CN103184913B - 紧凑式高压排气消音装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及紧凑式高压排气消音装置。公开了紧凑式高压排气消音装置。一些示例消音装置可包括内部流调节器，内部流调节器包括构造成将加压流体流传输到内部流调节器内部中的入口。内部流调节器可包括多个内部流调节器孔。消音装置可包括排气罐，排气罐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。排气罐可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。

Description

紧凑式高压排气消音装置
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。
根据本公开的至少一些方面的示例消音装置可包括：内部流调节器，其成形成包括上游基部和下游基部的大体圆锥形的截头体，上游基部的直径大于下游基部的直径。内部流调节器可包括：在上游基部附近的入口；大体圆形的内部流调节器下游端壁，内部流调节器下游端壁大体垂直于圆锥形截头体的纵向轴线，并且包括多个大体沿纵向定向的内部流调节器下游端壁孔；以及内部流调节器侧壁，其大体成形为截顶锥，内部流调节器侧壁从上游基部附近到内部流调节器下游壁附近而向内渐缩，内部流调节器侧壁包括多个大体沿横向定向的内部流调节器侧壁孔。示例消音装置可包括排气罐，排气罐设置成基本包围内部流调节器且成形为大体圆形的缸体。排气罐可包括：大体环形的上游端壁，其设置在内部流调节器的上游基部附近，并且基本包围内部流调节器的上游基部；包括多个排气滤网孔的大体圆形的排气滤网；以及大体圆形排气罐侧壁，其从上游端壁附近延伸到排气滤网附近。内部流调节器和排气罐可构造成引导流体向内通过入口而进入内部流调节器中，通过内部流调节器下游端壁排出开口和内部流调节器侧壁排出开口而进入排气罐中，以及向外通过排气滤网排出开口。
附图说明
在本文中提别指出和声明了专利权利要求覆盖范围所寻求的主题。但是通过参照结合附图得到的以下描述，可最佳地理解主题及其实施例，其中：
图1是包括示例泄放系统的示例燃气涡轮发动机组件的示意性横截面图，示例泄放系统包括示例消音装置；
图2是包括示例消音装置的示例泄放系统的透视图；
图3是示例消音装置的横截面图；
图4是示例消音装置的局部剖面透视图；
图5是备选示例消音装置的横截面图；以及
图6是备选示例消音装置的横截面图；它们均与本公开的至少一些方面相一致。
部件列表：
1风扇流动流
2泄放空气
4旁通流径
5出口流动流
10燃气涡轮发动机组件
12核心燃气涡轮发动机
14高压压缩机
16燃烧器
18高压涡轮
20低压涡轮
22风扇组件
24风扇叶片
28进气侧
29排气侧
31第一转子轴
32第二转子轴
40泄放系统
44泄放流管道
45泄放空气阀
47泄放流管道长度
49消音装置长度
50消音装置
102排气罐
104排气滤网
106排气滤网104的孔
108排气罐102的内部
110内部流调节器
112内部流调节器110的侧壁
114内部流调节器110的下游端壁
116内部流调节器110的内部
118内部流调节器110的入口
120内部流调节器110的侧壁112的孔
122内部流调节器110的下游端壁114的孔
124中心轴线
126排气罐102的上游端壁
128排气罐102的侧壁
130排气罐102的直径
132上游基部直径
134下游基部直径
136内部流调节器110的上游基部
138内部流调节器110的下游基部
200消音装置
202排气罐
204排气滤网
206排气滤网204的孔
208排气罐202的内部
210内部流调节器
212内部流调节器210的侧壁
214内部流调节器210的下游端壁
216内部流调节器210的内部
218内部流调节器210的入口
220内部流调节器210的侧壁212的孔
222内部流调节器210的下游端壁214的孔
226排气罐202的上游端壁
228排气罐202的侧壁
236内部流调节器210的上游基部
238内部流调节器210的下游基部
300消音装置
302排气罐
304排气滤网
306排气滤网304的孔
308排气罐302的内部
310内部流调节器
312内部流调节器310的侧壁
314内部流调节器310的下游端壁
316内部流调节器310的内部
318内部流调节器310的入口
320内部流调节器310的侧壁312的孔
322内部流调节器310的下游端壁314的孔
326排气罐302的上游端壁
328排气罐302的侧壁。
具体实施方式
在以下详细描述中，参照了附图，附图形成详细描述的一部分。在附图中，类似的符号典型地标示类似构件，除非上下文有另外的规定。详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例不意图为限制性的。可利用其它实施例，并且可作出其它改变，而不偏离本文提出的主题的精神或范围。将容易地理解，如本文大体描述和在图中示出的那样，本公开的各方面能布置、替代、组合和设计成各种各样的不同构造，它们都被清楚地构想到，并且成为本公开的一部分。
除了别的之外，本公开包括消音系统，并且更具体而言包括能够引起高的压降和合乎需要的流性能的消音装置。
本公开构想到，现代高效涡轮风扇发动机可利用来自后压缩机级的高压/高温放气，以改进可操作性和性能。这个泄放空气可被引导到风扇涵道中或其它位置，这可在发动机运行的一些阶段期间产生另外的噪音。
根据本公开的一些示例实施例提供具有最小声学影响的紧凑式轻质过渡/可操作性泄放排气消音装置(这可大体称为“胡椒瓶(pepperpot)”)。高压/高温压缩机排出泄放的声学益处可在进入风扇涵道的高排气速度下实现，并且在一些示例实施例中，可在胡椒瓶本体(其可称为“排气罐”)内利用仅单个流动调节元件(其可称为“内部流调节器”)。一些这样的实施例可称为“单级”消音装置。本公开构想到，一些其它声学胡椒瓶可利用多个(例如，三个至五个或更多个)内部流调节元件，这可对发动机添加重量。
另外，本公开构想到，一些其它在声学方面友好的胡椒瓶可能需要在推力反向器结构上有广泛的防护，以处理热问题。根据本公开的一些示例实施例可通过这样来减少或消除对这样的防护的需要，即，将高温泄放空气的至少大部分大体引导到冷风扇涵道流的中部，这可允许热羽流离开风扇涵道，而不显著冲击在推力反向器或其它航空器表面上。
