-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen einer bei einer Verbrennung erzeugten Verbrennungsvibration, eine Brennkammer und eine Gasturbine.
-
Es ist eine Brennkammer bekannt, die mit einer Dämpfungsvorrichtung, einer Akustikauskleidung und einem Akustikdämpfer versehen ist (siehe beispielsweise
WO 2010/097 982 A oder
US 2011/0 220 433 A1 ). Bei dieser Dämpfungsvorrichtung umfasst die Akustikauskleidung einen zylindrischen Plattenabschnitt und eine Auskleidungsabdeckung, die an einer äußeren Umfangsseite des Plattenabschnitts vorgesehen ist. Der Akustikdämpfer umfasst eine Dämpferabdeckung, die an einer äußeren Umfangsseite der Auskleidungsabdeckung vorgesehen ist, und eine Öffnung, die in der Auskleidungsabdeckung ausgebildet ist. Ein zwischen dem Plattenabschnitt und der Auskleidungsabdeckung ausgebildeter Raum ist durch einen ersten Unterteiler und einen zweiten Unterteiler getrennt. Ein sich über ein Drittel eines oberen gesamten Umfangs erstreckender Raum wird ein erster Akustikdämpfer-Resonanzraum und ein sich über zwei Drittel eines unteren gesamten Umfangs erstreckender Raum wird ein zweiter Akustikauskleidungs-Resonanzraum. Ein zwischen der Auskleidungsabdeckung und der Dämpferabdeckung ausgebildeter Raum wird ein zweiter Akustikdämpfer-Resonanzraum. Der zweite Akustikdämpfer-Resonanzraum kommuniziert mit dem ersten Akustikdämpfer-Resonanzraum über die Öffnung, um als ein integraler Akustikdämpfer zu wirken.
-
Bei der Brennkammer gemäß
WO 2010/097 982 A oder
US 2011/0 220 433 A1 lässt die Öffnung den ersten Akustikdämpfer-Resonanzraum und den zweiten Akustikdämpfer-Resonanzraum miteinander kommunizieren, wodurch ein integraler Akustikdämpfer gebildet ist. Der Akustikauskleidungs-Resonanzraum ist durch den ersten Akustikdämpfer-Resonanzraum in einer Umfangsrichtung unterteilt. Die Akustikauskleidung und der Akustikdämpfer erstrecken sich jeweils nur über Teilbereiche des Außenumfangs des Übergangsstücks. Sofern die Öffnungen zur Verbindung von Akustikauskleidung und Akustikdämpfer gezeigt sind, erstrecken sich diese jeweils über die gesamte axiale Länge derselben. Wenn der Akustikauskleidungs-Resonanzraum in der Umfangsrichtung in einen unterteilten Abschnitt unterteilt ist, ist es schwierig eine Verbrennungsvibration durch die Akustikauskleidung zu vermeiden bzw. zu dämpfen. Daher verringert sich, während der Akustikdämpfer eine Vibration vermeiden kann, eine Vermeidungs- bzw. Dämpfungsleistung durch die Akustikauskleidung aufgrund des Vorhandenseins des zu unterteilenden Abschnitts.
-
Die
US 2013/0 206 500 A1 offenbart eine Dämpfungsvorrichtung für ein Übergangsstück einer Gasturbine (zwischen Brennkammer-Innenzylinder und Turbine), bei der sich die Akustikauskleidung zwar über den gesamten Umfang und über eine bestimmte Länge in der Axialrichtung parallel zur Mittelachse des Übergangsstücks erstreckt und die auch durch einen zylindrischen Abschnitt einer Auskleidungsabdeckung in eine radial innere Akustikauskleidung und einen radial äußeren Akustikdämpfer unterteilt ist. Allerdings ist die Dämpferöffnung in der Auskleidungsabdeckung jeweils so ausgebildet, dass sie sich entweder über die gesamte axiale Länge erstreckt oder in jedem Umfangsabschnitt entlang der Axialrichtung ausgebildet ist.
