JP2020159323A - 音響ダンパ、燃焼器及びガスタービン - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな構成としつつ、振動発生源から発せられる空気振動を好適に減衰させることができる音響ダンパ等を提供する。【解決手段】振動発生源としての燃焼器１２に設けられ、燃焼器１２から発せられる空気振動を導入する音響ダンパ空間としての通路３を内部に形成するハウジング２と、ハウジング２内の通路３に設けられ、ハウジング２の内壁面に形成される凹凸部としての複数の突起部５０と、を備え、複数の突起部５０は、通路３内に導入された空気振動の有効速度を、導入前に比して減速させる形状となっている。複数の突起部５０は、ハウジング２の内壁面から突出し、空気振動の伝搬方向において異なる形状となっている。【選択図】図３

Description

本発明は、音響ダンパ、燃焼器及びガスタービンに関するものである。

従来、音響ダンパとして、ガスタービンの燃焼器における燃焼振動を減衰させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示す音響ダンパは、その内壁面にキャビティを形成している。

米国特許出願公開第２０１５／０１１３９９１号明細書

ところで、音響ダンパを配置するための設置空間には、制約がある。このとき、減衰させたい振動の周波数が低い場合、低い周波数の波長は長いことから、音響ダンパの体積が大きくなってしまう。しかしながら、音響ダンパの設置空間の制約により、音響ダンパの体積を大きくすることができないため、低い周波数の振動を十分に減衰させることは困難である。

そこで、本発明は、コンパクトな構成としつつ、振動発生源から発せられる空気振動を好適に減衰させることができる音響ダンパ、燃焼器及びガスタービンを提供することを課題とする。

本発明の音響ダンパは、振動発生源に設けられ、前記振動発生源から発せられる空気振動を導入する音響ダンパ空間を内部に形成するダンパ本体と、前記ダンパ本体内の前記音響ダンパ空間に設けられ、前記ダンパ本体の内壁面に形成される凹凸部と、を備え、前記凹凸部は、前記音響ダンパ空間に導入された前記空気振動である音の有効速度を、導入前に比して減速させる形状となっている。

この構成によれば、凹凸部により音響ダンパ空間内に導入される空気振動である音の有効速度を低減させることができるため、音響ダンパ空間を小さいものとすることができる。このとき、凹凸部の大きさを、低減したい空気振動の周波数に基づいて形成することで、振動発生源から発せられる空気振動を好適に減衰させることができる。以上から、コンパクトな構成としつつ、振動発生源から発せられる空気振動を好適に減衰させることができる。

また、前記凹凸部は、前記内壁面から突出する突起部であり、前記音響ダンパ空間内におけるストローハル数をＳｔとし、前記空気振動の減衰対象となる振動数をｆとし、前記突起部の前記内壁面からの高さをＤとし、前記音響ダンパ空間内における前記空気振動の導入方向における流速をＵとすると、前記突起部の高さＤは、「Ｓｔ＝ｆ・Ｄ／Ｕ≒０．２」に基づいて導出される高さとなっていることが、好ましい。

この構成によれば、突起部の高さを、ストローハル数が約０．２となるカルマン渦を発生可能な高さとすることができる。このため、突起部は、発生する乱流により、空気振動の有効速度を適切に減速させることが可能な高さとすることができる。

また、前記凹凸部は、前記ダンパ本体の内壁面から突出する複数の突起部であり、複数の前記突起部は、前記空気振動の導入方向において異なる形状となっていることが、好ましい。

この構成によれば、空気振動の導入方向において、複数の突起部を異なる形状とすることで、複数の突起部により発生させる乱流を多様なものとすることができる。

また、前記突起部は、前記空気振動の導入方向に対して、周囲に環状に連なって形成されることが、好ましい。

この構成によれば、ダンパ本体の内壁面に沿って進む空気振動を、突起部に当てることができるため、乱流を適切に発生することができる。

また、前記突起部は、前記ダンパ本体の内壁面に対して、点在して複数形成され、複数の前記突起部は、前記空気振動の導入方向を軸方向とすると、周方向に所定の間隔を空けて周期的に設けられることが、好ましい。

