DE112014001467T5

DE112014001467T5 - Gasturbinenschalldämpfer und mit Selbigem versehene Gasturbine

Info

Publication number: DE112014001467T5
Application number: DE112014001467.2T
Authority: DE
Inventors: Keisuke Matsuyama; Tomonori Toda
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2015-11-26
Anticipated expiration: 2034-02-11
Also published as: CN105026729B; JP2014177921A; US10240535B2; US20160010557A1; CN105026729A; DE112014001467B4; WO2014141791A1; JP6057790B2; KR20150108426A; KR101723323B1

Abstract

Bereitgestellt werden ein Gasturbinenschalldämpfer zum Verhindern der Bildung von Spalten zwischen einer vorgeschalteten Schalldämpferplatte und einer nachgeschalteten Schalldämpferplatte und zum Verhindern des Auftretens von sekundärem Geräusch und eine Gasturbine, die mit diesem Schalldämpfer versehen ist. Eine Schalldämpferplatte (41) hat eine Struktur, die in eine vorgeschaltete Schalldämpferplatte (51) und eine nachgeschaltete Schalldämpferplatte (52) in Luftströmungsrichtung unterteilt werden kann, wobei ein stufenförmiger Teil (71), der eine kürzere Länge entlang der Ausrichtungsrichtung der Schalldämpferplatte (41) aufweist, in einem öffnungsseitigen Abschnitt der nachgeschalteten Schalldämpferplatte (52) gebildet ist und die vorgeschaltete Schalldämpferplatte (51) und die nachgeschaltete Schalldämpferplatte (52) über den stufenförmigen Teil (71), der im Wesentlichen in die gesamte Öffnung (64) in der vorgeschalteten Schalldämpferplatte (51) passt, miteinander verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasturbinenschalldämpfer, der an einer Lufteinlassseite eines Kompressors einer Gasturbine bereitgestellt ist.
Stand der Technik
In den letzten Jahren haben Gasturbinen im Wirkungsgrad und der Größe zugenommen, und damit hat auch der Lufteinlass von außen zugenommen. Aufgrund der Zunahme des Lufteinlasses ist ein am Lufteinlass der Gasturbine auftretendes Geräusch ein Hauptproblem. Um dieses Geräusch zu reduzieren, ist ein Schalldämpfer am Lufteinlass der Gasturbine befestigt; jedoch wird die Größe des Schalldämpfers erhöht, wenn die Größe der Gasturbine erhöht wird, und es besteht eine Notwendigkeit zu Verbesserungen in der Haltbarkeit des Schalldämpfers.
Die Struktur eines solchen Schalldämpfers kann durch Ausrichten mehrerer Schalldämpferplatten konfiguriert sein, dass Plattenoberflächen davon in Luftströmungsrichtung parallel sind. Um das durch die erhöhte Größe der Gasturbine entstehende Geräusch zu reduzieren, besteht eine Notwendigkeit zur Erweiterung der Länge der Schalldämpferplatte in Luftströmungsrichtung. Dabei ist es im Hinblick auf Beschränkungen bei Herstellung oder Transport notwendig, die Schalldämpferplatte in Luftströmungsrichtung zu unterteilen. Es kann ein Spalt in der geteilten Schalldämpferplatte zwischen einer vorgeschalteten Schalldämpferplatte und einer nachgeschalteten Schalldämpferplatte in einem Kanal des Einlasses der Gasturbine zum Zeitpunkt der Montage auftreten. Insbesondere wird, wenn die Größe der Schalldämpferplatte erhöht wird, die Herstellungsgenauigkeit für die Längen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte in Luftströmungsrichtung gesenkt, und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Spalt zwischen beiden Platten erzeugt wird. Wenn der Spalt zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte erzeugt wird, werden durch von der vorgeschalteten Seite in den Spalt strömende Luftwirbel im Luftstrom erzeugt, es kommt zu Druckverlust, und es besteht eine Möglichkeit, dass ein sekundäres Geräusch erzeugt wird, das sich von dem Geräusch, das mit dem ursprünglichen Luftstrom einhergeht, unterscheidet.
Zu Beispielen eines Gasturbinenschalldämpfers zum Beseitigen des vorstehenden Spalts zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte gehören Folgende. Zum Beispiel beschreibt Patentdokument 1 einen Schalldämpfer, wobei ein Öffnungsende einer Spalteinstellungsabdeckung mit einem U-förmigen Querschnitt in einer Schalldämpferplatte, die entweder eine vorgeschaltete Schalldämpferplatte oder eine nachgeschaltete Schalldämpferplatte ist, von einer zur anderen Schalldämpferplatte weisenden Oberfläche aus montiert und befestigt wird. Durch Annahme einer solchen Konfiguration wird der Spalt zwischen der einen Schalldämpferplatte, an der die Spalteinstellungsabdeckung befestigt ist, und der anderen Schalldämpferplatte aufgrund von Wärmeausdehnung des Materials der Schalldämpferplatten, die durch mit dem Luftstrom einhergehende Wärme erzeugt wird, auf im Wesentlichen gleich Null reduziert.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. H07-224685A

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch werden in dem in Patentdokument 1 beschriebenen Schalldämpfer auch Schwankungen in der Wärmeausdehnung des Schalldämpferplattenmaterials aufgrund von Schwankungen in der vom Luftstrom erzeugten Wärme erzeugt. Aus diesem Grund besteht aufgrund der Schwankungen in der Wärmeausdehnung des Schalldämpferplattenmaterials eine Möglichkeit, dass der Spalt zwischen der einen Schalldämpferplatte, an der die Spalteinstellungsabdeckung befestigt ist, und der anderen Schalldämpferplatte nicht auf im Wesentlichen gleich Null reduziert wird und der Spalt noch bleibt. In einem solchen Fall werden Wirbel im Luftstrom durch Luft, die von der vorgeschalteten Seite in den Spalt strömt, erzeugt, Druckverlust tritt auf, und sekundäres Geräusch wird erzeugt. Andererseits besteht aufgrund der Wärmeausdehnung des Schalldämpferplattenmaterials eine Möglichkeit, dass die Schalldämpferplatten aufgrund übermäßigen Kontakts zwischen der einen Schalldämpferplatte, an der die Spalteinstellungsabdeckung befestigt ist, und der anderen Schalldämpferplatte verformt oder beschädigt werden. Außerdem kann in der Plattenoberfläche der Schalldämpferplatte durch die Spalteinstellungsabdeckung eine Stufe erzeugt werden, da die Spalteinstellungsabdeckung von dem Öffnungsende in Bezug auf die eine Schalldämpferplatte von der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte aus montiert und befestigt ist. Aufgrund dieser Stufe besteht eine Möglichkeit, dass Störungen im Luftstrom auftreten und ein sekundäres Geräusch erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die vorstehend genannten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Gasturbinenschalldämpfers, der das Auftreten eines sekundären Geräuschs durch Vermeiden der Bildung eines Spalts zwischen einer vorgeschalteten Schalldämpferplatte und einer nachgeschalteten Schalldämpferplatte verhindert, und einer Gasturbine, die mit diesem Schalldämpfer versehen ist.
