19 umströmt die einzelnen Helmholtzresonatoren 25' von allen Seiten.
Der Hohlkörper 26' des Helmholtzresonators 25', gebildet von einer Wand 4', ist hier jeweils beabstandet vom äußeren Man tel 20' und innerem Mantel 30'.
Vorzugsweise runde, scheibenförmige Hohlkörper 26' bilden den Helmholtzresonator 25'.
Der Helmholtzresonator 25' ist mit dem äußeren Mantel 20' über einen insbesondere massiven Steg 10' verbunden.
Der Hohlraum 26' des Helmholtzresonators 25' ist außerdem durch einen Kanal 27', insbesondere im Querschnitt ringförmi gen Kanal 27', eines Halses 28' mit dem Heißgaskanal 16 der Rohrbrennkammer 1, der durch den inneren Mantel 30' gebildet wird, über eine Öffnung 13' verbunden.
Die Durchmesser des Stegs 10' und/oder des Halses 28', mit dem die Helmholtzresonatoren 25' zwischen den beiden Mänteln 20', 30' verbunden sind, sind deutlich verschieden von dem Durchmesser des Hohlkörpers 26'. Das Verhältnis der Durchmes ser beträgt vorzugsweise mindestens 3:1 für Durchmesser von Hohlkörper 26' zum Hals 28' bzw. Steg 10'.
In Umfangsrichtung des Resonators 6' sind viele Einzelhelm holtzresonatoren 25' angeordnet.
Wie auch in Figur 3 dargestellt, ist immer eine hinreichende Lücke zwischen einzelnen Helmholtzresonatoren 25' in einer axialen Richtung, parallel zur Kammerstromrichtung 15 vor handen und der Abstand ist vorzugsweise größer als der Durch messer des Helmholtzresonators 25'. Dazu vorzugsweise radial versetzt sind dann weitere Helmholtzresonatoren 25' axial versetzt vorhanden angeordnet.
Weitere Anordnungen der einzelnen Helmholtzresonatoren 25' sind möglich.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Re sonator 6'' gezeigt, hier vorzugsweise als Ring ausgebildet, der einen einzelnen gemeinsamen Hohlraum 26'' als Helmholtz resonator 25'' aufweist.
Zwischen dem äußeren Mantel 20'' und dem inneren Mantel 30'' ist quasi ein Zwischenmantel 22 vorhanden, der den großen ge meinsamen Hohlraum 26'' über die Breite des Resonators 6'' darstellt.
Ausgehend von dem einen Hohlraum 26'' des Resonators 6'' sind viele Kanäle 27'' zum Heißgaskanal 16 der Rohrbrennkammer 1 vorhanden, die wiederum jeweils durch Hälse 28'' gebildet werden, vorzugsweise wie die Hälse 28' der Helmholtzresonato ren 25' in Figur 3.
Ein einziger, großer Hohlraum 26''' ist also mittels vieler Hälse 28'' mit dem Heißgaskanal 16 verbunden.
Die Hälse 28'' können wie die Hälse 28' gemäß Figur 3 aufge baut und verteilt sein. In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Re sonator 6''' gezeigt, bei dem segmentierte Hohlräume 26''' vorhanden sind, die quasi ausgehend von Figur 4 durch Zwi schenwände 33 innerhalb des Hohlraums 26'' (Fig. 4) entstan den sind. Quasi sind mehrere ringförmige Hohlräume 26''' in axialer Richtung 15 hintereinander angeordnet.
Die Hälse 28''' können wie die Hälse 28' gemäß Figur 3 oder 4 verteilt sein.
Ebenso sind mehrere Kanäle 27''' pro Hohlraum 26''' vorhan- den.
Figur 7 zeigt einen Hohlraum 26v, der zwei Kanäle 27v in einem Hals 28v aufweist.
Solche Helmholtzresonatoren 25v können einfach, mehrfach oder vollständig für den Resonator 6V verwendet werden.
Im Vergleich zu Figur 3 weist der Hals 28v zwei oder mehr Ka näle 27v auf.
Es ist klar, dass weitere Ausführungsbeispiele von der Erfin dung umfasst sind, da die Beschreibung, Figuren und Ausfüh rungsbeispiele die Erfindung darstellen.
Vorzugsweise wird diese Geometrie durch ein additives Her stellungsverfahren wie Pulverbettverfahren, insbesondere Lasersinterverfahren und Laserschmelzverfahren hergestellt. Eine Einschränkung auf diese speziellen AM-Verfahren ist nicht gegeben und sind denkbar.
Figur 8 zeigt die Einbausituation eines Resonators 6''' gemäß Figur 5 in einer Rohrbrennkammer.

