JP3322624B2 - 音圧計測装置 - Google Patents
音圧計測装置Info
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- JP3322624B2 JP3322624B2 JP04203598A JP4203598A JP3322624B2 JP 3322624 B2 JP3322624 B2 JP 3322624B2 JP 04203598 A JP04203598 A JP 04203598A JP 4203598 A JP4203598 A JP 4203598A JP 3322624 B2 JP3322624 B2 JP 3322624B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン排気
ダクト内でのガスタービン排気音等の計測に適用される
音圧計測装置に関する。
ダクト内でのガスタービン排気音等の計測に適用される
音圧計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン等の排気の音響パワーレベ
ルについては、これを高精度で把握することにより、排
気消音設備の最適化やコストダウンを図ることが可能と
なり、ひいてはプラント全体のコストを低減することが
でき、製品の競争力向上に貢献する。しかしながら、排
気ダクト中には高温のガスが流れており、排気ダクト中
の排気音を計測することは容易なことではない。
ルについては、これを高精度で把握することにより、排
気消音設備の最適化やコストダウンを図ることが可能と
なり、ひいてはプラント全体のコストを低減することが
でき、製品の競争力向上に貢献する。しかしながら、排
気ダクト中には高温のガスが流れており、排気ダクト中
の排気音を計測することは容易なことではない。
【０００３】従来のガスタービン排気音の音圧計測にお
いては、図３に示すように、導波管２４を用い、ダクト
壁１の内側に設けられた保温材２の表面からマイクロホ
ン４までの距離Ｌを取ることにより、マイクロホン４に
高温のガスが直接触れないものとして、音圧を計測して
いた。なお、導波管２４の途中には弾性体のチューブ２
５を設け、ダクト１の振動がマイクロホン４に伝播しな
いものとしていた。
いては、図３に示すように、導波管２４を用い、ダクト
壁１の内側に設けられた保温材２の表面からマイクロホ
ン４までの距離Ｌを取ることにより、マイクロホン４に
高温のガスが直接触れないものとして、音圧を計測して
いた。なお、導波管２４の途中には弾性体のチューブ２
５を設け、ダクト１の振動がマイクロホン４に伝播しな
いものとしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のガスタービン排
気音の音圧計測においては、前記のように、導波管の一
端を排気流路に挿入し、他端にマイクロホンを取付ける
ことにより行っていた。
気音の音圧計測においては、前記のように、導波管の一
端を排気流路に挿入し、他端にマイクロホンを取付ける
ことにより行っていた。
【０００５】しかしながら、従来の導波管を用いた音圧
計測装置の場合、導波管の長さＬに対応する気柱共鳴現
象が発生するため、マイクロホンに伝搬する音圧レベル
は音波の周波数により変化してしまう。
計測装置の場合、導波管の長さＬに対応する気柱共鳴現
象が発生するため、マイクロホンに伝搬する音圧レベル
は音波の周波数により変化してしまう。
【０００６】上記長さＬの導波管の共鳴周波数ｆo は、
次式により表すことができる。 ｆo ＝（２ｎ−１）Ｃ／４Ｌ〔Ｈｚ〕 ただし、ｎ；次数，Ｃ；ダクト中の音速＝（ｇ・Ｋ・Ｒ・Ｔ）1/2 ここで、ｇ；重力加速度，Ｋ；比熱比，Ｒ；ガス定数，Ｔ；ガス絶対温度 上記の式において、Ｌ＝１ｍとすると、ｇ＝９．８ｍ／
ｓ 2 ，Ｋ＝１．４，Ｒ＝２９．２７，Ｔ＝８７３Ｋ（ガ
ス温度を６００℃とした場合）であるため、ｆo ＝１４
８Ｈｚとなる。
次式により表すことができる。 ｆo ＝（２ｎ−１）Ｃ／４Ｌ〔Ｈｚ〕 ただし、ｎ；次数，Ｃ；ダクト中の音速＝（ｇ・Ｋ・Ｒ・Ｔ）1/2 ここで、ｇ；重力加速度，Ｋ；比熱比，Ｒ；ガス定数，Ｔ；ガス絶対温度 上記の式において、Ｌ＝１ｍとすると、ｇ＝９．８ｍ／
