JP6104657B2 - Exhaust system - Google Patents

Exhaust system Download PDF

Info

Publication number
JP6104657B2
JP6104657B2 JP2013053692A JP2013053692A JP6104657B2 JP 6104657 B2 JP6104657 B2 JP 6104657B2 JP 2013053692 A JP2013053692 A JP 2013053692A JP 2013053692 A JP2013053692 A JP 2013053692A JP 6104657 B2 JP6104657 B2 JP 6104657B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chimney
exhaust
wall portion
protrusions
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013053692A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014177920A (en
Inventor
崇規 伊藤
崇規 伊藤
池田 和史
和史 池田
敬介 松山
敬介 松山
青田 豊誠
豊誠 青田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2013053692A priority Critical patent/JP6104657B2/en
Publication of JP2014177920A publication Critical patent/JP2014177920A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6104657B2 publication Critical patent/JP6104657B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、例えば、圧縮した高温・高圧の空気に対して燃料を供給して燃焼し、発生した燃焼ガスをタービンに供給して回転動力を得るガスタービンにおいて、このガスタービンで燃焼した排ガスを排出するための排気装置に関するものである。   The present invention, for example, in a gas turbine that supplies fuel to compressed high-temperature, high-pressure air and burns it, supplies the generated combustion gas to the turbine to obtain rotational power, and discharges the exhaust gas burned in the gas turbine. The present invention relates to an exhaust device for discharging.

ガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されており、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させ、高温・高圧の燃焼ガスがタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。この場合、タービンは、車室内に複数の静翼及び動翼が交互に配設されて構成されており、燃焼ガスにより動翼を駆動することで発電機が連結される出力軸を回転駆動している。そして、タービンを駆動した燃焼ガスは、排気ガスとなって排気ダクトを通り、煙突から大気に排出される。   The gas turbine is composed of a compressor, a combustor, and a turbine, and the air taken in from the air intake port is compressed by the compressor to become high-temperature / high-pressure compressed air. The fuel is supplied and burned, and the high-temperature and high-pressure combustion gas drives the turbine, and the generator connected to the turbine is driven. In this case, the turbine is configured by alternately arranging a plurality of stationary blades and moving blades in the vehicle interior, and drives the moving blades with combustion gas to rotate the output shaft to which the generator is connected. ing. The combustion gas that has driven the turbine becomes exhaust gas, passes through the exhaust duct, and is discharged from the chimney to the atmosphere.

このようなガスタービンの排気ガスを排出する排気装置は、排気ダクト及び煙突などから構成されている。この排気装置は、ガスタービンの内部の音場の共鳴により、数Hz以下の低周波数成分の音が外部に放出される可能性がある。例えば、低周波数成分の音は、人間の可聴音以下の周波数であることが多く、直接異音を感じることが少ないが、間接的にプラント周囲の家屋の窓枠などを振動させる要因となることがある。   Such an exhaust device that exhausts exhaust gas from a gas turbine includes an exhaust duct and a chimney. This exhaust device may emit sound having a low frequency component of several Hz or less to the outside due to resonance of the sound field inside the gas turbine. For example, low-frequency component sounds often have frequencies below human audible sounds and rarely feel strange noises directly, but they can indirectly cause the window frames of houses around the plant to vibrate. There is.

このような特定の低周波数成分の音を低減する技術として、例えば、下記特許文献の記載されたものがある。特許文献1に記載されたガスタービン排気煙道は、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ものである。また、特許文献2に記載されたガスタービンの排気設備は、煙突の周囲に開口部を介して内部と連通する所定空間を有する拡張筒を設けるものである。   As a technique for reducing the sound of such a specific low frequency component, for example, there is a technique described in the following patent document. In the gas turbine exhaust flue described in Patent Document 1, at least a part of the wall of the gas turbine exhaust flue is formed of an acoustic transmission material that sufficiently transmits low-frequency sound of several tens of Hz or less. In addition, the gas turbine exhaust system described in Patent Document 2 is provided with an expansion cylinder having a predetermined space communicating with the inside through an opening around a chimney.

特許第3310931号公報Japanese Patent No. 3310931 特開2009−287530号公報JP 2009-287530 A

上述した従来の技術では、低周波数成分の音を低減することができるものの、可聴音以下の低周波数の音場の共鳴振動を小さくするために、サイレンサを大型化させる必要があり、製造コストが増加してしまう。   Although the conventional technology described above can reduce the sound of low frequency components, it is necessary to enlarge the silencer in order to reduce the resonance vibration of the low frequency sound field below the audible sound, and the manufacturing cost is low. It will increase.

本発明は上述した課題を解決するものであり、低周波数成分の音を抑制すると共に構造の簡素化及び低コスト化を可能とする排気装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust device that suppresses the sound of low-frequency components and simplifies the structure and reduces the cost.

上記の目的を達成するための本発明の排気装置は、排気ガスを水平方向に流す排気ダクトと、前記排気ダクトを流れる排気ガスを鉛直方向における上方に流動して大気に放出可能な煙突と、前記煙突における内面に設けられる複数の突起部と、を有することを特徴とするものである。   The exhaust device of the present invention for achieving the above object includes an exhaust duct for flowing exhaust gas in a horizontal direction, a chimney capable of flowing the exhaust gas flowing in the exhaust duct upward in the vertical direction and releasing it into the atmosphere, A plurality of protrusions provided on the inner surface of the chimney.

