CN107476837A - 涡轮发动机排气降噪结构及涡轮发动机机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了涡轮发动机排气降噪结构及涡轮发动机机组，涉及涡轮发动机领域。本发明提供一种涡轮发动机排气降噪结构，应用于涡轮发动机，涡轮发动机上设有排气口，涡轮发动机排气降噪结构包括壳体和隔离结构，隔离结构和壳体共同形成扩散空腔和与扩散空腔连通的导向通道，壳体上设有进气口和出气口，进气口与扩散空腔连通，进气口用于与排气口连接，导向通道远离扩散空腔的一端与出气口连通，进气口的面积小于出气口的面积，导向通道的其中一段的导向方向与进气口的朝向方向形成夹角。一种涡轮发动机机组，其采用了上述的涡轮发动机排气降噪结构。本发明提供的涡轮发动机排气降噪结构及涡轮发动机机组能降低排气速度，减小再生噪声。

Description

涡轮发动机排气降噪结构及涡轮发动机机组

技术领域

本发明涉及微型发动机组领域，具体而言，涉及涡轮发动机排气降噪结构及涡轮发动机机组。

背景技术

单兵作为重要的作战单元，其携带的智能化和信息化装备越来越多，单兵***包括高精度瞄具的火工***、火控***、通信***、导航定位***、侦查***、信息处理***以及生命保障***等。同时，单兵携行发电机组为装备提供供电保障。微型发电机组轻量化和静音技术是解决部队在野战无市电条件下单兵及战斗班组通信、战斗、携行装备等供电保障问题最有效的手段。因此，世界各军事强国都在争先发展微型高密度发电机组，满足单兵作战需求。涡轮发电机组由于转速高，功率密度大，是目前发电机组微型化发展的主要方向，但涡轮发动机排气速度大，噪声大，严重影响了涡轮发电机组的推广。因此本发明专利提出了一种涡轮发动机排气降噪结构，满足涡轮发动机高流速排气降噪要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮发动机排气降噪结构，其能实现降低排气速度，减小再生噪声。

本发明的另一目的在于提供一种涡轮发动机机组，其能实现降低排气速度，减小再生噪声。

本发明提供一种技术方案：

一种涡轮发动机排气降噪结构，应用于涡轮发动机，所述涡轮发动机上设置有排气口，所述涡轮发动机排气降噪结构包括壳体和隔离结构，所述隔离结构设置于所述壳体内部，并且所述隔离结构和所述壳体共同形成扩散空腔和与所述扩散空腔连通的导向通道，所述壳体上还开设有进气口和出气口，所述进气口与所述扩散空腔连通并且所述进气口用于与所述排气口连接，所述导向通道远离所述扩散空腔的一端与所述出气口连通，所述进气口的面积小于所述出气口的面积，所述导向通道的其中一段的导向方向与所述进气口的朝向方向形成夹角。

进一步地，所述导向通道朝向第一方向延伸，所述第一方向与所述进气口的朝向方向相垂直。

进一步地，所述隔离结构包括第一隔离罩和第二隔离罩，所述第一隔离罩罩设于所述壳体内部靠近所述进气口的一侧，并且所述第一隔离罩与所述壳体共同形成第一导向通道，所述第二隔离罩罩设于所述第一隔离罩，并且第二隔离罩靠近所述第一隔离罩一侧与所述第一隔离罩和壳体共同形成第二导向通道，所述第二隔离罩远离所述第一隔离罩的一侧与所述壳体形成第三导向通道。

进一步地，所述第一导向通道、所述第二导向通道和所述第三导向通道并排设置，并且所述第一导向通道的长度小于所述第二导向通道的长度，所述第二导向通道的长度小于所述第三导向通道的长度。

