[发明专利]燃气涡轮进气口消声器

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于对从到该燃气涡轮发动机的进气口的发射的声音进行衰减的进气口消声器。

背景技术

用于发电的燃气涡轮发动机包括压缩机，其用于为该发动机提供压缩空气，后者与燃料混合并且点燃从而产生热的工作气体，并且该热的工作气体通过涡轮部分进行引导以从该发动机产生工作输出。该压缩机包括由多排旋转扇叶和静止叶片的配对所形成的多个分级。该旋转扇叶由于与扇叶和被吸入压缩机的空气的交互相关的各种不同现象的交互而产生进气噪声，并且产生宽带噪声和扇叶通过的不连续声调。

已经实施了各种机制对从压缩机进气口所发出的噪声进行抑制。例如，可以在进气过滤部件和压缩机之间在压缩机进气导管处安装声音吸收的平行进气口挡板，以吸收压缩机的进气口噪声。然而，这样的挡板结构可能限制空气流动并且使得在压缩机进气口提供噪声衰减的代价有实质性的增加。

发明内容

依据本发明的一个方面，提供了一种用于对从去往空气进气机器的流动路径的进气口发射的声音进行衰减的系统。该系统包括具有进气通路以及该进气通路下游的出气通路的进气导管结构，该出气通路定义了总体上垂直于通过该出气通路的流动而沿翼展方向进行延伸的出气平面。涡流生成器相邻于该出气通路进行定位或处于其上游，该涡流生成器跨该出气通路进行延伸并且定义了一个平面。该涡流生成器形成与从该机器的进气口所发射的具体音调声频进行交互的涡流从而实现驻波的形成。声音反射壁在该进气和出气通路之间而位于该进气导管上，位于该涡流生成器的上游并且总体上平行于该涡流生成器的平面进行定向。该驻波具有从该声音反射壁进行反射以形成反射分量的上游传播分量，该反射分量与该上游传播分量干涉以衰减来自该机器的进气口的具体音调声频。

该涡流生成器可以包括跨该出气通路在翼展方向以相互平行且成间隔关系的行进行延伸的多个涡流产生杆体，并且该杆体在总体上平行于出气平面的平面中在其下游侧形成尾流涡流(wakeshedvortices)。

该杆体可以具有定义直径的圆形横截面，并且至少一个杆体可以具有不同于至少另一个杆体的直径。

特定杆体的直径可以参照每个特定杆体的位置处的气流的平均速率进行选择。

从杆体到声音反射壁的距离可以根据杆体的直径而有所变化。

两行或更多行的杆体可以在通过出气通路的流动方向彼此间隔开来，其中第一行杆体中的杆体可以在垂直于出气口平面延伸的方向与第二行杆体中的杆体对齐，并且可以形成共线或错列的阵列。

该声音反射壁可以平行于该涡流生成器的平面而位于进气和出气通路之间流动方向发生变化的接合点处。

该空气进气机器可以是燃气涡轮发动机，其具有包括旋转扇叶行的压缩机，并且该具体音调声频可以是至少一个旋转扇叶行所形成的扇叶通过频率。

该驻波可以具有对应于该扇叶通过频率的频率，并且该涡流生成器可以相对于该声音反射壁进行定位而使得该驻波与声音反射壁之间的距离d等于n(λ/4)，其中n是奇数整数并且λ是该扇叶通过频率的波长。

该涡流生成器和声音反射壁中的至少一个能够相对于该涡流生成器和声音反射壁中的另外一个进行移动以对距离d进行调节。

该进气导管结构除了该声音反射壁以外的内表面以声音吸收结构作为内衬。

依据本发明的另一个方面，提供了一种对从去往空气进气机器的流动路径的进气口发射的声音进行衰减的方法。该方法包括通过具有进气通路和出气通路的进气导管结构提供空气流动，该出气通路定义了总体上垂直于通过该出气通路的流动而沿翼展方向进行延伸的出气平面；引导空气流动通过相邻于该出气通路或在其上游进行定位的涡流生成器以形成涡流，该涡流与从该机器的进气口所发射的具体音调声频进行交互从而实现驻波的形成；提供声音反射壁，其在该涡流生成器的上游位于该进气和出气通路之间的该进气导管上并且总体上平行于该涡流生成器的平面进行定向；并且其中该驻波具有从该声音反射壁进行反射以形成反射分量的上游传播分量，该反射分量与该上游传播分量干涉以衰减来自该机器的进气口的具体音调声频。

引导空气流动通过涡流生成器的步骤可以包括提供以相互平行且成间隔关系的行进行延伸的多个杆体，并且引导空气流动通过该杆体之间的空间。该驻波可以在与该行杆体在下游间隔开来的平面中形成，并且多个杆体可以位于距该驻波平面的不同距离处。

该方法可以进一步包括形成驻波而使得其在该上游传播分量从该声音反射壁进行反射之后具有与该具体音调声频形成破坏性干涉的频率。