JP4494889B2 - Attenuation device - Google Patents

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本発明は、ガスタービンの燃焼器に関する。   The present invention relates to a combustor for a gas turbine.

ガスタービンの燃焼器は、内部で燃料が燃焼されると燃焼振動を発生することがある。安定した運転のために燃焼振動を抑制する技術が求められている。   A gas turbine combustor may generate combustion vibrations when fuel is combusted therein. There is a need for a technology that suppresses combustion vibration for stable operation.

導波管の一端に振動面、他端に開口を有するラウドスピーカにおいて、導波管に設けられた振動抑制体と振動面との間の距離よりも、振動抑制体と開口との距離の方が有意義に大きいラウドスピーカが知られている(特許文献1参照)。   In a loudspeaker having a vibration surface at one end of the waveguide and an opening at the other end, the distance between the vibration suppression body and the opening is greater than the distance between the vibration suppression body and the vibration surface provided in the waveguide. There is known a loudspeaker whose value is significantly large (see Patent Document 1).

ガスタービン燃焼器の燃焼振動を抑制するために、配管と抵抗板とを備えた振動抑制装置が知られている(特許文献2参照)。
米国特許US6278789B1号公報 米国特許5685157号
In order to suppress combustion vibration of a gas turbine combustor, a vibration suppression device including a pipe and a resistance plate is known (see Patent Document 2).
US Patent US6278789B1 US Pat. No. 5,658,157

本発明の目的は、広い範囲の周波数帯で燃焼振動が小さいガスタービン用燃焼器を提供することである。
本発明の他の目的は、燃焼器の燃焼振動を効率的に低減する音響ダンパを提供することである。
本発明の更に他の目的は、低周波数帯域(約30Hzから300Hz)の燃焼振動を効率的に低減する音響ダンパを提供することである。
本発明の更に他の目的は、設置に要する体積が小さく低周波数帯域(約30Hzから300Hz)の燃焼振動を効率的に低減する音響ダンパを提供することである。
本発明の更に他の目的は、圧力変動の変化に対して吸音性能が安定している音響ダンパを提供することである。
本発明の更に他の目的は、高周波数帯域の燃焼振動を効率的に低減する音響ライナと上記音響ダンパの併用によって広い周波数範囲で燃焼振動を効率的に低減するガスタービン燃焼器を提供することである。
An object of the present invention is to provide a gas turbine combustor having a small combustion vibration in a wide frequency band.
Another object of the present invention is to provide an acoustic damper that efficiently reduces combustion vibration of a combustor.
Still another object of the present invention is to provide an acoustic damper that efficiently reduces combustion vibration in a low frequency band (about 30 Hz to 300 Hz).
Still another object of the present invention is to provide an acoustic damper that has a small volume required for installation and that efficiently reduces combustion vibration in a low frequency band (about 30 Hz to 300 Hz).
Still another object of the present invention is to provide an acoustic damper having stable sound absorbing performance against changes in pressure fluctuation.
Still another object of the present invention is to provide a gas turbine combustor that efficiently reduces combustion vibrations in a wide frequency range by using an acoustic liner that efficiently reduces combustion vibrations in a high frequency band and the acoustic damper. It is.

以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   In the following, means for solving the problem will be described using the numbers used in [Best Mode for Carrying Out the Invention] in parentheses. These numbers are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Best Mode for Carrying Out the Invention]. However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in [Claims].

本発明による音響ダンパ(10)は、開口(21)を有し折り畳まれた管路(39)を内部に形成する部材(9)と、管路(39)を流れる流体に抵抗を与える抵抗体(37、38)とを具備している。   The acoustic damper (10) according to the present invention includes a member (9) that has an opening (21) and forms a folded pipe (39) inside, and a resistor that provides resistance to the fluid flowing through the pipe (39). (37, 38).

本発明による音響ダンパ(10)は、開口(21)を有し90度以上の角度で方向が変化する屈折部(31)を少なくとも一つ有する管路(39)を内部に形成する部材(9)と、管路(39)を流れる流体に抵抗を与える抵抗体(37、38)とを具備している。   The acoustic damper (10) according to the present invention is a member (9) that forms therein a pipe line (39) having an opening (21) and at least one refracting part (31) whose direction changes at an angle of 90 degrees or more. ) And resistors (37, 38) that provide resistance to the fluid flowing through the pipe line (39).

本発明による音響ダンパ(10)において、管路(39)の形状は渦巻き状である。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the pipe (39) has a spiral shape.

本発明による音響ダンパ(10)において、管路(39)は、管路(39)の内部と燃焼器(2、7)を格納する車室(4)の内部とを連通する孔(34)を有する。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the pipe line (39) has a hole (34) that communicates the inside of the pipe line (39) with the inside of the passenger compartment (4) that houses the combustor (2, 7). Have

本発明による音響ダンパ(10)において、管路(39)の断面は四角形、あるいは円形である。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the pipe (39) has a square or circular cross section.

本発明による音響ダンパ(10)は、管路(39)の方向が不連続的に変化する角部(31)に設けられ、角部における管路(39)の幅の変化を小さくするガイド(32)を具備している。
本発明による音響ダンパ(10)において、管路(39)は、開口(21)に近いほど管路(39)の断面積が大きいテーパ部(35)を有する。
The acoustic damper (10) according to the present invention is provided at the corner (31) where the direction of the pipe (39) changes discontinuously, and reduces the change in the width of the pipe (39) at the corner ( 32).
In the acoustic damper (10) according to the present invention, the pipe line (39) has a tapered portion (35) in which the cross-sectional area of the pipe line (39) is larger as it is closer to the opening (21).

本発明による音響ダンパ(10)において、抵抗体(37、38)は、互いに離れて配置された第1抵抗体(37、38)と第2抵抗体(37、38)とを含む。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the resistors (37, 38) include a first resistor (37, 38) and a second resistor (37, 38) arranged apart from each other.

本発明による音響ダンパ(10)において、抵抗体(37、38)は、多孔質金属を含む。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the resistors (37, 38) include a porous metal.

本発明による音響ダンパ(10)において、多孔質金属はニッケルとクロムを含む合金であり、空隙率が90パーセント以上である。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the porous metal is an alloy containing nickel and chromium, and the porosity is 90% or more.

本発明による音響ダンパ(10)において、抵抗体(37、38)は、金属網を含む。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the resistors (37, 38) include a metal net.

本発明による音響ダンパ(10)において、多孔質金属は、蝋付けによって管路(39)に固定されている。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the porous metal is fixed to the pipe line (39) by brazing.

本発明による音響ダンパ(10)は、抵抗体(37、38)を保持するカセットを備えている。部材(9)とカセット(11)とは脱着可能である。   The acoustic damper (10) according to the present invention includes a cassette for holding the resistors (37, 38). The member (9) and the cassette (11) are detachable.

本発明による音響ダンパ(10)において、音響ダンパ(10)はガスタービンの燃焼室が有するバイパス管(7)の屈曲部(6)に取り付けられる。バイパス管(7)の内部と管路(39)とは開口(21)を介して連通する。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the acoustic damper (10) is attached to the bent portion (6) of the bypass pipe (7) included in the combustion chamber of the gas turbine. The inside of the bypass pipe (7) and the pipe line (39) communicate with each other through the opening (21).

本発明による音響ダンパ(10)は、燃焼筒(2)に対して摺動可能な構造で結合されたバイパス管(7)に取り付けられている。   The acoustic damper (10) according to the present invention is attached to a bypass pipe (7) coupled in a slidable structure with respect to the combustion cylinder (2).

