JP2016505772A - ガスタービン吸気サイレンサ - Google Patents
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Abstract
本発明は、入口通路と出口通路とを有する吸気ダクト構造を備える空気取込機械用の流路に通じる吸気部からの音響放射を減衰させるシステムに関する。出口通路に隣接して平面型の渦発生器が配置されており、空気取込機械の吸気部から放出される特定の音調の音響周波数と相互作用して、渦発生器において定在波を形成せしめる渦を生成する。定在波は、上流伝播成分を有しており、上流伝播成分は、音響反射器壁で反射されて、反射成分を形成し、反射成分は、上流伝播成分と干渉して、空気取込機械の吸気部からの特定の音調の音響周波数を減衰させる。
Description
本発明は、ガスタービンエンジンに係り、特にガスタービンエンジンへの吸気部からの音響放射を減衰させる吸気サイレンサに関するものである。
発明の背景
発電に使用されるガスタービンエンジンは、燃料と混合されて点火され、高温の作動ガスを生成する圧縮空気をエンジンに供給する圧縮機を包含し、高温の作動ガスは、エンジンの作業出力を生成するために、タービンセクションを通るように方向付けられている。圧縮機は、回転する翼の列と静止している翼の列との対により形成される複数の段を包含している。回転する翼は、圧縮機に引き込まれる空気と翼との相互作用に関連付けられた様々な種々異なる現象の相互作用から結果として生じる、広帯域ノイズと翼通過離散音との両方を生成する吸気側ノイズあるいは入口ノイズを発生させる。
発電に使用されるガスタービンエンジンは、燃料と混合されて点火され、高温の作動ガスを生成する圧縮空気をエンジンに供給する圧縮機を包含し、高温の作動ガスは、エンジンの作業出力を生成するために、タービンセクションを通るように方向付けられている。圧縮機は、回転する翼の列と静止している翼の列との対により形成される複数の段を包含している。回転する翼は、圧縮機に引き込まれる空気と翼との相互作用に関連付けられた様々な種々異なる現象の相互作用から結果として生じる、広帯域ノイズと翼通過離散音との両方を生成する吸気側ノイズあるいは入口ノイズを発生させる。
圧縮機の吸気部から放出されたノイズを抑制すべく様々な機構が実現されている。例えば、音響吸収性のパラレル型吸気バッフルが、圧縮機吸気側ノイズを吸収するように、圧縮機の吸気ダクトに、吸気フィルタハウスと圧縮機との間において設置されてもよい。しかし、このようなバッフル構造は、空気の流れを制限し、かつ圧縮機の吸気部におけるノイズ減衰を提供するコストを実質的に増加させてしまう場合がある。
発明の概要
本発明の一態様では、空気取込機械用の流路に通じる吸気部からの音響放射を減衰させるシステムを提供する。当該システムは、入口通路と、入口通路の下流の出口通路であって、出口通路を通る流れに対して概ね垂直にスパン方向に延在する出口平面を規定する出口通路とを有する吸気ダクト構造を備えている。出口通路に隣接して又は出口通路の上流には、出口通路を横切って延び、一平面を規定する渦発生器が配置されている。渦発生器は、空気取込機械の吸気部から放出される特定の音調の音響周波数と相互作用して、定在波を形成せしめる渦を生成する。吸気ダクトには、入口通路と出口通路との間で渦発生器の上流に、音響反射器壁が配置されており、渦発生器の平面に対して概ね平行に方向付けられている。定在波は、上流伝播成分を有しており、上流伝播成分は、音響反射器壁で反射されて、反射成分を形成し、反射成分は、上流伝播成分と干渉して、空気取込機械の吸気部からの特定の音調の音響周波数を減衰させる。
本発明の一態様では、空気取込機械用の流路に通じる吸気部からの音響放射を減衰させるシステムを提供する。当該システムは、入口通路と、入口通路の下流の出口通路であって、出口通路を通る流れに対して概ね垂直にスパン方向に延在する出口平面を規定する出口通路とを有する吸気ダクト構造を備えている。出口通路に隣接して又は出口通路の上流には、出口通路を横切って延び、一平面を規定する渦発生器が配置されている。渦発生器は、空気取込機械の吸気部から放出される特定の音調の音響周波数と相互作用して、定在波を形成せしめる渦を生成する。吸気ダクトには、入口通路と出口通路との間で渦発生器の上流に、音響反射器壁が配置されており、渦発生器の平面に対して概ね平行に方向付けられている。定在波は、上流伝播成分を有しており、上流伝播成分は、音響反射器壁で反射されて、反射成分を形成し、反射成分は、上流伝播成分と干渉して、空気取込機械の吸気部からの特定の音調の音響周波数を減衰させる。
