JP6506935B2 - Silencer comprising silencer and gas turbine comprising the same - Google Patents
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Description
本発明は、サイレンサを備える消音装置及びこれを備えるガスタービンに関する。 The present invention relates to a silencer and a gas turbine having the same comprises a silencer.
一般的に、ガスタービンは圧縮機、燃焼室、及びタービンを備えており、吸気ダクトから取り込んだ空気を圧縮機で圧縮した後、燃焼室で加熱し、更に後方にあるタービンで流れを整え動力を得て、このタービンに連結された発電機を駆動する。 In general, a gas turbine is provided with a compressor, a combustion chamber, and a turbine, and the air taken in from an intake duct is compressed by the compressor and then heated by the combustion chamber, and the flow is adjusted by the turbine at the rear. Drive a generator coupled to this turbine.
従来、このようなガスタービンの吸気ダクトには、吸気音を低減する消音装置を設けることが知られている(下記特許文献1参照)。
図8及び図9に、従来の消音装置の一例を示す。図8及び図9に示す従来の消音装置は、外枠201内(又はガスタービンの排給気ダクト内)に複数の吸音パネル202を所定間隔でガス流と平行に配置した構成となっている。各吸音パネル202は、格子状の支持フレーム203内に吸音体ブロック204を挿入し、この吸音体ブロック204を挟むように支持フレーム202の両側に耐熱性がある鋼板に多数の孔部205aを穿設した多孔板205を装着するとともに、支持フレーム203の各吸音パネル202の吸入側に、縁部に沿って整流板206を設けた構造を有している。
Conventionally, it is known to provide a noise reduction device for reducing intake noise in the intake duct of such a gas turbine (see
8 and 9 show an example of a conventional noise reduction device. The conventional silencer shown in FIGS. 8 and 9 has a configuration in which a plurality of
しかしながら、上述した従来の消音装置は、スプリッタ構造であるため剛性が低く、流速によっては振動による騒音が発生するおそれがあった。 However, since the above-mentioned conventional silencer is a splitter structure, its rigidity is low, and depending on the flow velocity, noise due to vibration may be generated.
このようなことから本発明は、振動による騒音を抑制することを可能としたサイレンサを備える消音装置及びこれを備えるガスタービンを提供することを目的とする。 Such present invention since it is intended to provide a silencer and a gas turbine having the same comprises a silencer which enables to suppress the noise due to the vibration.
上記の課題を解決するための第1の発明に係る消音装置は、
ガスタービンの吸気ダクト内に設置されるサイレンサであって、
多孔板からなり多角形状に形成された一つの筒状部材と、
多孔板からなり前記筒状部材の軸方向両端の開口部を覆う二つの蓋部材と、
前記筒状部材及び前記蓋部材により閉塞された空間に収納される吸音材と
からなり、
前記筒状部材は四つの凸部からなる断面視十字状であると共に、
前記蓋部材が十字状であって、
前記筒状部材の中空部が、断面視十字状となっており、
前記凸部は対向する二つの第一面と、前記第一面同士を接続する第二面とからなるサイレンサを複数個備え、
前記サイレンサは、軸方向をガス流れ方向に向けて、軸方向と直交する方向に複数個重ね合わせされており、
隣接する前記サイレンサは前記第二面同士で面接触する
ことを特徴とする。
Silencer apparatus according to a first invention to solve the problems above SL is
A silencer installed in an intake duct of a gas turbine,
One cylindrical member formed of a perforated plate and formed in a polygonal shape,
Two lid members made of a perforated plate and covering openings at both axial ends of the cylindrical member;
A sound absorbing material stored in a space closed by the cylindrical member and the lid member;
Consists of
The cylindrical member has a cross shape in a cross sectional view formed of four convex portions, and
The lid member is in the shape of a cross, and
The hollow portion of the cylindrical member has a cross shape in cross section,
The convex portion includes a plurality of silencers each including two opposing first surfaces and a second surface connecting the first surfaces .
A plurality of the silencers are superimposed in a direction orthogonal to the axial direction, with the axial direction directed in the gas flow direction ,
The adjacent silencers may be in surface contact with each other on the second surfaces .
また、上記の課題を解決するための第2の発明に係るガスタービンは、
第1の発明に係る消音装置を備える
ことを特徴とする。
Moreover, a gas turbine according to a second invention for solving the above-mentioned problems is:
A noise suppressor according to the first aspect of the invention is provided.