従って、排気ガスは、排気ダクトを水平方向に流れて煙突に移動し、この煙突を鉛直方向における上方に流れて上端の開口端から大気に放出される。このとき、煙突を通る排気ガスは、内面に設けられる複数の突起部に衝突して煙突内での共鳴振動の反射が抑制される。そのため、煙突の共鳴振動によって増幅される増幅率が低減され、開口端から放射される低周波数成分の音が抑制される。その結果、低周波数成分の音の発生を抑制することができ、また、煙突における内面に複数の突起部を設けるだけでよく、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。   Accordingly, the exhaust gas flows in the exhaust duct in the horizontal direction and moves to the chimney, flows in the chimney upward in the vertical direction, and is discharged to the atmosphere from the opening end at the upper end. At this time, the exhaust gas passing through the chimney collides with a plurality of protrusions provided on the inner surface, and reflection of resonance vibration in the chimney is suppressed. Therefore, the amplification factor amplified by the resonance vibration of the chimney is reduced, and the low frequency component sound radiated from the opening end is suppressed. As a result, it is possible to suppress the generation of low-frequency component sounds, and it is only necessary to provide a plurality of protrusions on the inner surface of the chimney, thereby simplifying the structure and reducing the cost.

本発明の排気装置では、前記複数の突起部は、前記煙突の排出開口端側に設けられることを特徴としている。   In the exhaust device of the present invention, the plurality of protrusions are provided on the discharge opening end side of the chimney.

従って、煙突の排出開口端側にて、排気ガスが複数の突起部に衝突して共鳴振動の反射が抑制されることとなり、効果的に開口端から放射される低周波数成分の音を抑制することができる。   Therefore, on the exhaust opening end side of the chimney, the exhaust gas collides with a plurality of protrusions, and the reflection of resonance vibration is suppressed, effectively suppressing the sound of low frequency components radiated from the opening end. be able to.

本発明の排気装置では、前記複数の突起部は、前記煙突の内面から中心側に突出する複数のピン部材を有することを特徴としている。   In the exhaust device of the present invention, the plurality of protrusions include a plurality of pin members that protrude from the inner surface of the chimney toward the center.

従って、複数の突起部を複数のピン部材により構成することで、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。   Therefore, it is possible to simplify the structure and reduce the cost by configuring the plurality of protrusions with a plurality of pin members.

本発明の排気装置では、前記煙突は、外壁部と、内壁部と、前記外壁部と前記内壁部とを連結する連結部材と、前記外壁部と前記内壁部との間に介装される保温材とを有し、前記複数のピン部材は、前記連結部材の端部が延出して構成されることを特徴としている。   In the exhaust device of the present invention, the chimney is provided with an outer wall portion, an inner wall portion, a connecting member that connects the outer wall portion and the inner wall portion, and a heat insulating member interposed between the outer wall portion and the inner wall portion. The plurality of pin members are characterized in that an end portion of the connecting member extends.

従って、外壁部と内壁部とを連結する連結部材の端部が延出してピン部材を構成することで、別途ピン部材を設けることなく、容易に複数の突起部を設けることができる。   Therefore, the end of the connecting member that connects the outer wall portion and the inner wall portion extends to form the pin member, so that a plurality of protrusions can be easily provided without providing a separate pin member.

本発明の排気装置では、前記複数の突起部は、前記煙突の内面から中心側に突出するリング部材を有することを特徴としている。   In the exhaust device of the present invention, the plurality of protrusions include a ring member that protrudes toward the center from the inner surface of the chimney.

従って、複数の突起部を複数のリング部材により構成することで、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。   Therefore, it is possible to simplify the structure and reduce the cost by configuring the plurality of protrusions with a plurality of ring members.

本発明の排気装置では、前記煙突は、リング形状をなす所定長さの煙突本体が複数連結されて構成され、前記リング部材は、前記煙突本体の連結部に設けられることを特徴としている。   In the exhaust device of the present invention, the chimney is configured by connecting a plurality of chimney main bodies having a predetermined length in a ring shape, and the ring member is provided at a connection portion of the chimney main body.

従って、リング形状をなす煙突本体を複数連結して煙突を構成することで、例えば、工場で煙突本体を製造し、この煙突本体を現地に搬送して連結することで煙突を製造することができ、製造作業の作業性を向上することができる。そして、リング部材を煙突本体の連結部に設けることで、煙突に対して複数の突起部を容易に設けることができ、この点でも、製造作業の作業性を向上することができる。   Therefore, a chimney can be manufactured by connecting a plurality of chimney bodies having a ring shape to form a chimney, for example, by manufacturing a chimney main body at a factory, and transporting and connecting the chimney main body to the site. The workability of the manufacturing work can be improved. And by providing a ring member in the connection part of a chimney main body, a some protrusion part can be easily provided with respect to a chimney, and the workability | operativity of manufacturing operation can be improved also in this point.

本発明の排気装置によれば、煙突における内面に複数の突起部を設けるので、低周波数成分の音の発生を抑制することができると共に、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。   According to the exhaust device of the present invention, since a plurality of protrusions are provided on the inner surface of the chimney, it is possible to suppress the generation of low-frequency component sounds and to simplify the structure and reduce the cost. it can.

図1は、本発明の実施例1に係る排気装置を表す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an exhaust device according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、排気ダクトの断面を表す図1のII−II断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 showing a cross section of the exhaust duct. 図3は、煙突における上端部の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the upper end portion of the chimney. 図4は、実施例1の排気装置を有するガスタービンの概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a gas turbine having the exhaust device of the first embodiment. 図5は、排気装置の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the exhaust device. 図6は、本発明の実施例2に係る排気装置を表す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an exhaust device according to Embodiment 2 of the present invention. 図7は、排気ダクトの断面を表す図6のVII−VII断面図である。7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 6 showing a cross section of the exhaust duct. 図8は、煙突における上端部の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the upper end of the chimney.

