本公開(kāi)的領(lǐng)域大體上涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī),并且更具體而言,涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的多個(gè)放出空氣流的消聲裝置。
背景技術(shù):
至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括放出空氣系統(tǒng),其為了各種需要從壓縮機(jī)抽取或放出高壓空氣。放出空氣用于管理發(fā)動(dòng)機(jī)可操作性,如燃燒性能,并且提供渦輪冷卻、加壓軸承槽、吹洗空氣,并且/或者提供飛行器環(huán)境控制。使用位于壓縮機(jī)的特定部分或級(jí)之上的多個(gè)放出端口,空氣從壓縮機(jī)放出到放出空氣系統(tǒng)中。然而,壓縮機(jī)可泵送比發(fā)動(dòng)機(jī)需要(包括燃燒過(guò)程)所需的更多的空氣,產(chǎn)生過(guò)量放出空氣。
在至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中,來(lái)自壓縮機(jī)的過(guò)量放出空氣發(fā)送穿過(guò)放出空氣系統(tǒng),并且排出到旁通流中。由于來(lái)自壓縮機(jī)的放出空氣的壓力和溫度可為非常高的,故需要旁通流處的消聲裝置以減少由噴出過(guò)量放出空氣產(chǎn)生的生成噪聲。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在一個(gè)方面中,提供用于排出燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的至少一個(gè)流體流的消聲裝置。裝置包括與第一導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接的第一擴(kuò)散器。第一擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體并且構(gòu)造成排出第一導(dǎo)管內(nèi)的第一流體流。裝置還包括設(shè)置成鄰近第一擴(kuò)散器的第二擴(kuò)散器。第二擴(kuò)散器與第二導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接。第二擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體并且構(gòu)造成排出第二導(dǎo)管內(nèi)的第二流體流。裝置還包括至少部分地包繞第一擴(kuò)散器和第二擴(kuò)散器的第三擴(kuò)散器。第三擴(kuò)散器與第一擴(kuò)散器和第二擴(kuò)散器流動(dòng)連通聯(lián)接。第三擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體并且構(gòu)造成排出第三流體流。第三流體流包括從第一擴(kuò)散器排出的第一流體流和從第二擴(kuò)散器排出的第二流體流中的至少一種。
在另一個(gè)方面中,提供用于從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的多級(jí)壓縮機(jī)排出放出空氣的放出系統(tǒng)。系統(tǒng)包括第一導(dǎo)管,其與壓縮機(jī)上的第一放出位置流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第一流體流在第一導(dǎo)管內(nèi)被指引。系統(tǒng)還包括與第一導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接的第一擴(kuò)散器。第一擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,并且構(gòu)造成排出第一流體流。系統(tǒng)還包括第二導(dǎo)管,其與壓縮機(jī)上的第二放出位置流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第二流體流在第二導(dǎo)管內(nèi)被指引。此外,系統(tǒng)包括設(shè)置成鄰近第一擴(kuò)散器的第二擴(kuò)散器。第二擴(kuò)散器與第二導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接。第二擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,并且構(gòu)造成排出第二導(dǎo)管內(nèi)的第二流體流。此外,系統(tǒng)包括第三擴(kuò)散器,其設(shè)置在旁通管內(nèi)并且至少部分地包繞第一擴(kuò)散器和第二擴(kuò)散器。第三擴(kuò)散器與第一擴(kuò)散器和第二擴(kuò)散器流動(dòng)連通聯(lián)接。第三擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,并且構(gòu)造成將第三流體流排出到旁通管內(nèi)的旁通流中。第三流體流包括從第一擴(kuò)散器排出的第一流體流和從第二擴(kuò)散器排出的第二流體流中的至少一種。
