[发明专利]涡轮机中的噪声减少及其相关方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2008年6月20日提交的名称为“用于减少涡轮机械中的不稳定压力的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR REDUCTION OF UNSTEADY PRESSURES IN TURBOMACHINERY)”的美国专利申请No.12/142，940(分配的律师文档No.227076-1)的部分继续申请，该专利申请通过引用而结合在本文中。

技术领域

本发明大体涉及涡轮机，且更具体而言，涉及涡轮机中的使得在操作期间减少噪声的叶片布置。

背景技术

燃气涡轮发动机制造商面对着开发有效地降低噪声的新方法的问题。常见的噪声源之一包括由燃气涡轮发动机内的涡轮机械产生的噪声。涡轮机械噪声由相邻叶片组的相对运动（典型的是在压缩机(包括风扇)和涡轮中存在的那些相邻叶片组的相对运动）产生。例如，压缩机包括多个叶片级，各个级包括可旋转叶片排，且可能包括固定的叶片排。长期以来都认识到在涡轮机中，主噪声源其中之一是在运行期间下游叶片与上游叶片的尾流之间的交互。该尾流交互导致处于上游叶片传送频率以及处于其谐波处的噪声，以及覆盖宽的频谱的宽带噪声。

用来降低尾流交互噪声的通常使用的方法之一是增大相邻的叶片组之间的轴向间隔。这种修改提供了空间，以便于尾流在到达下游叶片组之前消散，从而导致较少的噪声。然而，涡轮机中的叶片的增大的间隔会增大机器的轴向长度，导致更大的重量、空气动力性能损失和/或安装与空间要求。

因此，需要有一种减少尾流交互噪声的改进的措施。

发明内容

根据本发明的一个示例性实施例，一种设备包括第一叶片组和相对于第一叶片组设置在下游的第二叶片组。第一叶片组包括第一叶片分组，其中第一叶片分组中的各个叶片包括一个或多个第一几何参数。该第一叶片组包括第二叶片分组，其中第二叶片分组中的各个叶片包括不同于该一个或多个第一几何参数的一个或多个第二几何参数。

根据本发明的另一个示例性实施例，一种方法包括：使第一叶片组相对于第二叶片组旋转，第二叶片组相对于第一叶片组设置在下游。第一叶片组包括第一叶片分组和第二叶片分组。第一叶片分组中的各个叶片包括一个或多个第一几何参数。第二叶片分组中的各个叶片包括与该一个或多个第一几何参数不同的一个或多个第二几何参数。该方法还包括利用第二叶片组撞击由第一叶片分组产生的第一尾流。该方法还包括利用第二叶片组撞击由第二叶片分组产生的第二尾流，使得所感知的尾流激励的波谱含量(spectral content)和第二叶片组产生的声信号被改变。

根据本发明的另一示例性实施例，一种方法包括使一个叶片组相对于关于该一个叶片组设置在上游的另一个叶片组旋转。该另一个叶片组包括第一叶片分组和第二叶片分组。第一叶片分组中的各个叶片包括一个或多个第一几何参数。第二叶片分组中的各个叶片包括与该一个或多个第一几何参数不同的一个或多个第二几何参数。该方法还包括用该一个叶片组撞击由第一叶片分组产生的第一尾流。该方法还包括由该一个叶片组撞击由第二叶片分组产生的第二尾流，使得所感知的尾流激励的波谱含量和由该一个叶片组所产生的声信号被改变。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同的标号在所有图中表示相同的部件，其中：

图1是涡轮机－例如具有根据本发明的一个示例性实施例的示例性叶片布置的燃气涡轮发动机－的图解说明；

图2是根据本发明的一个示例性实施例的涡轮机中的第一叶片组和第二叶片组的二维截面的示意性俯视图；

图3是根据本发明的一个示例性实施例的涡轮机中的第一叶片组和第二叶片组的二维截面的示意性俯视图；且

图4是根据本发明的一个示例性实施例的涡轮机中的第一叶片组和第二叶片组的二维截面的示意性俯视图。

具体实施方式