本発明による音響ダンパ(10)が取り付けられる燃焼器(2)の燃焼振動はf1からf2で示される周波数の範囲で大きく、管路(39)の長さは、燃焼器(2)を格納する車室(4)の温度がTで示され、αを0.7から1.2までの間の定数として、次式

Figure 0004494889
で示される。 The combustion vibration of the combustor (2) to which the acoustic damper (10) according to the present invention is attached is large in the frequency range indicated by f1 to f2, and the length of the pipe line (39) stores the combustor (2). The temperature of the passenger compartment (4) is indicated by T, and α is a constant between 0.7 and 1.2.
Figure 0004494889
Indicated by

本発明によるガスタービン用燃焼器(2、7)は、燃焼器(2、7)が備える燃焼筒(2)の所定の第1範囲に設けられ、燃焼筒(2)との間に共鳴空間を形成する燃焼筒ハウジング(52)を具備している。燃焼筒(2)の内部と共鳴空間とは複数の燃焼筒貫通孔(53)により連通している。燃焼筒ハウジング(52)の最大長さは、燃焼筒(2)の直径以上である。   The gas turbine combustor (2, 7) according to the present invention is provided in a predetermined first range of the combustion cylinder (2) included in the combustor (2, 7), and is in a resonant space between the combustion cylinder (2). A combustion cylinder housing (52) is formed. The inside of the combustion cylinder (2) and the resonance space communicate with each other through a plurality of combustion cylinder through holes (53). The maximum length of the combustion cylinder housing (52) is not less than the diameter of the combustion cylinder (2).

本発明による音響ダンパ(10)において、音響ダンパ(10)はガスタービンの燃焼器(2、7)に取り付けられる。燃焼器(2、7)の燃焼室と管路(39)とは開口(21)を介して連通する。   In the acoustic damper (10) according to the present invention, the acoustic damper (10) is attached to the combustor (2, 7) of the gas turbine. The combustion chamber of the combustor (2, 7) and the pipe line (39) communicate with each other through the opening (21).

本発明によるガスタービン用燃焼器(2、7)は、本発明による音響ダンパ(10)を具備している。   The combustor for a gas turbine (2, 7) according to the present invention comprises an acoustic damper (10) according to the present invention.

本発明によるガスタービンは、本発明によるガスタービン用燃焼器(2、7)を備えている。   The gas turbine according to the present invention includes the gas turbine combustor (2, 7) according to the present invention.

本発明によれば、広い範囲の周波数帯で燃焼振動が小さいガスタービン用燃焼器が提供される。
更に本発明によれば、燃焼器の燃焼振動を効率的に低減する音響ダンパが提供される。
更に本発明によれば、低周波数帯域(約30Hzから300Hz)の燃焼振動を効率的に低減する音響ダンパが提供される。
更に本発明によれば、設置に要する体積が小さく低周波数帯域(約30Hzから300Hz)の燃焼振動を効率的に低減する音響ダンパが提供される。
更に本発明によれば、圧力変動の変化に対して吸音性能が安定している音響ダンパが提供される。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the combustor for gas turbines with a small combustion vibration in a wide frequency band is provided.
Furthermore, according to this invention, the acoustic damper which reduces the combustion vibration of a combustor efficiently is provided.
Furthermore, according to the present invention, an acoustic damper that efficiently reduces combustion vibrations in a low frequency band (about 30 Hz to 300 Hz) is provided.
Furthermore, according to the present invention, there is provided an acoustic damper that has a small volume required for installation and that efficiently reduces combustion vibration in a low frequency band (about 30 Hz to 300 Hz).
Furthermore, according to the present invention, an acoustic damper is provided in which sound absorption performance is stable with respect to changes in pressure fluctuation.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図1を参照すると、ガスタービンの燃焼器本体2が示されている。燃焼器本体2は、地面に対して固定された車室壁5により形成される車室4の内部に設置されている。燃焼器本体2は、バイパス空気を取り込むためのバイパス7を備えている。バイパス7は屈曲したバイパスエルボ6を有しており、バイパスエルボ6はバイパス弁8に接続されている。バイパス弁8は、車室壁5に固定されている。バイパス弁8は、バイパス6により燃焼器本体2に取り込まれる空気の流量を制御する。バイパスエルボ6には、本発明による音響ダンパ10が取り付けられている。燃焼器本体2には、周方向に長い音響ライナ50が取り付けられている。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, a combustor body 2 of a gas turbine is shown. The combustor main body 2 is installed inside a vehicle compartment 4 formed by a vehicle compartment wall 5 fixed to the ground. The combustor body 2 includes a bypass 7 for taking in bypass air. The bypass 7 has a bent bypass elbow 6, and the bypass elbow 6 is connected to a bypass valve 8. The bypass valve 8 is fixed to the passenger compartment wall 5. The bypass valve 8 controls the flow rate of air taken into the combustor body 2 by the bypass 6. An acoustic damper 10 according to the present invention is attached to the bypass elbow 6. An acoustic liner 50 that is long in the circumferential direction is attached to the combustor body 2.

音響ダンパ10は内部に迷路構造の管路を有している。管路が「迷路構造」であるという表現は、管路が折り畳まれるなど直線でない形状をしていることにより、管路が直線である場合に比べ、管路の長さ(当該管路により共鳴する音響振動の波長)に対する管路の部分のサイズが小さいことを示す。   The acoustic damper 10 has a maze-structured pipeline inside. The expression “maze structure” of a pipeline is a non-straight shape, such as when the pipeline is folded. Compared to the case where the pipeline is straight, the length of the pipeline (resonance by the pipeline) It shows that the size of the portion of the pipeline is small with respect to the wavelength of acoustic vibration to be performed.

本発明による音響ダンパ10は、バイパスエルボ6以外の場所、例えば燃焼器本体2の燃焼領域の外壁(図1で音響ライナ50が設置されている位置)又はトップハット(燃焼器本体2の上流側、車室4から燃焼器本体2の内部に圧縮空気が導入される入口付近)に設置されても効果を奏する。バイパスエルボ6は燃焼振動が大きいため、バイパスエルボ6に設置された音響ダンパ10は、振動を抑制する効果が高い。更に、バイパスエルボ6の外壁の温度は燃焼器本体2の燃焼領域の外壁の温度よりも低いため、音響ダンパ10に使用される材料の選択の幅が広くなる等、設計の自由度が高くなる。音響ダンパ10とバイパスエルボ6の結合部、あるいはバイパスエルボ6と燃焼器本体2の結合部には摺動部を有し、ガスタービン運転時の熱伸びによって発生する構造の歪みを緩和する。   The acoustic damper 10 according to the present invention is provided at a place other than the bypass elbow 6, for example, the outer wall of the combustion region of the combustor body 2 (the position where the acoustic liner 50 is installed in FIG. 1) or the top hat (upstream of the combustor body 2). Even if it is installed in the vicinity of the inlet where the compressed air is introduced from the vehicle compartment 4 into the combustor body 2, the effect can be obtained. Since the bypass elbow 6 has large combustion vibration, the acoustic damper 10 installed in the bypass elbow 6 has a high effect of suppressing vibration. Furthermore, since the temperature of the outer wall of the bypass elbow 6 is lower than the temperature of the outer wall of the combustion region of the combustor body 2, the degree of freedom in design is increased, for example, the range of materials used for the acoustic damper 10 is widened. . The connecting portion between the acoustic damper 10 and the bypass elbow 6 or the connecting portion between the bypass elbow 6 and the combustor body 2 has a sliding portion to relieve structural distortion caused by thermal expansion during gas turbine operation.

図2を参照すると、バイパスエルボ6及び音響ダンパ10を図1のA方向から見た図が示されている。音響ダンパ10はホルダ13と、一対の共鳴箱9と、一対のカセット11とを有している。一対の共鳴箱9の形状は略対称である。一対のカセット11の形状は略対称である。ホルダ13は、バイパスエルボ6を抱え込むようにして取り付けられる。共鳴箱9はバイパスエルボ6との間に間隔を空けてホルダ13に固定される。   Referring to FIG. 2, a view of the bypass elbow 6 and the acoustic damper 10 viewed from the direction A in FIG. 1 is shown. The acoustic damper 10 includes a holder 13, a pair of resonance boxes 9, and a pair of cassettes 11. The shape of the pair of resonance boxes 9 is substantially symmetrical. The shape of the pair of cassettes 11 is substantially symmetrical. The holder 13 is attached so as to hold the bypass elbow 6. The resonance box 9 is fixed to the holder 13 with a space between it and the bypass elbow 6.

カセット11はバイパスエルボ6と共鳴箱9との間に配置され、ホルダ13により固定される。カセット11は多孔質金属37を備えている。多孔質金属37の表面はバイパスエルボ6と共鳴箱9とに面している。多孔質金属37に面したバイパスエルボ6の外壁は、多数のガス導入口28が設けられた多孔板である。ガス導入口28は、開口率が概ね50パーセントである。共鳴箱9の内部は、多孔質金属37に面した第1層22と、第1層22に対して多孔質金属37の反対側の第2層24とを有している。   The cassette 11 is disposed between the bypass elbow 6 and the resonance box 9 and is fixed by a holder 13. The cassette 11 includes a porous metal 37. The surface of the porous metal 37 faces the bypass elbow 6 and the resonance box 9. The outer wall of the bypass elbow 6 facing the porous metal 37 is a porous plate provided with a number of gas inlets 28. The gas inlet 28 has an opening ratio of approximately 50%. The inside of the resonance box 9 has a first layer 22 facing the porous metal 37 and a second layer 24 opposite to the porous metal 37 with respect to the first layer 22.

多孔質金属37は、3次元の網目構造(ポーラス)を有する材料である。多孔質金属37は、車室4の温度(450℃程度)で劣化しない金属である。例えばニッケルを含み、好ましくクロムを含有するニッケル基合金である。更に好ましくは、Hastelloy−Xに例示される耐酸化性、耐磨耗性の高い材料である。多孔質金属37は、空隙率(当該多孔質金属の概略形状に占められる体積に対して、その概略形状の内で孔が占める体積)が大きく、例えば90パーセント以上であることが好ましい。こうした材料の例として、住友電気工業株式会社の商品名セルメットに特定される材料が挙げられる。   The porous metal 37 is a material having a three-dimensional network structure (porous). The porous metal 37 is a metal that does not deteriorate at the temperature of the passenger compartment 4 (about 450 ° C.). For example, a nickel-based alloy containing nickel and preferably containing chromium. More preferably, it is a material having high oxidation resistance and high wear resistance exemplified by Hastelloy-X. The porous metal 37 has a large porosity (volume occupied by pores in the approximate shape with respect to the volume occupied by the approximate shape of the porous metal), for example, preferably 90% or more. Examples of such materials include materials specified by the trade name Celmet of Sumitomo Electric Industries, Ltd.

多孔質金属37は、摩耗を少なくするためにカセット11に対して固定されていることが好ましい。更に、多孔質金属37が金属と接する箇所は全て接合されていることが好ましい。固定は蝋付けにより行われることが好ましい。   The porous metal 37 is preferably fixed to the cassette 11 in order to reduce wear. Furthermore, it is preferable that all the portions where the porous metal 37 is in contact with the metal are joined. Fixing is preferably performed by brazing.

ガス導入口28が設けられた領域のバイパスエルボ6の内壁又は外壁には、金属網が張られていることが好ましい。多孔板に代えて、多孔質金属37に面したバイパスエルボ6の外壁は、直径数センチメートル以上の孔が設けられその孔に金属網が張られた構造でもよい。   It is preferable that a metal net is stretched on the inner wall or the outer wall of the bypass elbow 6 in the region where the gas inlet 28 is provided. Instead of the perforated plate, the outer wall of the bypass elbow 6 facing the porous metal 37 may have a structure in which a hole having a diameter of several centimeters or more is provided and a metal net is stretched in the hole.

共鳴箱9の側面には、第1層22に対応する位置と第2層24に対応する位置とにボアスコープ用孔41が設けられている。ボアスコープ用孔41は、共鳴箱9の内部を調べるボアスコープ等の機材を導入することが可能な径である。 図3を参照すると、音響ダンパ10をバイパスエルボ6に取り付ける作業工程の斜視図が示されている。カセット11はボルト等によりホルダ13に着脱可能に取り付けられる。更に、共鳴箱9の第2層24の外壁に設けられたパージ孔34が示されている。   On the side surface of the resonance box 9, borescope holes 41 are provided at positions corresponding to the first layer 22 and positions corresponding to the second layer 24. The borescope hole 41 has a diameter capable of introducing equipment such as a borescope for examining the inside of the resonance box 9. Referring to FIG. 3, a perspective view of an operation process for attaching the acoustic damper 10 to the bypass elbow 6 is shown. The cassette 11 is detachably attached to the holder 13 with bolts or the like. Further, a purge hole 34 provided in the outer wall of the second layer 24 of the resonance box 9 is shown.

カセット11がホルダ13に対して着脱可能であることにより、多孔質金属37が酸化等により劣化した場合に取り替えることが容易である。   Since the cassette 11 can be attached to and detached from the holder 13, it can be easily replaced when the porous metal 37 is deteriorated due to oxidation or the like.

カセット11がホルダ13に対して固定されている又はカセット11とホルダ13とが一体構造であると、製造が簡単である。カセット11とホルダ13とが着脱可能であるか固定されているかは、設計者により適宜選択される。   When the cassette 11 is fixed to the holder 13 or the cassette 11 and the holder 13 have an integral structure, the manufacturing is simple. Whether the cassette 11 and the holder 13 are detachable or fixed is appropriately selected by a designer.

図4を参照すると、共鳴箱9の内部構成が示されている。図4(a)を参照すると、第1層22を図2のB−B´軸で切断した断面図が示されている。第1層22は、仕切り30により内部に渦巻き状の管路39を形成している。管路39の流れ方向に垂直な方向の断面は、辺の長さが15mm〜50mmの長方形又は正方形である。管路の断面が長方形又は正方形であると、管路により迷路構造が形成されたとき、管路と隣接する管路との間に生じる隙間が小さくなり好ましい。   Referring to FIG. 4, the internal configuration of the resonance box 9 is shown. Referring to FIG. 4A, a cross-sectional view of the first layer 22 taken along the BB ′ axis in FIG. 2 is shown. The first layer 22 forms a spiral duct 39 inside by the partition 30. The cross section of the pipe 39 in the direction perpendicular to the flow direction is a rectangle or a square having a side length of 15 mm to 50 mm. It is preferable that the cross section of the pipe is rectangular or square when a labyrinth structure is formed by the pipe because a gap generated between the pipe and the adjacent pipe is reduced.

共鳴箱として、円管を渦巻き状に巻いたかたつむり状の形状をした共鳴箱が考えられる。この場合、管路の断面の形状は円である。こうした共鳴箱は、材料として既存の円管を用いることができ、コストが小さい。   As the resonance box, a resonance box having a snail shape obtained by winding a circular tube in a spiral shape is conceivable. In this case, the shape of the cross section of the pipe line is a circle. Such a resonance box can use an existing circular tube as a material, and is low in cost.