Lösung für das Problem
Ein Gasturbinenschalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems ist ein Gasturbinenschalldämpfer, der zwischen einem Lufteinlassanschluss einer Gasturbine und einem Kompressor installiert ist. Der Gasturbinenschalldämpfer weist mehrere plattenförmige, unterteilte Schalldämpferplatten auf, die in vorgegebenen Intervallen in einer Richtung senkrecht zu einer Strömungsrichtung eines Fluids vom Lufteinlassanschluss zum Kompressor hin ausgerichtet sind. Die unterteilten Schalldämpferplatten haben eine vorgeschaltete Schalldämpferplatte, wobei eine Oberfläche mit einer größten Plattenfläche in einer Ausrichtung entlang der Strömung des Fluids angeordnet ist und die an einer vorgeschalteten Seite in Strömungsrichtung des Fluids angeordnet ist, und eine nachgeschaltete Schalldämpferplatte, die an einer nachgeschalteten Seite der vorgeschalteten Schalldämpferplatte angeordnet ist und die mit der vorgeschalteten Schalldämpferplatte verbunden ist. Eine Schalldämpferplatte der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte ist so gebildet, dass eine Öffnung zu der Seite hin, die zur anderen Schalldämpferplatte weist, geöffnet ist, und die andere Schalldämpferplatte ist mit einem Anschlussabschnitt gebildet, der in die Öffnung eingepasst ist, und die vorgeschaltete Schalldämpferplatte und die nachgeschaltete Schalldämpferplatte sind über den Anschlussabschnitt der anderen Schalldämpferplatte, der in die Öffnung der einen Schalldämpferplatte eingepasst ist, verbunden.
Da der Spalt nicht zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte erzeugt wird, ist es bei dieser Konfiguration möglich, das Auftreten von Druckverlust und das Auftreten von sekundärem Geräusch zu verhindern, ohne Wirbel im Luftstrom zu erzeugen.
Zudem ist es bevorzugt, dass die unterteilten Schalldämpferplatten so konfiguriert sind, dass Oberflächen der einen Schalldämpferplatte und der anderen Schalldämpferplatte, die mit dem Fluid in Kontakt sind, im Wesentlichen bündig sind, wenn die eine Schalldämpferplatte und die andere Schalldämpferplatte miteinander verbunden sind.
Da keine Stufe zwischen der Seitenoberfläche der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der Seitenoberfläche der nachgeschalteten Schalldämpferplatte erzeugt wird, ist es bei dieser Konfiguration möglich, das Auftreten von Störungen im Luftstrom zu verhindern, und es ist möglich, das Auftreten von Druckverlust und sekundärem Geräusch zu verhindern.
Zudem ist es bevorzugt, dass die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass die Endoberfläche, an der der Anschlussabschnitt gebildet ist, geschlossen ist, und der Anschlussabschnitt eine konvexe Form mit einer Ausrichtung, die in die andere Schalldämpferplatte passt, aufweist.
Bei dieser Konfiguration ist es möglich, die Struktur zu vereinfachen, da es nicht notwendig ist, eine Öffnung in einem Abschnitt, der in die andere Schalldämpferplatte eingepasst werden soll, bereitzustellen. Aus diesem Grund ist es möglich, die Herstellungsgenauigkeit der unterteilten Schalldämpferplatten zu verbessern.
Zudem ist es bevorzugt, dass die eine Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass bei einer Position an einer vorgegebenen Länge vom Endabschnitt auf der Öffnungsseite zu einem Innenraum als Bezugspunkt die Länge der Öffnung in der Ausrichtungsrichtung der unterteilten Schalldämpferplatten vom Bezugspunkt zum Endabschnitt auf der Öffnungsseite allmählich erhöht wird. Es ist bevorzugt, dass die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass bei einer Position an einer vorgegebenen Länge vom Endabschnitt an der Anschlussabschnittseite als Bezugspunkt der Anschlussabschnitt durch allmähliches Verkürzen der Länge des Anschlussabschnitts in Ausrichtungsrichtung zum Endabschnitt an der Anschlussabschnittseite gebildet wird.
Bei dieser Konfiguration ist die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung verbessert, da der Anschlussabschnitt der anderen Schalldämpferplatte leicht mit der Öffnung der einen Schalldämpferplatte zusammengefügt wird. Zudem wird die Dämpfungsleistung des Gasturbinenschalldämpfers verbessert, da ein Freiraum, wo es nicht notwendig ist, ein schallabsorbierendes Material einzufüllen, reduziert ist.
Zudem ist es bevorzugt, dass die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass der Anschlussabschnitt im Wesentlichen in die gesamte Öffnung der anderen Schalldämpferplatte passt.
Bei dieser Konfiguration ist es möglich, die Verbindungsstärke zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte zu verbessern.
Zudem ist es bevorzugt, dass die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass der Anschlussabschnitt im Wesentlichen in einen Teil der Öffnung der anderen Schalldämpferplatte passt.
Da es möglich ist, den Bereich zu vergrößern, wo das schallabsorbierende Material eingefüllt werden kann, ist es bei dieser Konfiguration möglich, die Dämpfungsleistung der unterteilten Schalldämpfer zu verbessern.
Zudem ist es bevorzugt, dass die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass mehrere der Anschlussabschnitte darin gebildet sind.
Bei dieser Konfiguration ist es möglich, die Verbindungsstärke zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte ausreichend sicherzustellen.
Zudem ist es bevorzugt, dass die unterteilten Schalldämpferplatten eine hohle Kastenform darin aufweisen, mehrere feine Löcher in der Seitenoberfläche, die in Kontakt mit dem Fluid ist, gebildet sind, und ein schallabsorbierendes Material in die Hohlräume gefüllt ist.
Bei dieser Konfiguration erzeugt die in die unterteilten Schalldämpferplatten aufgenommene Luft eine vorgegebene Viskositätswirkung, und das Geräusch, das mit dem Luftstrom einhergeht, wird durch die schallabsorbierende Wirkung aufgrund des schallabsorbierenden Materials weiter reduziert.
Eine Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems weist einen Kompressor, der zum Komprimieren von Luft, die vom Lufteinlassanschluss aufgenommen wird, konfiguriert ist, eine Brennkammer, die zum Erzeugen von Verbrennungsgas durch Zuführen von Brennstoff zu vom Kompressor komprimierter Druckluft und Zünden und Verbrennen von Brennstoff mit Druckluft konfiguriert ist, einen Turbinenabschnitt, der zum Erzeugen von Drehkraft in einem Rotor unter Verwendung des Verbrennungsgases konfiguriert ist, eine Abgaskammer, die zum Abgeben des Verbrennungsgases, das durch den Turbinenabschnitt nach außen konfiguriert ist, und den vorstehend beschriebenen Gasturbinenschalldämpfer, der zwischen dem Lufteinlassanschluss und dem Kompressor angeordnet ist, auf.
