JP3310931B2 - ガスタービン排気煙道 - Google Patents
ガスタービン排気煙道Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/24—Heat or noise insulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/24—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using sound-absorbing materials
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2310/00—Selection of sound absorbing or insulating material
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シンプルサイクル
およびバイパス煙突を有するコンバインドサイクルのガ
スタービン等に適用されるガスタービン排気煙道に関す
る。
およびバイパス煙突を有するコンバインドサイクルのガ
スタービン等に適用されるガスタービン排気煙道に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のシンプルサイクルのガスタービン
排気煙道の一例の側面断面を図８（ａ）に、コンバイン
ドサイクルのガスタービン排気煙道の一例の側面断面を
図９（ａ）に示す。なお、この排気煙道とは、排気ディ
フューザ２を介してガスタービン本体１に接続され排気
サイレンサ４が設けられた排気ダクト３と、これに接続
された排気煙突５又はバイパス煙突６の総称である。
排気煙道の一例の側面断面を図８（ａ）に、コンバイン
ドサイクルのガスタービン排気煙道の一例の側面断面を
図９（ａ）に示す。なお、この排気煙道とは、排気ディ
フューザ２を介してガスタービン本体１に接続され排気
サイレンサ４が設けられた排気ダクト３と、これに接続
された排気煙突５又はバイパス煙突６の総称である。
【０００３】上記従来のガスタービン排気煙道の壁の断
面構造は、通常、図８（ａ）中Ｇ部断面を表す図８
（ｂ）や、図９（ａ）中Ｉ部断面を表す図９（ｂ）に示
すように、保温材３２を内面板３１と外面板３３ではさ
んだ構造や、図８（ａ）中Ｈ部断面を表す図８（ｃ）や
図９（ａ）中Ｊ部を表す図９（ｃ）に示すように、外面
板５３の内側にキャスタブル５２を張った構造になって
おり、いずれも通気性と音響透過性のない構造になって
いた。
面構造は、通常、図８（ａ）中Ｇ部断面を表す図８
（ｂ）や、図９（ａ）中Ｉ部断面を表す図９（ｂ）に示
すように、保温材３２を内面板３１と外面板３３ではさ
んだ構造や、図８（ａ）中Ｈ部断面を表す図８（ｃ）や
図９（ａ）中Ｊ部を表す図９（ｃ）に示すように、外面
板５３の内側にキャスタブル５２を張った構造になって
おり、いずれも通気性と音響透過性のない構造になって
いた。
【０００４】また、図９（ａ）に示すように、排ガスボ
イラ８を介して煙突１０に接続されたボイラ入口ダクト
７の排気ダクト３との接続部に設けられたバイパスダン
パ９についても、通気性と音響透過性のない構造となっ
ており、バイパス運転時の図９（ａ）に示す排気煙道
は、気流及び音響特性が図８（ａ）に示す排気煙道のも
のとほぼ同等になっていた。
イラ８を介して煙突１０に接続されたボイラ入口ダクト
７の排気ダクト３との接続部に設けられたバイパスダン
パ９についても、通気性と音響透過性のない構造となっ
ており、バイパス運転時の図９（ａ）に示す排気煙道
は、気流及び音響特性が図８（ａ）に示す排気煙道のも
のとほぼ同等になっていた。
【０００５】さらに、従来のシンプルサイクルのガスタ
ービン排気煙道の他の例を図１０に示す。図１０（ａ）
はその側面断面図であり、この従来例においても排気煙
道とは、排気ディフューザ２を介してガスタービン本体
１に接続され排気サイレンサ４が設けられた排気ダクト
３と、これに接続された異形ダクト５ａと排気煙突５全
体の総称である。この排気煙道の立上部はその周囲に構
造体として枠状に組まれた架構１１によって支えられて
いる。排気煙突５の壁の断面構造は、通常、図１０
（ａ）中Ｋ部断面を表す図１０（ｂ）に示すようにし
て、外面板４１の内面に遮熱材４２をライニングした構
造や、同じく図１０（ａ）中Ｋ部断面を表す図１０
（ｃ）に示すように外面板６１の外面に空気層６２を介
して外装板６３を巻き付けた構造になっており、いずれ
も通気性と音響透過性のない構造になっていた。
ービン排気煙道の他の例を図１０に示す。図１０（ａ）
はその側面断面図であり、この従来例においても排気煙
道とは、排気ディフューザ２を介してガスタービン本体
１に接続され排気サイレンサ４が設けられた排気ダクト
３と、これに接続された異形ダクト５ａと排気煙突５全
体の総称である。この排気煙道の立上部はその周囲に構
造体として枠状に組まれた架構１１によって支えられて
いる。排気煙突５の壁の断面構造は、通常、図１０
（ａ）中Ｋ部断面を表す図１０（ｂ）に示すようにし
て、外面板４１の内面に遮熱材４２をライニングした構
造や、同じく図１０（ａ）中Ｋ部断面を表す図１０
（ｃ）に示すように外面板６１の外面に空気層６２を介
して外装板６３を巻き付けた構造になっており、いずれ
も通気性と音響透過性のない構造になっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のガ
スタービン排気煙道においては、ガスタービンの燃焼器