进一步地，所述第一隔离罩和所述第二隔离罩远离所述扩散空腔的一端相平。

进一步地，所述进气口靠近于所述第一导向通道靠近所述扩散空腔的一端设置。

进一步地，所述第一隔离罩和所述第二隔离罩的截面均呈U形，并且所述第一隔离罩与所述第二隔离罩之间的距离与所述第二隔离罩与壳体之间的距离相等。

进一步地，所述隔离结构还包括多个隔离件，多个所述隔离件分别设置于所述第一导向通道、所述第二导向通道和所述第三导向通道内部，并且多个所述隔离件分别将所述第一导向通道、所述第二导向通道和所述第三导向通道分为多个所述导向通道。

进一步地，多个所述隔离件的长度相同，并且多个所述隔离件远离所述扩散空腔的一端相平。

一种涡轮发动机机组，包括涡轮发动机和涡轮发动机排气降噪结构，所述涡轮发动机排气降噪结构包括壳体和隔离结构，所述隔离结构设置于所述壳体内部，并且所述隔离结构和所述壳体共同形成扩散空腔和与所述扩散空腔连通的导向通道，所述壳体上还开设有进气口和出气口，所述进气口与所述扩散空腔连通并且所述进气口用于与所述排气口连接，所述导向通道远离所述扩散空腔的一端与所述出气口连通，所述进气口的面积小于所述出气口的面积，所述导向通道的其中一段的导向方向与所述进气口的朝向方向形成夹角。所述涡轮发动机具有排气口，所述涡轮发动机与所述壳体连接并使得所述排气口与所述进气口连接。

相比现有技术，本发明提供的涡轮发动机排气降噪结构及涡轮发动机机组的有益效果是：

本发明提供的涡轮发动机排气降噪结构及涡轮发动机机组设置隔离结构和壳体共同形成的扩散空腔和与扩散空腔连通的导向通道，并且壳体上开设有进气口和出气口，进气口用于和涡轮发动机的排气口连接，出气口与导向通道远离扩散空腔的一端连通，涡轮发动机排气通过排气口将排出的排气导向至扩散空腔，并且排气于扩散空腔中聚集并通过导向通道导出，由于进气口的朝向与导向通道的其中一段的导向方向形成夹角，所以在排气排出前会冲击涡轮发动机排气降噪结构的内壁损失一部分速度，实现排气的减速，并且出气口的面积大于进气口的面积，使得通过增大出气口的排量降低排气的速度，经过多次对排气的速度的削减，使得排气的速度大幅度降低，即，降低了排气产生的噪声，满足涡轮发动机高流速排气降噪要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的第一实施例提供的涡轮发动机排气降噪结构的结构示意图；

图2为本发明的第一实施例提供的涡轮发动机排气降噪结构的第一视角的剖视图；

图3为本发明的第一实施例提供的涡轮发动机排气降噪结构的第二视角的剖视图；

图4为本发明的第二实施例提供的涡轮发动机排气降噪结构的第三视角的剖视图。

图标：10-涡轮发动机排气降噪结构；100-壳体；110-扩散空腔；120-导向通道；130-进气口；140-出气口；200-隔离结构；210-第一隔离罩；220-第二隔离罩；231-第一导向通道；232-第二导向通道；233-第三导向通道；240-隔离件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

第一实施例

请参阅图1，本实施例中提供了一种涡轮发动机排气降噪结构10，其应用于涡轮发动机(图未示)，其中涡轮发动机的排气速度比较大，造成的排气噪音也特别大，通过将涡轮发动机排气降噪结构10与涡轮发动机相连接，能大幅度降低涡轮发动机的排气速度，并能大幅度降低排气产生的再生噪声，能满足涡轮发动机高流速降噪的要求。

其中，涡轮发动机上设置有排气口(图未示)，涡轮发动机通过排气口排气，涡轮发动机排气降噪结构10用于连接于排气口，并且涡轮发动机排气降噪结构10用于将排气口排出的排气降速，以达到降低再生噪声的目的，即涡轮发动机排气降噪结构10能满足涡轮发动机降噪的需求。

请结合参阅图1和图2，涡轮发动机排气降噪结构10包括壳体100和隔离结构200。其中，隔离结构200设置于壳体100的内部，并且隔离结构200和壳体100共同形成扩散空腔110和导向通道120。其中导向通道120与扩散空腔110连通，扩散空腔110用于汇集排气，排气于扩散空腔110中扩散并导向至导向通道120，通过导向通道120将排气导出壳体100。

另外，壳体100上还开设有进气口130和出气口140，进气口130连通于扩散空腔110，并且进气口130用于与排气口连接，以使得从排气口排出的排气能通过进气口130进入至扩散空腔110中，以使排气能在扩散空腔110中扩散开，能在一定程度上降低排气的排出速度。导向通道120远离扩散空腔110的一端与出气口140连通，即，其中出气口140与导向通道120连通，并且出气口140位于导向通道120远离扩散空腔110的一端。通过进气口130导入至扩散空腔110的排气在扩散空腔110中充分扩散并通过扩散空腔110导向至导向通道120，导入至导向通道120的排气通过导向通道120导向并通过出气口140导出。

其中，进气口130的面积小于出气口140的面积，其中，排气口的排气量于进气口130导入至扩散空腔110的导入量相同。当排气口的排气量和出气口140的排气量相同的情况下，即，当进气口130的进气量和出气口140的排气量相同的情况下，由于出气口140的面积大于进气口130的面积，使得出气口140的排气速度低于进气口130的进气速度，即，出气口140的排气速度低于排气口的排气速度，即完成了排气速度的降低，并同时完成了排气再生噪声的降低。

进一步地，导向通道120的其中一段的导向方向与进气口130的朝向方向形成夹角。即，排气在通过进气口130进入扩散空腔110具有一个流动方向，在扩散空腔110和导向通道120对排气进行导向时会改变排气的流动方向，即，排气会冲击扩散空腔110或者导向通道120的内周壁，使得排气损失一部分速度，即在一定程度上对排气进一步地降速。

通过使得进气口130的面积小于出气口140的面积，改变了排气的排出量，降低了排气的速度，并降低了排气的再生噪声。并通过导向通道120的其中一段的导向方向与进气口130的朝向形成一定的角度使得排气在导向时会冲击导向通道120的内壁或者扩散空腔110的内壁，使得排气损失一部分的速度，即进一步降低了排气的速度，并降低了再生噪声。

在本实施例中，导向通道120的朝向第一方向延伸，即导向通道120沿第一方向将排气导向至出气口140，并由出气口140导出。并且第一方向与进气口130的朝向方向相垂直。即，在本实施例中，进气口130的朝向方向与导向通道120相垂直，使得通过进气口130导入至扩散空腔110的排气会直接冲击扩散空腔110的内壁，并于扩散空腔110中充分扩散之后通过导向通道120导向至出气口140，并通过出气口140导出。

需要说明的是，上述提出的进气口130的朝向方向和导向通道120的延伸方向的第一方向相垂直指代的是，导向通道120靠近扩散空腔110的一端的导向方向与进气口130的朝向方向接近垂直的状态，也可以具有一定的偏差。

应当理解，在其他实施例中，导向通道120也可以不为沿第一方向延伸，导向通道120也可以是蛇形或者折形等形状的导向通道120，使得排气在导向通道120中多次的冲击导向通道120的内壁，以降低排气的排出速度，并降低排气的再生噪声。

请结合参阅图3和图4，隔离结构200包括第一隔离罩210和第二隔离罩220，第一隔离罩210罩设于壳体100内部靠近进气口130的一侧，并且第一隔离罩210与壳体100共同形成第一导向通道231，第一导向通道231靠近于进气口130。第二隔离罩220罩设于第一隔离罩210，并且第二隔离罩220靠近第一隔离罩210一侧与第一隔离罩210和壳体100共同形成第二导向通道232，另外，第二隔离罩220远离第一隔离罩210的一侧与壳体100形成第三导向通道233。

其中，第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233均沿第一方向延伸，即，第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233并排设置。另外，在本实施例中，第二隔离罩220的长度大于第一隔离罩210的长度，使得第一导向通道231的长度小于第二导向通道232的长度，第二导向通道232的长度小于第三导向通道233的长度，以使得排气在扩散空腔110中充分扩散之后分别经过第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233中导出时，能保证通过第一导向通道231的气流、通过第二导向通道232的气流以及通过第三导向通道233的气流的流动速度相同，保证减速降噪的效果。

进一步地，在本实施例中，第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233远离扩散空腔110的一端相平，即，使得第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233靠近扩散空腔110的一端形成位置差。并且，进气口130靠近于第一导向通道231靠近扩散空腔110的一端设置。由于通过进气口130导入至扩散空腔110的排气在扩散空腔110中的各个位置上的速度不同，通过第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233对排气导向时能使排气能在相应的位置进入第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233，保证进入至第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233的排气的速度相同，即能保证通过第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233导出排气并产生相同的降噪效果。

在本实施例中，采用流体仿真分析技术分析并得到处于各个位置上的第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233的适当的长度，保证通过第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233导出的排气的排出速度大致相同并且产生的降噪效果也大致相同，保证涡轮发动机排气降噪结构10的降噪效果。

另外，在本实施例中，第一隔离罩210和第二隔离罩220的截面均呈U形，并且第一隔离罩210和第二隔离罩220之间的距离与第二隔离罩220与壳体100之间的距离相等。即，第二导向通道232和第三导向通道233的宽度相等，以使得通过第二导向通道232和第三导向通道233排出的排气的排量大致相同，能保证第二导向通道232和第三导向通道233的降噪效果相同。另外，在本实施例中，第一导向通道231的宽度大于第一隔离罩210和第二隔离罩220之间的距离，并使得第一导向通道231的排量与第二导向通道232的排量相同，既保证第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233的降噪效果相同。

进一步地，在本实施例中，隔离结构200还包括多个隔离件240，多个隔离件240分别设置于第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233内部，并且多个隔离件240将第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233分为多个导向通道120。即在本实施例中，导向通道120的形成由壳体100、隔离件240并分别和第一导向通道231、第二导向通道232和第三导向通道233共同形成，并且在本实施例中导向通道120为多个，多个导向通道120分别连通于扩散空腔110。

另外，在本实施例中，多个隔离件240的长度相同，并且隔离件240的长度小于第一隔离罩210的长度。并且多个隔离件240远离扩散空腔110的一端相平，并且多个隔离件240远离扩散空腔110的一端与第一隔离罩210和第二隔离罩220相平。以使得隔离件240于第二导向通道232和第三导向通道233中形成的通道的长度相同，由于第二隔离罩220的长度大于第一隔离罩210的长度，使得多个隔离件240靠近扩散空腔110的一端分别与第一隔离罩210和第二隔离罩220靠近扩散空腔110的一侧具有间距，并使得第一隔离罩210、第二隔离罩220和壳体100共同形成了分别与多个隔离件240连通的短空腔(图未标)，其中短空腔能保证进入到多个隔离件240中的气流更稳定，保证排气的顺畅性，进一步降低涡轮发动机排气降噪结构10排气的再生噪声。

并且，在本实施例中，多个隔离件240之间形成的导向通道120的宽度大致相同，使得多个导向通道120的排量大致相同，并能使得各个导向通道120的降噪效果一致，使得整体的降噪效果良好。

本实施例中提供的涡轮发动机排气降噪结构10通过设置隔离结构200和壳体100共同形成的扩散空腔110和与扩散空腔110连通的导向通道120，并且壳体100上开设有进气口130和出气口140，进气口130用于和涡轮发动机的排气口连接，出气口140与导向通道120远离扩散空腔110的一端连通，涡轮发动机排气通过排气口将排出的排气导向至扩散空腔110，并且排气于扩散空腔110中聚集并通过导向通道120导出，由于进气口130的朝向与导向通道120的其中一段的导向方向形成夹角，所以在排气排出前会冲击涡轮发动机排气降噪结构10的内壁损失一部分速度，实现排气的减速，并且出气口140的面积大于进气口130的面积，使得通过增大出气口140的排量降低排气的速度，经过多次对排气的速度的削减，使得排气的速度大幅度降低，即，降低了排气产生的噪声，满足涡轮发动机高流速排气降噪要求。

第二实施例

本实施例中提供了一种涡轮发动机机组(图未示)，其包括涡轮发动机(图未示)和第一实施例中提供的涡轮发动机排气降噪结构10。涡轮发动机上设置有排气口(图未示)，并且排气口与进气口130连接，以使得通过排气口排出的排气能通过进气口130进入至扩散空腔110中，并在扩散空腔110中充分扩散之后通过导向通道120导向至出气口140，并通过出气口140导出。其中，通过涡轮发动机排气降噪结构10能对涡轮发动机机组起到降低排气速度以及降噪的功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡轮发动机排气降噪结构，应用于涡轮发动机，所述涡轮发动机上设置有排气口，其特征在于，所述涡轮发动机排气降噪结构包括壳体和隔离结构，所述隔离结构设置于所述壳体内部，并且所述隔离结构和所述壳体共同形成扩散空腔和与所述扩散空腔连通的导向通道，所述壳体上还开设有进气口和出气口，所述进气口与所述扩散空腔连通并且所述进气口用于与所述排气口连接，所述导向通道远离所述扩散空腔的一端与所述出气口连通，所述进气口的面积小于所述出气口的面积，所述导向通道的其中一段的导向方向与所述进气口的朝向方向形成夹角。

2.根据权利要求1所述的涡轮发动机排气降噪结构，其特征在于，所述导向通道朝向第一方向延伸，所述第一方向与所述进气口的朝向方向相垂直。

3.根据权利要求2所述的涡轮发动机排气降噪结构，其特征在于，所述隔离结构包括第一隔离罩和第二隔离罩，所述第一隔离罩罩设于所述壳体内部靠近所述进气口的一侧，并且所述第一隔离罩与所述壳体共同形成第一导向通道，所述第二隔离罩罩设于所述第一隔离罩，并且第二隔离罩靠近所述第一隔离罩一侧与所述第一隔离罩和壳体共同形成第二导向通道，所述第二隔离罩远离所述第一隔离罩的一侧与所述壳体形成第三导向通道。

4.根据权利要求3所述的涡轮发动机排气降噪结构，其特征在于，所述第一导向通道、所述第二导向通道和所述第三导向通道并排设置，并且所述第一导向通道的长度小于所述第二导向通道的长度，所述第二导向通道的长度小于所述第三导向通道的长度。

5.根据权利要求3所述的涡轮发动机排气降噪结构，其特征在于，所述第一隔离罩和所述第二隔离罩远离所述扩散空腔的一端相平。

6.根据权利要求3所述的涡轮发动机排气降噪结构，其特征在于，所述进气口靠近于所述第一导向通道靠近所述扩散空腔的一端设置。

7.根据权利要求3-6中任意一项所述的涡轮发动机排气降噪结构，其特征在于，所述第一隔离罩和所述第二隔离罩的截面均呈U形，并且所述第一隔离罩与所述第二隔离罩之间的距离与所述第二隔离罩与壳体之间的距离相等。

8.根据权利要求3-6中任意一项所述的涡轮发动机排气降噪结构，其特征在于，所述隔离结构还包括多个隔离件，多个所述隔离件分别设置于所述第一导向通道、所述第二导向通道和所述第三导向通道内部，并且多个所述隔离件分别将所述第一导向通道、所述第二导向通道和所述第三导向通道分为多个所述导向通道。

9.根据权利要求8所述的涡轮发动机排气降噪结构，其特征在于，多个所述隔离件的长度相同，并且多个所述隔离件远离所述扩散空腔的一端相平。

10.一种涡轮发动机机组，其特征在于，包括涡轮发动机和如权利要求1-9任意一项所述的涡轮发动机排气降噪结构，所述涡轮发动机具有排气口，所述涡轮发动机与所述壳体连接并使得所述排气口与所述进气口连接。