Bei dieser Konfiguration ist es möglich, ein Geräusch, das mit dem Luftstrom, der in den Kompressor gezogen wird, einhergeht, oder ein Geräusch, das mit dem Verbrennungsgasstrom, der durch die Abgaskammer läuft, einhergeht, zu reduzieren.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Da kein Spalt zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte erzeugt wird, werden gemäß der vorliegenden Erfindung keine Wirbel im Luftstrom erzeugt, und es ist möglich, das Auftreten von Druckverlust und das Auftreten von sekundärem Geräusch zu verhindern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Gasturbine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Außenansicht eines Schalldämpfers gemäß Ausführungsform 1.
3 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Radialansicht eines Rotors des Schalldämpfers gemäß Ausführungsform 1.
4 ist eine perspektivische Außenansicht einer Schalldämpferplatte von Ausführungsform 1.
5 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Anschlussstückabschnitts der Schalldämpferplatte entlang dem Querschnitt A-A in 4.
6 ist eine Seitenoberflächenansicht von Hauptteilen der Schalldämpferplatte von Ausführungsform 1.
7 ist eine Querschnittsansicht in Radialrichtung (entsprechend der Ansicht des Querschnitts A-A) von Hauptteilen eines Rotors einer Schalldämpferplatte, die einen Schalldämpfer gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung bilden.
8 ist eine Seitenoberflächenansicht von Hauptteilen der Schalldämpferplatte von Ausführungsform 2.
9 ist eine Querschnittsansicht in Radialrichtung (entsprechend der Ansicht des Querschnitts A-A) von Hauptteilen eines Rotors einer Schalldämpferplatte, die einen Schalldämpfer gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung bilden.
10 ist eine Seitenoberflächenansicht von Hauptteilen der Schalldämpferplatte von Ausführungsform 3.
11 ist eine Seitenoberflächenansicht von Hauptteilen einer Schalldämpferplatte, die einen Schalldämpfer gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung bilden.
12 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Anschlussstückabschnitts der Schalldämpferplatte entlang dem Querschnitt B-B in 11.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kontaktabschnitts der Schalldämpferplatte entlang dem Querschnitt C-C in 11.
Beschreibung von Ausführungsformen
Es folgt eine ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der Zeichnungen. Hier ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, und die Bestandteilelemente in den folgenden Ausführungsformen schließen Elemente, die für einen Fachmann leicht denkbar sind, im Wesentlichen identische Elemente und sogenannte äquivalente Elemente ein. Außerdem ist es möglich, verschiedene Auslassungen, Substitutionen und Änderungen an den konstituierenden Elementen innerhalb eines Bereichs vorzunehmen, der nicht vom Umfang der folgenden Ausführungsformen abweicht.
Ausführungsform 1
(Schematische Konfiguration und Gesamtbetrieb von Gasturbine 1)
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Gasturbine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 1 wird die schematische Konfiguration einer Gasturbine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, weist die Gasturbine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Kompressor 11, eine Brennkammer 12, einen Turbinenabschnitt 13 und eine Abgaskammer 14 auf. Außerdem ist ein Rotor 19 so angeordnet, dass er durch einen Mittelabschnitt des Kompressors 11, die Brennkammer 12, den Turbinenabschnitt 13 und die Abgaskammer 14 verläuft. Eine Antriebswelle eines Generators (nicht dargestellt) ist mit dem Endabschnitt des Rotors 19 an der zur Abgaskammer 14 weisenden Seite verbunden.
Der Kompressor 11 weist einen Lufteinlassanschluss 15 zum Aufnehmen von Außenluft, mehrere Schaufeln 17 und Blätter 18, die alternierend in einem Kompressorgehäuse 16 angeordnet sind, und einen Schalldämpfer 31, der zwischen dem Lufteinlassanschluss 15 und dem Kompressorgehäuse 16 installiert ist, auf. Der Kompressor 11 ist ein Mechanismus zum Erzeugen von Druckluft mit hoher Temperatur und hohem Druck durch Komprimieren von Außenluft, die durch den Lufteinlassanschluss 15 aufgenommen wird. Die Schaufeln 17 sind entlang der Umfangsrichtung des Rotors 19 an der Innenwandoberfläche des Kompressorgehäuses 16 befestigt. Die Blätter 18 sind im Kompressorgehäuse 16 entlang der Umfangsrichtung des Rotors 19 am Außenumfang einer kreisförmigen Scheibe, die im Rotor 19 gebildet ist, befestigt.
Die Brennkammer 12 ist eine Vorrichtung, die durch Zuführen von Brennstoff zu Druckluft, die vom Kompressor 11 erzeugt wird, Verbrennungsgas erzeugt und mit einem Brenner den Brennstoff mit Druckluft zündet und verbrennt.
Der Turbinenabschnitt 13 weist mehrere Turbinenschaufeln 21 und Turbinenblätter 22 auf, die alternierend in dem Turbinengehäuse 20 angeordnet sind. Der Turbinenabschnitt 13 ist ein Mechanismus, der mithilfe des Verbrennungsgases, das ein von der Brennkammer 12 erzeugtes Arbeitsfluid ist, eine Drehkraft im Rotor 19 erzeugt. Die Turbinenschaufeln 21 sind entlang der Umfangsrichtung des Rotors 19 an der Innenwandoberfläche des Turbinengehäuses 20 befestigt. Die Turbinenblätter 22 sind im Turbinengehäuse 20 entlang der Umfangsrichtung des Rotors 19 am Außenumfang einer kreisförmigen Scheibe, die im Rotor 19 gebildet ist, befestigt.
Die Abgaskammer 14 weist einen Abgasdiffusor 23 auf, der mit dem Turbinengehäuse 20 des Turbinenabschnitts 13 in Verbindung ist. Die Abgaskammer 14 gibt das Verbrennungsgas, das durch den Innenraum des Turbinengehäuses 20 strömt, in dem die Turbinenschaufeln 21 und die Turbinenblätter 22 alternierend angeordnet sind, nach außen ab.
Der Endabschnitt des Rotors 19 an der zum Kompressor 11 weisenden Seite wird von einem Lagerabschnitt 26 gestützt, damit er sich frei drehen kann, und der Endabschnitt des Rotors 19 an der zur Abgaskammer 14 weisenden Seite wird von einem Lagerabschnitt 27 gestützt, damit er sich frei drehen kann.
Als Nächstes folgt eine Beschreibung des Gesamtbetriebs der Gasturbine 1. Bei der Luft, die vom Lufteinlassanschluss 15 aufgenommen wird, wird ein mit dem Luftstrom einhergehendes Geräusch durch den Schalldämpfer 31 reduziert, und die Luft strömt in das Kompressorgehäuse 16 des Kompressors 11. Die Luft, die in das Kompressorgehäuse 16 strömt, wird Druckluft, die bei hoher Temperatur und hohem Druck komprimiert wird, indem sie durch die mehreren alternierend angeordneten Schaufeln 17 und Blätter 18 strömt. Die Brennkammer 12 erzeugt Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck durch Zuführen von Brennstoff zu der Druckluft und Zünden und Verbrennen von Brennstoff mit der Druckluft. Aufgrund des Verbrennungsgases, das ein Arbeitsfluid ist, das durch die mehreren Turbinenschaufeln 21 und Turbinenblätter 22, die alternierend im Turbinengehäuse 20 angeordnet sind, strömt, dreht sich der Rotor 19, und der mit dem Rotor 19 verbundene Generator wird angetrieben, um Strom zu erzeugen. Andererseits wird das Verbrennungsgas, das durch den Innenraum des Turbinengehäuses 20 strömt, als Abgas nach außen abgegeben, nachdem es durch den Abgasdiffusor 23 der Abgaskammer 14 auf einen statischen Druck umgewandelt wurde.
