[发明专利]紧凑式高压排气消音装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月28日提交的美国临时申请No.61/580,675的益处，该申请通过引用而结合在本文中。

技术领域

本文公开的主题大体涉及消音系统，并且更具体而言，涉及能够引起高的压降和合乎需要的流属性的消音装置。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，空气在运行期间在压缩模块中加压。被引导通过压缩模块的空气在燃烧器中与燃料混合且被点燃，从而产生热的燃烧气体，燃烧气体流过涡轮级，涡轮级从气体中抽取能量，以对风扇和压缩机转子提供功率，并且产生发动机推力来在飞行中推进航空器或对负载(诸如发电机)提供功率。

在一些燃气涡轮发动机中，高压空气(诸如例如来自压缩机的泄放空气)的一部分可从压缩机中抽取出或泄放出，以用于多种需要。这些需要包括例如压缩机流泄放，这可用来改进可操作性以及提供涡轮冷却，对轴承油槽加压，吹扫空气或提供航空器环境控制。可使用位于压缩机的特定部分或级上面的泄放槽口从压缩机泄放空气。

问题在于：在至少一些燃气涡轮发动机中，在一些运行状况中进行的发动机运行期间，压缩机可泵送比需要(包括燃烧过程)所要求的更多的空气。为了管理发动机的可操作性和燃烧性能，来自压缩机的过量泄放空气的一部分可输送通过泄放管道，并且排出到旁通流动流中、排出到发动机排气中，或排出到环境中。从压缩机泄放的空气流的压力和温度可非常高。例如，泄放空气压力可大于大约1375kPa，并且泄放空气温度可大于大约538℃。过渡泄放阀系统(TBV)系统有时用于泄放和排出从压缩机移除的空气。用于泄放排气系统的某些传统设计使用较大和/或笨重的消音装置来降低产生的噪音。例如，一些传统泄放系统的排气面积可设定成将排气位置处的流速降低到满足应用的声学限制所需要的水平以下的水平。排气面积，以及在源压力和排气口之间的较温和的膨胀可造成这些系统有相对较大的尺寸和/或重量。在一些应用(例如，航空器)中，使用较大和/或笨重的构件可能不合需要。

另外，一旦实现满足声学限制的排气速度，在航空器上的一些传统排气设计可要求在排气位置附近的其它构件上有广泛的热防护。由于高温空气的性质，一旦它过度膨胀而实现较低速度，与其混合的空气可超过泄放空气，从而使其“铺(lay down)”在发动机周围的包围结构上。在一些航空器中，包围结构可由轻质复合材料或具有较低温度能力的其它金属材料制成。

发明内容

上面提到的问题的解决方案由包括示例实施例的本公开提供，示例实施例提供说明性教导，并且不意图为限制性的。

根据本公开的至少一些方面的示例消音装置可包括：包括入口的内部流调节器，入口构造成将加压流体流传输到内部流调节器内部中，内部流调节器包括多个内部流调节器孔；以及排气罐，其设置成基本包围内部流调节器且布置成经由内部流调节器孔将加压流体流接收到排气罐内部中，排气罐包括排气滤网，排气滤网包括布置成从排气罐内部排出加压流体流的多个排气滤网孔。排气罐内部可在多个内部流调节器孔和排气滤网孔之间基本没有流阻碍。内部流调节器孔的有效流动面积与入口的有效流动面积的比率可为大约0.7至大约1.75。排气滤网孔的有效流动面积与入口的有效流动面积的比率可为大约0.9至大约2.8。

根据本公开的至少一些方面的示例消音装置可包括：包括入口的内部流调节器，入口构造成将加压流体流传输到内部流调节器内部中，内部流调节器包括多个内部流调节器孔；以及排气罐，其设置成基本包围内部流调节器且布置成经由内部流调节器孔将加压流体流接收到排气罐内部中，排气罐包括排气滤网，排气滤网包括布置成从排气罐内部排出加压流体流的多个排气滤网孔。排气罐内部可在多个内部流调节器孔和排气滤网孔之间基本没有流阻碍。内部流调节器内部的容积与排气罐内部的容积的比率可为大约0.06至大约0.40。