管路39は、らせんの中心においてガス入口21に接続している。管路39は、ガス入口21に近いほど幅が広くなるテーパ部35を有している。第1層22の管路39のガス入口21と反対の端部には移層部25が設けられている。管路39は移層部25において第2層24の管路と連通している。移層部25の第2層と反対側には枝管(図示せず)が設けられている。   Line 39 connects to gas inlet 21 at the center of the helix. The conduit 39 has a tapered portion 35 that becomes wider as it is closer to the gas inlet 21. A transfer layer 25 is provided at the end of the pipe 39 of the first layer 22 opposite to the gas inlet 21. The pipe line 39 communicates with the pipe line of the second layer 24 in the layer transfer section 25. A branch pipe (not shown) is provided on the side opposite to the second layer of the layer transfer portion 25.

管路39は、他の部分に比べて角度が急激に変化するコーナー31を有している。コーナー31には、管路39の幅の変化が小さくなるようにフェンダ32が設けられている。フェンダ32がない場合、角度が急激に変化するコーナーにおいて管路幅が急激に変化し、そこで音波の比較的大きな反射が発生し、管路の性能を損なう恐れがあるため、フェンダはあることが好ましい。   The pipe line 39 has a corner 31 whose angle changes abruptly as compared with other parts. A fender 32 is provided at the corner 31 so that the change in the width of the pipe 39 is small. Without the fender 32, the fender may be present because the pipe width changes abruptly at a corner where the angle changes abruptly, and a relatively large reflection of sound waves occurs there, which may impair the performance of the pipe. preferable.

共鳴箱9の外壁には油抜き孔36が設けられている。油抜き孔36は、管路36に油が侵入したときにその油が溜まりやすい箇所、即ち鉛直方向の下側に設けられる。渦巻きの内側の管路に油が溜まりやすい場合は、あの場所の仕切り30にも油抜き孔(図示せず)が設けられることが好ましい。   An oil drain hole 36 is provided on the outer wall of the resonance box 9. The oil drain hole 36 is provided at a location where the oil easily collects when the oil enters the pipe 36, that is, on the lower side in the vertical direction. In the case where oil easily collects in the duct inside the spiral, it is preferable that an oil drain hole (not shown) is also provided in the partition 30 in that place.

図4(b)を参照すると、第2層24を図2のC−C´軸で切断した断面図が示されている。第2層24は、仕切り30により内部に渦巻き状の管路39を形成している。   Referring to FIG. 4B, a sectional view of the second layer 24 taken along the CC ′ axis in FIG. 2 is shown. The second layer 24 forms a spiral duct 39 inside the partition 30.

第2層24の移層部25に近い管路39には、多孔質金属38が設置されている。多孔質金属38は、多孔質金属37と同様の材料により形成されている。多孔質金属38は、多孔質金属37がカセット11に固定される方法と同様の方法により共鳴箱9に固定されている。第2層24の管路39の移層部25と反対の端(らせんの中心の近く)は管路終端33である。図3に示されるパージ孔34は、管路終端33に設けられている。パージ孔34が設けられる場所は管路終端33以外の場所でもよく、複数設けられてもよい。   A porous metal 38 is installed in a pipe line 39 of the second layer 24 near the layer transfer part 25. The porous metal 38 is formed of the same material as the porous metal 37. The porous metal 38 is fixed to the resonance box 9 by the same method as the method in which the porous metal 37 is fixed to the cassette 11. The opposite end (near the center of the helix) of the conduit 39 of the conduit 39 of the second layer 24 is the conduit end 33. The purge hole 34 shown in FIG. 3 is provided at the pipe end 33. The place where the purge hole 34 is provided may be a place other than the pipe end 33, or a plurality of places may be provided.

第2層24の管路39は、他の部分に比べて角度が急激に変化するコーナー31を有している。コーナー31には、管路39の幅の変化が小さくなるようにフェンダ32が設けられている。第2層24の共鳴箱9の外壁には第1層22と同様の油抜き孔36が設けられている。   The pipe line 39 of the second layer 24 has a corner 31 whose angle changes abruptly as compared with other parts. A fender 32 is provided at the corner 31 so that the change in the width of the pipe 39 is small. An oil drain hole 36 similar to that of the first layer 22 is provided on the outer wall of the resonance box 9 of the second layer 24.

図5を参照すると、コーナー31における仕切り30の角の形状の例が示されている。図5(a)を参照すると、仕切り30の角42aは角がある(square)形状をしている。図5(b)を参照すると、角42bは丸く成形されている。管路を流れる流体が角42bにおいて受ける音響抵抗は、角42aにおいて受ける音響抵抗よりも抑制される。図5(c)を参照すると、角42cにはガイド43が設けられる。管路を流れる流体がガイド43において受ける音響抵抗は、角42bにおいて受ける音響抵抗よりも更に抑制される。   Referring to FIG. 5, an example of the corner shape of the partition 30 at the corner 31 is shown. Referring to FIG. 5A, the corner 42a of the partition 30 has a square shape. Referring to FIG. 5 (b), the corner 42b is rounded. The acoustic resistance received at the corner 42b by the fluid flowing through the pipeline is suppressed more than the acoustic resistance received at the corner 42a. Referring to FIG. 5C, a guide 43 is provided at the corner 42c. The acoustic resistance received at the guide 43 by the fluid flowing through the pipeline is further suppressed than the acoustic resistance received at the corner 42b.

以上の構成を有する音響ダンパ10が取り付けられた燃焼器の動作を以下に示す。ガスタービンが運転されるとき、圧縮機(図示しない)により圧縮された空気が車室4に導入され、更に燃焼器本体2に導入される。燃焼器本体2には更に燃料供給配管(図示しない)により燃料が供給される。燃料と圧縮空気との混合気体はバーナ(図示しない)により着火され、燃焼器本体2の内部は高温の燃焼ガスで充満する。燃焼ガスは燃焼器本体2からタービン(図示せず)へ送られ、タービンを駆動する。   The operation of the combustor to which the acoustic damper 10 having the above configuration is attached will be described below. When the gas turbine is operated, air compressed by a compressor (not shown) is introduced into the passenger compartment 4 and further introduced into the combustor body 2. Fuel is further supplied to the combustor body 2 through a fuel supply pipe (not shown). The mixed gas of fuel and compressed air is ignited by a burner (not shown), and the interior of the combustor body 2 is filled with high-temperature combustion gas. Combustion gas is sent from the combustor body 2 to a turbine (not shown) to drive the turbine.

燃焼器本体2の内部の燃焼の状態を調節するため、バイパス弁8が制御され、バイパス7より燃焼器本体2の内部に空気が導入される。   In order to adjust the state of combustion inside the combustor body 2, the bypass valve 8 is controlled, and air is introduced into the combustor body 2 from the bypass 7.

燃焼ガスの圧力変動により、燃焼器本体2とバイパス7とは振動する。バイパスエルボ6の内部のガスは、ガス導入口28より多孔質金属37を介してガス入口21より共鳴箱9の内部に出入りし、燃焼振動(音響振動)による音響エネルギーが共鳴箱9の内部に導入される。   The combustor body 2 and the bypass 7 vibrate due to pressure fluctuations of the combustion gas. The gas inside the bypass elbow 6 enters and exits the resonance box 9 from the gas inlet 21 through the porous metal 37 from the gas inlet 28, and the acoustic energy generated by combustion vibration (acoustic vibration) enters the inside of the resonance box 9. be introduced.

共鳴箱9の内部は、第1層22においてガス入口21から渦巻き状の管路39を外巻き方向に回って移層部25に達し、移層部25において第2層24に移行し、第2層24において移層部25から内巻き方向に回って管路終端33に達する長い管路39を有している。この長い管路39により、低い周波数の燃焼振動が共鳴箱9において共鳴する。   The inside of the resonance box 9 turns around the spiral duct 39 from the gas inlet 21 in the first layer 22 to reach the layer transfer unit 25, moves to the second layer 24 in the layer transfer unit 25, In the second layer 24, a long pipe line 39 that reaches the pipe terminal end 33 from the layer transfer part 25 to the inner winding direction is provided. Due to this long pipe 39, low-frequency combustion vibrations resonate in the resonance box 9.

車室温度T(単位:ケルビン)のガスタービンで、周波数がf1からf2(単位:ヘルツ)の燃焼振動を対策するために適した管路の長さは、
α×40×T^0.5/(f1+f2)、(単位:メートル)、
である。αは管路の曲がり方による影響を修正するための係数で、0.7から1.2の間の数値である。管路の長さは、管路の中心の長さで定義される。
In a gas turbine with a cabin temperature T (unit: Kelvin), the length of the pipe line suitable for countermeasures against combustion vibrations with a frequency of f1 to f2 (unit: hertz) is:
α × 40 × T ^ 0.5 / (f1 + f2), (unit: meter),
It is. α is a coefficient for correcting the influence of the bending of the pipe and is a numerical value between 0.7 and 1.2. The length of the pipeline is defined by the length of the center of the pipeline.

渦巻き状の管路を有する音響ダンパ10は、内部に仕切りを有しない共鳴箱を用いた場合に比べて、体積が約70%小さい。そのため、燃焼器に取り付ける部位の自由度が大きくなる。更に慣性モーメントが小さいため、燃焼振動に伴う首振り運動が抑制される。   The acoustic damper 10 having a spiral duct has a volume of about 70% smaller than that in the case of using a resonance box having no partition inside. Therefore, the freedom degree of the site | part attached to a combustor becomes large. Further, since the moment of inertia is small, the swing motion associated with combustion vibration is suppressed.

共鳴箱9に枝管(図示せず)が設けられていることにより、枝管の長さ、位置、及び形状に依存する周波数の音響振動が共鳴する。そのため、更に広い範囲の周波数の音響振動が音響ダンパ10により抑制される。枝管の長さを調節することにより、燃焼器の特性に対応して音響ダンパ10の音響特性を調節することが容易である。   By providing a branch pipe (not shown) in the resonance box 9, an acoustic vibration having a frequency depending on the length, position, and shape of the branch pipe resonates. Therefore, acoustic vibrations in a wider range of frequencies are suppressed by the acoustic damper 10. By adjusting the length of the branch pipe, it is easy to adjust the acoustic characteristics of the acoustic damper 10 in accordance with the characteristics of the combustor.

管路39がテーパ部35を有していることにより、より低い周波数の音響が共鳴する。言い換えれば、テーパ部35を有している管路は、テーパ部を有していない管路よりも短い管路によって、同じ周波数にチューニングすることができる。そのため、テーパ部35を有する音響ダンパ10は、より体積が小さい。   Since the pipe line 39 has the tapered portion 35, the sound of a lower frequency resonates. In other words, the pipeline having the tapered portion 35 can be tuned to the same frequency by a pipeline shorter than the pipeline having no tapered portion. Therefore, the volume of the acoustic damper 10 having the tapered portion 35 is smaller.

フェンダ32により、管路39のコーナー31において反射される音波が低減する。コーナー31の構造として図5(b)に示される曲率の小さい角42b又は図5(c)に示されるガイド43が採用されることにより、コーナー31における音響抵抗が低減し、音波の反射が低減する。   The sound wave reflected by the corner 31 of the pipe line 39 is reduced by the fender 32. By adopting the corner 42b having a small curvature shown in FIG. 5 (b) or the guide 43 shown in FIG. 5 (c) as the structure of the corner 31, the acoustic resistance at the corner 31 is reduced and the reflection of sound waves is reduced. To do.

多孔質金属37、38において、振動するガスは渦を発生し、振動のエネルギーが減衰する。特に共鳴箱9の形状に依存する低い周波数の振動が効果的に減衰する。   In the porous metals 37 and 38, the vibrating gas generates vortices, and the vibration energy is attenuated. In particular, low-frequency vibrations depending on the shape of the resonance box 9 are effectively damped.

図6を参照すると、複数の多孔質金属37、38を備えた音響管の模式図が示されている。図6(a)を参照すると、音響管の長さの4倍の波長の音響振動に音響管が共鳴している様子が示されている。音響振動の節は管路終端33にあり、腹はガス入口21にある。こうした音響振動は、ガス入口21に配置された多孔質金属37により効果的に減衰される。図6(b)を参照すると、音響管の長さの2倍の波長の音響振動に音響管が共鳴している様子が示されている。音響振動の節はガス入口21と管路終端33とにあり、腹はガス入口21と管路終端33との中間にある。こうした音響振動は、ガス入口21と管路終端33との中間に配置された多孔質金属38により効果的に減衰される。   Referring to FIG. 6, a schematic diagram of an acoustic tube including a plurality of porous metals 37 and 38 is shown. Referring to FIG. 6A, the acoustic tube is shown to resonate with acoustic vibration having a wavelength four times the length of the acoustic tube. The node of the acoustic vibration is at the pipe end 33 and the antinode is at the gas inlet 21. Such acoustic vibration is effectively damped by the porous metal 37 disposed at the gas inlet 21. Referring to FIG. 6B, it is shown that the acoustic tube is resonating with acoustic vibration having a wavelength twice that of the acoustic tube. The node of the acoustic vibration is at the gas inlet 21 and the pipe end 33, and the antinode is in the middle between the gas inlet 21 and the pipe end 33. Such acoustic vibrations are effectively damped by the porous metal 38 disposed between the gas inlet 21 and the pipe end 33.

すなわち、音響管の内部の複数の位置に多孔質金属に例示される抵抗体(音響振動を減衰させるもの)が配置される多段構造が採用されることにより、より広い範囲の周波数の音響振動が減衰する。   That is, by adopting a multi-stage structure in which resistors exemplified by porous metal (those that attenuate acoustic vibration) are arranged at a plurality of positions inside the acoustic tube, acoustic vibrations in a wider range of frequencies can be obtained. Attenuates.

抵抗体は、多孔質金属に限られず、多孔板(perforated plate、ドリル等により多数の貫通孔が設けられた金属板)又はオリフィス又は金属網を用いることによってもガスの振動が減衰する。こうした金属板が音響管の複数の位置に配置されることにより、より広い範囲の周波数の音響振動が減衰する。   The resistor is not limited to the porous metal, and the vibration of the gas is also attenuated by using a perforated plate (metal plate provided with a large number of through holes by a drill or the like), an orifice, or a metal net. By arranging such metal plates at a plurality of positions of the acoustic tube, acoustic vibrations in a wider range of frequencies are attenuated.

多孔板又はオリフィスは、ガスの圧力変動の大きさに依存して音響特性(様々な周波数の音響振動を減衰させる性能)が変化する。更に、多段構造が採用される場合、複数の抵抗体が音響振動に及ぼす効果が互いに影響しあう。これらの性質により、多孔板又はオリフィスの多段構造を有する音響ダンパは、音響特性(様々な周波数の音響振動を減衰させる性能)を減衰させる特性を予測し設計することが困難である。こうした音響ダンパにより望ましい音響特性を得ることは容易ではない。   The perforated plate or orifice changes its acoustic characteristics (performance of attenuating acoustic vibrations of various frequencies) depending on the magnitude of the pressure fluctuation of the gas. Furthermore, when a multistage structure is employed, the effects of the plurality of resistors on the acoustic vibration influence each other. Due to these properties, it is difficult for an acoustic damper having a multistage structure of perforated plates or orifices to predict and design acoustic characteristics (performance of attenuating acoustic vibrations of various frequencies). It is not easy to obtain desirable acoustic characteristics with such an acoustic damper.

