(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温ダクト内に複数枚のサイレンサパネルを配列したスプリッタ形の排気サイレンサにおいて、互いに隣接するサイレンサパネル間のガス通路部上下面に、サイレンサパネルの長手方向に沿って延び、隣接するサイレンサパネルの対向縁部を案内支持するガイドレールを設けるとともに、そのガイドレールを、サイレンサダクト外板に取り付けられた複数の支持柱に装着し、上記ガイドレールと支持柱との間にサイレンサダクト内板を介在せしめたことを特徴とする排気サイレンサ。
【請求項２】
サイレンサパネル外板に取り付けられた複数の支持柱の第１の支持面に、サイレンサダクト内板を面方向に或る程度摺動可能に支持させるとともに、上記サイレンサダクト内板に穿設された開口を経てサイレンサダクト内板の内面側に突出する支持柱の第２の支持面に、ガイドレールをその長手方向に摺動可能に装着したことを特徴とする、請求項１記載の排気サイレンサ。
【請求項３】
高温ダクト内に複数枚のサイレンサパネルを配列したスプリッタ形の排気サイレンサにおいて、サイレンサパネル内部の骨組み材を構成する垂直部材を、水平部材に固設された連結片に対して長孔及びピンを介して上下方向に摺動可能に結合し、前記垂直部材の熱膨張を前記水平部材で拘束しないようにしたことを特徴とする排気サイレンサ。
【請求項４】
高温ダクト内に複数枚のサイレンサパネルを配列したスプリッタ形の排気サイレンサにおいて、各サイレンサパネル内部の骨組み材に予め複数のスタッドを設けるとともに、このスタッドよりも大きめの孔を多孔板に設けてこのスタッドに係合させる一方、この多孔板の外周部に対応する前記骨組み材には押え板を溶着し、前記骨組み材とこの押え板とで前記多孔板を挟持し、各サイレンサパネルの骨組み材に対して左右両側の多孔板をその面内において摺動可能に装着したことを特徴とする排気サイレンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はガスタービンの吸排気サイレンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガスタービンは高効率のコンバインドサイクル発電プラントの脚光とともに大型化し、吸排気風量が増大している。図１３は上記コンバインドサイクル発電プラントの概略構成を示す図であって、コンプレッサ１で加圧された空気は燃焼器２に送られ高温高圧のガスとなりガスタービン３に供給され、ガスタービン３が駆動され、その出力によって発電機４が駆動される。
【０００３】
ガスタービン３の排気はサイレンサ５を通って排ガスボイラ６に導入され、その後煙突７を経て大気中に放出される。一方、上記排ガスボイラ６で発生した蒸気は蒸気タービン８に供給され、蒸気タービン８を駆動し、そこで発生した出力によって発電機９が駆動される。
【０００４】
ところで、上記コンバインドサイクル発電プラントにおけるガスタービンにおいては、高効率化のための入口温度の高温化に伴ない排気温度の上昇も進んでおり、ガスタービン出口ではガス温度が６５０℃以上にもなる。また、ガスタービンの大容量化と共にガスタービン出口の騒音及びエネルギレベルが大きくなり、ガスタービン出口では１３０ｄＢにもなるため、上述のようにガスタービンの出口には排気サイレンサが設けられている。
【０００５】
しかし、温度上昇、大形化による信頼性の低下が起り、特にガスタービンの排気ダクト内に設置される排気サイレンサについては、高温大風量に対する信頼性、耐久性の向上が要求されてきている。
【０００６】
さらに、従来のガスタービンは非常電源設備としての役割の比重が高かったが、蒸気タービンと組合わせた高効率のコンバインドサイクル発電プラントの運用の高まりと共に、従来火力や原子力発電に比べて高効率のコンバインドサイクル発電プラントは起動特性に優れている関係から、負荷追従形のＤＳＳ（毎日の起動停止）運用される傾向にある。このようなことから、前記排気サイレンサについては、毎日の起動停止に伴なう熱伸縮や大きな流速分布をもつガスタービンの排ガス流等に耐え得る構造とする必要がある。