で発生する圧力脈動や排気高速流の乱れが煙道の共鳴周
波数で増幅され、煙突出口から１０〜３０Ｈｚの超低周
波音を放射し、超低周波音公害を引き起してトラブルを
発生することがあった。これは、煙突出口以外が音響的
に密閉されており、音場のダンピングが小さく、共鳴倍
率が高いために起こるものであり、良好な環境を維持す
る上で改善が望まれていた。
スタービン排気煙道においては、ガスタービンの燃焼器
で発生する圧力脈動や排気高速流の乱れが煙道の共鳴周
波数で増幅され、煙突出口から１０〜３０Ｈｚの超低周
波音を放射し、超低周波音公害を引き起してトラブルを
発生することがあった。これは、煙突出口以外が音響的
に密閉されており、音場のダンピングが小さく、共鳴倍
率が高いために起こるものであり、良好な環境を維持す
る上で改善が望まれていた。
【０００７】本発明は、従来のガスタービン排気煙道で
問題となった、かかる超低周波音公害を防止するため、
従来の排気煙道の配置の変更をしなくても音場のダンピ
ングが大きく共鳴倍率の低い特性を有し、超低周波音の
放射を抑制でき、またさらに構造的な強度を保持し、構
造の軽量化を可能とし、事故の発生も防止し得るガスタ
ービン排気煙道を提供することを課題とするものであ
る。
問題となった、かかる超低周波音公害を防止するため、
従来の排気煙道の配置の変更をしなくても音場のダンピ
ングが大きく共鳴倍率の低い特性を有し、超低周波音の
放射を抑制でき、またさらに構造的な強度を保持し、構
造の軽量化を可能とし、事故の発生も防止し得るガスタ
ービン排気煙道を提供することを課題とするものであ
る。
【０００８】（１）本発明は、ガスタービンの排ガスを
排出するガスタービン排気煙道において、同煙道の壁の
少なくとも一部を、多孔質材、多孔質保温材、流れ抵抗
の大きな金網、布又は膜状部材のいずれかよりなり数十
Ｈｚ以下の低周波音を十分透過する音響透過材料で形成
し、同音響透過材料が形状を保ちうるように同音響透過
材料を多孔板等の構造材で挟み又は枠で支持してなるこ
とを特徴としている。
排出するガスタービン排気煙道において、同煙道の壁の
少なくとも一部を、多孔質材、多孔質保温材、流れ抵抗
の大きな金網、布又は膜状部材のいずれかよりなり数十
Ｈｚ以下の低周波音を十分透過する音響透過材料で形成
し、同音響透過材料が形状を保ちうるように同音響透過
材料を多孔板等の構造材で挟み又は枠で支持してなるこ
とを特徴としている。
【０００９】上記において、ガスタービン排気煙道の壁
の少なくとも一部が、音響透過材料により形成されてい
るため、排気煙道内の音場のダンピング効果を増大さ
せ、共鳴倍率を低下させることが可能となり、ガスター
ビンが発生した強い超低周波音の外部への放出を抑制す
ることが可能となる。また、多孔質材、多孔質保温材、
金網、布又は膜状部材は、いずれも音を十分透過する材
料のため、上記音響透過材料は、外部への強い超低周波
音の放出を抑制することが可能となる。 また更に、音響
透過材料を同音響透過材料が形状を保ちうるように多孔
板等の構造材で挟み又は枠で支持しているため、音響透
過材料がそれ自身では形状を保持することができない材
料の場合にも、音響透過材料として活用することができ
る。
の少なくとも一部が、音響透過材料により形成されてい
るため、排気煙道内の音場のダンピング効果を増大さ
せ、共鳴倍率を低下させることが可能となり、ガスター
ビンが発生した強い超低周波音の外部への放出を抑制す
ることが可能となる。また、多孔質材、多孔質保温材、
金網、布又は膜状部材は、いずれも音を十分透過する材
料のため、上記音響透過材料は、外部への強い超低周波
音の放出を抑制することが可能となる。 また更に、音響
透過材料を同音響透過材料が形状を保ちうるように多孔
板等の構造材で挟み又は枠で支持しているため、音響透
過材料がそれ自身では形状を保持することができない材
料の場合にも、音響透過材料として活用することができ
る。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】（２）本発明は、ガスタービンの排ガスが
ガスタービン排気煙道より分岐される排ガスボイラを備
え、この分岐部にダンパが設けられたガスタービン排気
煙道において、同ダンパが数十Ｈｚ以下の低周波音を十
分透過する音響透過材料を多孔板又は枠で支持したもの
で形成されてなることを特徴としている。
ガスタービン排気煙道より分岐される排ガスボイラを備
え、この分岐部にダンパが設けられたガスタービン排気
煙道において、同ダンパが数十Ｈｚ以下の低周波音を十
分透過する音響透過材料を多孔板又は枠で支持したもの
で形成されてなることを特徴としている。
【００１５】上記において、ガスタービンの排ガスのガ
スタービン排気煙道と排ガスボイラの分岐部に設けられ
たダンパが、音響透過材料を多孔板又は枠で支持したも
のにより形成されているため、ガスタービンが発生した
音波はダンパを介して排ガスボイラへ伝搬される。
スタービン排気煙道と排ガスボイラの分岐部に設けられ
たダンパが、音響透過材料を多孔板又は枠で支持したも
のにより形成されているため、ガスタービンが発生した
音波はダンパを介して排ガスボイラへ伝搬される。
【００１６】この排ガスボイラへ伝搬した音波は、排ガ
スボイラのボリュームが大きいため、この排ガスボイラ
により吸収され、ガスタービン排気煙道から外部への強
い超低周波音の放出を抑制することが可能となる。
スボイラのボリュームが大きいため、この排ガスボイラ
により吸収され、ガスタービン排気煙道から外部への強
