JP2023088846A - ガスタービンシステムのための垂直バッフルを有する箱型吸気サイレンサ - Google Patents

ガスタービンシステムのための垂直バッフルを有する箱型吸気サイレンサ Download PDF

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Abstract

【課題】軽量化されたサイレンサシステムを提供する。【解決手段】ガスタービンシステム用の垂直バッフルを有する箱型吸気サイレンサは、閉じた第1の端部と空気が通過できるように開いた第2の端部とを有する対向する端部を有するサイレンサハウジングを有する。対向する側壁は、前記第1の端部と前記第2の端部との間に延在し、前記側壁の各々が吸入空気の垂直流を受け入れる。間隔を置いて配置された複数の垂直バッフルを含むサイレンサは、ハウジング内に配置される。バッフルの第1の端部は、ハウジングの第1の端部に面しており、バッフルの第2の端部は、ハウジングの第2の端部に面している。複数のバッフルの各々は、ハウジングの第1の端部と第2の端部との間に平板状に延在する。バッフルは、前記ハウジングの前記第1の端部の近くで吸入空気の前記垂直流を受け、前記吸入空気が前記ハウジングの前記第2の端部に向かって流れるようにする。【選択図】図2

Description

本開示の実施形態は、一般にはターボ機械に関し、より具体的には、ガスタービンシステムで使用され垂直バッフルを有する箱型吸気サイレンサに関する。
従来のターボ機械(例えば、ガスタービンシステム)は、一般的に、発電や、機器を運転する機械駆動部として利用されている。従来のガスタービンシステムは、基本的に、圧縮機、燃焼器、及びタービンを有するガスタービンエンジンを含んでいる。一般に、従来のガスタービンシステムは、ガスタービンエンジンの圧縮機部に空気を吸気することにより、電力を発生し、又は負荷を駆動することができる。圧縮機は空気を加圧し、加圧した空気を高速で燃焼器に送る。燃焼器は加圧された空気を定常的に噴射される燃料と混合し、混合物を燃焼する。加圧された空気と燃料が燃焼することによって高温・高圧のガス流が生成され、そのガス流はタービン部に入り、タービン内の流体流路を流れながら膨張する。燃焼ガスがタービン部を流れて膨張するにつれて、燃焼ガスは複数の回転翼を回転させる。タービン部は、通常、回転シャフトを介して圧縮機及び負荷(発電機など)に結合されているため、回転ブレードの回転によって圧縮機が駆動して更に圧縮空気を燃焼器に取り込み、負荷を回転させる(例えば、発電機を駆動して電気を生成する)。
空気をガスタービンシステムに吸気するために、圧縮機は、典型的には空気吸気システムを利用する。吸気システムは、入口空気を吸気するための吸気ダクトを含むことができる。濾過システムは、入口空気中の汚染物又はごみ(例えば、埃、砂、ほこり、異物片)が圧縮機に入るのを防ぐことができる。空気がガスタービンシステムに取り込まれて燃焼すると、しばしば大きな騒音が発生する。そのため、吸気システムは、典型的には、ガスタービンシステムの動作中に生じる騒音を最小化するためのサイレンサシステムを含む。特に、このサイレンサシステムは、動作中に吸気システムの音を減衰することができ、ガスタービンシステムの動作中に入口空気を圧縮機に供給するのに役立つことができる。吸気システムの動作中に出る音を減少させるために、サイレンサシステムのサイレンサ部品及び/又はサイレンサハウジングは、通常、騒音を最小限にするための音減衰材料又は防音材(すなわち、音響的に吸収する特性を有する材料)で覆われる。
サイレンサシステム内に音減衰材料を使用することにより、流体(すなわち、入口空気)の流動特性が悪影響を受け、圧縮機内の効率が低下し、その結果、最終的にガスタービンシステムの効率が低下することがある。より具体的には、流体がサイレンサシステムを通過して音減衰材料を通り越すとき、流体は、温度、流速、及び/又は流れ圧力の変化を受けることがある。例えば、サイレンサシステムを通る流体の流路は、流体の流れにおいて圧力損失を増加させ、圧縮機の効率を低下させる変化を生じさせることがある。流体の流れにおける圧力損失を回避する1つの方法は、大きな吸気システム、具体的には大きなサイレンサシステムを構築し、流体が吸気システムを通って圧縮機部に向かって自由に移動できるようにすることである。しかし、大型の吸気システムは、構築するのにコストが掛かり、また、吸気システムの大きさが原因でガスタービンシステムの位置が制限される場合がある。大型の吸気システムの代替品として、小型のサイレンサシステムを有する小型吸気システムが利用されているが、小型吸気システムは、一般的には重く、設計が複雑であり、製造が困難且つ費用が掛かるものとなる。
以下では、本明細書に記載される様々な実施形態のいくつかの態様の基本的な理解を可能にするために、開示された対象の簡略化された要旨を説明する。この要旨は、様々な実施形態の広範囲の概要を示しているものではない。また、特許請求の範囲に記載された対象の重要な特徴又は本質的な特徴を排他的に特定することは意図されておらず、特許請求の範囲に記載された対象の範囲を決定する助けになるものとして意図されているものでもない。この要旨の唯一の目的は、後述される更なる詳細な説明の導入部として、本開示のいくつかの概念を合理的に示すことである。
ガスタービンシステムにおいて入口空気を吸気するために使用される典型的な吸気システム、特に、吸気システムのサイレンサシステムに関連する上記の欠点によって、占有するスペースが少なくて済み、デザインが複雑ではなく、製造が容易で経済的である、軽量化された小型サイレンサシステムであって、流体の流れにおける圧力損失及び音響挿入損失に対して、従来の大型及び小型のサイレンサシステムで得られる性能よりも良好及び/又は同等の性能(即ち、騒音の低減)を実現する、軽量化された小型サイレンサシステムの必要性が生じてくる。
様々な実施形態では、ガスタービンシステム用の吸気サイレンサシステムが提供される。吸気サイレンサシステムは箱型の形状を有しており、間隔を置いて平行に配置された垂直バッフルはモジュール設計されている。垂直バッフルは、吸入空気の垂直流を受けて、吸入空気をガスタービンエンジンの圧縮機部に向ける。垂直バッフルは、従来のサイレンサシステムと比較して、同等以上の性能が得られるように適合されている。例えば、垂直バッフルは、吸入空気入口側において空気の流れがスムーズになるようにするため、バッフルの吸入空気入口側において丸みのあるプロファイルを有することができる。これにより、吸入空気の流れが均一になり、空気が圧縮機に入る前にバッフルの吸入空気出口側における圧力損失が減少する。垂直バッフルは、バッフルの吸入空気出口側においてテーパ状で角度が付けられたプロファイルを有することもできる。バッフルの吸入空気出口側においてテーパ状で角度が付けられたプロファイルによって、バッフルは、吸入空気を、低い圧力損失及び低い音響挿入損失でサイレンサから圧縮機に導くことができる。また、バッフルの吸入空気出口側においてテーパ状で角度が付けられたプロファイルは、空気の流れに対するバッフルの位置によって異なることに留意すべきである。しかし、吸入空気入口側において、及び吸入空気出口側において、垂直バッフルのプロファイル形状は、サイレンサの中心線に対して対称にすることができる。例えば、垂直バッフルは、吸入空気入口側及び吸入空気出口側において、中央に配置されたバッフルに対して対称とすることができる。一実施形態では、垂直バッフルは、バッフルの吸気出口側と吸気出口側との間で垂直方向及び水平方向に広がる音響消音材料の複数の層状複合レンガを含むことができる。
この構成により、様々な実施形態の吸気サイレンサシステムは、垂直バッフルに関係するモジュール設計と箱型形状による限られた狭い空間で動作することができる。更に、ガスタービンシステムで使用される吸気システム全体の一部としてサイレンサシステムと協働して動作する濾過システムのエンクロージャの内部容積を最適化するために、箱型形状及びモジュール設計によって、様々な実施形態の吸気サイレンサシステムを、いくつかの独特な多角形の形状(六角形、六角柱、及び長方形などがあるが、これらに限定されることはない)のうちの1つの形式にすることができる。
