CN109372653A - 一种涡扇发动机降噪排气组件 - Google Patents

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Abstract

本申请属于涡扇发动机降噪设计技术领域，具体涉及一种涡扇发动机降噪排气组件，包括：外涵筒体，其一端为进口端，另一端为出口端；进口端用于与涡扇发动机的短舱连接；中间体，设置在外涵筒体内部，其具有连接端，以及与连接端相对的自由端；连接端用于与涡轮发动机的后机匣连接；中间体的直径自连接端向自由端方向逐渐收缩；波瓣混合器，设置在外涵筒体与中间体之间，且具有连接部，连接部用于与后机匣连接；波瓣混合器上的波瓣与连接部连接，且向远离后机匣方向伸展；波瓣的波瓣上开设有半椭圆形缺口。

Description

一种涡扇发动机降噪排气组件
技术领域
本申请属于涡扇发动机降噪设计技术领域，具体涉及一种涡扇发动机降噪排气组件。
背景技术
发动机排气装置被设计用以将发动机产生的废气排出，同时具有降温及消声等作用。涡扇发动机在涵道比较低时多采用波瓣混合式排气装置。波瓣混合式排气装置的结构如图1所示，涡扇发动机的外涵气流及内涵气流在波瓣混合式排气装置中经波瓣混合器掺混后流出，其中，外涵气流与内涵气流在波瓣混合上的初始剪切接触周长大于相同面积的圆管，且外涵气流与内涵气流流经波瓣混合器时，波瓣混合器上波瓣尾缘处能够产生沿气体流动方向发展的流向涡阵列，因此，波瓣混合器能够使外涵气流与内涵气流在较短距离内实现充分混合，从而降低涡扇发动机排出废气时的噪声。
当前，随着技术的发展对发动排气装置的各方面提出的更进一步的要求，上述波瓣混合式排气装置虽然能够在一定程度上降低扇发动机排出废气时的噪声，但已不能满足当下对发动机排气降噪的要求，亟需对其进行更进一步的技术改进。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供一种涡扇发动机降噪排气组件，以克服或减轻上述至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一种涡扇发动机降噪排气组件，包括：
外涵筒体，其一端为进口端，另一端为出口端；进口端用于与涡扇发动机的短舱连接；
中间体，设置在外涵筒体内部，其具有连接端，以及与连接端相对的自由端；连接端用于与涡轮发动机的后机匣连接；中间体的直径自连接端向自由端方向逐渐收缩；
波瓣混合器，设置在外涵筒体与中间体之间，且具有连接部，连接部用于与后机匣连接；波瓣混合器上的波瓣与连接部连接，且向远离后机匣方向伸展；波瓣的波瓣上开设有缺口。
根据本申请的至少一个实施例，缺口呈半椭圆形，称为半椭圆形缺口。
根据本申请的至少一个实施例，半椭圆形缺口的长轴与短轴之比位于1.2-1.5之间。
根据本申请的至少一个实施例，外涵筒体的出口端呈锯齿形。
根据本申请的至少一个实施例，外涵筒体的出口端锯齿的数量位于8-6之间。
根据本申请的至少一个实施例，外涵筒体出口端的直径向远离进口端的方向收缩减小。
根据本申请的至少一个实施例，中间体侧壁面圆滑过渡。
根据本申请的至少一个实施例，中间体自由端端面呈圆弧形。
根据本申请的至少一个实施例，中间体的自由端端面与其侧壁面圆滑过渡。
根据本申请的至少一个实施例，中间体的连接端端面向自由端方向凹陷形成凹腔。
本申请至少存在以下有益技术效果：提供了一种涡扇发动机降噪排气组件，其中波瓣混合器的波瓣上开设有缺口，可使得外涵气流A与内涵气流B流经波瓣混合器上的波瓣发生掺混，从而能够有效缩短外涵气流A与内涵气流B充分掺混的距离，使得涡扇发动机排出废气时的噪声被有效降低。
附图说明
图1是当前波瓣混合式排气装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的涡扇发动机降噪排气组件的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的涡扇发动机降噪排气组件的工作示意图；
其中：
1-外涵筒体；2-波瓣混器；3-中间体；
A-外涵气流；B-内涵气流；C-外界空气。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。
一种涡扇发动机降噪排气组件，包括：
外涵筒体1，其一端为进口端，另一端为出口端；进口端用于与涡扇发动机的短舱连接；
