JP2018044547A - モジュール化された吸気サイレンサバッフルのための方法および装置 - Google Patents

モジュール化された吸気サイレンサバッフルのための方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ガスタービンエンジン用の空気ダクト内の騒音を抑制するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】システムは、流体流路を有する導管と、流体流路に沿って流体導管内に配置されたサイレンサバッフル(28)と、を含み、サイレンサバッフル(28)は、嵌合インターロック構造(42)を介して互いに結合された複数のバッフル部(36)のうちの少なくとも2つを有する。【選択図】図1

Description

本明細書に開示される主題は、ガスタービンエンジン用の空気ダクト内の騒音を抑制するためのシステムおよび方法に関する。
ガスタービンエンジンなどの発電機器は、燃焼プロセスを支援するために大量の吸気の供給を使用することができる。タービンの適切な性能を維持するために、空気が圧縮機で圧縮される前に、吸気をフィルタ処理して不要な塵、水分および他の汚染物質を除去する。吸気ハウジングおよび空気ダクトを通って移動する大量の空気は、大きな騒音を発生させ、吸気ハウジングおよび他の機器の振動を引き起こす可能性がある。さらに、圧縮機のブレード通過周波数および入口抽気加熱システムは、騒音および振動の原因となる可能性がある。タービンエンジンに関しては、エンジンの振動に加えることは一般に望ましくない。このように、吸気ハウジングおよび空気ダクトを通って移動する吸気によって生じる騒音および振動を低減することが望ましい。
米国特許第9309842号明細書
最初に特許請求する主題の範囲に相応する特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は特許請求する主題の範囲を限定しようとするものではなく、むしろ、これらの実施形態は主題の可能性がある形式の概要を提供しようとするものにすぎない。実際、本主題は、以下に記載する実施形態に類似してもよく、あるいは異なってもよい様々な形態を含むことができる。
第1の実施形態では、システムは、流体流路を有する導管と、流体流路に沿って流体導管内に配置されたサイレンサバッフルと、を含み、サイレンサバッフルは、嵌合インターロック構造を介して互いに結合された複数のバッフル部のうちの少なくとも2つを有する。
第2の実施形態では、システムは、流体流路に沿って流体導管に装着するように構成されたサイレンサバッフルの第1のバッフル部を含み、第1のバッフル部は、嵌合インターロック構造を介してサイレンサバッフルの第2のバッフル部と互いに結合される。
第3の実施形態では、システムは、流体流路に沿って流体導管に装着するように構成されたサイレンサバッフルの第1のバッフル部を含み、第1のバッフル部は、サイレンサバッフルの第2のバッフル部と互いに結合されるように構成される。本システムは、第1のバッフル部の第1の支持ロッド通路および第2のバッフル部の第2の支持ロッド通路を貫通して延在するように構成された支持ロッドを含む。
本主題のこれらの、ならびに他の特徴、態様および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。
吸気ハウジングの空気ダクト内に配置された複数のモジュール化されたバッフル部を有するサイレンサバッフルを有する発電システムの一実施形態の概略図である。 図1の複数のバッフル部の一実施形態の線2−2に沿った断面図であり、バッフル部と複数のサイレンサバッフルとのアライメントを示す。 サイレンサバッフルのバッフル部の外面の一実施形態の拡大斜視図である。 サイレンサバッフルの後縁バッフル部の外面の一実施形態の拡大斜視図である。 吸音材料で充填された複数のバッフル部の単一バッフルシェルの一実施形態の斜視図である。 図2の複数のバッフル部の一実施形態の図2の線6−6に沿った断面図であり、複数のロッド支持通路を介した複数のバッフル部内に配置された複数のロッドのアライメントを示す。 複数の装着レセプタクルを介してそれぞれのロッドの端部を受け入れるように構成された複数の装着インターフェース構造を有するパネルまたは側壁の一実施形態の断面図であり、パネルは、線7−7に沿って得られる図1の吸気ハウジングの上部側面または底部側面に沿って配置されている。 複数の装着レセプタクルを介してロッドの端部を受け入れるように構成された複数の装着インターフェースを有するパネルまたは側壁の一実施形態の断面図であり、装着インターフェースは開放端部を有し、パネルは線7−7に沿って得られる図1の吸気ハウジングの上部側面または底部側面に沿って配置されている。 図6の線9−9内で得られる装着レセプタクルの一実施形態の部分斜視図である。 サイレンサバッフルの一実施形態の拡大斜視図であり、サイレンサバッフルは、装着インターフェース構造内に半径方向および/または軸方向に移動するように構成されている。 サイレンサバッフルの組み立てプロセスを示す、図1の部分的に組み立てられたサイレンサバッフルの一実施形態を示す図である。 図6の線9−9内で得られるコネクタアセンブリの一実施形態を示す図である。 図6の線9−9内で得られるコネクタアセンブリの別の実施形態を示す。 図6の線9−9内で得られるコネクタアセンブリの別の実施形態を示す。 本明細書に開示された実施形態によるバッフル部を製造する方法を示す図である。 本明細書に開示された実施形態によるサイレンサバッフルを取り付ける方法を示す図である。 本明細書に開示された実施形態によるサイレンサバッフルを除去する方法を示す図である。
以下で、本主題の1つまたは複数の具体的な実施形態を説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようと努力しても、実際の実施のすべての特徴を本明細書に記載することができるというわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトなどの実際の実施の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施ごとに異なる可能性があることを理解されたい。さらに、このような開発作業は複雑で時間がかかるかもしれないが、にもかかわらず、この開示の利益を得る当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることが理解されるべきである。