-
Die
JP 2006-266 671 A offenbart eine ähnliche Dämpfungsvorrichtung wie die
US 2013/0 206 500 A1 zum Dämpfen von Vibrationen in einem Übergangsstück einer Gasturbine. Bei der Dämpfungsvorrichtung erstreckt sich die Akustikauskleidung entweder nur über einen Teil des Außenumfangs des Übergangsstücks, oder, sofern sich die Akustikauskleidung über den gesamten Umfang erstreckt, dann erstreckt der Dämpfer nicht über den gesamten Außenumfang der Akustikauskleidung.
-
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Dämpfungsvorrichtung, eine Brennkammer und eine Gasturbine vorzuschlagen, die eine Vibrationsdämpfungsleistung durch eine Akustikauskleidung verbessern kann, während die Vibrationsdämpfungsleistung durch einen Akustikdämpfer beibehalten ist.
-
Eine Dämpfungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Dämpferöffnung ausgebildet sein, während der kontinuierliche Abschnitt in der Akustikauskleidung vorgesehen ist. Daher kann in dem unterteilten Abschnitt der Akustikauskleidung die Dämpferöffnung bewirken, dass der Akustikauskleidungs-Resonanzraum und der Akustikdämpfer-Resonanzraum miteinander kommunizieren, wodurch eine Vibration durch ein in dem internen Strömungspfad zirkulierendes Fluid durch den Akustikdämpfer gedämpft werden kann. Ferner kann, weil die Akustikauskleidung in der Richtung entlang dem äußeren Umfang des internen Strömungspfads aufgrund des kontinuierlichen Abschnitts der Akustikauskleidung nicht unterteilt ist, der Akustikauskleidungs-Resonanzraum in dem kontinuierlichen Abschnitt der Akustikauskleidung über die Richtung entlang dem äußeren Umfang des internen Strömungspfads ausgebildet sein. Daher kann, weil die Akustikauskleidung nicht unterteilt ist, die Vibration aufgrund des in dem internen Strömungspfad zirkulierenden Fluids durch die Akustikauskleidung vorteilhaft gedämpft werden. Dementsprechend kann eine Vibrationsdämpfungsleistung der Akustikauskleidung verbessert sein, während die Vibrationsdämpfungsleistung des Akustikdämpfers beibehalten ist. Die Dämpferöffnung ist in einer rechteckigen Form ausgebildet.
-
Ferner ist es zu bevorzugen, dass die Akustikauskleidung in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, bei der die Richtung entlang dem äußeren Umfang des internen Strömungspfads eine Umfangsrichtung ist und eine Axialrichtung orthogonal zu der Umfangsrichtung eine Breitenrichtung ist, und die Dämpferöffnung so ausgebildet ist, dass sie näher an einer Seite in der Breitenrichtung ist.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Dämpferöffnung zu der einen Seite in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung ausgebildet sein. Daher kann der unterteilte Abschnitt an der einen Seite in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung vorgesehen sein und der kontinuierliche Abschnitt kann an der anderen Seite in der Breitenrichtung der Dämpferauskleidung vorgesehen sein.
-
Ferner ist es zu bevorzugen, dass die Akustikauskleidung in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, bei der die Richtung entlang dem äußeren Umfang des internen Strömungspfads eine Umfangsrichtung ist und eine Axialrichtung orthogonal zu der Umfangsrichtung eine Breitenrichtung ist, und die Dämpferöffnung an einer Mitte in der Breitenrichtung ausgebildet ist.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Dämpferöffnung an der Mitte in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung ausgebildet sein. Daher kann der unterteilte Abschnitt an der Mitte in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung vorgesehen sein und der kontinuierliche Abschnitt kann an beiden Seiten in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung vorgesehen sein.
-
Durch Ausbilden der Dämpferöffnung in der rechteckigen Form kann die Dämpferöffnung einfach ausgebildet sein.