ｓ 2 ，Ｋ＝１．４，Ｒ＝２９．２７，Ｔ＝８７３Ｋ（ガ
ス温度を６００℃とした場合）であるため、ｆo ＝１４
８Ｈｚとなる。
【０００７】この場合、周波数変化に対して一定の音圧
が得られる範囲（フラットな周波数特性が得られる範
囲）は一般的にｆo ／３以下であるから、約５０Ｈｚま
でしか正確な計測ができないことになる。周波数変化に
対する音圧変化をあらかじめ検定しておき、計測された
データを補正することもできないことはないが、精度は
かなり低下する。
が得られる範囲（フラットな周波数特性が得られる範
囲）は一般的にｆo ／３以下であるから、約５０Ｈｚま
でしか正確な計測ができないことになる。周波数変化に
対する音圧変化をあらかじめ検定しておき、計測された
データを補正することもできないことはないが、精度は
かなり低下する。
【０００８】導波管を用いずに高温用のマイクロホンを
ダクトにフラッシュマウントして計測することも考えら
れるが、このようなマイクロホンは非常に高価であると
共に、使用可能な温度は最高６００℃までであり、ガス
タービンの高効率化に伴う高温化により、排ガス温度が
非常に高くなっている現状では、計測可能限界温度を越
えてしまい、対応できなくなりつつある。
ダクトにフラッシュマウントして計測することも考えら
れるが、このようなマイクロホンは非常に高価であると
共に、使用可能な温度は最高６００℃までであり、ガス
タービンの高効率化に伴う高温化により、排ガス温度が
非常に高くなっている現状では、計測可能限界温度を越
えてしまい、対応できなくなりつつある。
【０００９】上記のように、従来の装置の場合には、次
の課題があった。 （１）導波管方式では、導波管の共鳴現象により高い周
波数までの範囲でフラットな周波数特性が得られず、ご
く低周波数までしか計測できない。
の課題があった。 （１）導波管方式では、導波管の共鳴現象により高い周
波数までの範囲でフラットな周波数特性が得られず、ご
く低周波数までしか計測できない。
【００１０】（２）高温用マイクロホンをフラッシュマ
ウントする方式では、マイクロホンのコストが非常に高
価であると共に、計測可能温度が限定されてしまい、ガ
スタービンの高温化に対応できない。本発明は、上記の
課題を解決しようとするものである。
ウントする方式では、マイクロホンのコストが非常に高
価であると共に、計測可能温度が限定されてしまい、ガ
スタービンの高温化に対応できない。本発明は、上記の
課題を解決しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る音
圧計測装置は、先端部内にマイクロホンが設けられ後端
面の中心に円形の開口部が設けられた円筒形状のケーシ
ング、同ケーシング内に配設されその先端が上記マイク
ロホンの後端に接合され後端が上記ケーシングの後端面
の開口部に結合され内部に上記マイクロホンの後端に接
続された信号ケーブルが配設された信号ケーブル保護
管、同保護管及び上記マイクロホンと上記ケーシングと
の間に形成された冷却水室、および同冷却水室に接続さ
れた給水管と排水管を備えた音圧計測装置であって、内
部に音圧を発生する高温ガスが流れるダクトに設けられ
た計測座に、上記マイクロホンの先端部が同ダクト内面
にフラッシュマウントされた状態となるように、上記音
圧計測装置の先端部が取付けられて上記音圧を計測する
ことを特徴としている。
圧計測装置は、先端部内にマイクロホンが設けられ後端
面の中心に円形の開口部が設けられた円筒形状のケーシ
ング、同ケーシング内に配設されその先端が上記マイク
ロホンの後端に接合され後端が上記ケーシングの後端面
の開口部に結合され内部に上記マイクロホンの後端に接
続された信号ケーブルが配設された信号ケーブル保護
管、同保護管及び上記マイクロホンと上記ケーシングと
の間に形成された冷却水室、および同冷却水室に接続さ
れた給水管と排水管を備えた音圧計測装置であって、内
部に音圧を発生する高温ガスが流れるダクトに設けられ
た計測座に、上記マイクロホンの先端部が同ダクト内面