この構成によれば、ダンパ本体の内壁面に沿って進む空気振動を、複数の突起部に当てることができるため、乱流を適切に発生することができる。

また、前記凹凸部は、前記音響ダンパ空間に収容されるコイルばねであり、前記コイルばねは、コイルばねの線間であるピッチの間隔が、温度によって変化することが、好ましい。

この構成によれば、温度によってコイルばねのピッチ間隔が変化することにより、凹凸部の形状を変化させることができるため、減衰させる空気振動の周波数を変化させることができる。このため、温度によって発生する空気振動の周波数が変わる場合、空気振動を適切に減衰させることができる。

また、前記コイルばねは、高温時において熱膨張することにより前記ピッチの間隔が狭くなる一方で、低温時において熱収縮することにより前記ピッチの間隔が広くなるように変化することが、好ましい。

この構成によれば、高温時においてコイルばねのピッチ間隔を狭くすることができる一方で、低温時においてコイルばねのピッチ間隔を広くすることができる。このため、高温時と低温時とで、空気振動の有効速度を変化させることができるため、減衰させる空気振動の周波数を変化させることができる。

また、前記コイルばねは、一端部が、前記ダンパ本体に固定される固定端となっており、他端部が、自由端となっていることが、好ましい。

この構成によれば、コイルばねの温度が高くなることにより、ダンパ本体内にてコイルばねが固定端から自由端へ向かって熱伸びすることができる。このため、コイルばねのピッチ間隔を容易に変化させることができる。

また、前記凹凸部は、前記音響ダンパ空間に、前記空気振動の導入方向における開口を形成する開口部材であり、前記開口部材は、前記開口の大きさが、温度によって変化することが、好ましい。

この構成によれば、温度によって開口の大きさが変化することにより、凹凸部の形状を変化させることができるため、減衰させる空気振動の周波数を変化させることができる。このため、温度によって発生する空気振動の周波数が変わる場合、空気振動を適切に減衰させることができる。

また、前記開口部材は、高温時において熱膨張することにより前記開口の大きさが大きくなる一方で、低温時において熱収縮することにより前記開口の大きさが小さくなるように変化することが、好ましい。

この構成によれば、高温時において開口部材の開口を大きくすることができる一方で、低温時において開口部材の開口を小さくすることができる。このため、高温時と低温時とで、空気振動の有効速度を変化させることができるため、減衰させる空気振動の周波数を変化させることができる。

また、前記開口部材は、前記開口の周囲に沿って設けられる皿ばねであり、前記皿ばねは、前記開口側から離れる方向に延びて形成される第１のスリットを有することが、好ましい。

この構成によれば、皿ばねの温度が変化することにより、皿ばねの伸縮が第１のスリットによって許容されて、皿ばねの開口の大きさが変化する。このため、皿ばねの開口の大きさを容易に変化させることができる。

また、前記皿ばねは、前記開口側の端部とは反対側の端部の周縁に沿って形成される第２のスリットを有することが、好ましい。

この構成によれば、第２のスリットを形成することで、開口側の端部とは反対側の端部を熱変形させ易いものとすることができる。

本発明の燃焼器は、上記の音響ダンパを燃焼筒の前記外面に取り付け、前記燃焼筒から発せられる空気振動を前記音響ダンパに導入させる。

この構成によれば、コンパクトな音響ダンパにより、燃焼器の振動を良好に減衰させることができる。

本発明のガスタービンは、上記の燃焼器を備える。

この構成によれば、燃焼器の振動を良好に減衰させることができるため、燃焼器による燃焼を好適に行うことができ、ガスタービンを安定して作動させることができる。

図１は、実施形態１に係るガスタービンの概略構成図である。 図２は、実施形態１に係る燃焼器の側面図である。 図３は、実施形態１に係る音響ダンパを模式的に示す説明図である。 図４は、実施形態１に係る音響ダンパの一例を示す模式図である。 図５は、実施形態１に係る音響ダンパの一例を示す模式図である。 図６は、実施形態２に係る音響ダンパを模式的に示す説明図である。 図７は、実施形態２に係る音響ダンパの低温時及び高温時における一例を示す模式図である。 図８は、実施形態３に係る音響ダンパを模式的に示す説明図である。 図９は、実施形態３に係る音響ダンパの低温時及び高温時における一例を示す模式図である。