Claims

Patentansprüche
1. Resonator (6, 6', 6'', ..., 6V), insbesondere als Ring (6', 6'', ..., 6V) ausgebildet, insbesondere für eine Rohrbrennkammer (1), ganz insbesondere für eine Gasturbine (100), aufweisend einen äußeren Mantel (20, 20', 20'', ...) und einen inneren Mantel (30, 30', 30'', ...), wobei ein Teil eines Heißgaskanals (16) der Rohrbrennkammer (1) begrenzt wird durch den inneren Mantel (30, 30', ...), wobei zumindest ein Helmholtzresonator (25, 25', 25'', ...) zwischen äußerem Mantel (20, 20', 20'', ...) und innerem Man tel (30, 30', 30'', ...) vorhanden ist.
2 Resonator nach Anspruch 1, der viele Helmholtzresonatoren (25, 25', 25''', 25v) auf weist.
3. Resonator nach Anspruch 1, bei dem ein einzelner Helmholtzresonator (25'') mit nur einem Hohlraum (26'') vorhanden ist.
4. Resonator nach Anspruch 1, bei dem ein einzelner Helmholtzresonator (25''') mit mehre ren Resonatorvolumina (26''') aufgrund von Zwischenwänden (33) vorhanden ist.
5. Resonator nach Anspruch 1 oder 2, der pro Resonator (25, 25', 25v) einen Steg (10, 10', 10v), insbesondere nur einen Steg (10, 10', 10v) als Verbindung zum äußeren Mantel (20, 20', 20v) aufweist.
6. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2,
3, 4 oder 5, dessen jeweiliges Resonatorvolumina (26, 26', 26'', ...) einen oder mehrere Kanäle (27, 27', 27'', ...) zum inneren Mantel (30, 30', 30'', ...) hin aufweisen und damit Verbin dungen zum Heißgaskanal (16) der Rohrbrennkammer (1) besit zen.
7. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 5 oder 6, bei dem nur ein Kanal (27, 27') pro Hohlraum (26, 26') und nur ein Hals (28, 28') pro Helmholtzresonator (25, 25') zum Heißgaskanal (16) der Rohrbrennkammer (1) vorhanden ist.
8. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, bei dem mehrere Kanäle (27'', 27''', 27v) pro Hohlraum (26'', 26''', 26v) zum Heißgaskanal (16) der Rohrbrennkam mer (1) vorhanden sind.
9. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 5, 6, 7 oder 8, bei dem pro Helmholtzresonator (25, 25', 25v), nur ein Hals (28, 28', 28v) vorhanden ist.
10. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 3, 4, 6 oder 8, bei dem für einen Hohlraum (26'', 26''') mehrere Hälse (28'', 28''') vorhanden sind.
11. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2,
5, 6, 8 oder 9, bei dem für einen Hohlraum (26v) mehrere Kanäle (27v) und nur ein Hals (28v) vorhanden ist.
12. Resonator nach einem oder mehreren der vorherigen An sprüche, der additiv hergestellt ist.
13. Resonator nach einem oder mehreren der vorherigen An sprüche, der Dimpel auf den Innenflächen der Mäntel (20, 20', ..., 30, 30', ...) aufweist.
14. Rohrbrennkammer (1), aufweisend einen Resonator (6, 6', ...) nach einem oder meh reren der vorherigen Ansprüche.
EP20839006.2A 2020-01-20 2020-12-21 Resonatorring für brennkammersysteme Withdrawn EP4065891A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200583.4A DE102020200583A1 (de) 2020-01-20 2020-01-20 Resonatorring für Brennkammersysteme
PCT/EP2020/087425 WO2021148213A1 (de) 2020-01-20 2020-12-21 Resonatorring für brennkammersysteme

