JP2017133788A - Acoustic damper, combustor and gas turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音響ダンパ、燃焼器およびガスタービンに関する。 The present invention relates to an acoustic damper, a combustor, and a gas turbine.
従来、例えば、特許文献1では、減衰性能とメンテナンス性とを向上するため、多孔板とハウジングとからなる音響ライナ共鳴空間を有する音響ライナと、前記ハウジングに接続され、かつ内側に音響ライナ共鳴空間と連通する音響ダンパ共鳴空間を有する音響ダンパとを備える減衰装置が開示されている。この減衰装置は、音響ライナが燃焼器の尾筒の周りに取り付けられ、音響ダンパが尾筒の延在方向に沿って設けられている。
Conventionally, for example, in
また、従来、例えば、特許文献2では、音響ダンパの取り付け空間を小さくして小型化でき、かつメンテナンス性を向上するため、音響ダンパの音響ダンパ共鳴空間を有する音響部が、内部に燃焼領域を形成する筒体に沿って少なくとも1回は折り返されて形成されている。
Conventionally, for example, in
また、従来、例えば、特許文献3では、広い範囲の周波数帯で振動を低減するため、開口を有する通路(管路)を有し、当該通路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体を備える音響ダンパが開示されている。この音響ダンパは、屈折されて小型化が図られた通路および抵抗体が、燃焼器の燃焼筒に取り付けられたバイパス管に取り付けられたもので、バイパス管の内部と通路とが通路の開口を介して連通されている。
Conventionally, for example, in
上述した、各特許文献1,2,3において、音響部は、音響ライナ共鳴空間をなす通路の一端が燃焼筒などの振動発生源から空気振動を取り込む入口となり他端が終端しているものであって共鳴箱であり、通路内は入口から終端に向かって徐々に圧力が大きくなる圧力変動が発生している。
In each of
このような構成において、特許文献1および特許文献2においては、音響部である通路の終端部の各側方が振動していない空気と接するように表に現れている。この振動していない空気の圧力変動はほぼ0kPaであり、一方、振動発生源から空気振動を取り込み、音響管内で共鳴した終端の圧力変動を例えば100kPaとした場合、100kPa近くの終端部の各側方が0kPaに隣接しているため、圧力差により大きな応力が加わって強度が低下するおそれがある。
In such a structure, in
また、特許文献3においては、円管を渦巻きに巻いた共鳴箱を有し、振動発生源から空気振動を取り込む入口を有する第1層と、終端を有する第2層とが1つの通路をなすように連続して設けられ、第1層が入口を中央に配置して内側から外側に渦巻き状に形成され、第2層が終端を中央に配置して外側から内側に渦巻き状に形成されている。このような構成においては、入口と終端とが隣接して配置されることになり、これらの圧力差により大きな応力が加わって強度が低下するおそれがある。
In
本発明は上述した課題を解決するものであり、音響部をなす通路の強度低下を抑制することのできる音響ダンパ、燃焼器およびガスタービンを提供することを目的とする。 This invention solves the subject mentioned above, and aims at providing the acoustic damper, combustor, and gas turbine which can suppress the intensity | strength fall of the channel | path which makes an acoustic part.
上述の目的を達成するために、本発明の音響ダンパは、振動発生源に固定され、前記振動発生源の外面に沿って設けられた音響ダンパであって、前記振動発生源で発生する空気振動を取り込む入口と、前記空気振動の伝搬の下流側を閉塞して前記空気振動の抵抗となる終端と、を有する一連の通路をなす音響部を含み、前記音響部は、前記通路が折り返されて終端部の周囲に複数の前記通路が隣接して配置され、かつ一連の前記通路の前記入口と前記終端とが離隔して配置されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the acoustic damper according to the present invention is an acoustic damper that is fixed to a vibration generation source and provided along the outer surface of the vibration generation source, the air vibration generated at the vibration generation source. And an acoustic part that forms a series of passages having an inlet that closes the downstream side of the propagation of the air vibrations and that serves as a resistance to the air vibrations, and the acoustic part has the passages folded back A plurality of the passages are arranged adjacent to each other around the end portion, and the entrance and the end of the series of the passages are spaced apart from each other.
この音響ダンパによれば、音響部の通路において圧力が大きい終端部の周囲が通路に挟まれて配置されているため、終端部と周囲との圧力差が小さくなり、終端部に係る応力が低下する。この結果、終端部の強度低下を抑制することができる。しかも、自身の音響部の通路の入口と終端とが離隔して配置されているため、これらの圧力差が生じず、自身の音響部の強度低下を抑制することができる。 According to this acoustic damper, since the periphery of the end portion where the pressure is high is sandwiched between the passages in the acoustic portion, the pressure difference between the end portion and the periphery is reduced, and the stress on the end portion is reduced. To do. As a result, it is possible to suppress a decrease in strength of the terminal portion. In addition, since the entrance and the end of the passage of the acoustic unit are spaced apart from each other, these pressure differences do not occur, and a decrease in strength of the acoustic unit can be suppressed.