上述した本発明に係るサイレンサを備える消音装置及びこれを備えるガスタービンによれば、サイレンサの剛性を向上させることができ、これによりサイレンサ自体が振動することによる騒音を低減することができる。 According to the silencer and a gas turbine having the same comprises a silencer according to the present invention described above, it is possible to improve the rigidity of the silencer, thereby silencer itself to reduce the noise due to the vibration.
以下、図面を参照しつつ本発明に係るサイレンサを備える消音装置及びこれを備えるガスタービンの詳細を説明する。
なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
Hereinafter, details of the silencer and a gas turbine provided with the same comprising a silencer according to the present invention with reference to the drawings.
The present invention is not limited to the following embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
図1から図4を用いて本発明の実施例1に係るサイレンサを備える消音装置及びこれを備えるガスタービンについて説明する。 Silencer and for a gas turbine having the same will be described comprising a silencer according to the first embodiment of the present invention with reference to FIGS.
図1に示すように、本実施例においてガスタービン1は、吸気した空気を圧縮する空気圧縮機10と、燃料を燃焼して排ガスを排出する燃焼器20と、燃焼器20から排出された排ガスによって駆動されるタービン30とを備えている。
空気圧縮機10の入口には、吸気ダクト40が接続されており、この吸気ダクト40の内部に吸気音を低減するための吸気サイレンサ(消音装置)100が設けられている。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the
An
図2に示すように、吸気サイレンサ100は、矩形状の外枠101内に、筒状に形成された複数個のサイレンサ102を配設して構成されている。より具体的には、サイレンサ102は、その軸方向をガス流れ方向に向けた状態で、軸方向とは直交する方向に複数個(図2では、横に7列、縦に4段)重ね合わされている。
As shown in FIG. 2, the
図3及び図4に示すように、サイレンサ102は、耐熱性がある鋼板(例えば、SUS)に多数の孔部121aを穿設した多孔板からなる正八角柱状の外筒121と、同じく耐熱性がある鋼板に多数の孔部122aを穿設した多孔板からなり外筒121よりも外径が小さく形成されて外筒121に挿通された正八角柱状の内筒122と、同じく耐熱性がある鋼板に多数の孔部123aを穿設した多孔板からなり外筒121及び内筒122の軸方向両端に配設されて外筒121と内筒122との間の空間を閉塞する環状の蓋体(蓋部材)123と、外筒121、内筒122及び蓋体123によって形成された閉空間内に収納された吸音材124とから構成されている。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
外筒121及び内筒122は、それぞれ一枚又は複数枚の多孔板を板金により曲げ加工し、これを溶接により筒状に固定して形成されている。また、外筒121と蓋体123、内筒122と蓋体123も溶接により固定されている。溶接加工は多孔板の孔の開いていない箇所にて行うものとする。
また、吸音材124はグラスウールやセラミック粒子を焼結形成したか或いは押し固めて形成したセラミック板などとする。
Each of the
Further, the
以下に、上述した吸気サイレンサ100の組み立て方法について説明する。本実施例に係る吸気サイレンサ100は、予め外枠101とサイレンサ102とを組み立てた状態で吸気ダクト40に設置するのではなく、吸気ダクト40内で、バラバラの状態で運びこまれた複数個のサイレンサ102を縦横に配設し、固定する。ここで、外枠101とサイレンサ102とは溶接によって固定されている。また、隣接するサイレンサ102同士は、面接触するように配列され、図2に示すようにコ字状の固定用ブロック103によって連結されている。
Hereinafter, a method of assembling the above-described
固定用ブロック103はサイレンサ102の形状に合わせて形成され、少なくともサイレンサ102のガス流入口とガス流出口とにそれぞれ設けられて隣接するサイレンサ102同士を連結している。換言すると、隣接するサイレンサ102同士はガスの流れ方向に対して連続的に固定されているのではなく、部分的に連結された状態となっている。これは、吸気ダクト40内ではガスの流速が小さいことからサイレンサ102をガスの流れ方向に完全に固定する必要が無いためである。
The
このように構成されるガスタービン1において、吸気ダクト40から取り込まれた空気は、吸気サイレンサ100を通って吸気音が低減され、空気圧縮機10に導かれる。空気圧縮機10に導かれた空気は空気圧縮機10で圧縮され高温・高圧の空気(以下、圧縮空気という)となる。そして燃焼器20で圧縮空気に対して燃料が供給されて生成された高温・高圧の燃焼ガスによりタービン30が駆動され、このタービンに連結された図示しない発電機が駆動される。
In the
