WO2013125683A1 - 音響ダンパ、燃焼器およびガスタービン - Google Patents

Abstract

　本発明の音響ダンパは、燃焼器に対して広範囲の周波数バンドの吸音効果を得ることを目的とする。この音響ダンパは、燃焼器に、該燃焼器の内側に連通状態で付設される音響管本体を備え、前記音響管本体は、内部に互いに延在寸法の異なる複数の流路を有している。

Description

音響ダンパ、燃焼器およびガスタービン

　本発明は、音響ダンパ、燃焼器およびガスタービンに関する。
　本願は、2012年2月24日に日本に出願された特願2012-038807号に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　ガスタービンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンとを含んで構成されていて、圧縮機では取り込んだ空気を圧縮して高圧にし、高圧になった空気を燃焼器に送り込むように構成されている。燃焼器では、圧縮機から送出されてきた高圧の空気に燃料を供給して燃焼させ、燃料が燃焼することにより発生する高温の燃焼ガスをタービンに送出するように構成されている。タービンでは、燃焼器から送出されてきた燃焼ガスによりタービンが回転駆動させられるように構成されているとともに、タービンの回転軸と一体的に形成されている圧縮機の回転軸を回転駆動させて圧縮機を駆動させるように構成されている。

　上述のガスタービンの燃焼器は、その内部で燃料が燃焼する際、気柱との共鳴振動により燃焼振動が発生する性質を有している。この燃焼振動は、騒音の発生源になるだけでなく、その燃焼振動が所定以上に大きい場合、あるいは、燃焼振動と燃焼器本体とが共振した場合は、燃焼器が極度に振動し、燃焼器の支持部材が過度に摩耗したり、燃焼器本体にクラックが生じたりするなどの不都合が発生するおそれがある。このため、燃焼器には、例えば特許文献１または特許文献２に示されるように、共鳴空間を有する音響ダンパを燃焼器周囲に付設して燃焼振動を抑制するようにしている。

特開２００６－１３２５０５号公報 特開平２－１６１１３４号公報

　しかしながら、従来のガスタービンの燃焼器に付設される音響ダンパがヘルムホルツ共鳴器型のときは、特定の一周波数バンドのみの吸音効果しか得られないという問題があり、また広範囲の周波数バンドの吸音効果を有する音響ダンパを得ようとすると、構造が複雑化するとともに、コスト高になるという問題があった。

　そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構造であるにも拘らず、燃焼器に対して広範囲の周波数バンドの吸音効果を得ることのできる音響ダンパ、その音響ダンパを付設した燃焼器およびその燃焼器を具備したガスタービンを提供することにある。

　本発明に係る音響ダンパは、燃焼器に該燃焼器の内側に連通状態で付設される音響管本体を備え、前記音響管本体は、内部に互いに延在寸法の異なる複数の流路を有している。

　上記構成からなる音響ダンパは、音響管本体内に流路長さの異なる複数の音響管が形成されるため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果が得られ、ブロードな共鳴周波数応答特性を有する音響ダンパとすることができる。

　本発明に係る音響ダンパにおいて、前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に設けられる分離板と、前記音響管本体の内壁面と前記分離板との間に設けられる仕切板と、で画成され、前記分離板の一端側を、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面から離して配するとともに、前記分離板の一方の面の所定位置と、該一方の面と対向する前記音響管本体の前記内壁面との間に前記仕切板を設けて、前記複数の流路が形成されていてもよい。

　上記構成からなる音響ダンパは、音響管本体内に分離板および仕切板を設けることにより、流路長さの異なる二つ音響管が形成されるため、特定の二つの周波数バンドの吸音効果の得られる音響ダンパとすることができる。しかも、二つの音響管を形成するための仕切板に生ずる音波の外力は、隣り合う音響管同士で相対して相殺され、音波による構造振動を打ち消すことができる。