また、本発明の音響ダンパでは、一連の前記通路をなす前記音響部を複数有し、各前記音響部の前記通路の終端部の周囲に隣接して自身の前記音響部の前記通路および他の前記音響部の前記通路が配置され、かつそれぞれの前記音響部の前記通路の前記入口と前記終端とが離隔して配置されることを特徴とする。 Further, the acoustic damper of the present invention includes a plurality of the acoustic parts forming the series of the passages, and is adjacent to the periphery of the end portion of the passage of each of the acoustic parts. The passages of the acoustic units are arranged, and the entrance and the terminal end of the passages of the acoustic units are arranged apart from each other.
この音響ダンパによれば、複数の音響部の通路において圧力が大きい自身の終端部の周囲が自身の通路と他の音響部の通路に挟まれて配置されているため、終端部と周囲との圧力差が小さくなり、終端部に係る応力が低下する。この結果、終端部の強度低下を抑制することができる。しかも、自身の音響部の通路の入口と終端とが離隔して配置されているため、これらの圧力差が生じず、自身の音響部の強度低下を抑制することができる。 According to this acoustic damper, since the periphery of the terminal portion having a large pressure in the passages of the plurality of acoustic parts is disposed between the own passage and the passages of the other acoustic parts, A pressure difference becomes small and the stress concerning a termination | terminus part falls. As a result, it is possible to suppress a decrease in strength of the terminal portion. In addition, since the entrance and the end of the passage of the acoustic unit are spaced apart from each other, these pressure differences do not occur, and a decrease in strength of the acoustic unit can be suppressed.
また、本発明の音響ダンパでは、各前記音響部の終端部同士を隣接して配置することを特徴とする。 In the acoustic damper of the present invention, the end portions of the acoustic units are arranged adjacent to each other.
この音響ダンパによれば、相互の音響部で圧力が比較的高い部分での圧力差を小さくできるため、相互の音響部の終端部の強度低下を抑制することができる。 According to this acoustic damper, since the pressure difference in the portion where the pressure is relatively high in the mutual acoustic part can be reduced, it is possible to suppress the strength reduction of the terminal part of the mutual acoustic part.
また、本発明の音響ダンパでは、各前記音響部の入口から終端の長さを揃えることを特徴とする。 The acoustic damper according to the present invention is characterized in that the lengths from the entrance to the end of each of the acoustic parts are aligned.
この音響ダンパによれば、相互の音響部の終端部の圧力が等しくなるため、相互の音響部の圧力差をより小さくでき、相互の音響部の終端部の強度低下をより抑制することができる。 According to this acoustic damper, since the pressures at the end portions of the mutual acoustic portions are equal, the pressure difference between the mutual acoustic portions can be further reduced, and the strength reduction at the end portions of the mutual acoustic portions can be further suppressed. .
また、本発明の音響ダンパでは、一連の前記通路をなす前記音響部を単一で有し、前記音響部の前記通路の終端部の周囲に隣接して前記通路が渦巻き状に巻き回して配置され、かつ一連の前記通路の前記入口と前記終端とが離隔して配置されることを特徴とする。 Further, in the acoustic damper of the present invention, the acoustic unit forming a series of the passages is single, and the passages are arranged in a spiral shape adjacent to the periphery of the end portion of the passage of the acoustic unit. And the entrance and the end of the series of the passages are spaced apart.
この音響ダンパによれば、音響部の通路において圧力が大きい終端部が通路に挟まれて配置されているため、終端部において周囲との圧力差が小さくなり、終端部に係る応力が低下する。この結果、終端部の強度低下を抑制することができる。しかも、自身の音響部の通路の入口と終端とが離隔して配置されているため、これらの圧力差が生じず、自身の音響部の強度低下を抑制することができる。 According to this acoustic damper, since the end portion having a high pressure in the passage of the acoustic portion is disposed between the passages, the pressure difference between the end portion and the surroundings is reduced, and the stress on the end portion is reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in strength of the terminal portion. In addition, since the entrance and the end of the passage of the acoustic unit are spaced apart from each other, these pressure differences do not occur, and a decrease in strength of the acoustic unit can be suppressed.
また、本発明の音響ダンパでは、一連の前記通路をなす前記音響部を複数有し、各前記音響部の前記通路の終端部の周囲に隣接して自身の前記音響部の前記通路および他の前記音響部の前記通路が渦巻き状に巻き回して配置され、かつそれぞれの前記音響部の前記通路の前記入口と前記終端とが離隔して配置されることを特徴とする。 Further, the acoustic damper of the present invention includes a plurality of the acoustic parts forming the series of the passages, and is adjacent to the periphery of the end portion of the passage of each of the acoustic parts. The passages of the acoustic parts are arranged so as to be spirally wound, and the entrance and the end of the passages of the acoustic parts are arranged apart from each other.