本主題の様々な実施形態の要素を導入する場合に、単数の表現および「前記」は1つまたは複数の要素があることを意味するものである。「含む」、「含む」、および「有する」という用語は、包括的なものであって、列挙された要素以外の付加的な要素があり得ることを意味するものである。
特許請求する主題の実施形態は、ガスタービンエンジンを含む発電システムを含み、システムは、流体(例えば、空気、再循環排気ガスなど)を圧縮機に流すための導管(例えば、吸気もしくは排気ハウジングおよびダクト)を含む。1つまたは複数のサイレンサバッフルは、ハウジングまたはダクト(例えば、吸気または排気)に配置される。サイレンサバッフルは、互いにほぼ直線状に整列した複数のバッフル部を含む。バッフル部は、嵌合インターロック構造などの固定可能な結合部を介して互いに結合される。嵌合インターロック構造は、結合されたときに隣接するバッフル部を互いに固定する雌接合部分および雄接合部分を含むことができる。例えば、嵌合インターロック構造は、嵌合レール部分、嵌合ダブテール接合部、嵌合フックおよびスロット接合部、嵌合ラッチ、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。2つ以上のバッフル部が組み立てられて、サイレンサバッフルを形成する。サイレンサバッフルのバッフル部は、組み立てられて吸気ハウジングおよび/または空気ダクト内に取り付けられると、複数のロウおよびカラムを形成することができる。バッフル部は、発電システムの吸気部(例えば、吸気部、排気ガス再循環、吸気部など)、排気システム、または任意の他の適切な領域(例えば、適切な温度を有する領域)内で使用することができる。
バッフル部のカラムは、バッフル部に配置されたロッド支持通路を通って配置されたロッドによってさらに安定化される。バッフル部は、ロッドの上に一つずつ互いに隣接して積層されている。各バッフル部の嵌合インターロック構造(例えば、雄接合部分)は、ロッド上に積層された後に、隣接する嵌合インターロック構造(例えば、雌接合部分)を介して隣接するバッフル部に結合または挿入される。次にロッドは、サイレンサバッフルが使用される発電システムの領域(例えば、吸気ハウジングまたは吸気ダクト)に固定される。ロッドは、その端部部分を介してその領域に結合される。ロッドの端部部分は、予め作製された装着インターフェースを有するパネルに結合される。装着インターフェースは、ロッドの端部部分を受け入れるための複数の凹部(例えば、装着レセプタクル)を含む。ロッドの端部は、以下に詳細に説明するように、コネクタアセンブリを介して装着レセプタクルに結合される。
サイレンサバッフルは、前縁バッフル部と、後縁バッフル部と、前縁バッフル部と後縁バッフル部との間に配置された中間部と、を含む。サイレンサバッフルの外周部は、前縁バッフル部から後縁部まで徐々に湾曲し(例えば、テーパが付けられ)、より空力的な形状(例えば、翼形形状のバッフル)を形成する。いくつかの実施形態では、サイレンサバッフルの外周部は、鈍い後縁および/または前縁を含むことができる。バッフル部は、バッフル部の外面上にパターンを有してもよい。パターンは、凹部および/または突起(例えば、ディンプル)を含むことができ、バッフルシェル内に配置された音響材料(例えば、吸音材料)によってノイズが吸収されることを可能にする。
ここで図面を参照すると、図1は、本明細書に開示するモジュール化されたサイレンサバッフル部36を使用する吸気ダクト(例えば、空気ダクト27)を有する吸気ハウジング26内に配置された複数のバッフル部36を含むサイレンサバッフル28を有する発電システム10の一実施形態の概略図である。以下の説明では、軸方向もしくは軸方向軸13、半径方向もしくは半径方向軸15、および/または円周方向もしくは円周方向軸17を含む様々な方向を参照することができる。発電システム10は、圧縮された酸化剤(例えば、空気24)と燃料18との混合気を受け取り、燃焼させるための圧縮機14および1つもしくは複数の燃焼器16を有するガスタービンエンジン12と、空気燃料混合気の燃焼によって生成される高温ガスによって駆動される1つまたは複数のタービン20と、を含む。
高温燃焼ガスはタービン20を駆動し、タービン20は次に圧縮機14および1つもしくは複数の他の負荷22を駆動する。例えば、図示する実施形態では、ガスタービンエンジン12は、発電機などの様々な負荷22に結合されてもよい。残りの高温ガスは、排気スタック30を通って排出され、大気に排出される。ガスタービンエンジン12は、吸気ガス24(例えば、周囲空気などの酸化剤)を吸気ハウジング26および空気ダクト27を通して空気圧縮機14に吸入する。図示する実施形態は空気24を示しているが、吸気ガス24は、空気、酸素、酸素富化空気、酸素還元空気、排気再循環ガス(EGR)、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。それにもかかわらず、以下の議論では、非限定的な例として空気を参照する。吸気24が発電設備10に入ると、吸気24は、まずガスタービンエンジン12に結合された吸気ハウジング26を(例えば、軸方向13に)通過する。吸気ハウジング26は、吸気流路の周りに延在する側壁を含み、側壁は、対向する側壁部分またはパネル、例えば、上部パネル82および底部パネル84を含む。サイレンサバッフル28は、以下に詳細に説明するように、上部パネル82および底部パネル84に固定される。吸気ハウジング26の内部には、以下に詳細に説明するように、サイレンサバッフル28のアレイが利用される。サイレンサバッフル28はまた、通気システム32またはガスタービンエンジン12の他の領域で利用することもでき、これらは、ガスの温度が、非金属材料(例えば、プラスチック、複合材料など)で作られたサイレンサバッフル28を利用するのに十分低い。他の実施形態では、サイレンサバッフル28は、金属材料、または金属/非金属複合材料で作ることができる。一例では、通気システム32は、サイレンサバッフル28を使用できるように、通気システム32を通って排気されるガスの温度を低下させるためのファン34を含むことができる。
