JP2009144975A - Acoustic damper structure - Google Patents

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Masaki Ono
正樹 小野
Satoru Konishi
哲 小西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acoustic damper structure reducing oscillation intensity. <P>SOLUTION: This acoustic damper structure for attenuating oscillation of a frequency domain of several ten to several hundred order, of combustion oscillation generated when combusting fuel in a combustor, has an acoustic tube 21 and a damper main body 30 separately, the acoustic tube 21 is received inside of the damper main body 30, and at least a part of the acoustic tube 21 is supported by the damper main body 30 through a supporting structure 40. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスタービン燃焼器の燃焼振動低減に用いられる音響ダンパに関するものである。   The present invention relates to an acoustic damper used for reducing combustion vibration of a gas turbine combustor.

従来、ガスタービンの燃焼器には、燃焼振動を低減することができ、かつ、燃焼器本体の振動強度を有利にする音響ダンパが取り付けられている。この音響ダンパは、燃焼器で燃料を燃焼させた際に発生する燃焼振動のうち、低周波数帯域(数十〜数百Hzオーダーの周波数領域)の振動を減衰させるものであり、音響管(「共鳴管」ともいう)とダンパ本体とが一体構造となっている。
上述した音響ダンパ及び音響ダンパを備えたガスタービンとしては、たとえば特許文献1及び特許文献2に開示されたものが知られている。
なお、高周波数帯域(数KHzオーダーの周波数領域)の燃焼振動については、燃焼器本体の外周に取り付けられる装置(一般的には「音響ライナ」と呼ばれている)により対処している。
特開2006−266671号公報 特開2006−22966号公報
Conventionally, a combustion damper of a gas turbine is provided with an acoustic damper that can reduce combustion vibration and that advantageously increases the vibration strength of the combustor body. This acoustic damper attenuates vibrations in a low frequency band (a frequency range on the order of several tens to several hundreds of Hz) among combustion vibrations generated when fuel is burned in a combustor. Resonance tube ”) and the damper body are integrated.
As the above-described acoustic damper and the gas turbine including the acoustic damper, for example, those disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are known.
Note that combustion vibrations in a high frequency band (frequency range on the order of several KHz) are dealt with by a device (generally called “acoustic liner”) attached to the outer periphery of the combustor body.
JP 2006-266671 A JP 2006-22966 A

ところで、上述した音響ダンパは一種の共鳴箱であり、音響ダンパの内部には大きな圧力変動が発生して振動の原因となり、さらに、音響ダンパの外壁面にはガスタービン車室内に流入する圧縮空気の流体力が作用して加振している。このため、音響ダンパは、運転時に内外からの加振による振動で損傷する可能性がある。なお、音響ダンパを振動させる加振力としては、ダンパ内部の圧力変動が大きいものとなる。   By the way, the above-mentioned acoustic damper is a kind of resonance box, and a large pressure fluctuation is generated inside the acoustic damper, causing vibrations. Further, compressed air flowing into the gas turbine casing on the outer wall surface of the acoustic damper. The fluid force is acting to vibrate. For this reason, there is a possibility that the acoustic damper may be damaged by vibration caused by vibration from inside and outside during operation. In addition, as an excitation force which vibrates an acoustic damper, the pressure fluctuation inside a damper will become a big thing.

上述した特許文献に記載されている従来の音響ダンパは、共鳴管が音響ダンパ本体と一体に構成されている。従って、車室内の流体圧力及び共鳴管内の圧力変動を同時に受ける状況は、振動強度的に厳しいものとなる。
また、従来の音響ダンパは、一定径の音響管でダンパ形状を形成するため制約が多く、ダンパ形状は限られたものとなる。さらに、従来の音響ダンパは、非常に狭隘な空間に組み立てるため、形状に制限を受ける。このため、局所応力が発生しやすい角張った形状となり、この点からも振動強度的に厳しいものとなる。
In the conventional acoustic damper described in the above-mentioned patent document, the resonance tube is configured integrally with the acoustic damper main body. Accordingly, the situation in which the fluid pressure in the passenger compartment and the pressure fluctuation in the resonance tube are simultaneously affected is severe in terms of vibration strength.
In addition, the conventional acoustic damper has many restrictions because the damper shape is formed by an acoustic tube having a constant diameter, and the damper shape is limited. Furthermore, since the conventional acoustic damper is assembled in a very narrow space, the shape is limited. For this reason, it becomes an angular shape in which local stress is likely to occur, and from this point, the vibration strength becomes severe.