この音響ダンパによれば、各音響部の通路において圧力が大きい終端部が他の音響部の通路に挟まれて配置されているため、終端部において周囲との圧力差が小さくなり、終端部に係る応力が低下する。この結果、終端部の強度低下を抑制することができる。しかも、各音響部の通路の入口と終端とが離隔して配置されているため、これらの圧力差が生じず、音響部の強度低下を抑制することができる。 According to this acoustic damper, since the terminal portion having a large pressure in the passage of each acoustic part is disposed between the passages of the other acoustic parts, the pressure difference from the surroundings becomes small in the terminal part, and the terminal part has Such stress is reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in strength of the terminal portion. In addition, since the entrance and end of the passage of each acoustic part are spaced apart from each other, these pressure differences do not occur, and a reduction in strength of the acoustic part can be suppressed.
上述の目的を達成するために、本発明の燃焼器は、上述したいずれか1つの音響ダンパを、燃焼筒に設け、前記燃焼筒に流通する燃焼ガスの空気振動を前記音響ダンパに流入させることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the combustor according to the present invention includes any one of the above-described acoustic dampers provided in the combustion cylinder, and causes air vibrations of the combustion gas flowing through the combustion cylinder to flow into the acoustic damper. It is characterized by.
この燃焼器によれば、音響部によって燃焼振動による燃焼器内の圧力変動が減衰される。 According to this combustor, pressure fluctuation in the combustor due to combustion vibration is attenuated by the acoustic unit.
また、本発明の燃焼器では、前記音響部の前記通路の長手方向を前記燃焼筒の周方向に沿って配置し、前記燃焼筒の軸方向で前記音響部の前記通路の終端部の周囲に隣接して複数の前記通路を配置することを特徴とする。 Further, in the combustor of the present invention, the longitudinal direction of the passage of the acoustic part is arranged along the circumferential direction of the combustion cylinder, and around the end part of the passage of the acoustic part in the axial direction of the combustion cylinder. A plurality of the passages are arranged adjacent to each other.
この燃焼器によれば、燃焼筒の周方向に変位する振動の発生を防ぐことができる。しかも、音響部が燃焼筒の外面に沿って設けられるため、燃焼器自体を比較的小型に構成することができる。 According to this combustor, it is possible to prevent the occurrence of vibration that is displaced in the circumferential direction of the combustion cylinder. And since an acoustic part is provided along the outer surface of a combustion cylinder, combustor itself can be comprised comparatively small.
また、本発明の燃焼器では、前記音響部の前記通路の長手方向を前記燃焼筒の軸方向に沿って配置し、前記燃焼筒の周方向で前記音響部の前記通路の終端部の周囲に隣接して複数の前記通路を配置することを特徴とする。 Further, in the combustor of the present invention, the longitudinal direction of the passage of the acoustic part is arranged along the axial direction of the combustion cylinder, and around the end part of the passage of the acoustic part in the circumferential direction of the combustion cylinder. A plurality of the passages are arranged adjacent to each other.
この燃焼器によれば、燃焼筒の軸方向に変位する振動の発生を防ぐことができる。しかも、音響部が燃焼筒の外面に沿って設けられるため、燃焼器自体を比較的小型に構成することができる。 According to this combustor, it is possible to prevent the occurrence of vibration that is displaced in the axial direction of the combustion cylinder. And since an acoustic part is provided along the outer surface of a combustion cylinder, combustor itself can be comprised comparatively small.
上述の目的を達成するために、本発明のガスタービンは、上述したいずれか1つの燃焼器を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a gas turbine according to the present invention includes any one of the combustors described above.
このガスタービンによれば、音響部によって燃焼器に生じる燃焼振動が減衰される。この結果、ガスタービン運転時の騒音や振動を低減することができる。 According to this gas turbine, the combustion vibration generated in the combustor is attenuated by the acoustic unit. As a result, noise and vibration during gas turbine operation can be reduced.
本発明によれば、音響部をなす通路の強度低下を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the strength fall of the channel | path which makes an acoustic part can be suppressed.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas turbine according to the present embodiment.
ガスタービンは、図1に示すように、圧縮機11と燃焼器12とタービン13と排気室14により構成され、圧縮機11に図示しない発電機が連結されている。圧縮機11は、空気を取り込む空気取入口15を有し、圧縮機車室16内に複数の静翼17と動翼18が交互に配設されている。燃焼器12は、圧縮機11で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、バーナで点火することで燃焼可能となっている。タービン13は、タービン車室20内に複数の静翼21と動翼22が交互に配設されている。排気室14は、タービン13に連続する排気ディフューザ23を有している。また、圧縮機11、燃焼器12、タービン13、排気室14の中心部を貫通するようにロータ24が位置しており、圧縮機11側の端部が軸受部25により回転自在に支持される一方、排気室14側の端部が軸受部26により回転自在に支持されている。そして、このロータ24に複数のディスクプレートが固定され、各動翼18,22が連結されると共に、圧縮機11側の端部に図示しない発電機の駆動軸が連結されている。
As shown in FIG. 1, the gas turbine includes a
従って、圧縮機11の空気取入口15から取り込まれた空気が、複数の静翼17と動翼18を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器12にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された作動流体である高温・高圧の燃焼ガスが、タービン13を構成する複数の静翼21と動翼22を通過することでロータ24を駆動回転し、このロータ24に連結された発電機を駆動する一方、排気ガスは排気室14の排気ディフューザ23で静圧に変換されてから大気に放出される。
Therefore, the air taken in from the
図2および図3は、本実施形態に係る燃焼器の側面図である。 2 and 3 are side views of the combustor according to the present embodiment.