在又一個(gè)方面中,渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)包括包含多級(jí)壓縮機(jī)的芯部發(fā)動(dòng)機(jī)、由功率渦輪供能的風(fēng)扇,該功率渦輪由芯部發(fā)動(dòng)機(jī)中生成的氣體驅(qū)動(dòng),以及至少部分地包繞芯部發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)扇的旁通管。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于將放出空氣從多級(jí)壓縮機(jī)排出至旁通管的放出系統(tǒng)。放出系統(tǒng)包括第一導(dǎo)管,其與壓縮機(jī)上的第一放出位置流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第一流體流在第一導(dǎo)管內(nèi)被指引。系統(tǒng)還包括第二導(dǎo)管,其與壓縮機(jī)上的第二放出位置流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第二流體流在第二導(dǎo)管內(nèi)被指引。系統(tǒng)還包括與第一導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接的第一擴(kuò)散器。第一擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,并且構(gòu)造成排出第一流體流。此外,系統(tǒng)包括設(shè)置成鄰近第一擴(kuò)散器的第二擴(kuò)散器。第二擴(kuò)散器與第二導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接。第二擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,并且構(gòu)造成排出第二導(dǎo)管內(nèi)的第二流體流。此外,系統(tǒng)包括第三擴(kuò)散器,其設(shè)置在旁通管內(nèi)并且至少部分地包繞第一擴(kuò)散器和第二擴(kuò)散器。第三擴(kuò)散器與第一擴(kuò)散器和第二擴(kuò)散器流動(dòng)連通聯(lián)接。第三擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,并且構(gòu)造成將第三流體流排出到旁通管內(nèi)的旁通流中。第三流體流包括從第一擴(kuò)散器排出的第一流體流和從第二擴(kuò)散器排出的第二流體流中的至少一種。
技術(shù)方案1.一種用于排出至少一個(gè)流體流的消聲裝置,所述裝置包括:
第一擴(kuò)散器,其與第一導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接,所述第一擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,所述第一擴(kuò)散器構(gòu)造成排出所述第一導(dǎo)管內(nèi)的第一流體流;
第二擴(kuò)散器,其設(shè)置成鄰近所述第一擴(kuò)散器,所述第二擴(kuò)散器與第二導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接,所述第二擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,所述第二擴(kuò)散器構(gòu)造成排出所述第二導(dǎo)管內(nèi)的第二流體流;以及
第三擴(kuò)散器,其至少部分地包繞所述第一擴(kuò)散器和所述第二擴(kuò)散器,所述第三擴(kuò)散器與所述第一擴(kuò)散器和所述第二擴(kuò)散器流動(dòng)連通聯(lián)接,所述第三擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,所述第三擴(kuò)散器構(gòu)造成排出第三流體流,所述第三流體流包括從所述第一擴(kuò)散器排出的所述第一流體流和從所述第二擴(kuò)散器排出的所述第二流體流中的至少一種。
技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置,其特征在于,所述第二擴(kuò)散器本體還包括同心地設(shè)置成鄰近所述第一擴(kuò)散器的大致環(huán)形形狀。
技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置,其特征在于,所述第一擴(kuò)散器延伸穿過(guò)所述第二擴(kuò)散器,使得所述第一流體流相對(duì)于所述第二流體流沿徑向向外排出。
技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置,其特征在于,所述第二擴(kuò)散器的所述多個(gè)孔口構(gòu)造成沿至少部分地遠(yuǎn)離所述第一擴(kuò)散器的方向指引所述第二流體流。