にフラッシュマウントされた状態となるように、上記音
圧計測装置の先端部が取付けられて上記音圧を計測する
ことを特徴としている。
【００１２】本発明において、音圧計測装置の先端部を
計測座に取付けて、ダクト内を流れる高温ガスが発生す
る音圧を計測する場合には、給水管と排水管により冷却
水を冷却水室内に循環させてマイクロホンを冷却しなが
ら、計測を行う。
計測座に取付けて、ダクト内を流れる高温ガスが発生す
る音圧を計測する場合には、給水管と排水管により冷却
水を冷却水室内に循環させてマイクロホンを冷却しなが
ら、計測を行う。
【００１３】そのため、マイクロホンはその先端面がダ
クトの内面と同一面を形成するように位置調整ができ、
導波管を用いた従来の装置のように気柱共鳴を発生する
ことがないため、計測を必要とする高周波数域まで音圧
レベルがフラットな周波数特性を得ることができ、高精
度の音圧計測が可能となる。
クトの内面と同一面を形成するように位置調整ができ、
導波管を用いた従来の装置のように気柱共鳴を発生する
ことがないため、計測を必要とする高周波数域まで音圧
レベルがフラットな周波数特性を得ることができ、高精
度の音圧計測が可能となる。
【００１４】また、ダクト内を流れるガス温度が高くな
った場合にも、安価な一般用のマイクロホンを使用する
ことができるため、例えば、ガスタービン排気ダクトに
用いた場合、排気ガス温度の上昇に伴う計測コストの上
昇を抑制することが可能となる。
った場合にも、安価な一般用のマイクロホンを使用する
ことができるため、例えば、ガスタービン排気ダクトに
用いた場合、排気ガス温度の上昇に伴う計測コストの上
昇を抑制することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る音圧
計測装置について、図１及び図２により説明する。な
お、本実施形態は、ガスタービンの排気ダクトの保温材
２が設けられたダクト壁１に配設されるものである。
計測装置について、図１及び図２により説明する。な
お、本実施形態は、ガスタービンの排気ダクトの保温材
２が設けられたダクト壁１に配設されるものである。
【００１６】図１及び図２において、３は円筒形状の計
測座であり、排気ダクトに設けられ、その内部と連通す
る開口部を有している。４はマイクロホンであり、後端
に信号ケーブル５が接続されている。６はリング状の先
端キャップであり、その内側にＯリング１１ａ及びシー
ト１２ａを介して上記マイクロホン４が配設されてい
る。
測座であり、排気ダクトに設けられ、その内部と連通す
る開口部を有している。４はマイクロホンであり、後端
に信号ケーブル５が接続されている。６はリング状の先
端キャップであり、その内側にＯリング１１ａ及びシー
ト１２ａを介して上記マイクロホン４が配設されてい
る。
【００１７】７は円筒形状のケーシングであり、部材７
ａ，７ｂ，７ｃが溶接接合されて形成されており、先端
の部材７ａは上記先端キャップ６とねじ結合し、後端の
部材７ｃはその中心に円形の開口部を有し、ケーシング
７の後壁を形成している。
ａ，７ｂ，７ｃが溶接接合されて形成されており、先端
の部材７ａは上記先端キャップ６とねじ結合し、後端の
部材７ｃはその中心に円形の開口部を有し、ケーシング
７の後壁を形成している。
【００１８】２０はリング状のマイクロホン固定金具で
あり、上記マイクロホン４の後端にその先端がＯリング
１１ｂとシート１２ｂを介して接合されている。１０は
その内部に上記信号ケーブル５が配設される信号ケーブ
ル保護管であり、その先端部が上記マイクロホン固定金
具２０に結合され、後端が上記ケーシング７を形成する
部材７ｃの開口部に結合されている。
あり、上記マイクロホン４の後端にその先端がＯリング
１１ｂとシート１２ｂを介して接合されている。１０は
その内部に上記信号ケーブル５が配設される信号ケーブ
ル保護管であり、その先端部が上記マイクロホン固定金
具２０に結合され、後端が上記ケーシング７を形成する
部材７ｃの開口部に結合されている。
【００１９】８は上記部材７ｃの後端より挿入され結合
された給水管、９は部材７ｃの後端に結合された排水管