【０００７】
従来ガスタービンの排ガスサイレンサは、図１４の（ａ），（ｂ）に示すように、排気ダクト１０内に多数個のサイレンサパネル１１が互いに間隔を設けて互いに平行に且つガス流と平行に立設されている。各サイレンサパネル１１は、図１５に示すように、その形枠を形成する耐熱性のある鋼板の骨組み材１２内に吸音材ブロック１３を挿入し、その骨組み材１２の両側に耐熱性がある鋼板に孔開けした多孔板１４を装着するとともに、先端部に空気抵抗を下げるためのブルノーズ１５を装着することによって構成されている。
【０００８】
ところで、排気サイレンサは、ガスタービン起動停止時の急激な温度変化のために、排ガスに直接晒される多孔板とサイレンサパネル内の吸音材に囲まれた骨組み材との間で短時間にサイレンサパネル内に熱伸び差が生じる。この熱伸び差により熱応力が発生し、排ガスに直接晒される多孔板は座屈を生じ、多孔板の穴の間を剪断する亀裂や多孔板と骨組み材との溶接部の亀裂が発生しやすく、さらに骨組み材自身も吸音材に囲まれた部位と排ガスに晒される周囲の骨組み材との間にも温度差があり、サイレンサパネルの変形が生じ、多孔板の亀裂や多孔板と骨組み材との溶接部の亀裂が促進される等の問題がある。
【０００９】
このため、ガスタービン排ガス温度の高温化にともない、短時間に発生する多孔板とサイレンサパネル内部の吸音材に囲まれた骨組み材との熱伸び差を軽減するために、サイレンサパネルの厚みが従来に比べて薄くなる傾向にあり、さらにサイレンサパネル間のガス通路部の寸法は、減音特性によってはサイレンサパネルの厚みの半分程度と狭く、例えば１００ｍｍ以下とする必要があることもある。
【００１０】
図１６は、従来のサイレンサパネルの設置部の構成を示す断面図であり、サイレンサダクト外板２０の内面には断熱材２１を介してサイレンサダクト内板２２が配設されている。サイレンサダクト内板２２の上面には断面Ｌ字状の一対のガイドレール２３がサイレンサパネル１１の厚さに対応する間隔を設けて配設され、サイレンサダクト外板２０から立設されているスタッド２４及びナット２５によって固定されており、さらに上記ガイドレール２３の対向面側にそれぞれ固着された断面Ｌ字状の一対の支持片２６上にサイレンサパネル１１の下部が介装支承されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成のものでは、互いに隣接するサイレンサパネル１１間には、各サイレンサパネル１１を案内するガイドレール２３があるので、サイレンサパネルとサイレンサパネルとの間のガス通路部幅寸法を縮小することが困難である。また、サイレンサパネルの自重をサイレンサダクト内板２２を介してサイレンサダクト外板２０に伝達している関係上、互いに隣接する内板の重ね合わせ部でかつサイレンサパネルの荷重の働く部位では、高温化にともない大きくなった運転時の内板の熱伸びを十分吸収することができず内板の熱伸びが拘束されるため、当該部に熱応力が発生し内板に変形、亀裂が発生する可能性がある。
【００１２】
本発明はこのような点に鑑み、サイレンサパネルの支持方法の改善及びサイレンサパネルの骨組み材の熱伸び差に起因する熱応力の低減が可能な排気サイレンサを得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、高温ダクト内に複数枚のサイレンサパネルを配列したスプリッタ形の排気サイレンサにおいて、互いに隣接するサイレンサパネル間のガス通路部上下面に、サイレンサパネルの長手方向に沿って延び、隣接するサイレンサパネルの対向縁部を案内支持するガイドレールを設けるとともに、そのガイドレールを、サイレンサダクト外板に取り付けられた複数の支持柱に装着し、上記ガイドレールと支持柱との間にサイレントダクト内板を介在せしめたことを特徴とする。
【００１４】
また、第２の発明は、サイレンサダクト外板に取り付けられた複数の支持柱の第１の支持面に、サイレンサダクト内板を面方向に或程度摺動可能に支持させるとともに、上記サイレンサダクト内板に穿設された開口を経てサイレンサダクト内板の内面側に突出する支持柱の第２の支持面に、ガイドレールをその長手方向に摺動可能に装着したことを特徴とする。
【００１５】
第３の発明は、高温ダクト内に複数枚のサイレンサパネルを配列したスプリッタ形の排気サイレンサにおいて、サイレンサパネル内部の骨組み材を構成する垂直部材を、水平部材に固設された連結片に対して長孔及びピンを介して上下方向に摺動可能に結合し、前記垂直部材の熱膨張を前記水平部材で拘束しないようにしたことを特徴とする。
【００１６】
第４の発明は、高温ダクト内に複数枚のサイレンサパネルを配列したスプリッタ形の排気サイレンサにおいて、各サイレンサパネル内部の骨組み材に予め複数のスタッドを設けるとともに、このスタッドよりも大きめの孔を多孔板に設けてこのスタッドに係合させる一方、この多孔板の外周部に対応する前記骨組み材には押え板を溶着し、前記骨組み材とこの押え板とで前記多孔板を挟持し、各サイレンサパネルの骨組み材に対して左右両側の多孔板をその面内において摺動可能に装着したことを特徴とする。
【００１７】
【作用】
第１の発明は、互いに隣接するサイレンサパネル間のガス通路部上下面に、ガイドレールを設け、そのガイドレールによって隣接するサイレンサパネルの対向縁部を案内支持するようにしたので、必要に応じてガス通路部の幅寸法を縮小することができ、さらに第２の発明乃至第４に発明においては排気サイレンサダクト内板、骨組み材或いは多孔板等排気サイレンサパネルの運転中の熱伸びが容易に行われ、サイレンサパネルの変形が阻止され、それらの変形、亀裂の発生が防止される。
【００１８】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００１９】
図１は本発明の排気サイレンサにおけるサイレンサパネルの側面部分図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であって、サイレンサパネル３０は縦横の骨組み材３１よってその全体形枠が形成され、排ガス流入側先端部にはブルノーズ３２が装着されており、上記骨組み材３１によって形成された形枠の両側には、多数の小孔３３ａを有する多孔板３３が装着されている。
【００２０】
図３はサイレンサパネルの支持部を構成を示す断面図、図４は当該部の分解斜視図であって、互いに隣接するサイレンサパネル３０間のガス通路部の下方及び上方には、上記通路部の長手方向に沿って複数の支持柱３８がサイレンサダクト外板３９の内面に固着されている。
【００２１】
上記支持柱３８の先端面は第１の支持面３８ａを形成しており、さらにその中央部には第２の支持面３８ｂを形成する円柱状部３８ｃが突設してあり、その第２の支持面３８ｂの中央には取付けボルト４０が突設してある。
【００２２】
一方、サイレンサダクト内板４１には、上記支持柱３８と対応する位置に、上記第２の支持面３８ｂを形成する円柱状部３８ｃの径より大きな径を有する開口４１ａが設けられており、その開口４１ａが支持柱３８の円柱状部３８ｃに嵌装され、第１の支持面３８ａによって上記サイレンサダクト内板４１が支持されている。
【００２３】
上記サイレンサダクト内板４１の上方にはガス通路部に沿ってガイドレール４２が配設されており、各支持柱３８の第２の支持面３８ｂによって支持されている。ガイドレール４２は平板状の支持板部４２ａに、上記ガス通路部の幅と同じ間隙だけ離間し互いに平行に且つガイドレール４２の長手方向に延びる一対の案内板部４２ｂが立設してあり、さらに上記支持板部４２ａには、前記支持柱３８の取付けボルト４０が挿入可能で、ガイドレールの長手方向に延びる長孔４３が穿設されている。
【００２４】
そこで、各支持柱３８の第２の支持面３８ｂに支持されたガイドレール４２は、取付けボルト４０が上記長孔４３内に挿入され、ナット４４を螺着することによって、その長手方向に或程度移動可能としてある。
【００２５】
このようにしてサイレンサダクト内に装着されたガイドレール４２には、それぞれサイレンサパネル３０が案内支持されている。すなわち、互いに隣接するガイドレール４２の互いに対向する位置にある各案内板部４２ｂ間にサイレンサパネル３０が挿入係合され、一方のガイドレール３０の一側にある支持板部４２ａ上にサイレンサパネル３０の一側縁が載置支持され、そのサイレンサパネル３０の他側縁が、互いに隣接しているガイドレールの他方のガイドレールの支持部材４２ａ上に載置支持されている。なお、図３中、符号４４ａはワッシャ、４４ｂはシムである。
【００２６】
しかして、設計上ガス通路部の幅を狭くする必要がある場合には、ガイドレール４２の一対の案内板部４２ｂ間の間隙を狭くするだけで容易に対応することができ、支持柱３８に対するサイレンサダクト内板４１の相対的な移動はサイレンサダクト内板４１の開口と支持柱３８の円柱状部３８ｃとの間隙、及びサイレンサパネルの重量を支持するガイドレール４２が支持柱３８の第２支持面３８ｂで支持されてサイレンサダクト内板４１に直接荷重がかからないことによって自由に行なうことができ、運転中の熱伸びが十分許容される。また、ガイドレール４２の伸びも長孔４３とボルト４０との係合によって許され、サイレンサダクト内板等の熱応力に起因する変形、亀裂等が防止される。
【００２７】
サイレンサパネルの形枠は骨組み部材によって形成され、垂直部材及び水平部材が格子状に結合されているが、特にサイレンサパネルの外周の骨組み材を除いたサイレンサパネル内部の骨組み材の水平部材と垂直部材が交叉する複数個の結合部においては、長辺側となる部材が伸縮可能に連結されている。
【００２８】
図５は上記骨組み材の結合部の斜視図であって、水平部材３１ａと垂直部材３１ｂが格子状に結合されている。水平部材３１ａに対して長辺側となる垂直部材３１ｂは複数の部材３１ｂ１  ，３１ｂ２  から構成されており、上記水平部材３１ａに固設された連結片４５に対して各垂直部材３１ｂ１  ，３１ｂ２  がそれぞれ軸線方向に摺動可能に装着され、垂直部材３１ｂ１  に固設されたピン４６が上記連結片４５に形成された長手方向に延びる長孔４７に係合されている。なお、図中符号４８はワッシャである。
【００２９】
しかして、サイレンサパネルの運転中に骨組み材に熱伸びが発生した場合、特に垂直部材３１ｂ１、３１ｂ２が連結片４５に対して伸縮し、他の部材等に対して熱伸び差による熱応力が低減され、多孔板と骨組み材との溶接部等の亀裂が防止される。
【００３０】
図６は本発明におけるサイレンサパネルの他の実施例の側面図、図７はその平断面図であって、骨組み材３１によって形成された形枠の両側面にはそれぞれ多数の小孔３３ａを有する多孔板３３が取り付けられ、その多孔板３３間には吸音材３５が封入されている。
【００３１】
ところで、上記骨組み材３１には複数個のスタッド５０がほぼ等間隙に溶接固定されており、そのスタッド５０に多孔板３３に形成されている大径の孔又は長孔５１が嵌合され、止金５２によってその抜け止めが行なわれ、多孔板３３が骨組み材３１に対して若干摺動可能としてある（図８）。
【００３２】
一方、上記多孔板３３の外周部は押え板５３によって骨組み材３１に圧接支持され、排ガス流の煽りによる多孔板の捲き上がりが発生しないようにしてある。すなわち、多孔板３３の外周部に対応する骨組み材３１には、断面Ｌ字状の押え板５３が溶着されており、骨組み材３１と押え板５３によって形成された間隙内に多孔板３３の外周部が挿入嵌合されている（図９）。この場合、上記間隙の内端部と多孔板３３の外端との間には、上記多孔板３３の熱伸びを許容するための熱伸び代ｌが設けられている。また、多孔板３３はサイレンサパネルに複数枚使用するが、多孔板同士の合わせ部も熱伸びを考慮して重ね合わせスライドできるようにしてある。
【００３３】
しかして、排ガスに直接晒される多孔板３３はガスタービンの起動停止過程で排ガス温度に追従して伸縮するが、前述のように骨組み材３１は直接、多孔板３３を拘束しないように構成されており、多孔板は全方向に自由に延びることができるため、多孔板３３は骨組み材３１との接触面をスライドする。したがって多孔板３３と骨組み材３１との熱膨張差による熱応力の発生が最少限に押えられ、上記熱応力に起因するサイレンサパネルを多孔板の孔間を剪断する亀裂、多孔板の皺寄り等の変形を軽減することができる。
【００３４】
図１０は図７に示すサイレンサパネルの他の実施例を示す図であり、図１１に示すように押え板５３と接する多孔板３３の外周部は孔無し部としてある。また多孔板３３の中央寄りの部分は、骨組み材に溶着された段付きスタッド５４に取付けられている。すなわち段付きスタッド５４には止め金５５を装着し、その止め金５５に多孔板３３を重ね、さらに止め金５６を重ねてその止め金５６が段付きスタッド５４に溶着してある（図１２）。
【００３５】
しかして、この場合、骨組み材への多孔板の取付け作業を容易に行なうことができるとともに、スタッドによりサレインサパネル内部の骨組み材への熱伝導が促進され、多孔板と骨組み材の温度差が低減される。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明はサイレンサパネル間のガス通路部の上下面にガイドレールを配設し、そのガイドレールによって隣接するサイレンサパネルの対向縁部を案内支持するようにしたので、必要に応じてガス通路部の幅を縮小することができる。また、サイレンサパネルの骨組み材同士、或はサイレンサダクト内板、ガイドレール、或は多孔板等を骨組み材等に対して或程度、摺動可能に連結することによって運転中の熱伸びを効果的に吸収させることができ、サイレンサパネルの変形を阻止し、溶接部等の亀裂が防止される等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるサイレンサパネルの側面部分図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】本発明におけるサイレンサパネルの支持部の断面図。
【図４】サイレンサパネルの支持部の分解斜視図。
【図５】本発明における骨組み材の連結部の構成を示す斜視図。
【図６】サイレンサパネルの側面図。
【図７】図６に示すサイレンサパネルの横断面図。
【図８】図７のＡ部の拡大図。
【図９】図７のＢ部の拡大図。
【図１０】本発明におけるサイレンサパネルの他の実施例を示す横断面図。
【図１１】図１０のＣ部の拡大図。
【図１２】図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図１３】コンバインドサイクルプラントの概略構成を示す図。
【図１４】（ａ）はスプリッタ形サイレンサの平面図、（ｂ）はその平面図。
【図１５】従来のサイレンサパネルの分解斜視図。
【図１６】従来の排ガスサイレンサにおけるサイレンサパネル支持部の縦断面図。
【符号の説明】
３０  サイレンサパネル
３１  骨組み材
３２  ブルノーズ
３３  多孔板
３４  空胴部
３５  吸音材
３８  支持柱
３８ａ，３８ｂ  第２の支持面
３９  サイレンサダクト外板
４１  サイレンサダクト内板
４２  ガイドレール
４５  連結片
４６  ピン
４７  長孔
５０  スタッド
５２  止め金
５３  押え板
５４  段付きスタッド
【図１】
0003631998.tif 000002
【図２】
0003631998.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003631998.tif 000008
【図８】
0003631998.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003631998.tif 000011
【図１１】
0003631998.tif 000012
【図１２】
0003631998.tif 000013
【図１３】
0003631998.tif 000014
【図１４】
0003631998.tif 000015
【図１５】
0003631998.tif 000016
【図１６】
0003631998.tif 000017