技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置,其特征在于,所述第一擴(kuò)散器的所述多個(gè)孔口構(gòu)造成沿至少部分地遠(yuǎn)離所述第二擴(kuò)散器的方向指引所述第一流體流。
技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置,其特征在于,所述第一擴(kuò)散器和所述第二擴(kuò)散器構(gòu)造成在所述第三擴(kuò)散器內(nèi)排出之前保持所述第一流體流和第二流體流的分離。
技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置,其特征在于,所述第一擴(kuò)散器和所述第二擴(kuò)散器為整體的。
技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置,其特征在于,所述第一擴(kuò)散器本體和所述第二擴(kuò)散器本體中的至少一個(gè)還包括大致截頭圓錐形形狀。
技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案1所述的裝置,其特征在于,所述第三擴(kuò)散器本體還包括大致圓柱形形狀。
技術(shù)方案10.一種用于從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的多級(jí)壓縮機(jī)排出放出空氣的放出系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:
第一導(dǎo)管,其與所述壓縮機(jī)上的第一放出位置流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第一流體流在所述第一導(dǎo)管內(nèi)被指引;
第一擴(kuò)散器,其與所述第一導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接,所述第一擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,并且構(gòu)造成排出所述第一流體流;
第二導(dǎo)管,其與所述壓縮機(jī)上的第二放出位置流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第二流體流在所述第二導(dǎo)管內(nèi)被指引;
第二擴(kuò)散器,其設(shè)置成鄰近所述第一擴(kuò)散器,所述第二擴(kuò)散器與所述第二導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接,所述第二擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,所述第二擴(kuò)散器構(gòu)造成排出所述第二導(dǎo)管內(nèi)的所述第二流體流;以及
第三擴(kuò)散器,其設(shè)置在旁通管內(nèi)并且至少部分地包繞所述第一擴(kuò)散器和所述第二擴(kuò)散器,所述第三擴(kuò)散器與所述第一擴(kuò)散器和所述第二擴(kuò)散器流動(dòng)連通聯(lián)接,所述第三擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,所述第三擴(kuò)散器構(gòu)造成將第三流體流排出到所述旁通管內(nèi)的旁通流中,所述第三流體流包括從所述第一擴(kuò)散器排出的所述第一流體流和從所述第二擴(kuò)散器排出的所述第二流體流中的至少一種。
技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第二擴(kuò)散器本體還包括同心地設(shè)置成鄰近所述第一擴(kuò)散器的大致環(huán)形形狀。
技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案10所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第二導(dǎo)管的至少一部分同心地設(shè)置成鄰近所述第一導(dǎo)管。
技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案10所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管構(gòu)造成保持所述第一流體流與第二流體流之間的分離。
技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案10所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第三擴(kuò)散器本體還包括大致圓柱形形狀。
技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案10所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第一擴(kuò)散器本體和所述第二擴(kuò)散器本體中的至少一個(gè)還包括大致截頭圓錐形形狀。