である。２１は上記先端キャップ６及びケーシング７と
マイクロホン４、マイクロホン固定金具２０及び信号ケ
ーブル保護管１０との間に形成された冷却水室であり、
上記給水管８及び排水管９と連通している。
された給水管、９は部材７ｃの後端に結合された排水管
である。２１は上記先端キャップ６及びケーシング７と
マイクロホン４、マイクロホン固定金具２０及び信号ケ
ーブル保護管１０との間に形成された冷却水室であり、
上記給水管８及び排水管９と連通している。
【００２０】１４ａ，１４ｂはそれぞれルーズフランジ
であり、それぞれと上記ケーシングとの間にＯリング１
１ｃを配設し、それぞれのルーズフランジ１４ａ，１４
ｂをボルト１５により上記計測座３に締め付けることに
より、この計測座３に上記ケーシングを固定するもので
ある。
であり、それぞれと上記ケーシングとの間にＯリング１
１ｃを配設し、それぞれのルーズフランジ１４ａ，１４
ｂをボルト１５により上記計測座３に締め付けることに
より、この計測座３に上記ケーシングを固定するもので
ある。
【００２１】なお、上記マイクロホン４、信号ケーブル
５、先端キャップ６、ケーシング７、給水管８、排水管
９、信号ケーブル保護管１０、Ｏリング１１ａ，１１
ｂ、シート１２ａ，１２ｂ、及びマイクロホン固定金具
２０により、音圧計測器が形成されている。
５、先端キャップ６、ケーシング７、給水管８、排水管
９、信号ケーブル保護管１０、Ｏリング１１ａ，１１
ｂ、シート１２ａ，１２ｂ、及びマイクロホン固定金具
２０により、音圧計測器が形成されている。
【００２２】上記において、排気ダクト内のガスタービ
ン排気音を計測する場合には、上記音圧計測器のマイク
ロホン４が設けられた先端部を計測座３の開口部に挿入
し、Ｏリング１１ｃをルーズフランジ１４ａ，１４ｂの
間に挟んで音圧計測器のケーシング７の外周に配設した
後、ルーズフランジ１４ａ，１４ｂをボルト１５により
計測座３に締め付けることにより、上記音圧計測器を計
測座３に固定する。
ン排気音を計測する場合には、上記音圧計測器のマイク
ロホン４が設けられた先端部を計測座３の開口部に挿入
し、Ｏリング１１ｃをルーズフランジ１４ａ，１４ｂの
間に挟んで音圧計測器のケーシング７の外周に配設した
後、ルーズフランジ１４ａ，１４ｂをボルト１５により
計測座３に締め付けることにより、上記音圧計測器を計
測座３に固定する。
【００２３】上記音圧計測器を計測座３に固定した後
は、冷却水１３を給水管８を介して冷却水室２１内に供
給し、その内部で循環させ、排水管９を介して排出させ
ながら、マイクロホン４によりガスタービン排気音の計
測を行う。
は、冷却水１３を給水管８を介して冷却水室２１内に供
給し、その内部で循環させ、排水管９を介して排出させ
ながら、マイクロホン４によりガスタービン排気音の計
測を行う。
【００２４】本実施形態においては、マイクロホン４を
冷却水１３により冷却しているため、マイクロホン４の
先端面が保温材２の表面と同一表面を形成するように位
置調整し、マイクロホン４がダクト内面にフラッシュマ
ウントされた状態とすることができる。
冷却水１３により冷却しているため、マイクロホン４の
先端面が保温材２の表面と同一表面を形成するように位
置調整し、マイクロホン４がダクト内面にフラッシュマ
ウントされた状態とすることができる。
【００２５】そのため、導波管を用いた従来の装置のよ
うに気柱共鳴を発生することがなく、計測を必要とする
高周波数域まで音圧レベルのフラットな周波数特性を得
ることができ、高精度の音圧計測が可能となる。また、
常時水冷却しているため、排ガス温度が高温になった場
合にも安価な一般用のマイクロホンで対応することがで
き、計測コストも低く抑えることが可能となる。
うに気柱共鳴を発生することがなく、計測を必要とする
高周波数域まで音圧レベルのフラットな周波数特性を得
ることができ、高精度の音圧計測が可能となる。また、
常時水冷却しているため、排ガス温度が高温になった場
合にも安価な一般用のマイクロホンで対応することがで
き、計測コストも低く抑えることが可能となる。
【００２６】なお、マイクロホン４周辺部の温度は、排