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。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るガスタービンの概略構成図である。図１を参照しながら、実施形態１に係るガスタービン１００の概略構成を説明する。実施形態１に係るガスタービン１００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とを備え、圧縮機１１には、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。

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。

図２は、実施形態１に係る燃焼器の側面図である。燃焼器１２は、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。

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と間隔をおいて設けられ、その内部の中心部であって燃焼器軸Ｓ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Ｓ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。

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。

上述したガスタービン１００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１００の運転時の騒音や振動の原因となる。そこで、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、サイドブランチ型の音響ダンパ１が設けられる。

音響ダンパ１は、図２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。音響ダンパ１は、振動発生源としての燃焼器１２の尾筒３３の外側において、尾筒３３から分岐して延びるダンパ本体としてのハウジング２を有している。ハウジング２は、円筒形状に形成されており、尾筒３３の外面に接合される。ダンパ本体としてのハウジング２は、いわゆる４分の１波長管である。

なお、実施形態１では、音響ダンパ１として、サイドブランチ型の音響ダンパ１に適用したが、特に限定されず、円筒形状の尾筒３３の外周に沿って、周方向の全周に亘って設けられる円環形状の音響ダンパに適用してもよい。

音響ダンパ１は、ハウジング２の内部に音響ダンパ空間を構成する通路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５となっている。入口５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５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（図示省略）として構成されている。

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５と終端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。

実施形態１において、音響ダンパ１は、ハウジング２の内壁面から突出する複数の突起部５０を備えており、複数の突起部５０によりハウジング２の内壁面に凹凸部を形成している。図３は、実施形態１に係る音響ダンパを模式的に示す説明図である。図４は、実施形態１に係る音響ダンパの一例を示す模式図である。図５は、実施形態１に係る音響ダンパの一例を示す模式図である。

図３に示すように、複数の突起部５０は、通路３内に導入される空気振動の伝搬方向（導入方向）において異なる形状となっている。つまり、図３に示すように、複数の突起部５０は、伝搬方向に並べて設けられ、入口５側の突起部５０の突出方向における高さが低く、終端側の突起部５０の突出方向における高さが高くなっている。また、複数の突起部５０は、伝搬方向において所定の間隔を空けて設けられている。なお、突起部５０同士の間隔は、等間隔であってもよいし、不等間隔であってもよく、特に限定されない。複数の突起部５０は、その大きさ、形状、及び突起部５０同士の間隔が、減衰させたい空気振動である音の減衰対象となる周波数に基づいて適宜設定される。

例えば、複数の突起部５０の高さＤは、下記する（１）式に基づいて算出される。
Ｓｔ＝ｆ・Ｄ／Ｕ≒０．２ ・・・・・・・（１）
ここで、Ｓｔは、ストローハル数であり、ｆは、空気振動の減衰対象となる振動数であり、Ｄは、突起部５０の高さであり、Ｕは、ハウジング２内の伝搬方向における流速である。

次に、図４を参照して、複数の突起部５０の一例について説明する。図４に示す複数の突起部５０は、空気振動の伝搬方向を軸方向として、周方向に円環状に形成される円環リング５０ａとなっている。円環リング５０ａは、伝搬方向に所定の間隔を空けて複数並べて配置されている。