技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案10所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第二導(dǎo)管包括多個(gè)導(dǎo)管,其與所述壓縮機(jī)上的多個(gè)放出位置流動(dòng)連通聯(lián)接,使得流體流在各個(gè)導(dǎo)管內(nèi)被指引,并且其中所述第二擴(kuò)散器包括多個(gè)擴(kuò)散器,并且各個(gè)擴(kuò)散器與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接,使得流體流在其中排出。
技術(shù)方案17.一種渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),其包括:
芯部發(fā)動(dòng)機(jī),其包括多級(jí)壓縮機(jī);
風(fēng)扇,其由功率渦輪供能,所述功率渦輪由在所述芯部發(fā)動(dòng)機(jī)中生成的氣體驅(qū)動(dòng);
旁通管,其至少部分地包繞所述芯部發(fā)動(dòng)機(jī)和所述風(fēng)扇;以及
放出系統(tǒng),其用于將放出空氣從所述多級(jí)壓縮機(jī)排出至所述旁通管,所述放出系統(tǒng)包括:
第一導(dǎo)管,其與所述壓縮機(jī)上的第一放出位置流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第一流體流在所述第一導(dǎo)管內(nèi)被指引;
第二導(dǎo)管,其與所述壓縮機(jī)上的第二放出位置流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第二流體流在所述第二導(dǎo)管內(nèi)被指引;
第一擴(kuò)散器,其與所述第一導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接,所述第一擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,并且構(gòu)造成排出所述第一流體流;
第二擴(kuò)散器,其設(shè)置成鄰近所述第一擴(kuò)散器,所述第二擴(kuò)散器與所述第二導(dǎo)管流動(dòng)連通聯(lián)接,所述第二擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,所述第二擴(kuò)散器構(gòu)造成排出所述第二導(dǎo)管內(nèi)的所述第二流體流;以及
第三擴(kuò)散器,其設(shè)置在所述旁通管內(nèi)并且至少部分地包繞所述第一擴(kuò)散器和所述第二擴(kuò)散器,所述第三擴(kuò)散器與所述第一擴(kuò)散器和所述第二擴(kuò)散器流動(dòng)連通聯(lián)接,所述第三擴(kuò)散器包括包含多個(gè)孔口的本體,所述第三擴(kuò)散器構(gòu)造成將第三流體流排出到所述旁通管內(nèi)的旁通流中,所述第三流體流包括從所述第一擴(kuò)散器排出的所述第一流體流和從所述第二擴(kuò)散器排出的所述第二流體流中的至少一種。
技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案17所述的發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于,所述第二擴(kuò)散器本體還包括同心地設(shè)置成鄰近所述第一擴(kuò)散器的大致環(huán)形形狀。
技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案17所述的發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于,所述第一擴(kuò)散器本體和所述第二擴(kuò)散器本體中的至少一個(gè)還包括大致截頭圓錐形形狀。
技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案17所述的發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于,所述第一流體流和所述第二流體流為不同的壓力。
附圖說(shuō)明
當(dāng)參照附圖閱讀下列詳細(xì)描述時(shí),將更好地理解本公開(kāi)的這些和其它的特征、方面和優(yōu)點(diǎn),在該附圖中,相似的標(biāo)記在所有附圖中表示相似的部件,其中:
圖1為根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
圖2為圖1中示出的示例性壓縮機(jī)放出系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖。
圖3為與圖2示出的放出系統(tǒng)隔離的示例性消聲裝置的透視圖。
圖4為圖3中示出的消聲裝置的截面圖。
圖5為與圖2中示出的放出系統(tǒng)隔離的消聲裝置的另一實(shí)施例的透視圖。
除非另外指出,否則本文中提供的附圖意在示出本公開(kāi)的實(shí)施例的特征。這些特征認(rèn)為是適用于多種系統(tǒng),其包括本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例。就此而言,附圖不意在包括本文中公開(kāi)的實(shí)施例的實(shí)踐所需的、本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有常規(guī)特征。