　本発明に係る音響ダンパにおいて、前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に設けられる複数の分離板と、で画成され、前記複数の分離板は、互いに延在寸法が異なり、かつ、互いに所定の間隔を保って略平行に配設されるとともに、前記複数の分離板のそれぞれの一端側は、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面に連接して、前記複数の流路が形成されていてもよい。

　上記構成からなる音響ダンパは、音響管本体内に複数の分離板を設けることにより、流路長さの異なる複数の音響管が形成されるため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られる音響ダンパとすることができる。

　本発明に係る音響ダンパにおいて、前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に設けられる複数の分離板と、で画成され、前記複数の分離板は、互いに延在寸法が異なり、かつ、互いに所定の間隔を保って略平行に配設されるとともに、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側における前記複数の分離板のそれぞれの一端側は延在方向の端部が揃うように配され、前記複数の分離板のそれぞれの他端側は、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面に連接して、前記複数の流路が形成されていてもよい。

　上記構成からなる音響ダンパは、音響管本体内に複数の分離板を設けることにより、流路長さの異なる複数の音響管が形成されるため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られる音響ダンパとすることができるとともに、分離板の他端側の音響管本体の外形形状を小さくすることができる。

　本発明に係る音響ダンパにおいて、前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に設けられる第一の分離板および第二の分離板と、前記音響管本体の内壁面と前記第一の分離板との間に設けられる第一の仕切板および前記音響管本体の内壁面と前記第二の分離板との間に設けられる第二の仕切板と、で画成され、前記第一の分離板の延在方向の一端側を、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面から離して配するとともに、前記第一の分離板の一方の面の所定位置と、該一方の面と対向する前記音響管本体の前記内壁面との間に前記第一の仕切板を設け、前記第一の分離板の他方の面側に所定の間隔を保って略平行に前記第二の分離板を設け、該第二の分離板の延在方向の一端側を、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面から離して設置するとともに、前記第一の分離板の一端側と、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の前記壁面との間において、前記第二の分離板の一方の面の所定位置と、該一方の面と対向する前記音響管本体の前記内壁面との間に前記第二の仕切板を設けて形成されるユニットを、前記音響管本体の延在方向に沿う軸心線を中心にして対称に設けて前記複数の流路が形成されていてもよい。

　上記構成からなる音響ダンパは、音響管本体内に第一の分離板、第二の分離板、第一の仕切板および第二の仕切板により、流路長さの異なる複数の音響管が形成されたユニットを音響管本体の軸心線を中心にして対称に設けているため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られる音響ダンパとすることができるとともに、各仕切板に生ずる音波の外力は、隣り合う音響管同士で相対して相殺され、音波による構造振動を打ち消すことができる。

　本発明に係る音響ダンパにおいて、前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に渦巻状に巻回した分離板と、で画成され、前記分離板が、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側から離れる方向に複数並列配置されることにより前記複数の流路が形成されていてもよい。

　上記構成からなる音響ダンパは、音響管本体内に渦巻状に巻回した分離板を設けているため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られる音響ダンパとすることができる。

　本発明に係る音響ダンパは、隣接する前記分離板の巻回方向が反対になるように並列配置されていてもよい。

　上記構成からなる音響ダンパは、音響管本体内に隣接する分離板の巻回方向が反対になるように配置しているため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られる音響ダンパとすることができる。

　本発明に係る音響ダンパは、前記音響管本体を複数備え、これら複数の音響管本体が、前記燃焼器との連通部を中心として放射状に延在していてもよい。

　上記構成からなる音響ダンパによれば、特定の周波数バンドにおける高い吸音効果を得られるだけでなく、音響管本体毎に有効な周波数バンドを異ならせることで広い帯域にわたって吸音効果が得られるので、燃焼器の騒音抑制向上に寄与することができる。

　本発明に係る燃焼器は、上記目的を達成するために、上述したいずれかの音響ダンパを具備している。

　上記構成からなる燃焼器は、上述したいずれかの音響ダンパを付設しているため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られる音響ダンパを付設した燃焼器とすることができ、燃焼器の燃焼振動を効果的に抑制することができる。