以下に添付図面を参照して、本発明に係る排気装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。   Exemplary embodiments of an exhaust device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example, Moreover, when there exists multiple Example, what comprises combining each Example is also included.

図1は、本発明の実施例1に係る排気装置を表す概略図、図2は、排気ダクトの断面を表す図1のII−II断面図、図3は、煙突における上端部の断面図、図4は、実施例1の排気装置を有するガスタービンの概略図、図5は、排気装置の斜視図である。   1 is a schematic view showing an exhaust device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 showing a cross section of the exhaust duct, and FIG. FIG. 4 is a schematic view of a gas turbine having the exhaust device of the first embodiment, and FIG. 5 is a perspective view of the exhaust device.

実施例1のガスタービンは、図4及び図5に示すように、空気を圧縮する圧縮機11と、この圧縮機11で圧縮された空気を燃焼する燃焼器12と、この燃焼器12で燃料と圧縮空気の混合ガスが燃焼することで生じた燃焼ガス(排ガス)により回転可能なタービン13とを有しており、圧縮機11の回転軸に発電機14が連結されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the gas turbine according to the first embodiment includes a compressor 11 that compresses air, a combustor 12 that combusts air compressed by the compressor 11, and fuel that is generated by the combustor 12. And a turbine 13 that can be rotated by combustion gas (exhaust gas) generated by combustion of a mixed gas of compressed air, and a generator 14 is connected to a rotating shaft of the compressor 11.

また、ガスタービンは、タービン13にこのタービン13から排出される排ガスを案内する排気ダクト15が連結され、この排気ダクト15に煙突16が連結されている。この場合、排気ダクト15は、矩形断面形状をなし、煙突16は、円形断面形状をなしている。そのため、排気ガスは、排気ダクト15内を水平方向に流れ、ほぼ直角に曲がって煙突16に案内され、この煙突16を上昇し、上部開口端17から大気に排出される。なお、ガスタービンは、排気ダクト15から直接煙突16に連結されずに、図示しない排熱回収ボイラ(HRSG)が連結され、この排熱回収ボイラの排気ダクトに煙突16が連結される構成もある。   In the gas turbine, an exhaust duct 15 for guiding exhaust gas discharged from the turbine 13 is connected to the turbine 13, and a chimney 16 is connected to the exhaust duct 15. In this case, the exhaust duct 15 has a rectangular cross-sectional shape, and the chimney 16 has a circular cross-sectional shape. Therefore, the exhaust gas flows in the horizontal direction in the exhaust duct 15, bends substantially at a right angle, is guided to the chimney 16, rises up the chimney 16, and is discharged from the upper opening end 17 to the atmosphere. The gas turbine is not directly connected to the chimney 16 from the exhaust duct 15 but is connected to an exhaust heat recovery boiler (HRSG) (not shown), and the chimney 16 is connected to the exhaust duct of the exhaust heat recovery boiler. .

ガスタービンの燃焼器12で発生する圧力脈動、または、排気ガスの乱流は、排気ダクト15と煙突16を通過するときに、共鳴振動によって増幅され、煙突16の開口から可聴音以下の低周波数成分の音が放射されることがある。例えば、低周波数成分の音は、数十Hz以下(例えば、1Hzから20Hz程度)である。この低周波数成分の音は、人間の可聴音以下の周波数成分であることが多いことから、人間が直接異音を感じることが少ないが、間接的にプラント周囲の家屋の窓枠などの振動(ガタツキ)を生じさせる要因となることがある。   Pressure pulsation or exhaust gas turbulence generated in the gas turbine combustor 12 is amplified by resonance vibration when passing through the exhaust duct 15 and the chimney 16, and has a low frequency below the audible sound from the opening of the chimney 16. The sound of the component may be emitted. For example, the sound of the low frequency component is several tens Hz or less (for example, about 1 Hz to 20 Hz). Since this low frequency component is often a frequency component below the human audible sound, humans rarely feel anomalous noise directly, but indirectly the vibration of the window frame of the house around the plant ( It may be a factor that causes backlash.

実施例1の排気装置は、排気ダクト15と煙突16により構成され、この煙突16における内面16aに複数の突起部21が設けられている。複数の突起部21は、煙突16の上部開口端(排出開口端)17側にて、所定の長さ領域Lにわたって設けられている。そして、この複数の突起部21は、煙突16の内面16aから中心側に突出する複数のピン部材により構成されている。また、複数の突起部21は、煙突16の内面16aに千鳥状に配置されている。但し、複数の突起部21は、この配置に限定されるものではなく、例えば、格子状に配置してもよく、また、ランダムに配置してもよい。   The exhaust device according to the first embodiment includes an exhaust duct 15 and a chimney 16, and a plurality of protrusions 21 are provided on an inner surface 16 a of the chimney 16. The plurality of protrusions 21 are provided over a predetermined length region L on the upper opening end (discharge opening end) 17 side of the chimney 16. The plurality of protrusions 21 are constituted by a plurality of pin members that protrude from the inner surface 16 a of the chimney 16 toward the center. The plurality of protrusions 21 are arranged in a staggered manner on the inner surface 16 a of the chimney 16. However, the plurality of projecting portions 21 are not limited to this arrangement, and may be arranged in a lattice shape, for example, or randomly.

具体的に説明すると、図3に示すように、煙突16は、円筒形状をなす外壁部31と、外壁部31の内側に位置する円筒形状をなす内壁部32と、外壁部31と内壁部32とを連結する複数の連結部材(例えば、スタッドボルトなど)33と、外壁部31と内壁部32との間に介装される保温材34とから構成されている。   More specifically, as shown in FIG. 3, the chimney 16 includes a cylindrical outer wall part 31, a cylindrical inner wall part 32 positioned inside the outer wall part 31, and the outer wall part 31 and the inner wall part 32. Are formed of a plurality of connecting members (for example, stud bolts) 33 and a heat insulating material 34 interposed between the outer wall portion 31 and the inner wall portion 32.

