排气扩压器的制作方法

文档序号:13533248阅读:596来源:国知局
排气扩压器的制作方法
相关申请的交叉参考不适用。本发明大致上描述了一种用于衰减与将高压气体释放到大气中相关联的噪音的装置。特定地,本发明公开了一种用于降低被释放到大气中的气体的速度的排气扩压器。发明背景排气消音器在各个行业中被用以降低由于将高速流体(诸如气流)释放到大气中而产生的响亮噪音。排气消音器通常在工业应用中例如结合散热器、排气管、排污管、排气管、涡轮壳体通风管以及风扇入口和排放管使用。可用于工业应用的一种类型的排气消音器是排气扩压器,其通常操作地用于将大的高速气流分裂为较小的低速气流。为此,排气扩压器通常包括将流体流划分为较小流体流结构或较小流体涡流的穿孔,由此在排放流体时降低噪音的强度。在需要时,消音器隔板可提供在排气扩压器下游以消除未被扩压器抑制的任何附加噪音。遗憾地是,当涉及高压差时,这些多部件扩压器/消音器隔板系统的效率低且有时候无效率。另外,这些系统通常具有高昂的安装成本且占据非所需的大量空间。因此,仍然需要一种充分降低非所需噪音同时大小紧凑且其制造和安装具成本效益的排气扩压器组件。发明概要本公开大致上描述了用于抑制例如由将高速流体释放到大气中引起的非所需噪音的各种排气扩压器组件。排气扩压器组件通常包括降低流体流的速度的至少一个扩压器和选用地用于吸音的至少一个消声器。扩压器可包括流体流从其中穿过的多个孔隙或穿孔。孔隙或穿孔单独或结合吸音消声器(如果提供)将流体流划分为多个较小流体流。因此,流体速度随着其流出扩压器而降低。较少紊流的低速流体流出扩压器,且因此在流体被排放到大气中时产生更少噪音。另外,所产生的任何噪音的频率归因于降低直径流体流/射流流出穿孔而转换为较高、更容易衰减的频率。虽然本文描述的排气扩压器可具有广泛应用,但是这些装置可在制造行业(诸如动力、能量和石油天然气行业)中具有特别的功能,在制造行业中希望消除和/或大幅降低噪音污染且其中通常使用昂贵和/或笨重的噪音抑制系统。本文公开的排气扩压器有利地通过以需要的空间显著小于其常规配对物的极紧凑形式配置扩压器和选用消声器以优化噪音衰减来解决此问题。具体地说,本文公开的排气扩压器组件被配置使得流体流穿过多个同心布置的扩压器和/或吸音消声器,所述扩压器和/或吸音消声器中的每一个操作地将流体流扩压且降低射流的直径,因此降低在释放到大气中时产生的噪音量。一方面,排气扩压器组件可包括具有彼此相对的第一端和第二端的扩压器。所述扩压器的所述第二端可具有基本上拱形形状。管状壁可在所述扩压器的所述第一端与所述第二端之间延伸,且多个穿孔可延伸穿过所述管状壁。根据某个方面,排气扩压器组件可包括与扩压器的多个穿孔成相向关系的消声器以辅助衰减穿过排气扩压器组件的声波。根据其它方面,排气扩压器组件可进一步包括与第一扩压器同心的第二扩压器和选用地第三扩压器。每个扩压器可包括穿孔以辅助降低流体流/射流的速度和/或直径,且因此降低当流体流被释放到大气中时产生的噪音级。一方面,各个扩压器的穿孔可在径向方向上偏离彼此以进一步降低流体流的速度。附图简述更具体的描述将通过参考其在附图中说明的具体实施方案而呈现。应理解这些图仅描绘所述具体描述的典型实施方案且因此不应被视为限制其范围,将通过使用附图以附加具体特征和细节来描述并解释示例性实施方案,在附图中:图1a是根据实施方案的包括多个扩压器的扩压器组件的示意透视图;图1b是图1a的排气扩压器组件的侧视截面透视图;图1c是根据实施方案的图1a的扩压器组件的侧视截面图,所述扩压器组件包括第一内部腔室内的吸音消声器;图1d是根据实施方案的图1a的扩压器组件的侧视截面图,所述扩压器组件包括第一内部腔室和第二内部腔室内的吸音消声器;图1e是根据实施方案的图1a的扩压器组件的侧视截面图,所述扩压器组件包括第一内部腔室、第二内部腔室和第三内部腔室内的吸音消声器;图2是根据实施方案的具有围绕第一扩压器延伸的第二扩压器的排气扩压器组件的侧视剖面图;图3a是根据实施方案的具有被定位邻近于扩压器的外表面的消声器的扩压器的侧视图;图3b是根据实施方案的具有被定位邻近于扩压器的内表面的消声器的扩压器的侧视部分截面图;图3c是根据实施方案的具有基本上被定位在扩压器的整个内部的消声器的扩压器的侧视截面图;图4a是根据实施方案的另一扩压器组件的透视图,其说明被布置在第一扩压器内的第二扩压器;图4b是根据实施方案的排气扩压器组件的侧视图,其说明被定位在第一扩压器的内部腔室内且具有沿第一扩压器的外表面定位的消声器的第二扩压器;且图4c是根据实施方案的排气扩压器组件的另一实施方案的侧视图,其说明被定位在第一扩压器的内部腔室内且具有沿第一扩压器的内表面定位的消声器的第二扩压器。根据以下具体实施方式连同附图将更加明白实施方案的各个特征、方面和优点,其中相同数字在所有附图和正文中的表示相同部件。各种描述的特征不一定按比例绘制,而是被绘制为强调与某些实施方案有关的具体特征。