JP6630985B2 - ダクト、ガスタービン - Google Patents

Description

本発明はダクト、ガスタービンに関する。

ガスタービンの吸気ダクトには、外部からの異物がガスタービン内に入り込まないように、ラストチャンスフィルタが設置される。ラストチャンスフィルタは金網を流路に交差するように延在する角柱等からなるフレームで固定した構造であり、組立を容易とするために金網を複数の小さなブロックに分けている。それぞれの金網はL字アングルの枠に固定し、それらをラストチャンスフィルタのフレームに取り付けて組み立てる。（例えば、特許文献１，２参照）。

特許第４５４４７２３号公報 特開２０１２−１４５０４７号公報

しかし、このように所定の断面形状を有するフレームがダクト内に置かれ、流れの中に曝されるような場合、渦励振による応答の増加が問題となる。
また、フレームから剥離した流れが後流の構造物と干渉するような場合には、流力不安定振動の発生が懸念される。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ダクト内のラストチャンスフィルタにおいて、流力振動の発生を防止可能なダクトおよびこのダクトを備えたガスタービンを提供するという目的を達成しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明の一態様に係るダクトは、内部を流体が流通するダクト本体と、
該ダクト本体に固定されて、前記流体の流通方向に交差する方向に延びるフレームと、
該フレームにおける前記流通方向の下流側に固定された網部と、を備え、
前記フレームにおける前記流通方向の上流側を向く面が、前記フレームの延びる方向で突出寸法の異なる凹凸形状に形成されている。

ラストチャンスフィルタ等、ダクト内のフレームは、その延在する方向に対して、ダクト内における流れの方向が交差しているため、流れがフレームから剥離することによって、周期的な剥離渦がフレームの下流側に発生する場合があり、これにより、剥離渦の発生周波数に概ね一致する周波数を有する変動揚力がフレームに加わる。変動揚力の周波数とフレームの固有振動数とが一致すると、共振により、フレームに渦励振が発生することになる。
本発明の一態様に係る構成によれば、前記フレームにおける前記流通方向の上流側を向く面が、前記フレームの延びる方向で突出寸法の異なる凹凸形状に形成されていることにより、前記フレームの延びる方向におけるフレームの渦発生周波数を、凹凸形状の突出寸法により異なる分布とすることができる。これにより、個々の凹凸形状を形成した部分ごとに、発生した渦振動が拡大することを抑制して、フレーム全体に流力振動の発生することを防止可能とできる。

また、上記のダクトは、前記フレームの延びる方向において、前記凹凸形状の突出寸法が、渦励振による応答を抑制するように分布していることができる。

この構成によれば、凹凸形状の突出寸法を、フレームの延びる方向において、該当箇所における凹凸形状を設けない場合の渦発生周波数と異なる渦発生周波数を有するように積極的に設定することで、フレーム全体における流力振動の発生を抑制することが可能となる。

また、上記のダクトは、前記凹凸形状が、円形または楕円形の断面形状を有することができる。

この構成によれば、ラストチャンスフィルタにおいて、フレームの上流側となる凹凸形状が円形または楕円形の断面形状を有することで流体に対する抵抗を低減するとともに、剥離渦の発生を低減して、フレームにおける流力振動の発生を抑制することが可能となる。

また、上記のダクトは、前記凹凸形状が、前記フレームの延びる方向において、互いに離間して前記流通方向上流側に突出するように設けられることができる。

この構成によれば、凹凸形状を設けないフレームに対して、それぞれ、フレームの延びる方向に離間するように凹凸形状を上流側に形成するだけで、該当箇所における凹凸形状を設けない場合の渦発生周波数と異なる渦発生周波数を有するように積極的に設定することができる。これにより、フレーム全体における流力振動の発生を抑制することが可能となる。

また、上記のダクトは、前記フレームの前記流通方向下流側には、渦励振による応答を抑制する動吸振器または振動吸収手段が設けられることができる。

この構成によれば、凹凸形状を設けることで、フレーム全体における流力振動の発生を抑制するとともに、さらに、動吸振器または振動吸収手段によって、流力振動の発生を抑制することが可能となる。