次に、図５を参照して、複数の突起部５０の他の一例について説明する。図５に示す複数の突起部５０は、ボルテックスジェネレータ５０ｂであり、ハウジング２の内壁面において乱流を発生させると共に、内壁面における空気層のはく離を抑制するものとなっている。ボルテックスジェネレータ５０ｂは、ハウジング２の内壁面に対して、点在して複数形成されている。複数のボルテックスジェネレータ５０ｂは、ハウジング２の周方向において、所定の間隔を空けて周期的に設けられている。

ここで、図４及び図５に示す突起部５０の高さは、上記したように、（１）式に基づいて算出してもよい。また、図４及び図５に示す突起部５０は、その大きさ、形状、及び突起部５０同士の間隔が、減衰させたい空気振動の減衰対象となる周波数に基づいて適宜設定される。

以上のように、実施形態１によれば、複数の突起部５０により乱流を発生させることができるため、通路３内に導入される空気振動である音の有効速度を低減させることができる分、通路３を校正する空間を小さいものとすることができる。このとき、複数の突起部５０を、低減したい空気振動の周波数に基づいて形成することで、空気振動を好適に減衰させることができる。以上から、音響ダンパ１をコンパクトな構成としつつ、振動発生源から発せられる空気振動を好適に減衰させることができる。

また、実施形態１によれば、空気振動の伝搬方向において、複数の突起部５０を異なる形状とすることで、複数の突起部５０により発生させる乱流を多様なものとすることができる。

また、複数の突起部５０を円環リング５０ａとしたり、ボルテックスジェネレータ５０ｂとしたりすることで、ハウジング２の内壁面に沿って進む空気振動を、複数の突起部５０に適切に当てることができるため、乱流を適切に発生することができる。

［実施形態２］
次に、図６及び図７を参照して、実施形態２に係る音響ダンパ６０について説明する。なお、実施形態２では、重複した記載を避けるべく、実施形態１と異なる部分について説明し、実施形態１と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図６は、実施形態２に係る音響ダンパを模式的に示す説明図である。図７は、実施形態２に係る音響ダンパの低温時及び高温時における一例を示す模式図である。

実施形態１の音響ダンパ１では、複数の突起部５０によりハウジング２の内壁面に凹凸部を形成した。実施形態２の音響ダンパ６０では、コイルばね６１によりハウジング２の内壁面に凹凸部を形成している。

実施形態２の音響ダンパ６０は、実施形態１と同様に、尾筒３３から分岐して延びるダンパ本体としてのハウジング２と、ハウジング２の内部に音響ダンパ空間として形成される通路３とを有している。なお、ハウジング２と通路３とは、同様の構成であるため、説明を省略する。

図６に示すように、コイルばね６１は、その軸方向が、伝搬方向となるように配置されている。コイルばね６１は、その一端がハウジング２に固定される固定端となっており、その他端がハウジング２に対して自由となる自由端となっている。また、コイルばね６１は、金属を用いて構成され、温度によって熱膨張したり熱収縮したりする。このため、図７の右図に示すように、コイルばね６１は、温度が高くなると、固定端から自由端へ向かって熱伸びすることにより、巻き数が増え、これにより、コイルばね６１の線間であるピッチ間隔Ｐが狭くなる。一方で、コイルばね６１は、温度が低くなると、自由端から固定端へ向かって熱収縮することにより、巻き数が減り、これにより、コイルばね６１の線間であるピッチ間隔Ｐが広くなる。このように、コイルばね６１は、ピッチ間隔Ｐが、温度によって変化するため、通路３内における凹凸部の形状が変化する。

また、コイルばね６１は、固定端においてハウジング２に接合されているため、固定端以外の部位は、ハウジング２の内壁面に対して摺動可能に当接している。このため、通路３内に入り込んだ空気振動により、コイルばね６１は、ハウジング２に対して摺動する。

以上のように、実施形態２によれば、温度によってコイルばね６１のピッチ間隔Ｐが変化することにより、凹凸部の形状を変化させることができるため、減衰させる空気振動の周波数を変化させることができる。このため、温度によって発生する空気振動の周波数が変わる場合、空気振動を適切に減衰させることができる。また、空気振動によりコイルばね６１がハウジング２に対して摺動することによっても、空気振動を適切に減衰させることができる。