另外,所示和所述的实例是通过解释而非限制的方式提供,且不构成对所有可能实施方案的限定。具体实施方式图1a-4c示意地说明用于衰减排气消音器中的噪音的各种示例性排气扩压器。如将结合个别说明的实施方案所讨论,各种排气扩压器通常包括流体(诸如气体、气流,包括湿气流等)从其中穿过的至少一个扩压器(或扩压器级)和任选地减音/吸音材料或消声器。扩压器和消声器操作地相配合工作以降低通常与被排放到大气中的流体的快速膨胀相关的噪音。具体来说,扩压器和消声器被配置来将大的高速进入射流分裂为多股较小、低速射流,这继而又降低与流体最终释放到大气中有关的噪音并将所述噪音转换为较高、更容易衰减的频率。现在参考图式,图1a和1b示意地说明包括多个扩压器级的示例性排气扩压器10。如图1b中的截面图中最佳地所见,排气扩压器10通常包括第一或主级扩压器(“第一扩压器”)30、第二或次级扩压器(“第二扩压器”)50和第三或三级扩压器(“第三扩压器”)60。各个扩压器可被布置为使得第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60可基本上同心并基本上沿中心纵轴y1同轴。在此实例中,第一扩压器30是基本上居中于所述组件内的最内扩压器。第二扩压器50位于第一扩压器30的外侧上,使得第二扩压器50围绕第一扩压器30的至少一部分延伸。第三扩压器60是位于第二扩压器50的外侧上的最外扩压器,使得第三扩压器60围绕第二扩压器50的至少一部分延伸。然而,其它可能性也是可期的。第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60可各自包括相应的第一开口端32、52、62(大致上界定扩压器组件的第一端12)、与相应的第一端32、52、62相对的相应的第二封闭端34、54、64(大致上界定扩压器组件的第二端14)和在相应的扩压器30、50、60的相应的第一端32、52、62与相应的第二端34、54、64之间延伸的大致上管状壁36、45、66,使得第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60各自具有大致上圆柱形形状。每个扩压器30、50、60还可包括界定在相应的第一和第二扩压器端以及相应的壁之间的相应内部腔室35、55、65(即,第一内部腔室35、第二内部腔室55和第三内部腔室65)。如图1b中所说明,第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60中的每一个的第一端32、52、62基本上彼此对准,使得扩压器组件10可位于排气消音器20的底板24上,所述底板24可包括开口25,流体经由与开口25连通的管道70从开口25中进入组件10。因此,虽然每个扩压器30、50、60的第一端32、52、62(和整个扩压器组件10)可被特征化为在孤立观察时是敞开的,但是扩压器组件的第一端12在扩压器组件10结合排气消音器20使用时基本上是封闭的。在其它实施方案中,扩压器组件10可包括底板(未示出),使得每个扩压器30、50、60的第一端32、52、62和/或组件10可围绕开口25封闭,即使在组件定位于排气消音器底板24上之前。第一扩压器30的第二端34可包括基本上拱形顶壁39并由基本上拱形顶壁39界定,而第二扩压器50和第三扩压器60的第二端54、64可各自包括基本上平面顶壁57、67并由基本上平面顶壁57、67界定,所述基本上平面顶壁57、67基本上垂直于扩压器的相应管状壁56、66。在此实例中,第二扩压器50的顶壁57接合到第一扩压器30的管状壁36,且第三扩压器60的顶壁67接合到第二扩压器50的顶壁57,使得第二扩压器50的顶壁47和第三扩压器60的顶壁67彼此相邻且基本上彼此共面。因此,第一内部腔室35至少部分由第一扩压器30的管状壁36的内侧、第一扩压器30的拱形顶壁39界定,且在使用中至少部分由排气消音器外壳22的底板24界定。第二内部腔室55至少部分由第二扩压器50的管状壁56、第二扩压器50的平面顶壁57、第一扩压器壁36的外侧界定,且在使用中至少部分由排气消音器外壳22的底板24界定。第三内部腔室65至少部分由第三扩压器60的管状壁66、第三扩压器60的平面顶壁67、第二扩压器壁56的外侧界定,且在使用中至少部分由排气消音器外壳24的底板24界定。然而,本公开也可预期其它配置。第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60各自具有从相应的扩压器的第一端32、52、62沿扩压器组件10的中心纵轴y1测量到相应的扩压器的第二端的纵向尺寸l1、l2、l4。在此实施方案中,第二扩压器50和第三扩压器60各自具有基本上相等的纵向尺寸l2、l4(还等于第二扩压器50和第三扩压器60中的每一个的管状壁56、66的纵向尺寸l2、l4),而第一扩压器30的纵向尺寸l1大于第二扩压器50和第三扩压器60中的每一个的纵向尺寸l2、l4。