图1是根据本公开的至少一些方面的、包括示例泄放系统40的示例燃气涡轮发动机组件10的示意性横截面图，示例泄放系统40包括示例消音装置50。图2是根据本公开的至少一些方面的包括消音装置50的泄放系统40的透视图。燃气涡轮发动机组件10包括核心燃气涡轮发动机12，核心燃气涡轮发动机12包括高压压缩机14、燃烧器16和高压涡轮18。在图1中显示的示例实施例中，燃气涡轮发动机组件10还包括沿轴向联接在核心燃气涡轮发动机12下游的低压涡轮20，以及沿轴向联接在核心燃气涡轮发动机12上游的风扇组件22。风扇组件22包括从转子盘沿径向向外延伸的成阵列的风扇叶片24。在图1中显示的示例性实施例中，燃气涡轮发动机组件10具有进气侧28和排气侧29。核心燃气涡轮发动机12、风扇组件22和低压涡轮20由第一转子轴31联接在一起，并且高压压缩机14和高压涡轮18由第二转子轴32联接在一起。
在运行中，空气流过风扇叶片24，并且供应到高压压缩机14。从风扇组件22排出的空气被引导到高压压缩机14，在高压压缩机14中，空气流进一步压缩和被引导到燃烧器16。来自燃烧器16的燃烧产物用来驱动高压涡轮18和低压涡轮20，并且涡轮20经由轴31驱动风扇组件22。
在示例燃气涡轮发动机组件10中，在某些运行状况下，压缩空气的一部分可输送通过泄放系统40，从而变成泄放空气2。来自高压压缩机14的泄放空气2可进入泄放流管道44。泄放空气2可传送通过泄放流管道44，并且进入消音装置50，消音装置50将泄放空气2引导到流径(诸如旁通流径4)中，并且混合那个空气与另一个流，诸如风扇流动流1。通过泄放流管道44的流可由泄放空气阀45控制。泄放流管道44可由可进行选择以能够经受较热且处于高压的泄放空气2的多种材料制成，诸如金属。
本文在下面更详细地描述的消音装置50可与泄放流管道44处于流连通，使得泄放空气2作为出口流动流5排出到旁通流径4中，从而有利于降低出口流动流5和风扇流动流1的混合产生的噪音。
如图2中显示，泄放流管道44可在泄放空气阀45和消音装置50之间具有长度47。消音装置50可在泄放流管道44和旁通流径4之间具有长度49，诸如排气罐102的长度(图3)。在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，消音装置50的长度49可小于消音装置的长度49和泄放流管道44的长度47的总和的大约一半。在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，消音装置50的长度49可小于消音装置的长度49和泄放流管道44的长度47的大约三分之一。在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，消音装置50的长度49可小于消音装置的长度49和泄放流管道44的长度47的总和的大约四分之一。在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，这个装置提供的声学改进中的一些或全部出现在排气罐内(例如，在长度49内)，这可允许使用较小的直径和质轻的管路来将流引导到非常靠近排气罐的位置。
图3是根据本公开的至少一些方面的示例消音装置50的横截面图。图4是根据本公开的至少一些方面的示例消音装置50的局部剖面透视图。消音装置50可包括排气罐102，排气罐102可包括排气滤网104(其可为大体圆形的)、上游端壁126(其可为大体环形的)和侧壁128(其可为大体圆形的)。排气罐102可大体呈布置成围绕中心轴线124而具有直径130的空心圆形缸体的形式。排气滤网104可包括多个孔106，空气可通过多个孔106从排气罐102的内部108排出。在一些示例实施例中，排气滤网104可向外弯曲。
在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，内部流调节器110可设置在排气罐102内。内部流调节器110可大体呈围绕中心轴线124而与排气罐102同轴地布置的空心圆锥形截头体的形式。内部流调节器110可包括向内渐缩的侧壁112和下游端壁114，下游端壁114可为大体圆形。侧壁112可大体成形成截顶锥。下游端壁114可大体垂直于中心轴线124。内部流调节器110可从上游基部136(其可基本由上游端壁126包围)到下游基部138(其可在下游端壁114附近)而向内渐缩。侧壁112和下游端壁114可至少部分地限定内部流调节器110的内部116。侧壁112可包括多个大体沿横向定向的孔120，并且/或者下游端壁114可包括多个大体沿轴向定向的孔122，加压空气可通过孔120和孔122排出到排气罐102的内部108中。内部流调节器110可布置成通过入口118(其可在上游基部136附近)接收来自泄放流管道44的加压空气。内部流调节器110可具有在入口118附近的上游基部直径132和/或在下游端壁114附近的下游基部直径134。上游基部直径132可大于下游基部直径134。内部流调节器110可附连到排气罐102的内部，使得入口118设置在排气罐102的上游端壁126内。
在运行中，内部流调节器110和排气滤网102可构造成引导加压空气向内通过入口118而进入内部流调节器110的内部116中，通过内部流调节器110的孔120和/或孔122而进入排气罐102的内部108，以及向外通过排气滤网104的孔106。在一些示例实施例中，排气罐102的内部108在内部流调节器的孔120和孔122和排气滤网104的孔106之间可基本没有流阻碍。
图5是根据本公开的至少一些方面的备选示例消音装置200的横截面图。消音装置200可包括排气滤网204(其可大体呈空心缸体的形式)、上游端壁226(其可为大体环形的)、侧壁228，它们组合而形成组件排气罐202。排气滤网204可包括多个孔206，空气可通过多个孔206从排气罐202的内部208排出。内部流调节器210可设置在排气罐202的内部208内。内部流调节器210可大体呈包括向内渐缩的侧壁212和下游端壁214的空心圆锥形截头体的形式。内部流调节器210可从上游基部236到下游基部238(其可在下游端壁214附近)而向内渐缩。内部流调节器210可布置成大体与排气罐202同轴。侧壁212和下游端壁214可至少部分地限定内部流调节器210的内部216。侧壁212可包括多个孔220，以及/或者下游端壁214可包括多个孔222，空气可通过多个孔222排出到排气罐202的内部208中。内部流调节器210可布置成通过入口218(其可在上游基部236附近)接收来自泄放流管道44的空气。