このとき、本実施例では、吸気サイレンサ100を筒状に形成された複数のサイレンサ102を重ねる構造としたことにより、サイレンサ102を構成する多孔板の剛性が図8及び図9に示し上述した従来の構造に比較して10倍以上高くなる。このようにサイレンサ102の剛性が向上したことにより、吸気ダクト40に流入する空気の流速によってサイレンサ102を構成する多孔板が振動した場合であっても、従来に比較して振動音を低減することが可能となる。
また、本実施例によれば、サイレンサ102を円筒状ではなく多角柱状の筒体としたことにより、複数のサイレンサ102を重ね合わせる際に隣接するサイレンサ102同士を面接触させることができるため、組み立てが容易になるという利点も有する。
At this time, in the present embodiment, the rigidity of the porous plate constituting the
Further, according to the present embodiment, since the
なお、本実施例においてはサイレンサ102の形状を正八角柱状の筒体とする例を示したが、サイレンサ102の形状は正八角柱状に限らず、多角柱状であればよい。ただし、外周形状を偶数角柱状の筒体とすれば、奇数角柱状の筒体とするよりも隣接するサイレンサ102同士を面接触させやすく、組み立てやすいため好適である。また、例えばサイレンサの形状を六角柱状の筒体とし、当該サイレンサを軸方向に直交する方向に格子状に重ね合わせる場合など、屈折部同士を突き合わせて固定する必要がある場合は、隣接するサイレンサの外周面同士をL字状の固定用ブロックにより固定すればよい。この場合、L字状の固定用ブロックは、サイレンサの形状に合わせて形成し、ガスの流れ方向に対して複数個取り付ければよい。
In the present embodiment, an example is shown in which the shape of the
また、多孔板の孔121a,122a,123aの形状は円形に限らず多角形でもよく、多孔板の孔121a,122a,123aの分布は全ての面で同一の開口率でもよく、異なる開口率でもよい。
Further, the shape of the
また、本実施例においてはサイレンサ102を全て同一形状とする例を示したが、必ずしも同一形状とする必要はなく、隣接するサイレンサ同士を固定用ブロックにより固定することができれば、異なる形状であっても構わない。ただし、同一形状とすれば製造過程が簡素になるという利点がある。
In the present embodiment, the
また、本実施例においてはサイレンサ102を縦横に等間隔で配置する例を示したが、サイレンサ102の配置は等間隔とする必要はなく、間隔が異なってもよい。
また、本実施例ではサイレンサ102を外枠101内に配置する例を示したが、サイレンサ102を吸気ダクト40内に直接配置してもよいことは言うまでもない。
Further, although the example in which the
Further, although the example in which the
以下、図5から図7を用いて本発明の実施例2に係るサイレンサを備える消音装置及びこれを備えるガスタービンについて説明する。本実施例は、上述した実施例1とは吸気サイレンサ100の構造が異なるものである。その他の構造については図1に示し上述した構造と同様であり、以下、図1に示し上述した部材と同様の作用を奏する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
Hereinafter, silencer and for a gas turbine having the same will be described comprising a silencer according to a second embodiment of the present invention with reference to FIGS. 5-7. The present embodiment is different from the above-described first embodiment in the structure of the
図5に示すように、本実施例において吸気サイレンサ100は、矩形状の外枠101内に、筒状に形成された複数個のサイレンサ104を配設して構成されている。より具体的には、サイレンサ104は、その軸方向をガス流れ方向に向けた状態で、軸方向とは直交する方向に複数個(図2では、横に5列、縦に3段)重ね合わされている。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the
図6及び図7に示すように、サイレンサ104は、耐熱性がある鋼板(例えば、SUS)に多数の孔部141aを穿設した多孔板からなる断面視十字状の筒体141と、同じく耐熱性がある鋼板に多数の孔部142aを穿設した多孔板からなり筒体141の軸方向両端の開口部を覆う蓋体142と、筒体141及び蓋体142によって形成された閉空間内に収納された吸音材143とからなる。換言すると、サイレンサ104は、中空部が十字状となっており、この中空部に吸音材143が収納され、蓋体142によって閉塞されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
筒体141は、一枚又は複数枚の多孔板を板金により曲げ加工し、これを溶接により筒状に固定して形成されている。また、筒体141と蓋体142も溶接により固定されている。溶接加工は多孔板の孔の開いていない箇所にて行うものとする。
吸音材143はグラスウールやセラミック粒子を焼結形成したか或いは押し固めて形成したセラミック板などとする。
The
The
以下に、上述した吸気サイレンサ100の組み立て方法について説明する。本実施例に係る吸気サイレンサ100は、予め外枠101とサイレンサ104とを組み立てた状態で吸気ダクト40に設置するのではなく、吸気ダクト40内で、バラバラの状態で運びこまれた複数個のサイレンサ104を外枠101内に縦横に配設し、固定することにより設置する。
外枠101とサイレンサ104とは溶接によって固定されている。また、隣接するサイレンサ104同士は、面接触するように配列され、図5に示すようにコ字状の固定用ブロック105によって連結されている。
Hereinafter, a method of assembling the above-described