(Struktur des Schalldämpfers 31)
2 ist eine perspektivische Außenansicht des Schalldämpfers gemäß Ausführungsform 1. 3 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Radialansicht des Rotors des Schalldämpfers gemäß Ausführungsform 1. Bezugnehmend auf 2 und 3 wird die Struktur des Schalldämpfers 31 beschrieben.
In einem Kanal 42 zwischen dem Lufteinlassanschluss 15 und dem Kompressorgehäuse 16 ist der Schalldämpfer 31 so konfiguriert, dass bei mehreren plattenförmigen Schalldämpferplatten (unterteilten Schalldämpferplatten) 41 die Plattenoberflächen davon entlang der Luftströmungsrichtung vom Lufteinlassanschluss 15 zum Kompressorgehäuse 16 und in vorgegebenen Intervallen entlang der Umfangsrichtung des Rotors 19 ausgerichtet sind. 2 zeigt einen extrahierten Abschnitt des Schalldämpfers 31, wobei mehrere der Schalldämpferplatten 41 in dem Kanal 42 ausgerichtet sind, und 2 und 3 zeigen einen Zustand, bei dem der Abschnitt des Kanals 42 in der Radialansicht des Rotors 19 entfernt ist, um die Innenstruktur des Schalldämpfers 31 zu zeigen. Wie in 3 dargestellt, strömt die vom Lufteinlassanschluss 15 aufgenommene Außenluft zum Kompressorgehäuse 16 durch die Spalte zwischen den Schalldämpferplatten 41, die in dem Schalldämpfer 31 ausgerichtet sind.
4 ist eine perspektivische Außenansicht einer Schalldämpferplatte von Ausführungsform 1. 5 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Anschlussstückabschnitts der Schalldämpferplatte entlang dem Querschnitt A-A in 4. 6 ist eine Seitenoberflächenansicht von Hauptteilen der Schalldämpferplatte von Ausführungsform 1. Bezugnehmend auf 4 bis 6 werden die Struktur der Schalldämpferplatte 41 und die Anschlussstruktur zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 beschrieben.
4 zeigt das äußere Erscheinungsbild der Schalldämpferplatte 41, die in dem vorstehend beschriebenen Kanal 42 ausgerichtet ist. Die Schalldämpferplatten 41 sind Platten aus Metall mit einer Struktur, die in Luftströmungsrichtung unterteilt sein kann, wobei ein Abschnitt auf der vorgeschalteten Seite als vorgeschaltete Schalldämpferplatte (Schalldämpferplatte auf der vorgeschalteten Seite) 51 und ein Abschnitt auf der nachgeschalteten Seite als nachgeschaltete Schalldämpferplatte (Schalldämpferplatte auf der nachgeschalteten Seite) 52 ausgelegt ist. Die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51 weist eine geformte Kastenform mit einer Öffnung 64 auf, die auf der zur nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 passenden Seite geöffnet ist, und der Innenraum davon ist hohl, wie in 5 dargestellt. Zudem ist ein abgerundeter Abschnitt 61 mit einer stromlinienförmigen Form in der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 an einem Abschnitt der vorgeschalteten Seite des Luftstroms gebildet. Durch Bilden eines abgerundeten Abschnitts 61 an einem Abschnitt auf der vorgeschalteten Seite der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 werden für die Luft, die vom Lufteinlassanschluss 15 strömt, Störungen im Luftstrom reduziert, und die Luft strömt in die Spalte zwischen den Schalldämpferplatten 41. Die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52 weist eine Kastenform mit einer Öffnung 74 auf, die auf der zur vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 passenden Seite geöffnet ist, und der Innenraum davon ist hohl, wie in 5 dargestellt.
Wie in 5 dargestellt, ist ein schallabsorbierendes Material 53 aus einem porösen Material mit schallabsorbierenden Eigenschaften in die jeweiligen Hohlräume der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 eingefüllt. Zu Beispielen des porösen Materials gehören anorganische faserbasierte Materialien, wie Glaswolle, polymere faserbasierte Materialien, wie Polyester, und harzschaumbasierte Materialien, wie aufgeschäumtes weiches Urethan. Zudem sind, wie in 5 und 6 dargestellt, mehrere feine Löcher 62 in die Seitenoberfläche der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51, entlang der die Luft strömt, gebohrt. Ebenso sind mehrere feine Löcher 72 in die Seitenoberfläche der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52, entlang der die Luft strömt, gebohrt.
Zudem, wie in 5 dargestellt, ist ein stufenförmiger Teil (Anschlussabschnitt) 71, wo die Länge in Ausrichtungsrichtung (nachstehend einfach als Breitenrichtung bezeichnet) der Schalldämpferplatte 41 verkürzt ist, in einem öffnungsseitigen Abschnitt der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 gebildet. Die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51 und die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52 sind über den stufenförmigen Teil 71, der im Wesentlichen in die gesamte Öffnung 64 der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 passt, verbunden. Jede der Seitenoberflächen der miteinander verbundenen vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 ist im Wesentlichen bündig. Zudem sind die jeweiligen feinen Löcher 62 und 72 nicht in die Seitenoberfläche des Abschnitts, in den der stufenförmige Teil 71 eingepasst wird, in der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und in die Seitenoberfläche des stufenförmigen Teils 71 der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 gebohrt. Dies dient zum Sicherstellen der Festigkeit der Anschlussstruktur zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52. Zudem, wie in 5 und 6 dargestellt, ist das schallabsorbierende Material 53 nicht in den hohlen Abschnitt eingefüllt, der einem Seitenoberflächenabschnitt entspricht, in den die feinen Löcher 62 und 72 nicht gebohrt sind, das heißt, in den hohlen Abschnitt 73, der dem stufenförmigen Teil 71 der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 entspricht. Dies ist so, da, auch wenn das schallabsorbierende Material 53 in den hohlen Abschnitt eingefüllt ist, der dem Seitenoberflächenabschnitt entspricht, in den keine feinen Löcher gebohrt sind, es nicht zum Reduzieren von mit dem Luftstrom einhergehendem Geräusch beiträgt.
(Geräuschreduzierungswirkung des Schalldämpfers 31)
Als Nächstes folgt eine Zusammenfassung der Wirkung des Reduzierens von mit dem Luftstrom einhergehendem Geräusch aufgrund von Luft, die durch den Schalldämpfer 31 strömt.