消音装置200(图5)可大体类似于上面描述的消音装置50(图3和4)。消音装置200可不同于消音装置50，因为其可包括例如内部流调节器210，内部流调节器210可在形状和/或尺寸方面不同于内部流调节器110。例如，消音装置50的内部流调节器110可从上游端壁126向排气罐102的排气滤网104延伸大致一半，而内部流调节器210可从排气滤网204向消音装置200的排气罐202的上游端壁226延伸显著超过一半。根据本公开的示例实施例可包括具有不同的形状和尺寸的内部流调节器。例如，根据本公开的一些实施例可包括具有截顶锥以外的形状的内部流调节器。
图6是根据本公开的至少一些方面的备选示例消音装置300的横截面图。消音装置300可包括排气罐302(其可大体呈空心缸体的形式)，并且排气罐302可包括上游端壁326(其可为大体环形的)、侧壁328和/或排气滤网304。排气滤网304可包括多个孔306，空气可通过多个孔306从排气罐302的内部308排出。排气滤网304可为基本平坦/或弯曲的。内部流调节器310可设置在排气罐302的内部308内。内部流调节器310可大体呈空心缸体的形式，其包括侧壁312和下游端壁314。下游端壁314可为基本平坦的。内部流调节器310可布置成大体与排气罐302同轴。侧壁312和下游端壁314可至少部分地限定内部流调节器310的内部316。侧壁312可包括多个孔320(其可呈槽口的形式)，以及/或者下游端壁314可包括多个孔322，空气可通过多个孔322排出到排气罐302的内部308中。内部流调节器310可布置成通过入口318接收来自泄放流管道44的空气。在一些示例实施例中，通过内部流调节器310的侧壁312的孔320可显著大于通过下游端壁314的孔322。在一些示例实施例中，内部流调节器310可有效地包括形成支承在入口318上面的下游端壁314的平坦板，以及/或者内部流调节器310的侧壁312可不显著影响在下游端壁314周围流动的流体。
示例消音装置50、200、300可包括具有单独的孔尺寸(例如，直径和/或槽口长度/宽度)和面积的孔106、120、122、206、220、222、306、320和322。单独的孔可具有不同于其可测的物理面积的有效流体流动面积。孔的有效流体流动面积可通过已知的方法确定，并且可取决于孔的尺寸和形状。排气滤网104的多个孔(例如，孔106)可具有使用已知的方法计算的有效流体流动面积。
在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，内部流调节器(例如，内部流调节器110)的孔(例如，孔120和孔122)的有效流动面积与入口(例如，入口118)的有效流动面积的比率可为大约0.7至大约1.75。在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，内部流调节器的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0.75至大约0.86。
在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，排气滤网(例如，排气滤网104)的孔(例如，孔106)的有效流动面积与入口(例如，入口118)的有效流动面积的比率可为大约0.9至大约2.8。在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，排气滤网的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1.0至大约1.9。在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，排气滤网的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2.6至大约2.7。
根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例可构造成使得一些元件的容积是相关的。例如，内部流调节器(例如，内部流调节器110)的内部(例如，内部116)可具有容积。例如，内部流调节器110的容积可由侧壁112、下游端壁114和/或入口118限定。类似地，排气罐(例如，排气罐102)的内部(例如，内部108)可具有容积。例如，排气罐102的容积可由侧壁128、排气滤网104、上游端壁126、(内部流调节器110的)侧壁112和/或(内部流调节器110的)下游端壁114限定。如本文所用，在一些示例实施例中，排气罐的容积可不包括内部流调节器的容积，尽管内部流调节器设置在排气罐内。
在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，内部流调节器的容积与排气罐的容积的比率可为大约0.06至大约0.40。在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，内部流调节器的容积与排气罐的容积的比率可为大约0.10至大约0.22。根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例，内部流调节器的容积与排气罐的容积的比率可为大约0.125至大约0.195。根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例，基于测试和分析，这些示例容积比率可由于腔阻抗差异的原因而提供有益的交互。