然而,本公开也可预期其它几何形状。第二扩压器50接合到第一扩压器30的管状壁36的点将第一扩压器30的纵向尺寸l1划分为第一部分(或下部)37a和第二部分(上部)37b,其中第一扩压器30的纵向尺寸l1的第一部分37a基本上等于第二扩压器和第三扩压器60中的每一个的纵向尺寸l2、l4。在某些实施方案中且如图1a-1e的实施方案中所示,第一扩压器30的纵向尺寸l1的第二部分37b通常可小于第一扩压器30的纵向尺寸l1的第一部分37a。类似地且如图1b-1e中所说明,第二扩压器50接合到第一扩压器30的管状壁36的点还将第一扩压器30的管状壁36的纵向尺寸l1划分为邻近于并包括第一扩压器30的第一端32的第一部分(或下部)37a和邻近于第一扩压器30的第二端的第二部分(上部)37b。管状壁36的纵向尺寸l1的第一部分37a基本上等于第二扩压器50和第三扩压器60中的每一个的管状壁56、66的纵向尺寸l2、l4,使得第一扩压器30的管状壁36的第一部分37a、第二扩压器50的管状壁56和第三扩压器60的管状壁66基本上彼此对准。因此,第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60被布置为使得第二扩压器50围绕第一扩压器30的管状壁36的第一部分37a延伸,且第三扩压器60围绕第二扩压器50的管状壁56延伸。第一扩压器30的管状壁36的第二部分37b从壁36的第一部分(下部)37a(向上)延伸到第一扩压器30的拱形顶壁39。第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60各自具有跨管状壁36、56、66沿相应扩压器30、50、60的第一端32、52、62测量的相应直径d3、d2、d4。在图1b中所说明的实施方案中,第二扩压器50的直径d2大于第一扩压器30的直径d3,且第三扩压器60的直径d4大于第二扩压器50的直径d3。另外,第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60的相应直径d3、d2、d4各自沿相应管状壁36、56、66的纵向尺寸或长度l1、l2、l4是恒定的。然而,在其它实施方案中,相应直径d3、d2、d4中的一个或多个沿相应壁的长度可以是不恒定的。第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60相对于中心纵轴y1且相对于彼此的精确定位对于每个应用来说可根据需要改变以优化降低与流体流穿过组件10相关的噪音。在一个实例中,第一扩压器30可具有从约4英寸(约10厘米)至约30英寸(约76厘米)、例如从约6英寸(约15厘米)至约26英寸(约66厘米)的直径d3,使得第一扩压器30的壁36与中心纵轴y1之间的距离d5(即,第一扩压器30的半径)可从约2英寸(约5厘米)至约15英寸(约38厘米)、例如从约3英寸(约8厘米)至约13英寸(约33厘米)。第二扩压器50可与第一扩压器30分开距离l3,其中l3可为从第二扩压器50的直径d2的约0.05倍至第二扩压器50的直径d2的约0.5倍、例如从第二扩压器50的直径d2的约0.075倍至第二扩压器50的直径d2的约0.25倍。在某些特定实例中,距离l3可为从约2英寸(约5厘米)至约5英寸(约13厘米)、例如从约3英寸(约8厘米)至约4英寸(约10厘米)。同样地,第三扩压器60可被定位成与第二扩压器50分开距离l5,其中l5可为从第三扩压器60的直径d4的约0.05倍至第三扩压器60的直径d3的约0.5倍、例如从第三扩压器60的直径d3的约0.075倍至第三扩压器60的直径d3的约0.25倍。在某些特定实例中,距离l5可为从约2英寸(约5厘米)至约5英寸(约13厘米)、例如从约3英寸(约8厘米)至约4英寸(约10厘米)。然而,也可预期其它合适的尺寸和距离l3和l5。在某些实施方案中,距离l3和l5可以基本上相等,使得第一扩压器30、第二扩压器50和第三扩压器60与相邻扩压器等间距分开。然而,在其它实施方案中,距离l3和l5可彼此不同。仍然观察图1b,第一扩压器30的壁36的第一部分(或下部)37a、第二扩压器50的壁56和第三扩压器60的壁66的可各自包括延伸穿过其相应厚度t1、t2、t3的多个穿孔或孔隙38、58、68。在所说明的实施方案中,第一扩压器30的壁36的第二部分(或上部)37b是无孔的,即,没有这些穿孔或孔隙38、58、68。同样地,第一扩压器30的拱形顶壁39、第二扩压器50和第三扩压器60中的每一个的顶壁57、67各自是无孔的。因此,经由入口管道70进入扩压器30的第一内部腔室35的流体将被引导朝向并穿过沿管状壁36的第一部分37a定位的穿孔38而进入第二内部腔室55中,此后流体然后将被引导朝向并穿过延伸穿过第二扩压器50的壁56的穿孔58,且最后流体将被引导朝向并穿过延伸穿过第三扩压器60的壁66的穿孔68。由于流体穿过连续的扩压器级30、50、60,流体流分裂为相对于通过入口管道70进入扩压器组件的流体流的速度具有低速的较小气流。因此,与流出扩压器组件的流体相关的噪音显著较少。在其它实施方案(未示出)中,可能有利的是,第一扩压器30的壁36的第二部分37b、第一扩压器30的拱形顶壁39、第二扩压器50和第三扩压器60中的每一个的顶壁57、67和/或扩压器30、50、60的第二端34、54、64还包括用于辅助降低在释放时产生的流体流和/或所得噪音的穿孔或孔隙38、58、68。在此和其它实施方案中,每个扩压器壁36、56、66中的穿孔38、58、68的形状、数量、大小、间隔和布置对于每个应用可以不同。例如,在某些实施方案中,百分比敞开面积(即,相应管状壁36、56、66或第一扩压器壁36的下部37a的穿孔面积的百分比)可为从约5%至约50%、例如从约8%至约35%,且在某些特定实施方案中,百分比敞开面积可为从约9%至约30%。另外,百分比敞开面积对于每个壁36、56、66可不同。此例如,在某些实施方案中,第一扩压器30的壁36的下部37a可具有从约10%至约30%、例如从约15%至约25%、例如20%的百分比敞开面积,而第二扩压器50和第三扩压器60的壁56、66中的每一个可具有从约5%至约20%、例如从约9%至约17%的相应百分比敞开面积。穿孔38、58、68可通常具有任何合适的几何或非几何形状。任何这样的形状可对称或不对称。在某些实例中,穿孔38、58、68可大致上为圆形形状。根据某个方面,穿孔38、58、68中的一个或多个是选自包括正方形、矩形、星形、十字形、圆端槽、正方形端槽、六边形、五边形、八边形和菱形的组。的确,穿孔38、58、68的形状可基于应用的特定需要而选择,且在某些实例中可基于易于制造而选择。在某些实施方案中,扩压器壁36中的穿孔38可为圆形,而第二扩压器50和第三扩压器60的扩压器壁56、66的穿孔58、68可具有另一形状。然而,在此可预期无数种其它可能性。穿孔38、58、68可通常具有从相应扩压器壁的厚度的约0.1倍至相应扩压器壁的厚度的约10倍、例如从相应扩压器壁的厚度的约0.5倍至相应扩压器壁的厚度的约2倍的主线性尺寸。在某些实施方案中,每个扩压器壁的厚度可为从约0.1英寸(约0.25厘米)至约0.75英寸(约1.9厘米)、例如从约0.25英寸(约0.63厘米)至约0.5英寸(约1.3厘米)。因此,在这些实施方案中,每个壁的穿孔的主线性尺寸可为从约0.1英寸(约0.25厘米)至约1英寸(约2.5厘米)、例如从约0.25英寸(约0.63厘米)至约1英寸(约2.5厘米)。然而,在此可预期其它尺寸。穿孔38、58、68的具体布置可不同,且在某些实施方案中,穿孔38、58、68可以被布置为线性/平铺配置、交错配置、非标准配置或任何其它合适图案或布置。线性穿孔图案可通常包括具有重复行的穿孔阵列,所述重复行可在每行中包括相同数量的穿孔38、58、68且遵循顺着壁的相同对准。交错穿孔图案可通常包括穿孔阵列,其中每行穿孔38、58、68与相邻行成偏离对准或成角度,且穿孔38、58、68是基于连续排的穿孔的中心之间测量的角度(通常称为偏离角)而指定。例如,穿孔图案使用大于0°且小于90°(例如,30°、45°或60°或任何其它数量的角度)的偏离角。非标准穿孔图案可包括针对每个扩压器壁的位置中的定位而选择的穿孔38、58、68的非重复图案和/或随机组(例如,在某些区域中需要射流的附加扩压,而其它区域可保持无孔)。因此,虽然穿孔38、58、68被示为在所说明的实施方案中是交错的,但是在此也可预期其它可能性。穿孔38、58、68可各自以基本上垂直方式延伸穿过其相应壁36、56、66。例如,第一扩压器30的壁36的穿孔38可与壁36相距90度角,如从壁36的内表面33和外表面31中的至少一者所测量。另外,在某些实施方案中,延伸穿过第一扩压器30的壁36的穿孔38可沿径向方向x1偏离延伸穿过第二扩压器50的壁56的穿孔58(即,径向x1偏差)。另外或替代地,延伸穿过第二扩压器50的壁的穿孔58可与偏离延伸穿过第三扩压器60的壁的穿孔68径向x1偏离。虽然希望不受理论约束,但是通过以此方式配置穿孔38、58、68,认为流体流将进一步减缓和/或分裂为更小的流体流、结构和/或涡流,由此比相邻扩压器壁36、56、66的穿孔38、58、68彼此径向x1对准时提供更有效的噪音降低。然而,在此也可预期各种穿孔38、58、68的无数种其它配置。如果需要,例如,如图1c-1e中所说明的实施方案中所示,扩压器组件10可包括隔音材料或消声器40。隔音材料或消声器40可通常包括对从其中流过的流体提供阻力的透气或多孔材料。随着流体流过消声器40中的开口或孔,流体流降低为数个更小、低速流体流,这辅助进一步降低与将流体释放到大气中相关的所产生声波。隔音材料或消声器40取决于特定应用的需要而可以任何合适方式配置。消声器40可在第一内部腔室35、第二内部腔室55和第三内部腔室65中的一个或多个的所有或一部分中延伸。例如,在图1c中所示的示例性扩压器组件中,第一内部腔室35基本上填充有隔音材料40,使得消声器40占据第一腔室35内的基本上所有空间。因此,随着流体通过入口管道70进入,消声器40将用作将流体分布在整个腔室中且使其缓慢穿过第一扩压器壁的初始构件。随着流体穿过第一扩压器壁36中的穿孔38且随后穿过第二扩压器壁56和第三扩压器壁66中的穿孔58、68,流体被进一步划分且释放时的所得噪音被进一步衰减。在图1d中所示的示例性扩压器组件10中,第一内部腔室35和第二内部腔室55两者均基本上填充有隔音材料40,使得消声器40占据第一腔室35和第二腔室55内的基本上所有空间。在此实施方案中,在流体如结合图1c讨论般穿过第一扩压器壁36之后,流体流通过在穿过第二扩压器50的壁56中的穿孔58且随后穿过第三扩压器60的壁66中的穿孔68之前穿过第二腔室55中的消声器40而进一步划分,因此在声波离开组件之前将声波衰减。在图1e中所示的示例性扩压器组件10中,第一内部腔室35、第二内部腔室55和第三内部腔室65基本上填充有隔音材料40,使得消声器40占据第一腔室35内的基本上所有空间、第二腔室55内的基本上所有空间和第三腔室65内的基本上所有空间。因此,在此实例中,消声器或隔音材料40全部在组件的整个内部空间中延伸。在此实施方案中,在流体如结合图1d讨论般穿过第二扩压器壁66之后,流体流通过在穿过第三扩压器60的壁66中的穿孔68之前穿过第三腔室65中的消声器40而进一步划分,因此在声波离开组件之前将声波衰减。在此和其它实施方案中,应明白的是,扩压器组件10的具体几何形状和所使用的消声器或隔音材料40(如果有的话)的类型将取决于每个特定应用的需要而不同。通常,扩压器30、50、60和消声器40被配置来彼此相配合以在允许流体被排放到大气中之前降低流体流穿过组件的总压力。因此,用以形成消声器40的特定材料可基于流过消声器40的流体的类型和/或温度、流体流的速度、扩压器数量等而选择。另外,每个腔室中使用的材料可不同。因此应明白的是,对于给定扩压器设计,可根据需要调整吸音材料40的类型和放置以优化噪音的衰减。因此且与常规的、更复杂系统相比,本扩压器组件可能能够由用户通过选择不同的消声器材料和调整消声器材料在内部腔室35、55、65内的放置而更容易定制。因此,例如,如果特定吸音材料40或配置不足以带来期望结果,那么可通过选择替代或附加隔音材料和/或通过重新配置组件内的这些材料(但无需例如获得附加设备和消耗安装下游挡板或其它互补隔音装置的附加底板空间)来改进扩压器组件的性能。根据某个方面,消声器40是透气材料。可适用于用作消声器40的吸音或隔音材料的材料的实例可包括(但不限于)钢丝网织物或材料、线网织物或材料、并结纤维材料或其任何组合。用以形成消声器40的材料可通常具有从约35%至约95%的孔隙率,如由孔/空隙体积与消声器40的总体积的比所测量。图2示意地说明根据本公开的另一示例性扩压器组件10的截面图。在此实施方案中,除图2的扩压器组件10不包括第三扩压器60之外,扩压器组件10类似于图1a和1b的扩压器组件。因此,为了方便起见且无限制,在此不重复结合图1a和1b讨论的扩压器30、50和其中的穿孔38、58的各种特征、属性和性质以及功能性。如上文结合图1c和1d讨论,第一内部腔室35和第二内部腔室55中的一个或两个可包括用于进一步衰减声音(如果需要)的消声器或吸音材料40。这些材料的实例可包括(但不限于)上述材料。图3a-3c示意地说明根据本公开的另外的示例性扩压器组件10。图3a-3c的扩压器组件10各自包括扩压器30和消声器40。图3a-3c的扩压器30、40孤立地严格类似于图1a和1b的第一扩压器30。因此,结合图1a和1b提供的关于扩压器30和其中的穿孔38的各种细节同样地可适用于图3a-3c的实施方案(在此为了方便起见且无限制,不会重复这些细节)。图3a-3c的消声器40具有各种配置。在图3a中所说明的实施方案中,消声器40围绕扩压器30的管状壁36的(第一/下部37a的)(即,如结合图1a和1b的扩压器组件的讨论界定的管状壁36的第一/下部37a的)外表面31延伸。在此实施方案中,进入内部腔室35的流体将在穿过消声器40之前首先穿过扩压器壁36中的多个穿孔38。在图3b中所说明的实施方案中,消声器40沿扩压器30的管状壁36的(第一/下部37a的)(即,如结合图1a和1b的扩压器组件的讨论界定的管状壁36的第一/下部37a的)内表面33延伸。在此实施方案中,进入内部腔室35的流体将在穿过扩压器壁36中的多个穿孔38之前首先穿过消声器40。因此,对于第一扩压器30,除消声器40仅占据扩压器30的内部空间的部分之外,此实施方案类似于图1c-1e的实施方案。在图3c中所说明的实施方案中,消声器40基本上被设置在扩压器30的整个内部腔室35中。在此配置中,消声器40是沿管状壁36的内表面33设置,且通常占据整个内部腔室35。因此,对于第一扩压器30,此实施方案类似于图1c-1e的实施方案。图4a-4c示意地说明根据本公开的排气扩压器组件10的另外的实例。例如,在图4a中所说明的实施方案中,组件10包括类似于结合图3a-3c描述的扩压器30(且孤立地类似于图1a-1e的第一扩压器30)的第一扩压器30和位于第一扩压器30的内侧上的第二扩压器50。当孤立地考虑时,第二扩压器50可被视为或特征化为位于第一扩压器30的内部腔室35内。替代地,由于第二扩压器50定位在第一扩压器30内部,排气扩压器组件10的第一内部腔室35可被界定在第一扩压器30的内侧与第二扩压器50的外侧之间,而第二内部腔室55可由第二扩压器50的内部空间界定或包括第二扩压器50的内部空间。应注意的是,在此实例中,经由入口管道70进入扩压器组件的流体将在进入第一扩压器30的内部腔室35之前进入第二扩压器50的内部腔室55。因此,虽然扩压器一直被称为“第一”和“第二”扩压器,但是在此实例中,术语“第一”和“第二”并不指示其中进入流体将遭遇扩压器的实际次序。具体来说,第一流体遭遇的第一扩压器被称为“第二”扩压器50,而第一流体遭遇的第二扩压器被称为“第一”扩压器30。然而,为了方便起见和整个公开的术语的一致性,流体遭遇的第一扩压器出于此讨论目的而称为“第二”扩压器,且流体遭遇的第二扩压器可称为“第一”扩压器。然而,所属领域一般技术人员应明白的是,此术语不应被解释为以任何方式限制,且术语可随意颠倒且在阅读描述和权利要求书的背景之后将清楚地了解所述术语。为了方便起见且无限制,上文关于图1a和1b描述了第一扩压器30的一般特性且在此不重复所述一般特性。如本文所述的其它实施方案,第二扩压器50包括第一开口端52(当结合排气消音器20使用时封闭,如上所述)和与开口端52相对的第二封闭端54。第二扩压器50还包括在第二扩压器50的第一端52与第二端54之间延伸的壁56。第一扩压器30和第二扩压器50大致上沿中心纵轴y1同轴。第二扩压器50的壁56具有沿第二扩压器50的开口端52测量的第一直径d1和沿第二扩压器50的封闭端54测量的第二直径d2。第一直径d1可大于第二直径d2,使得壁56从第二扩压器50的开口端52到封闭端54向内渐缩。第一扩压器30的管状壁36的第一直径d3大于第二扩压器50的第一直径d1和第二直径d2,使得第一扩压器30的管状壁36围绕第二扩压器50的渐缩壁延伸。正如本文所示的其它实施方案,第二扩压器50具有与第一扩压器30的第一端32对准的第一端52、与第一端52相对的第二端54和第二扩压器50的第一端52与第二端54之间测量的纵向尺寸l2在图4a-4c中描绘的实例中,第二扩压器50具有大于第一扩压器30的第一部分37a(即,包括如上文结合图1a和1b界定的穿孔38的部分)的纵向尺寸l1且基本上等于第一扩压器30的管状壁36的纵向尺寸l1的纵向尺寸l2。在其它实施方案中,第二扩压器50可具有小于第一扩压器30的管状壁36的纵向尺寸l1的纵向尺寸l2。在另外的实施方案中,第二扩压器50可具有等于或小于第一扩压器30的管状壁36的第一部分37a的纵向尺寸l1的纵向尺寸l2。第二扩压器50还可包括至少部分界定第二扩压器50的封闭端54的基本上平面顶壁57,使得第二扩压器50基本上为截头圆锥形(即,如锥形截头的形状)。正如本文所述的其它实施方案,第二扩压器50的渐缩壁可包括从其中延伸穿过的多个孔隙或穿孔58。穿孔58可具有如上文结合图1a和1b描述的任何合适形状、数量、大小、间隔和布置。在某些实施方案中,第二扩压器50的渐缩壁中的穿孔58可被定位使得穿孔58如上文结合图1a和1b讨论般与第一扩压器30的穿孔38径向地x1偏离(即,并非直接在径向方向x1上对准)。第二扩压器50的顶壁57可为无孔的(即,使得第二扩压器50的第二端54是封闭端54),使得进入第一内部腔室的流体可偏转和/或引导朝向第二扩压器50的渐缩壁56。替代地,在其它实施方案中,第二扩压器50的顶壁57可包括穿孔58,使得第二扩压器50的所有表面可用以帮助消除和/或显著地降低超声流体流。这可帮助衰减可凭借延伸穿过截头圆锥形扩压器50的壁56、57的穿孔58而穿过排气扩压器组件10的声波。如果需要,排气扩压器组件可包括如上所述的消声器40。例如,在图4b中所示的实施方案中,消声器40是沿邻近于(以类似于结合图3a描述的方式)延伸穿过第一扩压器30的管状壁36的多个穿孔38的第一扩压器30的外表面31定位。相反地,在图4c中所示的实施方案中,消声器40是(以类似于结合图3b描述的方式)沿内部腔室35内的第一扩压器30的内表面33定位。在其它实施方案(未示出)中,消声器40可基本上填充内部腔室35和/或可沿第二扩压器50的外侧和/或第二扩压器50的内侧定位。本发明可根据以下实例而进一步理解,以下实例不旨在以任何方式限制。除非另有指定,否则所提供的所有信息表示近似值。实例1各种扩压器组件通常如图2中所示般配置且如表格1中陈述般设置尺寸。某些扩压器组件包括第一内部腔室35和/或第二内部腔室55中的消声器40。消声器40是具有76个开口/英寸(约193个开口/厘米)的密度且包括具有约0.011英寸(约0.028厘米)的线丝直径的线丝的monel针织丝网(其可商购且由metexcorporation以商标metex®出售)。表格1根据表格1制造并包括定位在第一内部腔室35和第二内部腔室55的整个空间内的消声器40的扩压器组件与单个扩压器组件相比实现了a加权总声压级(oaspl)的降低的多达7%改进,与入口管道上方没有布置扩压器时相比实现oaspl的多达约16%改进。声压级(lp)被定义为声压(p)与参考压力(pref)的比的对数,其通常如以下公式中所示般被选取为20微帕:lp=20log(p/0.0002)db。实例2各种扩压器组件通常如图2和图3中所示般配置且如表格2a中陈述般设置尺寸。某些扩压器组件包括第一内部腔室35、第二内部腔室55和/或第三内部腔室65中的消声器40,如下文指示。所利用的消声器40基本上与上文关于实例1描述的消声器40相同。测试各种扩压器组件以评估其降低声功率的能力。评估细节如下且结果在表格2b中。表格2a实例第一扩压器的直径(英寸/厘米)第二扩压器的直径(英寸/厘米)第三扩压器的直径(英寸/厘米)第二扩压器壁/第一扩压器壁的下部的纵向尺寸(英寸/厘米)%第一扩压器的敞开面积%第二扩压器的敞开面积%第三扩压器的敞开面积入口管道大小范围(英寸/厘米)2-0’不适用不适用不适用不适用不适用不适用不适用4/102-0’’8/20不适用不适用8/2017.1不适用不适用4/102-18/2014/36不适用8/2017.118.9不适用4/102-28/2014/36不适用8/2017.118.9不适用4/102-38/2014/36不适用8/2017.118.9不适用4/102-48/2010/2614/368/2017.111.918.94/10表格2b实例声功率(分贝(db))%降低1%降低22-0’132.3002-0’’120.359.002-1115.0313.14.42-2114.613.44.82-3112.7514.86.32-4114.413.54.9为了获得表格2b中所示的数据,饱和气流以约每平方英寸表压90磅(psig)(约620千帕)输送通过约4英寸(约10厘米)管道且使用声级计测试。实例2-0’用作第一控制,由此饱和气流流出管道(管道处或基本上附近未定位有扩压器布置)以形成开口射流。开口射流的声功率被确定为具有132.3分贝(db)的声功率。实例2-0’’用作第二控制,由此单个扩压器定位在开口射流上方(例如,参见根据图3a但无消声器的扩压器),这导致声功率与实例2-0’的开口射流相比降低约9.0%。实例2-1到2-3各自是根据本公开的实施方案布置的扩压器模型,诸如图2中说明的具有第一和第二扩压器布置的扩压器组件。实例2-1包括仅布置在第二扩压器50的第二腔室55内的消声器40,实例2-2包括布置在第一腔室35内的消声器40,且实例2-3包括布置在第一腔室35和第二腔室55两者内的消声器40。这些扩压器组件中的每一个展现出相对于实例2-0的开口射流的声功率的降低(%降低1列),所述降低是在从约9.0%至约14.8%的范围中,且相对于控制实例2-0’’声功率进一步降低(%降低2),所述降低是在从约4.4%至约6.3%的范围中。实例2-4是基本上根据图1b中说明的扩压器布置而模型化,且包括布置在第二腔室55和第三腔室65两者内的消声器40。实例2-4示出了相对于实例2-0的开口射流声功率降低约13.5%以及相对于控制实例2-0’’声功率进一步降低约4.9%。实例3-4虽然表格2b中呈现的数据是使用声级计获自现场测量,但是表格3和4各自陈述通过饱和气流中的等向紊流的手段产生的声功率的数值(以db为单位)。数值是通过计算流体力学(cfd)模拟、基于下文针对实例3-0到3-2详述的流动条件而产生。数值声功率值是使用proudman公式而推导且对给定紊流场中每单位体积的总声功率的局部贡献比给定近似测量。表格3实例声功率(分贝(db))%降低3-0202.3203-1190.226.03-2194.234.0在表格3中所示的实例中,具有约328华氏度的高温的饱和气流是以约86psig(约592千帕)输送通过约4英寸管道(约10厘米)。实例3-0用作控制,由此单个扩压器定位在由饱和气流的流动形成的开口射流上方(例如,参见根据图3a的但无消声器的扩压器),且导致约202.32db的声功率。实例3-1是基本上根据图3a的示例性实施方案而模型化,且展现出约190.22db的声功率、相对于控制实例3-0的声功率有约6.0%以上的降低。实例3-2是基本上根据图4a的示例性实施方案而模型化,且展现出约194.23db的声功率、与由控制实例3-0降低的声功率相比有约4.0%以上的声功率降低。表格4实例声功率%降低4-0209.604-1198.85.14%在表格4中所示的实例中,具有约358华氏度的高温的饱和气流是以约135psig(约930千帕)输送通过约4英寸管道(约10厘米)。实例4-0用作控制,由此饱和气流流出管道(管道处或基本上附近未定位有扩压器布置)、基于数值cfd建模形成具有约209.6db的声功率的开口射流。实例4-1是基本上根据图3a的示例性实施方案而作出(无消声器40布置),且展现出约198.8db声功率、与控制实例4-0相比降低约5.14%以上的声功率。实例5在表格5中所示的实例中,饱和气流首先输送通过约4英寸管道和各种扩压器组件布置,且通过计算流体力学(cfd)模型化和获得声音/声功率级的各个范围。lw被定义为:lw(db)=10log(w/pref)其中pref是参考声功率10e-12w。表格5实例5-0用作控制,由此饱和气流首先输送通过管道且接着通过单个扩压器。实例5-1和5-2各自是基本上根据图2的示例性实施方案而得出,其中实例5-1包括第一扩压器30与第二扩压器50之间的约0.63英寸(约1.6厘米)间隙,且实例5-2包括第一扩压器30与第二扩压器50之间的约2.5英寸(约6.3厘米)间隙。如表格5中所示,针对从1000db到8000db的范围中的频率模型化和测试各种声功率级(lw/swl)。实例5-1示出了以1000db、2000db、4000db和8000db增加lw降低级,且实例5-2示出了以2000db、4000db和甚至8000db左右增加lw降低级。所说明的组件的部件不限于本文所述的具体实施方案,而是被说明或描述为一个实施方案的部分的特征可在其它实施方案上使用或结合其它实施方案使用以产生另一实施方案。所述组件旨在包括这些修改和变动。因此,虽然所述组件已参考具体实施方案进行了描述,但是本领域技术人员将理解的是,在不脱离预期范围的情况下,可作出各种改变且可对其元件进行等效替换。另外,在不脱离本教导的基本范围的情况下,可作出许多修改以使特定情形或材料适用于本文的教导。在本说明书和所附权利要求书中,将参考具有以下含义的数个术语。除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一(a、an)”和“所述”包括复数个参考对象。另外,对“一个实施方案”、“一些实施方案”、“实施方案”等的提及不旨在被解译为排除也并有所叙述特征的另外实施方案的存在。如本文在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可应用于修饰任何定量表示,这可允许改变但不导致改变其所涉及的基本功能。因此,由诸如“约”的术语修饰的值不限于所指定的精确值。在某些实例中,近似语言可对应于用于测量值的仪器的精度。诸如“第一”、“第二”、“上方”、“下方”等的术语用以识别一个元件与另一元件,且除非另有指定,否则并非用来指代特定次序或元件数量。如本文所使用,术语“可”和“可能”指示一组境况内的事件的概率;具有指定性质、特性或功能;和/或通过表达与限定动词相关的能力、性能或概率中的一个或多个来限定另一动词。因此,“可”和“可能”的使用指示所修饰术语明显适用于、能够或适用于所指示性能、功能或用途,而在某些境况考虑到以上因素时,所修饰术语有时候并不适用于、能够或适用于所指示性能、功能或用途。例如,在某些境况中,可期望事件或性能,而在其它境况中,事件或性能未发生-此区别被术语“可”和“可能”捕捉到。如权利要求书中所使用,单词“包括”和其语法变型在逻辑上也对应且包括各种和不同程度的短语,诸如(例如)(但不限于)“基本上由……组成”和“由……组成”。必要时,范围已被提供,且所述范围包括其间的所有子范围。期望这些范围中的变动将其自身显示于所属领域一般技术人员,且在未公开的情况下,所附权利要求书应涵盖所述变动。科学技术的发展可使得等同物和替换成为可能,所述等同物和替换现在由于语言不精确而没有预料到;这些变动应被所附权利要求书所涵盖。此书面描述使用实例来公开排气扩压器组件(包括最佳模式),且还使得所属领域一般技术人员能够实践这些实例,包括制作和使用任何装置或系统并执行任何并入方法。其专利保护范围是由权利要求书界定且可包括所属领域一般技术人员想到的其它实例。此类其它实例旨在包含在权利要求书的范围内,前提是其具有与权利要求书的文字语言并无区别的结构元件或其包括与权利要求书的文字语言并无实质区别的等同结构元件。当前第1页12
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