図2は、図1の複数のバッフル部36の一実施形態の線2−2に沿った断面図であり、複数のサイレンサバッフル28内のバッフル部のアライメントを示す。各サイレンサバッフル28(例えば、バッフル部36のロウ)は、互いに整列して相互にインターロックされた4つのバッフル部36を示している。サイレンサバッフル28の各々は、各ロウ38に任意の数のバッフル部36を含むことができる。例えば、サイレンサバッフル28は、2、3、4、5、6、7、8またはそれ以上のバッフル部36を含むことができる。サイレンサバッフル28のアレイは、モジュール(例えば、バッフル部36)に構成された複数のロウ38および複数のカラム40(図6を参照)を含む。図示する実施形態では、等しい数のロウ38およびカラム40が各サイレンサバッフル28内で利用されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、各サイレンサバッフル28は、カラム40より多くのロウ38を含んでもよく、またはその逆であってもよいことが理解されよう。以下の説明では、カラム40は、パネル41(例えば、垂直または半径方向に積み重ねられたセグメント)と呼ぶことができる。本明細書で開示する実施形態は、任意の数のパネル41を使用することができる。例えば、発電システム10に使用される2〜50、5〜30、または15〜25のパネルがあってもよい。パネル41は、互いに実質的に平行に整列され、空間43によって分離されている。
バッフル部36は、嵌合インターロック構造42などの複数の固定可能な結合部を介して互いに結合されている。嵌合インターロック構造42は、嵌合接合構造(例えば、雄接合部分44および雌接合部分46)を含むことができる。雄接合部分44が雌接合部分46に配置され、接合の剛性を高めている。嵌合インターロック構造42は、レール接合部、ダブテール接合部48、突合せ接合部、溝アセンブリ内のタング、または任意の他の適切なロック構造を含むことができる。例えば、接合部分44、46は、雄および雌部分、ダブテール接合部分、ラッチ部分、フックおよびスロット部分、あるいはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。図示する実施形態では、接合部分44、46は、互いにインターロックする広がる雄接合部分44および広がる雌接合部分46(例えば、広がる表面)を含むことができる。接合部分44、46は、半径方向15に互いに摺動可能に結合することができ、したがって、嵌合レール部分として説明することができる。バッフル部36は、互いに隣接して整列している。図示する実施形態では、バッフル部36は、軸方向13および半径方向15に直線状に配置され、格子状の構成またはマトリックスを形成する。
各バッフル部36は、支持ロッド52(図6を参照)を受け入れるためのロッド支持通路50(例えば、ロッドレセプタクル)を含む。ロッド支持通路50は、円形、長方形、正方形、または支持ロッド52を受け入れるための任意の他の適切な形状であってもよい。支持ロッド52は、図11を参照してさらに説明するように、バッフル部36のカラム40を共に固定する。各パネル41は、様々な数の支持ロッド52を有することができる。例えば、パネル41は、2、3、4、5、6、7、8またはそれ以上の支持ロッド52を有することができる。いくつかの実施形態では、ロッド支持通路50のすべてが使用されるわけではない。例えば、パネル41は、1つおきのロッド支持通路50、2つのロッド支持通路50ごとなどに配置されたロッド52を有してもよい。
サイレンサバッフル28は、前縁55を有する前縁バッフル部54と、後縁57を有する後縁部56と、各ロウ38の前縁バッフル部54と後縁バッフル部56との間に配置された1つまたは複数の中間バッフル部58と、を含む。吸気24は、吸気ハウジング26の第1の側面60から第2の側面62に流れる。吸気24が吸気ハウジング26を通って流れるにつれて、空気流はサイレンサバッフル28のより空気力学的な形状によって改善される。バッフル部36は、サイレンサバッフルの前縁部54と後縁部56との間に輪郭付けされた外面64を含むことができ、それによってサイレンサバッフル28の翼形形状の外周部66を形成する。例えば、前縁部54は、後縁部56および中間部58よりも幅が広くてもよい。バッフル部36は、図3〜4を参照してさらに説明するように、バッフル部36の外面70上に配置された様々なパターン68を含むことができる。パターン68はまた、吸気24が吹き抜ける凹部または開口部を提供することができる。
図3は、サイレンサバッフル28の1つまたは複数のバッフル部36(例えば、前縁バッフル部54)の外面70の一実施形態の拡大斜視図である。前縁バッフル部54の外面70上に配置されたパターン68は、複数の凹部または開口部72を含む。開口部72は、1つまたは複数のバッフル部36の外面70の約20〜60%、25〜50%、30〜40%、およびそれらの間のすべての百分率を覆うことができる。開口部72は、吸気24を開口部に露出させることを可能にし、1つまたは複数のバッフル部36の内部76(図5を参照)内に配置された音響材料74(例えば吸音材料)によってノイズが吸収されることを可能にする。開口部72は、前縁バッフル部54、後縁バッフル部56、および/または中間バッフル部58などの、バッフル部36のいずれかまたはすべてに配置されてもよい。図示する実施形態では、開口部72は、1つまたは複数の丸いまたは面取りされた縁部78を有する実質的に正方形または長方形の形状を有することができる。他の実施形態では、開口部72は、卵形、円形、三角形、六角形、またはこれらの組み合わせを含む他の形状を有してもよい。隣接する開口部72は、空間またはリブ79であってもよく、それは外面70および/または開口部72と同一平面上または突出していてもよい。特定の実施形態では、開口部72の幅のリブ79に対する比は、約10:1〜1:1、8:1〜2:1、または3:1〜1.5:1、またはこれらの間の任意の比とすることができる。
図4は、サイレンサバッフル28の1つまたは複数のバッフル部36の外面70の一実施形態の拡大斜視図である。外面70は、後縁バッフル部56に沿ったような外面に対する吸気口24の乱流を増加させ、および/または流れの剥離を低減するように構成された1つまたは複数のパターン68を含むことができる。図示する実施形態では、パターン68はディンプルパターン74を含む。特定の実施形態では、ディンプルパターン74は、少なくとも後縁部56の周りに空気の乱流を生成し、それによって後縁部56付近の流れの剥離を遅らせる。ディンプルパターン74は、ディンプルが乱流を生成するように、複数の多角形形状(例えば、六角形、八角形など)、円形形状、または任意の他の適切な形状を含むことができる。