垂直バッフルの設計が複雑でないため、様々な実施形態の吸気サイレンサシステムは、プラスチック材料又は従来の鋼又はアルミニウムとは異なる材料から作製することができる。これにより、吸気サイレンサシステムの重量を減らすことができる。重量を減らし、設計を複雑にしないことによって、様々な実施形態の吸気サイレンサシステムを容易に且つ経済的に製造することができ、同時に、流体の流れにおける圧力損失及び音響挿入損失に関して、従来の大型サイレンサシステム及び小型サイレンサシステムで得られる性能と同等及び/又はそれ以上の性能を提供することができる。
一実施形態によれば、ガスタービンシステム用の吸気サイレンサシステムが提供される。吸気サイレンサシステムは、閉じた第1の端部と空気が通過できるように開いた第2の端部とを有する一対の対向する端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間に延在する一対の対向する側壁とを有し、前記側壁の各々が吸入空気の垂直流を受け入れるサイレンサハウジング、及び前記サイレンサハウジング内に、間隔を置いて配置された複数の垂直バッフルを含むサイレンサであって、間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの各々は、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に延在し、間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルは、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部の近くで吸入空気の前記垂直流を受け、前記吸入空気が前記サイレンサハウジングの前記第2の端部に向かって流れるようにする、サイレンサを含む。
別の実施形態によれば、ガスタービンシステムが提供される。ガスタービンシステムは、吸入空気の流れを供給する吸気システムと、前記吸気システムを流れる吸入空気の流れに関連する騒音を低減するための吸気サイレンサシステムであって、前記吸気サイレンサシステムは、閉じた第1の端部と空気が通過できるように開いた第2の端部とを有する一対の対向する端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間に延在する一対の対向する側壁とを有し、前記側壁の各々が、前記吸気システムからの吸入空気の垂直流を受け入れるサイレンサハウジング、及び前記サイレンサハウジング内に、間隔を置いて平行に配置された複数の垂直バッフルを有するサイレンサであって、前記複数の垂直バッフルの第1の端部が前記サイレンサハウジングの前記第1の端部に対向し、前記複数の垂直バッフルの第2の端部が前記サイレンサハウジングの前記第2の端部に対向し、前記複数の垂直バッフルの各々は、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に平坦に延在し、前記複数の垂直バッフルは、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部の近くで吸入空気の前記垂直流を受け、前記吸入空気が前記サイレンサハウジングの前記第2の端部に向かって流れるようにする、サイレンサを含む、吸気サイレンサシステムと、ガスタービンエンジンであって、前記吸気サイレンサシステムに動作可能に結合され、前記サイレンサハウジングの前記第2の端部を通過する前記吸入空気を受け入れる圧縮機、前記圧縮機に流体的に結合された燃焼器、及び前記圧縮機及び前記燃焼器に動作可能に結合されたタービン部品を含むガスタービンエンジンとを含む。
本発明は、添付図面を参照しながら、以下の非限定的な実施形態の説明を読むことによって、より理解されるであろう。
図1は、本発明の一実施形態に係るガスタービンシステムの概略図である。 図2は、本発明の一実施形態による図1に示された吸気サイレンサシステムであって、サイレンサハウジングと、ハウジング内に平行に間隔を置いて配置された垂直バッフルとを有する吸気サイレンサシステムの斜視図である。 図3は、本発明の一実施形態による、図2に示された間隔を置いて垂直に配置されたバッフルの他に詳細に示す斜視図である。 図4は、本発明の一実施形態による、図2に示された間隔を置いて垂直に配置されたバッフルを移行部分無しで更に詳細に示した斜視図である。 図5は、複数の垂直バッフルを有するサイレンサの斜視図である。各バッフルは、本発明の一実施形態によるバッフルの吸入空気出口と吸入空気出口との間において垂直方向及び水平方向に延在する複数の層状複合レンガであって、音響消音材料の複数の層状複合レンガを含んでいる。
以下に、本発明の例示的な実施形態が、すべてではないがいくつかの実施形態が示されている添付図面を参照しながら、更に十分に説明される。実際、本発明は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、これらの実施形態は、本開示が適用される法的要件を満たすように記載されている。同じ番号は、全体を通じて同じ要素に言及し得る。
上記のように、本開示は、一般的にはガスタービンシステムに関し、より具体的には、ガスタービンシステムで使用され間隔を置いて平行に配置された垂直バッフルを有する箱型サイレンサを備えた吸気サイレンサシステムに関する。様々な実施形態の箱型サイレンサは、ガスタービン燃焼システムの用途(例えば、陸上用の用途、船舶用の用途、及び航空用の用途)に関わらず、ターボ機械を利用する全てのタイプのガスタービン燃焼システムで使用するのに適している。航空転用型ガスタービン、船舶用ガスタービン、アンモニア燃料ガスタービン、水素燃料ガスタービン、航空用ガスタービン、重構造産業ガスタービン、及び一般燃焼用タービンを含むターボ機械(ターボ機械はこれらのタービンに限定されることはない)を使用するガスタービン燃焼システムは、吸気システムにおける騒音を低減する必要性のあるガスタービン燃焼システムの非限定的な例である。したがって、様々な実施形態の態様は、これらのタイプのガスタービン燃焼システムに適用可能である。
図面を参照すると、図1は、本発明の一実施形態によるガスタービンシステム10の概略を示している。図1に示すように、ガスタービンシステム10は、ガスタービンエンジン12と、ガスタービンエンジン12を収容するガスタービンエンクロージャ14と、濾過空気を燃焼のためにガスタービンエンジン12に供給する吸気システム16と、吸気システムを流れる入口空気の流れに関連する「騒音」を低減する吸気サイレンサシステム18と、ガスタービンエンジン12から排ガスを放出するガスタービン燃焼排気部20と、ガスタービンエンジン12から熱及び排気生成物を取り除いて換気するガスタービンエンクロージャ換気排気システム22とを備えている。図1のガスタービンシステム10は、General Electric Companyによって提供されるような多数の異なるガスタービンシステムのうちのいずれか一つとすることができる。一実施形態では、ガスタービンシステムは、航空転用型ガスタービンシステムを含むことができる。
ガスタービンエンジン12は、圧縮機24、燃焼器26、及びタービン28を含むことができる。一般に、圧縮機は、流入する空気流を圧縮することができる。圧縮機24は、圧縮された空気の流れを燃焼器26に送り、燃焼器26で、圧縮された空気の流れは、圧縮された燃料の流れと混合される。燃焼器26は、空気/燃料の混合物を点火して、燃焼ガス流を作り出すことができる。燃焼ガス流はタービン28に送られ、タービンを駆動して機械的な仕事を生成することができる。タービンで生成された機械的な仕事は、圧縮機24と、発電機などの外部負荷とを駆動することができる。燃焼ガス流は、ガスタービン燃焼排気部20によって排気してもよいし、処理してもよい。