根据本公开的一些示例实施例可构造成使得在一些流动状况下，出口流动流(例如，图1和2的出口流动流5)的速度在排气滤网的孔(例如，排气罐102的排气滤网104的孔106)上大体恒定。例如，一些实施例可构造成使得通过孔106的流的平均理想(例如，等熵)马赫数大于大约0.8，并且通过孔106的流的最大理想马赫数小于大约1.2。更具体而言，一些实施例可构造成使得通过孔106的流的平均理想马赫数大于大约0.85，并且通过孔106的流的最大理想马赫数小于大约1.15。甚至更具体而言，一些实施例可构造成使得通过孔106的流的平均理想马赫数为大约0.95，并且通过孔106的流速的最大理想马赫数为大约1.1。本公开构想到，限制通过穿过排气滤网104的孔106的流速的变化可提供声学益处，因为减少了混合和/或减小了排气羽流内的剪切噪音。本公开构想到限制通过穿过下游端壁104的孔106的流的变化可在旁通流径4中产生紧密排气羽流，这可降低在热方面损害可能不那么能够经受温度或热环境的相邻航空器结构(例如推力反向器)的表面的风险。
一些示例实施例可构造成在压泄放空气阀45处产生足够的背压，以减小泄放空气阀45上的震动强度，因而降低声学影响。一些示例实施例可构造成通过使上游噪音的频率变成较低的能量声学激励来隐藏上游的噪音产生元件，诸如高压压缩机14、泄放空气阀45和流弯部。一些示例实施例可构造成随着流从较小的泄放流管道44过渡到较大的排气罐202而打破膨胀波，使得膨胀波基本不传播通过排气滤网104的孔106和进入旁通流径4(或其它排出位置)。一些示例实施例可构造成在大体圆锥形的内部流调节器110和排气罐102的排气滤网104的孔106之间提供有益的声学交互。
一些示例实施例可构造成使得，在一些流动状况下，泄放空气阀45处的理想马赫数为大约1.5至大约1.95。一些示例实施例可构造成使得，在一些流动状况下，泄放空气阀45处的理想马赫数为大约1.6至大约1.8。
一些示例实施例可构造成使得，在一些流动状况下，内部流调节器处的平均理想马赫数为大约0.9至大约1.8。一些示例实施例可构造成使得，在一些流动状况下，内部流调节器处的平均马赫数为大约0.95至大约1.75。
一些示例实施例可构造成使得，在一些流动状况下，排气滤网处的平均理想马赫数为大约0.8-1.1。一些示例实施例可构造成使得，在一些流动状况下，排气滤网处的平均理想马赫数为大约0.9-1.0。一些示例实施例可构造成使得，在一些流动状况下，排气滤网处的平均理想马赫数为大约0.85-1.15。
虽然结合将出口流动流5排出到旁通流径4中来描述一些示例实施例，但是将出口流动流5引导到别处也在本公开的范围内。例如，根据本公开的一些消音装置可安装在发动机挂架、涡轮后框架和/或核心喷嘴/中心泄放管处。一些示例实施例可布置成将出口流动流5大体引导到大体燃气涡轮发动机组件10后面。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种消音装置(50)，包括：
包括入口(118)的内部流调节器(110)，所述入口(118)构造成将加压流体流传输到内部流调节器内部(116)中，所述内部流调节器(110)包括多个内部流调节器孔(120，122)；以及
排气罐(102)，其设置成基本包围所述内部流调节器(110)且布置成经由所述内部流调节器孔(120，122)将所述加压流体流接收到排气罐内部(108)中，所述排气罐(102)包括排气滤网(104)，所述排气滤网(104)包括布置成从所述排气罐内部(108)排出所述加压流体流的多个排气滤网孔(106)；
其中，所述排气罐内部(108)在所述多个内部流调节器孔(120，122)和所述排气滤网孔(106)之间基本没有流阻碍；
其中，所述内部流调节器孔(120，122)的有效流动面积与所述入口(118)的有效流动面积的比率为0.7至1.75；以及
其中，所述排气滤网孔(106)的有效流动面积与所述入口(118)的有效流动面积的比率为0.9至2.8。
2.根据权利要求1所述的消音装置(50)，其特征在于，所述内部流调节器孔(120，122)的有效流动面积与所述入口(118)的有效流动面积的比率为0.75至0.86。
3.根据权利要求1所述的消音装置(50)，其特征在于，所述排气滤网孔(106)的有效流动面积与所述入口(118)的有效流动面积的比率为1.0至1.9。
4.根据权利要求1所述的消音装置(50)，其特征在于，所述排气滤网孔(106)的有效流动面积与所述入口(118)的有效流动面积的比率为2.6至2.7。
5.根据权利要求1所述的消音装置(50)，其特征在于，所述内部流调节器内部(116)的容积与所述排气罐内部(108)的容积的比率为0.06至0.40。
6.根据权利要求1所述的消音装置(50)，其特征在于，所述内部流调节器内部(116)的容积与所述排气罐内部(108)的容积的比率为0.10至0.22。
7.根据权利要求1所述的消音装置(50)，其特征在于，所述内部流调节器内部(116)的容积与所述排气罐内部(108)的容积的比率为0.125至0.195。
8.根据权利要求1所述的消音装置(50)，其特征在于，所述排气滤网(104)向外弯曲。
9.根据权利要求1所述的消音装置(50)，其特征在于，所述消音装置(50)进一步包括操作性地连接在所述入口(118)和泄放空气阀(45)之间的泄放流管道(44)，所述泄放空气阀(45)构造成经由所述泄放流管道(44)选择性地对燃气涡轮发动机(10)的压缩机(14)进行泄放。
10.根据权利要求9所述的消音装置，其特征在于，所述排气罐(102)的长度小于所述排气罐 (102)的长度和所述泄放流管道(44)的长度的总和的三分之一。
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CA (1) CA2799333C (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8821106B2 (en) * 2010-11-16 2014-09-02 General Electric Company Rotor coupling guard
US8550208B1 (en) * 2012-04-23 2013-10-08 General Electric Company High pressure muffling devices
CN203441604U (zh) * 2013-02-15 2014-02-19 通用电气公司 用于降低燃气涡轮系统中的背压的系统
FR3006998B1 (fr) 2013-06-18 2015-06-05 Snecma Ventilation d'une nacelle de turbomachine