Die vom Lufteinlassanschluss 15 aufgenommene Luft strömt durch die Spalte zwischen den Schalldämpferplatten 41, die in Umfangsrichtung des Rotors 19 in dem Schalldämpfer 31 ausgerichtet sind. Die Luft, die durch die Spalte zwischen den Schalldämpferplatten 41 strömt, wird in den Innenraum der Schalldämpferplatte 41 aufgenommen, nachdem sie durch die feinen Löcher 62 und 72 geströmt ist, die in die Seitenoberflächen der Schalldämpferplatten 41 gebohrt sind. Die in den Innenraum der Schalldämpferplatten 41 aufgenommene Luft erzeugt eine Viskositätswirkung gemäß der Breite des Hohlraums in Breitenrichtung des Innenraums der Schalldämpferplatte 41, dem Öffnungsverhältnis der feinen Löcher 62 und 72 in der Seitenoberfläche der Schalldämpferplatte 41, der Plattendicke der Seitenoberfläche der Schalldämpferplatte 41 und der Korrelationsbeziehung zwischen den Lochdurchmessern der feinen Löcher 62 und 72. Aufgrund der Viskositätswirkung dieser Luft ist es möglich, vorgegebene schallabsorbierende Eigenschaften zu erzielen. Zudem wird bei der in den Innenraum der Schalldämpferplatte 41 aufgenommenen Luft ferner Schall durch das schallabsorbierende Material 53, das in den Innenraum eingefüllt ist, absorbiert. Aufgrund der vorstehenden Wirkung des Schalldämpfers 31 wird mit dem Luftstrom einhergehendes Geräusch reduziert.
Wie bei der Konfiguration der Schalldämpferplatte 41 oben sind die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51 und die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52 über den stufenförmigen Teil 71 der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52, der im Wesentlichen in die gesamte Öffnung 64 der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 passt, verbunden. Da kein Spalt zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 erzeugt wird, werden bei dieser Konfiguration keine Wirbel im Luftstrom erzeugt, und es ist möglich, das Auftreten von Druckverlust und das Auftreten von sekundärem Geräusch zu verhindern. Außerdem ist es möglich, die Verbindungsstärke zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 zu verbessern, da der stufenförmige Teil 71 im Wesentlichen in die gesamte Öffnung 64 passt.
Zudem ist jede der Seitenoberflächen der miteinander verbundenen vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 im Wesentlichen bündig. Da keine Stufe zwischen der Seitenoberfläche der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und der Seitenoberfläche der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 erzeugt wird, ist es bei dieser Konfiguration möglich, das Auftreten von Störungen im Luftstrom zu verhindern, und es ist möglich, das Auftreten von Druckverlust und sekundärem Geräusch zu verhindern.
Hier kann die Form des stufenförmigen Teils 71 an der Öffnung 64 der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 gebildet sein, und der stufenförmige Teil 71 kann in die Öffnung 74 der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 passen. Selbst bei dieser Konfiguration ist es möglich, die vorstehend beschriebenen Wirkungen zu erzielen.
Zudem kann die Schalldämpferplatte 41 in Luftströmungsrichtung unterteilt sein, wie in 2 dargestellt, und die unterteilten Oberflächen sind im Wesentlichen parallel in Radialrichtung des Rotors 19; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, es ist ausreichend, wenn die Schalldämpferplatte 41 in Luftströmungsrichtung unterteilt werden kann, und es ist nicht notwendig, dass die unterteilten Oberflächen im Wesentlichen parallel in Radialrichtung des Rotors 19 sind.
Zudem ist, wie in 1 dargestellt, der Schalldämpfer 31 zwischen dem Lufteinlassanschluss 15 und dem Kompressor 11 installiert, das heißt auf der Lufteinlassseite des Kompressors 11; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, der Schalldämpfer 31 kann in der Abgaskammer 14 installiert sein, wo das Verbrennungsgas aufgenommen wird, nachdem es durch den Innenraum des Turbinengehäuses 20 geströmt ist, wo die Turbinenschaufeln 21 und Turbinenblätter 22 alternierend angeordnet sind. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, das Geräusch, das mit dem Verbrennungsgasstrom einhergeht, der durch den Innenraum der Abgaskammer 14 strömt, zu reduzieren.
Ausführungsform 2
Es folgt eine Beschreibung des Gasturbinenschalldämpfers gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung mit Fokussierung auf die Punkte, die sich von dem Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 1 unterscheiden. Hier sind die Konfiguration und der Betrieb der Gasturbine, die mit dem Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 2 versehen ist, die gleichen wie bei der Gasturbine 1 gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform 1. Zudem ist der Vorgang der Wirkung des Reduzierens des mit dem Luftstrom einhergehenden Geräuschs durch das Strömen der Luft durch den Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 2 der gleiche wie bei dem Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 1.
(Struktur des Schalldämpfers 31)
In dem Kanal 42 zwischen dem Lufteinlassanschluss 15 und dem Kompressorgehäuse 16 ist der Schalldämpfer 31 (siehe 1) so konfiguriert, dass bei mehreren plattenförmigen Schalldämpferplatten 41a (unterteilten Schalldämpferplatten), die nachfolgend beschrieben werden, die Plattenoberflächen davon entlang der Luftströmungsrichtung vom Lufteinlassanschluss 15 zum Kompressorgehäuse 16 und in vorgegebenen Intervallen entlang der Umfangsrichtung des Rotors 19 ausgerichtet sind.
7 ist eine Querschnittsansicht in Radialrichtung (entsprechend der Ansicht des Querschnitts A-A) von Hauptteilen des Rotors der Schalldämpferplatte, die den Schalldämpfer gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung bilden. 8 ist eine Seitenoberflächenansicht von Hauptteilen der Schalldämpferplatte von Ausführungsform 2. Bezugnehmend auf 7 und 8 werden die Struktur der Schalldämpferplatten 41a und die Anschlussstruktur zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52a beschrieben.
Die Schalldämpferplatten 41a sind Platten aus Metall mit einer Struktur, die in Luftströmungsrichtung unterteilt werden kann, wobei ein Abschnitt auf der vorgeschalteten Seite als vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51 und ein Abschnitt auf der nachgeschalteten Seite als nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52a ausgelegt ist. Die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51 weist eine geformte Kastenform mit der Öffnung 64 auf, die auf der zur nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52a passenden Seite geöffnet ist, und der Innenraum davon ist hohl, wie in 7 dargestellt. Die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52a hat eine Kastenform, und der Innenraum davon ist hohl, wie in 7 dargestellt.
Wie in 7 dargestellt, ist ein schallabsorbierendes Material 53 aus einem porösen Material mit schallabsorbierenden Eigenschaften in die jeweiligen Hohlräume der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52a eingefüllt. Zudem sind, wie in 7 und 8 dargestellt, mehrere feine Löcher 62 in die Seitenoberfläche der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51, entlang der die Luft strömt, gebohrt. Ebenso sind mehrere feine Löcher 72 in die Seitenoberfläche der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52a, entlang der die Luft strömt, gebohrt.
Außerdem ist, wie in 7 dargestellt, ein konvex geformter Abschnitt (ein Anschlussabschnitt) 71a mit einer kürzeren Länge in Breitenrichtung in einem Abschnitt, der in die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52a eingepasst werden soll, gebildet. Die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51 und die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52a sind über den konvex geformten Abschnitt 71a, der im Wesentlichen in die gesamte Öffnung 64 der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 passt, verbunden. Jede der Seitenoberflächen der miteinander verbundenen vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52a ist im Wesentlichen bündig. Zudem sind die feinen Löcher 62 nicht in die Seitenoberfläche des Abschnitts gebohrt, in den der konvex geformte Abschnitt 71a in der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 eingepasst wird. Dies dient zum Sicherstellen der Festigkeit der Anschlussstruktur zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51 und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52a.