図5は、吸音材料78が充填されたバッフルシェル76を有する複数のバッフル部36の単一バッフル部36の一実施形態の斜視図である。図示するように、バッフルシェル76は、外側シェル部分75、内側構造支持体77、および支持ロッド52を受け入れるためのロッド支持通路50(例えば支持体77に沿った)を含む。バッフルシェル76は、射出成形、トランスファ成形、または任意の他の適切なプロセスによって形成することができる。バッフルシェル76は、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、PVC、CPVC、または他の適切な熱可塑性ポリマーなどのプラスチックを含む適切な材料で構成することができる。いくつかの実施形態では、バッフルシェル76は、複合材料(例えば、マトリックス材料全体に分散した補強材料)で形成することができる。吸音材料78は、ミネラルウッド、玄武岩ウール、ガラス繊維、メラミン発泡体、ポリウレタン発泡体、または他の適切な材料を含むことができる。上で説明したように、バッフル部36は、カラム40に配置され(例えば、半径方向15に次々に積み重ねられ)、嵌合インターロック構造42(例えば、雄接合部分44、雌接合部分46)を介してロウ38に共に結合される(例えば、軸方向13にインターロックされる)。吸音材料78は、適切な形状およびサイズに切断され、バッフルシェル76に挿入され、ノイズ減衰部品として機能することができる。他の実施形態では、吸音材料78をバッフルシェル76内に注入することができる。バッフルシェル76は、個別に形成され、ロッド52上を摺動して、一体型サイレンサバッフル28を形成することができる。吸音材料78は、ロッド52上にねじ込まれる(例えば、組み立てられる)前または後に、バッフルシェル76内に配置することができる。
図6は、図2の複数のバッフル部36の一実施形態の線6−6に沿った断面図であり、複数のバッフル部36内に配置された複数のロッド52のアライメントを示す。破線85は、嵌合インターロック構造42が半径方向15に共に結合されている(例えば、共に摺動結合されている)場合の、雄接合部分44と雌接合部分46との重なり合いおよびインターロックを表す。ロッド52は、パネル80、82、84を拘束して、パネル80、82、84の負荷を低減するための荷重支持要素として機能することができる。上述したように、ロッド52は、円形、正方形、長方形、または任意の他の適切な形状であってもよい。図示する実施形態では、ロッド52の直径は約3.81センチメートル(1.5インチ)であるが、直径は変化してもよい。ロッド52の直径は、開口部またはロッド支持通路50に適合するように変化してもよい。上述したように、ロッド52は、ロッド支持通路50を通って配置され、カラム40(例えば、バッフル部36)を安定させる。ロッド52は、ロッド52の端部部分94によって吸気ハウジング26の隣接するパネル80(例えば、上部パネル82、底部パネル84)に結合する。ロッド52の各々は、複数のコネクタアセンブリ86を介して隣接するパネル80に固定される。コネクタアセンブリ86の様々な実施形態は、図9および図12〜図14を参照してさらに理解することができる。
図7〜図8は、線7−7に沿った図1のハウジング26および/またはダクト27のパネル80の壁部分の実施形態の断面図であり、パネル80に配置された複数の装着インターフェース88を示す。装着インターフェース88は、いくつかの実施形態では利用しなくてもよいことが理解されよう。装着インターフェース88は、ロッド52の一部分(例えば、端部部分94)を受け入れるための様々な開口部(例えば、レセプタクル)を含むことができる。装着インターフェース88は、平坦であってもよく(例えば、パネル80と同一平面上にある)、パネル80内に窪んでいてもよく、および/またはパネル80から外側に突出していてもよい。いくつかの実施形態では、装着インターフェース88は、パネル80内に外側境界またはリム89を含むことができ、あるいは装着インターフェース88の外周部を画定するようにパネル80から窪むか突出することができる。図7は、複数の装着レセプタクル90を介してロッド52の端部94を受け入れるように構成された複数の装着インターフェース88を含むパネル80の一実施形態の断面図であり、パネル80は、線7−7に沿った図1の吸気ハウジング26の上部82側または底部84側に配置されている。組み立て中に、バッフル部36の各カラム40は、パネル80のうちの1つ(例えば、底部パネル84)のレセプタクル90に配置された支持ロッド52に沿ってバッフル部36を半径方向に積み重ねることによって組み立てられる。続いて、バッフル部36の各追加のカラム40は、連続したバッフル部36を追加の支持ロッド52に沿って同時に摺動させるか、または摺動させることなく、隣接するカラム40の間の嵌合インターロック構造42に沿って、各連続したバッフル部分36を摺動させることによって組み立てられる。バッフル部の所望の数のカラム40がハウジング26内に組み立てられた後に、各ロッド52の端部部分94が反対側のパネル80(例えば、上部パネル82)の装着レセプタクル90に挿入される(図9を参照)。次いで、各ロッド52の端部部分94は、コネクタアセンブリ86を介して装着レセプタクル90内にロックされる。装着インターフェース88は、金属スタンピング、鋳造、機械加工、および/または別個の構造体をパネル80上に溶接することによって、両方のパネル80(例えば、上部パネル82、底部パネル84)内に予め製作することができる。
図8は、複数の装着レセプタクル90を介してロッド52の端部94を受け入れるように構成された複数の装着インターフェース88を装着することを含むパネル80の一実施形態の断面図であり、装着インターフェース88は開放端部92を有し、パネル80は線7−7に沿った図1の吸気ハウジング26の上部82側または底部84側に沿って配置されている。図示する実施形態では、各装着インターフェース88は、開放端部から閉鎖端部93までの一定の幅91を有する外側境界またはリム89を有する。例えば、リム89は、サイレンサバッフル28の横方向19への移動を阻止するレールマウント構造を画定することができる。図示する実施形態では、装着インターフェース88は開放端部92を含み、バッフル部36(例えば、個々のバッフル部36、バッフル部36の予め組み立てられたロウ38および/またはカラム40)が、モジュラ方式(例えば、バッフル部36を積層することによって組み立てる)で1つずつ装着インターフェース88内に軸方向13に摺動することができる。次に、バッフル部36のカラム40(およびサイレンサバッフル28の各々の全体)は、図9により明確に示すように、1つまたは複数のロッド52を1つまたは複数のロッド支持通路50に挿入し、次に装着レセプタクル90に挿入することによってさらに安定させることができる。