-
Eine Brennkammer gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 4 einschließlich der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung und eines Übergangsstücks, in welchem der interne Strömungspfad ausgebildet ist.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung kann eine Verbrennungsvibration, die durch ein Verbrennungsgas als ein Fluid, das im Inneren des Übergangsstücks der Brennkammer zirkuliert, durch die Dämpfungsvorrichtung vorteilhaft gedämpft sein. Durch vorsehen der Akustikauskleidung, die mit dem Akustikdämpfer entlang dem äußeren Umfang des Übergangsstücks der Brennkammer verbunden ist, kann also eine Verbrennungsvibration in der Nähe der Flamme der Brennkammer durch die Akustikauskleidung und den Akustikdämpfer gedämpft sein. Dementsprechend kann eine Verbrennungsvibration effizienter gedämpft sein.
-
Eine Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die oben beschriebene Brennkammer und eine Turbine, die durch ein Verbrennungsgas, das in der Brennkammer erzeugt wird, angetrieben ist.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung kann durch Verwenden der Brennkammer, die eine Vermeidung bzw. Dämpfung einer Verbrennungsvibration realisiert, eine Last aufgrund der Verbrennungsvibration vermieden werden, wodurch die Lebensdauer verbessert sein kann.
- 1 ist ein schematisches Ausgestaltungsdiagramm einer Gasturbine gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Brennkammer einer Gasturbine aus 1.
- 3 ist eine Schnittansicht, wenn eine Dämpfungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform entlang einer Axialrichtung geschnitten ist.
- 4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A aus 3.
- 5 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B aus 3.
- 6 ist ein Erweiterungsplan, wenn eine Akustikauskleidung gemäß der ersten Ausführungsform in einer Umfangsrichtung erweitert ist.
- 7 ist ein Graph, der sich auf eine Leistung einer Absorptionskraft bzw. eines Absorptionsvermögens der Akustikauskleidung gemäß der ersten Ausführungsform bezieht.
- 8 ist ein Erweiterungsplan, wenn eine Akustikauskleidung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Umfangsrichtung erweitert ist.
-
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist ein schematisches Ausgestaltungsdiagramm einer Gasturbine gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Brennkammer der Gasturbine aus 1. 3 ist eine Schnittansicht, wenn eine Dämpfungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform entlang einer Axialrichtung geschnitten ist. 4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A aus 3. 5 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B aus 3. 6 ist ein Erweiterungsplan, wenn eine Akustikauskleidung gemäß der ersten Ausführungsform in einer Umfangsrichtung erweitert ist. 7 ist ein Graph, der sich auf eine Leistung eines Absorptionsvermögens der Akustikauskleidung gemäß der ersten Ausführungsform bezieht.
-
Wie in 1 dargestellt umfasst eine Gasturbine 1 einen Verdichter 11, eine Brennkammer 12, eine Turbine 13 und eine Abgaskammer 14, und einen Generator (nicht dargestellt) ist mit der Seite des Verdichters 11 gekoppelt.
-
Der Verdichter 11 umfasst einen Lufteinlass 15, um Luft einzutragen, und eine Vielzahl von Turbinenleitschaufeln 17 und eine Vielzahl von Turbinenlaufschaufeln 18 sind abwechselnd in einem Verdichterzylinder 16 angeordnet. Die Brennkammer 12 führt Brennstoff zu einer durch den Verdichter 11 verdichteten Luft zu und entzündet ein resultierendes Luft-Brennstoff-Gemisch durch einen Brenner, wodurch der Brennstoff verbrannt werden kann. In der Turbine 13 sind eine Vielzahl von Turbinenleitschaufeln 21 und eine Vielzahl von Turbinenlaufschaufeln 22 abwechselnd in einem Turbinenzylinder 20 angeordnet. Die Abgaskammer 14 umfasst einen Abgasdiffusor 23, der kontinuierlich zu der Turbine 13 ist. Ein Rotor 24 ist platziert, um durch Mittelteile des Verdichters 11, der Brennkammer 12, der Turbine 13 und der Abgaskammer 14 hindurchzutreten. Während ein Ende an der Seite des Verdichter 11 drehbar durch eine Lagerung 25 getragen ist, ist ein Ende an der Seite der Abgaskammer 14 drehbar durch eine Lagerung 26 getragen. Eine Vielzahl von Scheibenplatten sind an dem Rotor 24 befestigt und die jeweiligen Turbinenlaufschaufeln 18 und 22 sind daran gekoppelt, und eine Antriebswelle des Generators (nicht dargestellt) ist mit dem Ende an der Seite des Verdichter 11 gekoppelt.
