[發(fā)明專利]燃氣渦輪進氣口消聲器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480006186.X
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN105103217A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設計）人: R·A·帕特南
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G10K11/16
• 分類號: G10K11/16;G10K11/175;F02C7/045
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;黃海鳴

技術領域

本發(fā)明涉及燃氣渦輪發(fā)動機，并且更具體地涉及用于對從到該燃氣渦輪發(fā)動機的進氣口的發(fā)射的聲音進行衰減的進氣口消聲器。

背景技術

用于發(fā)電的燃氣渦輪發(fā)動機包括壓縮機，其用于為該發(fā)動機提供壓縮空氣，后者與燃料混合并且點燃從而產(chǎn)生熱的工作氣體，并且該熱的工作氣體通過渦輪部分進行引導以從該發(fā)動機產(chǎn)生工作輸出。該壓縮機包括由多排旋轉(zhuǎn)扇葉和靜止葉片的配對所形成的多個分級。該旋轉(zhuǎn)扇葉由于與扇葉和被吸入壓縮機的空氣的交互相關的各種不同現(xiàn)象的交互而產(chǎn)生進氣噪聲，并且產(chǎn)生寬帶噪聲和扇葉通過的不連續(xù)聲調(diào)。

已經(jīng)實施了各種機制對從壓縮機進氣口所發(fā)出的噪聲進行抑制。例如，可以在進氣過濾部件和壓縮機之間在壓縮機進氣導管處安裝聲音吸收的平行進氣口擋板，以吸收壓縮機的進氣口噪聲。然而，這樣的擋板結構可能限制空氣流動并且使得在壓縮機進氣口提供噪聲衰減的代價有實質(zhì)性的增加。

發(fā)明內(nèi)容

依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于對從去往空氣進氣機器的流動路徑的進氣口發(fā)射的聲音進行衰減的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有進氣通路以及該進氣通路下游的出氣通路的進氣導管結構，該出氣通路定義了總體上垂直于通過該出氣通路的流動而沿翼展方向進行延伸的出氣平面。渦流生成器相鄰于該出氣通路進行定位或處于其上游，該渦流生成器跨該出氣通路進行延伸并且定義了一個平面。該渦流生成器形成與從該機器的進氣口所發(fā)射的具體音調(diào)聲頻進行交互的渦流從而實現(xiàn)駐波的形成。聲音反射壁在該進氣和出氣通路之間而位于該進氣導管上，位于該渦流生成器的上游并且總體上平行于該渦流生成器的平面進行定向。該駐波具有從該聲音反射壁進行反射以形成反射分量的上游傳播分量，該反射分量與該上游傳播分量干涉以衰減來自該機器的進氣口的具體音調(diào)聲頻。

該渦流生成器可以包括跨該出氣通路在翼展方向以相互平行且成間隔關系的行進行延伸的多個渦流產(chǎn)生桿體，并且該桿體在總體上平行于出氣平面的平面中在其下游側(cè)形成尾流渦流(wakeshedvortices)。

該桿體可以具有定義直徑的圓形橫截面，并且至少一個桿體可以具有不同于至少另一個桿體的直徑。

特定桿體的直徑可以參照每個特定桿體的位置處的氣流的平均速率進行選擇。

從桿體到聲音反射壁的距離可以根據(jù)桿體的直徑而有所變化。

兩行或更多行的桿體可以在通過出氣通路的流動方向彼此間隔開來，其中第一行桿體中的桿體可以在垂直于出氣口平面延伸的方向與第二行桿體中的桿體對齊，并且可以形成共線或錯列的陣列。

該聲音反射壁可以平行于該渦流生成器的平面而位于進氣和出氣通路之間流動方向發(fā)生變化的接合點處。

該空氣進氣機器可以是燃氣渦輪發(fā)動機，其具有包括旋轉(zhuǎn)扇葉行的壓縮機，并且該具體音調(diào)聲頻可以是至少一個旋轉(zhuǎn)扇葉行所形成的扇葉通過頻率。

該駐波可以具有對應于該扇葉通過頻率的頻率，并且該渦流生成器可以相對于該聲音反射壁進行定位而使得該駐波與聲音反射壁之間的距離d等于n(λ/4)，其中n是奇數(shù)整數(shù)并且λ是該扇葉通過頻率的波長。

該渦流生成器和聲音反射壁中的至少一個能夠相對于該渦流生成器和聲音反射壁中的另外一個進行移動以對距離d進行調(diào)節(jié)。

該進氣導管結構除了該聲音反射壁以外的內(nèi)表面以聲音吸收結構作為內(nèi)襯。

依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種對從去往空氣進氣機器的流動路徑的進氣口發(fā)射的聲音進行衰減的方法。該方法包括通過具有進氣通路和出氣通路的進氣導管結構提供空氣流動，該出氣通路定義了總體上垂直于通過該出氣通路的流動而沿翼展方向進行延伸的出氣平面；引導空氣流動通過相鄰于該出氣通路或在其上游進行定位的渦流生成器以形成渦流，該渦流與從該機器的進氣口所發(fā)射的具體音調(diào)聲頻進行交互從而實現(xiàn)駐波的形成；提供聲音反射壁，其在該渦流生成器的上游位于該進氣和出氣通路之間的該進氣導管上并且總體上平行于該渦流生成器的平面進行定向；并且其中該駐波具有從該聲音反射壁進行反射以形成反射分量的上游傳播分量，該反射分量與該上游傳播分量干涉以衰減來自該機器的進氣口的具體音調(diào)聲頻。

引導空氣流動通過渦流生成器的步驟可以包括提供以相互平行且成間隔關系的行進行延伸的多個桿體，并且引導空氣流動通過該桿體之間的空間。該駐波可以在與該行桿體在下游間隔開來的平面中形成，并且多個桿體可以位于距該駐波平面的不同距離處。

該方法可以進一步包括形成駐波而使得其在該上游傳播分量從該聲音反射壁進行反射之后具有與該具體音調(diào)聲頻形成破壞性干涉的頻率。