外壁部31は、所定の内径を有する円筒部材である。内壁部32は、複数の保温パネル35が連結されて構成されている。この保温パネル35は、所定の大きさで外壁部31の対応した湾曲形状をなし、左右の端部が重なり合って連結されることで円筒形状をなし、上下の端部が重なり合って連結されることで所定長さの円筒形状をなす。連結部材33は、一端部が外壁部31の内面31aに溶接により固定され、他端部が複数の保温パネル35の重なり部分を貫通し、ナット36が螺合している。そのため、複数の保温パネル35が連結部材33により連結されることで円筒形状をなす内壁部32が構成され、この連結部材33により外壁部31の内側に内壁部32が連結される。   The outer wall portion 31 is a cylindrical member having a predetermined inner diameter. The inner wall portion 32 is configured by connecting a plurality of heat retaining panels 35. The heat retaining panel 35 has a predetermined size and a corresponding curved shape of the outer wall portion 31, and is formed in a cylindrical shape by overlapping the left and right end portions, and the upper and lower end portions are overlapped and connected. To form a cylindrical shape of a predetermined length. One end portion of the connecting member 33 is fixed to the inner surface 31a of the outer wall portion 31 by welding, the other end portion passes through an overlapping portion of the plurality of heat retaining panels 35, and a nut 36 is screwed. Therefore, the inner wall 32 having a cylindrical shape is configured by connecting the plurality of heat retaining panels 35 by the connecting member 33, and the inner wall 32 is connected to the inside of the outer wall 31 by the connecting member 33.

前述した突起部21は、連結部材33の他端部が延出して形成されるピン部材37により構成されている。このピン部材37は、連結部材33の他端部が延出することで一体に形成されている。但し、連結部材33とピン部材37を別部材として形成し、連結部材33の他端部にピン部材37を溶接などにより接合したり、連結部材33の他端部にピン部材37をねじ係合したりしてもよい。この場合、ピン部材37は、連結部材33と同じ円柱形状であるが、この形状に限定されるものではなく、例えば、角柱形状、先細形状などとしてもよい。   The protrusion 21 described above is constituted by a pin member 37 formed by extending the other end of the connecting member 33. The pin member 37 is integrally formed by extending the other end of the connecting member 33. However, the connecting member 33 and the pin member 37 are formed as separate members, and the pin member 37 is joined to the other end portion of the connecting member 33 by welding or the like, or the pin member 37 is screwed to the other end portion of the connecting member 33. You may do it. In this case, the pin member 37 has the same cylindrical shape as the connecting member 33, but is not limited to this shape, and may be, for example, a prismatic shape or a tapered shape.

また、実施例1の排気装置は、煙突16における排気ダクト15との連結部側に吸音装置22が設けられている。   Further, in the exhaust device of the first embodiment, a sound absorbing device 22 is provided on the side of the connection portion between the chimney 16 and the exhaust duct 15.

このように構成された実施例1の排気装置では、ガスタービンから排出された排気ガスは、排気ダクト15を水平方向に流れて煙突16に移動し、この煙突16を鉛直方向における上方に流れ、上部開口端17から大気に放出される。   In the exhaust system according to the first embodiment configured as described above, the exhaust gas discharged from the gas turbine flows in the exhaust duct 15 in the horizontal direction and moves to the chimney 16, and the chimney 16 flows upward in the vertical direction. It is discharged from the upper opening end 17 to the atmosphere.

排気ガスが煙突16を上方に流れるとき、内面16aに沿って流れる排気ガスは、複数の突起部21に衝突することで小さな渦が発生することで乱流となり、乱流境界層が発生するために音響インピーダンスが変化する。即ち、低周波数成分の音は、煙突16の共鳴振動によって増幅されるが、この共鳴振動の反射は上部開口端17で生じやすい。上部開口端17の近傍の内面16aに設けた複数の突起部21は、音響抵抗体となり、上部開口端17での音響インピーダンスが大きくなる。   When the exhaust gas flows upward through the chimney 16, the exhaust gas flowing along the inner surface 16a becomes a turbulent flow by colliding with the plurality of projections 21 to generate a turbulent flow and a turbulent boundary layer is generated. The acoustic impedance changes. That is, the low frequency component sound is amplified by the resonance vibration of the chimney 16, but reflection of this resonance vibration is likely to occur at the upper opening end 17. The plurality of protrusions 21 provided on the inner surface 16a in the vicinity of the upper opening end 17 serves as an acoustic resistor, and the acoustic impedance at the upper opening end 17 increases.

その結果、排気ガスは、燃焼器12で発生する圧力脈動または排気ガスの乱流が煙突16の共鳴振動によって増幅される増幅率が低減され、上部開口端17から放射される低周波数成分の音が抑制される。   As a result, the exhaust gas is reduced in the amplification factor by which the pressure pulsation generated in the combustor 12 or the turbulent flow of the exhaust gas is amplified by the resonance vibration of the chimney 16, and the sound of the low frequency component radiated from the upper opening end 17 is reduced. Is suppressed.