　本発明に係るガスタービンは、上記目的を達成するために、上述した燃焼器を具備している。

　上記構成からなるガスタービンは、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られる音響ダンパを付設した燃焼器を具備しているため、燃焼振動を効果的に抑制したガスタービンとすることができる。

　本発明の音響ダンパによれば、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られる音響ダンパとすることができる。また、本発明の燃焼器によれば、前述の音響ダンパを付設しているため、燃焼振動を効果的に抑制することができる。そして、本発明のガスタービンによれば、前述の燃焼器を具備しているため、燃焼振動を効果的に抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る音響ダンパを付設した燃焼器を具備したガスタービンの上半分を断面で示した概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る音響ダンパを付設した燃焼器を具備したガスタービンの燃焼器部分の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る音響ダンパの断面図である。 従来の音響ダンパの断面図である。 本発明の第１実施形態に係る音響ダンパおよび従来の音響ダンパの共鳴周波数応答特性図である。 本発明の第２実施形態に係る音響ダンパの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る音響ダンパの共鳴周波数応答特性図である。 本発明の第３実施形態に係る音響ダンパの断面図である。 本発明の第４実施形態に係る音響ダンパの断面図である。 本発明の第５実施形態に係る音響ダンパの断面図である。 本発明の第６実施形態に係る音響ダンパの断面図である。 本発明の第６実施形態に係る燃焼器Ｃ１の一部分を示す断面図である。 本発明の第６実施形態に係る燃焼器Ｃ１に取付けられる音響ダンパＤ７の平面図である。

　次に、本発明に係る音響ダンパ、その音響ダンパを付設した燃焼器およびその燃焼器を具備したガスタービンの実施形態について図面を用いて説明する。

（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態に係る音響ダンパＤ１を付設した燃焼器を具備したガスタービンの上半分を断面で示した概略構成図、図２は、その燃焼器部分の概略構成を示す断面図である。なお、これら図においては、図面を簡略化するために断面を表わすハッチングは省略されている。また、図１および図２中の「（Ｄ２～Ｄ６）」は、第２～第６実施形態に係る音響ダンパを示していて、これら音響ダンパＤ２～Ｄ６については、後に詳述する。

　ガスタービン１は、空気の流れの上流側（図１の左側）からの下流側（図１の右側）に向かって、順に、圧縮機２、音響ダンパＤ１を装着した燃焼器３およびタービン４が設けられている。圧縮機２は、空気取入口５から取り込んだ空気を圧縮し、この圧縮された高温・高圧の圧縮空気を燃焼器３へ送出するように構成されている。燃焼器３は、圧縮機２からの圧縮空気と燃焼器３に供給された燃料とを混合して燃焼して高温・高圧の燃焼ガスを生成し、この生成された高温・高圧の燃焼ガスは、タービン４に向けて噴射されるように構成されている。タービン４は、周知のタービンと同様に静翼と動翼とを有していて、燃焼器３から供給されてくる燃焼ガスにより動翼の回転軸を回転させ、この回転軸の回転により、圧縮機２および図示しない発電機などの負荷を駆動できるように構成されている。

　次に、音響ダンパＤ１を付設した燃焼器３について図２を用いて説明する。この燃焼器３は、ノズル部６、内筒７および尾筒８を含んで構成されていて、タービン４を囲むように設けられている車室ハウジング９内に設けられている。

　ノズル部６は、車室ハウジング９の圧縮機２側の端部に設けられている外筒２０内に設けられていて、メインノズル６ａおよびパイロットノズル６ｂを有している。そして、これらノズル６ａ，６ｂには、天然ガス、あるいは軽油や重油などの燃料が供給できるように構成されている。