渦発生器は、一列に平行に、出口通路を横切るスパン方向に互いに間隔を置いて延在する、渦を生成する複数の棒を含み、棒は、棒の下流側に、出口平面に対して概ね平行な平面内に後流放出渦を形成する。
棒は、直径を規定する円形の断面を有し、複数の棒のうちの少なくとも1つの棒は、複数の棒のうちの少なくとも1つの別の棒とは異なる直径を有していてもよい。
ある特定の棒の直径は、当該特定の棒のそれぞれがある場所における空気流の平均速度に関連して選択されていてもよい。
棒から音響反射器壁までの距離は、棒の直径に応じて変化してもよい。
棒は、出口通路の通流方向で互いに間隔を置いた2以上の列をなし、棒の第1の列中にある棒は、出口平面に対して垂直に延びる方向で棒の第2の列中にある棒と整列されており、インライン状又は千鳥状のアレイのいずれかを形成していてもよい。
音響反射器壁は、入口通路と出口通路との間で流れ方向が変化する接合部において、渦発生器の平面に対して平行に配置されていてもよい。
空気取込機械は、回転する翼列を含む圧縮機を有するガスタービンエンジンであり、特定の音調の音響周波数は、回転する翼列のうちの少なくとも1つによって生成される翼通過周波数であってもよい。
定在波は、翼通過周波数に対応する周波数を有し、渦発生器は、定在波と音響反射器壁との間の距離dがn(λ/4)に等しいように、音響反射器壁に対して相対的に位置決めされていてもよく、ここで、nは奇数の整数であり、λは、翼通過周波数の波長である。
渦発生器及び音響反射器壁の少なくとも一方は、距離dを調整すべく、渦発生器及び音響反射器壁の他方に対して相対移動可能であってもよい。
音響反射器壁を除く吸気ダクト構造の内表面は、音響吸収性構造で被覆されていてもよい。
本発明の別の態様は、空気取込機械用の流路に通じる吸気部からの音響放射を減衰させる方法を提供する。当該方法は、入口通路と、出口通路であって、出口通路を通る流れに対して概ね垂直にスパン方向に延在する出口平面を規定する出口通路とを有する吸気ダクト構造を通る空気の流れを提供し、出口通路に隣接して又は出口通路の上流に配置され、空気取込機械の吸気部から放出される特定の音調の音響周波数と相互作用して、定在波を形成せしめる渦を生成する渦発生器を介して空気の流れを方向付け、吸気ダクトに入口通路と出口通路との間で渦発生器の上流に配置され、渦発生器の平面に対して概ね平行に方向付けられた音響反射器壁を設け、定在波は、上流伝播成分を有し、上流伝播成分は、音響反射器壁で反射されて、反射成分を形成し、反射成分は、上流伝播成分と干渉して、空気取込機械の吸気部からの特定の音調の音響周波数を減衰させる。
渦発生器を介して空気の流れを方向付けるステップは、一列に平行に、互いに間隔を置いて延在する複数の棒を提供することと、棒間の間隔を通して空気の流れを方向付けることとを含んでいてもよい。定在波を、棒の列から下流に間隔を置いた一平面内に形成してもよく、複数の棒を定在波の平面から互いに異なる距離で配置してもよい。
さらに本発明に係る方法は、上流伝播成分が音響反射器壁で反射した後に特定の音調の音響周波数と相殺的に干渉する周波数を定在波が有するように、定在波を形成することを含んでいてもよい。
さらに本発明に係る方法は、渦発生器と音響反射器壁との間の距離を調整して、特定の音調の音響周波数と相殺的に干渉するように反射成分を調整すべく、渦発生器及び音響反射器壁の少なくとも一方を渦発生器及び音響反射器壁の他方に対して相対移動させることを含んでいてもよい。
本明細書は、特に本発明を記載し、明確に規定する特許請求の範囲によりむすびとされるが、本発明は、添付の図面と併せた以下の説明からより良好に理解される。図中、同じ参照符号は同様の要素を指し示している。
発明の詳細な説明
好ましい実施の形態に関する以下の詳細な説明では、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照するが、これらの図面は、限定としてではなく、例示として、発明を実施する特定の好ましい実施の形態を示している。他の実施の形態が使用されてもよいこと、そして、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく変更が実施されてもよいことは、自明である。
好ましい実施の形態に関する以下の詳細な説明では、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照するが、これらの図面は、限定としてではなく、例示として、発明を実施する特定の好ましい実施の形態を示している。他の実施の形態が使用されてもよいこと、そして、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく変更が実施されてもよいことは、自明である。
図1に示すように、本発明の一態様では、吸気サイレンサが空気取込機械の流路への吸気部に設けられている。図示の実施の形態では、空気取込機械は、ガスタービンエンジン10、例えば発電プラントで使用されるガスタービンエンジン10である。エンジン10は、圧縮機12を包含している。圧縮機12は、圧縮機吸気ダクト構造又は吸気ダクト14を介して空気を受け取っている。図示の吸気ダクトは、吸気フィルタハウス(図示せず)の下流に配置されていてもよい。圧縮機は、圧縮した空気を燃焼器16に供給する。燃焼器16において空気は、燃料とともに燃焼され、エンジン10のタービンセクション18のために高温の作動ガスを生成し、発電機(図示せず)に動力を供給するように作業出力を生成する。
図2及び図3に示すように、図示の実施の形態の吸気ダクト14は、略矩形の断面を有しているが、本明細書に記載の発明の態様が、円形等の他の構成を有する吸気ダクト14において実施されてもよいことは、自明である。吸気ダクト14は、第1の側壁20及び第2の側壁22と、第1の側壁20と第2の側壁22とを結合する外壁24及び内壁26とにより形成される入口通路28を包含している。図2に看取可能であるように、入口通路は、第1の中心軸線A1を規定している。
出口通路30は、入口通路28と圧縮機吸気ハウジング32との間に配置されている。出口通路30と圧縮機吸気ハウジング32との間の接続部には、伸縮継手34が設けられていてもよい。出口通路30は、第1の側壁36及び第2の側壁38を包含しており、第1の側壁36及び第2の側壁38は、入口通路28の第1の側壁20及び第2の側壁22と隣接していてもよい。第1の側壁36と第2の側壁38とは、入口通路28の内壁26に向かって延びている前壁40と、入口通路28の外壁24に向かって延びている後壁42とにより結合されている。出口通路30は、第2の中心軸線A2を規定している。第2の中心軸線A2は、入口通路28の第1の中心軸線A1に対して概ね垂直であってもよい。圧縮機12に流入する空気流F1は、入口通路28を通して第1の中心軸線A1に対して概ね平行に吸気ダクト14に流入し、入口通路28と出口通路30との間の接合部、すなわち概ね符号44で指し示す領域において方向転換し、さらに、空気流F2として第2の中心軸線A2に対して概ね平行に圧縮機吸気ハウジング32へと流動することができる。
附言しておくと、上述の吸気ダクト14は、好ましい実施の形態として、互いに異なる方向に方向付けられた入口通路28及び出口通路30を有するものとして図示されているが、入口通路28及び出口通路30は、音響反射器壁の平面が渦発生器の平面P0に対して平行でさえあれば、互いに対して垂直とは異なる角度をなしていてもよい。
図3に示すように、圧縮機12は、回転可能な複数の翼46を包含している。翼46は、周方向で分配された複数の翼46の列として配置されており、第1列の翼を図3に示してある。タービンエンジン10、特に圧縮機12の運転が、吸気ダクト14に放出される広帯域の可聴周波数を生成する一方、翼46の回転は、特定の音調の音響周波数を生成する。特に第1列の翼46の回転は、本発明の態様により減衰されるように構成される支配的な周波数を形成する、十分に大きな振幅の特定の音調の音響周波数を生成する。支配的な又は特定の音調の音響周波数は、第1列の翼46の翼通過周波数に対応する単一の周波数からなるラインスペクトルを有する信号であり、本明細書では「支配的な圧縮機音」と呼ぶ「純音」とみなされる。
本発明の一態様によれば、渦発生器48が、出口通路30に隣接して、出口通路30の上流に、又は出口通路30内に、配設されている。図2及び図3に示した実施の形態では、渦発生器48は、出口通路30への流入部に配置され、複数の円柱状の管又は棒50を包含している。棒50は、出口通路30の幅wにわたって延在する一平面PVを規定する1つのアレイ又は列中において互いに間隔を置いて配置されている。棒50のアレイの平面PVは、出口通路30の第2の中心軸線A2に対して概ね垂直に方向付けられている。
図4に示すように、以下でより詳細に説明するが、棒50は、支配的な圧縮機音と重畳する制限された周波数帯域内でか、又は特定の周波数で、それぞれの棒50の下流に後流放出渦52を生成するように選択された直径Dを有している。それぞれの棒50の下流の図示の後流放出渦52は、一般にカルマン渦列として知られている。特定の直径Dを有していることに加えて、棒50は、カルマン渦列を形成すべく棒50の側面に沿った十分な流過を可能にするとともに、それぞれの棒50の後流放出渦52が隣り合う棒50の後流放出渦52と相互作用することができるように十分に密接に配置されているように、所定の中心間距離X(図5参照)にて離間している。
エンジン10は、どのような負荷でも設計速度で動作する発電プラントにおいて使用されるので、翼46の回転速度は、実質的に一定にとどまり、支配的な圧縮機音は、実質的にエンジン10の運転中にわたって変化しない。さらにガスタービンエンジンは、「定積機械」であるので、吸気ダクト14に吸い込まれ、棒50を流過する空気流の速度は、略一定のままとなる。したがって、棒50の下流に形成される後流放出渦52は、支配的な圧縮機音に関して実質的に一定の周波数の関係にある。
附言すると、後流放出渦52の周波数は、通常、所定の周波数帯域内で変動又は変化し、棒50のスパンに沿った周波数は、典型的には一定でない。しかしながら、支配的な圧縮機音E1により提供されるような強い音場を、棒50の公称放出周波数に重ね合わせることで、放出周波数は、同相かつ一様になる、すなわち、2次元の層又は平面内において結合される。
特に、後流放出渦52は、構造的に、圧縮機12から放出された支配的な圧縮機音と相互作用し、「ロックイン」現象を引き起こす。「ロックイン」現象は、支配的な圧縮機音と同じ周波数でコヒーレント波の一平面を形成し、図4に示されているように、棒50の下流の概ね平面状の領域56に定在波54として示してある。定在波54の領域56は、典型的には、棒50の下流に棒直径の1〜5倍の間隔を置いて配置されている。定在波54は、棒のアレイの平面PVに対して垂直である。幅wは、出口通路30内に規定された矩形の容積の横音響モードが、強い支配的な圧縮機音の音場E1と弱く相互作用するにすぎなくても定在波54の波長の整数倍であるように、選択されてもよく、横モードの潜在的な強さは、さらに下で説明するように、壁40,42に設けられた音響吸収性の壁ライニングの結果として最小化されている。
定在波54は、入口通路28との接合部44に向かって進む平面状の波面の形の上流伝播成分58を有している。音響反射器壁60は、接合部44に隣接する外壁24に支持され、軸方向に棒50のアレイと整列されるように配置されている。図2に看取可能であるように、第2の中心軸線A2は、棒50の平面PVと反射器壁60との両方を貫いて延びている。反射器壁60は、効率的に定在波の上流伝播成分58を音響的に反射する材料、例えば硬質の壁材料から形成されている。反射器壁60は、反射波面62が反射器壁60から上流伝播成分58に対して平行にかつ反対方向に反射されるように、平面状の領域56により規定される平面P0(図4参照)に対して平行に方向付けられている。平面P0は、上流伝播波58の事実上の起源を規定している。
定在波54の平面P0から反射器壁60までの距離dは、好ましくは、n(λ/4)の値に等しい。ここで、nは奇数の整数であり、λは定在波54の波長である。したがって、反射波面62は、平面状の領域56で生成される上流伝播成分58の波面と同じ波長を有するものの、2分の1の波長の分だけ位相がずれているので、反射波面62と上流伝播成分58との間で起こる相殺的干渉に至り、結果的に翼通過周波数の減衰を伴う。
附言すると、本明細書に記載の音響減衰システムにより提供される相殺的干渉は、吸気ダクト14内の支配的な圧縮機音が典型的には一様な波面の形をしておらず、それゆえ通常では相殺的干渉の影響を受けにくい点で重要である。支配的な圧縮機音及び後流放出渦の周波数は、協働して、「ロックインされた」波面を形成し、この「ロックインされた」波面は、相殺的干渉のために、上流伝播波面58とは位相のずれた反射波面62として、反射器壁60において反射されるように伝播する。
支配的な圧縮機音の周波数より低い振幅又はエネルギを有する広帯域の吸気側ノイズ等のその他のノイズ周波数は、従来慣用の吸気サイレンサ構造により減衰又は低減され得る。例えば側壁20,22,36,38、反射器壁60を除いた一部の外壁24、内壁26、前壁40及び後壁42は、音響吸収性ライナシステムを備えていてもよく、音響吸収性ライナシステムは、例えば音響吸収性ガラス繊維クッション状構造63(図2)の手前に配置された穴開き板61によって形成されていてもよい。
反射器壁60は、n(λ/4)に等しくなるように距離dを調整することで音響減衰システムを「調整」するために、定在波54の平面P0に向かって接近移動かつ平面P0から離間移動するように支持されていてもよい。ここでnは、奇数の整数である。例えば、反射器壁60は、第2の中心軸線A2に沿った方向に約7〜8cmの距離dを調整すべく移動可能であってもよい。システムのこのような調整は、例えば、吸気構造14内を通過する空気の周囲温度の変化に起因する変動に合わせて調整するために、かつ設置中にシステムを微調整するために必要な場合がある。図2に図示したように、反射器壁60は、アクチュエータ64により外壁24に対して相対移動するように作動されてもよい。アクチュエータ64は、例えば手動調整可能な機構や、空気圧式又は液圧式のサーボモータにより作動されるリニアアクチュエータ等の任意の従来慣用のアクチュエータであってもよい。音響減衰システムを調整するために反射器壁60を移動させることに加えて、又はそれに代えて、棒50のアレイが、図3に図示のアクチュエータ66等によって、反射器壁60に対して相対移動するように作動されてもよい。
附言すると、棒50の下流に形成される後流放出渦52の周波数は、必ずしも、「ロックイン」現象を起こすのに、支配的な圧縮機音と正確に同じである必要はない。支配的な圧縮機音に関連した音場が、支配的な圧縮機音の影響がないときに形成される後流放出渦周波数の約±10%〜±20%内にありさえすれば、2つの音場は、ロックインされ、定在波54を形成する。
支配的な圧縮機音の音場がないときに棒50の後方に形成される周波数fは、カルマン渦列における渦周波数をストローハル数に関連付ける式:
f=(S・u)/D
により表される。ここで、
Sはストローハル数(通常、孤立した棒に関して約0.2に等しい無次元数)であり、
uは棒を流過する平均速度(m/秒)であり、
Dは、棒直径(m)である。
f=(S・u)/D
により表される。ここで、
Sはストローハル数(通常、孤立した棒に関して約0.2に等しい無次元数)であり、
uは棒を流過する平均速度(m/秒)であり、
Dは、棒直径(m)である。
上記式より、カルマン渦列により生成される周波数を支配的な圧縮機音に合わせるために、棒直径Dは、棒50を流過する空気の速度に関連して選択され、当該速度は、実質的にエンジン10の設計体積流量によって決定される。
流れ方向に対して垂直な、吸気ダクト断面で見た速度分布は、実質的に変化する場合があり、それゆえ棒52のアレイにわたる後流放出周波数における関連する変化を生成する場合がある。例えば空気の流れは、出口通路30の中心に近い方では、壁に隣接するところよりも高い速度を有している場合がある。棒50のアレイにわたって実質的に一定の周波数を維持するために、大径の棒50が、流速の低い場所に設けられ、これに対して小径の棒50が、流速の高い場所に設けられてもよい。加えて、任意の所与の棒50から関連する渦音響音場の実効位置までの距離が棒50の直径の関数であるので、反射器60に対するそれぞれの棒50の距離は、棒50の音響音場が平面P0の位置にあるように調整されることが望ましい。
異なる直径を有する棒50の例示的なアレイを図6に示した。このアレイでは、通路30の中心に近い方よりも、壁40,42に隣接して、低い流速が存在していると仮定されている。この図示の実施の形態では、小径の棒50が、壁40,42に隣接して配置されており、かつこれらの小径の棒50は、反射器壁60寄りに配置されており、棒50のアレイは、角度α、βにより示されるように、外向きに角度が付けられて(すなわち、上流に向かって角度が付けられて)通路30の中心に向かって方向付けられている。附言すると、図6に示した棒50の直径の変化は、誇張して示してあるとともに、棒50の角度が付けられたアレイは、誇張した角度で示してあるのに対して、互いに対する棒50の実際の変位は、数mmのオーダにあり、例えば第2の中心軸線A2に沿った変位は、約1〜10mmである。
さらに附言すると、吸気ダクト14内の速度場が棒50の長さに沿って変化する場合もあるので、単数又は複数の棒50の直径は、棒の長さに沿って変化してもよい。したがって、直径が変化する任意の棒50は、平面P0の場所に棒50の音響音場を配置するために、事実上、棒50の長さに沿って角度が付けられていてもよい。
支配的な圧縮機音の周波数は、典型的には1000Hzのオーダにあり、吸気ダクト14内の局所速度は、約20m/秒程度である場合がある。したがって、ストローハル数が約0.2であるとき、必要な棒直径は約4mmである。別の態様によれば、かつ図7A及び図7Bを参照すると、第2の中心軸線A2に沿って間隔を置いて配置された2列の棒50a,50bを含む音響減衰系の別の構成を図示してある。当該技術分野で知られているように、棒の付加的な組は、ストローハル数を増加させ、より大径の、構造的により強い棒が渦発生器内に設けられていてもよい。図7Aは、棒50a,50bの列が互いに軸方向で整列されていてもよいことを示している。図7Bは、棒50a,50bの列が互いに軸方向でずらされていてもよいことを示している。さらに附言すると、本発明の範囲内で、棒50を3列以上設けてもよい。
加えて、吸気ダクト14に対する音響減衰系の代替的な構成が提供されてもよいことは自明である。例えば、反射器壁60が、吸気ダクト14内での流れ方向のすべての変化が起こる場所に位置決めされていることは必須でなく、反射器壁60は、定在波54の平面P0に対して平行に配置可能な任意の上流の場所に位置決めされてもよい。
本発明の特定の実施の形態を図示し説明してきたが、他の様々な変更及び修正が本発明の思想及び範囲から逸脱することなくなされてもよいことは、当業者にとって明白である。それゆえ、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲に含まれるものである。
Claims (20)
- 空気取込機械用の流路に通じる吸気部からの音響放射を減衰させるシステムであって、
入口通路と、該入口通路の下流の出口通路であって、該出口通路を通る流れに対して概ね垂直にスパン方向に延在する出口平面を規定する出口通路とを有する吸気ダクト構造と、
前記出口通路に隣接して又は該出口通路の上流に配置され、該出口通路を横切って延び、一平面を規定する渦発生器であって、前記空気取込機械の吸気部から放出される特定の音調の音響周波数と相互作用して、定在波を形成せしめる渦を生成する渦発生器と、
前記吸気ダクトに前記入口通路と前記出口通路との間で前記渦発生器の上流に配置され、前記渦発生器の平面に対して概ね平行に方向付けられた音響反射器壁と、
を備え、前記定在波は、上流伝播成分を有し、該上流伝播成分は、前記音響反射器壁で反射されて、反射成分を形成し、該反射成分は、前記上流伝播成分と干渉して、前記空気取込機械の吸気部からの前記特定の音調の音響周波数を減衰させることを特徴とする、空気取込機械用の流路に通じる吸気部からの音響放射を減衰させるシステム。 - 前記渦発生器は、一列に平行に、前記出口通路を横切るスパン方向に互いに間隔を置いて延在する、渦を生成する複数の棒を含み、該棒は、該棒の下流側に、前記出口平面に対して概ね平行な平面内に後流放出渦を形成する、請求項1記載のシステム。
- 前記棒は、直径を規定する円形の断面を有し、複数の前記棒のうちの少なくとも1つの棒は、複数の前記棒のうちの少なくとも1つの別の棒とは異なる直径を有する、請求項2記載のシステム。
- ある特定の前記棒の直径は、当該特定の棒のそれぞれがある場所における空気流の平均速度に関連して選択されている、請求項3記載のシステム。
- 前記棒から前記音響反射器壁までの距離は、前記棒の直径に応じて変化する、請求項4記載のシステム。
- 前記出口通路の通流方向で互いに間隔を置いた2以上の列をなした棒を備え、前記棒の第1の列中にある棒は、前記出口平面に対して垂直に延びる方向で前記棒の第2の列中にある棒と整列されており、インライン状又は千鳥状のアレイのいずれかを形成する、請求項2記載のシステム。
- 前記音響反射器壁は、前記入口通路と前記出口通路との間で流れ方向が変化する接合部において、前記渦発生器の平面に対して平行に配置されている、請求項1記載のシステム。
- 前記空気取込機械は、回転する翼列を含む圧縮機を有するガスタービンエンジンであり、前記特定の音調の音響周波数は、前記回転する翼列のうちの少なくとも1つによって生成される翼通過周波数である、請求項1記載のシステム。
- 前記定在波は、前記翼通過周波数に対応する周波数を有し、前記渦発生器は、前記定在波と前記音響反射器壁との間の距離dがn(λ/4)に等しいように、前記音響反射器壁に対して相対的に位置決めされており、ここで、nは奇数の整数であり、λは、前記翼通過周波数の波長である、請求項8記載のシステム。
- 前記渦発生器及び前記音響反射器壁の少なくとも一方は、前記距離dを調整すべく、前記渦発生器及び前記音響反射器壁の他方に対して相対移動可能である、請求項9記載のシステム。
- 前記音響反射器壁を除く前記吸気ダクト構造の内表面は、音響吸収性構造で被覆されている、請求項1記載のシステム。
- 空気取込機械用の流路に通じる吸気部からの音響放射を減衰させる方法であって、
入口通路と、出口通路であって、該出口通路を通る流れに対して概ね垂直にスパン方向に延在する出口平面を規定する出口通路とを有する吸気ダクト構造を通る空気の流れを提供し、
前記出口通路に隣接して又は該出口通路の上流に配置され、前記空気取込機械の吸気部から放出される特定の音調の音響周波数と相互作用して、定在波を形成せしめる渦を生成する渦発生器を介して空気の流れを方向付け、
前記吸気ダクトに前記入口通路と前記出口通路との間で前記渦発生器の上流に配置され、前記渦発生器の平面に対して概ね平行に方向付けられた音響反射器壁を設け、
前記定在波は、上流伝播成分を有し、該上流伝播成分は、前記音響反射器壁で反射されて、反射成分を形成し、該反射成分は、前記上流伝播成分と干渉して、前記空気取込機械の吸気部からの前記特定の音調の音響周波数を減衰させる、
ことを特徴とする、空気取込機械用の流路に通じる吸気部からの音響放射を減衰させる方法。 - 前記渦発生器を介して空気の流れを方向付けることは、一列に平行に、互いに間隔を置いて延在する複数の棒を提供することと、前記棒間の間隔を通して空気の流れを方向付けることとを含む、請求項12記載の方法。
- 前記定在波を、前記棒の列から下流に間隔を置いた一平面内に形成する、請求項13記載の方法。
- 複数の前記棒を前記定在波の平面から互いに異なる距離で配置する、請求項14記載の方法。
- 前記定在波は、前記上流伝播成分が前記音響反射器壁で反射した後に前記特定の音調の音響周波数と相殺的に干渉する周波数を有する、請求項12記載の方法。
- 前記渦発生器と前記音響反射器壁との間の距離を調整して、前記特定の音調の音響周波数と相殺的に干渉するように前記反射成分を調整すべく、前記渦発生器及び前記音響反射器壁の少なくとも一方を前記渦発生器及び前記音響反射器壁の他方に対して相対移動させることを含む、請求項16記載の方法。
- 前記空気取込機械は、回転する翼列を含む圧縮機を有するガスタービンエンジンであり、前記特定の音調の音響周波数は、前記回転する翼列のうちの少なくとも1つによって生成される翼通過周波数である、請求項12記載の方法。
- 前記定在波は、前記翼通過周波数に対応する周波数を有し、前記渦発生器は、前記定在波と前記音響反射器壁との間の距離dがn(λ/4)に等しいように、前記音響反射器壁に対して相対的に位置決めされており、ここで、nは奇数の整数であり、λは、前記翼通過周波数の波長である、請求項18記載の方法。
- 前記渦発生器及び前記音響反射器壁の少なくとも一方を、前記距離dを調整すべく、前記渦発生器及び前記音響反射器壁の他方に対して相対移動させることを含む、請求項19記載の方法。
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