Es ist möglich, die Struktur mit der Konfiguration der Schalldämpferplatte 41a oben zu vereinfachen, da es, anders als bei der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52 von Ausführungsform 1, zusätzlich dazu, dass die gleiche Wirkung erzielt wird wie bei dem Schalldämpfer 31 gemäß Ausführungsform 1, nicht notwendig ist, eine Öffnung in dem Abschnitt, der in die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52a eingepasst werden soll, bereitzustellen. Aus diesem Grund ist es möglich, die Herstellungsgenauigkeit der Schalldämpferplatte 41a zu verbessern.
Ausführungsform 3
Es folgt eine Beschreibung des Gasturbinenschalldämpfers gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung mit Fokussierung auf die Punkte, die sich von dem Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 1 unterscheiden. Hier sind die Konfiguration und der Betrieb der Gasturbine, die mit dem Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 3 versehen ist, die gleichen wie bei der Gasturbine 1 gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform 1. Zudem ist der Vorgang der Wirkung des Reduzierens des mit dem Luftstrom einhergehenden Geräuschs durch das Strömen der Luft durch den Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 3 der gleiche wie bei dem Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 1.
(Struktur des Schalldämpfers 31)
In dem Kanal 42 zwischen dem Lufteinlassanschluss 15 und dem Kompressorgehäuse 16 ist der Schalldämpfer 31 (siehe 1) so konfiguriert, dass bei mehreren plattenförmigen Schalldämpferplatten 41b (unterteilten Schalldämpferplatten), die nachfolgend beschrieben werden, die Plattenoberflächen davon entlang der Luftströmungsrichtung vom Lufteinlassanschluss 15 zum Kompressorgehäuse 16 und in vorgegebenen Intervallen entlang der Umfangsrichtung des Rotors 19 ausgerichtet sind.
9 ist eine Querschnittsansicht in Radialrichtung (entsprechend der Ansicht des Querschnitts A-A) von Hauptteilen eines Rotors einer Schalldämpferplatte, die den Schalldämpfer gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung bilden. 10 ist eine Seitenoberflächenansicht von Hauptteilen der Schalldämpferplatte von Ausführungsform 3. Bezugnehmend auf 9 und 10 werden die Struktur der Schalldämpferplatten 41b und die Anschlussstruktur zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b an beschrieben.
Die Schalldämpferplatten 41b sind Platten aus Metall mit einer Struktur, die in Luftströmungsrichtung unterteilt werden kann, wobei ein Abschnitt auf der vorgeschalteten Seite als vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51b und ein Abschnitt auf der nachgeschalteten Seite als nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52b ausgelegt ist. Die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51b weist eine geformte Kastenform mit einer Öffnung 64b auf, die auf der zur nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b passenden Seite geöffnet ist, und der Innenraum davon ist hohl, wie in 9 dargestellt. Die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52b weist eine Kastenform mit einer Öffnung 74b auf, die auf der zur vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b passenden Seite geöffnet ist, und der Innenraum davon ist hohl, wie in 9 dargestellt.
Wie in 9 dargestellt, ist das schallabsorbierende Material 53 aus einem porösen Material mit schallabsorbierenden Eigenschaften in die jeweiligen Hohlräume der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b eingefüllt. Zudem sind, wie in 9 und 10 dargestellt, mehrere feine Löcher 62 in die Seitenoberfläche der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b, entlang der die Luft strömt, gebohrt. Ebenso sind mehrere feine Löcher 72 in die Seitenoberfläche der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b, entlang der die Luft strömt, gebohrt.
Wie in 9 dargestellt, ist außerdem ein Anschlussabschnitt 63 in einem öffnungsseitigen Abschnitt der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b gebildet, so dass die Länge des Hohlraums in Breitenrichtung zum Endabschnitt der Öffnung 64b von einer Position an einer vorgegebenen Länge L vom Endabschnitt der Öffnung 64b zum Innenraum allmählich erhöht wird. Außerdem ist ein Anschlussabschnitt 71b in einem öffnungsseitigen Abschnitt der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b gebildet, so dass die Länge in Breitenrichtung zwischen beiden Seitenoberflächen der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b zum Endabschnitt der Öffnung 74b von einer Position bei der Länge L vom Endabschnitt der Öffnung 74b zum Innenraum allmählich abnimmt. Die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51b und die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52b sind über den Anschlussabschnitt 71b, der im Wesentlichen in die gesamte Öffnung 64b passt, wo der Anschlussabschnitt 63 gebildet wird, verbunden. Jede der Seitenoberflächen der miteinander verbundenen vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b und nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b ist im Wesentlichen bündig. Zudem sind die jeweiligen feinen Löcher 62 und 72 nicht in die Seitenoberfläche des Abschnitts, in dem der Anschlussabschnitt 63 in der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b gebildet ist, und in die Seitenoberfläche des Abschnitts, in dem der Anschlussabschnitt 71b in der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b gebildet ist, gebohrt. Dies dient zum Sicherstellen der Festigkeit der Anschlussstruktur zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b. Wie in 9 und 10 dargestellt, ist das schallabsorbierende Material 53 außerdem nicht in den hohlen Abschnitt eingefüllt, der einem Seitenoberflächenabschnitt entspricht, in den die feinen Löcher 62 und 72 nicht gebohrt sind, das heißt in den hohlen Abschnitt 73b, der dem Anschlussabschnitt 71b mit der Länge L entspricht. Dies ist so, da, auch wenn das schallabsorbierende Material 53 in den hohlen Abschnitt eingefüllt ist, der dem Seitenoberflächenabschnitt entspricht, in den keine feinen Löcher gebohrt sind, es nicht zum Reduzieren von mit dem Luftstrom einhergehendem Geräusch beiträgt.
Wie bei der Konfiguration der Schalldämpferplatte 41b oben sind die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51b und die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52b über den Anschlussabschnitt 71b der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b verbunden, der im Wesentlichen in die gesamte Öffnung 64b, in dem der Anschlussabschnitt 63 gebildet ist, passt. Da kein Spalt zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b erzeugt wird, werden bei dieser Konfiguration keine Wirbel im Luftstrom erzeugt, und es ist möglich, das Auftreten von Druckverlust und das Auftreten von sekundärem Geräusch zu verhindern. Außerdem ist es möglich, die Verbindungsstärke zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b zu verbessern, da der Anschlussabschnitt 71b im Wesentlichen in die gesamte Öffnung 64b passt.
Zudem ist jede der Seitenoberflächen der miteinander verbundenen vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b und nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b im Wesentlichen bündig. Da keine Stufe zwischen der Seitenoberfläche der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b und der Seitenoberfläche der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b erzeugt wird, ist es bei dieser Konfiguration möglich, das Auftreten von Störungen im Luftstrom zu verhindern, und es ist möglich, das Auftreten von Druckverlust und sekundärem Geräusch zu verhindern.