燃焼器12は、図2および図3に示すように、車室ハウジング30および外筒31の内部に内筒32が支持され、内筒32の先端部に燃焼筒としての尾筒33が連結されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
外筒31は、車室ハウジング30に締結されている。内筒32は、外筒31内で当該外筒31と間隔おいて設けられ、その内部の中心部であって燃焼器軸CEの延在方向である軸方向に沿ってパイロットノズル35が配設されている。また、内筒32は、その内部の内周面に周方向に沿ってパイロットノズル35を取り囲むように複数のメインノズル36が燃焼器軸CEと平行に配設されている。尾筒33は、基端が円筒状に形成されて内筒32の先端に連結され、先端側に向けて断面積が小さくなりつつ湾曲して変形し、先端がほぼ矩形状に形成されてタービン13の1段目の静翼21に向けて開口しており、ガセット37を介して車室ハウジング30に締結されている。この尾筒33は、内側が燃焼室として構成されている。なお、車室ハウジング30は、その内側が車室38として形成されて、尾筒33は車室38に設けられている。
The
このような燃焼器12は、圧縮機11からの高温・高圧の圧縮空気が車室38を経て内筒32の基端側から内筒32の内部に流れこむ。この圧縮空気は、パイロットノズル35およびメインノズル36に誘導される。そして、圧縮空気は、メインノズル36から噴射された燃料と混合され、予混合気となって尾筒33内に流れ込む。また、圧縮空気は、パイロットノズル35から噴射された燃料と混合され、図示しない種火により着火されて燃焼し、燃焼ガスとなって尾筒33内に噴出する。このとき、燃焼ガスの一部が尾筒33内に火炎を伴って周囲に拡散するように噴出することで、各メインノズル36から尾筒33内に流れ込んだ予混合気に着火されて燃焼する。すなわち、パイロットノズル35から噴射したパイロット燃料による拡散火炎により、メインノズル36からの希薄予混合燃料の安定燃焼を行うための保炎を行うことができる。また、メインノズル36によって燃料を予混合することで燃料濃度を均一化することで低NOx化を図ることができる。そして、燃焼ガスは、尾筒33を通じてタービン13に供給される。
In such a
ところで、上述したように、燃焼器軸CEの延在方向である軸方向という。また、燃焼器軸CEを中心とした外筒31、内筒32および尾筒33の周り方向を周方向という。また、燃焼器軸CEに対する垂直方向であって外筒31、内筒32および尾筒33の半径の延在方向(差し渡し方向)を径方向という。
By the way, as above-mentioned, it is called the axial direction which is the extension direction of the combustor axis | shaft CE. A direction around the
[実施形態1]
図4〜図6は、本実施形態に係る音響ダンパの構成図である。
[Embodiment 1]
4 to 6 are configuration diagrams of the acoustic damper according to the present embodiment.
上述したガスタービンの燃焼器12は、燃料が燃焼する際に振動(燃焼振動)が発生する。この燃焼振動は、ガスタービン運転時の騒音や振動の原因となる。そこで、図2および図3に示すように、燃焼ガスが流通する振動発生源としての燃焼器12(尾筒33)に対し、音響ダンパ1が設けられる。
The above-described
音響ダンパ1は、図2および図3に示すように、燃焼器12における尾筒33の基端側の外面に設けられている。この音響ダンパ1は、振動発生源としての尾筒33の外側を覆うハウジング2を有している。ハウジング2は、箱型に形成されて尾筒33の外側が開放され、開放された周縁が尾筒33の外面に接着されて内部が尾筒33の外面とで密閉して設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
音響ダンパ1は、図4〜図6に示すように、ハウジング2の内部に音響部Nを構成する通路3が形成されている。通路3は、一連に繋がって形成され、一端が振動発生源で発生する空気振動を取り込む入口3Aとして構成されている。入口3Aは、尾筒33の外面に向けて開口して設けられている。そして、尾筒33は、入口3Aが向く位置において、内側の燃焼振動による空気振動(圧力波)を外側に通過させる複数の小孔からなる貫通孔(図示せず)が形成されており、この貫通孔を介して入口3Aから通路3内に空気振動が取り込まれる。また、通路3は、他端が空気振動の伝搬の下流側を閉塞して空気振動の抵抗となる終端3Bとして構成されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
音響ダンパ1は、尾筒33において燃料ガスが流通する際、この燃焼ガスの燃焼振動による空気振動(圧力波)が、尾筒33の貫通孔を通過して音響部Nの通路3内に取り込まれる。そして、通路3において、その入口3Aと終端3Bとの間で伝搬した空気振動が共鳴し、燃焼器12内の圧力変動が減衰される。
In the
図4〜図6に示す実施形態では、音響ダンパ1は、音響部Nの通路3が長手方向(通路長手方向)Lに延在し、かつ途中で短手方向(通路幅方向)Sで複数段(図4〜図6では3段)Pに折り返して蛇行して形成されている。そして、音響ダンパ1は、この音響部Nの通路3を複数(図4〜図6では2つ)有している。また、音響ダンパ1は、各音響部Nにおいて一連の通路3の入口3Aと終端3Bとが離隔して配置されている。
In the embodiment shown in FIGS. 4 to 6, the
図4および図5に示す音響ダンパ1は、2つの音響部Nの通路3が短手方向Sで互いに反転した配置とされ、それぞれの通路3の終端3B同士の向きを長手方向Lで揃えて設けられていると共に終端3Bを含み長手方向Lに沿って延在する終端部の段Pが短手方向Sで隣接して設けられている。すなわち、各音響部Nの通路3は、終端3Bを含み長手方向Lに沿って延在する終端部の段Pの周囲に隣接して自身の音響部Nの通路3の段Pおよび他の音響部Nの通路3の段Pが配置されている。
The
図6に示す音響ダンパ1は、2つの音響部Nの通路3が短手方向Sで互いに反転した配置とされ、それぞれの通路3の終端3B同士の向きを長手方向Lで反転して設けられていると共に終端3Bを含み長手方向Lに沿って延在する終端部の段Pが短手方向Sで隣接して設けられている。すなわち、各音響部Nの通路3は、終端3Bを含み長手方向Lに沿って延在する終端部の段Pの周囲に隣接して自身の音響部Nの通路3の段Pおよび他の音響部Nの通路3の段Pが配置されている。
The