部件列表
100燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)
102芯部發(fā)動(dòng)機(jī)
104高壓壓縮機(jī)
106燃燒器組件
108高壓渦輪
110芯部發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子
112芯部發(fā)動(dòng)機(jī)軸
114低壓壓縮機(jī)
116低壓渦輪
118功率發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子
120功率發(fā)動(dòng)機(jī)軸
122中心軸線
124風(fēng)扇容納箱
126旁通管
128旁通流
130第一壓縮機(jī)放出位置
132第二壓縮機(jī)放出位置
134放出系統(tǒng)
202第一導(dǎo)管
204第一空氣流
206第二導(dǎo)管
208第二空氣流
210第一放出閥
212第二放出閥
214消聲裝置
216排氣位置
218位置
220排出流
224第一擴(kuò)散器
226第二擴(kuò)散器
228第三擴(kuò)散器
230本體
232孔口
234排出第一空氣流
236內(nèi)部
238本體
240孔口
242排出第二空氣流
244第三空氣流
246本體
248孔口
300消聲裝置
302第一擴(kuò)散器
304第一導(dǎo)管
306第二擴(kuò)散器
308第二導(dǎo)管
310第三擴(kuò)散器
312本體
314孔口
316本體
318孔口。
具體實(shí)施方式
在以下說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中,將參照一定數(shù)量的用語(yǔ),其應(yīng)當(dāng)限定為具有以下意義。
單數(shù)形式"一"、"一個(gè)"和"該"包括復(fù)數(shù)參照,除非上下文另外清楚地指出。
"可選"或"可選地"意思是隨后描述的事件或情形可或可不發(fā)生,并且描述包括其中事件發(fā)生的情況,以及其中其不發(fā)生的情況。
如本文中遍及說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求使用的近似語(yǔ)言可應(yīng)用于修飾可在不導(dǎo)致其涉及的基本功能的變化的情況下可容許地改變的任何數(shù)量表達(dá)。因此,由用語(yǔ)或多個(gè)用語(yǔ)如"大約"、"近似"和"大致"修飾的值不限于指定的精確值。在至少一些情況中,近似語(yǔ)言可對(duì)應(yīng)于用于測(cè)量值的器具的精度。此處和遍及說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求,范圍限制可組合和/或互換;此類(lèi)范圍被識(shí)別并且包括包含在其中的所有子范圍,除非上下文或語(yǔ)言另外指出。
本文中描述的消聲裝置的實(shí)施例提供用于從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)壓縮機(jī)排出多個(gè)放出空氣源的成本有效方法。具體而言,本文中描述的消聲裝置和系統(tǒng)允許多個(gè)放出空氣源在旁通管中的單個(gè)位置處排出。消聲裝置和系統(tǒng)包括設(shè)置在旁通管內(nèi)的三個(gè)同心擴(kuò)散器。擴(kuò)散器構(gòu)造成在排出的放出空氣中引起高壓降和合乎需要的流性質(zhì)。第一擴(kuò)散器從第一壓縮機(jī)級(jí)排出放出空氣,并且第二擴(kuò)散器從第二壓縮機(jī)排出放出空氣。第三擴(kuò)散器包繞第一和第二擴(kuò)散器,并且進(jìn)一步將放出空氣流排出到旁通管中。本文中描述的消聲裝置提供優(yōu)點(diǎn),該優(yōu)點(diǎn)包括但不限于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的放出空氣排氣噪聲的減少、總體系統(tǒng)重量在保持或改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的同時(shí)的減小、旁通管內(nèi)的旁通空氣流阻力的減小,以及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的零件成本的減少。
圖1為示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的示意圖。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100包括燃?xì)獍l(fā)生器或芯部發(fā)動(dòng)機(jī)102,其包括在繞著芯部發(fā)動(dòng)機(jī)軸112旋轉(zhuǎn)的芯部發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子110上成軸向串流關(guān)系的高壓壓縮機(jī)104、燃燒器組件106以及高壓渦輪108。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括成軸向流關(guān)系布置在繞著功率發(fā)動(dòng)機(jī)軸120旋轉(zhuǎn)的功率發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子118上的低壓壓縮機(jī)或風(fēng)扇114和低壓渦輪116。