Zudem ist die Länge in Breitenrichtung am Endabschnitt der Öffnung 74b der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b kürzer als die Länge in Breitenrichtung am Endabschnitt der Öffnung 64b der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b. Dementsprechend wird die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung verbessert, da der Anschlussabschnitt 71b der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b leicht mit dem Anschlussabschnitt 63 der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b zusammengefügt wird.
Außerdem kann der hohle Abschnitt 73b, in den das schallabsorbierende Material 53 nicht eingefüllt ist, nur der Abschnitt der Länge L sein, in dem sich der Anschlussabschnitt 63 der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b und der Anschlussabschnitt 71b der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b überlappen. Dementsprechend wird die Dämpfungsleistung des Schalldämpfers 31 verbessert, da der Freiraum, in dem es nicht notwendig ist, das schallabsorbierende Material 53 einzufüllen, im Vergleich zur Schalldämpferplatte 41 von Ausführungsform 1 reduziert wird.
Hier kann die Form des Anschlussabschnitts 71b an der Öffnung 64b der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b gebildet sein, und die Form des Anschlussabschnitts 63 kann an der Öffnung 74b der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b gebildet sein. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, die vorstehend beschriebenen Wirkungen zu erzielen.
Zudem ist die Öffnung 74b in der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b an der Seite, die zur vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51b passt, gebildet; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, es reicht nicht, wenn der Anschlussabschnitt 71b in der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52b so gebildet wird, dass die Länge zwischen beiden Seitenoberflächen in Breitenrichtung allmählich abnimmt, und es ist nicht notwendig, dass die Öffnung 74b und der hohle Abschnitt 73b gebildet werden.
Ausführungsform 4
Es folgt eine Beschreibung des Gasturbinenschalldämpfers gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung mit Fokussierung auf die Punkte, die sich von dem Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 1 unterscheiden. Hier sind die Konfiguration und der Betrieb der Gasturbine, die mit dem Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 4 versehen ist, die gleichen wie bei der Gasturbine 1 gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform 1. Zudem ist der Vorgang der Wirkung des Reduzierens des mit dem Luftstrom einhergehenden Geräuschs durch das Strömen der Luft durch den Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 4 der gleiche wie bei dem Gasturbinenschalldämpfer gemäß Ausführungsform 1.
(Struktur des Schalldämpfers 31)
In dem Kanal 42 zwischen dem Lufteinlassanschluss 15 und dem Kompressorgehäuse 16 ist der Schalldämpfer 31 (siehe 1) so konfiguriert, dass bei mehreren plattenförmigen Schalldämpferplatten 41c (unterteilten Schalldämpferplatten), die nachfolgend beschrieben werden, die Plattenoberflächen davon entlang der Luftströmungsrichtung vom Lufteinlassanschluss 15 zum Kompressorgehäuse 16 und in vorgegebenen Intervallen entlang der Umfangsrichtung des Rotors 19 ausgerichtet sind.
11 ist eine Seitenoberflächenansicht von Hauptteilen einer Schalldämpferplatte, die den Schalldämpfer gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung bilden. 12 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Anschlussstückabschnitts der Schalldämpferplatte entlang dem Querschnitt B-B in 11. 13 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kontaktabschnitts der Schalldämpferplatte entlang dem Querschnitt C-C in 11. Bezugnehmend auf 11 bis 13 werden die Struktur der Schalldämpferplatten 41c und die Anschlussstruktur zwischen einer vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51c und einer nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c beschrieben.
Die Schalldämpferplatten 41c sind Platten aus Metall mit einer Struktur, die in Luftströmungsrichtung unterteilt werden kann, wobei ein Abschnitt auf der vorgeschalteten Seite als vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51c und ein Abschnitt auf der nachgeschalteten Seite als nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52c ausgelegt ist. Die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51c weist eine geformte Kastenform mit einer Öffnung 64c auf, die auf der zur nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c weisenden Seite geöffnet ist, und der Innenraum davon ist hohl, wie in 12 und 13 dargestellt. Die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52c weist eine Kastenform mit der Öffnung 74c auf, die auf der zur vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51c weisenden Seite geöffnet ist, und der Innenraum davon ist hohl, wie in 12 und 13 dargestellt.
Wie in 12 und 13 dargestellt, ist das schallabsorbierende Material 53 aus einem porösen Material mit schallabsorbierenden Eigenschaften in die jeweiligen Hohlräume der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51c und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c eingefüllt. Zudem sind, wie in 11 bis 13 dargestellt, mehrere feine Löcher 62 in die Seitenoberfläche der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51c, entlang der die Luft strömt, gebohrt. Ebenso sind mehrere feine Löcher 72 in die Seitenoberfläche der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c, entlang der die Luft strömt, gebohrt.
Wie in 11 und 12 dargestellt, ist ein stufenförmiger Teil (Anschlussabschnitt) 71c der Schalldämpferplatte 41c außerdem mit einer kurzen Länge in Breitenrichtung an drei Stellen in Radialrichtung des Rotors 19 in einem öffnungsseitigen Abschnitt der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c gebildet. Die vorgeschaltete Schalldämpferplatte 51c und die nachgeschaltete Schalldämpferplatte 52c sind über drei stufenförmige Teile 71c, die in die Öffnung 64c der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51c passen, verbunden. Jede der Seitenoberflächen der miteinander verbundenen vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51c und nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c ist im Wesentlichen bündig. Zudem sind die feinen Löcher 62 und 72 nicht in die Seitenoberfläche des Abschnitts, in den der stufenförmige Teil 71c eingepasst wird, in der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51c und in die Seitenoberfläche des stufenförmigen Teils 71c der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c gebohrt. Dies dient zum Sicherstellen der Festigkeit der Anschlussstruktur zwischen der vorgeschalteten Schalldämpferplatte 51c und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c. Zudem ist, wie in 11 und 12 dargestellt, das schallabsorbierende Material 53 nicht in den hohlen Abschnitt eingefüllt, der einem Seitenoberflächenabschnitt entspricht, in den die feinen Löcher 62 und 72 nicht gebohrt sind, das heißt, in den hohlen Abschnitt 73c, der den drei stufenförmigen Teilen 71c der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c entspricht. Dies ist so, da, auch wenn das schallabsorbierende Material 53 in den hohlen Abschnitt eingefüllt ist, der dem Seitenoberflächenabschnitt entspricht, in den keine feinen Löcher gebohrt sind, es nicht zum Reduzieren von mit dem Luftstrom einhergehendem Geräusch beiträgt.
Gemäß der Konfiguration der Schalldämpferplatte 41c oben ist zusätzlich dazu, dass sie die gleiche Wirkung wie bei dem Schalldämpfer 31 gemäß Ausführungsform 1 aufweist, der Anschlussstückabschnitt nur an den drei Stellen des stufenförmigen Teils 71c, der in der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c gebildet ist, ausgelegt. Dementsprechend ist es möglich, die Dämpfungsleistung des Schalldämpfers 31 zu verbessern, da es möglich ist, den Bereich, in dem es möglich ist, das schallabsorbierende Material 53 einzufüllen im Vergleich zu Ausführungsform 1 zu erhöhen.