水管９の水温をチェックし、冷却水量をバルブ操作によ
りコントロールすることにより、常に適温に保つことが
できる。また、冷却水１３は、Ｏリング１１ａ，１１ｂ
によりシールされているため、マイクロホン４の先端部
及び信号ケーブル保護管１０内にリークすることはな
い。
水管９の水温をチェックし、冷却水量をバルブ操作によ
りコントロールすることにより、常に適温に保つことが
できる。また、冷却水１３は、Ｏリング１１ａ，１１ｂ
によりシールされているため、マイクロホン４の先端部
及び信号ケーブル保護管１０内にリークすることはな
い。
【００２７】更に、マイクロホン４の前後に設けたシー
ト１２ａ，１２ｂは、例えばポリテトラフロオロエチレ
ン等からなる絶縁材であり、マイクロホン４はケーシン
グ７と電気的に絶縁されているため、電源ノズル等の影
響を受けない。
ト１２ａ，１２ｂは、例えばポリテトラフロオロエチレ
ン等からなる絶縁材であり、マイクロホン４はケーシン
グ７と電気的に絶縁されているため、電源ノズル等の影
響を受けない。
【００２８】
【発明の効果】本発明の音圧計測装置は、先端部内にマ
イクロホンが設けられ後端面の中心に円形の開口部が設
けられた円筒形状のケーシング、同ケーシング内に配設
されその先端が上記マイクロホンの後端に接合され後端
が上記ケーシングの後端面の開口部に結合され内部に上
記マイクロホンの後端に接続された信号ケーブルが配設
された信号ケーブル保護管、同保護管及び上記マイクロ
ホンと上記ケーシングとの間に形成された冷却水室、お
よび同冷却水室に接続され同冷却室内に冷却水を給排水
する給水管と排水管を備えた音圧計測装置であって、内
部に音圧を発生する高温ガスが流れるダクトに設けられ
た計測座に、上記マイクロホンの先端部が同ダクト内面
にフラッシュマウントされた状態となるように、上記音
圧計測装置の先端部を取付け、先端部のマイクロホンを
冷却水により冷却しながら、ダクト内を流れる高温ガス
が発生する音圧を計測するものとしたことによって、従
来の装置のように気柱共鳴を発生することがないため、
計測を必要とする高周波数域まで音圧レベルがフラット
な周波数特性を得ることができ、高精度の音圧計測が可
能となるとともに、ガス温度が高くなった場合にも安価
な一般用のマイクロホンを使用することができ、計測コ
ストの上昇を抑制することが可能となる。
イクロホンが設けられ後端面の中心に円形の開口部が設
けられた円筒形状のケーシング、同ケーシング内に配設
されその先端が上記マイクロホンの後端に接合され後端
が上記ケーシングの後端面の開口部に結合され内部に上
記マイクロホンの後端に接続された信号ケーブルが配設
された信号ケーブル保護管、同保護管及び上記マイクロ
ホンと上記ケーシングとの間に形成された冷却水室、お
よび同冷却水室に接続され同冷却室内に冷却水を給排水
する給水管と排水管を備えた音圧計測装置であって、内
部に音圧を発生する高温ガスが流れるダクトに設けられ
た計測座に、上記マイクロホンの先端部が同ダクト内面
にフラッシュマウントされた状態となるように、上記音
圧計測装置の先端部を取付け、先端部のマイクロホンを
冷却水により冷却しながら、ダクト内を流れる高温ガス
が発生する音圧を計測するものとしたことによって、従
来の装置のように気柱共鳴を発生することがないため、
計測を必要とする高周波数域まで音圧レベルがフラット
な周波数特性を得ることができ、高精度の音圧計測が可
能となるとともに、ガス温度が高くなった場合にも安価
な一般用のマイクロホンを使用することができ、計測コ
ストの上昇を抑制することが可能となる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る音圧計測装置の説
明図である。
明図である。
【図２】図１の矢視図で、（ａ）はＡ−Ａ矢視図、
（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図、（ｃ）はＣ−Ｃ矢視図、（ｄ）
はＤ−Ｄ矢視図である。
（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図、（ｃ）はＣ−Ｃ矢視図、（ｄ）