また、実施形態２によれば、コイルばね６１の一端を固定端とし、他端を自由端とすることで、コイルばね６１のピッチ間隔を容易に変化させることができる。

なお、実施形態２では、サイドブランチ型の音響ダンパ６０に適用して説明したが、円環形状の音響ダンパに適用する場合、コイルばね６１の軸方向を、尾筒３３の周方向に沿って配置することになるため、尾筒３３の内周側におけるピッチ間隔Ｐが狭くなり、尾筒３３の外周側におけるピッチ間隔Ｐが広くなる。この場合、ハウジング２の内壁面における凹凸部の形状を乱流を発生させ易い形状にできるため、円環形状の音響ダンパをより低周波向けの音響ダンパにできる可能性がある。

［実施形態３］
次に、図８及び図９を参照して、実施形態３に係る音響ダンパ７０について説明する。なお、実施形態３では、重複した記載を避けるべく、実施形態１及び２と異なる部分について説明し、実施形態１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図８は、実施形態３に係る音響ダンパを模式的に示す説明図である。図９は、実施形態３に係る音響ダンパの低温時及び高温時における一例を示す模式図である。

実施形態１の音響ダンパ１では、複数の突起部５０によりハウジング２の内壁面に凹凸部を形成した。実施形態２の音響ダンパ６０では、皿ばね７１によりハウジング２の内壁面に凹凸部を形成している。

実施形態３の音響ダンパ７０は、実施形態１と同様に、尾筒３３から分岐して延びるダンパ本体としてのハウジング２と、ハウジング２の内部に音響ダンパ空間として形成される通路３とを有している。なお、ハウジング２と通路３とは、同様の構成であるため、説明を省略する。

図８に示すように、皿ばね７１は、ハウジング２の内部に設けられている。皿ばね７１は、空気振動の伝搬方向に開口を有する円環形状に形成されている。また、皿ばね７１は、金属を用いて構成され、温度によって熱膨張したり熱収縮したりする。皿ばね７１は、開口側（内側）から離れる側に向かって、つまりハウジング２側（外側）に向かって延びて形成されるスリット７２を有する。スリット７２は、皿ばね７１の開口側に形成されており、皿ばね７１の開口側における熱膨張時において、変形を許容するための隙間となっている。また、皿ばね７１は、図９に示すように、周方向に所定の間隔を空けて形成されるスリット７３を有する。スリット７３は、皿ばね７１のハウジング２側に形成されており、皿ばね７１のハウジング２側における熱変形時において、変形し易くするための隙間となっている。

このような皿ばね７１は、図９の右図に示すように、温度が高くなると、開口側及びハウジング２側の周方向において熱伸びすることにより、開口側のスリット７２の間隔が狭くなると共に、開口の周長が熱膨張により長くなることで、皿ばね７１の開口が大きくなる。皿ばね７１の開口が大きくなると、ハウジング２の内壁面から皿ばね７１の開口までの高さが低くなることから、ストローハル数が低くなる。このため、空気振動が皿ばね７１の開口を通過することによって生じる乱流７５ａは小さい渦となる。一方で、皿ばね７１は、温度が低くなると、開口側及びハウジング２側の周方向において熱収縮することにより、開口側のスリット７２の間隔が広くなると共に、開口の周長が熱収縮により短くなることで、皿ばね７１の開口が小さくなる。皿ばね７１の開口が小さくなると、ハウジング２の内壁面から皿ばね７１の開口までの高さが高くなることから、ストローハル数が高くなる。このため、空気振動が皿ばね７１の開口を通過することによって生じる乱流７５ｂは大きい渦となる。このように、皿ばね７１は、開口が温度によって変化するため、通路３内における凹凸部の形状が変化する。