Hier ist die Radialansichtskonfiguration des Rotors 19 des stufenförmigen Teils 71c, der in der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c gebildet ist, die gleiche wie die Konfiguration des stufenförmigen Teils 71 von Ausführungsform 1; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, die Konfiguration kann die gleiche sein wie die des konvex geformten Abschnitts 71a von Ausführungsform 2, oder die Konfiguration kann die gleiche sein wie die der Anschlussabschnitte 63 und 71b von Ausführungsform 3.
Zudem ist der stufenförmige Teil 71c, der in der nachgeschalteten Schalldämpferplatte 52c gebildet ist, an drei Stellen in Radialrichtung des Rotors 19 ausgelegt; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann eine Anzahl der stufenförmigen Teile 71c gemäß der sicherzustellenden Verbindungsstärke gebildet werden.
Bezugszeichenliste

1: Gasturbine
11: Kompressor
12: Brennkammer
13: Turbinenabschnitt
14: Abgaskammer
15: Lufteinlassanschluss
16: Kompressorgehäuse
17: Schaufel
18: Blatt
19: Rotor
20: Turbinengehäuse
21: Turbinenschaufel
22: Turbinenblatt
23: Abgasdiffusor
26, 27: Lagerabschnitt
31: Schalldämpfer
41, 41a–41c: Schalldämpferplatte (unterteilte Schalldämpferplatte)
42: Kanal
51, 51b, 51c: Vorgeschaltete Schalldämpferplatte (Schalldämpferplatte auf vorgeschalteter Seite)
52, 52a–52c: Nachgeschaltete Schalldämpferplatte (Schalldämpferplatte auf nachgeschalteter Seite)
53: Schallabsorbierendes Material
61: Abgerundeter Abschnitt
62: Feines Loch
63: Anschlussabschnitt
64, 64b, 64c: Öffnung
71: Stufenförmiger Teil (Anschlussabschnitt)
71a: Konvex geformter Abschnitt (Anschlussabschnitt)
71b: Anschlussabschnitt
71c: Stufenförmiger Teil (Anschlussabschnitt)
72: Feines Loch
73, 73b, 73c: Hohler Abschnitt
74, 74b, 74c: Öffnung
L: Länge

Claims

Gasturbinenschalldämpfer, der zwischen einem Lufteinlassanschluss und einem Kompressor einer Gasturbine installiert ist, wobei der Gasturbinenschalldämpfer Folgendes aufweist: mehrere plattenförmige unterteilte Schalldämpferplatten, die in vorgegebenen Intervallen in einer Richtung senkrecht zu einer Strömungsrichtung eines Fluids vom Lufteinlassanschluss zum Kompressor hin ausgerichtet sind; die unterteilten Schalldämpferplatten, wobei eine Oberfläche davon mit der größten Plattenfläche in einer Ausrichtung entlang eines Stroms des Fluids angeordnet ist, wobei die unterteilten Schalldämpferplatten eine vorgeschaltete Schalldämpferplatte, die auf einer vorgeschalteten Seite in Strömungsrichtung des Fluids angeordnet ist, und eine nachgeschaltete Schalldämpferplatte, die auf einer nachgeschalteten Seite der vorgeschalteten Schalldämpferplatte angeordnet ist und mit der vorgeschalteten Schalldämpferplatte verbunden ist, aufweisen; wobei eine Schalldämpferplatte von der vorgeschalteten Schalldämpferplatte und der nachgeschalteten Schalldämpferplatte mit einer Öffnung gebildet ist, die auf einer zur anderen Schalldämpferplatte weisenden Seite geöffnet ist; wobei die Schalldämpferplatte mit einem Anschlussabschnitt gebildet ist, der in die Öffnung passt; und die vorgeschaltete Schalldämpferplatte und die nachgeschaltete Schalldämpferplatte über den Anschlussabschnitt der anderen Schalldämpferplatte, die in die Öffnung der einen Schalldämpferplatte passt, verbunden sind.
Gasturbinenschalldämpfer gemäß Anspruch 1, wobei die unterteilten Schalldämpferplatten so konfiguriert sind, dass Oberflächen der einen Schalldämpferplatte und der anderen Schalldämpferplatte, die mit dem Fluid in Kontakt sind, im Wesentlichen bündig sind, wenn die eine Schalldämpferplatte und die andere Schalldämpferplatte miteinander verbunden sind.
Gasturbinenschalldämpfer gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass eine Endoberfläche, an der der Anschlussabschnitt gebildet ist, geschlossen ist und der Anschlussabschnitt eine konvexe Form mit einer Ausrichtung, die in die andere Schalldämpferplatte passt, aufweist.
Gasturbinenschalldämpfer gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die eine Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass bei einer Position an einer vorgegebenen Länge von einem Endabschnitt auf einer Öffnungsseite zu einem Innenraum als Bezugspunkt eine Länge der Öffnung in einer Ausrichtungsrichtung der unterteilten Schalldämpferplatten vom Bezugspunkt zu einem Endabschnitt auf der Öffnungsseite allmählich erhöht wird, und die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass bei einer Position an der vorgegebenen Länge von einem Endabschnitt an der Anschlussabschnittseite als Bezugspunkt der Anschlussabschnitt durch allmähliches Verkleinern einer Länge des Anschlussabschnitts in Ausrichtungsrichtung zu einem Endabschnitt an der Anschlussabschnittseite gebildet wird.
Gasturbinenschalldämpfer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass der Anschlussabschnitt im Wesentlichen in die gesamte Öffnung der anderen Schalldämpferplatte passt.
Gasturbinenschalldämpfer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass der Anschlussabschnitt im Wesentlichen in einen Abschnitt der gesamten Öffnung der anderen Schalldämpferplatte passt.
Gasturbinenschalldämpfer gemäß Anspruch 6, wobei die andere Schalldämpferplatte so konfiguriert ist, dass mehrere der Anschlussabschnitte darin gebildet sind.
Gasturbinenschalldämpfer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die unterteilten Schalldämpferplatten eine hohle Kastenform darin aufweisen, mehrere feine Löcher in einer Seitenoberfläche, die in Kontakt mit dem Fluid ist, gebildet sind, und ein schallabsorbierendes Material in die Hohlräume gefüllt ist.
Gasturbine, umfassend: den Kompressor, der so konfiguriert ist, dass er von dem Lufteinlassanschluss aufgenommene Luft komprimiert; eine Brennkammer, die so konfiguriert ist, dass sie Verbrennungsgas durch Zuführen von Brennstoff zu vom Kompressor komprimierter Druckluft erzeugt und Brennstoff mit der Druckluft zündet und verbrennt; einen Turbinenabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehkraft in einem Rotor mithilfe des Verbrennungsgases erzeugt; eine Abgaskammer, die so konfiguriert ist, dass sie das Verbrennungsgas, das durch den Turbinenabschnitt strömt, nach außen abgibt; und einen in einem der Ansprüche 1 bis 8 beschriebenen Gasturbinenschalldämpfer, der zwischen dem Lufteinlassanschluss und dem Kompressor angeordnet ist.