FR3016654B1 (fr) 2014-01-21 2019-06-07 Safran Aircraft Engines Turbomachine a prelevement de flux d'air comprime
GB201419756D0 (en) * 2014-11-06 2014-12-24 Rolls Royce Plc Bleed valve
US10041506B2 (en) * 2015-06-30 2018-08-07 General Electric Company System for discharging compressed air from a compressor
US10113484B2 (en) 2015-12-21 2018-10-30 General Electric Company High pressure exhaust muffling device with multiple sources
CN106014581A (zh) * 2016-05-20 2016-10-12 刘银明 一种发动机尾气助排装置
US10774788B2 (en) * 2016-06-28 2020-09-15 Raytheon Technologies Corporation Particle extraction system for a gas turbine engine
EP3323726A1 (en) * 2016-11-22 2018-05-23 Airbus Defence and Space SA An aircraft with turboprop engines having active means to avoid damages caused by ice impacts
PL421253A1 (pl) 2017-04-10 2018-10-22 General Electric Company System wylotowy sprężarki
US11432995B2 (en) 2018-08-29 2022-09-06 Leggett & Platt Canada Co. Pneumatic massage
US11883358B2 (en) 2018-03-05 2024-01-30 Leggett & Platt Canada Co. Pneumatic massage system
US11039975B2 (en) * 2018-08-29 2021-06-22 Leggett & Platt Canada Co. Pneumatic massage
US11008949B2 (en) * 2018-09-25 2021-05-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Multi-source air system and switching valve assembly for a gas turbine engine
US11486262B2 (en) * 2021-03-03 2022-11-01 General Electric Company Diffuser bleed assembly

Family Cites Families (91)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US700785A (en) 1901-03-22 1902-05-27 Albert L Kull Muffler for explosive or other engines.
US1473349A (en) 1921-04-01 1923-11-06 Kach Robert Gas mixer
US1539595A (en) 1921-10-10 1925-05-26 Powell Herbert Spencer Muffler for explosive engines
US1697794A (en) 1927-02-28 1929-01-01 Gen Motors Corp Exhaust-manifold muffler
US1794276A (en) 1929-12-14 1931-02-24 John J Bowes Exhaust muffler
US2701557A (en) 1950-11-24 1955-02-08 Axiuer J Ramey Atomizing and mixing device for internal-combustion engines
US2919761A (en) 1957-05-13 1960-01-05 Vernon N Holderman Mufflers
US2929248A (en) 1957-11-13 1960-03-22 Bailey Meter Co Flow meter
FR1245851A (fr) 1958-12-29 1960-11-10 Pot d'échappement pour véhicules à moteur à combustion interne
US3016972A (en) 1959-04-10 1962-01-16 Rebert J Dugas Muffler for an internal combustion engine
US3120877A (en) 1960-10-27 1964-02-11 Curtiss Wright Corp Exhaust noise suppressor for reaction engines
US3159238A (en) 1960-12-01 1964-12-01 Curtiss Wright Corp Diffuser screen with heat-insulating rungs for exhaust noise suppressor for reactionengines
US3105570A (en) 1962-04-17 1963-10-01 Bezemes Nicholas Internal combustion engine exhaust muffler