-
Dementsprechend wird von dem Lufteinlass 15 des Verdichter 11 eingetragene Luft verdichtet, während sie durch die Turbinenleitschaufeln 21 und die Turbinenlaufschaufeln 22 hindurchtritt, um verdichtete Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck zu werden, und vorbestimmter Brennstoff wird der verdichteten Luft in der Brennkammer 12 zugeführt, um zu brennen. Ein durch die Brennkammer 12 erzeugtes Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck, das ein Arbeitsfluid ist, treibt den Rotor 24 durch Hindurchtreten durch die Turbinenleitschaufeln 21 und die Turbinenlaufschaufeln 22, die die Turbine 13 bilden, drehend an, um den mit dem Rotor 24 gekoppelten Generator anzutreiben. Demgegenüber wird ein Abgas, das ein Verbrennungsgas ist, nachdem es den Rotor 24 drehend angetrieben hat, durch den Abgasdiffusor 23 in der Abgaskammer 14 in statischen Druck umgewandelt und wird zu der Atmosphäre ausgetragen.
-
2 ist eine vergrößerte Ansicht der Brennkammer aus 1. Die Brennkammer 12 umfasst ein Brennkammergehäuse 30. Das Brennkammergehäuse 30 umfasst einen inneren Zylinder 32, der im Inneren eines externen Zylinders 31 angeordnet ist, und ein Übergangsstück 33, das mit dem Außenende des Inneren Zylinders 32 gekoppelt ist, und sich entlang einer Zentralachse S, die hinsichtlich einer Rotationsachse I des Rotors 24 geneigt ist, erstreckt.
-
Der externe Zylinder 31 ist an einem Zylindergehäuse 27 befestigt, das einen Zylinder 34 bildet, in welchen die verdichtete Luft von dem Verdichter 11 hineinströmt. Ein Basisende des inneren Zylinders 32 ist durch den externen Zylinder 31 getragen, und der inneren Zylinder 32 ist im Inneren des externen Zylinders 31 mit einem vorbestimmten Zwischenraum bzw. Spalt von dem externen Zylinder 31 angeordnet. Ein Pilotbrenner 40 ist in dem Mittelteil des inneren Zylinders 32 entlang der Zentralachse S angeordnet.
-
Eine Vielzahl von Hauptbrennern 50 sind um den Pilotbrenner 40 herum, parallel dazu mit einem gleichen Intervall angeordnet, um den Pilotbrenner 40 zu umgeben. Ein Basisende des Übergangsstücks 33 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und ist mit dem Außenende des inneren Zylinders 32 gekoppelt. Das Übergangsstück 33 ist in einer gebogenen bzw. gekrümmten Form in solch einer Weise ausgebildet, dass sich eine Querschnittsfläche zu der Außenendseite verringert, und ist zu der Turbinenleitschaufel 21 an der ersten Stufe der Turbine 13 geöffnet. Das Übergangsstück 33 bildet eine Brennkammer-Kammer 35 darin. Eine Dämpfungsvorrichtung 60, die die in dem Übergangsstück 33 erzeugte Verbrennungsvibration dämpft, ist in dem Übergangsstück 33 vorgesehen.