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4065891A1 true EP4065891A1 (de) 2022-10-05

Family

ID=74175809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20839006.2A Withdrawn EP4065891A1 (de) 2020-01-20 2020-12-21 Resonatorring für brennkammersysteme

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230033194A1 (de)
EP (1) EP4065891A1 (de)
DE (1) DE102020200583A1 (de)
WO (1) WO2021148213A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11702992B2 (en) * 2021-12-03 2023-07-18 Raytheon Company Combustor wall core with resonator and/or damper elements
CN117109030B (zh) * 2022-05-16 2025-09-19 通用电气公司 燃烧器衬里中的热声阻尼器
US20250216076A1 (en) * 2023-12-29 2025-07-03 Ge Infrastructure Technology Llc Additively manufactured combustor body with resonating tube

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120260657A1 (en) * 2009-09-21 2012-10-18 Alstom Technology Ltd Combustor of a gas turbine
US8689933B2 (en) * 2009-09-23 2014-04-08 Siemens Aktiengesellschaft Helmholtz resonator for a gas turbine combustion chamber

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5644918A (en) * 1994-11-14 1997-07-08 General Electric Company Dynamics free low emissions gas turbine combustor
US6464489B1 (en) * 1997-11-24 2002-10-15 Alstom Method and apparatus for controlling thermoacoustic vibrations in a combustion system
EP1423645B1 (de) * 2001-09-07 2008-10-08 Alstom Technology Ltd Dämpfungsanordnung zur reduzierung von brennkammerpulsationen in einer gasturbinenanlage
US7832211B2 (en) * 2002-12-02 2010-11-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine combustor and a gas turbine equipped therewith
US7080515B2 (en) * 2002-12-23 2006-07-25 Siemens Westinghouse Power Corporation Gas turbine can annular combustor
US7080514B2 (en) 2003-08-15 2006-07-25 Siemens Power Generation,Inc. High frequency dynamics resonator assembly
US7337875B2 (en) * 2004-06-28 2008-03-04 United Technologies Corporation High admittance acoustic liner
GB0610800D0 (en) * 2006-06-01 2006-07-12 Rolls Royce Plc Combustion chamber for a gas turbine engine
DE102006040760A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-06 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gasturbinenbrennkammerwand für eine mager-brennende Gasturbinenbrennkammer
EP2385303A1 (de) 2010-05-03 2011-11-09 Alstom Technology Ltd Verbrennungsvorrichtung für eine Gasturbine
EP2397759A1 (de) 2010-06-16 2011-12-21 Alstom Technology Ltd Dämpfungsanordnung
US9310079B2 (en) * 2010-12-30 2016-04-12 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Combustion liner with open cell foam and acoustic damping layers
US8793871B2 (en) * 2011-03-17 2014-08-05 Siemens Energy, Inc. Process for making a wall with a porous element for component cooling
EP2642204A1 (de) 2012-03-21 2013-09-25 Alstom Technology Ltd Simultane Breitbanddämpfung an mehreren Stellen in einer Brennkammer
EP3058201B1 (de) * 2013-10-18 2018-07-18 United Technologies Corporation Brennkammerwand mit kühlelement(en) in einem kühlhohlraum
EP2966356B1 (de) * 2014-07-10 2020-01-08 Ansaldo Energia Switzerland AG Sequentielle brennkammeranordnung mit einem mischer
EP2977679B1 (de) * 2014-07-22 2019-08-28 United Technologies Corporation Brennkammerwand für einen gasturbinenmotor und verfahren zur akustischen dämpfung
US20160238252A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-18 Siemens Energy, Inc. Thermally expandable transition piece
DE102015215138A1 (de) * 2015-08-07 2017-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Brennkammer für eine Gasturbine mit mindestens einem Resonator
JP6843513B2 (ja) * 2016-03-29 2021-03-17 三菱パワー株式会社 燃焼器、燃焼器の性能向上方法
JP6756897B2 (ja) 2016-07-25 2020-09-16 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft 共振器リングを備えるガスタービンエンジン
EP3438540A1 (de) * 2017-07-31 2019-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Brenner mit einem schalldämpfer
KR101954535B1 (ko) * 2017-10-31 2019-03-05 두산중공업 주식회사 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120260657A1 (en) * 2009-09-21 2012-10-18 Alstom Technology Ltd Combustor of a gas turbine
US8689933B2 (en) * 2009-09-23 2014-04-08 Siemens Aktiengesellschaft Helmholtz resonator for a gas turbine combustion chamber

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2021148213A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20230033194A1 (en) 2023-02-02
DE102020200583A1 (de) 2021-07-22
WO2021148213A1 (de) 2021-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2527743B1 (de) Segmentbauteil aus Hochtemperaturgussmaterial für eine Ringbrennkammer, Ringbrennkammer für ein Flugzeugtriebwerk, Flugzeugtriebwerk und Verfahren zur Herstellung einer Ringbrennkammer
DE60012289T2 (de) Brennkammer für eine Gasturbine
WO2021148213A1 (de) Resonatorring für brennkammersysteme
DE69712983T2 (de) Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Strukturen mit Kühlkanälen
DE102012100368B4 (de) Brennkammerdüse
DE102010017623A1 (de) Monolithischer Brennstoffinjektor und zugehöriges Herstellungsverfahren
EP2927594B1 (de) Brennkammer einer Gasturbine
CH680523A5 (de)
DE2844171A1 (de) Brennkammer fuer gasturbinentriebwerke
DE3343652A1 (de) Brennerflammrohr und verfahren zur herstellung desselben
DE102009010185A1 (de) Gasturbinenmaschine
EP2340397A1 (de) Brennereinsatz für eine gasturbinenbrennkammer und gasturbine
EP0971172B1 (de) Brennkammer für eine Gasturbine mit schalldämpfender Wandstruktur
EP2551507A2 (de) Abgasturbinenkonus mit dreidimensional profilierter Trennwand sowie plattenartiges Wandelement
DE69306290T2 (de) Geteilter Mittelkörper für eine Ringbrennkammer
DE102015113009A1 (de) Brennkammerkappenanordnung
DE112014000407T5 (de) Geschmiedeter Brennstoffeinspritzdüsenschaft
WO2020157190A1 (de) Gasturbinen-heissgas-bauteil und verfahren zum herstellen eines derartigen gasturbinen-heissgas-bauteils
EP2725203B1 (de) Kühlluftführung in einer Gehäusestruktur einer Strömungsmaschine
EP2871418B1 (de) Gasturbinenbrennkammer sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE102011008773A1 (de) Wärmetauscher und Strahltriebwerk mit solchem
EP3921576B1 (de) Resonator, verfahren zur herstellung eines solchen sowie mit einem solchen versehene brenneranordnung
DE102014226707A1 (de) Gasturbinenbrennkammer mit veränderter Wandstärke
EP4058729B1 (de) Keramischer resonator für brennkammersysteme und brennkammersystem
DE112017002810T5 (de) Kühlstruktur für einen Gasturbinenmotor

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220628

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20231004

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20251111