この場合、煙突16の内面16aに設けられた複数の突起部21(ピン部材37)は、上部開口端17から放出される低周波数成分の音圧レベル(SPL:Sound Pressure Level)[単位:dB]が目標値以下となるように、煙突16の内径、軸心方向の領域長さ、内面16aからの突出量、互いの間隔などに応じて適宜設けられる。例えば、突起部21(ピン部材37)の突出量が大きいと、煙突16での排気ガスの圧力損失が大きくなってしまう。また、突起部21(ピン部材37)の間隔が大きいと、十分に乱流境界層が発生させることができず、音響インピーダンスがほとんど変化しない。   In this case, the plurality of protrusions 21 (pin members 37) provided on the inner surface 16 a of the chimney 16 have a sound pressure level (SPL: Sound Pressure Level) [unit: dB] of a low frequency component emitted from the upper opening end 17. ] Is appropriately set according to the inner diameter of the chimney 16, the axial length of the chimney 16, the amount of protrusion from the inner surface 16 a, the distance between each other, and the like. For example, if the protruding amount of the protruding portion 21 (pin member 37) is large, the pressure loss of the exhaust gas at the chimney 16 becomes large. Moreover, when the space | interval of the projection part 21 (pin member 37) is large, a turbulent boundary layer cannot fully be generated and an acoustic impedance hardly changes.

このように実施例1の排気装置にあっては、排気ガスを水平方向に流す排気ダクト15と、排気ダクト15を流れる排気ガスを鉛直方向における上方に流動して大気に放出可能な煙突16と、煙突16における内面16aに設けられる複数の突起部21とを設けている。   As described above, in the exhaust device of the first embodiment, the exhaust duct 15 that flows the exhaust gas in the horizontal direction, and the chimney 16 that can flow the exhaust gas flowing in the exhaust duct 15 upward in the vertical direction and release it to the atmosphere. A plurality of protrusions 21 provided on the inner surface 16a of the chimney 16 are provided.

従って、排気ガスは、排気ダクト15を水平方向に流れて煙突16に移動し、この煙突16を鉛直方向における上方に流れて上部開口端17から大気に放出される。このとき、煙突16を通る排気ガスは、内面16aに設けられる複数の突起部21に衝突して煙突16の内部での共鳴振動の反射が抑制される。そのため、煙突16の共鳴振動によって増幅される増幅率が低減され、上部開口端17から放射される低周波数成分の音が抑制される。その結果、低周波数成分の音の発生を抑制することができる。また、煙突16における内面16aに複数の突起部21を設けるだけでよく、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。   Therefore, the exhaust gas flows through the exhaust duct 15 in the horizontal direction and moves to the chimney 16, and flows through the chimney 16 upward in the vertical direction and is discharged from the upper opening end 17 to the atmosphere. At this time, the exhaust gas passing through the chimney 16 collides with a plurality of protrusions 21 provided on the inner surface 16a, and reflection of resonance vibrations inside the chimney 16 is suppressed. Therefore, the amplification factor amplified by the resonance vibration of the chimney 16 is reduced, and the low frequency component sound radiated from the upper opening end 17 is suppressed. As a result, the generation of low frequency component sounds can be suppressed. Further, it is only necessary to provide the plurality of protrusions 21 on the inner surface 16a of the chimney 16, and the structure can be simplified and the cost can be reduced.

実施例1の排気装置では、複数の突起部21を煙突16の上部開口端17側に設けられている。従って、排気ガスが煙突16の上部開口端17から排出されるとき、排気ガスが複数の突起部21に衝突して共鳴振動の反射が抑制されることとなり、効果的に上部開口端17から放射される低周波数成分の音を抑制することができる。   In the exhaust device according to the first embodiment, the plurality of protrusions 21 are provided on the upper opening end 17 side of the chimney 16. Therefore, when the exhaust gas is exhausted from the upper opening end 17 of the chimney 16, the exhaust gas collides with the plurality of protrusions 21 and the reflection of resonance vibration is suppressed, and the radiation is effectively emitted from the upper opening end 17. It is possible to suppress the sound of low frequency components.

実施例1の排気ダクトでは、複数の突起部21を煙突16の内面16aから中心側に突出する複数のピン部材37としている。従って、突起部21をピン部材37により構成することで、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。   In the exhaust duct of the first embodiment, the plurality of protrusions 21 are formed as a plurality of pin members 37 protruding from the inner surface 16 a of the chimney 16 toward the center. Therefore, by forming the protrusion 21 with the pin member 37, the structure can be simplified and the cost can be reduced.

実施例1の排気装置では、外壁部31と内壁部32を連結部材33により連結し、外壁部31と内壁部32との間に保温材34を介装して煙突16を構成し、連結部材33の端部を延出してピン部材37を構成している。従って、外壁部31と内壁部32とを連結する連結部材33の端部が延出してピン部材37を構成することで、別途ピン部材を設けることなく、容易に複数の突起部21を設けることができる。   In the exhaust device of the first embodiment, the outer wall portion 31 and the inner wall portion 32 are connected by the connecting member 33, the heat insulating material 34 is interposed between the outer wall portion 31 and the inner wall portion 32, the chimney 16 is configured, and the connecting member An end portion of 33 is extended to constitute a pin member 37. Therefore, the end portion of the connecting member 33 that connects the outer wall portion 31 and the inner wall portion 32 extends to form the pin member 37, so that the plurality of protruding portions 21 can be easily provided without separately providing a pin member. Can do.

図6は、本発明の実施例2に係る排気装置を表す概略図、図7は、排気ダクトの断面を表す図6のVII−VII断面図、図8は、煙突における上端部の断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。   6 is a schematic view showing an exhaust device according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG. 6 showing a cross section of the exhaust duct, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the upper end portion of the chimney. is there. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the function similar to the Example mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.

実施例2の排気装置は、図6及び図7に示すように、排気ダクト15と煙突16により構成され、この煙突16における内面16aに複数の突起部41が設けられている。複数の突起部41は、煙突16の上部開口端17側に設けられている。そして、この複数の突起部41は、煙突16の内面16aから中心側に突出するリング部材により構成されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the exhaust device according to the second embodiment includes an exhaust duct 15 and a chimney 16, and a plurality of protrusions 41 are provided on an inner surface 16 a of the chimney 16. The plurality of protrusions 41 are provided on the upper opening end 17 side of the chimney 16. The plurality of protrusions 41 are constituted by ring members that protrude from the inner surface 16a of the chimney 16 toward the center.