-
Wie in 3 bis 5 dargestellt umfasst die Dämpfungsvorrichtung 60 eine Akustikauskleidung 61, die an einer inneren Umfangsseite davon vorgesehen ist, und einen Akustikdämpfer 62, der an einer äußeren Umfangsseite davon vorgesehen ist. Die Akustikauskleidung 61 ist vorgesehen, um hochfrequente Vibration, die aufgrund der Verbrennungsvibration erzeugt wird, zu absorbieren, und der Akustikdämpfer 62 ist vorgesehen, um niederfrequente Vibration, die aufgrund der Verbrennungsvibration erzeugt wird, zu absorbieren.
-
Die Akustikauskleidung 61 ist über dem gesamten Umfang in der Umfangsrichtung entlang dem äußeren Umfang des Übergangsstücks 33 mit einer zylindrischen Form vorgesehen. Die Akustikauskleidung 61 ist ausgestaltet, um eine perforierte Platte 71 zu umfassen, in welcher eine Vielzahl von geräuschabsorbierenden Durchgangslöchern 73 ausgebildet sind, und eine Auskleidungsabdeckung 72, die um die perforierte Platte 71 herum vorgesehen ist. Die perforierte Platte 71 ist ein Teil des Übergangsstücks 33 und ist in einer zylindrischen Form mit der Innenseite als die oben beschriebene Brennkammer-Kammer (interner Strömungspfad) 35 ausgebildet. Die Auskleidungsabdeckung 72 umfasst einen eine zylindrische Form aufweisenden zylindrischen Abschnitt 72a, der an der äußeren Umfangsseite der perforierte Platte 71 vorgesehen ist, und ein Paar von Seitenplatten 72b, die an beiden Seiten in der Axialrichtung der Zentralachse S des zylindrischen Abschnitts 72a vorgesehen sind, und ist vorgesehen, um die perforierte Platte 71 abzudecken. Dementsprechend ist ein Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 über dem gesamten Umfang zwischen der perforierten Platte 71 und der Auskleidungsabdeckung 72 ausgebildet. Der Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 ist von einem externen Raum durch die Auskleidungsabdeckung 72 abgeschlossen bzw. blockiert.
-
Der Akustikdämpfer 62 ist über dem gesamten Umfang in der Umfangsrichtung entlang dem äußeren Umfang der Akustikauskleidung 61 vorgesehen. Der Akustikdämpfer 62 ist ausgestaltet, um eine um die Akustikauskleidung 61 herum vorgesehene Dämpferabdeckung 81 und eine in dem zylindrischen Abschnitt 72a der Auskleidungsabdeckung 72 ausgebildete Dämpferöffnung 82 zu umfassen.
-
Die Dämpferabdeckung 81 umfasst einen eine zylindrische Form aufweisenden zylindrischen Abschnitt 81a, der an der äußeren Umfangsseite der Akustikauskleidung 61 vorgesehen ist, und ein Paar von Seitenplatten 81b, die an beiden Seiten in der Axialrichtung der Zentralachse S des zylindrischen Abschnitt 81a vorgesehen sind, und ist vorgesehen, um den zylindrischen Abschnitt 72a der Akustikauskleidung 61 abzudecken. Dementsprechend ist ein Akustikdämpfer-Resonanzraum 85 über dem gesamten Umfang zwischen dem zylindrischen Abschnitt 72a der Akustikauskleidung 61 und der Dämpferabdeckung 81 ausgebildet. Der Akustikdämpfer-Resonanzraum 85 ist von einem externen Raum durch die Dämpferabdeckung 81 abgeschlossen bzw. blockiert.
-
Die Dämpferöffnung 82 ist eine Öffnung, die bewirkt, dass der Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 der Akustikauskleidung 61 und der Akustikdämpfer-Resonanzraum 85 des Akustikdämpfers 62 miteinander kommunizieren. Wenn die Axialrichtung der Zentralachse S als die Breitenrichtung bezeichnet ist, ist die Dämpferöffnung 82 ausgebildet, um näher an einer Seite in der Breitenrichtung hinsichtlich des zylindrischen Abschnitts 72a der Auskleidungsabdeckung 72, die in der Umfangsrichtung erweitert ist, zu sein und ist wie in 6 dargestellt eine rechteckige Öffnung.