このような背景から、車室内の流体圧力及び共鳴管内の圧力変動を同時に受ける音響ダンパについて、厳しい状況にある振動強度の問題を緩和できるようにした音響ダンパ構造が求められている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、振動強度を緩和できる音響ダンパ構造の提供を目的としている。
Against this background, there is a need for an acoustic damper structure that can alleviate the problem of vibration intensity in severe conditions for an acoustic damper that simultaneously receives fluid pressure in the passenger compartment and pressure fluctuation in the resonance tube.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an acoustic damper structure that can reduce vibration intensity.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る音響ダンパ構造は、燃焼器で燃料を燃焼させた際に発生する燃焼振動のうち、数十〜数百Hzオーダーの周波数領域の振動を減衰させる音響ダンパ構造であって、音響管とダンパ本体とを別体とし、前記音響管を前記ダンパ本体の内部に収納するとともに、前記音響管の少なくとも一箇所が支持構造を介して前記ダンパ本体に支持されていることを特徴とするものである。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The acoustic damper structure according to the present invention is an acoustic damper structure for attenuating vibrations in a frequency range on the order of several tens to several hundreds Hz among combustion vibrations generated when fuel is burned in a combustor. And the damper body are separated, the acoustic tube is housed in the damper body, and at least one portion of the acoustic tube is supported by the damper body via a support structure It is.

上述した本発明の音響ダンパ構造によれば、音響管とダンパ本体とを別体とし、音響管をダンパ本体の内部に収納するとともに、音響管の少なくとも一箇所が支持構造を介してダンパ本体に支持されているので、車室内の流体力をダンパ本体が受け、音響管は内部で発生する圧力変動のみを受ければよいので、力の分散が可能となる。また、音響管及びダンパ本体が別体であるため、ダンパ本体が音響管内で発生する圧力変動の励振を受けにくくなり、さらに、少なくとも一箇所の支持構造を設けて容易に音響チューニング振動数から構造振動数を離調することができる。   According to the acoustic damper structure of the present invention described above, the acoustic tube and the damper main body are separated from each other, and the acoustic tube is housed inside the damper main body, and at least one portion of the acoustic tube is attached to the damper main body via the support structure. Since it is supported, the damper main body receives the fluid force in the passenger compartment, and the acoustic tube only needs to receive pressure fluctuations generated therein, so that the force can be distributed. In addition, since the acoustic tube and the damper body are separate, the damper body is less susceptible to excitation of pressure fluctuations generated in the acoustic tube, and at least one supporting structure is provided to easily construct the structure from the acoustic tuning frequency. The frequency can be detuned.

上記の発明において、前記音響管は、音響管断面積を等しくして複数に分割されていることが好ましく、これにより、音響管の径が小さくなって曲げ加工を容易に実施することができる。   In the above invention, the acoustic tube is preferably divided into a plurality of sections with the same sectional area of the acoustic tube, whereby the diameter of the acoustic tube can be reduced and bending can be easily performed.

上記の発明において、前記音響管にマスを付与することが好ましく、これにより、音響管の構造振動数について変更可能な幅を広げることができる。   In the above invention, it is preferable to give a mass to the acoustic tube, and thereby, a width that can be changed with respect to the structural frequency of the acoustic tube can be widened.

上記の発明において、前記音響管の途中に連結部を設けておくことが好ましく、これにより、音響管内部の圧力変動により励振されても、連結部における配管の変位差により減衰を付与することができる。   In the above invention, it is preferable to provide a connecting portion in the middle of the acoustic tube, so that even if excited by a pressure fluctuation inside the acoustic tube, attenuation can be imparted by a displacement difference of the piping in the connecting portion. it can.

上記の発明において、前記音響管を複数に分割し、異なる音響管どうしは連結部を介して結合することが好ましく、これにより、分割した音響管の配管ルート及び構造振動数が異なるため、変位差を生じやすくなる。従って、音響管内部の圧力変動により励振されても、連結部における配管の変位差により減衰を付与することができる。   In the above invention, it is preferable to divide the acoustic tube into a plurality of parts, and to connect the different acoustic tubes via a connecting portion, whereby the piping route and the structural frequency of the divided acoustic tube are different, so that the displacement difference Is likely to occur. Therefore, even if excited by pressure fluctuations inside the acoustic tube, attenuation can be imparted due to the displacement difference of the piping at the connecting portion.

上記の発明において、前記音響管と前記ダンパ本体との間に板ばねを介在させることが好ましく、これにより、ダンパ本体と板ばね間の変位差により減衰を付与することができる。   In the above invention, it is preferable to interpose a leaf spring between the acoustic tube and the damper main body, so that attenuation can be imparted by a displacement difference between the damper main body and the leaf spring.

本発明に係るガスタービンは、燃焼器が請求項1から6のいずれかに記載の音響ダンパを備えていることを特徴とするものである。   A gas turbine according to the present invention is characterized in that a combustor includes the acoustic damper according to any one of claims 1 to 6.

上述した本発明のガスタービンによれば、燃焼器が請求項1から6のいずれかに記載の音響ダンパを備えているので、ダンパ本体が車室内の流体力を受け、音響管が内部で発生する圧力変動のみを受けることで力を分散できる。また、音響管及びダンパ本体が別体であるため、ダンパ本体が音響管内で発生する圧力変動の励振を受けにくくなり、さらに、少なくとも一箇所の支持構造を設けて容易に音響チューニング振動数から構造振動数を離調することができる。従って、チューニングが容易で、強度等の信頼性も高い音響ダンパを備えたガスタービンとなる。   According to the gas turbine of the present invention described above, since the combustor includes the acoustic damper according to any one of claims 1 to 6, the damper main body receives the fluid force in the passenger compartment and the acoustic tube is generated inside. The force can be dispersed by receiving only the pressure fluctuation. In addition, since the acoustic tube and the damper main body are separate, the damper main body is less susceptible to excitation of pressure fluctuations generated in the acoustic tube, and at least one support structure is provided to easily construct the structure from the acoustic tuning frequency. The frequency can be detuned. Therefore, the gas turbine is provided with an acoustic damper that is easy to tune and has high reliability such as strength.

本発明によれば、従来の音響ダンパにおいて、車室内の流体圧力及び共鳴管内の圧力変動を同時に受けて厳しい状況にあった振動強度の問題を緩和し、信頼性や耐久性の高い音響ダンパ構造を提供することが可能になる。
また、この音響ダンパ構造を備えたガスタービンについても、信頼性や耐久性を向上させることが可能になる。
According to the present invention, in a conventional acoustic damper, an acoustic damper structure with high reliability and durability is achieved by relieving the problem of vibration strength in a severe situation by simultaneously receiving the fluid pressure in the passenger compartment and the pressure fluctuation in the resonance tube. It becomes possible to provide.
In addition, it is possible to improve the reliability and durability of the gas turbine provided with this acoustic damper structure.

以下、本発明に係る音響ダンパ構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。
<第1の実施形態>
本発明に係る音響ダンパ構造について、第1の実施形態を図1から図3を参照して説明する。
図1は本発明に係る音響ダンパ構造を示す断面図、図2は本発明に係る音響ダンパ構造を具備したガスタービンの断面図、図3は図2に示すガスタービンの燃焼器部分を拡大した詳細図である。
Hereinafter, an embodiment of an acoustic damper structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
A first embodiment of an acoustic damper structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
1 is a cross-sectional view showing an acoustic damper structure according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a gas turbine equipped with the acoustic damper structure according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view of a combustor portion of the gas turbine shown in FIG. FIG.

図2に示すように、ガスタービン1には、空気の流れの上流側から下流側に向かって、空気取入口2、圧縮機3、燃焼器10、及びタービン4が設けられている。そして、空気取入口2から取り込まれた空気は、圧縮機3によって圧縮され、高温・高圧の圧縮空気となって燃焼器10へ送り込まれる。燃焼器10では、この圧縮空気に燃料として天然ガス等のガス燃料、あるいは軽油や軽重油等の液体燃料を供給して燃焼させ、高温・高圧の燃焼ガスを生成させる。この高温・高圧の燃焼ガスは、後述する尾筒14内を通過した後、タービン4に噴射される。   As shown in FIG. 2, the gas turbine 1 is provided with an air intake port 2, a compressor 3, a combustor 10, and a turbine 4 from the upstream side to the downstream side of the air flow. Then, the air taken in from the air intake 2 is compressed by the compressor 3 and is sent to the combustor 10 as high-temperature and high-pressure compressed air. In the combustor 10, a gas fuel such as natural gas or a liquid fuel such as light oil or light heavy oil is supplied to the compressed air and burned to generate high-temperature and high-pressure combustion gas. The high-temperature and high-pressure combustion gas is injected into the turbine 4 after passing through a tail cylinder 14 described later.

図3に示すように、燃焼器10は、ハウジング11の内部に形成された車室12内に燃焼器本体13が収納設置されている。燃焼器本体13の下流側には、燃焼器本体13の燃焼室(不図示)に連通する尾筒14が設けられている。この尾筒14は、燃焼室とタービン4との間を接続する筒状部材であり、タービン4に近い下流側へ行くほど断面積が絞られている。
燃焼器本体13は略円筒形とされ、その円筒内部にはパイロットノズル及び複数(たとえば8本)のメインノズルが設置されている。なお、パイロットノズルは燃焼器本体13の軸中心位置に配置され、メインノズルはパイロットノズルの周囲を取り囲むようにして等ピッチに配置されている。
As shown in FIG. 3, the combustor 10 has a combustor body 13 housed and installed in a vehicle compartment 12 formed inside a housing 11. On the downstream side of the combustor body 13, a tail cylinder 14 that communicates with a combustion chamber (not shown) of the combustor body 13 is provided. The tail cylinder 14 is a cylindrical member that connects the combustion chamber and the turbine 4, and the cross-sectional area is narrowed toward the downstream side closer to the turbine 4.
The combustor main body 13 has a substantially cylindrical shape, and a pilot nozzle and a plurality of (for example, eight) main nozzles are installed inside the cylinder. The pilot nozzle is disposed at the axial center position of the combustor body 13, and the main nozzle is disposed at an equal pitch so as to surround the periphery of the pilot nozzle.

上述した尾筒14には、燃焼振動の減衰装置として、燃焼振動を減衰させる音響ダンパ20及び音響ライナ50が設けられている。
一方の音響ライナ50は、高周波数帯域(数KHzオーダーの周波数帯域)の燃焼振動を減衰させる減衰装置であり、燃焼器本体13に近い尾筒14の周囲に環装されている。この音響ライナ50は、たとえば複数の吸音孔が形成され、円筒形の形状に形成された多孔板と、この多孔板の周囲に形成されたハウジングとによって構成されている。
The above-described tail cylinder 14 is provided with an acoustic damper 20 and an acoustic liner 50 for attenuating combustion vibrations as a damping device for combustion vibrations.
One acoustic liner 50 is an attenuation device that attenuates combustion vibrations in a high frequency band (a frequency band on the order of several KHz), and is wrapped around the tail cylinder 14 close to the combustor body 13. For example, the acoustic liner 50 includes a perforated plate in which a plurality of sound absorbing holes are formed and formed in a cylindrical shape, and a housing formed around the perforated plate.

図1に示す音響ダンパ20は、燃焼器10で燃料を燃焼させた際に発生する燃焼振動のうち、数十〜数百Hzオーダーになる低周波数領域の振動を減衰させるものである。この音響ダンパ20は、音響管21とダンパ本体30とが別体に構成された音響ダンパ構造となる。
音響管21は、後述するダンパ本体30の内部に収納設置されている。図示の音響管21は、ガス入口部22と、テーパ部23と、音響管本体24とが連通して一体に接続されている。
The acoustic damper 20 shown in FIG. 1 attenuates vibrations in a low frequency region on the order of several tens to several hundreds Hz among combustion vibrations generated when fuel is burned in the combustor 10. The acoustic damper 20 has an acoustic damper structure in which the acoustic tube 21 and the damper main body 30 are configured separately.
The acoustic tube 21 is housed and installed in a damper main body 30 to be described later. In the illustrated acoustic tube 21, a gas inlet portion 22, a tapered portion 23, and an acoustic tube main body 24 communicate with each other and are integrally connected.

ガス入口部22は、音響管21の中では最も大きな流路断面積を有している。
テーパ部23は、ガス入口部22と音響管本体24との間を接続する部分である。従って、テーパ部23は、最も流路断面積の大きいガス入口部22から流路断面積の小さい音響配管部24まで、すなわち、ガス入口部22から下流側へ向けて、内部の流路断面積が徐々に絞られる部分となる。
The gas inlet portion 22 has the largest flow path cross-sectional area in the acoustic tube 21.
The tapered portion 23 is a portion that connects between the gas inlet portion 22 and the acoustic tube main body 24. Accordingly, the taper portion 23 has an internal channel cross-sectional area from the gas inlet portion 22 having the largest channel cross-sectional area to the acoustic pipe portion 24 having the smallest channel cross-sectional area, that is, from the gas inlet portion 22 toward the downstream side. Is the part that is gradually squeezed.

音響管本体24は、たとえば市販の配管部材等を折曲して構成される。図示の構成例では、ガス入口部22が音響管21の略中心位置となり、ガス入口部22とテーパ部23を介して接続された音響管本体24は、外周側へ向かう略矩形の渦巻き状となるように折曲されている。
上述した音響管本体24を収納する別体構造のダンパ本体30は、内部空間31を形成する箱状の構成部材である。図示のダンパ本体30は、略直方体の形状とされる。なお、ダンパ本体30の内部空間31については、完全密閉の気密構造とする必要はない。
The acoustic tube main body 24 is configured by bending a commercially available piping member or the like, for example. In the illustrated configuration example, the gas inlet portion 22 is substantially at the center position of the acoustic tube 21, and the acoustic tube main body 24 connected to the gas inlet portion 22 via the tapered portion 23 has a substantially rectangular spiral shape toward the outer peripheral side. It is bent to become.
The damper main body 30 having a separate structure that houses the acoustic tube main body 24 described above is a box-shaped constituent member that forms the internal space 31. The illustrated damper main body 30 has a substantially rectangular parallelepiped shape. The internal space 31 of the damper main body 30 does not need to have a completely sealed airtight structure.