抵抗体として多孔質金属が使用されると、ガスの圧力変動レベルに対してより安定した音響特性が得られる。このため、
(1)小さい圧力変動レベルに対して音響振動を減衰させる性能が安定しており、
(2)広い範囲の圧力変動レベルに対して安定した音響特性を得ることが容易であり、
(3)設計段階で音響特性を予測しやすい。
という望ましい効果が得られる。
すなわち、多段構造の抵抗体が採用され、かつ抵抗体が多孔質金属である音響ダンパは、広い範囲の周波数の振動に対して、予測しやすく安定した減衰効果を得ることが容易である。
When a porous metal is used as the resistor, more stable acoustic characteristics can be obtained with respect to the pressure fluctuation level of the gas. For this reason,
(1) The performance of attenuating acoustic vibration with respect to a small pressure fluctuation level is stable,
(2) It is easy to obtain stable acoustic characteristics over a wide range of pressure fluctuation levels,
(3) It is easy to predict acoustic characteristics at the design stage.
The desired effect is obtained.
That is, an acoustic damper in which a resistor having a multistage structure is used and the resistor is a porous metal can easily obtain a stable damping effect with respect to vibrations in a wide range of frequencies.

多孔質金属37、38がガスの燃焼振動を減衰させる性能を表す抵抗値は、多孔質金属37、38の空隙率又は厚さにより調節される。多段構造をなす複数の多孔質金属37、38の配置は、解析により望ましい音響特性が得られる位置に配置される。   The resistance value representing the ability of the porous metals 37 and 38 to attenuate the gas combustion vibration is adjusted by the porosity or thickness of the porous metals 37 and 38. The arrangement of the plurality of porous metals 37 and 38 having a multistage structure is arranged at a position where desirable acoustic characteristics can be obtained by analysis.

ガス導入口28の孔の径が大きいと、振動のエネルギーの減衰に対する寄与が小さい。この場合、設計段階で音響ライナ10の音響特性が予測しやすく、好ましい。   When the diameter of the gas inlet 28 is large, the contribution to the attenuation of vibration energy is small. In this case, it is easy to predict the acoustic characteristics of the acoustic liner 10 at the design stage, which is preferable.

ガスタービンが運転されているとき、車室4の圧力は燃焼器本体2の圧力よりも高い。そのため、パージ孔34を介して車室4の空気が管路39に流入する。この空気流により、共鳴箱9の温度上昇が抑制される。更に、共鳴箱9の内部に油が侵入した場合、空気流により油の蒸発が促進され、液状の油が管路39に溜まることが抑制される。   When the gas turbine is in operation, the pressure in the passenger compartment 4 is higher than the pressure in the combustor body 2. Therefore, the air in the passenger compartment 4 flows into the conduit 39 through the purge hole 34. By this air flow, the temperature rise of the resonance box 9 is suppressed. Furthermore, when oil enters the inside of the resonance box 9, evaporation of the oil is promoted by the air flow, and liquid oil is prevented from being accumulated in the pipe line 39.

本実施の形態における音響ダンパ10の共鳴箱9は、管路39が渦巻き状と異なる迷路構造を持っていてもよい。図8を参照すると、本実施の形態の変形例における共鳴箱9aの構造が示されていてる。共鳴箱9aは、管路39aの方向が略180度変化するコーナー31aを少なくとも1つ有している。こうした共鳴箱9aは、渦巻き状の共鳴箱9と同じく二層以上の多層構造であってもよい。こうした管路を有する共鳴箱9aは、ボアスコープ用孔41aからファイバースコープ等を導入することにより管路39aを調べることが容易である。   The resonance box 9 of the acoustic damper 10 in the present embodiment may have a maze structure in which the pipe line 39 is different from the spiral shape. Referring to FIG. 8, the structure of a resonance box 9a in a modification of the present embodiment is shown. The resonance box 9a has at least one corner 31a in which the direction of the pipe line 39a changes by approximately 180 degrees. The resonance box 9a may have a multilayer structure of two or more layers like the spiral resonance box 9. In the resonance box 9a having such a pipe line, it is easy to examine the pipe line 39a by introducing a fiberscope or the like from the borescope hole 41a.

[音響ライナ]
本発明による音響ダンパ10は、音響ライナ50と共に用いられることが好ましい。図9を参照すると、音響ライナ50の破断斜視図が示されている。音響ライナ50は、燃焼器本体2の壁51に取り付けられたハウジング52を備えている。ハウジング52は、燃焼器本体2の壁面に接する側面部57と、側面部57に接し燃焼器本体2の壁に対向する底部54とを有している。側面部57は、概ね平坦で燃焼器本体2に接合された平板部56と、平板部56と底部54とを接続する曲面部58とを有している。底部54と燃焼器本体2の壁51の距離は、概ね10mmから30mmである。
[Sound liner]
The acoustic damper 10 according to the present invention is preferably used with the acoustic liner 50. Referring to FIG. 9, a cutaway perspective view of the acoustic liner 50 is shown. The acoustic liner 50 includes a housing 52 attached to the wall 51 of the combustor body 2. The housing 52 has a side part 57 that contacts the wall surface of the combustor body 2 and a bottom part 54 that contacts the side part 57 and faces the wall of the combustor body 2. The side surface portion 57 has a flat plate portion 56 that is substantially flat and joined to the combustor body 2, and a curved surface portion 58 that connects the flat plate portion 56 and the bottom portion 54. The distance between the bottom 54 and the wall 51 of the combustor body 2 is approximately 10 mm to 30 mm.

底部54にはパージ孔60が設けられている。平板部56には冷却孔62が設けられている。冷却孔62とパージ孔60とのうちの一方が無い構成も可能である。   A purge hole 60 is provided in the bottom portion 54. The flat plate portion 56 is provided with a cooling hole 62. A configuration without one of the cooling hole 62 and the purge hole 60 is also possible.

ハウジング52が設けられている領域の壁51には、多数の孔53が設けられている。孔53の直径は1mmから5mm程度である。   A large number of holes 53 are provided in the wall 51 in the region where the housing 52 is provided. The diameter of the hole 53 is about 1 mm to 5 mm.

ハウジング52が設けられている領域の燃焼器本体2の燃焼領域に面する側の面には、耐熱コーティング64が施されている。耐熱コーティング64の材質としては、セラミック、アルミナ、イットリウム合金が例示される。こうした耐熱コーティング64により、多数の孔53によって他の部分よりも強度が弱くなっている壁面の耐熱強度が強化される。   A heat-resistant coating 64 is applied to the surface of the region where the housing 52 is provided, which faces the combustion region of the combustor body 2. Examples of the material of the heat resistant coating 64 include ceramic, alumina, and yttrium alloy. The heat resistant coating 64 enhances the heat resistant strength of the wall surface whose strength is weaker than that of other portions due to the large number of holes 53.

曲面部58は曲率半径が大きく、概ね10mm程度である。曲率半径が大きいことにより、角における応力集中は小さい。底部54は、壁51に概ね平行に対向している。底部54と平板部56とは、概ね100度程度の鈍角をなしている。そのため、角における応力集中は更に小さい。   The curved surface portion 58 has a large radius of curvature and is approximately 10 mm. Due to the large radius of curvature, the stress concentration at the corner is small. The bottom portion 54 faces the wall 51 substantially in parallel. The bottom portion 54 and the flat plate portion 56 form an obtuse angle of about 100 degrees. Therefore, the stress concentration at the corner is even smaller.

ハウジング52は、プレス加工により成形されている。底部54は、曲面部58に近い領域に対して、曲面部58から遠い中央領域がわずかに凹んだ形状をしている。この凹んだ形状は、プレス加工により成形された工作物の底部に通常見られる形状である。   The housing 52 is formed by press working. The bottom portion 54 has a shape in which a central region far from the curved surface portion 58 is slightly recessed with respect to a region near the curved surface portion 58. This concave shape is a shape normally found at the bottom of a workpiece formed by pressing.

壁51の内部には、燃焼器本体2の軸方向に冷却溝26が設けられている。冷却溝26は、孔53と位置がずれるように設けられており、孔53とは連通しない。冷却溝26の端部(図示しない)は、冷却用の空気または蒸気が導入される導入口に繋がっている。   Inside the wall 51, a cooling groove 26 is provided in the axial direction of the combustor body 2. The cooling groove 26 is provided so as to be displaced from the hole 53, and does not communicate with the hole 53. An end (not shown) of the cooling groove 26 is connected to an inlet through which cooling air or steam is introduced.

タービンが運転されるとき、こうした音響ライナ50は以下のように動作する。   When the turbine is operated, such an acoustic liner 50 operates as follows.

冷却溝68に冷却空気あるいは蒸気が流される。これにより、壁51が効果的に冷却される。   Cooling air or steam flows through the cooling groove 68. Thereby, the wall 51 is cooled effectively.

孔53において燃焼ガスは振動する。燃焼ガスと孔53の壁面との摩擦により、その振動は減衰する。すなわち、ハウジング52をバネに例えると、孔53はそのバネの振動を熱に変換して減衰させるダンパーの役割を果たす。その結果、燃焼器の燃焼振動が抑制される。   The combustion gas vibrates in the hole 53. The vibration is attenuated by the friction between the combustion gas and the wall surface of the hole 53. That is, when the housing 52 is compared with a spring, the hole 53 functions as a damper that converts vibration of the spring into heat and attenuates it. As a result, combustion vibration of the combustor is suppressed.

ハウジング52の内部には、パージ孔60からパージ空気が流入する。流入したパージ空気により、ハウジング52の内部の圧力が高くなり、孔53から燃焼ガスがハウジング52の内部に流入することが抑制される。ハウジング52の内部には更に、冷却孔62から冷却空気が流入する。冷却空気は壁51を冷却する。そのため、孔53が設けられていることにより強度が他の領域よりも弱い壁面が効果的に冷却される。冷却孔62は、平板部56に設けられていることにより、パージ孔60よりも壁51に近いため、冷却孔62から流入した冷却空気は壁51を効果的に冷却する。   Purge air flows from the purge hole 60 into the housing 52. The purge air that has flowed in increases the pressure inside the housing 52, and the combustion gas is prevented from flowing into the housing 52 from the hole 53. Cooling air further flows into the housing 52 from the cooling holes 62. The cooling air cools the wall 51. Therefore, by providing the hole 53, the wall surface whose strength is weaker than other regions is effectively cooled. Since the cooling hole 62 is provided in the flat plate portion 56 and is closer to the wall 51 than the purge hole 60, the cooling air flowing from the cooling hole 62 effectively cools the wall 51.

こうした音響ライナ50は、音響ダンパ10よりも高い周波数の音響振動を効果的に抑制する。音響ライナ50と音響ダンパ10とが共に用いられることにより、燃焼器の燃焼振動が広い範囲の周波数で効果的に抑制される。   Such an acoustic liner 50 effectively suppresses acoustic vibration having a frequency higher than that of the acoustic damper 10. By using both the acoustic liner 50 and the acoustic damper 10, the combustion vibration of the combustor is effectively suppressed at a wide range of frequencies.

図7を参照すると、音響ダンパと音響ライナを合わせ持つことで、広い周波数範囲で吸音性能を確保できる。   Referring to FIG. 7, the sound absorbing performance can be secured in a wide frequency range by having both the acoustic damper and the acoustic liner.

図1は、音響ダンパが取り付けられた燃焼器を示す図である。FIG. 1 is a view showing a combustor to which an acoustic damper is attached. 図2は、音響ダンパをバイパスエルボに垂直な方向から見た図である。FIG. 2 is a view of the acoustic damper as viewed from a direction perpendicular to the bypass elbow. 図3は、音響ダンパの一部を分解した様子を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a part of the acoustic damper is disassembled. 図4は、音響ダンパの内部構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an internal configuration of the acoustic damper. 図5は、音響ダンパの管路のカーブの構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the curve of the pipe line of the acoustic damper. 図6は、複数の抵抗体を備えた共鳴管の原理を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of a resonance tube including a plurality of resistors. 図7は、音響ダンパと音響ライナの吸音特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the sound absorption characteristics of the acoustic damper and the acoustic liner. 図8は、音響ダンパの共鳴箱の内部構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an internal configuration of a resonance box of the acoustic damper. 図9は、音響ライナの構成を示す。FIG. 9 shows the configuration of the acoustic liner.

符号の説明Explanation of symbols

2…燃焼器本体
4…車室
5…車室壁
6…バイパスエルボ
7…バイパス
8…バイパス弁
9…共鳴箱
10…音響ダンパ
11…カセット
13…ホルダ
21…ガス入口
22…第1層
24…第2層
25…移層部
28…ガス導入口
30…仕切り
31…コーナー
32…フェンダ
33…管路終端
34…パージ孔
35…テーパ部
36…油抜き孔
37…多孔質金属
38…多孔質金属
39…管路
41…ボアスコープ用孔
42…角
43…ガイド
50…音響ライナ
51…壁
52…ハウジング
53…孔
54…底部
56…平板部
57…側面部
58…曲面部
60…パージ孔
62…冷却孔
64…耐熱コーティング
68…冷却溝
2 ... Combustor body 4 ... Car compartment 5 ... Car compartment wall 6 ... Bypass elbow 7 ... Bypass 8 ... Bypass valve 9 ... Resonance box 10 ... Acoustic damper 11 ... Cassette 13 ... Holder 21 ... Gas inlet 22 ... First layer 24 ... Second layer 25 ... transfer layer 28 ... gas inlet 30 ... partition 31 ... corner 32 ... fender 33 ... pipe end 34 ... purge hole 35 ... taper part 36 ... oil drain hole 37 ... porous metal 38 ... porous metal 39 ... pipe 41 ... borescope hole 42 ... corner 43 ... guide 50 ... acoustic liner 51 ... wall 52 ... housing 53 ... hole 54 ... bottom 56 ... flat plate 57 ... side 58 ... curved surface 60 ... purge hole 62 ... Cooling hole 64 ... heat resistant coating 68 ... cooling groove

Claims (21)

ガスタービンの燃焼器に取り付けられる音響ダンパであって、
開口を有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体とを具備し、
前記管路は、前記管路の内部と前記燃焼器を格納する車室の内部とを連通する孔を有する
音響ダンパ。
An acoustic damper attached to a combustor of a gas turbine,
A member for forming a duct having an opening therein;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit ,
The said pipe line is an acoustic damper which has a hole which connects the inside of the said pipe line, and the inside of the compartment which stores the said combustor .
開口を有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体と、
前記管路の方向が不連続的に変化する角部に設けられ、前記角部における前記管路の幅の変化を小さくするガイド
とを具備する音響ダンパ。
A member for forming a duct having an opening therein;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit;
A guide that is provided at a corner where the direction of the pipeline changes discontinuously, and reduces the change in the width of the pipeline at the corner.
And an acoustic damper.
開口を有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体とを具備し、
前記管路は、前記開口に近いほど前記管路の断面積が大きいテーパ部を有する
音響ダンパ。
A member for forming a duct having an opening therein;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit,
The acoustic damper having a tapered portion in which the cross-sectional area of the pipe is larger as the pipe is closer to the opening .
開口を有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体とを具備し、
前記抵抗体は、多孔質金属を含み、
前記多孔質金属は、ニッケルとクロムを含む合金であり、空隙率が90パーセント以上である
音響ダンパ。
A member for forming a duct having an opening therein;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit,
The resistor includes a porous metal,
The porous metal is an acoustic damper which is an alloy containing nickel and chromium and has a porosity of 90% or more .
開口を有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体と、
前記抵抗体を保持するカセットを具備し、
前記部材と前記カセットとは脱着可能である
音響ダンパ。
A member for forming a duct having an opening therein;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit;
Comprising a cassette for holding the resistor;
An acoustic damper in which the member and the cassette are detachable .
開口を有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体とを具備する音響ダンパにおいて、
前記音響ダンパが取り付けられる燃焼器の燃焼振動はf1からf2で示される周波数(単位:ヘルツ)の範囲で大きく、
前記管路の長さ(単位:メートル)は、前記燃焼器を格納する車室の温度がT(単位:ケルビン)で示され、αを0.7から1.2までの間の定数として、次式
Figure 0004494889
で示される音響ダンパ。
A member for forming a duct having an opening therein;
In an acoustic damper comprising a resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit,
Combustion vibration of the combustor to which the acoustic damper is attached is large in a frequency range (unit: hertz) indicated by f1 to f2,
The length (unit: meter) of the pipe line is indicated by T (unit: Kelvin) of the temperature of the passenger compartment in which the combustor is stored, and α is a constant between 0.7 and 1.2. Next formula
Figure 0004494889
The acoustic damper indicated by
ガスタービンの燃焼器に取り付けられる音響ダンパであって、
開口を有し90度以上の角度で方向が変化する屈折部を少なくとも一つ有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体とを具備し、
前記管路は、前記管路の内部と前記燃焼器を格納する車室の内部とを連通する孔を有する
音響ダンパ。
An acoustic damper attached to a combustor of a gas turbine,
A member that forms an internal pipe having an opening and at least one refracting portion whose direction changes at an angle of 90 degrees or more;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit,
The said pipe line is an acoustic damper which has a hole which connects the inside of the said pipe line, and the inside of the compartment which stores the said combustor .
開口を有し90度以上の角度で方向が変化する屈折部を少なくとも一つ有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体と、
前記管路の方向が不連続的に変化する角部に設けられ、前記角部における前記管路の幅の変化を小さくするガイド
とを具備する音響ダンパ。
A member that forms an internal pipe having an opening and at least one refracting portion whose direction changes at an angle of 90 degrees or more;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit;
A guide that is provided at a corner where the direction of the pipeline changes discontinuously, and reduces the change in the width of the pipeline at the corner.
And an acoustic damper.
開口を有し90度以上の角度で方向が変化する屈折部を少なくとも一つ有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体とを具備し、
前記管路は、前記開口に近いほど前記管路の断面積が大きいテーパ部を有する
音響ダンパ。
A member that forms an internal pipe having an opening and at least one refracting portion whose direction changes at an angle of 90 degrees or more;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit,
The acoustic damper having a tapered portion in which the cross-sectional area of the pipe is larger as the pipe is closer to the opening .
開口を有し90度以上の角度で方向が変化する屈折部を少なくとも一つ有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体とを具備し、
前記抵抗体は、多孔質金属を含み、
前記多孔質金属は、ニッケルとクロムを含む合金であり、空隙率が90パーセント以上である
音響ダンパ。
A member that forms an internal pipe having an opening and at least one refracting portion whose direction changes at an angle of 90 degrees or more;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit,
The resistor includes a porous metal,
The porous metal is an acoustic damper which is an alloy containing nickel and chromium and has a porosity of 90% or more .
開口を有し90度以上の角度で方向が変化する屈折部を少なくとも一つ有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体と、
前記抵抗体を保持するカセットを具備し、
前記部材と前記カセットとは脱着可能である
音響ダンパ。
A member that forms an internal pipe having an opening and at least one refracting portion whose direction changes at an angle of 90 degrees or more;
A resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit;
Comprising a cassette for holding the resistor;
An acoustic damper in which the member and the cassette are detachable .
開口を有し90度以上の角度で方向が変化する屈折部を少なくとも一つ有する管路を内部に形成する部材と、
前記管路を流れる流体に抵抗を与える抵抗体とを具備する音響ダンパにおいて、
前記音響ダンパが取り付けられる燃焼器の燃焼振動はf1からf2で示される周波数(単位:ヘルツ)の範囲で大きく、
前記管路の長さ(単位:メートル)は、前記燃焼器を格納する車室の温度がT(単位:ケルビン)で示され、αを0.7から1.2までの間の定数として、次式
Figure 0004494889
で示される音響ダンパ。
A member that forms an internal pipe having an opening and at least one refracting portion whose direction changes at an angle of 90 degrees or more;
In an acoustic damper comprising a resistor that provides resistance to the fluid flowing through the conduit,
Combustion vibration of the combustor to which the acoustic damper is attached is large in a frequency range (unit: hertz) indicated by f1 to f2,
The length (unit: meter) of the pipe line is indicated by T (unit: Kelvin) of the temperature of the passenger compartment in which the combustor is stored, and α is a constant between 0.7 and 1.2. Next formula
Figure 0004494889
The acoustic damper indicated by
請求項1から12のうちのいずれか1項に記載された音響ダンパにおいて、
前記管路の形状は渦巻き状である
音響ダンパ。
The acoustic damper according to any one of claims 1 to 12,
An acoustic damper in which the shape of the pipe is spiral .
請求項1から13のうちのいずれか1項に記載された音響ダンパにおいて、
前記抵抗体は、互いに離れて配置された第1抵抗体と第2抵抗体とを含む
音響ダンパ。
The acoustic damper according to any one of claims 1 to 13,
The resistor is an acoustic damper including a first resistor and a second resistor disposed apart from each other .
請求項1から14のうちのいずれか1項に記載された音響ダンパにおいて、
前記抵抗体は、金属網を含む
音響ダンパ。
The acoustic damper according to any one of claims 1 to 14,
The resistor is an acoustic damper including a metal net .
請求項4または10に記載された音響ダンパにおいて、
前記多孔質金属は蝋付けによって固定された
音響ダンパ。
The acoustic damper according to claim 4 or 10,
The porous metal is an acoustic damper fixed by brazing .
請求項1から16のうちのいずれか1項に記載された音響ダンパにおいて、The acoustic damper according to any one of claims 1 to 16,
前記音響ダンパは燃焼器の燃焼筒に取り付けられたバイパス管に取り付けられ、  The acoustic damper is attached to a bypass pipe attached to a combustion cylinder of a combustor,
前記バイパス管の内部と前記管路とは前記開口を介して連通する  The inside of the bypass pipe and the pipe line communicate with each other through the opening.
音響ダンパ。  Acoustic damper.
請求項17に記載された音響ダンパにおいて、The acoustic damper according to claim 17, wherein
前記燃焼筒に対して摺動可能な構造で結合されたバイパス管に取り付けられている  Attached to a bypass pipe that is slidable with respect to the combustion cylinder
音響ダンパ。  Acoustic damper.
請求項1から18のうちのいずれか1項に記載された音響ダンパにおいて、
前記音響ダンパはガスタービンの燃焼器の燃焼筒に取り付けられ、
前記燃焼筒の内部に形成される燃焼室と前記管路とは前記開口を介して連通する
音響ダンパ。
The acoustic damper according to any one of claims 1 to 18,
The acoustic damper is attached to a combustion cylinder of a gas turbine combustor,
An acoustic damper in which a combustion chamber formed in the combustion cylinder and the pipe line communicate with each other through the opening .
請求項1から19のうちのいずれか1項に記載された音響ダンパを具備するガスタービン用燃焼器。 A combustor for a gas turbine comprising the acoustic damper according to any one of claims 1 to 19 . 請求項20に記載されたガスタービン用燃焼器を具備するガスタービン。 A gas turbine comprising the gas turbine combustor according to claim 20 .
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