The
固定用ブロック105はサイレンサ104の形状に合わせて形成され、少なくともサイレンサ104のガス流入口とガス流出口とにそれぞれ設けられて隣接するサイレンサ104同士を連結している。換言すると、隣接するサイレンサ104同士はガスの流れ方向に対して連続的に固定されているのではなく、一部のみが連結された状態となっている。これは、吸気ダクト40内ではガスの流速が小さいことからサイレンサ104をガスの流れ方向に完全に固定する必要が無いためである。
The fixing
上述した本実施例に係る吸気サイレンサ100においても、上述した実施例1と同様、筒状に形成された複数のサイレンサ104を重ねる構造としたことにより、サイレンサ104を構成する多孔板の剛性を、図8及び図9に示し上述した従来の構造に比較して10倍以上高くすることが可能となる。そして、サイレンサ104の剛性が向上したことにより、吸気ダクト40に流入する空気の流速によって多孔板が振動した場合であっても、従来に比較して振動音を大幅に低減することが可能となる。さらに、サイレンサ104を円筒状ではなく十字状の筒体としたことにより、複数のサイレンサ104を重ね合わせる際に隣接するサイレンサ104同士を面接触させることができるため、組み立てが容易になる。
Also in the
なお、多孔板の孔141a,142aの形状は円形に限らず多角形でもよく、多孔板の孔141a,142aの分布は全ての面で同一の開口率でもよく、異なる開口率でもよい。
The shape of the
また、本実施例においてはサイレンサ104を縦横に等間隔で配置する例を示したが、サイレンサ104の配置は等間隔とする必要はなく、間隔が異なってもよい。
また、本実施例ではサイレンサ104を外枠101内に配置する例を示したが、サイレンサ104を吸気ダクト40内に直接配置してもよいことは言うまでもない。
Further, although the example in which the
Further, although the example in which the
本発明は、サイレンサ、これを備える消音装置及びこれを備えるガスタービンに適用して好適なものである。 The present invention is suitably applied to a silencer, a silencer including the same, and a gas turbine including the silencer.
1 ガスタービン
10 空気圧縮機
20 燃焼器
30 タービン
40 吸気ダクト
100 吸気サイレンサ(消音装置)
101 外枠
102,104 サイレンサ
103,105 固定用ブロック
121 外筒
121a,122a,123a,141a,142a 孔部
122 内筒
123,142 蓋体
124,143 吸音材
141 筒体
143 吸音材
1
DESCRIPTION OF
Claims (2)
多孔板からなり多角形状に形成された一つの筒状部材と、
多孔板からなり前記筒状部材の軸方向両端の開口部を覆う二つの蓋部材と、
前記筒状部材及び前記蓋部材により閉塞された空間に収納される吸音材と
からなり、
前記筒状部材は四つの凸部からなる断面視十字状であると共に、
前記蓋部材が十字状であって、
前記筒状部材の中空部が、断面視十字状となっており、
前記凸部は対向する二つの第一面と、前記第一面同士を接続する第二面とからなるサイレンサを複数個備え、
前記サイレンサは、軸方向をガス流れ方向に向けて、軸方向と直交する方向に複数個重ね合わせされており、
隣接する前記サイレンサは前記第二面同士で面接触する
ことを特徴とする消音装置。 A silencer installed in an intake duct of a gas turbine,
One cylindrical member formed of a perforated plate and formed in a polygonal shape,
Two lid members made of a perforated plate and covering openings at both axial ends of the cylindrical member;
A sound absorbing material stored in a space closed by the cylindrical member and the lid member;
Consists of
The cylindrical member has a cross shape in a cross sectional view formed of four convex portions, and
The lid member is in the shape of a cross, and
The hollow portion of the cylindrical member has a cross shape in cross section,
The convex portion includes a plurality of silencers each including two opposing first surfaces and a second surface connecting the first surfaces .
A plurality of the silencers are superimposed in a direction orthogonal to the axial direction, with the axial direction directed in the gas flow direction ,
The silencer according to any one of the preceding claims, wherein the adjacent silencers make surface contact with each other on the second surfaces .
ことを特徴とするガスタービン。 A gas turbine comprising the silencer according to claim 1 .
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