また、上述した音響管21の音響管本体24は、ダンパ本体30の内部に収納した状態で、音響管21の少なくとも一箇所が支持構造40を介してダンパ本体30に支持されている。図示の構成例では、音響管21の音響管本体21が、ガス入口部22の接続部と反対側となる端部付近を支持構造40により支持されている。
支持構造40は、たとえば図1(b)に示すように、ダンパ本体30に支持されたサポート41が、スリーブ42を介して音響管本体24を保持するものである。なお、音響管本体24の支持構造40については、上述したサポート41及びスリーブ42を用いた構造に限定されることはなく、たとえばUボルト・ナットを用いる構造など、音響管本体24を部分的に保持できる構造であればよい。
Further, the acoustic tube main body 24 of the acoustic tube 21 described above is supported by the damper main body 30 via the support structure 40 in a state in which the acoustic tube main body 24 is housed inside the damper main body 30. In the illustrated configuration example, the acoustic tube main body 21 of the acoustic tube 21 is supported by the support structure 40 in the vicinity of the end opposite to the connection portion of the gas inlet portion 22.
In the support structure 40, for example, as shown in FIG. 1B, a support 41 supported by the damper main body 30 holds the acoustic tube main body 24 via a sleeve. Note that the support structure 40 of the acoustic tube main body 24 is not limited to the structure using the support 41 and the sleeve 42 described above. For example, the acoustic tube main body 24 may be partially configured such as a structure using U bolts and nuts. Any structure that can be held is acceptable.

このように構成された音響ダンパ構造によれば、燃焼器10の車室12内に作用する流体力をダンパ本体30が受け、ダンパ本体30内に設置された音響管21は、音響管内部で発生する圧力変動のみを受ければよい。このため、音響ダンパ20においては、流体力と内部圧力の変動とに力を分散させることが可能となる。
また、音響管21及びダンパ本体30が別体であるため、すなわち、音響管21とダンパ本体30との間には内部空間31が存在するので、ダンパ本体30は、音響管21内で発生して比較的大きな力となる圧力変動の励振を受けにくくなる。これにより、音響ダンパ20が車室12内の狭隘部に組まれるため、形状に制限を受けて局所応力を発生しやすいという従来の問題が、別体構造の採用により緩和されることになる。
According to the acoustic damper structure configured as described above, the damper main body 30 receives the fluid force acting in the passenger compartment 12 of the combustor 10, and the acoustic pipe 21 installed in the damper main body 30 is disposed inside the acoustic pipe. It is only necessary to receive the pressure fluctuation that occurs. For this reason, in the acoustic damper 20, it becomes possible to disperse | distribute a force to the fluid force and the fluctuation | variation of an internal pressure.
In addition, since the acoustic tube 21 and the damper main body 30 are separate bodies, that is, an internal space 31 exists between the acoustic tube 21 and the damper main body 30, the damper main body 30 is generated in the acoustic tube 21. Therefore, it becomes difficult to receive the excitation of the pressure fluctuation that becomes a relatively large force. Thereby, since the acoustic damper 20 is assembled in the narrow portion in the passenger compartment 12, the conventional problem that the local stress is likely to be generated due to the restriction of the shape is alleviated by adopting the separate structure.

さらに、上述した音響管21は、少なくとも一箇所が支持構造40により支持されているので、容易に音響チューニング振動数から構造振動数を離調することができる。これは、上述した別体構造の採用により支持構造40を設ける位置や数の自由度が増すので、音響管21の構造振動数を音響チューニング振動数から離調することが容易になるためである。
従って、上述した音響ダンパ20は、車室12内の流体圧力及び音響管(共鳴管)21内の圧力変動を同時に受けて厳しい状況にあった振動強度の問題が緩和され、信頼性や耐久性の高い音響ダンパ構造となる。
また、このような音響ダンパ20を備えたガスタービン1は、燃焼器10における燃焼振動の問題が解消され、信頼性や耐久性の高い製品となる。
Furthermore, since the acoustic tube 21 described above is supported at least at one place by the support structure 40, the structural frequency can be easily detuned from the acoustic tuning frequency. This is because the use of the above-described separate structure increases the degree of freedom in the position and number of the support structure 40, so that it is easy to detune the structural frequency of the acoustic tube 21 from the acoustic tuning frequency. .
Therefore, the above-described acoustic damper 20 is subjected to the fluid pressure in the passenger compartment 12 and the pressure fluctuation in the acoustic tube (resonance tube) 21 at the same time. High acoustic damper structure.
Moreover, the gas turbine 1 provided with such an acoustic damper 20 eliminates the problem of combustion vibration in the combustor 10 and becomes a product with high reliability and durability.