このような本実施形態の音響ダンパ1によれば、各音響部Nの通路3において圧力が大きい終端部の段Pが自身の音響部Nの通路3の段Pおよび他の音響部Nの通路3の段Pに挟まれて配置されているため、終端部の段Pにおいて周囲との圧力差が小さくなり、終端部の段Pに係る応力が低下する。この結果、終端部の段Pの強度低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の音響ダンパ1によれば、自身の音響部Nの通路3の入口3Aと終端3Bとが離隔して配置されているため、これらの圧力差が生じず、自身の音響部Nの強度低下を抑制することができる。
According to the
なお、図6に示す音響ダンパ1は、通路3の終端3Bが他の音響部Nの通路3の入口3Aと隣接して設けられているが、終端3Bの一部のみ他の音響部Nの通路3の入口3Aと隣接しているのみで、終端部の段Pの周囲に隣接して自身の音響部Nの通路3の段Pおよび他の音響部Nの通路3の段Pが配置されているため、音響部Nの強度低下を抑制することができる。また、図4および図5に音響ダンパ1は、通路3の終端3Bが他の音響部Nの通路3の入口3Aとも離隔しているため、これらの圧力差が生じず、自身の音響部Nの強度低下を抑制することができる。
In the
また、図4〜図6に示すように、各音響部Nが同じ段Pに形成され、各通路3の終端部同士が隣接して配置していることで、相互の音響部Nで圧力が比較的高い部分での圧力差を小さくできるため、相互の音響部Nの終端部の段Pの強度低下を抑制することができる。
Moreover, as shown in FIGS. 4-6, each acoustic part N is formed in the same step P, and since the termination | terminus parts of each channel |
また、図4および図5に示すように、各音響部Nの各通路3の終端3Bを隣接して配置していることで、相互の音響部Nで圧力が最も高い部分での圧力差をより小さくできるため、相互の音響部Nの終端部の段Pの強度低下をより抑制することができる。
Moreover, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the
また、図4および図5に示すように、各音響部Nの各通路3の長さを揃えることで、相互の音響部Nの終端部の圧力が等しくなるため、相互の音響部Nの圧力差をより小さくでき、相互の音響部Nの終端部の段Pの強度低下をより抑制することができる。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the pressures of the end portions of the acoustic parts N are equalized by aligning the lengths of the
また、本実施形態の燃焼器12は、上述したいずれか1つの形態の音響ダンパ1を、尾筒(燃焼筒)33に設け、尾筒33に流通する燃焼ガスの空気振動を音響ダンパ1に流入させる。
Further, the
この燃焼器12によれば、音響部Nによって燃焼振動による燃焼器12内の圧力変動が減衰される。
According to this
なお、図4〜図6に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の周方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の軸方向に沿って配置される。このように構成すると、図2に示すように、音響ダンパ1は、尾筒33の外面に主に周方向に沿って配置される。
4 to 6, the longitudinal direction L is arranged along the circumferential direction of the
この燃焼器12によれば、尾筒33の周方向に変位する振動の発生を防ぐことができる。しかも、音響部Nが尾筒33の外面に沿って設けられるため、燃焼器12自体を比較的小型に構成することができる。
According to the
また、図4〜図6に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の軸方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の周方向に沿って配置される。このように構成すると、図3に示すように、音響ダンパ1は、尾筒33の外面に主に軸方向に沿って配置される。
4 to 6, the longitudinal direction L is arranged along the axial direction of the
この燃焼器12によれば、尾筒33の軸方向に変位する振動の発生を防ぐことができる。しかも、音響部Nが尾筒33の外面に沿って設けられるため、燃焼器12自体を比較的小型に構成することができる。
According to the
なお、図4〜図6に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の周方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の径方向に沿って配置されていてもよい。また、図4〜図6に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の軸方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の径方向に沿って配置されていてもよい。短手方向Sが燃焼器12の径方向に沿って配置されている場合、通路3の入口3Aが尾筒33の外面に向けて開口するように、通路3の入口3A側を尾筒33の外面に向けて延在して調整する。
4 to 6, the longitudinal direction L may be disposed along the circumferential direction of the
また、本実施形態の燃焼器12を備えるガスタービンによれば、音響部Nによって燃焼器12に生じる燃焼振動が減衰される。このため、ガスタービン運転時の騒音や振動を低減することができる。
Further, according to the gas turbine including the
[実施形態2]
図7は、本実施形態に係る音響ダンパの構成図である。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a configuration diagram of the acoustic damper according to the present embodiment.
音響ダンパ1は、図2および図3に示すように、燃焼器12における尾筒33の基端側の外面に設けられている。この音響ダンパ1は、振動発生源としての尾筒33の外側を覆うハウジング2を有している。ハウジング2は、箱型に形成されて尾筒33の外側が開放され、開放された周縁が尾筒33の外面に接着されて内部が尾筒33の外面とで密閉して設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
音響ダンパ1は、図7に示すように、ハウジング2の内部に音響部Nを構成する通路3が形成されている。通路3は、一連に繋がって形成され、一端が振動発生源で発生する空気振動を取り込む入口3Aとして構成されている。入口3Aは、尾筒33の外面に向けて開口して設けられている。そして、尾筒33は、入口3Aが向く位置において、内側の燃焼振動による空気振動(圧力波)を外側に通過させる複数の小孔からなる貫通孔(図示せず)が形成されており、この貫通孔を介して入口3Aから通路3内に空気振動が取り込まれる。また、通路3は、他端が空気振動の伝搬の下流側を閉塞して空気振動の抵抗となる終端3Bとして構成されている。
As shown in FIG. 7, the
音響ダンパ1は、尾筒33において燃料ガスが流通する際、この燃焼ガスの燃焼振動による空気振動(圧力波)が、尾筒33の貫通孔を通過して音響部Nの通路3内に取り込まれる。そして、通路3において、その入口3Aと終端3Bとの間で伝搬した空気振動が共鳴し、燃焼器12内の圧力変動が減衰される。
In the
図7に示す音響ダンパ1は、音響部Nの通路3が長手方向(通路長手方向)Lに延在し、かつ途中で短手方向(通路幅方向)Sで複数段(図7では5段)Pに巻回して形成されている。これにより、音響ダンパ1は、音響部Nの通路3の終端3Bを有する終端部の周囲に隣接するように通路3が渦巻き状に配置されている。また、音響ダンパ1は、音響部Nの一連の通路3の入口3Aと終端3Bとが離隔して配置されている。
In the
このような本実施形態の音響ダンパ1によれば、音響部Nの通路3において圧力が大きい終端部の段Pが通路3の段Pに挟まれて配置されているため、終端部の段Pにおいて周囲との圧力差が小さくなり、終端部の段Pに係る応力が低下する。この結果、終端部の段Pの強度低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の音響ダンパ1によれば、自身の音響部Nの通路3の入口3Aと終端3Bとが離隔して配置されているため、これらの圧力差が生じず、自身の音響部Nの強度低下を抑制することができる。
According to the
ここで、図8は、本実施形態に係る音響ダンパに対する従来例の構成図である。図9は、本実施形態に係る音響ダンパに対する実施例の構成図である。図10は、本実施形態に係る音響ダンパの試験結果を示す図である。 Here, FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional example for the acoustic damper according to the present embodiment. FIG. 9 is a configuration diagram of an example for the acoustic damper according to the present embodiment. FIG. 10 is a diagram illustrating a test result of the acoustic damper according to the present embodiment.
図8に示す従来例の音響ダンパ101は、音響部Mの通路103が長手方向(通路長手方向)Lに延在し、かつ途中で短手方向(通路幅方向)Sで複数段(図8では4段)Pに折り返して蛇行して形成され、音響部Mの通路103の終端103Bを有する終端部は、1つの通路だけ隣接して配置されている。この従来例の音響ダンパ101は、入口103Aから終端103Bにかけて通路103の外側でA面、E面、F面、G面、H面、I面が表に現れ、B面、C面、D面が通路3の間に配置されている。そして、音響部Mの終端部がE面で表に現れ、終端103BがI面で表に現れている。
In the
一方、図9に示す実施例の音響ダンパ1は、音響部Nの通路3が長手方向(通路長手方向)Lに延在し、かつ途中で短手方向(通路幅方向)Sで複数段(図9では4段)Pに巻回して渦巻き状に形成され、音響部Nの通路3の終端3Bを有する終端部は、その周囲に隣接するように通路3が配置されている。この実施例の音響ダンパ1は、入口3Aから終端3Bにかけて通路3の外側でA面、E面、F面、G面が表に現れ、B面、C面、D面、H面、I面が通路3の間に配置されている。そして、音響部Nの終端部がD面およびH面で通路3に挟まれ、終端3BがI面で通路3に隣接している。
On the other hand, in the
これら従来例の音響ダンパ101と実施例の音響ダンパ1とを比較すると、図10に示すように、各面に生じる圧力[kPa]は、従来例の音響ダンパ101において音響部Mの終端部が表に現れるE面が際だってピークが大きく、実施例の音響ダンパ1では、全体としてピークが抑えられていることがわかる。
When comparing the
また、本実施形態の燃焼器12は、上述した形態の音響ダンパ1を、尾筒(燃焼筒)33に設け、尾筒33に流通する燃焼ガスの空気振動を音響ダンパ1に流入させる。
Further, the
この燃焼器12によれば、音響部Nによって燃焼振動による燃焼器12内の圧力変動が減衰される。
According to this
なお、図7に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の周方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の軸方向に沿って配置される。このように構成すると、図2に示すように、音響ダンパ1は、尾筒33の外面に主に周方向に沿って配置される。
In the
この燃焼器12によれば、尾筒33の周方向に変位する振動の発生を防ぐことができる。しかも、音響部Nが尾筒33の外面に沿って設けられるため、燃焼器12自体を比較的小型に構成することができる。
According to the
また、図7に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の軸方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の周方向に沿って配置される。このように構成すると、図3に示すように、音響ダンパ1は、尾筒33の外面に主に軸方向に沿って配置される。
In the
この燃焼器12によれば、尾筒33の軸方向に変位する振動の発生を防ぐことができる。しかも、音響部Nが尾筒33の外面に沿って設けられるため、燃焼器12自体を比較的小型に構成することができる。
According to the
なお、図7に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の周方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の径方向に沿って配置されていてもよい。また、図7に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の軸方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の径方向に沿って配置されていてもよい。短手方向Sが燃焼器12の径方向に沿って配置されている場合、通路3の入口3Aが尾筒33の外面に向けて開口するように、通路3の入口3A側を尾筒33の外面に向けて延在して調整する。
In the
また、本実施形態の燃焼器12を備えるガスタービンによれば、音響部Nによって燃焼器12に生じる燃焼振動が減衰される。このため、ガスタービン運転時の騒音や振動を低減することができる。
Further, according to the gas turbine including the
[実施形態3]
図11は、本実施形態に係る音響ダンパの構成図である。
[Embodiment 3]
FIG. 11 is a configuration diagram of the acoustic damper according to the present embodiment.
音響ダンパ1は、図2および図3に示すように、燃焼器12における尾筒33の基端側の外面に設けられている。この音響ダンパ1は、振動発生源としての尾筒33の外側を覆うハウジング2を有している。ハウジング2は、箱型に形成されて尾筒33の外側が開放され、開放された周縁が尾筒33の外面に接着されて内部が尾筒33の外面とで密閉して設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
音響ダンパ1は、図11に示すように、ハウジング2の内部に音響部Nを構成する通路3が形成されている。通路3は、一連に繋がって形成され、一端が振動発生源で発生する空気振動を取り込む入口3Aとして構成されている。入口3Aは、尾筒33の外面に向けて開口して設けられている。そして、尾筒33は、入口3Aが向く位置において、内側の燃焼振動による空気振動(圧力波)を外側に通過させる複数の小孔からなる貫通孔(図示せず)が形成されており、この貫通孔を介して入口3Aから通路3内に空気振動が取り込まれる。また、通路3は、他端が空気振動の伝搬の下流側を閉塞して空気振動の抵抗となる終端3Bとして構成されている。
As shown in FIG. 11, the
音響ダンパ1は、尾筒33において燃料ガスが流通する際、この燃焼ガスの燃焼振動による空気振動(圧力波)が、尾筒33の貫通孔を通過して音響部Nの通路3内に取り込まれる。そして、通路3において、その入口3Aと終端3Bとの間で伝搬した空気振動が共鳴し、燃焼器12内の圧力変動が減衰される。
In the
図11に示す音響ダンパ1は、音響部Nの通路3が長手方向(通路長手方向)Lに延在し、かつ途中で短手方向(通路幅方向)Sで複数段(図11では3段)に巻回して形成されている。これにより、音響ダンパ1は、音響部Nの通路3の終端3Bを有する終端部の周囲に隣接するように通路3が渦巻き状に配置されている。また、音響ダンパ1は、音響部Nの一連の通路3の入口3Aと終端3Bとが離隔して配置されている。そして、図11に示す音響ダンパ1は、音響部Nの通路3を複数(2つ)有している。各音響部Nの通路3は、渦巻きが互いに逆方向に巻回され、それぞれの通路3の終端3B同士の向きを長手方向Lで反転して設けられていると共に終端3Bを含み長手方向Lに沿って延在する終端部の段P1,P2が短手方向Sで隣接して設けられている。すなわち、各音響部Nの通路3は、終端3Bを含み長手方向Lに沿って延在する終端部の段P1(またはP2)の周囲に隣接して他の音響部Nの通路3の段P2(またはP1)に挟まれて配置されている。