具体的に説明すると、図8に示すように、煙突16は、円筒形状をなす外壁部31と、外壁部31の内側に位置する円筒形状をなす内壁部32と、外壁部31と内壁部32とを連結する複数の連結部材(例えば、スタッドボルトなど)33と、外壁部31と内壁部32との間に介装される保温材34とから構成されている。   More specifically, as shown in FIG. 8, the chimney 16 includes a cylindrical outer wall portion 31, a cylindrical inner wall portion 32 positioned inside the outer wall portion 31, and the outer wall portion 31 and the inner wall portion 32. Are formed of a plurality of connecting members (for example, stud bolts) 33 and a heat insulating material 34 interposed between the outer wall portion 31 and the inner wall portion 32.

そして、この煙突16は、リング形状をなす所定長さの複数の煙突本体51,52・・・が連結されて構成されており、突出部41を構成するリング部材42は、煙突本体51,52・・・の各連結部に設けられている。   The chimney 16 is configured by connecting a plurality of chimney main bodies 51, 52... Having a predetermined length in a ring shape, and the ring member 42 constituting the protruding portion 41 is formed by the chimney main bodies 51, 52. Are provided at each connecting portion.

即ち、煙突本体51は、所定長さを有する円筒形状の外壁部31に対して、複数の保温パネル35が連結されてなる内壁部32が連結部材33により連結されて構成されている。そして、煙突本体51は、下部にリング部材42が溶接により連結されている。このリング部材42は、円板の中心部に円形の開口42aが形成されており、外周部が外壁部31の下端に溶接により固定されている。この場合、リング部材42と内壁部32の下端を溶接により固定してもよい。また、煙突本体52もほぼ同様に構成されている。そして、煙突本体51と煙突本体52、つまり、煙突本体51のリング部材42と煙突本体52の外壁部31の上端部が溶接により固定されている。   That is, the chimney main body 51 is configured by connecting the inner wall portion 32 formed by connecting a plurality of heat retaining panels 35 to the cylindrical outer wall portion 31 having a predetermined length by the connecting member 33. And the ring member 42 is connected to the lower part of the chimney main body 51 by welding. The ring member 42 has a circular opening 42 a formed at the center of the disk, and the outer peripheral portion is fixed to the lower end of the outer wall portion 31 by welding. In this case, you may fix the lower end of the ring member 42 and the inner wall part 32 by welding. Further, the chimney main body 52 is configured in substantially the same manner. And the chimney main body 51 and the chimney main body 52, ie, the ring member 42 of the chimney main body 51, and the upper end part of the outer wall part 31 of the chimney main body 52 are being fixed by welding.

この場合、工場にて、煙突本体51,52・・・を単体で製造し、製造された煙突本体51,52・・・を車両などに搭載してプラント建設現場まで搬送し、現地で煙突本体51,52・・・を連結することで煙突16を建設する。   In this case, the chimney main bodies 51, 52... Are manufactured alone at the factory, the manufactured chimney main bodies 51, 52. The chimney 16 is constructed by connecting 51, 52.

このように構成された実施例2の排気装置では、ガスタービンから排出された排気ガスは、排気ダクト15を水平方向に流れて煙突16に移動し、この煙突16を鉛直方向における上方に流れ、上部開口端17から大気に放出される。   In the exhaust system according to the second embodiment configured as described above, the exhaust gas discharged from the gas turbine flows in the exhaust duct 15 in the horizontal direction and moves to the chimney 16, and the chimney 16 flows upward in the vertical direction. It is discharged from the upper opening end 17 to the atmosphere.

排気ガスが煙突16を上方に流れるとき、内面16aに沿って流れる排気ガスは、複数の突起部41に衝突することで小さな渦が発生することで乱流となり、乱流境界層が発生するために音響インピーダンスが変化する。即ち、低周波数成分の音は、煙突16の共鳴振動によって増幅されるが、この共鳴振動の反射は上部開口端17で生じやすい。上部開口端17の近傍の内面16aに設けた複数の突起部41は、音響抵抗体となり、上部開口端17での音響インピーダンスが大きくなる。   When the exhaust gas flows upward through the chimney 16, the exhaust gas flowing along the inner surface 16a becomes a turbulent flow by colliding with the plurality of protrusions 41 to generate a turbulent flow and a turbulent boundary layer is generated. The acoustic impedance changes. That is, the low frequency component sound is amplified by the resonance vibration of the chimney 16, but reflection of this resonance vibration is likely to occur at the upper opening end 17. The plurality of protrusions 41 provided on the inner surface 16a in the vicinity of the upper opening end 17 serves as an acoustic resistor, and the acoustic impedance at the upper opening end 17 increases.

その結果、排気ガスは、燃焼器12で発生する圧力脈動または排気ガスの乱流が煙突16の共鳴振動によって増幅される増幅率が低減され、上部開口端17から放射される低周波数成分の音が抑制される。   As a result, the exhaust gas is reduced in the amplification factor by which the pressure pulsation generated in the combustor 12 or the turbulent flow of the exhaust gas is amplified by the resonance vibration of the chimney 16, and the sound of the low frequency component radiated from the upper opening end 17 is reduced. Is suppressed.