　内筒７は、ノズル部６による燃料噴射側に設けられるとともに、そのノズル部６から噴出される燃料と圧縮機２から供給される圧縮空気とを内部に取り込めるように構成されている。したがって、内筒７では、ノズル部６から供給された燃料と圧縮機２から供給された圧縮空気とが混合して燃焼し、高温・高圧の燃焼ガスを生成することができる。そして、この内筒７の外側には、後に詳述する音響ダンパＤ１が設けられている。

　尾筒８は筒状に形成されていて、この尾筒８の一端側は、内筒７のノズル部６の設けられている側と反対側の端部に接続されている。そして、この尾筒８の他端側は、徐々に断面積が小さくなるように形成されているとともに、その他端側の先端部は、タービン４に対向するように配されている。したがって、尾筒８は、内筒７で生成された高温・高圧の燃焼ガスをタービン４に供給することができる。

　図３Ａは、本発明の第１実施形態に係る音響ダンパＤ１の概略構成を示す断面図である。この音響ダンパＤ１は、音響管本体１０と、分離板１１と、仕切板１２と、を備えている。なお、図面における太線は、断面によって表れる肉厚を示している。以下の図３Ｂ、図５、図７～図１０においても同様である。

　音響管本体１０は、一端側（図３Ａでは左端側）が開口した金属製の所定の容積を有する筒状体を呈していて、その開口している一端側は、燃焼器３の内筒７内と連通状態に保たれるように構成されている。なお、図示の音響管本体１０は、直管の形状をしているが、内筒７の周囲に環装するように形成してもよい。いずれにしても、この音響管本体１０は、タービン４の車室ハウジング９内に収納される。後述する音響ダンパＤ２～Ｄ６も同様である。

　分離板１１は金属製からなり、音響管本体１０の長手方向の軸心位置で、その音響管本体１０内を２分割するように設けられ、その分離板１１の一端側（図３Ａでは右端側。後述の「終端側」と同じ。）は、音響管本体１０が燃焼器３に付設される側と反対側の壁面１０ａから所定距離離して設置されている。

　仕切板１２は金属製からなり、分離板１１の一方の面１１'の所定位置と、その一方の面１１ａと対向する音響管本体１０の壁面１０ｂとの間に設けられている。この仕切板１２により、音響管本体１０内には、分離板１１の燃焼器３側の端部から仕切板１２までの距離Ｌ１となる音響管、および、分離板１１の燃焼器３側の端部から分離板１１の終端側を迂回して仕切板１２までの距離Ｌ２となる音響管の二つの音響管（複数の流路）が形成される。つまり、二つの音響管（複数の流路）は、音響管本体１０と、音響管本体１０内に設けられる分離板１１と、音響管本体１０の壁面１０ｂと分離板１１との間に設けられる仕切板１２と、で画成されている。

　上記構成からなる音響ダンパＤ１は、音響管本体１０内に分離板１１および仕切板１２を設けることにより、二つの距離Ｌ１，Ｌ２となる流路長さの異なる二つの音響管が形成されるため、特定の二つの周波数バンドの吸音効果の得られるヘルムホルツ共鳴器型の音響ダンパとすることができる。しかも、二つの音響管を形成するための仕切板１２に生ずる音波の外力は、図３Ａに矢印Ｘ，Ｙで示されるように、隣り合う音響管同士で相対して相殺されるため、仕切板１２を容易に構成することができる。

　図４は、音響ダンパの共鳴周波数応答特性図であり、実線は本発明の第１実施形態に係る音響ダンパＤ１の応答特性を示している。この実線で示される応答特性は、二つの距離Ｌ１，Ｌ２に基づく流路長さの異なる二つの音響管により特定の二つの周波数バンドの吸音効果が得られることを示している。他方、図４の鎖線で示される応答特性は、図３Ｂに示される従来の音響ダンパＤ０の応答特性を示していて、特定の一つの周波数バンドの吸音効果しか得られないことを示している。この従来の音響ダンパＤ０には、音響管本体１０内に分離板１１で同一流路長さを有する音響管が形成されている。

（第２実施形態）
　図５は、本発明の第２実施形態に係る音響ダンパＤ２の概略構成を示す断面図である。
この音響ダンパＤ２は、上述した音響ダンパＤ１と同様の音響管本体１０内に、分離板１１ａ、１１ｂを含む複数の分離板を配設して構成されている。

　分離板１１ａ、１１ｂを含む複数の分離板は、互いに延在寸法（長手方向の寸法）が異なり、かつ、互いに所定の間隔を保って略平行に配設されているとともに、これら複数の分離板のそれぞれの一端側は、音響管本体１０が燃焼器３に付設される側と反対側の壁面１０ａに連接されている。なお、図５では、上方に配置された分離板ほど短く、下方に配置された分離板ほど長くなっている。

　上記構成からなる音響ダンパＤ２は、音響管本体１０内に分離板１１ａ、１１ｂを含む複数の分離板を設けることにより、流路長さの異なる複数本の音響管が形成されている。すなわち、この音響管本体１０内には、音響管本体１０の上壁面１０ｂと分離板１１ａの上面との間、さらに不図示の隣り合う分離板の間に、それぞれ流路長さの異なる複数本の音響管が形成されていると見なすことができる。

　図６は、上述の音響ダンパＤ２の共鳴周波数応答特性図を示している。この特性図から明らかなように、流路長さの異なる複数本の音響管により、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果が得られることを示している。

　なお、この音響ダンパＤ２においては、分離板の数に特に制約はなく、必要数の分離板を設置することにより、分離板の数よりもひとつ多い数の音響管を音響管本体の内部に形成することができる。

（第３実施形態）
　図７は、本発明の第３実施形態に係る音響ダンパＤ３の概略構成を示す断面図である。
この音響ダンパＤ３は、音響管本体１０内に、複数（図示の例では３枚）の分離板１１ａ～１１ｃを配設して構成されている。

　分離板１１ａ～１１ｃは、互いに延在寸法が異なり、かつ、互いに所定の間隔を保って略平行に配設されているとともに、これら分離板１１ａ～１１ｃにおける音響管本体１０が燃焼器３に付設される側のそれぞれの一端側は延在方向の端部が揃うように配されている。そして、これら分離板１１ａ～１１ｃにおける音響管本体１０が燃焼器３に付設される側と反対側のそれぞれの端部（他端側）は、音響管本体１０が燃焼器３に付設される側と反対側の壁面１０ａに連接されている。なお、図示の例では、分離板１１ａ～１１ｃの延在寸法は、１１ａ＜１１ｂ＜１１ｃとしている。つまり、本実施形態の壁面１０ａは階段状に形成されている。このため、音響管本体１０の外形形状は、図７に二点鎖線で示される範囲分だけ小さくすることができる。

　上記構成からなる音響ダンパＤ３は、音響管本体１０内に分離板１１ａ～１１ｃを設けることにより、流路長さの異なる複数本（図示の例では４本）の音響管が形成されている。すなわち、この音響管本体１０内には、音響管本体１０の上壁面１０ｂと分離板１１ａの上面との間、同様に、分離板１１ａの下面と分離板１１ｂの上面との間、分離板１１ｂの下面と分離板１１ｃの上面との間、および、分離板１１ｃの下面と音響管本体１０の下壁面１０ｃとの間に、それぞれ流路長さの異なる複数本（４本）の音響管が形成されている。したがって、この音響ダンパＤ３においても、上述した音響ダンパＤ１，Ｄ２と同様に、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果が得られる音響ダンパとすることができる。

　なお、この音響ダンパＤ３においては、３枚の分離板１１ａ～１１ｃを用いて４本の音響管で音響ダンパを形成したが、２枚又は４枚以上の分離板を用いて複数本の音響管を形成するようにしてもよい。

（第４実施形態）
　図８は、本発明の第４実施形態に係る音響ダンパＤ４の概略構成を示す断面図である。
この音響ダンパＤ４は、上述した音響ダンパＤ１，Ｄ２と同様の音響管本体１０内に、第一、第二の分離板１１ａ、１１ｂを含む複数の分離板と、第一、第二の仕切板１２ａ、１２ｄを含む複数の仕切板とを配設して構成されている。

　この音響ダンパＤ４は、音響管本体１０の長手方向における軸心線Ｏを中心にした上下で対称に構成されているため、以下、その軸心線Ｏを中心にした上方に設けられるユニットＵ１について説明する。

　分離板１１ａおよび分離板１１ｂは、互いに延在寸法が異なり、かつ、互いに所定の間隔を保って略平行に配設されているとともに、これら分離板１１ａ，１１ｂにおける音響管本体１０が燃焼器３に付設される側のそれぞれの一端側は延在方向の端部が揃うように配されている。さらに、それぞれの他端側は、音響管本体１０が燃焼器３に付設される側と反対側の壁面１０ａから所定距離離れるように配されている。なお、分離板１１ａの他端側と壁面１０ａとの間の距離は、分離板１１ｂの他端側と壁面１０ａとの間の距離よりも大きくなるように構成されている。つまり、分離板１１ａの延在方向の長さより分離板１１ｂの延在方向の長さの方が長くなっている。

　仕切板１２ａは、上述した音響ダンパＤ１の仕切板１２と同様に、分離板１１ａの一方の面１１ａ'の所定位置と、その一方の面１１'と対向する音響管本体１０の壁面１０ｂとの間に設けられている。また、仕切板１２ｂは、分離板１１ａの他端側と音響管本体１０の壁面１０ａとの間で、かつ、分離板１１ｂの一方の面１１ｂ'の所定位置と、その一方の面１１ｂ'と対向する音響管本体１０の壁面１０ｂとの間に設けられている。

　上記構成からなるユニットＵ１においては、上述した音響ダンパＤ１の距離Ｌ１，Ｌ２と同様の流路に相当する２種類の音響管の他に、分離板１１ｂの下面側（軸心線Ｏに面する側）およびその分離板１１ｂの他端側を迂回して仕切板１２ｂに達するまでの距離の流路に相当する音響管が形成される。

　音響管本体１０の延在方向に沿う軸心線Ｏの下方に設けられるユニットＵ２は、分離板１１ｃ，１１ｄおよび仕切板１２ｃ，１２ｄを用いてユニットＵ１と同様の複数の音響管が形成される。

　上記構成からなる音響ダンパＤ４は、音響管本体１０内に分離板１１ａ、１１ｂを含む複数の分離板と、仕切板１２ａ、１２ｄを含む複数の仕切板とを設けることにより、流路長さの異なる複数の音響管が形成されるため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られるヘルムホルツ共鳴器型の音響ダンパとすることができる。しかも、音響管を形成するための仕切板に生ずる音波の外力は、図８に矢印で示されるように、隣り合う音響管同士で相対して相殺されるため、複数の仕切板を容易に構成することができる。

　なお、上述の音響ダンパＤ４においては、上下のユニットにそれぞれ２枚の分離板と２枚の仕切板とを設けて複数本の音響管で音響ダンパを形成したが、ユニットの数に特に制約はなく、ユニットの数を増やして音響管の数をさらに増加させるようにしてもよい。また、ユニット毎に分離板および仕切板の数を増やして音響管の数をさらに増加させてもよい。

（第５実施形態）
　図９は、本発明の第５実施形態に係る音響ダンパＤ５の概略構成を示す断面図である。この音響ダンパＤ５は、上述した音響ダンパＤ１，Ｄ２，Ｄ４と同様の音響管本体１０内に、複数の渦巻状に巻回した分離板１１ｆを音響管本体１０が燃焼器３に接続される側から離れる方向に所定の間隔を保ち、かつ、音響管本体１０の上方の壁面１０ｂから所定の間隔を保って、音響管本体１０の下方の壁面１０ｃに複数並列に設けられている。

　上記構成からなる音響ダンパＤ５は、音響管本体１０内に複数の渦巻状に巻回（図示の例では時計回りに巻回）した分離板１１ｆを並列に配置することにより、分離板１１ｆ毎に、音響管本体１０が燃焼器３に接続される側の端部を入口とし、巻回された分離板の奥（中央）を底とする音響管が複数形成される。これら複数の音響管は流路長さがそれぞれ異なるため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られるヘルムホルツ共鳴器型の音響ダンパとすることができる。

　なお、上述の音響ダンパＤ５においては、分離板の数に特に制約はなく、必要数の分離板を適切に設置することにより、複数の音響管を音響管本体の内部に形成することができる。

（第６実施形態）
　図１０は、本発明の第６実施形態に係る音響ダンパＤ６の概略構成を示す断面図である。この音響ダンパＤ６が、上述した音響ダンパＤ５と異なる点は、音響管本体１０内に設けられる複数の渦巻状に巻回した分離板の巻回方向を隣接する関係において反対になるように形成したことにある。すなわち、音響管本体１０内に設けられる分離板を時計方向に巻回した分離板１１ｆと、反時計方向に巻回した分離板１１ｇを用意し、これら分離板１１ｆ，１１ｇを音響管本体１０が燃焼器３に接続される側から離れる方向に交互に複数並列配置されている。そして、各分離板１１ｆ，１１ｇ内に音波が行きわたるように補助仕切板１３が音響管本体１０の下方の壁面１０ｃ上に設けられている。

　上記構成からなる音響ダンパＤ６は、音響管本体１０内に、複数の時計回りに巻回した分離板１１ｆと、反時計回りに巻回した分離板１１ｇとを隣り合わせて配置することにより、音響管本体１０が燃焼器３に接続される側の端部を入口とし、巻回された分離板の奥（中央）を底とする音響管が複数形成される。これら複数の音響管は流路長さがそれぞれ異なるため、帯域の異なる複数の周波数バンドの吸音効果の得られるヘルムホルツ共鳴器型の音響ダンパとすることができる。しかも、音響管を形成するための分離板に生ずる音波の外力は、図９に矢印で示されるように、隣り合う音響管同士で相対して相殺されるため、分離板１１ｆ，１１ｇを容易に構成することができる。

　なお、上述の音響ダンパＤ６においては、分離板の数に特に制約はなく、必要数の分離板を適切に設置することにより、複数の音響管を音響管本体の内部に形成することができる。

（第７実施形態）
　図１１Ａは、本発明の第６実施形態に係る燃焼器Ｃ１の一部分を示す断面図、図１１Ｂは燃焼器３に取付けられる音響ダンパＤ７の平面図である。
　図１１Ａ、１１Ｂに示すように、この燃焼器３には、外側ケーシング２０の壁面に音響ダンパＤ７が固定されている。音響ダンパＤ７は、外側ケーシング２０の壁面に固定された直方体状の筐体（連通部）２１と、筐体２１に接続された４つの音響管本体１０とを有している。筐体２１と外側ケーシング２０との間には穴２２が形成されており、この穴２２を通じて筐体２１内部の空間が外側ケーシング２０の内側の空間と連通している。４つの音響管本体１０は、筐体２１の周囲の四面にそれぞれ固定されており、筐体２１を中心として放射状に延在している。各音響管本体１０は筐体２１内部の空間に連通している。音響管本体１０には、上記第１から第６実施形態において説明された構造のいずれもが採用可能である。なお、筐体２１の内部は単純な中空でもよいが、例えば図１１Ｂに示すように、対角線に沿って空間を仕切る仕切壁２３を設置し、各音響管本体１０に通じる区画を設けてもよい。

　上記構成からなる音響ダンパＤ７によれば、音響管本体１０毎に有効な周波数バンドを異ならせることで広い帯域にわたって吸音効果が得られるので、燃焼器の騒音抑制向上に寄与することができる。また、複数の音響管本体１０をひとつの筐体２１を介して外側ケーシング２０に接続するので、複数の音響管本体１０を個々に外側ケーシング２０に接続する場合と比較して、燃焼器の改修にかかる手間を少なくすることができ、作業期間をすることもできる。

　尚、本発明は、上述した実施形態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において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

　本発明は、燃焼器に付設される音響管本体を備えた音響ダンパに関する。本発明によれば、簡単な構造であるにも拘らず、燃焼器に対して広範囲の周波数バンドの吸音効果が得られる。

　１…ガスタービン
　３…燃焼器
　１０…音響管本体
　１１ａ、１１ｂ…分離板
　１２ａ、１２ｂ…仕切板
　Ｄ１～Ｄ７…音響ダンパ
　Ｕ１，Ｕ２…ユニット
　Ｏ…軸心線

Claims (10)

1. 　燃焼器に該燃焼器の内側に連通状態で付設される音響管本体を備えた音響ダンパであって、
   　前記音響管本体は、内部に互いに延在寸法の異なる複数の流路を有することを特徴とする音響ダンパ。
2. 　前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に設けられる分離板と、前記音響管本体の内壁面と前記分離板との間に設けられる仕切板と、で画成され、
   　前記分離板の一端側を、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面から離して配するとともに、前記分離板の一方の面の所定位置と、該一方の面と対向する前記音響管本体の前記内壁面との間に前記仕切板を設けて、前記複数の流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の音響ダンパ。
3. 　前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に設けられる複数の分離板と、で画成され、
   　前記複数の分離板は、互いに延在寸法が異なり、かつ、互いに所定の間隔を保って略平行に配設されるとともに、
   　前記複数の分離板のそれぞれの一端側は、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面に連接して、前記複数の流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の音響ダンパ。
4. 　前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に設けられる複数の分離板と、で画成され、
   　前記複数の分離板は、互いに延在寸法が異なり、かつ、互いに所定の間隔を保って略平行に配設されるとともに、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側における前記複数の分離板のそれぞれの一端側は延在方向の端部が揃うように配され、
   　前記複数の分離板のそれぞれの他端側は、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面に連接して、前記複数の流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の音響ダンパ。
5. 　前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に設けられる第一の分離板および第二の分離板と、前記音響管本体の内壁面と前記第一の分離板との間に設けられる第一の仕切板および前記音響管本体の内壁面と前記第二の分離板との間に設けられる第二の仕切板と、で画成され、
   　前記第一の分離板の延在方向の一端側を、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面から離して配するとともに、
   　前記第一の分離板の一方の面の所定位置と、該一方の面と対向する前記音響管本体の前記内壁面との間に前記第一の仕切板を設け、
   　前記第一の分離板の他方の面側に所定の間隔を保って略平行に前記第二の分離板を設け、該第二の分離板の延在方向の一端側を、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の壁面から離して設置するとともに、
   　前記第一の分離板の一端側と、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側と反対側の前記壁面との間において、前記第二の分離板の一方の面の所定位置と、該一方の面と対向する前記音響管本体の前記内壁面との間に前記第二の仕切板を設けて形成されるユニットを、前記音響管本体の延在方向に沿う軸心線を中心にして対称に設けて前記複数の流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の音響ダンパ。
6. 　前記複数の流路は、前記音響管本体と、前記音響管本体内に渦巻状に巻回した分離板と、で画成され、
   　前記分離板が、前記音響管本体が前記燃焼器に付設される側から離れる方向に複数並列配置されることにより前記複数の流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の音響ダンパ。
7. 　隣接する前記分離板の巻回方向が反対になるように並列配置されていることを特徴とする請求項６に記載の音響ダンパ。
8. 　前記音響管本体を複数備え、
   　これら複数の音響管本体が、前記燃焼器との連通部を中心として放射状に延在していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の音響ダンパ。
9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の音響ダンパを付設したことを特徴とする燃焼器。
10. 　請求項９に記載の燃焼器を具備したことを特徴とするガスタービン。

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