在操作期間,空氣沿著中心軸線122流動(dòng),并且壓縮的空氣供應(yīng)至高壓壓縮機(jī)104。高度壓縮的空氣輸送至燃燒器組件106。來(lái)自燃燒器組件106的排出氣體流(未示出)驅(qū)動(dòng)渦輪108和116,并且渦輪116經(jīng)由軸120驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇或低壓壓縮機(jī)114。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括風(fēng)扇或低壓容納箱124,其包括容納旁通流128的旁通管126。在各種操作條件下,來(lái)自高壓壓縮機(jī)104的壓縮空氣的一部分從第一壓縮機(jī)放出位置130和/或第二壓縮機(jī)放出位置132放出。該放出空氣引導(dǎo)穿過(guò)壓縮機(jī)放出系統(tǒng)134,并且可排出到旁通流128中。
圖2為可與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100(圖1中示出)一起使用的放出系統(tǒng)134的示意性側(cè)視圖。在示例性實(shí)施例中,第一放出導(dǎo)管202在第一壓縮機(jī)放出位置130處與高壓壓縮機(jī)104流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第一空氣流204在第一導(dǎo)管202內(nèi)被指引。此外,第二放出導(dǎo)管206在第二壓縮機(jī)放出位置132處與高壓壓縮機(jī)104流動(dòng)連通聯(lián)接,使得第二空氣流208在第二導(dǎo)管206內(nèi)被指引。穿過(guò)第一導(dǎo)管202的第一空氣流204由第一放出閥210選擇性地控制,并且穿過(guò)第二導(dǎo)管206的第二空氣流208由第二放出閥212選擇性地控制。在操作中,第一放出閥210和第二放出閥212分別控制來(lái)自高壓壓縮機(jī)104的第一空氣流204和第二空氣流208,以改進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100(圖1中示出)如在啟動(dòng)和高節(jié)流條件期間的可操作性和性能。來(lái)自壓縮機(jī)104的第一空氣流204和第二空氣流208可指引用于在其它區(qū)域中使用,如但不限于內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻、防結(jié)冰以及機(jī)艙加壓,或者來(lái)自壓縮機(jī)104的第一空氣流204和第二空氣流208可排出到旁通管126中。例如,第一空氣流204在瞬態(tài)條件期間從壓縮機(jī)104的第十一級(jí)放出,并且第二空氣流208在啟動(dòng)和高節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件期間從壓縮機(jī)104的第七級(jí)放出。在備選實(shí)施例中,空氣流可從壓縮機(jī)104的任何級(jí)上的位置放出。
從高壓壓縮機(jī)104放出的第一空氣流204和第二空氣流208具有高壓和高溫,例如,放出空氣壓力可大于近似1375千帕(kpa),并且放出空氣溫度可大于近似538攝氏度(℃)。將此類(lèi)高壓空氣直接地排出到旁通管126中已知生成大量的噪聲,其通常超過(guò)用于操作期間的發(fā)動(dòng)機(jī)的聲極限。在示例性實(shí)施例中,放出系統(tǒng)134包括消聲裝置214,以便于排出的第一空氣流204和第二空氣流208的噪聲減少。消聲裝置214構(gòu)造成減小在旁通管126內(nèi)的單個(gè)排氣位置216處的第一空氣流204和第二空氣流208的速度。
在示例性實(shí)施例中,消聲裝置214構(gòu)造成排出第一空氣流204和第二空氣流208中的至少一個(gè)。第一空氣流204處于與第二空氣流208(例如從不同的壓縮機(jī)級(jí)放出)不同的壓力和溫度。放出系統(tǒng)134構(gòu)造成保持第一空氣流204和第二空氣流208的分離,使得較高壓力流被限制以免阻塞和/或回壓第一導(dǎo)管202或第二導(dǎo)管206內(nèi)的較低壓力流。消聲裝置214與第一導(dǎo)管202流動(dòng)連通聯(lián)接并且與第二導(dǎo)管206流動(dòng)連通聯(lián)接。第一導(dǎo)管202保持第一空氣流204,并且第二導(dǎo)管206保持第二空氣流208,使得第一空氣流204和第二空氣流208分離并且不混合。當(dāng)僅一個(gè)放出流(如第一空氣流204或第二空氣流208)存在時(shí),第一放出閥210和第二放出閥212分別限制較高壓力流以免阻塞和/或回壓第一導(dǎo)管202或第二導(dǎo)管206內(nèi)的較低壓力流。在備選實(shí)施例中,第一空氣流204和第二空氣流208為大致相似的溫度和壓力。