以上のように、実施形態３によれば、温度によって皿ばね７１の開口が変化することにより、凹凸部の形状を変化させることができるため、減衰させる空気振動の周波数を変化させることができる。このため、温度によって発生する空気振動の周波数が変わる場合、空気振動を適切に減衰させることができる。

また、実施形態３によれば、皿ばね７１にスリット７２，７３を形成することで、コイルばね６１の開口の大きさを容易に変化させることができる。

１ 音響ダンパ
２ ハウジング
３ 通路
５ 入口
１２ 燃焼器
３３ 尾筒
５０ 突起部
６０ 音響ダンパ
６１ コイルばね
７０ 音響ダンパ
７１ 皿ばね
７２，７３ スリット

Claims (14)

1. 振動発生源に設けられ、前記振動発生源から発せられる空気振動を導入する音響ダンパ空間を内部に形成するダンパ本体と、
   前記ダンパ本体内の前記音響ダンパ空間に設けられ、前記ダンパ本体の内壁面に形成される凹凸部と、を備え、
   前記凹凸部は、前記音響ダンパ空間に導入された前記空気振動である音の有効速度を、導入前に比して減速させる形状となっている音響ダンパ。
2. 前記凹凸部は、前記内壁面から突出する突起部であり、
   前記音響ダンパ空間内におけるストローハル数をＳｔとし、前記空気振動の減衰対象となる振動数をｆとし、前記突起部の前記内壁面からの高さをＤとし、前記音響ダンパ空間内における前記空気振動の導入方向における流速をＵとすると、
   前記突起部の高さＤは、「Ｓｔ＝ｆ・Ｄ／Ｕ≒０．２」に基づいて導出される高さとなっている請求項１に記載の音響ダンパ。
3. 前記凹凸部は、前記ダンパ本体の内壁面から突出する複数の突起部であり、
   複数の前記突起部は、前記空気振動の導入方向において異なる形状となっている請求項１または２に記載の音響ダンパ。
4. 前記突起部は、前記空気振動の導入方向に対して、周囲に環状に連なって形成される請求項２または３に記載の音響ダンパ。
5. 前記突起部は、前記ダンパ本体の内壁面に対して、点在して複数形成され、
   複数の前記突起部は、前記空気振動の導入方向を軸方向とすると、周方向に所定の間隔を空けて周期的に設けられる請求項２または３に記載の音響ダンパ。
6. 前記凹凸部は、前記音響ダンパ空間に収容されるコイルばねであり、
   前記コイルばねは、コイルばねの線間であるピッチの間隔が、温度によって変化する請求項１に記載の音響ダンパ。
7. 前記コイルばねは、高温時において熱膨張することにより前記ピッチの間隔が狭くなる一方で、低温時において熱収縮することにより前記ピッチの間隔が広くなるように変化する請求項６に記載の音響ダンパ。
8. 前記コイルばねは、一端部が、前記ダンパ本体に固定される固定端となっており、他端部が、自由端となっている請求項６または７に記載の音響ダンパ。
9. 前記凹凸部は、前記音響ダンパ空間に、前記空気振動の導入方向における開口を形成する開口部材であり、
   前記開口部材は、前記開口の大きさが、温度によって変化する請求項１に記載の音響ダンパ。
10. 前記開口部材は、高温時において熱膨張することにより前記開口の大きさが大きくなる一方で、低温時において熱収縮することにより前記開口の大きさが小さくなるように変化する請求項９に記載の音響ダンパ。
11. 前記開口部材は、前記開口の周囲に沿って設けられる皿ばねであり、
    前記皿ばねは、前記開口側から離れる方向に延びて形成される第１のスリットを有する請求項９または１０に記載の音響ダンパ。
12. 前記皿ばねは、前記開口側の端部とは反対側の端部の周縁に沿って形成される第２のスリットを有する請求項１１に記載の音響ダンパ。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の音響ダンパを燃焼筒の外面に取り付け、前記燃焼筒から発せられる空気振動を前記音響ダンパに導入させる燃焼器。
14. 請求項１３に記載の燃焼器を備えるガスタービン。

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