US3191630A (en) 1963-04-11 1965-06-29 Cottrell Res Inc Gas flow control system for sub-sonic divergent diffusers
US3338331A (en) 1965-03-05 1967-08-29 Walker Mfg Co Exhaust system with plural silencing units
US3398881A (en) 1967-01-10 1968-08-27 United Aircraft Corp Compressor bleed device
US3545492A (en) 1968-05-16 1970-12-08 Armco Steel Corp Multiple plate throttling orifice
US3493169A (en) 1968-06-03 1970-02-03 United Aircraft Corp Bleed for compressor
US3572391A (en) 1969-07-10 1971-03-23 Hirsch Abraham A Flow uniformizing baffling for closed process vessels
US3632223A (en) 1969-09-30 1972-01-04 Gen Electric Turbine engine having multistage compressor with interstage bleed air system
US3665965A (en) 1970-05-26 1972-05-30 Masonellan International Inc Apparatus for reducing flowing fluid pressure with low noise generation
US3840051A (en) 1971-03-11 1974-10-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Straightener
US3692140A (en) 1971-04-05 1972-09-19 Cloyd D Smith Exhaust noise suppressor for gas turbine
US4130173A (en) 1971-10-01 1978-12-19 Vought Corporation Apparatus and method for reducing flow disturbances in a flowing stream of compressible fluid
US3777489A (en) 1972-06-01 1973-12-11 Gen Electric Combustor casing and concentric air bleed structure
GB1454630A (en) 1973-12-11 1976-11-03 Electricite De France Axial-flow fan
US3945759A (en) 1974-10-29 1976-03-23 General Electric Company Bleed air manifold
US3964519A (en) 1974-11-18 1976-06-22 Air Monitor Corporation Fluid velocity equalizing apparatus
DE2530800A1 (de) 1975-07-10 1977-01-27 Volkswagenwerk Ag Verbindungsleitung innerhalb einer auspuffanlage eines kraftfahrzeuges
GB1547168A (en) 1975-09-25 1979-06-06 British Gas Corp Gas-flow noise reduction systems
US4022112A (en) 1975-12-15 1977-05-10 The Bendix Corporation Flow through cap for attenuating any noise caused by air flow in a pneumatic servomotor
NL181292C (nl) 1976-06-08 1987-07-16 Nederlandse Gasunie Nv Inrichting voor het verbeteren van het stromingsprofiel in een gasleiding.
US4128769A (en) 1976-09-27 1978-12-05 The Garrett Corporation Eductor muffler
FR2370867A1 (fr) 1976-11-16 1978-06-09 Pellerin Albert Dispositif rendant plus homogene le melange air-essence dans les moteurs a explosion
US4156344A (en) 1976-12-27 1979-05-29 The Boeing Company Inlet guide vane bleed system
US4244440A (en) 1978-12-01 1981-01-13 General Electric Company Apparatus for suppressing internally generated gas turbine engine low frequency noise
US4244441A (en) 1979-07-31 1981-01-13 The Garrett Corporation Broad band acoustic attenuator
US4375841A (en) 1981-06-18 1983-03-08 Fluid Kinetics Corporation Fluid flow apparatus for accommodating a pressure drop
US4463552A (en) 1981-12-14 1984-08-07 United Technologies Corporation Combined surge bleed and dust removal system for a fan-jet engine
US4537277A (en) * 1982-12-03 1985-08-27 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Silencer for high velocity gas flow
DE3464128D1 (en) 1983-04-08 1987-07-16 Avl Verbrennungskraft Messtech Automotive vehicle
US4685533A (en) 1985-12-27 1987-08-11 General Dynamics, Pomona Division Exhaust dissipator device
AU598944B2 (en) 1987-07-22 1990-07-05 Engenuity Pty Ltd A gas blow-off attenuator
US4890691A (en) 1988-11-16 1990-01-02 Ching Ho Chen Muffler
US4979587A (en) 1989-08-01 1990-12-25 The Boeing Company Jet engine noise suppressor
CN2072596U (zh) * 1990-09-25 1991-03-06 张清晨 多功能消声器
US5205719A (en) 1992-01-13 1993-04-27 Copeland Corporation Refrigerant compressor discharge muffler
US5327941A (en) 1992-06-16 1994-07-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Cascade orificial resistive device
US5429102A (en) 1992-06-23 1995-07-04 Anhydrous Devices, Inc. Fuel saving device
US5261228A (en) 1992-06-25 1993-11-16 General Electric Company Apparatus for bleeding air
US5758488A (en) 1993-05-11 1998-06-02 Roderick Thomson Core flow expansion chamber device system for reduction of jet turbine engine noise
US5495872A (en) 1994-01-31 1996-03-05 Integrity Measurement Partners Flow conditioner for more accurate measurement of fluid flow
US5428954A (en) 1994-04-11 1995-07-04 Cowan, Sr.; Howard H. System for suppressing engine exhaust noise
JP2957890B2 (ja) * 1994-06-08 1999-10-06 日野自動車工業株式会社 エンジン用マフラ
US5557917A (en) 1994-09-13 1996-09-24 Scientific Monitoring, Inc. Engine stall and distortion suppression system
JP2824962B2 (ja) * 1996-01-19 1998-11-18 正二 和田 マフラー
FR2776033B1 (fr) 1998-03-13 2000-08-18 Gaz De France Conditionneur d'ecoulement pour canalisation de transport de gaz
CA2275851A1 (en) 1998-06-19 1999-12-19 Kiyomori Asano Two stroke, multiple cylinder engine for small vehicle
DE19959596A1 (de) * 1999-12-10 2001-06-13 Rolls Royce Deutschland Abblaseventil eines Verdichters, insbesondere für ein Zweistrahl-Flugtriebwerk
CN2414201Y (zh) * 2000-03-23 2001-01-10 张根善 机动车增力节油消声器
CN1282834A (zh) * 2000-07-28 2001-02-07 王冲 流道内使高压流体降压和衰减流体脉动动能的方法及装置
US6558137B2 (en) 2000-12-01 2003-05-06 Tecumseh Products Company Reciprocating piston compressor having improved noise attenuation
US6695094B2 (en) 2001-02-02 2004-02-24 The Boeing Company Acoustic muffler for turbine engine
US6565313B2 (en) * 2001-10-04 2003-05-20 United Technologies Corporation Bleed deflector for a gas turbine engine
US20050067218A1 (en) * 2001-11-21 2005-03-31 Dunlop Aerospace Limited Noise attenuator arrangement
US6807986B2 (en) 2002-03-22 2004-10-26 Dresser, Inc. Noise reduction device for fluid flow systems
US7089963B2 (en) 2002-11-26 2006-08-15 David Meheen Flow laminarizing device
US8580076B2 (en) 2003-05-22 2013-11-12 Lam Research Corporation Plasma apparatus, gas distribution assembly for a plasma apparatus and processes therewith
DE10341319B4 (de) 2003-09-08 2006-02-02 Veritas Ag Schalldämpfer
DE102004028744B3 (de) 2004-06-14 2005-10-27 Veritas Ag Schalldämpfer
US7267297B2 (en) 2004-09-02 2007-09-11 The Boeing Company Integrated axially varying engine muffler, and associated methods and systems
US7364116B2 (en) 2004-09-27 2008-04-29 The Boeing Company Automatic control systems for aircraft auxiliary power units, and associated methods
US7344107B2 (en) 2004-10-26 2008-03-18 The Boeing Company Dual flow APU inlet and associated systems and methods
US7513119B2 (en) 2005-02-03 2009-04-07 The Boeing Company Systems and methods for starting aircraft engines
US7367424B2 (en) 2005-02-14 2008-05-06 Honeywell International, Inc. Eccentric exhaust muffler for use with auxiliary power units
US7146961B1 (en) 2005-02-18 2006-12-12 Jeff Westcott Engine air inlet flow enhancement device for internal combustion engines
US7431125B2 (en) 2005-03-15 2008-10-07 Honeywell International Inc. Composite muffler for use with airborne auxiliary power unit
JP4802007B2 (ja) * 2006-02-15 2011-10-26 ハスクバーナ・ゼノア株式会社 マフラ、作業機械
US7530427B2 (en) * 2006-06-12 2009-05-12 Briggs & Stratton Corporation Exhaust deflector for a muffler
US7797945B2 (en) * 2006-09-06 2010-09-21 Honeywell International Inc. Bleed valve outlet flow deflector
US7765784B2 (en) 2006-09-25 2010-08-03 The Boeing Company Thermally compliant APU exhaust duct arrangements and associated systems and methods
GB2443418B (en) * 2006-11-02 2011-05-04 Rolls Royce Plc An acoustic arrangement
US7762374B2 (en) 2006-11-22 2010-07-27 Honeywell International Inc. Turbine engine diffusing exhaust muffler
GB0810883D0 (en) 2008-06-16 2008-07-23 Rolls Royce Plc A bleed valve arrangement
GB0820597D0 (en) 2008-11-11 2008-12-17 Rolls Royce Plc A noise reduction device
GB0820598D0 (en) 2008-11-11 2008-12-17 Rolls Royce Plc A noise reduction device
US7798285B2 (en) 2008-11-14 2010-09-21 Rohr, Inc. Acoustic barrel for aircraft engine nacelle including crack and delamination stoppers
GB2468669C (en) * 2009-03-17 2013-11-13 Rolls Royce Plc A flow discharge device
US20110265490A1 (en) 2010-04-30 2011-11-03 Kevin Samuel Klasing Flow mixing vent system
US8016071B1 (en) 2010-06-21 2011-09-13 Trane International Inc. Multi-stage low pressure drop muffler
US8307943B2 (en) 2010-07-29 2012-11-13 General Electric Company High pressure drop muffling system

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