い超低周波音の放出を抑制することが可能となる。
【００１７】（３）本発明は、ガスタービンの排ガスを
排出するガスタービン排気煙道において、排気ダクトの
壁は通気性と音響透過性のない構造とし、排気煙突の壁
の少くとも一部を数十Ｈｚ以下の低周波音を十分透過す
る音響透過材料で形成して、同排気煙突を囲み配設され
た架構により同排気煙突を支持させてなることを特徴と
している。
排出するガスタービン排気煙道において、排気ダクトの
壁は通気性と音響透過性のない構造とし、排気煙突の壁
の少くとも一部を数十Ｈｚ以下の低周波音を十分透過す
る音響透過材料で形成して、同排気煙突を囲み配設され
た架構により同排気煙突を支持させてなることを特徴と
している。
【００１８】上記においては、排気煙突を音響透過性の
ある構造としたため超低周波音の放出を抑制できるとと
もに、排気ダクトからの可聴音の透過が防止され、排気
ガス噴出による事故のおそれがなく、排気煙突の壁構造
の軽量化、簡略化が可能となる。
ある構造としたため超低周波音の放出を抑制できるとと
もに、排気ダクトからの可聴音の透過が防止され、排気
ガス噴出による事故のおそれがなく、排気煙突の壁構造
の軽量化、簡略化が可能となる。
【００１９】（４）本発明は、上記発明（３）に記載の
ガスタービン排気煙道において、前記架構の形成する枠
の側面および天井の少くとも一部に防音パネルが取付け
られてなることを特徴としている。
ガスタービン排気煙道において、前記架構の形成する枠
の側面および天井の少くとも一部に防音パネルが取付け
られてなることを特徴としている。
【００２０】上記においては、さらに防音パネルにより
排気煙道から放射される騒音が吸音、減音される。
排気煙道から放射される騒音が吸音、減音される。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態に係るガ
スタービン排気煙道について、図１により説明する。な
お、本実施形態は、ガスタービンがシンプルサイクルの
場合である。
スタービン排気煙道について、図１により説明する。な
お、本実施形態は、ガスタービンがシンプルサイクルの
場合である。
【００２２】図１に示す本実施形態は、図１（ａ）に側
面断面で示すように排気ディフューザを介してガスター
ビン本体に接続され内部に排気サイレンサ４が設けられ
た排気ダクト３と、同排気ダクト３に接続された排気煙
突５よりなるガスタービン排気煙道であって、排気ダク
ト３の壁が、図１（ａ）中Ａ部断面を表す図１（ｂ）に
示すように多孔内面板３５と多孔外面板３７により多孔
質保温材３６を挟んで形成したサンドイッチ構造となっ
ており、また、排気煙突５の壁が、図１（ａ）中Ｂ部断
面を表す図１（ｃ）に示すように多孔外面板５７に多孔
質材５６を内張りした構造となっている。
面断面で示すように排気ディフューザを介してガスター
ビン本体に接続され内部に排気サイレンサ４が設けられ
た排気ダクト３と、同排気ダクト３に接続された排気煙
突５よりなるガスタービン排気煙道であって、排気ダク
ト３の壁が、図１（ａ）中Ａ部断面を表す図１（ｂ）に
示すように多孔内面板３５と多孔外面板３７により多孔
質保温材３６を挟んで形成したサンドイッチ構造となっ
ており、また、排気煙突５の壁が、図１（ａ）中Ｂ部断
面を表す図１（ｃ）に示すように多孔外面板５７に多孔
質材５６を内張りした構造となっている。
【００２３】上記の図１（ｂ），（ｃ）に示された構造
は、数十Ｈｚ以下の低周波音を十分透過する音響透過構
造であり、音は十分透過するが、排気ガスあるいは外気
は通さない程度の圧力損失を有する構造となっている。
この構造を形成するための具体的な材料としては、多孔
質保温材３６にはグラスウールやロックウール、多孔質
材５６には連通孔を有する発泡コンクリート、セラミッ
ク、吸音パネル、金網、布などが適用可能である。ま
た、多孔外面板５７については、多孔質材５６自体が十
分形状を保ちうる構造材であれば、例えば多孔板等でよ
く、又、取付け枠だけでもよい。
は、数十Ｈｚ以下の低周波音を十分透過する音響透過構
造であり、音は十分透過するが、排気ガスあるいは外気
は通さない程度の圧力損失を有する構造となっている。
この構造を形成するための具体的な材料としては、多孔
質保温材３６にはグラスウールやロックウール、多孔質
材５６には連通孔を有する発泡コンクリート、セラミッ
ク、吸音パネル、金網、布などが適用可能である。ま
た、多孔外面板５７については、多孔質材５６自体が十
分形状を保ちうる構造材であれば、例えば多孔板等でよ
く、又、取付け枠だけでもよい。
【００２４】なお、本実施形態の場合、図１（ａ）に示
すＡ部を図１（ｂ）に示す構造、Ｂ部を図１（ｃ）に示
す構造としているが、Ａ部とＢ部の構造をそれぞれ入れ
替えてもよいし、全部を図１（ｂ）に示す構造又は全部
を図１（ｃ）に示す構造としてもよい。また、排気ダク
ト３だけが音響透過構造であってもよく、煙突５だけが
音響透過構造であってもよい。
すＡ部を図１（ｂ）に示す構造、Ｂ部を図１（ｃ）に示
す構造としているが、Ａ部とＢ部の構造をそれぞれ入れ
替えてもよいし、全部を図１（ｂ）に示す構造又は全部
を図１（ｃ）に示す構造としてもよい。また、排気ダク
ト３だけが音響透過構造であってもよく、煙突５だけが
音響透過構造であってもよい。
【００２５】本実施形態においては、煙突出口以外が音
響的に密閉され、燃焼器で発生する圧力脈動や排気高速
流の乱れが煙道の共鳴周波数で増幅され、煙突出口から
１０〜３０Ｈｚの超低周波音を強く放射し、超低周波音
公害を引き起すことが多かった従来の排気煙道とは異な