図9は、図6の線9−9内で得られた装着インターフェース88の一実施形態の拡大斜視図であり、リム89の各部分間の空間95にサイレンサバッフル28のバッフル部36が取り付けられていることを示す。例えば、図示する装着インターフェース88は、ハウジング26の対向するパネル80の一方または両方(例えば、上部パネル82および/または底部パネル84)に配置されてもよい。特定の実施形態では、装着インターフェース88は、同じパネルまたは異なるパネル82、84であってもよい。装着レセプタクル90は、ロッド52の端部部分94を受け入れる。いくつかの実施形態では、ロッド52は、対向するパネル80(例えば、パネル82、84)の一方または両方のコネクタアセンブリ86(図12〜14を参照)によって定位置に固定(例えばロック)される。サイレンサバッフル28が交換される際には、バッフル部36のカラム40を取り外すために、ロッド52は端部部分94の近くで取り外される。コネクタアセンブリ86のうちのいくつかは、取り外し可能な結合となり、他の構成は半永久的な結合となる。取り外し可能な結合の場合には、ロッド52は、コネクタアセンブリ86を切り離すことによって取り外すことができる。半永久的接続の場合には、トーチまたは他の適切な装置を用いて溶接を切断することによってロッド52を取り外すことができる。特定の実施形態では、対向するパネル80のうちの少なくとも1つ(例えば、上部パネル82)は、アクセス開口部を通って上部取り付けおよび取り外しを可能にするように取り外し可能であってもよい。
図10は、サイレンサバッフル28の一実施形態の拡大斜視図であり、サイレンサバッフル28は、装着インターフェース88内に(例えば、閉じた翼形形状のインターフェース内に半径方向に、または開口端部を有するレールインターフェース内に軸方向に)平行移動される。上述したように、サイレンサバッフル28は、任意の数のバッフル部36を含むことができる。サイレンサバッフル28は、カラム40を組み立てることによって組み立てることができる。各カラム40は、複数のバッフル部36を含む。バッフル部36は、ロッド支持通路50を通ってロッド52上にバッフル部36を1つずつ摺動させることによって、ロッド52に沿って組み立てられる。バッフル部36は、雄接合部分44および雌接合部分46によって結合される(例えば、共にスナップされ、共に嵌合する)。バッフル部36の所望の数のカラム40が形成された後に、ロッド52は、上述したように、装着インターフェース88の装着レセプタクル90に挿入される。
別の実施形態では、装着インターフェース88は開放端部92を含み、そのようにして、バッフル部36は、モジュール方式で1つずつまたはロウごとに装着インターフェース88内に軸方向に摺動することができる。言い換えれば、バッフル部36を、装着インターフェース88内に配置(例えば、整列)することができる。バッフル部36は、ロッド支持通路50が互いに実質的に整列するように位置合わせされる。バッフル部36は、雄接合部分44および雌接合部分46によって結合される(例えば、共にスナップされ、共に嵌合する)。ロッド支持通路50にロッド52を挿入することにより、バッフル部36のカラム40をさらに安定させることができる。ロッド52の端部部分94は、上述したように、装着レセプタクル90に固定することができる。
図11は、図1の部分的に組み立てられたサイレンサバッフル28の一実施形態を示す。バッフル部36は、ロッド52の各々の上に1つずつ半径方向15に積層されている。図示する実施形態では、カラム40a、40bは完全に組み立てられている。カラム40dは、ロッド52上の1つのバッフル部36のみで部分的に組み立てられている。破線85は、嵌合インターロック構造42(例えば、雄接合部分44および雌接合部分46)を介して隣接するバッフル部36の重なりを示す。嵌合インターロック構造42をロックすることにより、バッフル部36を、整列したカラム40およびロウ38内でさらに安定させる。嵌合インターロック構造42をロックすることは、雄接合部分44を雌接合部分46に挿入すること、接合部分44、46を互いにスナップすること、接合部分44、46を互いに嵌合すること、または任意の他の適切な結合方法を含むことができる。カラム40cは、バッフル部36の部分的に組み立てられたカラム40を示し、最終バッフル部36がカラム40cの上部に取り付けられている。図示するように、各ロッド52は底部パネル84に結合されている。上述したように、底部パネル84は、嵌合インターフェース88および嵌合レセプタクル90と共に予め製作されている。各ロッド52は、バッフル部36がロッド52上に摺動される前に、嵌合レセプタクル90に固定されてもよい。次いで、バッフル部36は、所望の数のバッフル部36がロッド52上に積み重ねられて各カラム40が完成するまで、ロッド支持通路50を介してロッド52上に摺動される。このプロセスは、バッフル部36の各カラム40について繰り返され、一方、バッフル部36の各隣接する一対のカラム40もまた、インターロック構造42によって互いに同時にインターロックすることができる。図示するように、インターロック構造42は、半径方向15にバッフル部36をロッド52上に下降させるのと同時に、半径方向15に互いに係合するように構成される。すべてのバッフル部36が組み立てられて所望の数のサイレンサバッフル28を画定した後に、対向するパネル80の間でサイレンサバッフル28を取り込むために、上部パネル80、82をサイレンサバッフル28の上に取り付けることができる。上部パネル80、82はまた、ロッド52を上部パネル80、82のレセプタクル90に挿入することによってロッド52を固定する。いくつかの実施形態では、バッフル部36を互いに隣接して配置することができ、ロッド52を整列したロッド支持通路50を通して摺動させることによって、ロッド52をバッフル部36内に摺動させることができる。他の実施形態では、サイレンサバッフル28は、図10を参照して上述したように、バッフル部36を軸方向に組み立てることによって組み立てることができる。この実施形態では、バッフル部36は、軸方向に完全に積層する(例えば、組み立てる)ことができる。次いで、ロッド52をロッド支持通路50に挿入することによって、ロッド52を隣接するバッフル部36に配置することができる。
図12〜図14は、ロッド52の端部部分94を装着レセプタクル90に結合するために利用されるコネクタアセンブリ86の様々な実施形態を示す。コネクタアセンブリ86は、溶接、ろう付け、融着、またはこれらの組み合わせなどの半永久的結合であってもよい。コネクタアセンブリ86は、締結具(例えば、ねじ式レセプタクル、ボルト、ナットなど)、クランプ、またはこれらの任意の組み合わせなどの取り外し可能な結合であってもよい。コネクタアセンブリ86はまた、ロッド52が振動により時間の経過と共に偶然に緩むことを阻止するのに役立つ。