-
Die mit der oben beschriebenen Dämpferöffnung 82 ausgebildete Akustikauskleidung 61, ein unterteilter Abschnitt 87, der in der Umfangsrichtung durch die Dämpferöffnung 82 unterteilt ist, und ein kontinuierlicher Abschnitt 88, der über die Umfangsrichtung kontinuierlich ist, sind in dem zylindrischen Abschnitt 72a der Auskleidungsabdeckung 72 ausgebildet. Daher ist wie in 4 dargestellt der Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 über dem gesamten Umfang in dem kontinuierlichen Abschnitt 88 ausgebildet, und ist wie in 5 dargestellt durch Unterteilen in der Umfangsrichtung in dem unterteilten Abschnitt 87 ausgebildet. Der kontinuierliche Abschnitt 88 ist an einer Seite in der Breitenrichtung der Auskleidungsabdeckung 72 vorgesehen, und der unterteilte Abschnitt 87 ist an der anderen Seite in der Breitenrichtung der Auskleidungsabdeckung 72 vorgesehen.
-
Bei der wie oben beschrieben ausgebildeten Dämpfungsvorrichtung 60 wird, wenn eine Verbrennungsvibration durch die Brennstoffverbrennung in der Brennkammer-Kammer 35 erzeugt wird, die Verbrennungsvibration von der Brennkammer-Kammer 35 zu dem Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 über die geräuschabsorbieren Durchgangslöcher 73 in der perforierten Platte 71 übertragen. Von der in den Akustikauskleidung-Resonanzraum 75 hinein übertragenen Verbrennungsvibration wird die hochfrequente Verbrennungsvibration in dem Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 gedämpft.
-
Der Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 kommuniziert mit dem Akustikdämpfer-Resonanzraum 85 über die Dämpferöffnung 82. Daher wird die in der Brennkammer-Kammer 35 erzeugte Verbrennungsvibration über den Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 zu dem Akustikdämpfer-Resonanzraum 85 übertragen. Von der zu dem Akustikdämpfer-Resonanzraum 85 übertragenen Verbrennungsvibration wird die Verbrennungsvibration mit einer niedrigen Frequenz in dem Akustikdämpfer-Resonanzraum 85 gedämpft.
-
Eine Dämpfungsleistung (Absorptionsvermögen) durch die Akustikauskleidung 61 der ersten Ausführungsform wird als nächstes mit Bezug auf 7 beschrieben. Bei einem Graph in 7 ist ein konventionelles Verhältnis des Absorptionsvermögens der Akustikauskleidung 61 auf einer Längsachse aufgetragen und ein Längenverhältnis (L/θ) der Dämpferöffnung 82 ist auf einer horizontalen Achse aufgetragen. Das Absorptionsvermögen der Akustikauskleidung 61 ist durch eine Analyse unter Verwendung eines vorbestimmten Berechnungsverfahrens erlangt. Bei einer konventionellen Akustikauskleidung ist die Dämpferöffnung 82 über der gesamten Breite bzw. Weite des zylindrischen Abschnitts 72a der Auskleidungsabdeckung 72 ausgebildet. Zurzeit hat die Dämpferöffnung 82 der ersten Ausführungsform und eine konventionelle Dämpferöffnung dieselbe Öffnungsfläche. Wenn eine Länge der Dämpferöffnung 82 in der Breitenrichtung als L bezeichnet wird und eine Länge der Dämpferöffnung 82 in der Umfangsrichtung als θ bezeichnet wird, ist das Längenverhältnis der Dämpferöffnung 82 durch L/0 dargestellt.