ガスタービンエンジン12を囲むガスタービンエンクロージャ14は、ガスタービンエンジン12を隔離することができる。更に、ガスタービンエンクロージャ14は、ガスタービンエンジン12と関連して動作するいくつかの異なる構成要素を含むことができる。例えば、ガスタービンエンクロージャ14は、潤滑油、NOxの排出、出力増強などのための配管を含むことができる。他の構成要素としては、ガス検知システム、火災検知・火気抑制システムがあるが、これらに限定されるものではない。また、ガスタービンエンクロージャ14は、ガスタービンエンジン12の運転に寄与する多くの異なる機能を実行することができる。例えば、ガスタービンエンクロージャ14は、ガスタービンエンジン12からの油漏れ用の油受けとして機能することができる。
一実施形態では、吸気システム16は、2つの吸気システムが周囲環境から吸入空気をガスタービンエンジンの圧縮機24に供給するデュアルシステムを含むことができる。各吸気システム16は、ガスタービンエンジン12の圧縮機24に供給するために送られる吸入空気から水分及び/又は粒子状物質(塵、汚れ、汚染物質及び/又はごみなど)を除去するエアフィルタ濾材30を有する1つ以上のフィルタアセンブリを含むインレットスクリーン又はエアフィルタハウスを含むことができる。
吸気システム16は、それぞれ、エアフィルタ濾材30から濾過空気を受け取る清浄空気ダクトを有することができる。清浄空気ダクト内の空気は、ガスタービンエンジン12の圧縮機に向かう燃焼用吸入空気と、ガスタービンエンクロージャ14に供給される換気用入口空気とに分けることができる。具体的には、燃焼用吸入空気ダクトが、燃焼用吸入空気を圧縮機に供給することができ、換気用入口空気バイパス管が、換気用入口空気をガスタービンエンクロージャ14に供給することができる。
吸気システム16は、他の構成要素を含むことができ、したがって、吸気システムを図1に示すものに限定することを意図するものではない。例えば、エアフィルタハウスは、気候要素(例えば、雨、雪など)がエアフィルタハウスに浸入することを最小限に抑えるための吸込み雨よけ、入口空気流を暖めるための加熱部品又は防氷部品、及び/又は例えばエアフィルタ濾材30などのエアフィルタハウスの部品を用いて構成することができる。センサ(例えば、温度センサ、圧力センサ、湿度センサ、流量センサ)は、エアフィルタハウス及びその構成要素に関連する様々な条件、並びに、吸入空気の流れに関連する条件を測定することができる。更に、吸気システムの他の構成が可能であり、したがって、図1に関して記載され図1に図示された実施形態は、本明細書に記載された実施形態に限定することを意図するものでないことが理解される。例えば、図1に示されたガスタービンシステム10は、単一の吸気システムを有することが可能である。
吸気サイレンサシステム18は、吸気システム16及び圧縮機24に取り付けることができ、複数の吸気システムの各々から燃焼用吸入空気を受け取ることができる。一実施形態では、吸気サイレンサシステム18は、サイレンサハウジング32と、サイレンサハウジング内に配置された箱型サイレンサ34とを含むことができる。吸気サイレンサシステム18は、吸入空気の流れに関連する「騒音」を必要なレベルにまで低減しながら、燃焼用吸入空気をタービンエンジン12の圧縮機24に送る。サイレンサハウジング32と箱型サイレンサ34とを含む吸気サイレンサシステム18の更なる詳細が以下に示されている。
ガスタービンエンクロージャ換気排気システム22は、空気流を生成して、ガスタービンエンクロージャ14からガスタービンエンジン12による熱及び排気生成物を取り除くように動作する1つ以上の換気ファンを含むことができる。加えて、ガスタービンエンクロージャ換気排気システム22は、ガスタービンエンジン12及びガスタービンエンクロージャ14からの熱及び排気生成物を含む空気流を制御するダンパーを含むことができる。特に、ダンパーは、ガスタービンエンクロージャ換気排気の空気を吸気システム16に送ること及び/又は外界に排気することができる。
ガスタービンシステム10は、図1に示されていない幾つかの他の構成要素を含むことができることが理解される。例えば、ガスタービンシステム10は、ガスタービンエンジン12の圧縮機24及びタービン28に動作可能に結合されたシャフトを含むことができる。シャフトは、例えば、発電用途向けの発電機などの負荷に接続することができる。また、コントローラを利用して、ガスタービンシステム10の運転を制御することができる。他の構成要素は、ガスタービン燃焼排気20に関する騒音を低減するための排気サイレンサと、ガスタービンエンクロージャ換気排気システム22に関する騒音を低減するための換気サイレンサとを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
図2は、サイレンサハウジング32及び箱型サイレンサ34を備えた図1に示す吸気サイレンサシステム18の斜視図である。様々な実施形態のサイレンサハウジング32は、エンクロージャ、容器、チャンバ、フレーム構造などの形態をとることができる。図2に示すように、サイレンサハウジング32は、閉じた第1の端部36と空気が通過できるように開いた第2の端部38とを有する一対の対向する端部と、第1の端部36と第2の端部38との間に延在する一対の対向する側壁40とを有することができる。サイレンサハウジング32の対向する側壁40は開いて、側壁の各々が、デュアル構造吸気システム16の一方から側壁を通る吸入空気の垂直流を受け入れるように動作することができる。例えば、側壁40は、吸入空気を側壁に供給する吸気システム16(図1)のうちの1つから燃焼用吸入空気の流れを受け入れることができる。箱型サイレンサ34は、第1の端部36の近くにおいてサイレンサハウジング32の側壁40に流入する燃焼用吸入空気を受け入れ、その吸気を、圧縮機24と流体連通する開口がある第2の端部38に導く。本明細書において、用語「流体連通する」は、流体が流れることを可能にする流路が存在していることを意味する。このようにして、箱型サイレンサ34の第2の端部38は、燃焼用吸入空気の流れをガスタービンエンジン12の圧縮機24に向けることができる。
サイレンサハウジング32、対向する端部36及び38、並びに側壁40は、いくつかの方法のうちの1つの方法によって構成することができる。一実施形態では、サイレンサハウジング32は、矩形又は正方形の形状を有することができる。更に、端部36及び38を、垂直延在部材54によって支持することができる。図2には図示されていないが、端部36及び38の垂直延在部材54に加えて、又はその代わりに、水平延在部材を使用できることが理解される。
開放端38は、開放端38を貫くように形成された開口部56を有することができる。この態様において、サイレンサ34の移行部分58が開口部56及びタービンエンジン12の圧縮機24と流体連通するように、サイレンサ34を開口部56に取り付けることができる。図2に示されるように、サイレンサ34の移行部分58は、間隔を置いて平行に配置された複数の垂直バッフル42の第2の端部48の下流に位置させることができる。本明細書において、「下流」及び「上流」は、ガスタービンシステムを流れる作動流体などの流体の流れ、例えば、吸気システムを流れる空気の流れ又はガスタービンエンジンの複数の構成要素のうちの1つの構成要素を流れる空気の流れに対する方向を示す用語である。用語「下流」は、流体の流れの方向に対応し、用語「上流」は、流体の流れとは反対の方向を意味する。
サイレンサハウジング32の対向する側壁40はスクリーン60を含むことができ、スクリーン60は、吸気システム16からの吸入空気の流れを通過させることができる。更に、サイレンサハウジング32の側壁40のスクリーン60を使用して、サイレンサハウジング32及びサイレンサ34に流入してしまうとサイレンサハウジング32及びサイレンサ34の構成要素並びにガスタービンエンジン12に関連する構成要素を損傷させてしまう恐れがあるFOD(Foreign Object Debris)を除去することができる。図2に示すように、側壁40のスクリーン60は、垂直延在部材54及び水平延在部材62によって支持することができる。
図2は、サイレンサハウジング32が、ハウジングの形状に影響を与えたりハウジングを支持することに寄与する追加の構造部材を含んでもよいことを示している。例えば、サイレンサハウジング32の上部領域64及び底部領域66は、これらの領域の幅を横切って延在し間隔を置いて配置された複数の構造部材68を含むことができる。構造部材68としては、サイレンサハウジング32の他の領域の垂直延在部材54及び水平延在部材62と同様に、ロッド、支持脚、支柱などがあるが、これらに限定されるものではない。図2は、間隔を置いて配置された構造部材68を有する上部領域64及び底部領域66を示しており、構造部材68は、上部領域64及び底部領域66の幅方向に延在しているが、幅方向に延在する構造部材68の代わりに又は幅方向に延在する構造部材68に加えて、構造部材68を、長手方向に延在させてもよいことが理解される。
箱型サイレンサ34は、サイレンサハウジング32の内部44に、間隔を置いて平行に配置された複数の垂直バッフル又はパネル42を含むことができる。複数の垂直バッフルの各々は平坦で、他のバッフルとコプラナー(co-planar)とすることができる。一実施形態では、間隔を置いて垂直に配置されたバッフル42は、サイレンサハウジング32の第1の端部36(すなわち、バッフルの吸気入口側)に面する第1の端部46と、サイレンサハウジング32の第2の端部38(すなわち、バッフルの吸気出口側)に面する第2の端部48を有することができる。図2に示すように、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の各々は、サイレンサハウジング32の第1の端部36と第2の端部38との間に平板状に延在することができる。バッフル42は、サイレンサハウジング32の第1の端部36の近くで吸入空気の垂直流を受け、吸入空気がサイレンサハウジングの第2の端部38に向かって流れ、第2の端部38を通って圧縮機24に流れるように動作可能である。
一実施形態では、間隔を置いて垂直に配置されたバッフル42は、吸気システム16によってガスタービンエンジン12に供給される吸入空気によって生じる音を実質的に減衰させるための音響消音材料を有する音響ライナー層を含むことができる。例えば、音響ライナー層は、吸入空気が流れるバッフル42の表面に配置することができ、吸入空気は、バッフル42を流れてからタービンエンジン12の圧縮機24に流入する。サイレンサ34は、バッフル42に加えて他の構成要素に配置される音響ライナー層を有してもよいことが理解される。例えば、音響ライナー層は、移行部分58の表面に配置することができる。バッフル42及び移行部分58に配置することができる音響ライナー層を形成する音響消音材料としては、高密度フォーム(例えば、メラミンフォーム、ポリウレタンフォーム)、絶縁ビニル、吸音板、ガラス繊維、並びに他の同様の種類の遮音材料、防音材料、及び吸音材料などの、音を減衰するための従来の任意のライナー層材料があるが、これらの材料に限定されることはない。
一実施形態では、バッフル42は、プラスチック材料を含むことができる。一般に、材料が温度、動作寿命、振動、環境腐食などの動作条件の要求を満たす限り、多種多様なプラスチック材料が使用するのに適している。バッフル42にプラスチック材料を使用することにより、サイレンサ34を従来のサイレンサと比較して軽量にすることができる。バッフル42を軽量化し、バッフル42のデザインを単純にすることにより、サイレンサ34を容易且つ経済的に製造することができる。更に、プラスチックによって、バッフルが、3D印刷などの付加製造技術(3D印刷に限定されることはない)を用いた製造に適するようにすることができる。
バッフルは、プラスチックに加えて、他の材料から作製できることが理解される。使用できる材料の例示列挙には、複合材料、金属材料、及び金属/非金属複合材料が含まれる。
図2及び図3~図5に示すように、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42は、対称的な形状にすることができる。例えば、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の第1の端部46及び第2の端部48は、中央に配置されたバッフル50に対して又はサイレンサの中央垂直面に対して対称的な形状を有している。一実施形態では、図2に示すように、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の第1の端部46からサイレンサハウジング32の第1の端部36までの距離は、中央に配置されたバッフル50から、サイレンサハウジング32の対向する側壁40の両方に向かって各バッフルに連続的に移動するに従って、次第に増加させることができる。同様に、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の第2の端部48から、サイレンサハウジング32の第2の端部38までの距離は、中央に配置されたバッフル50から、サイレンサハウジング32の対向する側壁40の両方に向かって各バッフルに連続的に移動するに従って、次第に増加させることができる。バッフル42が対称性を有しており、更にバッフルはモジュールで実装することができるので、サイレンサを製造するための経済的費用が低減されること及び軽量にすることができるというサイレンサ34の前述の利点に貢献する。第1の端部46と第2の端部48の両方において間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の更なる詳細は、図3~図5に関して以下により詳細に記載される。
図2には、吸気サイレンサ18は、サイレンサハウジング32内で箱形サイレンサ34を安定させるための複数の支柱52を含むこともできることが示されている。一実施形態では、支柱52は、サイレンサハウジング32の一対の対向する端部36及び38、一対の対向する側壁40、及び間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の最も外側のバッフルの側面に結合することができる。一実施形態では、支柱52は、サイレンサハウジング32の側壁40の内側に配置することができる。このようにして、支柱52を、サイレンサハウジング32及びバッフル42に対する構造的構成要素として機能させることができる。特に、支柱52は、任意の機械的な結合技術(機械的締結具、溶接、ろう付け、結束などを含むが、これらに限定されることはない)によって、サイレンサハウジング32の一対の対向する端部36及び38、一対の対向する側壁40、及び間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の外側の側面に結合することができる。別の実施形態では、支柱52は、サイレンサハウジング32の一対の対向する端部36及び38、一対の対向する側壁40、及び間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の外側の側面に係合するための基部を含むことができ、恒久的に結合する(例えば、溶接、ろう付け)必要が無いようにすることができる。
図3~図5は、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42と移行部分58とを含むサイレンサ34のさらなる詳細を示している。例えば、図3~図5は、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の第2の端部48が、中央に配置されたバッフル50に向かって鋭く内側に角度をつけられていることを示している。これらの図では、バッフル42は、サイレンサハウジング32の側壁40に対して示されていないが、サイレンサハウジング32の対向する側壁40の両方から、中央に配置されたバッフル50に向かう複数のバッフルの各々の第2の端部48は、中央に配置されたバッフルに向かって鋭く内側に角度を付けられている。
バッフル42の第2の端部48を更に明確に示している図4は、バッフルの第2の端部の角度を示している。図4に示されるように、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の各々の第2の端部48は、テーパ形状のプロファイルを有している。一実施形態では、各バッフル42の第2の端部48は、バッフルの水平に延在する領域の中央部分72に接して概ね平坦である第1の部分70と、鋭く角度が付けられた第2の部分74とを有することができる。
図4は更に、バッフル42の第1の部分70及び第2の部分74の各々が、下方に傾斜した傾きを有することを示している。一実施形態では、バッフル42のこれらの部分は、バッフルの水平に延在する領域の中央部分72が第1の部分70と接する位置76から緩やかな下りの部分を含んでいる。例えば、第1の部分70の緩やかな下りの傾斜部分を、バッフルの水平に延在する対応する領域の中央部分72から緩やかに下方に傾斜させることができ、第2の部分74の緩やかな下りの傾斜部分を、第1の部分70から緩やかに下方に傾斜させることができる。バッフルの第2端部48における下方に傾斜した傾きは、圧縮機24の入口において吸入空気を均一に流す(均一な流速を含む)ことができるという点で有益である。吸入空気の流れを均一にするだけでなく、バッフル42の端部の末端は、圧縮機24の入口への流れが、低い圧力損失でスムーズになるようにする役割も果たす。
バッフル42の第2の端部48におけるこれらの特徴は、バッフル42の第1の端部46のプロファイルによって提供される利点を補完するものである。例えば、垂直バッフルは、バッフルの吸気入口側に近接する第1の端部46において、入口側における空気がスムーズに流れるようにするために、丸みのあるプロファイルを有することができる。この結果、吸入空気の流れが均一になり、これによって、空気が圧縮機24に流入する前に、バッフルの第2の端部48(すなわち、バッフルの吸入空気出口側)における圧力損失が低減される。バッフル42の第2の端部48におけるテーパ状で角度が付けられたプロファイルによって、サイレンサ34は、吸入空気を、低い圧力損失及び低い音響挿入損失で圧縮機24に導くことができる。
上述のように、サイレンサ34は移行部分58を含んでいる。移行部分58は、サイレンサハウジング32の開口部56に取り付けられ、タービンエンジン12の圧縮機24と流体連通している。図2に示されるように、移行部分58は、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42の第2の端部48と、サイレンサハウジング32の第2の端部38に、動作可能に結合される。これにより、移行部分58は、吸入空気をサイレンサハウジング32の第2の端部38に向けることができる。特に、移行部分は、吸入空気が圧縮機24に向かって流れるときに、吸入空気の流路を狭くするのに役立つことができる。
図2、図3及び図5は、移行部分58を更に詳細に示す。図2、図3及び図5に示すように、移行部分58は、バッフル42の第2の端部48に隣接して配置されたテーパ部分78と、テーパ部分78に隣接して配置された円筒部分80とを含むことができる。テーパ部分78は、吸入空気の流路を狭めることができる。このようにして、吸入空気の流れを実質的に狭めることができ、吸入空気は、円筒部分80と、サイレンサハウジング32の第2の端部38に形成された開口部56とに直接流れて圧縮機24に流入し、吸入空気の流路が更に方向変換されたり狭められることはない。一実施形態では、テーパ部78は、実質的に円錐台形状の部分を含んでもよい。代替の実施形態では、テーパ部分78は、ガスタービンエンジン12の圧縮機24に吸入空気を導くための実質的にテーパ状の側壁を含む従来の任意の形状物体を含んでもよい。
図2~図5に示すような様々な実施形態はサイレンサ34が箱型であることを示しているが、サイレンサハウジング32、及び間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフル42を含むサイレンサは、他の多角形の構造に形成できることが理解される。したがって、様々な実施形態は、図2~図5に示されている箱型のサイレンサハウジング32とサイレンサ34のバッフル42の構成に限定されることが意図されているものではない。特に、サイレンサハウジング32及びサイレンサ34のバッフル42は、いくつかの多角形状のうちのいずれか1つの形状を有するように構成することができる。例えば、サイレンサハウジング32及びサイレンサ34のバッフル42は、以下に限定されることはないが、六角形、六角柱、及び長方形の形状を有することができる。これら全ての形状は、間隔を置いて垂直に配置された複数のバッフルであって、吸入空気の垂直流を受け、吸入空気をガスタービンエンジンの圧縮機に向けることができる複数のバッフルの実装に適している。更に、垂直バッフルに関係するモジュール設計が使用されるので、これらの異なる多角形の形状は、ある限られた空間に実装することに適している。これらの実装のためには、複数のバッフル42は、バッフルを形成するために使用される多角形の形状に一致するように、異なるサイズに形成されることが理解される。
また、サイレンサ34の間隔を置いて垂直に配置されたバッフル42は、図2~図4に示された実施形態とは異なっていてもよいことが理解される。例えば、バッフル42は、音響消音材料の層状複合レンガとして配置することができる。図5は、吸気サイレンサシステム用の垂直バッフル42の斜視図であり、各バッフルが音響消音材料の複数の層状複合レンガ82を含んでいる。図5に示すように、音響消音材料の複数の層状複合レンガ82は、バッフル42の第1の端部46とバッフルの第2の端部48との間で垂直方向及び水平方向に広がるようにすることができる。音響消音材料のレンガ82は、前述の材料のうちの任意の材料を含むことができる。
音響消音材料のレンガ82は、既知のいくつかの結合手法のうちの1つの手法で互いに結合することができる。例えば、音響消音材料のレンガ82は、嵌合インターロック構造によって互いに結合することができる。他の手法としては、嵌合インターロック構造(例えば、連結型の雄ジョイント部と雌ジョイント部)、嵌合レール部、嵌合ダブテールジョイント、嵌合型のフック-スロットジョイント、嵌合ラッチ、嵌合スナップ式結合部、又はそれらの任意の組合せ等の、構造リブ若しくは構造支持体、嵌合ジョイント、ロック可能な継手があるが、これらに限定されるものではない。このようにして、音響消音材料の複数のレンガ82を結合して、サイレンサ34のバッフル42ごとに行列に配列された音響消音材料のレンガ82を形成することができる。
サイレンサ34及びサイレンサハウジング32は、吸気システム16に対して使用することが記載されているが、様々な実施形態は、ガスタービンシステムにおいて騒音を除去することが望まれる他の部分で適用可能であることが理解される。例えば、様々な実施形態を、ガスタービン燃焼排気部及びガスタービンエンクロージャ換気排気システムに対して使用することができるサイレンサに適用することができる。
したがって、本明細書に記載されたような様々な実施形態の箱型サイレンサは、ガスタービンシステム用の吸気サイレンサの技術分野に関し、吸気システムからガスタービンエンジンの圧縮機部への吸入空気の流れに生じ得る圧力損失を含む技術課題に対する解決法を提示する点で、産業上利用できる可能性があることは明らかである。様々な実施形態の箱型サイレンサの技術的効果としては、サイレンサが圧力降下を小さくできること、サイレンサが小型であり狭い場所への配置に適していること、サイレンサを高い費用対効果で容易に製造できることが挙げられる。
主題の開示の図示された実施形態の上記の説明(要約に記載されたことを含む)は、考えられる全てのものが含まれていることを意図するものではなく、開示された実施形態が、正確な形態を開示しているものに限られていることを意図するものでもない。特定の実施形態及び実施例が例示目的で本明細書に記載されているが、当業者が認識できるような実施形態及び実施例の範囲内で考えられる様々な変更が可能である。例えば、異なる実施形態の部品、構成要素、ステップ、及び態様を、本開示に記載されていない又は図面に示されていないとしても、他の実施形態に組み合わせることができ、他の実施形態で適切に使用することもできる。したがって、本明細書に含まれる発明の範囲から逸脱することなく、上記の発明において或る変更を加えることができるので、添付図面に示される上記の全ての対象は、単に本明細書において発明の概念を示す実施例として解釈され、発明を限定するものとして解釈されるべきではないことが意図される。
この点に関して、開示された対象は、様々な実施形態及び対応する図とともに説明されてきたが、適用可能な場合は、他の同様の実施形態を用いることができ、又は、開示された対象から逸脱することなく、開示された対象と同一の機能、開示された対象と類似の機能、開示された対象の代替の機能、若しくは開示された対象の代わりとなる機能を実行するために、記載された実施形態を修正すること及び記載された実施形態に追加をすることが可能であることが理解されるべきである。したがって、開示された対象は、本明細書に記載された任意の単一の実施形態に限定されるべきではなく、その広さ及び範囲については、以下の請求項に従って解釈されるべきである。例えば、本発明の「一実施形態」に対して言及されていることは、列挙された特徴も組み込んだ追加の実施形態の存在を排除するものとして解釈されることを意図しているものではない。
特許請求の範囲において、用語「含む」及び「で」は、それぞれの用語「含む」及び「で」の平易な英語の等価物として使用される。更に、以下の特許請求の範囲において、「第1」、「第2」、「第3」、「上」、「下」、「底」、「頂」などの用語は、単にラベルとして使用され、対象に数値的要件又は位置的要件を課すことを意図するものではない。用語「実質的に」、「一般的に」、及び「約」は、構成要素又はアセンブリの機能的な目的を達成するのに適した理想的な所望の条件に対して、合理的に達成可能な製作公差内及び組立公差内の条件を示すものである。更に、以下の請求項の限定は、「手段」の前に他の構造の記載の無い機能の記述が明示的に使用されていない限り、及び「手段」の前に他の構造の記載の無い機能の記述が明示的に使用されるまで、ミーンズ・プラス・ファンクション形式で記載されておらず、また、ミーンズ・プラス・ファンクション形式で記載されいると解釈されることを意図するものではない。
更に、用語「又は」は、排他的な「又は」ではなく、包含的な「又は」を意味することが意図されている。つまり、特に別段の定めがない限り、あるいは文脈から明らかな場合を除き、「XはA又はBを使用する」は、包括的で自然な任意の組合せを意味することが意図されている。つまり、XがAを使用する、XがBを使用する、又はXがAとBの両方を使用する場合、これらのいずれの例も、「XはA又はBを使用する」を満たすことになる。更に、本明細書及び添付図面で使用される冠詞「a」及び「an」は、別段の定めがない限り、又は文脈から単数形であることが明らかでない限り、一般には、「1つ以上」を意味すると解釈されるべきである。
以上説明してきたことは、開示された対象を例示したシステム及び方法の例を含む。もちろん、構成要素又は方法論のすべての組み合わせを本明細書で説明することは不可能である。当業者であれば、請求項に記載された対象の他の多くの組み合わせ及び並べ替えが可能であることを認識することができる。更に、用語「備える」、「有する」、「所有する」などが、詳細な説明、特許請求の範囲、付属書類、及び図面において使用される場合、このような用語は、用語「含む」が請求項において移行語として使用されるときに解釈されるのと同様に包括的なものであることが意図される。すなわち、反対のことが明示的に記載されていない限り、特定の特性を有する単一の要素又は複数の要素を「含む」、「備える」、又は「有する」実施形態は、その特性を有していない上述の追加の要素を含むことができる。
本明細書は、実施例を使用して、最良の形態を含む本発明のいくつかの実施形態を開示するものであり、また、当業者が、任意の装置又はシステムを製造及び使用すること並びに組み込まれた方法を実行することを含む本発明の実施形態を実施することを可能にするものである。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思いつく他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、当該他の実施例が請求項の字義通りの文言と異なっていない構造要素を有する場合、又は当該他の実施例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、特許請求の範囲内にあることが意図される。
本発明のさらなる態様は、以下の対象によって提供される。
[実施形態1]
閉じた第1の端部と空気が通過できるように開いた第2の端部とを有する一対の対向する端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間に延在する一対の対向する側壁とを有し、前記側壁の各々が吸入空気の垂直流を受け入れるサイレンサハウジング、及び前記サイレンサハウジング内に、間隔を置いて配置された複数の垂直バッフルを含むサイレンサであって、間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの各々は、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に延在し、間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルは、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部の近くで吸入空気の前記垂直流を受け、前記吸入空気が前記サイレンサハウジングの前記第2の端部に向かって流れるようにする、サイレンサを含む、ガスタービンシステム用の吸気サイレンサシステム。
[実施形態2]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの第1の端部及び第2の端部は、中央に配置されたバッフル又はサイレンサの中央垂直面に対して対称的な形状である、実施形態1に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態3]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの前記第1の端部から前記サイレンサハウジングの前記第1の端部までの距離は、前記中央に配置されたバッフルから、前記サイレンサハウジングの前記対向する側壁の両方に向かって各バッフルに連続的に移動するに従って、次第に増加する、実施形態1又は2に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態4]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの前記第2の端部から前記サイレンサハウジングの前記第2の端部までの距離は、前記中央に配置されたバッフルから、前記サイレンサハウジングの前記対向する側壁の両方に向かって各バッフルに連続的に移動するに従って、次第に増加する、実施形態1~3のうちのいずれか1つの実施形態に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態5]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの前記第2の端部は、前記サイレンサハウジングの前記対向する側壁の両方から前記中央に配置されたバッフルに向かうに従って、中央に配置されたバッフルに向かって鋭く内側に角度がつけられている、実施形態1~4のうちのいずれか1つの実施形態に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態6]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの各々の第1の端部は、丸みのあるプロファイルを有している、実施形態1~5のうちのいずれか1つの実施形態に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態7]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの前記第2の端部は、テーパ形状のプロファイルを有する、実施形態1~6のうちのいずれか1つの実施形態に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態8]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの前記第2の端部は、前記バッフルの水平に延在する領域の中央部分に接して概ね平坦である第1の部分と、鋭く角度が付けられた第2の部分とを有する、実施形態1~7のうちのいずれか1つの実施形態に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態9]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの各々の前記第1の部分及び前記第2の部分は、緩やかな下りの傾斜部分を有しており、前記第1の部分の前記緩やかな下りの傾斜部分は、前記バッフルの水平に延在する対応する領域の前記中央部分から緩やかに下方に傾斜し、前記第2の部分の前記緩やかな下りの傾斜部分は、前記第1の部分から緩やかに下方に傾斜する、実施形態1~8のうちのいずれか1つの実施形態に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態10]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの第2の端部を、前記サイレンサハウジングの第2の端部に動作可能に結合する移行部分を更に含み、前記移行部品は、吸入空気を前記サイレンサハウジングの第2の端部に向けるように適合されている、実施形態1~9のうちのいずれか1つの実施形態に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態11]
前記移行部分は、間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの第2の端部に動作可能に結合されるテーパ部分と、前記サイレンサハウジングの前記第2の端部に動作可能に結合される円筒部分とを含み、前記テーパ部分の幅は、前記円筒部分に向かって次第に減少する、実施形態1~10のうちのいずれか1つの実施形態に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態12]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの各々は、音響消音材料の複数の層状複合レンガを含み、音響消音材料の前記複数の層状複合レンガは、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間で垂直方向及び水平方向に広がる、実施形態1~11のうちのいずれか1つの実施形態に記載の吸気サイレンサシステム。
[実施形態13]
吸入空気の流れを供給する吸気システムと、
前記吸気システムを流れる吸入空気の流れに関連する騒音を低減するための吸気サイレンサシステムであって、前記吸気サイレンサシステムは、
閉じた第1の端部と空気が通過できるように開いた第2の端部とを有する一対の対向する端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間に延在する一対の対向する側壁とを有し、前記側壁の各々が、前記吸気システムからの吸入空気の垂直流を受け入れるサイレンサハウジング、及び
前記サイレンサハウジング内に、間隔を置いて平行に配置された複数の垂直バッフルを有するサイレンサであって、前記複数の垂直バッフルの第1の端部が前記サイレンサハウジングの前記第1の端部に対向し、前記複数の垂直バッフルの第2の端部が前記サイレンサハウジングの前記第2の端部に対向し、前記複数の垂直バッフルの各々は、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に平坦に延在し、前記複数の垂直バッフルは、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部の近くで吸入空気の前記垂直流を受け、前記吸入空気が前記サイレンサハウジングの前記第2の端部に向かって流れるようにする、サイレンサを含む、吸気サイレンサシステムと、
ガスタービンエンジンであって、
前記吸気サイレンサシステムに動作可能に結合され、前記サイレンサハウジングの前記第2の端部を通過する前記吸入空気を受け入れる圧縮機、
前記圧縮機に流体的に結合された燃焼器、及び
前記圧縮機及び前記燃焼器に動作可能に結合されたタービン部品を含むガスタービンエンジンと
を含む、ガスタービンシステム。
[実施形態14]
前記複数の垂直バッフルの前記第1の端部及び前記第2の端部は、中央に配置されたバッフル又は前記サイレンサの中央垂直面に対して対称的な形状である、実施形態13に記載のガスタービンシステム。
[実施形態15]
前記複数の垂直バッフルの各々の前記第1の端部は、丸みのあるプロファイルを有している、実施形態13又は14に記載のガスタービンシステム。
[実施形態16]
前記複数の垂直バッフルの各々の前記第2の端部は、テーパ形状のプロファイルを有する、実施形態13~15のうちのいずれか1つの実施形態に記載のガスタービンシステム。
[実施形態17]
前記複数の垂直バッフル(42)の各々の前記第2の端部(48)は、前記バッフルの水平に延在する領域の中央部分に接して概ね平坦である第1の部分と、鋭く角度が付けられた第2の部分とを有する、実施形態13~16のうちのいずれか1つの実施形態に記載のガスタービンシステム。
[実施形態18]
間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフルの各々の前記第1の部分及び前記第2の部分は、緩やかな下りの傾斜部分を有しており、前記第1の部分の前記緩やかな下りの傾斜部分は、前記バッフルの水平に延在する対応する領域の前記中央部分から緩やかに下方に傾斜し、前記第2の部分の前記緩やかな下りの傾斜部分は、前記第1の部分から緩やかに下方に傾斜する、実施形態13~17のうちのいずれか1つの実施形態に記載のガスタービンシステム。
[実施形態19]
前記複数の垂直バッフルの各々は、音響消音材料の複数の層状複合レンガを含み、音響消音材料の前記複数の層状複合レンガは、前記サイレンサハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間で垂直方向及び水平方向に広がる、実施形態13~18のうちのいずれか1つの実施形態に記載のガスタービンシステム。
[実施形態20]
前記吸気システム、前記吸気サイレンサシステム、及び前記ガスタービンエンジンは、航空転用型ガスタービンシステムの一部を形成する、実施形態13~19のうちのいずれか1つの実施形態に記載のガスタービンシステム。
10 ガスタービンシステム
12 ガスタービンエンジン
18 吸気サイレンサシステム
24 コンプレッサー
26 燃焼器
28 タービン部品
32 サイレンサハウジング
36 第1の端部
38 第2の端部
40 側壁
42 複数の垂直方向に、間隔をあけたバッフル
48 第2の端部
50 中央に配置されたバッフル
58 移行部品
72 中央部
74 第2セクション
78 テーパー部分
80 円筒部分
82 層状複合レンガ

Claims (15)

  1. 閉じた第1の端部(36)と空気が通過できるように開いた第2の端部(38)とを有する一対の対向する端部と、前記第1の端部(36)と前記第2の端部(38)との間に延在する一対の対向する側壁(40)とを有し、前記側壁(40)の各々が吸入空気の垂直流を受け入れるサイレンサハウジング(32)、及び
    前記サイレンサハウジング(32)内に、間隔を置いて配置された複数の垂直バッフル(42)を含むサイレンサ(34)であって、間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の各々は、前記サイレンサハウジング(32)の前記第1の端部(36)と前記第2の端部(38)との間に延在し、間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)は、前記サイレンサハウジング(32)の前記第1の端部(36)の近くで吸入空気の前記垂直流を受け、前記吸入空気が前記サイレンサハウジング(32)の前記第2の端部(38)に向かって流れるようにする、サイレンサ(34)
    を含む、ガスタービンシステム(10)用の吸気サイレンサシステム(18)。
  2. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の第1の端部(46)及び第2の端部(48)は、中央に配置されたバッフル(50)又はサイレンサ(34)の中央垂直面に対して対称的な形状である、請求項1に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  3. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の前記第1の端部(46)から前記サイレンサハウジング(32)の前記第1の端部(36)までの距離は、前記中央に配置されたバッフル(50)から、前記サイレンサハウジング(32)の前記対向する側壁(40)の両方に向かって各バッフルに連続的に移動するに従って、次第に増加する、請求項2に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  4. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の前記第2の端部(48)から前記サイレンサハウジング(32)の前記第2の端部(38)までの距離は、前記中央に配置されたバッフル(50)から、前記サイレンサハウジング(32)の前記対向する側壁(40)の両方に向かって各バッフルに連続的に移動するに従って、次第に増加する、請求項2に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  5. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の前記第2の端部(48)は、前記サイレンサハウジング(32)の前記対向する側壁(40)の両方から前記中央に配置されたバッフル(50)に向かうに従って、前記中央に配置されたバッフル(50)に向かって鋭く内側に角度がつけられている、請求項2に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  6. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の各々の第1の端部(46)は、丸みのあるプロファイルを有している、請求項1に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  7. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の前記第2の端部(48)は、テーパ形状のプロファイルを有する、請求項1に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  8. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の前記第2の端部(48)は、前記バッフルの水平に延在する領域の中央部分(72)に接して概ね平坦である第1の部分(70)と、鋭く角度が付けられた第2の部分(74)とを有する、請求項7に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  9. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の各々の前記第1の部分(70)及び前記第2の部分(72)は、緩やかな下りの傾斜部分を有しており、前記第1の部分(70)の前記緩やかな下りの傾斜部分は、前記バッフルの水平に延在する対応する領域の前記中央部分から緩やかに下方に傾斜し、前記第2の部分(74)の前記緩やかな下りの傾斜部分は、前記第1の部分(70)から緩やかに下方に傾斜する、請求項8に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  10. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の第2の端部(48)を、前記サイレンサハウジング(32)の第2の端部(38)に動作可能に結合する移行部分(58)を更に含み、前記移行部分(58)は、吸入空気を前記サイレンサハウジング(32)の第2の端部(38)に向けるように適合されている、請求項1に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  11. 前記移行部分(58)は、間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の第2の端部(48)に動作可能に結合されるテーパ部分(78)と、前記サイレンサハウジング(32)の前記第2の端部(38)に動作可能に結合される円筒部分(80)とを含み、前記テーパ部分(78)の幅は、前記円筒部分(80)に向かって次第に減少する、請求項10に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  12. 間隔を置いて配置された前記複数の垂直バッフル(42)の各々は、音響消音材料の複数の層状複合レンガ(82)を含み、音響消音材料の前記複数の層状複合レンガ(82)は、前記サイレンサハウジング(32)の前記第1の端部(36)と前記第2の端部(38)との間で垂直方向及び水平方向に広がる、請求項1に記載の吸気サイレンサシステム(18)。
  13. 吸入空気の流れを供給する吸気システム(16)と、
    前記吸気システム(16)を流れる吸入空気の流れに関連する騒音を低減するための吸気サイレンサシステム(18)であって、前記吸気サイレンサシステム(18)は、
    閉じた第1の端部(36)と空気が通過できるように開いた第2の端部(38)とを有する一対の対向する端部と、前記第1の端部(36)と前記第2の端部(38)との間に延在する一対の対向する側壁(40)とを有し、前記側壁(40)の各々が、前記吸気システム(16)からの吸入空気の垂直流を受け入れるサイレンサハウジング(32)、及び
    前記サイレンサハウジング(32)内に、間隔を置いて平行に配置された複数の垂直バッフル(42)を有するサイレンサ(34)であって、前記複数の垂直バッフル(42)の第1の端部(46)が前記サイレンサハウジング(32)の前記第1の端部(36)に対向し、前記複数の垂直バッフル(42)の第2の端部(48)が前記サイレンサハウジング(32)の前記第2の端部(38)に対向し、前記複数の垂直バッフル(42)の各々は、前記サイレンサハウジング(32)の前記第1の端部(36)と前記第2の端部(38)との間に平坦に延在し、前記複数の垂直バッフル(42)は、前記サイレンサハウジング(32)の前記第1の端部(36)の近くで吸入空気の前記垂直流を受け、前記吸入空気が前記サイレンサハウジング(32)の前記第2の端部(38)に向かって流れるようにする、サイレンサ(34)を含む、吸気サイレンサシステム(18)と、
    ガスタービンエンジン(12)であって、
    前記吸気サイレンサシステム(18)に動作可能に結合され、前記サイレンサハウジング(32)の前記第2の端部(38)を通過する前記吸入空気を受け入れる圧縮機(24)、
    前記圧縮機(24)に流体的に結合された燃焼器(26)、及び
    前記圧縮機(24)及び前記燃焼器(26)に動作可能に結合されたタービン部品(28)を含むガスタービンエンジン(12)と
    を含む、ガスタービンシステム(10)。
  14. 前記複数の垂直バッフル(42)の各々は、音響消音材料の複数の層状複合レンガ(82)を含み、音響消音材料の前記複数の層状複合レンガ(82)は、前記サイレンサハウジング(32)の前記第1の端部(36)と前記第2の端部(38)との間で垂直方向及び水平方向に広がる、請求項13に記載のガスタービンシステム(10)。
  15. 前記吸気システム(16)、前記吸気サイレンサシステム(18)、及び前記ガスタービンエンジン(12)は、航空転用型ガスタービンシステムの一部を形成する、請求項13に記載のガスタービンシステム(10)。


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