図12は、コネクタアセンブリ86の一実施形態を示しており、コネクタアセンブリ86は、ロッド52を装着インターフェース88の装着レセプタクル90に結合する。図示する実施形態では、ロッド52は装着レセプタクル90に半径方向15に挿入され、サイレンサバッフル28はリム89内に配置される。装着インターフェース88は、パネル80(例えば、上部パネル82)の内壁96に結合される。パネル80の内壁96は、断熱体102の層によってパネル80の外壁98(例えば、上部パネル82)から熱的に隔離されている。断熱体102の層は、厚さが変化してもよい。断熱体102は、バッフルシェル76の内部で利用されるのと同じ断熱材料であってもよいし、異なる断熱材料であってもよい。装着インターフェース88は、取り外し可能な締結具(例えば、ねじ締結具、クランプ、雄/雌接合部など)または固定された接合部(例えば、溶接、ろう付け接合部など)を介してパネル80に取り外し可能にまたは固定的に結合されてもよい。
図13は、コネクタアセンブリ86の別の実施形態を示し、コネクタアセンブリ86は、ロッド52を装着レセプタクル90に結合する。パネル80の内壁96は、断熱体102の層によって受け入れ構造の外壁98から分離されている。コネクタアセンブリ86は、有孔パネルまたはワッシャ104を含む。ワッシャ104は、装着インターフェース88内のロッド52およびバッフル部36に関連する荷重を支持することができる。ロッド52は、ワッシャ104に結合する少なくとも1つのスリーブ106によって収容される。スリーブ106は、装着インターフェース88内のロッド52の移動を低減する。図示する実施形態では、ロッド52の端部部分94、ワッシャ104、およびスリーブ106は、内壁96と外壁98との間のパネル80内に収容される(例えば、断熱体102内のパネル80内に窪んで)。ロッド52とサイレンサバッフル28(例えば、組み立てられたバッフル部36)が吸気ハウジング26から取り外される際には、ロッド52は端部部分94に隣接して切断され、ワッシャ104、端部部分94、およびスリーブ106は、装着インターフェース88の内壁96および外壁98の内側に残る。
図14は、コネクタアセンブリ86の別の実施形態を示し、コネクタアセンブリ86は、ロッド52を装着レセプタクル90に結合する。パネル80の内壁96は、断熱体102の層によってパネル80の外壁98から分離されている。一対のボルト112などの取り外し可能な一対の締結具が、内壁96を通して挿入される。一対のボルト112は、装着レセプタクル90の一部を貫通して配置されてもよい。装着レセプタクル90は、内壁96の外側に配置され、ロッドガイド110を含むことができる。ロッドガイド110を使用して、ロッド52を装着レセプタクル90内に整列させることができる。図示する実施形態では、コネクタアセンブリ86は、ロッド52の荷重を支持するワッシャ104を含むことができる。
図15は、本明細書に開示された実施形態によるバッフル部36を製造する方法150を示す。方法150は、嵌合インターロック機構42および1つもしくは複数のロッド支持通路50を有するバッフルシェル76を形成するステップ(ブロック152)を含む。上述したように、バッフルシェル76は、射出成形、トランスファ成形、または別の適切な方法によって製造することができる。方法150は、バッフルシェル76の内部をサイレンサ材料80で充填するステップ(ブロック154)を含む。いくつかの実施形態では、バッフルシェル76の内部にサイレンサ材料80を注入してもよいし、サイレンサ材料80を切断してバッフルシェル76に挿入してもよい。サイレンサ材料は、メラミン発泡体、ポリウレタン発泡体、または他の適切な発泡体材料などの様々な発泡体を含むことができる。方法150は、バッフルシェル76の外面70上にパターン68を形成するステップ(ブロック156)を含む。パターン68は、凹部、開口部72、突起部またはディンプル74、またはこれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、いくつかのステップが単一のステップで実行されてもよいことが理解されよう。例えば、方法150は、バッフルシェル76を形成するステップ(ブロック152)を含み、嵌合インターロック機構42および1つもしくは複数のロッド支持通路50がバッフルシェル76の外面70上にパターン68を一度に形成する(ブロック156)ことができる。
図16は、本明細書に開示された実施形態によるサイレンサバッフル28を取り付ける方法200を示す。方法200は、ロッド52に沿ってカラム40にサイレンサバッフル36を取り付けるステップ(ブロック202)を含む。方法200は、取り付け中に1つまたは複数のバッフル部36を検査、保守、修理、および/または交換するステップを含むことができる。サイレンサバッフル36はロッド支持通路50を含み、サイレンサバッフル36はロッド52上に半径方向15に摺動することができる。バッフル部36の隣接するカラム40は、雄接合部分44および雌接合部分46によって共に結合される(例えば、共にスナップされ、共に嵌合する)。方法200は、組み立てられたサイレンサバッフル28(例えば、サイレンサバッフル36を有するロッド52)を、吸気ハウジング26のパネル80(例えば、上部パネル82、底部パネル84)上に予め製作された装着レセプタクル90と位置合わせするステップ(ブロック204)を含む。方法200は、所望の数のロウ38およびカラム40に達するまで、サイレンサバッフル36を取り付け、組み立てられたサイレンサバッフル28を位置合わせするステップを繰り返すステップ(ブロック206)を含む。
図17は、本明細書に開示された実施形態によるサイレンサバッフル28を取り外す方法250を示す。方法250は、取り外し中にバッフル部36の1つまたは複数を検査、保守、修理、および/または交換するステップを含むことができる。方法250は、ロッド52を端部部分94でパネル80から切り離すステップ(ブロック252)を含む。ロッド52を切り離すステップは、コネクタアセンブリ86を切り離すステップを含む。取り外し可能な結合について上述したように、各ロッド52は、コネクタアセンブリ86を切り離すことによって取り外すことができる。例えば、ロッド52は、ねじ締結具を外すこと、上部パネル80、82を取り外すこと、クランプを取り外すこと、またはこれらの任意の組み合わせによって取り外すことができる。半永久的接続の場合には、ロッド52は、トーチ、ブレード、または研磨工具を用いて溶接部を切断することによって取り外すことができる。方法250は、分解されるバッフルのロウの数に達するまで、ロッド52を切り離すステップを繰り返すステップ(ブロック254)を含む。方法250は、サイレンサバッフル28を吸気ハウジング(例えば、ダクト)のパネル80に固定するために、新たに組み立てられた(例えば、交換)ロッド52を装着レセプタクル90に取り付けるステップ(ブロック256)を含む。いくつかの実施形態では、交換ロッド52を取り付けるステップ(ブロック256)は、任意選択的に省略することができる。
主題の技術的効果は、ガスタービンエンジン12の吸気導管内に複数のバッフル部36を組み立てることによってサイレンサバッフル28を形成することを含む。各サイレンサバッフル28は、前縁バッフル部54と、後縁バッフル部56と、前縁バッフル部54と後縁バッフル部56との間に配置された1つまたは複数の中間部58と、を含む。バッフル部36は、バッフル部36の外面上にパターン68を有することができる。パターン68(例えば、開口部)は、バッフルシェル76内に配置された音響材料74(例えば、吸音材料)によってノイズを吸収することができるように機能する。バッフル部36は、ロウ38およびカラム40に組み立てられてサイレンサバッフル28を形成する。各バッフル部36は、隣接するバッフル部36の対応する接合部分44、46に結合する雄接合部分44および/または雌接合部分46を含む。バッフル部の各々はまた、ロッド52を受け入れるように構成されたロッド支持通路50を含んでもよい。ロッド52は、雄接合部分44および雌接合部分46をさらに安定させる。バッフル部36を有するロッド52は、吸気ハウジング26または発電システム10の他の適切な場所に取り付けられる。本開示によれば、ロッド52の端部部分94は、装着レセプタクル90を介して装着インターフェース88に結合される。ロッド52は、コネクタアセンブリ86を介して装着レセプタクル90に結合される。バッフル部36を保守、修理、交換、アクセス、または検査する際には、ロッド52を交換してバッフル部36を保守または交換することができる。
本明細書は、特許請求する主題を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本主題を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。主題の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
[実施態様1]
流体流路を有する導管と、
前記流体流路に沿って前記流体導管内に配置されたサイレンサバッフル(28)と、を含み、前記サイレンサバッフル(28)は、嵌合インターロック構造(42)を介して互いに結合された複数のバッフル部(36)のうちの少なくとも2つを有する、システム。
[実施態様2]
前記導管に結合された機械を含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様3]
前記機械はタービンエンジン(12)を含む、実施態様2に記載のシステム。
[実施態様4]
前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)は、前縁部(54)と後縁部(56)とを含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様5]
前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)は、前記前縁部(54)と前記後縁部(56)との間に配置された1つまたは複数の中間部(58)を含む、実施態様4に記載のシステム。
[実施態様6]
前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)は、前記サイレンサバッフル(28)の前縁(55)と後縁(57)との間の輪郭付けされた外面(64)を含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様7]
前記輪郭付けされた外面(64)は、前記サイレンサバッフル(28)の翼形形状の外周部(66)を画定する、実施態様6に記載のシステム。
[実施態様8]
前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)は、複数のロウ(38)および複数のカラム(40)を含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様9]
前記嵌合インターロック構造(42)は、嵌合レール構造を含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様10]
前記嵌合レール構造は、雌ダブテール接合部分内に配置された雄ダブテール接合部分を有するダブテール接合部(48)を含む、実施態様9に記載のシステム。
[実施態様11]
前記嵌合インターロック構造(42)の各々は、雌接合部分(46)に配置された雄接合部分(44)を含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様12]
前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)を貫通して延在する1つまたは複数の支持ロッド(52)を含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様13]
前記1つまたは複数の支持ロッド(52)の各々は、前記サイレンサバッフル(28)の各部のカラム(40)を貫通して延在する、実施態様12に記載のシステム。
[実施態様14]
前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)の各々は、シェル(76)内に配置された吸音材料(78)を含む、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様15]
前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)の各々は、支持ロッド(52)を受け入れるように構成されたロッド支持通路(50)を含む、実施態様14に記載のシステム。
[実施態様16]
前記サイレンサバッフル(28)は、凹部、開口部(72)、またはこれらの組み合わせのパターン(68)を有する外面(70)を有する、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様17]
前記パターン(68)は、六角形、八角形、円形、またはこれらの任意の組み合わせを含む、実施態様16に記載のシステム。
[実施態様18]
前記流体流路に沿って前記流体導管内に配置された複数のサイレンサバッフル(28)を含み、前記複数のサイレンサバッフル(28)の各々は、前記嵌合インターロック構造(42)を介して互いに結合された前記複数のバッフル部(36)を有する、実施態様1に記載のシステム。
[実施態様19]
流体流路に沿って流体導管に装着するように構成されたサイレンサバッフル(28)の第1のバッフル部(36)を含み、前記第1のバッフル部(36)は、嵌合インターロック構造(42)を介して前記サイレンサバッフル(28)の第2のバッフル部(36)と互いに結合されるように構成される、システム。
[実施態様20]
流体流路に沿って流体導管内に装着するように構成されたサイレンサバッフル(28)の第1のバッフル部(36)であって、前記サイレンサバッフル(28)の第2のバッフル部(36)と互いに結合されるように構成された第1のバッフル部(36)と、
前記第1のバッフル部(36)内の第1の支持ロッド通路(50)と前記第2のバッフル部(36)内の第2の支持ロッド通路(50)とを貫通して延在するように構成された支持ロッド(52)と、を含むシステム。
10 発電システム、発電設備
12 ガスタービンエンジン
13 軸方向、軸方向軸
14 圧縮機
15 半径方向、半径方向軸
16 燃焼器
17 円周方向軸
18 燃料
19 横方向
20 タービン
22 負荷
24 吸気、吸気口、吸気ガス、空気
26 吸気ハウジング
27 空気ダクト
28 サイレンサバッフル
30 排気スタック
32 通気システム
34 ファン
36 バッフル部、サイレンサバッフル
38 ロウ
40 カラム
41 パネル
42 嵌合インターロック構造、嵌合インターロック機構
43 空間
44 雄接合部分
46 雌接合部分
48 ダブテール接合部
50 ロッド支持通路
52 支持ロッド、交換ロッド
54 前縁部、前縁バッフル部
55 前縁
56 後縁部、後縁バッフル部
57 後縁
58 中間部、中間バッフル部
60 第1の側面
62 第2の側面
64 輪郭付けされた外面
66 翼形形状の外周部
68 パターン
70 外面
72 開口部
74 ディンプルパターン、音響材料
75 外側シェル部分
76 バッフルシェル、バッフル部の内部
77 内側構造支持体
78 吸音材料、縁部
79 リブ
80 パネル、サイレンサ材料
82 上部パネル
84 底部パネル
85 破線
86 コネクタアセンブリ
88 装着インターフェース、嵌合インターフェース
89 リム
90 装着レセプタクル、嵌合レセプタクル
91 一定の幅
92 開放端部
93 閉鎖端部
94 端部部分
95 空間
96 内壁
98 外壁
102 断熱体
104 ワッシャ
106 スリーブ
110 ロッドガイド
112 ボルト
150 方法
152 ブロック
154 ブロック
156 ブロック
200 方法
202 ブロック
206 ブロック
250 方法
252 ブロック
254 ブロック
256 ブロック

Claims (15)

  1. 流体流路を有する導管と、
    前記流体流路に沿って前記流体導管内に配置されたサイレンサバッフル(28)と、を含み、前記サイレンサバッフル(28)は、嵌合インターロック構造(42)を介して互いに結合された複数のバッフル部(36)のうちの少なくとも2つを有する、システム。
  2. 前記導管に結合された機械を含む、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記機械はタービンエンジン(12)を含む、請求項2に記載のシステム。
  4. 前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)は、前縁部(54)と後縁部(56)とを含む、請求項1に記載のシステム。
  5. 前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)は、前記前縁部(54)と前記後縁部(56)との間に配置された1つまたは複数の中間部(58)を含む、請求項4に記載のシステム。
  6. 前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)は、前記サイレンサバッフル(28)の前縁(55)と後縁(57)との間の輪郭付けされた外面(64)を含む、請求項1に記載のシステム。
  7. 前記輪郭付けされた外面(64)は、前記サイレンサバッフル(28)の翼形形状の外周部(66)を画定する、請求項6に記載のシステム。
  8. 前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)は、複数のロウ(38)および複数のカラム(40)を含む、請求項1に記載のシステム。
  9. 前記嵌合インターロック構造(42)は、嵌合レール構造を含む、請求項1に記載のシステム。
  10. 前記嵌合レール構造は、雌ダブテール接合部分内に配置された雄ダブテール接合部分を有するダブテール接合部(48)を含む、請求項9に記載のシステム。
  11. 前記嵌合インターロック構造(42)の各々は、雌接合部分(46)に配置された雄接合部分(44)を含む、請求項1に記載のシステム。
  12. 前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)を貫通して延在する1つまたは複数の支持ロッド(52)を含む、請求項1に記載のシステム。
  13. 前記1つまたは複数の支持ロッド(52)の各々は、前記サイレンサバッフル(28)の各部のカラム(40)を貫通して延在する、請求項12に記載のシステム。
  14. 前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)の各々は、シェル(76)内に配置された吸音材料(78)を含む、請求項1に記載のシステム。
  15. 前記サイレンサバッフル(28)の前記複数のバッフル部(36)の各々は、支持ロッド(52)を受け入れるように構成されたロッド支持通路(50)を含む、請求項14に記載のシステム。
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