-
Das Absorptionsvermögen der Akustikauskleidung 61 ist über eine Vielzahl von akustischen Modi analysiert. Der akustische Modus wird durch Nodaldurchmesser (ND) („nodal diameters‟) dargestellt, und die Nodaldurchmesser zeigen die Anzahl von Sinuswellen an, die in der Umfangsrichtung der Brennkammer-Kammer 35 erzeugt werden. Ein ND zeigt also einen akustischen Modus an, bei welchem die Sinuswelle für nur eine Welle in der Umfangsrichtung der Brennkammer-Kammer 35 erzeugt wird. Genauso zeigen 2 bis 8 ND einen akustischen Modus an, bei welchem die Sinuswelle jeweils für zwei bis acht Wellen in der Umfangsrichtung der Brennkammer-Kammer 35 erzeugt wird. Das Absorptionsvermögen der Akustikauskleidung 61 ist über 360° analysiert, während eine Phase der Sinuswelle, die entlang der Umfangsrichtung der Brennkammer-Kammer 35 erzeugt wird, durch vorbestimmte Phasen geändert wird.
-
Wie in 7 dargestellt wurde als Resultat der Analysen bestätigt, dass das Absorptionsvermögen der Akustikauskleidung 61 positiv wird, verglichen mit dem konventionellen Fall. Weil die Öffnungsfläche als die Dämpferöffnung 82 dieselbe Öffnungsfläche wie die konventionelle Dämpferöffnung aufweist, wurde also bestätigt, dass eine Vibrationsdämpfungsleistung durch die Akustikauskleidung 61 verbessert ist, während die Vibrationsdämpfungsleistung durch den Akustikdämpfer 62 beibehalten ist.
-
Wie oben beschrieben kann gemäß der ersten Ausführungsform die Dämpferöffnung 82 ausgebildet sein, während der kontinuierliche Abschnitt 88 in der Akustikauskleidung 61, vorgesehen ist. Daher können in dem unterteilten Abschnitt 87 der Akustikauskleidung 61 der Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 und der Akustikdämpfer-Resonanzraum 85 durch die Dämpferöffnung 82 miteinander kommunizieren. Daher kann in der Brennkammer-Kammer 35 erzeugte Verbrennungsvibration durch den Akustikdämpfer 62 gedämpft sein. Ferner kann, weil der Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 in der Akustikauskleidung 61 in der Umfangsrichtung aufgrund des kontinuierlichen Abschnitts 88 der Akustikauskleidung 61 nicht unterteilt ist, der Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 über die Umfangsrichtung in dem kontinuierlichen Abschnitt 88 der Akustikauskleidung 61 ausgebildet sein. Daher kann, weil der Akustikauskleidungs-Resonanzraum 75 in der Akustikauskleidung 61 nicht unterteilt ist, Verbrennungsvibration in der Brennkammer-Kammer 35 durch die Akustikauskleidung 61 vorteilhaft gedämpft sein. Dementsprechend kann eine Vibrationsdämpfungsleistung durch die Akustikauskleidung 61 verbessert sein, während die Vibrationsdämpfungsleistung durch den Akustikdämpfer 62 beibehalten ist.
-
Ferner kann gemäß der ersten Ausführungsform die Dämpferöffnung 82 näher an einer Seite in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung 61 ausgebildet sein. Daher kann der unterteilte Abschnitt 87 an der einen Seite in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung 61 vorgesehen sein, und der kontinuierliche Abschnitt 88 kann an der anderen Seite in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung 61 vorgesehen sein.
-
Gemäß der ersten Ausführungsform kann durch Ausbilden der Dämpferöffnung 82 in einer rechteckigen Form, die Dämpferöffnung 82 einfach durch maschinelle Bearbeitung ausgebildet sein bzw. werden.
-
Gemäß der ersten Ausführungsform kann eine Verbrennungsvibration, die durch ein Verbrennungsgas (Fluid), das im Inneren des Übergangsstücks 33 der Brennkammer 12 zirkuliert, erzeugt wird, durch die Dämpfungsvorrichtung 60 vorteilhaft gedämpft sein. Durch Vorsehen der Akustikauskleidung 61, die mit dem Akustikdämpfer 62 entlang des äußeren Umfangs des Übergangsstücks 33 der Brennkammer 12 verbunden ist, kann also eine Verbrennungsvibration in der Nähe der Flamme der Brennkammer 12 durch die Akustikauskleidung 61 und den Akustikdämpfer 62 gedämpft sein. Dementsprechend kann die Verbrennungsvibration effizienter gedämpft sein.
-
Gemäß der ersten Ausführungsform kann durch Verwenden der Brennkammer 12, die die Vermeidung bzw. Dämpfung einer Verbrennungsvibration realisiert, eine Last aufgrund der Verbrennungsvibration vermieden werden, wodurch die Lebensdauer der Gasturbine 1 verbessert sein kann.
-
Bei der ersten Ausführungsform ist, während die Dämpferöffnung 82 eine rechteckige Form aufweist, die Form davon nicht auf die rechteckige Form begrenzt, und kann jede Form wie beispielsweise eine runde Form und eine elliptische Form aufweisen
-
Eine Dämpfungsvorrichtung 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 8 beschrieben. 8 ist ein Erweiterungsplan, wenn eine Akustikauskleidung gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Umfangsrichtung erweitert ist. Bei der zweiten Ausführungsform sind, um redundante Beschreibungen zu vermeiden, von der ersten Ausführungsform unterschiedliche Abschnitte beschrieben, und Teile mit identischen Ausgestaltungen wie diese der ersten Ausführungsform sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei der Dämpfungsvorrichtung 60 gemäß der ersten Ausführungsform ist die Dämpferöffnung 82 näher an einer Seite in der Breitenrichtung hinsichtlich des zylindrischen Abschnitts 72a der Auskleidungsabdeckung 72 ausgebildet. Jedoch ist bei der Dämpfungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform die Dämpferöffnung 82 an der Mitte in der Breitenrichtung hinsichtlich des zylindrischen Abschnitts 72a der Auskleidungsabdeckung 72 ausgebildet.
-
Wie in 8 dargestellt ist bei der Dämpfungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform, weil die Dämpferöffnung 82 an der Mitte in der Breitenrichtung des zylindrischen Abschnitts 72a der Auskleidungsabdeckung 72 ausgebildet ist, der unterteilte Abschnitt 87 an der Mitte in der Breitenrichtung ausgebildet. Ferner ist der kontinuierliche Abschnitt 88 in einem Paar an beiden Seiten in der Breitenrichtung mit dem unterteilten Abschnitt 87 dazwischen vorgesehen.
-
Wie oben beschrieben kann gemäß der zweiten Ausführungsform die Dämpferöffnung 82 an der Mitte in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung 61 ausgebildet sein. Daher kann der unterteilte Abschnitt 87 an der Mitte in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung 61 vorgesehen sein und der kontinuierliche Abschnitt 88 kann in einem Paar an beiden Seiten in der Breitenrichtung der Akustikauskleidung 61 vorgesehen sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gasturbine
- 11
- Verdichter
- 12
- Brennkammer
- 13
- Turbine
- 24
- Rotor
- 30
- Brennkammergehäuse
- 31
- externer Zylinder
- 32
- innere Zylinder
- 33
- Übergangsstück
- 34
- Zylinder
- 35
- Brennkammer-Kammer
- 60
- Dämpfungsvorrichtung
- 61
- Akustikauskleidung
- 62
- Akustikdämpfer
- 71
- perforierte Platte
- 72
- Auskleidungsabdeckung
- 75
- Akustikauskleidung-Resonanzraum
- 81
- Dämpferabdeckung
- 82
- Dämpferöffnung
- 85
- Akustikdämpfer-Resonanzraum
- 87
- unterteilter Abschnitt
- 88
- kontinuierlicher Abschnitt