<第2の実施形態>
続いて、本発明に係る音響ダンパ構造について、第2の実施形態を図4に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図4に示す音響ダンパ20Aでは、ガス入口22の後流側が二つに分割されている。具体的に説明すると、音響ダンパ20Aは、ガス入口部22を共通とし、下流側が二つのテーパ部23A,23B及び音響管本体24A,24Bに二分割されている。この場合、ガス入口部22の下流側で二分割された音響管本体24A,24Bは、トータル面積が等しくなるように二分割されている。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the acoustic damper structure according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted.
In the acoustic damper 20A shown in FIG. 4, the downstream side of the gas inlet 22 is divided into two. More specifically, the acoustic damper 20A has a common gas inlet portion 22, and the downstream side is divided into two tapered portions 23A and 23B and acoustic tube bodies 24A and 24B. In this case, the acoustic tube main bodies 24A and 24B divided into two on the downstream side of the gas inlet portion 22 are divided into two so that the total area becomes equal.

また、音響管本体24A,24Bの出口側端部付近は、各々が支持構造40A,40Bにより支持されている。すなわち、図示の音響管ダンパ20Aは、左右対称となるように二分割されている。
このような構成の音響ダンパ20Aを採用すれば、音響管21A,21Bに径の小さい配管部材を使用できるので、曲げ加工を容易に実施することができる。従って、車室12内の流体圧力及び音響管21A,21B内の圧力変動を同時に受けて厳しい状況にあった振動強度の問題が緩和されるとともに、製造コストの削減も可能な音響ダンパ20Aを提供することができる。
なお、上述した実施形態では、ガス入口部22の下流側が二分割された構成例を示したが、これに限定されることはなく、たとえば3または4分割等の複数に分割した構成も可能である。
Further, the vicinity of the outlet side end portions of the acoustic tube main bodies 24A and 24B are supported by the support structures 40A and 40B, respectively. That is, the illustrated acoustic pipe damper 20A is divided into two so as to be symmetrical.
If the acoustic damper 20A having such a configuration is employed, a pipe member having a small diameter can be used for the acoustic tubes 21A and 21B, so that bending can be easily performed. Accordingly, the acoustic damper 20A is provided which can alleviate the problem of vibration intensity in severe conditions by simultaneously receiving the fluid pressure in the passenger compartment 12 and the pressure fluctuations in the acoustic tubes 21A and 21B, and can reduce the manufacturing cost. can do.
In the above-described embodiment, the configuration example in which the downstream side of the gas inlet portion 22 is divided into two parts is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, a structure divided into a plurality of parts such as three or four parts is possible. is there.

<第3の実施形態>
続いて、本発明に係る音響ダンパ構造について、第3の実施形態を図5に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図5に示す音響ダンパ20Bでは、音響管21の音響管本体24にマス25が付与されている。すなわち、音響管本体24の適所に適当な重量を有するマス25を取り付けたことにより、音響管21の構造振動数は、変更可能な幅を広げることができる。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the acoustic damper structure according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted.
In the acoustic damper 20 </ b> B shown in FIG. 5, a mass 25 is given to the acoustic tube main body 24 of the acoustic tube 21. That is, by attaching the mass 25 having an appropriate weight to an appropriate position of the acoustic tube main body 24, the structural frequency of the acoustic tube 21 can be increased.

ところで、上述した実施形態では、1個のマス25を付与するとともに、2箇所の支持構造40を設けているが、これらの数や位置を適宜調整することで、音響管21の構造振動数を変える幅が広がるので、高次を含めた音響チューニング振動数から離調することが容易になる。すなわち、燃焼振動に対し、広範囲にわたるチューニングが可能となる音響ダンパ20Bを提供することができる。   By the way, in the above-described embodiment, one mass 25 is provided and two support structures 40 are provided. However, the structural frequency of the acoustic tube 21 can be adjusted by appropriately adjusting the number and position thereof. Since the range to change spreads, it becomes easy to detune from the acoustic tuning frequency including higher order. That is, it is possible to provide an acoustic damper 20B that can be tuned over a wide range with respect to combustion vibration.

<第4の実施形態>
続いて、本発明に係る音響ダンパ構造について、第4の実施形態を図6及び図7に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図6に示す音響ダンパ20Cでは、音響管21の途中に連結部45が設けられている。この連結部45は、渦巻き状の音響管本体24が隣接する部分を連結するもので、たとえば図7に示すように、音響管本体24にスリーブ46を取り付けてバンド47により連結している。
<Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the acoustic damper structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted.
In the acoustic damper 20 </ b> C shown in FIG. 6, a connecting portion 45 is provided in the middle of the acoustic tube 21. The connecting portion 45 connects adjacent portions of the spiral acoustic tube main body 24. For example, as shown in FIG. 7, a sleeve 46 is attached to the acoustic tube main body 24 and connected by a band 47.