り、排気煙道を上記のように音響が透過しやすい音響透
過構造としたため、排気煙道内の音場のダンピング効果
を増加させることができ、共鳴倍率を非常に小さくする
ことが可能となった。その結果、外部への強い超低周波
音の放出を抑制することが可能となった。
響的に密閉され、燃焼器で発生する圧力脈動や排気高速
流の乱れが煙道の共鳴周波数で増幅され、煙突出口から
１０〜３０Ｈｚの超低周波音を強く放射し、超低周波音
公害を引き起すことが多かった従来の排気煙道とは異な
り、排気煙道を上記のように音響が透過しやすい音響透
過構造としたため、排気煙道内の音場のダンピング効果
を増加させることができ、共鳴倍率を非常に小さくする
ことが可能となった。その結果、外部への強い超低周波
音の放出を抑制することが可能となった。
【００２６】図２は、本実施形態と従来のものについ
て、それぞれの排気煙道が放射する音響出力（ＰＷＬ；
Power Level)の測定結果であり、本実施形態の場合、従
来のものに比べてピークスペクトルについての１０dB以
上のＰＷＬの低下が見られ、本実施形態が極めて有効で
あることが判った。なお、全排気煙道を音響透過構造と
することがより効果的であるが、排気煙突５のみの対策
でも十分効果があることがわかる。
て、それぞれの排気煙道が放射する音響出力（ＰＷＬ；
Power Level)の測定結果であり、本実施形態の場合、従
来のものに比べてピークスペクトルについての１０dB以
上のＰＷＬの低下が見られ、本実施形態が極めて有効で
あることが判った。なお、全排気煙道を音響透過構造と
することがより効果的であるが、排気煙突５のみの対策
でも十分効果があることがわかる。
【００２７】本発明の実施の第２形態に係るガスタービ
ン排気煙道について、図３により説明する。なお、本実
施形態は、ガスタービンがバイパス煙突を有するコンバ
インドサイクルの場合である。
ン排気煙道について、図３により説明する。なお、本実
施形態は、ガスタービンがバイパス煙突を有するコンバ
インドサイクルの場合である。
【００２８】図３に示す本実施形態に係るガスタービン
排気煙道は、図３（ａ）に側面断面で示すように排ガス
ボイラを介して煙突に接続されたボイラ入口ダクト７の
排気ダクト３との接続部に設けられたバイパスダンパ９
が、図３（ａ）中Ｃ部断面を表す図３（ｂ）に示すよう
に多孔板９１により多孔質材９２を挟んで形成されたサ
ンドイッチ構造となっている。
排気煙道は、図３（ａ）に側面断面で示すように排ガス
ボイラを介して煙突に接続されたボイラ入口ダクト７の
排気ダクト３との接続部に設けられたバイパスダンパ９
が、図３（ａ）中Ｃ部断面を表す図３（ｂ）に示すよう
に多孔板９１により多孔質材９２を挟んで形成されたサ
ンドイッチ構造となっている。
【００２９】上記多孔板９１に挟まれた多孔質材９２
は、金網や布等からなり、音は透過するが、排ガスの流
れに対して大きな抵抗となるため、上記バイパスダンパ
９は、排ガスは通さないが音響は透過可能な構造であ
る。
は、金網や布等からなり、音は透過するが、排ガスの流
れに対して大きな抵抗となるため、上記バイパスダンパ
９は、排ガスは通さないが音響は透過可能な構造であ
る。
【００３０】本実施形態においては、バイパスダンパ９
が音響透過性を有するため、ガスタービンが発生した音
波はそれを透過して排ガスボイラ側に伝搬し、バイパス
煙突６からの音波の放射は小さくなる。また、排ガスボ
イラはボリュームが大きいため、排ガスボイラ側へ伝搬
した超低周波音は排ガスボイラ内で減衰する。そのた
め、バイパス煙突６、ボイラ煙突のいずれからも強い超
低周波音の放射を防止することが可能となった。
が音響透過性を有するため、ガスタービンが発生した音
波はそれを透過して排ガスボイラ側に伝搬し、バイパス
煙突６からの音波の放射は小さくなる。また、排ガスボ
イラはボリュームが大きいため、排ガスボイラ側へ伝搬
した超低周波音は排ガスボイラ内で減衰する。そのた
め、バイパス煙突６、ボイラ煙突のいずれからも強い超
低周波音の放射を防止することが可能となった。
【００３１】図４は、本実施形態と従来のものについ
て、バイパス煙突とボイラ煙突から放射するＰＷＬの測
定結果を示しており、本実施形態の場合、超低周波音の
ピークスペクトルが大きく減少していることが判る。
て、バイパス煙突とボイラ煙突から放射するＰＷＬの測
定結果を示しており、本実施形態の場合、超低周波音の
ピークスペクトルが大きく減少していることが判る。
【００３２】本発明の第３形態に係るガスタービン排気
煙道について図５により説明する。なお、本実施形態
は、ガスタービンがシンプルサイクルの場合であって、
ガスタービン排気煙道の周囲に枠状の支持用架構が設け
られているものである。
煙道について図５により説明する。なお、本実施形態
は、ガスタービンがシンプルサイクルの場合であって、
ガスタービン排気煙道の周囲に枠状の支持用架構が設け
られているものである。
【００３３】図５に示す第３形態は、図５（ａ）に側面
断面で示すように排気ディフューザ２を介してガスター
ビン本体１に接続され内部に排気サイレンサ４が設けら
れた排気ダクト３と、同排気ダクト３に接続された異形
ダクト５ａ及び排気煙突５より構成されるガスタービン
排気煙道において、排気煙突５の壁の一部あるいは全体
が図５（ａ）中Ｄ部を表す図５（ｂ）に示すように多孔
外面板８１に多孔質材８２を巻き付けた構造となってい
る。そして、その排気煙突５を架構１１で支える構成と
なっている。
断面で示すように排気ディフューザ２を介してガスター
ビン本体１に接続され内部に排気サイレンサ４が設けら
れた排気ダクト３と、同排気ダクト３に接続された異形
ダクト５ａ及び排気煙突５より構成されるガスタービン
排気煙道において、排気煙突５の壁の一部あるいは全体
が図５（ａ）中Ｄ部を表す図５（ｂ）に示すように多孔
外面板８１に多孔質材８２を巻き付けた構造となってい
る。そして、その排気煙突５を架構１１で支える構成と
なっている。
【００３４】図５（ａ）中、架構１１より上部の排気煙
突５の壁Ｅ部は図５（ｃ）にその断面を示すように、図
１０で説明した従来例と同様に外面板４１と遮熱材４２
で構成されている。また図５（ａ）中、異形ダクト５ａ
および排気ダクト３の壁、Ｆ部は図５（ｄ）にその断面
を示すように、外面板７１、保温材７２、内面板７３で
構成されている。上記Ｅ部とＦ部は従来例と同様に通気
性と音響透過性のない構造となっている。
突５の壁Ｅ部は図５（ｃ）にその断面を示すように、図
１０で説明した従来例と同様に外面板４１と遮熱材４２
で構成されている。また図５（ａ）中、異形ダクト５ａ
および排気ダクト３の壁、Ｆ部は図５（ｄ）にその断面
を示すように、外面板７１、保温材７２、内面板７３で
構成されている。上記Ｅ部とＦ部は従来例と同様に通気
性と音響透過性のない構造となっている。
【００３５】上記図５（ｂ）に示した構造は、数十Ｈｚ
以下の低周波音を十分透過する音響透過構造であり、音
は十分透過するが、排気ガスあるいは外気は通さない程
度の圧力損失を有する構造となっている。この構造を形
成するための具体的な材料としては、多孔質材８２には
ロックウール、発泡コンクリート、セラミック、吸音パ
ネル、金網、布、ワイヤーメッシュなどが適用可能であ
る。また、多孔外面材８１については多孔質材８２自体
が十分形状を保ちうる構造材、例えば多孔板等で良い。
以下の低周波音を十分透過する音響透過構造であり、音
は十分透過するが、排気ガスあるいは外気は通さない程
度の圧力損失を有する構造となっている。この構造を形
成するための具体的な材料としては、多孔質材８２には
ロックウール、発泡コンクリート、セラミック、吸音パ
ネル、金網、布、ワイヤーメッシュなどが適用可能であ
る。また、多孔外面材８１については多孔質材８２自体
が十分形状を保ちうる構造材、例えば多孔板等で良い。
【００３６】図５（ｂ）に示すこれらの音響透過構造は
図５（ａ）中のＤ部すなわち架構１１の上部位置までと
なっており、この架構１１は音響透過構造体を支えると
共に、架構１１の上部より上の図５（ａ）中Ｅ部、すな
わち図５（ｃ）に示す構造体を保持しているため、音響
透過構造体の強度は自重を支えられる程度のもので十分
である。なお、図５（ｂ）に示す多孔外面板８１と多孔
質材８２は内外面入れ替わった構造でも問題ない。また
図５（ａ）の排気煙突５全部を図５（ｂ）に示す構造に
してもよい。ただこの場合は架構１１を排気煙突５の頂
部まで立ち上げて排気煙突５を支えるようにすることが
望ましい。
図５（ａ）中のＤ部すなわち架構１１の上部位置までと
なっており、この架構１１は音響透過構造体を支えると
共に、架構１１の上部より上の図５（ａ）中Ｅ部、すな
わち図５（ｃ）に示す構造体を保持しているため、音響
透過構造体の強度は自重を支えられる程度のもので十分
である。なお、図５（ｂ）に示す多孔外面板８１と多孔
質材８２は内外面入れ替わった構造でも問題ない。また
図５（ａ）の排気煙突５全部を図５（ｂ）に示す構造に
してもよい。ただこの場合は架構１１を排気煙突５の頂
部まで立ち上げて排気煙突５を支えるようにすることが
望ましい。
【００３７】本実施形態においても排気煙突を音響透過
構造とし、音響が透過し易い構造としたため、排気煙道
内の音場のダンピング効果を増加させることができ、共
鳴倍率を非常に小さくすることが可能となった。その結
果外部への強い超低周波音の放出を抑制することが可能
となった。また一方、排気ダクト部は従来の構造とする
ことにより、可聴音の透過防止、排気ガス噴出による人
の火傷等の事故の防止が図られた。
構造とし、音響が透過し易い構造としたため、排気煙道
内の音場のダンピング効果を増加させることができ、共
鳴倍率を非常に小さくすることが可能となった。その結
果外部への強い超低周波音の放出を抑制することが可能
となった。また一方、排気ダクト部は従来の構造とする
ことにより、可聴音の透過防止、排気ガス噴出による人
の火傷等の事故の防止が図られた。
【００３８】また架構１１を有する構成のため排気煙突
５の音響透過構造部は自重のみ支えられる程度の強度で
よく壁構造の軽量化、簡略化が可能となった。
５の音響透過構造部は自重のみ支えられる程度の強度で
よく壁構造の軽量化、簡略化が可能となった。
【００３９】図６は、本実施形態と従来のものについ
て、それぞれの排気煙道が放射する音波の音量の測定結
果であり、本実施形態の場合、従来のものに比べてピー
クスペクトルについて１０dB以上の音量低下が見られ、
本実施形態が極めて有効であることが判った。
て、それぞれの排気煙道が放射する音波の音量の測定結
果であり、本実施形態の場合、従来のものに比べてピー
クスペクトルについて１０dB以上の音量低下が見られ、
本実施形態が極めて有効であることが判った。
【００４０】本発明の実施の第４形態に係るガスタービ
ン排気煙道について、図７により説明する。なお、本実
施形態も、前記第３形態と同じくガスタービンがシンプ
ルサイクルの場合であって、ガスタービン排気煙道の周
囲に支持用架構が設けられているものである。
ン排気煙道について、図７により説明する。なお、本実
施形態も、前記第３形態と同じくガスタービンがシンプ
ルサイクルの場合であって、ガスタービン排気煙道の周
囲に支持用架構が設けられているものである。
【００４１】図７に示す第４形態は図５に示す第３形態
と排気煙道、及び架構１１は基本的に同じであるが、側
面断面を示す図７（ａ）、及び図７（ａ）中Ｌ−Ｌ矢視
の平面図である図７（ｂ）に示すように、架構１１の側
面及び天井部あるいはその一部に防音パネル１２が取付
けられている。
と排気煙道、及び架構１１は基本的に同じであるが、側
面断面を示す図７（ａ）、及び図７（ａ）中Ｌ−Ｌ矢視
の平面図である図７（ｂ）に示すように、架構１１の側
面及び天井部あるいはその一部に防音パネル１２が取付
けられている。
【００４２】この防音パネル１２としては例えばＡＬＣ
（軽量発泡コンクリート；Autoclaved Lightweight Con
crete)板、遮音板、あるいは遮音板に吸音材を張り付け
たパネル等の、音を遮断すると共に、吸音する構造を持
ったものを用いる。
（軽量発泡コンクリート；Autoclaved Lightweight Con
crete)板、遮音板、あるいは遮音板に吸音材を張り付け
たパネル等の、音を遮断すると共に、吸音する構造を持
ったものを用いる。
【００４３】本実施形態においても、第３形態と同様な
作用で超低周波音の放出を抑制する効果を持つと同時に
同様の構造的な長所を有する他、本実施形態において
は、排気煙道を囲む架構１１を利用して防音パネル１２
を取付けているため、さらに排気煙道から放射される騒
音を吸収、減音させる効果を持つ。
作用で超低周波音の放出を抑制する効果を持つと同時に
同様の構造的な長所を有する他、本実施形態において
は、排気煙道を囲む架構１１を利用して防音パネル１２
を取付けているため、さらに排気煙道から放射される騒
音を吸収、減音させる効果を持つ。
【００４４】
【発明の効果】本発明のガスタービン排気煙道において
は、ガスタービン排気煙道の壁の少なくとも一部を、数
十Ｈｚ以下の低周波音を十分透過する音響透過材料で形
成したことによって、また、上記音響透過材料を多孔質
材、多孔質保温材、流れ抵抗の大きな金網、布又は膜状
部材のいずれかとしたことによって、また更に、上記音
響透過材料を同音響透過材料が形状を保ちうるように多
孔板等の構造材で挟み又は枠で支持したことによって、
排気煙道内の音場のダンピング効果を増加させ、共鳴倍
率を非常に小さくすることが可能となるため、ガスター
ビンが発生した強い超低周波音の外部への放出を抑制す
ることが可能となる。
は、ガスタービン排気煙道の壁の少なくとも一部を、数
十Ｈｚ以下の低周波音を十分透過する音響透過材料で形
成したことによって、また、上記音響透過材料を多孔質
材、多孔質保温材、流れ抵抗の大きな金網、布又は膜状
部材のいずれかとしたことによって、また更に、上記音
響透過材料を同音響透過材料が形状を保ちうるように多
孔板等の構造材で挟み又は枠で支持したことによって、
排気煙道内の音場のダンピング効果を増加させ、共鳴倍
率を非常に小さくすることが可能となるため、ガスター
ビンが発生した強い超低周波音の外部への放出を抑制す
ることが可能となる。
【００４５】また、ガスタービンからの排ガスを排ガス
ボイラへ分岐するガスタービン排気煙道の分岐部に設け
られたダンパが、音響透過材料を多孔板又は枠で支持し
たものにより形成されたことによって、ガスタービンが
発生した超低周波音はダンパを透過してボリュームの大
きい排ガスボイラにより吸収されるため、外部への強い
超低周波音の放出を抑制することが可能となる。
ボイラへ分岐するガスタービン排気煙道の分岐部に設け
られたダンパが、音響透過材料を多孔板又は枠で支持し
たものにより形成されたことによって、ガスタービンが
発生した超低周波音はダンパを透過してボリュームの大
きい排ガスボイラにより吸収されるため、外部への強い
超低周波音の放出を抑制することが可能となる。
【００４６】本発明のガスタービン排気煙道において
は、また、排気ダクトの壁は通気性と音響透過性のない
構造とし、排気煙突の壁の少くとも一部を数十Ｈｚ以下
の低周波音を十分透過する音響透過材料で形成して、同
排気煙突を囲み配設された架構により同排気煙突を支持
したので、排気ダクトは排気ガス噴出による事故のおそ
れがなく排気ダクトからの可聴音の透過が防止され、一
方排気煙突が音響透過性のある構造であることにより超
低周波音の放出を抑制できるとともに、壁構造の軽量
化、簡略化が可能となった。
は、また、排気ダクトの壁は通気性と音響透過性のない
構造とし、排気煙突の壁の少くとも一部を数十Ｈｚ以下
の低周波音を十分透過する音響透過材料で形成して、同
排気煙突を囲み配設された架構により同排気煙突を支持
したので、排気ダクトは排気ガス噴出による事故のおそ
れがなく排気ダクトからの可聴音の透過が防止され、一
方排気煙突が音響透過性のある構造であることにより超
低周波音の放出を抑制できるとともに、壁構造の軽量
化、簡略化が可能となった。
【００４７】またさらに、本発明は上記の架構の形成す
る枠の側面および天井の少くとも一部に防音パネルを取
付けたので、防音パネルにより排気煙道から放射される
騒音を吸音、減音することができた。
る枠の側面および天井の少くとも一部に防音パネルを取
付けたので、防音パネルにより排気煙道から放射される
騒音を吸音、減音することができた。
【図１】本発明の実施の第１形態に係るガスタービン排
気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）のＢ部の拡大図
である。
気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）のＢ部の拡大図
である。
【図２】上記の実施の第１形態の効果の説明図である。
【図３】本発明の実施の第２形態に係るガスタービン排
気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は
（ａ）のＣ部の拡大図である。
気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は
（ａ）のＣ部の拡大図である。
【図４】上記の実施の第２形態の効果の説明図である。
【図５】本発明の実施の第３形態にかかるガスタービン
排気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）はＤ
部拡大図、（ｃ）はＥ部拡大図、（ｄ）はＦ部拡大図で
ある。
排気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）はＤ
部拡大図、（ｃ）はＥ部拡大図、（ｄ）はＦ部拡大図で
ある。
【図６】上記の実施の第３形態の効果の説明図である。
【図７】本発明の実施の第４形態に係るガスタービン排
気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は
（ａ）中Ｌ−Ｌ矢視による平面図である。
気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は
（ａ）中Ｌ−Ｌ矢視による平面図である。
【図８】従来のシンプルサイクルのガスタービン排気煙
道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｇ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）のＨ部の拡大図である。
道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｇ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）のＨ部の拡大図である。
【図９】従来のコンバインドサイクルのガスタービン排
気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は
（ａ）のＩ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）のＪ部の拡大図
である。
気煙道の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は
（ａ）のＩ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）のＪ部の拡大図
である。
【図１０】従来のシンプルサイクルのガスタービン排気
煙道の別の例の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）
はＫ部の拡大図である。
煙道の別の例の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）
はＫ部の拡大図である。
３ 排気ダクト ４ 排気サイレンサ ５ 排気煙突 ６ バイパス煙突 ７ ボイラ入口ダクト ８ 排ガスボイラ ９ バイパスダンパ １１ 架構 １２ 防音パネル ３５ 多孔内面板 ３６ 多孔質保温材 ３７ 多孔外面板 ４１ 外面板 ４２ 遮熱材 ５６ 多孔質材 ５７ 多孔外面板 ７１ 外面板 ７２ 保温材 ７３ 内面板 ８１ 多孔外面板 ８２ 多孔質材 ９１ 多孔板 ９２ 多孔質材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 佳文 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (56)参考文献 特開 平９−41940（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−49343（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−149746（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02C 7/24 F01N 1/00 F02C 7/00
Claims (4)
- 【請求項１】 ガスタービンの排ガスを排出するガスタ
ービン排気煙道において、煙道の壁の少なくとも一部
を、多孔質材、多孔質保温材、流れ抵抗の大きな金網、
布又は膜状部材のいずれかよりなり数十Ｈｚ以下の低周
波音を十分透過する音響透過材料で形成し、同音響透過
材料が形状を保ちうるように同音響透過材料を多孔板等
の構造材で挟み又は枠で支持してなることを特徴とする
ガスタービン排気煙道。 - 【請求項２】 ガスタービンの排ガスがガスタービン排
気煙道より分岐される排ガスボイラを備え、この分岐部
にダンパが設けられたガスタービン排気煙道において、
同ダンパが数十Ｈｚ以下の低周波音を十分透過する音響
透過材料を多孔板又は枠で支持したもので形成されてな
ることを特徴とするガスタービン排気煙道。 - 【請求項３】 ガスタービンの排ガスを排出するガスタ
ービン排気煙道において、排気ダクトの壁は通気性と音
響透過性のない構造とし、排気煙突の壁の少くとも一部
を数十Ｈｚ以下の低周波音を十分透過する音響透過材料
で形成して、同排気煙突を囲み配設された架構により同
排気煙突を支持させてなることを特徴とするガスタービ
ン排気煙道。 - 【請求項４】 請求項３に記載のガスタービン排気煙道
において、前記架構の形成する枠の側面および天井の少
くとも一部に防音パネルが取付けられてなることを特徴
とするガスタービン排気煙道。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18768598A JP3310931B2 (ja) | 1997-09-25 | 1998-07-02 | ガスタービン排気煙道 |
| US09/158,149 US6539702B2 (en) | 1997-09-25 | 1998-09-22 | Gas turbine exhaust passage and damper system for same having a non-enclosed porous peripheral wall |
| AU86158/98A AU712578B2 (en) | 1997-09-25 | 1998-09-22 | Gas turbine exhaust passage and damper system for same |
| MYPI98004382A MY124652A (en) | 1997-09-25 | 1998-09-24 | Gas turbine exhaust passage and damper system for same |
| IDP981292A ID20912A (id) | 1997-09-25 | 1998-09-25 | Saluran gas buang turbin gas dan sistem peredamannya |
| CN98119582.2A CN1184413C (zh) | 1997-09-25 | 1998-09-25 | 燃气轮机的排气通道和阻尼系统 |
| US10/337,780 US6668540B2 (en) | 1997-09-25 | 2003-01-08 | Gas turbine exhaust passage and damper system for same |
| US10/717,477 US6966172B2 (en) | 1997-09-25 | 2003-11-21 | Gas turbine exhaust passage and damper system for same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25990197 | 1997-09-25 | ||
| JP9-259901 | 1997-09-25 | ||
| JP18768598A JP3310931B2 (ja) | 1997-09-25 | 1998-07-02 | ガスタービン排気煙道 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159347A JPH11159347A (ja) | 1999-06-15 |
| JP3310931B2 true JP3310931B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=26504505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18768598A Expired - Lifetime JP3310931B2 (ja) | 1997-09-25 | 1998-07-02 | ガスタービン排気煙道 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6539702B2 (ja) |
| JP (1) | JP3310931B2 (ja) |
| CN (1) | CN1184413C (ja) |
| AU (1) | AU712578B2 (ja) |
| ID (1) | ID20912A (ja) |
| MY (1) | MY124652A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1380727B1 (de) * | 2002-07-08 | 2007-05-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbinenanlage mit einem Abgas-Kamin |
| US6920959B2 (en) | 2003-05-30 | 2005-07-26 | M & I Heat Transfer Products Ltd. | Inlet and outlet duct units for air supply fan |
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| DE102004002246A1 (de) * | 2004-01-15 | 2005-08-11 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs |
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| CN101336369B (zh) | 2006-02-07 | 2011-04-20 | 米其林技术公司 | 带有压电传感器的接触检测器 |
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