第一導(dǎo)管202和第二導(dǎo)管206為大致圓形導(dǎo)管,其減小分別來(lái)自加壓的第一空氣流204和第二空氣流208的加載應(yīng)力。此外,第一導(dǎo)管202和第二導(dǎo)管206由金屬制成,該金屬能夠耐受相對(duì)高溫和高壓的第一空氣流204和第二空氣流208。在備選實(shí)施例中,第一導(dǎo)管202和第二導(dǎo)管206由任何其它材料制成,該任何其它材料使得放出系統(tǒng)134的操作能夠操作,如本文中描述的。此外,第一導(dǎo)管202和第二導(dǎo)管206在位置218處聯(lián)接在一起,使得第一空氣流204和第二空氣流208在單個(gè)位置216處排出。在位置218處,第二導(dǎo)管206同心地設(shè)置成鄰近于第一導(dǎo)管202(圖4中示出且在下面論述),使得圓形截面保持成減小來(lái)自加壓的第一空氣流204和第二空氣流208的加載應(yīng)力。
在下面更詳細(xì)描述的消聲裝置214與第一導(dǎo)管202和第二導(dǎo)管206流動(dòng)連通,使得第一空氣流204和第二空氣流208作為單個(gè)排出流220排放到旁通管126內(nèi)的旁通流128中,便于通過(guò)混合較高壓力排出流220和較低壓力旁通流128而生成的噪聲的減少。
圖3為可與放出系統(tǒng)134(圖2中示出)一起使用的示例性消聲裝置214的透視圖。圖4為示例性消聲裝置214的截面圖。在示例性實(shí)施例中,消聲裝置214包括內(nèi)部第一擴(kuò)散器224、內(nèi)部第二擴(kuò)散器226以及包繞第一擴(kuò)散器224和第二擴(kuò)散器226的外部第三擴(kuò)散器228。第一擴(kuò)散器224與第一導(dǎo)管202流動(dòng)連通聯(lián)接,并且在第一空氣流204下游。此外,第一擴(kuò)散器224包括具有大致截頭圓錐形形狀和多個(gè)孔口232的本體230,使得第一空氣流204排出234到第三擴(kuò)散器228的內(nèi)部236中。排出第一空氣流234具有比第一空氣流204更低的壓力。孔口232定位在本體230上以沿遠(yuǎn)離第二擴(kuò)散器226的方向指引排出第一空氣流234,使得較高壓力流被限制以免阻塞和/或回壓第二導(dǎo)管206內(nèi)的較低壓力流。
第二擴(kuò)散器226與第二導(dǎo)管206流動(dòng)連通聯(lián)接,并且在第二空氣流208下游。此外,第二擴(kuò)散器226包括具有大致環(huán)形形狀,同心地設(shè)置成鄰近于第一擴(kuò)散器224且具有多個(gè)孔口240的本體238,使得第二空氣流208排出242到第三擴(kuò)散器228的內(nèi)部236中。排出第二空氣流242具有比第二空氣流208更低的壓力??卓?40定位在本體238上以沿遠(yuǎn)離第一擴(kuò)散器224的方向指引排出第二空氣流242,使得較高壓力流被限制以免阻塞和/或回壓第一導(dǎo)管202內(nèi)的較低壓力流。
在示例性實(shí)施例中,第一擴(kuò)散器224和第二擴(kuò)散器226保持第一空氣流204和第二空氣流208的分離,直到在第三擴(kuò)散器228的內(nèi)部236內(nèi)排出。一旦在內(nèi)部236內(nèi)排出,則排出第一空氣流234和排出第二空氣流242可混合并且組合,以形成包括排出第一空氣流234和排出第二空氣流242的第三空氣流244。在示例性實(shí)施例中,第一擴(kuò)散器224延伸穿過(guò)第二擴(kuò)散器226,使得來(lái)自第一擴(kuò)散器224的排出第一空氣流234在第三擴(kuò)散器228的內(nèi)部236內(nèi)相對(duì)于來(lái)自第二擴(kuò)散器226的排出第二空氣流242沿徑向向外排出,以減少阻塞和/或回壓較低壓力流的較高壓力流。此外,在示例性實(shí)施例中,第一擴(kuò)散器224和第二擴(kuò)散器226為整體的。在備選實(shí)施例中,第一擴(kuò)散器224和第二擴(kuò)散器226為聯(lián)接在一起的單獨(dú)部件。
第三擴(kuò)散器228設(shè)置在旁通管126內(nèi),并且在排出第一空氣流234下游與第一擴(kuò)散器224流動(dòng)連通聯(lián)接,并且在排出第二空氣流242下游與第二擴(kuò)散器226流動(dòng)連通聯(lián)接。此外,第三擴(kuò)散器228包括具有關(guān)于內(nèi)部236的大致圓柱形形狀的本體246,使得第三擴(kuò)散器228大致包繞第一擴(kuò)散器224和第二擴(kuò)散器226。此外,第三擴(kuò)散器228包括多個(gè)孔口248,使得內(nèi)部236內(nèi)的第三空氣流244排出220到旁通管126內(nèi)的旁通流128中(圖2中示出)。排出空氣流220具有比第三空氣流244更低的壓力,使得來(lái)自排出空氣流220的噪聲在進(jìn)入旁通流128時(shí)降低。