このような構成とすれば、音響管21が内部に発生する圧力変動により励振されても、連結部45における配管の変位差により、すなわち、連結した音響管本体24が異なる変位をすることにより減衰を付与することができる。従って、音響管21の振動を低減することができる。   With such a configuration, even when the acoustic tube 21 is excited by pressure fluctuations generated inside, the acoustic tube 21 is attenuated by a displacement difference of the piping in the connecting portion 45, that is, the connected acoustic tube main body 24 is displaced differently. Can be granted. Therefore, the vibration of the acoustic tube 21 can be reduced.

<第5の実施形態>
続いて、本発明に係る音響ダンパ構造について、第5の実施形態を図8に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図8に示す音響ダンパ20Dでは、複数に分割した音響管し、異なる音響管どうしを連結部45を介して結合したものである。図示の例では、二つの音響管21A′,21B′に分割され、異なる二つの音響管21A′,21B′どうしが連結部45を介して結合されている。なお、この実施形態では、二つの音響管21A′,21B′が異なる形状となっているが、同じ形状のものでもよい。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the acoustic damper structure according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted.
In the acoustic damper 20 </ b> D shown in FIG. 8, the acoustic pipe is divided into a plurality of parts and different acoustic pipes are coupled via a connecting portion 45. In the illustrated example, the two acoustic tubes 21A ′ and 21B ′ are divided, and two different acoustic tubes 21A ′ and 21B ′ are connected to each other via a connecting portion 45. In this embodiment, the two acoustic tubes 21A ′ and 21B ′ have different shapes, but may have the same shape.

このような構成とすれば、分割した二つの音響管21A′,21B′は、各々配管ルート及び構造振動数が異なるため、変位差を生じやすくなる。従って、音響管21A′,21B′の内部に発生する圧力変動により励振されても、連結部45における配管の変位差により減衰を付与することができるので、音響管21A′,21B′の振動を低減することができる。   With such a configuration, the two divided acoustic tubes 21A ′ and 21B ′ have different piping routes and structural frequencies, and therefore, a difference in displacement is likely to occur. Accordingly, even if excited by pressure fluctuations generated in the acoustic tubes 21A 'and 21B', attenuation can be imparted by the displacement difference of the piping in the connecting portion 45, so that the vibrations of the acoustic tubes 21A 'and 21B' are reduced. Can be reduced.

<第6の実施形態>
最後に、本発明に係る音響ダンパ構造について、第6の実施形態を図9に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図9に示す音響ダンパ20Eでは、音響管21とダンパ本体30との間に板ばね35を介在させている。この場合の板ばね35は、たとえば波形形状に折曲成形されたものであり、音響管21の外壁面及びダンパ本体30の内壁面に波形のピークが接するように設置されている。
<Sixth Embodiment>
Finally, a sixth embodiment of the acoustic damper structure according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted.
In the acoustic damper 20 </ b> E shown in FIG. 9, a leaf spring 35 is interposed between the acoustic tube 21 and the damper main body 30. The leaf spring 35 in this case is bent, for example, in a wave shape, and is installed so that the peak of the waveform is in contact with the outer wall surface of the acoustic tube 21 and the inner wall surface of the damper main body 30.

このような構成とすれば、ダンパ本体30と板ばね35との間に生じる変位差により、音響管21に減衰を付与することができる。従って、音響管21の振動を低減することができる。なお、板ばね35が接する音響管21の外面及びダンパ本体30の内面には、必要に応じて耐摩耗性コーティング等を施し、耐久性を向上させることが好ましい。   With such a configuration, the acoustic tube 21 can be attenuated by a displacement difference generated between the damper main body 30 and the leaf spring 35. Therefore, the vibration of the acoustic tube 21 can be reduced. The outer surface of the acoustic tube 21 with which the leaf spring 35 contacts and the inner surface of the damper main body 30 are preferably subjected to wear-resistant coating or the like as necessary to improve durability.

上述したように、本発明のガスタービン1は、燃焼器10が上述した各実施形態の音響ダンパ20,20A〜20Eを備えているので、ダンパ本体30が車室12内の流体力を受け、音響管21が内部で発生する圧力変動のみを受けることで力の分散が可能となる。また、音響管21及びダンパ本体30が別体であるため、ダンパ本体30が音響管21内で発生する圧力変動の励振を受けにくくなり、さらに、少なくとも一箇所の支持構造40を設けることで容易に音響チューニング振動数から構造振動数を離調することができる。従って、燃焼振動に対するチューニングが容易になり、強度等の信頼性も高い音響ダンパ20,20A〜20Eを備えたガスタービン1を提供することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて適宜各実施液体を組み合わせた変形実施が可能であり、たとえば、図9に示した板ばね35を第2〜第5の実施形態と組み合わせることも可能である。
As described above, the gas turbine 1 of the present invention includes the acoustic dampers 20 and 20A to 20E of the respective embodiments described above in the combustor 10, so that the damper main body 30 receives the fluid force in the vehicle compartment 12, The force can be dispersed by receiving only the pressure fluctuation generated inside the acoustic tube 21. Moreover, since the acoustic tube 21 and the damper main body 30 are separate bodies, the damper main body 30 is less susceptible to excitation of pressure fluctuations generated in the acoustic tube 21, and can be easily provided by providing at least one support structure 40. The structural frequency can be detuned from the acoustic tuning frequency. Therefore, tuning with respect to combustion vibration becomes easy, and the gas turbine 1 including the acoustic dampers 20 and 20A to 20E having high reliability such as strength can be provided.
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified by appropriately combining the implementation liquids as necessary. For example, the leaf spring 35 shown in FIG. Combination with the fifth embodiment is also possible.

本発明に係る音響ダンパ構造の第1の実施形態を示す図で、(a)は音響ダンパ構造の断面図、(b)は(a)のA−A断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows 1st Embodiment of the acoustic damper structure concerning this invention, (a) is sectional drawing of an acoustic damper structure, (b) is AA sectional drawing of (a). 本発明の音響ダンパ構造を備えたガスタービンの概略構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structural example of the gas turbine provided with the acoustic damper structure of this invention. 図2に示す燃焼器の詳細図である。FIG. 3 is a detailed view of the combustor shown in FIG. 2. 本発明に係る音響ダンパ構造の第2の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the acoustic damper structure which concerns on this invention. 本発明に係る音響ダンパ構造の第3の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the acoustic damper structure which concerns on this invention. 本発明に係る音響ダンパ構造の第4の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the acoustic damper structure which concerns on this invention. (a)は図6のB−B断面図、(b)は(a)のC−C断面図である。(A) is BB sectional drawing of FIG. 6, (b) is CC sectional drawing of (a). 本発明に係る音響ダンパ構造の第5の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 5th Embodiment of the acoustic damper structure which concerns on this invention. 本発明に係る音響ダンパ構造の第6の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 6th Embodiment of the acoustic damper structure which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガスタービン
10 燃焼器
11 ハウジング
12 車室
13 燃焼器本体
14 尾筒
20,20A〜20E 音響ダンパ
21 音響管
22 ガス入口部
23 テーパ部
24 音響管本体
25 マス
30 ダンパ本体
35 板ばね
40 支持構造
45 連結部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine 10 Combustor 11 Housing 12 Car compartment 13 Combustor main body 14 Cylinder 20, 20A-20E Acoustic damper 21 Acoustic pipe 22 Gas inlet part 23 Taper part 24 Acoustic pipe main body 25 Mass 30 Damper main body 35 Leaf spring 40 Support structure 45 connection

Claims (7)

燃焼器で燃料を燃焼させた際に発生する燃焼振動のうち、数十〜数百Hzオーダーの周波数領域の振動を減衰させる音響ダンパ構造であって、
音響管とダンパ本体とを別体とし、前記音響管を前記ダンパ本体の内部に収納するとともに、前記音響管の少なくとも一箇所が支持構造を介して前記ダンパ本体に支持されていることを特徴とする音響ダンパ構造。
An acoustic damper structure that attenuates vibrations in the frequency range of the order of several tens to several hundreds of Hz among combustion vibrations generated when fuel is combusted in a combustor,
The acoustic tube and the damper main body are separated, the acoustic tube is housed in the damper main body, and at least one part of the acoustic tube is supported by the damper main body via a support structure. Sound damper structure to play.
前記音響管が、音響管断面積を等しくして複数に分割されていることを特徴とする請求項1に記載の音響ダンパ構造。   The acoustic damper structure according to claim 1, wherein the acoustic tube is divided into a plurality of sections with the same sectional area of the acoustic tube. 前記音響管にマスが付与されていることを特徴とする請求項1または2に記載の音響ダンパ構造。   The acoustic damper structure according to claim 1, wherein a mass is imparted to the acoustic tube. 前記音響管の途中に連結部が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の音響ダンパ構造。   The acoustic damper structure according to claim 1, wherein a connecting portion is provided in the middle of the acoustic tube. 前記音響管が複数に分割され、異なる音響管どうしが連結部を介して結合されていることを特徴とする請求項2または3に記載の音響ダンパ構造。   The acoustic damper structure according to claim 2 or 3, wherein the acoustic tube is divided into a plurality of parts, and different acoustic tubes are coupled to each other via a connecting portion. 前記音響管と前記ダンパ本体との間に板ばねを介在させたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の音響ダンパ構造。   The acoustic damper structure according to any one of claims 1 to 5, wherein a leaf spring is interposed between the acoustic tube and the damper main body. 燃焼器が請求項1から6のいずれかに記載の音響ダンパを備えていることを特徴とするガスタービン。   A gas turbine, wherein the combustor includes the acoustic damper according to any one of claims 1 to 6.
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