中间体3，设置在外涵筒体1内部，其具有连接端，以及与连接端相对的自由端；连接端用于与涡轮发动机的后机匣连接；中间体3的直径自连接端向自由端方向逐渐收缩；
波瓣混合器2，设置在外涵筒体1与中间体3之间，且具有连接部，连接部用于与后机匣连接；波瓣混合器2上的波瓣与连接部连接，且向远离后机匣方向伸展；波瓣的波瓣上开设有缺口。
对于上述涡扇发动机降噪排气组件，在其工作时，涡扇发动机的外涵气流A自外涵筒体1与波瓣混合器2之间流入降噪排气组件，涡扇发动机的内涵气流B自波瓣混合器2与中间体3之间流入降噪排气组件，在波瓣混合器2上的波瓣开设有缺口，可使得外涵气流A与内涵气流B流经波瓣混合器上的波瓣发生掺混，从而能够有效缩短外涵气流A与内涵气流B充分掺混的距离，使得涡扇发动机排出废气时的噪声被有效降低。
在一些可选的实施例中，缺口呈半椭圆形，称为半椭圆形缺口。
在一些可选的实施例中，半椭圆形缺口的长轴与短轴之比位于1.2-1.5之间。经气动声学计算验证，在半椭圆形缺口的长轴与短轴之比位于1.2-1.5之间可取得良好的降噪效果。
在一些可选的实施例中，外涵筒体1出口端的直径向远离进口端的方向收缩减小。
在一些可选的实施例中，外涵筒体1的出口端呈锯齿形。
上述外涵筒体1出口端的设置，可引射外涵筒体1表面的外界空气C，使引射的外界空气C喷射至自外涵筒体1出口端喷出的外涵气流A与内涵气流B的混合气流，起到强化混合的作用，降低外涵筒体1出口端喷出气流的流速，从而增强涡扇发动机降噪排气组件对涡扇发动机排出废气的降噪作用；此外，将外涵筒体1的出口端设置成锯齿形可减轻涡扇发动机降噪排气组件的重量。
在一些可选的实施例中，外涵筒体1的出口端锯齿的数量位于8-16之间。经气动声学计算验证，外涵筒体1的出口端锯齿的数量位于8-16之间可取得良好的降噪效果。
在一些可选的实施例中，中间体3侧壁面圆滑过渡，中间体3自由端端面呈圆弧形，中间体3的自由端端面与其侧壁面圆滑过渡。
中间体3的上述设置，可降低外涵气流A与内涵气流B沿中间体3壁面流动的阻力，利于外涵气流A与内涵气流B在流动过程中的进一步充分混合，此外，可使外涵气流A与内涵气流B的流速逐步降低，有利于增强涡扇发动机降噪排气组件对涡扇发动机排出废气的降噪作用。
在一些可选的实施例中，中间体3的连接端端面向自由端方向凹陷形成凹腔，以减轻涡扇发动机降噪排气组件的重量。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡扇发动机降噪排气组件，其特征在于，包括：
外涵筒体(1)，其一端为进口端，另一端为出口端；所述进口端用于与涡扇发动机的短舱连接；
中间体(3)，设置在所述外涵筒体(1)内部，其具有连接端，以及与所述连接端相对的自由端；所述连接端用于与所述涡轮发动机的后机匣连接；所述中间体(3)的直径自所述连接端向所述自由端方向逐渐收缩；
波瓣混合器(2)，设置在所述外涵筒体(1)与所述中间体(3)之间，且具有连接部，所述连接部用于与所述后机匣连接；所述波瓣混合器(2)上的波瓣与所述连接部连接，且向远离所述后机匣方向伸展；所述波瓣的波瓣上开设有缺口。
2.根据权利要求1所述的降噪排气组件，其特征在于，
所述缺口呈半椭圆形，称为半椭圆形缺口。
3.根据权利要求2所述的降噪排气组件，其特征在于，
所述半椭圆形缺口的长轴与短轴之比位于1.2-1.5之间。
4.根据权利要求1所述的降噪排气组件，其特征在于，
所述外涵筒体(1)的出口端呈锯齿形。
5.根据权利要求4所述的降噪排气组件，其特征在于，
所述外涵筒体(1)的出口端锯齿的数量位于8-16之间。
6.根据权利要求1所述的降噪排气组件，其特征在于，
所述外涵筒体(1)出口端的直径向远离所述进口端的方向收缩减小。
7.根据权利要求1所述的降噪排气组件，其特征在于，
所述中间体(3)侧壁面圆滑过渡。
8.根据权利要求7所述的降噪排气组件，其特征在于，
所述中间体(3)自由端端面呈圆弧形。
9.根据权利要求8所述的降噪排气组件，其特征在于，
所述中间体(3)的自由端端面与其侧壁面圆滑过渡。
10.根据权利要求1所述的降噪排气组件，其特征在于，
所述中间体(3)的连接端端面向所述自由端方向凹陷形成凹腔。
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