在示例性實(shí)施例中,消聲裝置214在旁通管126內(nèi)的單個(gè)位置216處排出兩個(gè)放出空氣流,第一空氣流204和第二空氣流208。將多個(gè)放出空氣流在單個(gè)位置216處排出減少了對(duì)用于各個(gè)放出空氣流的獨(dú)立消聲裝置的需要,并且由此減小發(fā)動(dòng)機(jī)重量。在備選實(shí)施例中,消聲裝置214可排出任何數(shù)量的放出空氣流,如但不限于三個(gè)放出空氣流、四個(gè)放出空氣流以及五個(gè)放出空氣流。
圖5為可與放出系統(tǒng)134(圖2中示出)一起使用的另一示例性消聲裝置300的透視圖。參照?qǐng)D2和5,消聲裝置300的示例性實(shí)施例與以上描述的實(shí)施例大致同樣,除了如本文中描述的。例如,消聲裝置300包括與第一導(dǎo)管304流動(dòng)連通聯(lián)接的第一擴(kuò)散器302、與第二導(dǎo)管308流動(dòng)連通聯(lián)接的第二擴(kuò)散器306,以及包繞第一擴(kuò)散器302和第二擴(kuò)散器306的第三擴(kuò)散器310,如以上相對(duì)于先前描述的實(shí)施例描述的。然而,在該示例性實(shí)施例中,第一擴(kuò)散器302設(shè)置成鄰近于第二擴(kuò)散器306。
在示例性實(shí)施例中,第一擴(kuò)散器302包括具有大致截頭圓錐形形狀與多個(gè)孔口314的本體312,并且第二擴(kuò)散器包括具有大致截頭圓錐形形狀與多個(gè)孔口318的本體316。在操作中,第一擴(kuò)散器302和第二擴(kuò)散器306保持放出空氣流的分離,使得較高壓力流被限制以免阻塞和/或回壓第一導(dǎo)管304或第二導(dǎo)管308內(nèi)的較低壓力流。
消聲裝置的以上描述的實(shí)施例提供用于從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)壓縮機(jī)排出多個(gè)放出空氣源的成本有效方法。具體而言,本文中描述的消聲裝置和系統(tǒng)允許多個(gè)放出空氣源在旁通管中的單個(gè)位置處排出。消聲裝置和系統(tǒng)包括設(shè)置在旁通管內(nèi)的三個(gè)同心擴(kuò)散器。擴(kuò)散器構(gòu)造成在排出的放出空氣中引起高壓降和合乎需要的流性質(zhì)。第一擴(kuò)散器從第一壓縮機(jī)級(jí)排出放出空氣,并且第二擴(kuò)散器從第二壓縮機(jī)級(jí)排出放出空氣。第三擴(kuò)散器包繞第一和第二擴(kuò)散器,并且進(jìn)一步將放出空氣流排出到旁通管中。
本文中描述的方法、系統(tǒng)以及設(shè)備的示例性技術(shù)效果包括以下中的至少一種:(a)降低燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的放出空氣排氣噪聲;(b)在保持或改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的同時(shí)減小總體系統(tǒng)重量;(c)減小旁通管內(nèi)的旁通空氣流阻力;以及(d)減少用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的零件成本。
用于消聲裝置的方法、系統(tǒng)以及設(shè)備的示例性實(shí)施例不限于本文中描述的特定實(shí)施例,而是相反,系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可與本文中描述的其它構(gòu)件和/或方法獨(dú)立地且分開(kāi)地利用。例如,方法、系統(tǒng)以及設(shè)備還可與需要空氣流噪聲降低的其它系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)的方法組合使用,并且不限于僅利用如本文中描述的系統(tǒng)和方法實(shí)踐。相反,示例性實(shí)施例可結(jié)合可受益于空氣流噪聲降低的許多其它應(yīng)用、裝備以及系統(tǒng)來(lái)實(shí)施和利用。
盡管本公開(kāi)的各種實(shí)施例的特定特征可在一些附圖中示出并且在其它附圖中未示出,但這僅是為了方便。根據(jù)本公開(kāi)的原理,附圖的任何特征可與任何其它附圖的任何特征組合來(lái)參照和/或要求權(quán)利。
該書(shū)面的描述使用實(shí)例以公開(kāi)實(shí)施例(包括最佳模式),并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`實(shí)施例(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本公開(kāi)的可專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求限定,并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例具有不與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件,或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件,則這些其它實(shí)例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。