この場合、煙突16の内面16aに設けられた複数の突起部41(リング部材42)は、上部開口端17から放出される低周波数成分の音圧レベルが目標値以下となるように、煙突16の内径、軸心方向の領域長さ、厚さ、内面16aからの突出量(開口42aの径)、互いの間隔などに応じて適宜設けられる。   In this case, the plurality of protrusions 41 (ring members 42) provided on the inner surface 16a of the chimney 16 has a chimney 16 so that the sound pressure level of the low frequency component emitted from the upper opening end 17 is equal to or lower than the target value. Are appropriately provided according to the inner diameter, the axial length, the thickness, the amount of protrusion from the inner surface 16a (the diameter of the opening 42a), the distance between them.

このように実施例2の排気装置にあっては、排気ガスを水平方向に流す排気ダクト15と、排気ダクト15を流れる排気ガスを鉛直方向における上方に流動して大気に放出可能な煙突16と、煙突16における内面16aに設けられる複数の突起部41とを設けている。   As described above, in the exhaust system of the second embodiment, the exhaust duct 15 that flows the exhaust gas in the horizontal direction, and the chimney 16 that can flow the exhaust gas flowing in the exhaust duct 15 upward in the vertical direction and release it to the atmosphere. A plurality of protrusions 41 provided on the inner surface 16a of the chimney 16 are provided.

従って、煙突16を通る排気ガスは、内面16aに設けられる複数の突起部41に衝突して煙突16の内部での共鳴振動の反射が抑制される。そのため、煙突16の共鳴振動によって増幅される増幅率が低減され、上部開口端17から放射される低周波数成分の音が抑制される。その結果、低周波数成分の音の発生を抑制することができる。また、煙突16における内面16aに複数の突起部41を設けるだけでよく、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。   Therefore, the exhaust gas passing through the chimney 16 collides with the plurality of projections 41 provided on the inner surface 16a, and reflection of resonance vibrations inside the chimney 16 is suppressed. Therefore, the amplification factor amplified by the resonance vibration of the chimney 16 is reduced, and the low frequency component sound radiated from the upper opening end 17 is suppressed. As a result, the generation of low frequency component sounds can be suppressed. Further, it is only necessary to provide the plurality of protrusions 41 on the inner surface 16a of the chimney 16, and the structure can be simplified and the cost can be reduced.

実施例2の排気装置では、複数の突起部41を煙突16の内面16aから中心側に突出するリング部材42としている。従って、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。   In the exhaust device of the second embodiment, the plurality of protrusions 41 are ring members 42 that protrude from the inner surface 16a of the chimney 16 toward the center. Therefore, the structure can be simplified and the cost can be reduced.

具体的に、煙突16をリング形状をなす所定長さの煙突本体51,52・・・を複数連結されて構成し、リング部材42を各煙突本体51,52・・・の連結部に設けている。例えば、工場で煙突本体51,52・・・を製造し、この煙突本体51,52・・・を現地に搬送して連結することで煙突16を容易に製造することができ、製造作業の作業性を向上することができる。そして、リング部材42を煙突本体51,52・・・の連結部に設けることで、煙突16に対して複数の突起部41を容易に設けることができ、この点でも、製造作業の作業性を向上することができる。   Specifically, the chimney 16 is configured by connecting a plurality of chimney main bodies 51, 52... Having a predetermined length in a ring shape, and a ring member 42 is provided at a connection portion of each chimney main body 51, 52. Yes. For example, the chimney 16 can be easily manufactured by manufacturing the chimney main bodies 51, 52... At the factory, and transporting and connecting the chimney main bodies 51, 52. Can be improved. And by providing the ring member 42 in the connection part of chimney main bodies 51, 52 ..., the several projection part 41 can be easily provided with respect to the chimney 16, The workability | operativity of manufacturing work is also this point. Can be improved.

なお、上述した実施例では、突起部21,41をピン部材37やリング部材42としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、煙突16の内面16aに螺旋部材を固定したり、ランダムに凸部を形成したり、煙突16自体として内壁部32に一体に突起部を形成したりしてもよい。   In the above-described embodiment, the protrusions 21 and 41 are the pin member 37 and the ring member 42, but the present invention is not limited to this configuration. For example, a spiral member may be fixed to the inner surface 16a of the chimney 16, a convex portion may be randomly formed, or a protrusion may be integrally formed on the inner wall portion 32 as the chimney 16 itself.

また、上述した実施例では、本発明の排気装置をガスタービンの排気系に適用して説明したが、蒸気タービンなど別の排気系にも適用することができる。   In the above-described embodiments, the exhaust device of the present invention has been described as applied to an exhaust system of a gas turbine. However, the present invention can also be applied to another exhaust system such as a steam turbine.

11 圧縮機
12 燃焼器
13 タービン
14 発電機
15 排気ダクト
16 煙突
16a 内面
17 上部開口端(排出開口端)
21 突起部
31 外壁部
32 内壁部
33 連結部材
34 保温材
37 ピン部材
41 突起部
42 リング部材
51,52 煙突本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Compressor 12 Combustor 13 Turbine 14 Generator 15 Exhaust duct 16 Chimney 16a Inner surface 17 Upper opening end (discharge opening end)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Protrusion part 31 Outer wall part 32 Inner wall part 33 Connection member 34 Heat insulating material 37 Pin member 41 Projection part 42 Ring member 51,52 Chimney main body

Claims (5)