In the
このような本実施形態の音響ダンパ1によれば、各音響部Nの通路3において圧力が大きい終端部の段P1(またはP2)が他の音響部Nの通路3の段P2(またはP1)に挟まれて配置されているため、終端部の段P1(またはP2)において周囲との圧力差が小さくなり、終端部の段P1(またはP2)に係る応力が低下する。この結果、終端部の段P1(またはP2)の強度低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の音響ダンパ1によれば、各音響部Nの通路3の入口3Aと終端3Bとが離隔して配置されているため、これらの圧力差が生じず、音響部Nの強度低下を抑制することができる。
According to the
また、本実施形態の燃焼器12は、上述した形態の音響ダンパ1を、尾筒(燃焼筒)33に設け、尾筒33に流通する燃焼ガスの空気振動を音響ダンパ1に流入させる。
Further, the
この燃焼器12によれば、音響部Nによって燃焼振動による燃焼器12内の圧力変動が減衰される。
According to this
なお、図11に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の周方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の軸方向に沿って配置される。このように構成すると、図2に示すように、音響ダンパ1は、尾筒33の外面に主に周方向に沿って配置される。
In the
この燃焼器12によれば、尾筒33の周方向に変位する振動の発生を防ぐことができる。しかも、音響部Nが尾筒33の外面に沿って設けられるため、燃焼器12自体を比較的小型に構成することができる。
According to the
また、図11に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の軸方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の周方向に沿って配置される。このように構成すると、図3に示すように、音響ダンパ1は、尾筒33の外面に主に軸方向に沿って配置される。
In the
この燃焼器12によれば、尾筒33の軸方向に変位する振動の発生を防ぐことができる。しかも、音響部Nが尾筒33の外面に沿って設けられるため、燃焼器12自体を比較的小型に構成することができる。
According to the
なお、図11に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の周方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の径方向に沿って配置されていてもよい。また、図11に示す音響ダンパ1は、長手方向Lが燃焼器12の軸方向に沿って配置され、短手方向Sが燃焼器12の径方向に沿って配置されていてもよい。短手方向Sが燃焼器12の径方向に沿って配置されている場合、通路3の入口3Aが尾筒33の外面に向けて開口するように、通路3の入口3A側を尾筒33の外面に向けて延在して調整する。
Note that the
また、本実施形態の燃焼器12を備えるガスタービンによれば、音響部Nによって燃焼器12に生じる燃焼振動が減衰される。この結果、ガスタービン運転時の騒音や振動を低減することができる。
Further, according to the gas turbine including the
1 音響ダンパ
2 ハウジング
3 通路
3A 入口
3B 終端
N 音響部
P,P1,P2 段
L 長手方向
S 短手方向
11 圧縮機
12 燃焼器
13 タービン
14 排気室
15 空気取入口
16 圧縮機車室
17 静翼
18 動翼
20 タービン車室
21 静翼
22 動翼
23 排気ディフューザ
24 ロータ
25 軸受部
26 軸受部
30 車室ハウジング
31 外筒
32 内筒
33 尾筒
35 パイロットノズル
36 メインノズル
37 ガセット
38 車室
CE 燃焼器軸
101 従来例の音響ダンパ
103 通路
103A 入口
103B 終端
M 音響部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記振動発生源で発生する空気振動を取り込む入口と、前記空気振動の伝搬の下流側を閉塞して前記空気振動の抵抗となる終端と、を有する一連の通路をなす音響部を含み、
前記音響部は、前記通路が折り返されて終端部の周囲に複数の前記通路が隣接して配置され、かつ一連の前記通路の前記入口と前記終端とが離隔して配置されることを特徴とする音響ダンパ。 An acoustic damper fixed to the vibration source and provided along the outer surface of the vibration source,
An acoustic part that forms a series of passages having an inlet for taking in air vibrations generated by the vibration source and a terminal end that becomes a resistance to the air vibrations by closing a downstream side of propagation of the air vibrations;
The acoustic unit is characterized in that the passage is folded and a plurality of the passages are arranged adjacent to each other around a terminal portion, and the entrance and the terminal of the series of the passages are spaced apart from each other. An acoustic damper.
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- 2016-01-29 JP JP2016015638A patent/JP6640581B2/en active Active
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