また、本発明の一態様に係るダクトは、内部を流体が流通するダクト本体と、
該ダクト本体に固定されて、前記流体の流通方向に交差する方向に延びる断面矩形のフレームと、
該フレームにおける前記流通方向の下流側に固定された網部と、を備え、
前記フレームにおける前記流通方向の上流側を向く面には、前記フレームで発生した剥離渦が下流側の構造物と干渉しない形状とされたカバーが設けられる。

この構成によれば、カバーを設けることにより、フレーム下流側に位置する網部の固定手段等に対して、フレームで発生した剥離渦が干渉しないようにできるため、フレーム全体における流力振動の発生を抑制することが可能となる。

また、上記のダクトは、前記カバーが、前記フレームの延びる方向で突出寸法の異なる凹凸形状に形成されていることができる。

この構成によれば、凹凸形状に形成されたカバーを設けることで、前記フレームの延びる方向におけるフレームの固有振動数を、カバーの凹凸形状の突出寸法により異なる分布とすることができる。これにより、個々の凹凸形状を形成した部分ごとに、発生した渦振動が拡大することを抑制して、フレーム全体における流力振動の発生を抑制することが可能となる。

また、上記のガスタービンは、上記のいずれか記載のダクトを有することができる。

この構成によれば、流力振動の発生を抑制することが可能となる。

本発明によれば、流力振動の発生を抑制することが可能となるという効果を奏することが可能となる。

本発明に係るダクトを有するガスタービンの第１実施形態を示す模式図である。 本発明に係るダクトの第１実施形態における流れ方向視したラストチャンスフィルタを示す正面図である。 本発明に係るダクトの第１実施形態における流れ方向視したフレームを示す拡大正面図である。 本発明に係るダクトの第１実施形態における流れと直交する方向視したフレームを示す拡大側断面図である。 本発明に係るダクトの第１実施形態におけるフレームの凹凸形状を示す上面図（ａ）、凸部と流速分布との関係を説明する図（ｂ）である。 本発明に係るダクトの第２実施形態における流れと直交する方向視したフレームを示す拡大側断面図である。 本発明に係るダクトの第３実施形態における流れと直交する方向視したフレームを示す拡大側断面図である。 本発明に係るダクトの第４実施形態における流れと直交する方向視したフレームを示す拡大側断面図である。 本発明に係るダクトの第４実施形態における流れと直交する方向視したフレームの他の例を示す拡大側断面図である。

以下、本発明に係るダクトを有するガスタービンの第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるダクトを有するガスタービンを示す模式図であり、図において、符号Ｇは、ガスタービンである。

本実施形態に係るガスタービンＧは、図１に示すように、圧縮機ＣＰと、同圧縮機ＣＰからの高圧空気が供給される燃焼器ＣＢと、同燃焼器ＣＢから供給された高温高圧燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンＧＴと、圧縮機ＣＰに空気を供給する側の吸気ダクト（ダクト）Ｄと、を主要な構成として備え、圧縮機ＣＰの上流側に吸気を脱塵する前段のエアフィルタＦと、および、騒音の発生を抑制するサイレンサＳと、が付設されている。

吸気ダクト（ダクト）Ｄには、図１に示すように、内部を流体が流通する流路となる筒状のダクト本体Ｄ１と、該ダクト本体Ｄ１内で圧縮機ＣＰの上流側にラストチャンスフィルタ（フィルタ）１０と、が設けられている。

図２は、本実施形態における流れ方向視したラストチャンスフィルタを示す正面図である。
ラストチャンスフィルタ（フィルタ）１０は、図１に示すように、ダクトＤの流路を横切るようにその全面を覆うように設けられている。フィルタ１０は、図２に示すように、ダクト本体Ｄ１に固定されて、流体の流通方向に交差する方向に延びるフレーム１１と、フレーム１１における流通方向の下流側に固定された網部１２と、を備えている。

フレーム１１は、図２に示すように、流体の流通方向に交差する方向に延びるようにその両端がダクト本体Ｄ１の内壁に固定されている。フレーム１１は、矩形の断面を有するダクト本体Ｄ１の縦横の辺となる内壁面と並行状態に複数設けられることができる。図示例では、縦方向に延在するフレーム１１が２本、横方向に延在するフレームが１本設けられている。

図３は、本実施形態における流れ方向視したフレームを示す拡大正面図であり、図４は、本実施形態における流れと直交する方向視したフレームを示す拡大側断面図であり、図５は、図２におけるフレーム付近を示す矢視断面図であり、本実施形態におけるフレームの凹凸形状を示す上面図（ａ）、凸部と流速分布との関係を説明する図（ｂ）である。
フレーム１１は、図３〜図５に示すように、渦が剥離しにくい断面略半円または半楕円の棒状体とされ、これらの凸側が、前記流通方向の上流側となるように配置されている。フレーム１１の流通方向の上流側を向く上流面（面）１１ａには、フレーム１１の延びる方向で突出寸法の異なる凹凸形状を有するように、複数の凸部１３，１３が形成されている。

上流面（面）１１ａは、フレーム１１の延在する軸方向に対してほぼ同一形状となるように設定され、この上流面（面）１１ａに、フレーム１１の延在する軸方向に離間して複数の凸部１３，１３が取り付けられている。
本実施形態において、凸部１３，１３は、ダクト本体Ｄ１の内壁に沿って配置されてフィルタ１０をダクト本体Ｄ１に取り付ける部分には設けていないが、この部分にも、凸部１３，１３を設けることも可能である。

凸部１３，１３は、図３，図４，図５（ａ）に示すように、フレーム１１と同様、渦が剥離しにくい略半円または半楕円の外側断面輪郭を有するものとされ、かつ、フレーム１１の上流面（面）１１ａに被せるように部分的に取り付けられており、フレーム１１の軸方向に所定の寸法を有する複数の凸部１３，１３が、フレーム１１の延在する軸方向に離間するように設けられている。これら複数の凸部１３，１３は、図５（ａ）に示すように、フレーム１１の上流面（面）１１ａからそれぞれが上流側に突出する寸法が、いずれも異なるように設定されている。なお、凸部１３は、フレーム１１と一体として形成されることもできる。

凸部１３，１３の上流側に突出する寸法は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、凸部１３が取り付けられるフレーム１１の各部分における渦発生周波数に対応して設定され、渦励振を効果的に抑えるように設定される。言い換えると、フレーム１１における上流側に設けられた凹凸形状の突出寸法は、凹凸形状を設けない場合の渦発生周波数と異なる渦発生周波数を有するように設定されて、渦励振による応答を抑制するように分布するように設定されている。

具体的には、あらかじめ、凸部１３を取り付けない状態において、ダクトＤの形状を加味して、図５（ｂ）に示すように、フレーム１１の軸方向（分布方向）における流速分布を予測する。この予想された流速分布に基づいて、流速が大きい箇所に凸部１３を取り付けるものである。このとき、あらかじめ予測した流速分布に対応して、図５（ａ）に示すように、それぞれの凸部１３における流れ方向寸法の大きさを変更して設定する。

特に、図５（ａ），（ｂ）に示すように、予想される流速が大きい場合には、凸部１３の流れ方向寸法の大きさを小さくするとともに、流速が小さい場合には、凸部１３の流れ方向寸法の大きさを大きくする。
凸部１３，１３の上流側に突出する寸法は、図４，図５（ａ）に示すように、単一の凸部１３においては、フレーム１１の軸方向に略同一となるように設定されている。このとき、上記の流速分布に対応した凸部１３，１３の上流側に突出する寸法は、フレーム１１の軸方向における凸部１３の中央付近における流速の値に対応して設定することができる。なお、凸部１３，１３の上流側に突出する寸法は、個々の凸部１３においてフレーム１１の軸方向に変化させることもできる。
これにより、凸部１３の取り付けられる各部分における渦発生周波数の差を大きくすることが可能となる。

凸部１３は、図示しないボルト等の取り付け手段によって取り外し可能としてフレーム１１の上流面（面）１１ａに取り付けられている。
これにより、ダクトＤにおいて、流路中の構造物の構成が変更された場合などにおいては、これにともなって変化した流速分布に対応して、上流側に突出する寸法が異なる凸部１３に変更して取り付けるか、または、凸部１３を取り外すことなどが可能である。

凸部１３におけるフレーム１１の幅方向における寸法は、図２，図３に示すように、フレーム１１自体の幅方向寸法と同一となるように設定されている。また、それぞれの凸部１３におけるフレーム１１の軸方向における寸法は、取り付け時の利便性、および、製造コストなどから、適宜設定されることができる。

各凸部１３におけるフレーム１１の軸方向端部は、図３，図５（ａ）に示すように、フレーム１１の径方向と平行な平面序になるよう設定されている。

フレーム１１には、図２，図３に示すように、下流側となる下流面１１ｂに、幅方向にはみ出すようにＬ字アングル（固定手段）１４が設けられ、このＬ字アングル（固定手段）１４の上流側に網部１２が取り付けられている。網部１２の下流側の面は、フレーム１１の下流面１１ｂと面一となるように設定されている。
なお、Ｌ字アングル（固定手段）１４は、説明のため、図示を省略することもある。

網部１２は、図２，図４に示すように、平面視矩形状の輪郭形状を有する金網とされている。網部１２の網目のサイズ等は、ガスタービンＧに必要な所定の値に設定されることができ、特に限定されるものではない。
網部１２の縁部には、フレーム１１のＬ字アングル（固定手段）１４側端部１１ｃが接触するように配置されていることができる。

本実施形態におけるラストチャンスフィルタ１０が設けられたダクトＤを有するガスタービンＧにおいては、上記の構成とされているために、フレーム１１および凸部１３において、剥離流が発生することを低減できる。また、複数の凸部13を設けてフレーム１１の延在する軸方向における固有周波数の分歩を変化させることにより、剥離渦の発生周波数に概ね一致する周波数でフレーム１１に発生する渦励振を抑制してギャロッピングを防止することが可能となる。
また、軸方向に同一半円断面形状とされるフレーム１１に、異なる突出寸法となる複数の凸部１３を取り付けるだけで、簡単な構造で低コストに渦励振を抑制することが可能となる。また、フレーム１１以外の構造を変更することなく、渦励振の発生を抑制することが可能となる。同時に、ボルト等で取り付け取り外し可能となっているため凸部１３の大きさを適宜可変とすることができる。

ここで、軸方向に均一な断面のフレーム１１では発生する振動する周波数がある特定の値に固定されているのに対し、本実施形態の凸部１３が取り付けられたフレーム１１においては、発生する振動周波数が軸方向に異なる値が分布するように設定されていることにより、フレーム１１全体が単一の振動数で振動することが抑制できる。これにより、渦励振や流力不安定振動が発生した場合に、その振動を抑制することができる。

なお、本実施形態においては、フレーム１１がラストチャンスフィルタ１０の構成要素であるとして説明したが、この構成に限られることはなく、ダクトＤ内部で、流路を横切るような構成には、好適に用いることができる。

以下、本発明に係るダクトを有するガスタービンの第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図６は、本実施形態におけるダクトにおける流れと直交する方向視したフレームを示す拡大側断面図である。
本実施形態において上述した第１実施形態と異なるのは動吸振器に関する点であり、これ以外の対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態においては、図６に示すように、フレーム１１の下流面１１ｂに、渦励振による応答を抑制する動吸振器１５が設けられている。
動吸振器１５は、図６に示すように、フレーム１１に渦励振や流力不安定振動が発生した場合に、その振動を抑制するものとされる。具体的には、フレーム１１の下流側に、板バネなどの弾性体１５ａを介して重りとなる質量１５ｂを接続した構成とされる。この動吸振器１５においては、フレーム１１の固有振動数（不安定振動の主要応答モード）を有するように調整されることができる。

動吸振器１５において、質量１５ｂおよび弾性体１５ａは、図６に示すように、上流側から視て、フレーム１１およびＬ字アングル（固定手段）１４で隠れるように、これらの幅寸法よりも小さい幅寸法を有するものとされる。また、弾性体１５ａは、例えばダクトＤにおける流れ方向や、フレーム１１における幅方向や軸方向あるいはこれらを組み合わせた方向に振動（弾性変形）可能として設定されることができる。弾性体１５ａは、設定された方向のフレーム１１の振動モードに対してチューニングが可能とされている。

動吸振器１５は、それぞれのフレーム１１の軸方向における流速の値に対応して設定することができる。
また、動吸振器１５は、図において１つのみが示されているが、これに限らず、フレーム１１の軸方向に複数離間して設けることや、図２に示したラストチャンスフィルタ１０の各フレーム１１にそれぞれ設けることもできる。この場合、フレーム１１全体のモード形状における固有振動数に対応して、フレーム１１の応答を抑制するように、質量１５ｂおよび弾性体１５ａの特性を変化させることもできる。

本実施形態によれば、複数の凸部１３，１３が取り付けられたフレーム１１は、その延在する方向に対して、ダクトＤ内における流れの方向が交差しているため、流れがフレーム１１から剥離することによって、周期的な剥離渦がフレーム１１の下流側に発生する場合がある。これにより、剥離渦の発生周波数に概ね一致する周波数を有する変動揚力がフレーム１１に加わる。変動揚力の周波数とフレーム１１の固有振動数とが一致すると、共振により、フレームに渦励振が発生することになる。
凸部１３が取り付けられることによって、フレーム１１の固有振動数は、フレーム１１の延在する方向に分散されているが、この凸部１３によって振動が抑制仕切れなかった場合に、動吸振器１５の質量１５ｂが弾性体１５ａによって振動することで、フレーム１１の振動を吸収する。

これにより、上記の第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、さらに、凸部１３のみでは抑制できないフレーム１１に発生する渦励振が発生した場合でも、これを抑制してギャロッピングを防止することが可能となる。

本実施形態においては、動吸振器１５の質量１５ｂおよび弾性体１５ａの形状および特性は上記の構成に限定されるものではなく、フレーム１１の振動を吸収可能でダクトＤ内の流体の流れを阻害しないものであれば、その構造は限定されない。

以下、本発明に係るダクトを有するガスタービンの第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図７は、本実施形態におけるダクトにおける流れと直交する方向視したフレームを示す拡大側断面図である。
本実施形態において上述した第２実施形態と異なるのは振動吸収手段に関する点であり、これ以外の対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態においては、図７に示すように、フレーム１１に、渦励振による応答を抑制する振動吸収手段１６が設けられている。
振動吸収手段１６は、図７に示すように、フレーム１１を筒状としてその内部に空洞１６ａを形成し、空洞１６ａ内部に渦励振や流力不安定振動が発生した場合に、その振動エネルギーを摩擦エネルギーや塑性変形のエネルギーに変換して抑制可能にする振動吸収材（変形摩擦材）１６ｂが充填された構成とされている。具体的には、フレーム１１の空洞１６ａ内部に、ワイヤ、金属球、砂などが振動吸収材１６ｂとして挿入される。空洞１６ａは、フレーム１１外側のダクトＤの流路に対して、密閉されることが好ましい。空洞１６ａの断面寸法は、振動吸収に必要な振動吸収材１６ｂを充填できる大きさであればその大きさは限定されない。

振動吸収手段１６においては、フレーム１１断面に対して、小さな振動吸収材１６ｂが、フレーム１１断面とほぼ等しく、一回り小さいだけの空洞１６ａに充填されており、この微細な振動吸収材１６ｂが移動変形することでフレーム１１の振動を吸収ため、ダクトＤにおける流れ方向、および、フレーム１１における幅方向や軸方向などすべての方向における振動を同時に抑制することが可能となる。これにより、フレーム１１の複雑な変形（振動）に対応することができ、このフレーム１１の変形（振動）を吸収可能とされている。

振動吸収手段１６は、それぞれのフレーム１１の軸方向における流速の値に対応して設定することができる。
また、振動吸収手段１６は、フレーム１１の軸方向全長にわたって設けることや、図２に示したラストチャンスフィルタ１０の各フレーム１１にそれぞれ設けることもできる。また、振動吸収手段１６を、フレーム１１軸方向における部分的に１箇所または複数箇所離間して設けることもできる。

振動吸収材１６ｂは、φ３ｍｍ程度長さ２０ｍｍのワイヤ、φ３ｍｍ程度の金属球、＃２程度の砂などから選択されることが可能であるが、フレーム１１の軸方向位置によって、空洞１６ａに充填する振動吸収材１６ｂを変化させることもできる。これにより、上述した複数の凸部１３における配置状態に対応するように、振動吸収手段１６の設置される軸方向位置において、それぞれ振動吸収特性を変化させることもできる。

本実施形態によれば、複数の凸部１３，１３が取り付けられたフレーム１１は、その延在する方向に対して、ダクトＤ内における流れの方向が交差しているため、流れがフレーム１１から剥離することによって、周期的な剥離渦がフレーム１１の下流側に発生する場合がある。これにより、剥離渦の発生周波数に概ね一致する周波数を有する変動揚力がフレーム１１に加わる。変動揚力の周波数とフレーム１１の固有振動数とが一致すると、共振により、フレームに渦励振が発生することになる。

凸部１３が取り付けられることによって、フレーム１１の固有振動数は、フレーム１１の延在する方向に分散されているが、この凸部１３によって振動が抑制仕切れなかった場合に、振動吸収手段１６の振動吸収材１６ｂが空洞１６ａ内で変形・変位することで、フレーム１１の振動発生時にその運動エネルギーを摩擦エネルギーとして消散させ、フレーム１１の振動を吸収する。

これにより、上記の第１および第２実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、さらに、凸部１３のみでは抑制できないフレーム１１に発生する渦励振が発生した場合でも、簡単な構造で低コストに、これを抑制してギャロッピングを防止することが可能となる。同時に、振動吸収手段１６は、フレーム１１内部に設けられるため、ダクトＤの流路内における空力特性に影響を与えることがない。

本実施形態においては、振動吸収手段１６の振動吸収材１６ｂおよび空洞１６ａの形状および特性は上記の構成に限定されるものではなく、フレーム１１の振動を吸収可能でダクトＤ内の流体の流れを阻害しないものであれば、その構造は限定されない。

以下、本発明に係るダクトを有するガスタービンの第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
図８は、本実施形態におけるダクトにおける流れと直交する方向視したフレームを示す拡大側断面図であり、図９は、本実施形態におけるダクトにおける流れと直交する方向視したフレームの他の例を示す拡大側断面図である。
本実施形態において上述した第１〜第３実施形態と異なるのはカバーに関する点であり、これ以外の対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態においては、図８，図９に示すように、矩形断面を有するフレーム１１Ａに、渦励振による応答を抑制するカバー１８が設けられている。
フレーム１１Ａは、フレーム１１に対応し、矩形断面を有すること以外は、前述したフレーム１１と同様の構成とされている。

カバー１８は、図８，図９に示すように、矩形断面とされるフレーム１１Ａの両側部にそれぞれ設けられ、フレーム１１Ａの外側断面形状を渦が剥離しにくい半円形に近づける構成とされている。具体的には、矩形断面のフレーム１１の角部分からＬ字アングル（固定手段）１４の幅方向外側位置にむけて、ダクトＤ内での下流方向にむかってフレーム１１Ａを拡径するように取り付けられる。

カバー１８のＬ字アングル（固定手段）１４側端部は、両側面１１ｄよりも拡径する状態となっている。このため、フレーム１１Ａの両側面１１ｄと接触するように配置されてＬ字アングル（固定手段）１４に固定された網部１２の端部よりも、カバー１８のＬ字アングル（固定手段）１４側端部が、網部１２の中央側に位置することになる。また、カバー１８のＬ字アングル（固定手段）１４側端部には、網部１２の表面が接触するように配置されていることもできる。

カバー１８は、ボルト等で適宜取り付け・取り外し可能なように取り付けられる。カバー１８は、フレーム１１Ａの軸方向全長に設けられることが好ましく、また、図１に示すダクト本体Ｄ１に取り付ける枠部分となっているフレーム１１Ａにも流路側に設けることが好ましい。
なお、カバー１８とフレーム１１Ａの両側面１１ｄとの間が離間しているように図示しているが、カバー１８の厚さは任意に設定でき、この隙間をもうけないようにすることもできる。

フレーム１１Ａの上流面１１ａには、図８に示すように、凸部１３に対応した凸部１３Ａが設けられる。凸部１３Ａは、上述した凸部１３に対応した構成とされている。凸部１３Ａは、カバー１８と一体として構成することもできるが、カバー１８と別体としてフレーム１１Ａに取り付けることもできる。
凸部１３Ａの設けられていない部分では、図９に示すように、フレーム１１Ａの上流面１１ａが平面となっていることができる。

さらに、図示していないが、フレーム１１Ａの上流面１１ａまで、カバー１８を延在させて、フレーム１１と類似して上流側に突出した略円形の外側輪郭とすることもできる。この場合、カバー１８は、フレーム１１Ａの軸方向全長に設けられることが好ましく、凸部１３Ａと一体として構成することもできる。
なお、凸部１３Ａとフレーム１１Ａの上流面１１ａとの間が離間しているように図示しているが、凸部１３Ａの厚さは任意に設定でき、この隙間をもうけないようにすることもできる。

本実施形態によれば、複数の凸部１３Ａ，１３Ａが取り付けられたフレーム１１Ａは、その延在する方向に対して、ダクトＤ内における流れの方向が交差しているため、流れがフレーム１１Ａから剥離することによって、周期的な剥離渦がフレーム１１Ａの下流側に発生する場合があるが、カバー１８により、フレーム１１Ａの上流面１１ａとＬ字アングル（固定手段）１４とを滑らかに結合して、剥離渦の発生を低減することができる。
さらに、凸部１３Ａが取り付けられることによって、フレーム１１Ａの固有振動数は、フレーム１１の延在する方向に不均一になるよう分散されており、フレーム１１Ａにおける渦励振を低減することができる。また、容易な構造変更で、流体による不安定力を低減することが可能となる。

Ｇ…ガスタービン
Ｄ…ダクト
Ｄ１…ダクト本体
１０…ラストチャンスフィルタ（フィルタ）
１１，１１Ａ…フレーム
１１ａ…上流面（面）
１２…網部
１３，１３Ａ…凸部
１４…Ｌ字アングル（固定手段）
１５…動吸振器
１５ａ…弾性体
１５ｂ…質量
１６…振動吸収手段
１６ａ…空洞
１６ｂ…振動吸収材
１８…カバー

Claims (8)

1. 内部を流体が流通するダクト本体と、
   該ダクト本体に固定されて、前記流体の流通方向に交差する方向に延びるフレームと、
   該フレームにおける前記流通方向の下流側に固定された網部と、を備え、
   前記フレームにおける前記流通方向の上流側を向く面が、前記フレームの延びる方向で突出寸法の異なる凹凸形状に形成されていることを特徴とするダクト。
2. 前記フレームの延びる方向において、前記凹凸形状の突出寸法が、渦励振による応答を抑制するように分布していることを特徴とする請求項１に記載のダクト。
3. 前記凹凸形状が、円形または楕円形の断面形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のダクト。
4. 前記凹凸形状が、前記フレームの延びる方向において、互いに離間して前記流通方向上流側に突出するように設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のダクト。
5. 前記フレームの前記流通方向下流側には、渦励振による応答を抑制する動吸振器または振動吸収手段が設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のダクト。
6. 内部を流体が流通するダクト本体と、
   該ダクト本体に固定されて、前記流体の流通方向に交差する方向に延びる断面矩形のフレームと、
   該フレームにおける前記流通方向の下流側に固定された網部と、を備え、
   前記フレームにおける前記流通方向の上流側を向く面には、前記フレームで発生した剥離渦が下流側の構造物と干渉しない形状とされたカバーが設けられることを特徴とするダクト。
7. 前記カバーが、前記フレームの延びる方向で突出寸法の異なる凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のダクト。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のダクトを有するガスタービン。

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