排気ガスを水平方向に流す排気ダクトと、
前記排気ダクトを流れる排気ガスを鉛直方向における上方に流動して大気に放出可能な煙突と、
前記煙突における内面に設けられる複数の突起部と、
を有し、
前記突起部は、前記煙突の内面から中心側に突出する複数のピン部材を有し、前記複数のピン部材は、千鳥状に配置される、
ことを特徴とする排気装置。
An exhaust duct for flowing exhaust gas horizontally;
A chimney capable of flowing the exhaust gas flowing through the exhaust duct upward in the vertical direction and releasing it into the atmosphere;
A plurality of protrusions provided on the inner surface of the chimney;
I have a,
The protrusion has a plurality of pin members protruding from the inner surface of the chimney toward the center, and the plurality of pin members are arranged in a staggered manner.
An exhaust system characterized by that.
前記煙突は、外壁部と、内壁部と、前記外壁部と前記内壁部とを連結する連結部材と、前記外壁部と前記内壁部との間に介装される保温材とを有し、前記複数のピン部材は、前記連結部材の端部が延出して構成されることを特徴とする請求項1に記載の排気装置。 The chimney has an outer wall portion, an inner wall portion, a connecting member that connects the outer wall portion and the inner wall portion, and a heat insulating material interposed between the outer wall portion and the inner wall portion, The exhaust device according to claim 1 , wherein the plurality of pin members are configured by extending end portions of the connecting members. 排気ガスを水平方向に流す排気ダクトと、
前記排気ダクトを流れる排気ガスを鉛直方向における上方に流動して大気に放出可能な煙突と、
前記煙突における内面に設けられる複数の突起部と、
を有し、
前記突起部は、前記煙突の内面から中心側に突出するリング部材を有する、
ことを特徴とする排気装置。
An exhaust duct for flowing exhaust gas horizontally;
A chimney capable of flowing the exhaust gas flowing through the exhaust duct upward in the vertical direction and releasing it into the atmosphere;
A plurality of protrusions provided on the inner surface of the chimney;
I have a,
The protrusion has a ring member protruding from the inner surface of the chimney toward the center.
An exhaust system characterized by that.
前記煙突は、リング形状をなす所定長さの煙突本体が複数連結されて構成され、前記リング部材は、前記煙突本体の連結部に設けられることを特徴とする請求項3に記載の排気装置。 The exhaust device according to claim 3 , wherein the chimney is configured by connecting a plurality of chimney main bodies having a predetermined length in a ring shape, and the ring member is provided at a connection portion of the chimney main body. 前記煙突は、所定の内径を有する円筒部材であり、長さ方向における内径が同径であり、前記複数の突起部は、前記煙突の排出開口端側に設けられることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の排気装置。
The chimney is a cylindrical member having a predetermined inner diameter and an inner diameter of the same diameter in the longitudinal direction, the plurality of protrusions claim 1, characterized in that provided in the discharge opening end side of the chimney The exhaust device according to any one of claims 1 to 4 .
JP2013053692A 2013-03-15 2013-03-15 Exhaust system Expired - Fee Related JP6104657B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013053692A JP6104657B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Exhaust system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013053692A JP6104657B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Exhaust system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014177920A JP2014177920A (en) 2014-09-25
JP6104657B2 true JP6104657B2 (en) 2017-03-29

Family

ID=51698102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013053692A Expired - Fee Related JP6104657B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Exhaust system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6104657B2 (en)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1027002A (en) * 1974-08-30 1978-02-28 Horst W.W. Hehmann Phased treatment noise suppressor for acoustic duct applications
JPS5528039A (en) * 1978-08-21 1980-02-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fluiddpowerrnoise silencer
JP2641186B2 (en) * 1991-07-18 1997-08-13 株式会社荏原製作所 Low noise type air outlet
JP3139587B2 (en) * 1992-12-28 2001-03-05 株式会社荏原製作所 Airflow outlet
US6116375A (en) * 1995-11-16 2000-09-12 Lorch; Frederick A. Acoustic resonator
JPH10205169A (en) * 1997-01-21 1998-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Building method of stack cylinder body, and stack cylinder block
JPH11117768A (en) * 1997-10-17 1999-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Heat retaining panel support
JP3383798B2 (en) * 2001-01-29 2003-03-04 川崎重工業株式会社 Air flow blowing device
JP5039684B2 (en) * 2008-11-28 2012-10-03 三菱重工業株式会社 silencer
JP5237064B2 (en) * 2008-11-28 2013-07-17 三菱重工業株式会社 Exhaust duct

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014177920A (en) 2014-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3999644B2 (en) Gas turbine combustor and gas turbine provided with the same
WO2004051063A1 (en) Gas turbine combustor, and gas turbine with the combustor
US9970358B2 (en) Exhaust flue
KR20170103011A (en) Damping devices, combustors and gas turbines
JP2017058672A (en) Silencer duct having silencing element extending therethrough
JP6007416B2 (en) Ventilation equipment
JP6104657B2 (en) Exhaust system
JP5907916B2 (en) Exhaust system
EP2742244A2 (en) Centrifugal fan with an anti-vortex fin for reducing vibrations and noise levels
JP6023968B2 (en) Ventilation equipment
JP6885696B2 (en) Silencer ducts with couplers and industrial machines with silencer ducts
JP2015521247A (en) Silencer for exhaust steam duct in steam power plant with air-cooled condenser
JP2005171838A (en) Exhaust fan
JP6639337B2 (en) Duct and turbine equipment
JP6444383B2 (en) An acoustic damping system for a gas turbine engine combustor.
CN210343440U (en) Sound-proof housing for turbonator
JP3999646B2 (en) Gas turbine combustor and gas turbine provided with the same
JP2011113697A (en) Air supply system for fuel cell
US20130255260A1 (en) Resonance damper for damping acoustic oscillations from combustor
JP2015055247A (en) Load cover
KR101692579B1 (en) Muffler for Vehicle with Multi Path
JP7171484B2 (en) Sound absorber and gas turbine
JP2008240587A (en) Vehicular muffler
JP6183905B2 (en) Duct and gas turbine provided with the same
JP2006258003A (en) Active muffling device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161101

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170301

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6104657

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees