燃气涡轮进气口消声器的制造方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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】
[0004]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。
[0005]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祸流(wake shed vortices)。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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η ( λ /4)，其中η是奇数整数并且λ是该扇叶通过频率的波长。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]该方法可以进一步包括使得该涡流生成器和声音反射壁中的至少一个相对于该涡流生成器和声音反射壁中的另一个进行移动而调节该涡流生成器和声音反射壁之间的距离以调谐该反射分量，从而与该具体音调声频形成破坏性干涉。
【附图说明】
[0019]虽然说明书以特别指出本发明并且对其明确要求保护的权利要求作为结束，但是相信本发明将通过以下结合附图所进行的描述而获得更好的理解，其中同样的附图标记指代同样的要素，并且其中:
[0020]图1是被配置为整合本发明的多个方面的燃气涡轮发动机图形视图；
[0021]图2是依据本发明多个方面的包括声音衰减系统的进气导管的截面图；
[0022]图3是沿图2中的线3-3所取得的进气导管的截面图；
[0023]图4是图2中的区域A的放大图，其以图形方式图示了驻波；
[0024]图5是沿图3中的线5-5所取得的截面图；
[0025]图6是图示出具有不同大小的杆体的涡流生成器的截面图；和
[0026]图7A和7B是示出具有两行杆体的涡流生成器的可替换实施例的截面图。
【具体实施方式】
[0027]在以下对优选实施例的详细描述中，对形成这里的一部分并且其中通过说明而非限制性示出可以在其中对本发明进行实践的具体优选实施例的附图加以参考。所要理解的是，可以采用其它实施例并且可以作出变化而并不背离本发明的精神和范围。
[0028]参考图1，依据本发明的一个方面，在去往空气进气机器的流动路径的进气口处提供了进气口消音器。在所图示的实施例中，该空气进气机器是燃气涡轮发动机10，诸如在发电厂中使用的燃气涡轮发动机10。发动机10包括压缩机12，其通过压缩机进气导管结构或进气导管14接收空气。所图示的进气导管可以位于进气过滤部件(未示出)的下游。该压缩机将经压缩的空气送至燃烧室16，空气在那里与燃料进行燃烧以产生用于发动机10的涡轮部分18的热的工作气体，而产生工作输出以便诸如对发电机(未示出)进行供能。
[0029]参考图2和3，所图示的实施例的进气导管14具有总体上为矩形的横截面，然而可以理解的是，这里所描述的本发明的多个方面可以在具有诸如圆形配置的其它配置的进气导管14中实施。进气导管14包括由第一和第二侧壁20、22以及连接侧壁20、22的外壁和内壁24、26所形成的进气通路28。如图2中所看到的，该进气通路定义了第一中心轴线
A1O
[0030]出气通路30位于进气通路28和压缩机进气壳32之间，并且可以在出气通路30和压缩机进气壳32之间的连接处提供膨胀接头34。出气通路30包括第一和第二侧壁36、38，它们可以与进气通路28的第一和第二侧壁20、22是连续的。第一和第二壁36、38由延伸至进气通路28的内壁26的前壁40以及延伸至进气通路28的外壁24的后壁42所连接。出气通路30定义了第二中心轴线A2，其可以总体上与进气通路28的第一中心轴线A1垂直。进入压缩机12的气流？1可以通过总体上平行于第一中心轴线A i的进气通路28而进入到进气导管14中，并且在进气和出气通路28、30之间的接合点处一即总体上由44所指示的区域一改变方向，并且进一步可以作为总体上平行于第二中心轴线^的气流F2进行至