はＤ−Ｄ矢視図である。
【図３】従来の装置の説明図である。
１ ダクト壁 ２ 保温材 ３ 計測座 ４ マイクロホン ５ 信号ケーブル ６ 先端キャップ ７ ケーシング ７ａ，７ｂ，７ｃ 部材 ８ 給水管 ９ 排水管 １０ 信号ケーブル保護管 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ Ｏリング １２ａ，１２ｂ シート １３ 冷却水 １４ａ，１４ｂ ルーズフランジ １５ ボルト ２０ マイクロホン固定金具 ２１ 冷却水室
Claims (1)
- 【請求項１】 先端部内にマイクロホンが設けられ後端
面の中心に円形の開口部が設けられた円筒形状のケーシ
ング、同ケーシング内に配設されその先端が上記マイク
ロホンの後端に接合され後端が上記ケーシングの後端面
の開口部に結合され内部に上記マイクロホンの後端に接
続された信号ケーブルが配設された信号ケーブル保護
管、同保護管及び上記マイクロホンと上記ケーシングと
の間に形成された冷却水室、および同冷却水室に接続さ
れた給水管と排水管を備えた音圧計測装置であって、内
部に音圧を発生する高温ガスが流れるダクトに設けられ
た計測座に、上記マイクロホンの先端部が同ダクト内面
にフラッシュマウントされた状態となるように、上記音
圧計測装置の先端部が取付けられて上記音圧を計測する
ことを特徴とする音圧計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04203598A JP3322624B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 音圧計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04203598A JP3322624B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 音圧計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237278A JPH11237278A (ja) | 1999-08-31 |
| JP3322624B2 true JP3322624B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=12624911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04203598A Expired - Fee Related JP3322624B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 音圧計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322624B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001182997A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Daikin Ind Ltd | 吹出しチャンバおよび吹出しチャンバを備えた空気調和機 |
| CN109029703A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-18 | 东方电气(广州)重型机器有限公司 | 一种空气冷却管的振动和噪音试验系统 |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP04203598A patent/JP3322624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11237278A (ja) | 1999-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020528 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |