(57)【要約】【課題】ガスタービンの排気原音が煙突出口から流出することを低減する煙突サイレンサを提供する。【解決手段】煙突７から排出されるガスタービン３の排気音を消音するための本実施形態の煙突サイレンサ１０１は、４００℃以上の高温下において消音効果を得るために、繊維材９２で包んだ多孔質材９１、この多孔質材９１を保持するための多孔式の金属板ケース９３を有する吸音パネル９と、煙突７の内壁に円周状に設置され、吸音パネル９を保持するための吸音パネル取付具１２とを備えたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙突から排出されるガスタービン排気音を消音するための煙突サイレンサであって、
繊維材で包んだ多孔質材、この多孔質材を保持するための多孔式の金属板ケースを有する吸音パネルと、
前記煙突の内壁に円周状に設置され、前記吸音パネルを保持するための取付具とを備えた
ことを特徴とする煙突サイレンサ。
【請求項２】
請求項１に記載の煙突サイレンサであって、
前記煙突の内壁側に、前記吸音パネルを複数段積み上げた
ことを特徴とする煙突サイレンサ。
【請求項３】
請求項１に記載の煙突サイレンサであって、
前記取付具は、前記煙突の内壁材と同一の材料によって形成された
ことを特徴とする煙突サイレンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン設備などに設けられる煙突サイレンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、煙突にサイレンサを設置する方法とガスタービン出口から煙突までをつなぐ排気ダクトにサイレンサを設置する方式がある。
【０００３】
煙突にサイレンサを設置する方式として、例えば特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１には、バッフル部材を円筒状に形成するとともにバッフル部材に隣接して吸音部材を同じく円筒状に形成し、騒音源から発生される畷音の周波数と共鳴する共鳴周波数を有する煙突の内部位置にバッフル部材及び吸音部材を同心状に設置する消音装置が記載されている。
【０００４】
ガスタービン出口から煙突までをつなぐ排気ダクトにサイレンサを設置する方式では、例えば特許文献２に記載の技術がある。
特許文献２には、ガスタービンの吸気ダクトまたは排気ダクト内にガス流れ方向に沿って直列に複数のサイレンサパネルを配置したスプリッタ形のサイレンサにおいて、上流側サイレンサパネルと下流側サイレンサパネルとの間隙に運転時の熱膨張でその間隙がゼロとなる値に設定して上流側サイレンサパネルの後縁に間隙調整用のカバーを取付けたことを特徴とするガスタービン用サイレンサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５８−２３３１号公報
【特許文献２】特開２００４−０２８１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の技術では、ガスタービンの排気音と煙突の共鳴音を低減することはできるものの、ガスタービンの排気原音が煙突出口から流出することを低減することは難しいとの問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、煙突流入までの騒音を低減することはできるものの、同様に、ガスタービンの排気原音が煙突出口から流出することを低減することは難しいとの問題があった。
【０００８】
本発明は、ガスタービンの排気原音が煙突出口から流出することを低減する煙突サイレンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、煙突から排出されるガスタービン排気音を消音するための煙突サイレンサであって、繊維材で包んだ多孔質材、この多孔質材を保持するための多孔式の金属板ケースを有する吸音パネルと、前記煙突の内壁に円周状に設置され、前記吸音パネルを保持するための取付具とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガスタービンの排気原音が煙突出口から流出することを従来に比べて低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の煙突サイレンサの実施形態を備えたシンプルサイクルガスタービンの構成の概略の一例を示す図である。
【図２】本発明の煙突サイレンサの実施形態の構成の概略の一例を示す一部断面斜視図である。
【図３】本発明の煙突サイレンサの実施形態の構成の一例を示す上面図である。
【図４】本発明の煙突サイレンサの実施形態における吸音パネルの断面の一例を示す図である。
【図５】図２のＡ部分の詳細拡大図である。
【図６】図５のＢ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の煙突サイレンサの実施形態を、図１乃至図６を用いて説明する。なお、本実施形態では、発電の主機がガスタービンと発電機のみであるシンプルサイクルガスタービンについて例示して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態のシンプルサイクルガスタービンの構成の一例を示す図である。
図１において、シンプルサイクルガスタービン発電装置１００は、ガスタービン３、発電機８、空気取入室１、吸気ダクト２、排気ディフューザダクト４、排気サイレンサダクト５、排気レジューサダクト６、煙突７等により概略構成されている。
【００１４】
空気取入室１は、ガスタービンで燃焼させる空気を大気より取り入れる。
吸気ダクト２は、空気取入室１で取り入れた空気の整流を行う。
ガスタービン３は、圧縮機で圧縮された圧縮空気を燃焼器で燃料と混合して燃焼して高温高圧の燃焼ガスを発生させ、この燃焼ガスを複数のタービン動翼及びタービン静翼を備えたタービンに導いてタービンを駆動させてタービンの回転動力（運動エネルギー）を得る熱機関である。ガスタービン３の回転軸は発電機８に接続されている。
排気ディフューザダクト４は、排気ガス系の径を広めるためのダクトであって、ガスタービン３と排気サイレンサダクト５とを接続している。
排気サイレンサダクト５は、ガスタービン３から排気された排気ガスの騒音を低減するためのダクトであり、その内側には消音用のサイレンサバッフルが設置されている。この排気サイレンサダクト５は排気ディフューザダクト４と排気レジューサダクト６とを接続している。
排気レジューサダクト６は、排気ディフューザダクト４で広げた排気ガス系の径を狭めるためのダクトであって、排気サイレンサダクト５と煙突７とを接続している。
【００１５】
このようなシンプルサイクルガスタービン発電装置１００では、空気取入室１において空気を取り入れて、吸気ダクト２で取り入れられた空気の整流を行う。その上で、ガスタービン３で空気と燃料を燃焼させて、ガスタービン３を回転させる。ガスタービン３で生じた回転動力を発電機８に伝達することで発電を行う。
ガスタービン３において燃焼により生じた排気ガスは、排気ディフューザダクト４に流れ、排気サイレンサダクト５および排気レジューサダクト６などの接続部品を通過した後に、煙突７を経て大気に排出される。
【００１６】
その際に、ガスタービン３からの排気原音は、排気サイレンサダクト５によって多少は消音されるものの、煙突７の出口から流出してしまい、シンプルサイクルガスタービン発電装置１００の周囲に対する騒音となってしまう。本発明の煙突サイレンサ１０１はこの排気原音を消音（低減）するものである。その詳細について以下説明する。
【００１７】
図２は、煙突サイレンサの構成の一例を示す図で、図３は、図２の上面を示す図である。
図２において、煙突サイレンサ１０１は、サイレンサダクト５で消音しきれなかったガスタービン３の排気原音を消音するための機器であり、吸音パネル９と、吸音パネル取付具１２とを概略備えている。
【００１８】
吸音パネル９は、図２および図３に示すように、煙突７の内壁の壁面に沿って円周状に取り付けられており、この吸音パネル９によりガスタービン３の排気の原音を消音し、騒音を低減する。
吸音パネル９は、煙突７の底部から上部側に向かって必要消音性能を満たす範囲に配置されていればよく、図２では煙突７の底部側から吸音パネル９が２段配置されているが、煙突７の上部側まで複数段設置されているものであってもよい。なお、排気レジューサダクト６と煙突７との接合部は開口部７ａとなっている為、吸音パネル９は煙突７の開口部７ａを避けて設置されており、開口部より上部側の煙突７の内壁には全周に渡って吸音パネル９が設置されている。
【００１９】
図４は、吸音パネルの構成の一例を示す図である。
図４において、吸音パネル９は、多数の孔が形成された多孔式の金属板で作られた箱状の金属板ケース９３の中に、耐熱クロスなどの繊維材９２で包んだロックウールなどの多孔質材９１が入っているものである。
吸音パネル９では、多孔質材９１に音波があたると、その空気振動（圧力変動）が直接に材料内部のすきまや気泡部分の空気に伝わる。ここで繊維材９２の繊維や多孔質材９１自体の気泡の面での空気の粘性摩擦が生じ、音のエネルギーの一部が熱エネルギーに変換されることで、音が減衰する。
【００２０】
図５は、吸音パネルを設置する構成の一例を示す図である。
図５において、吸音パネル取付具１２は、煙突７の内壁側に使用されているＳＵＳ３０４などの耐熱合金と同一の熱膨張係数を有する耐熱合金、すなわち煙突７の内壁側と同一材質で製作された治具であり、取付具Ａ１２ａ、取付具Ｂ１２ｂおよび押え板１０とを有している。
【００２１】
取付具Ａ１２ａは、煙突７の内壁側に溶接などで直接設置されている。この取付具Ａ１２ａは、煙突７の内壁の円周状に等間隔に設置されているが、全周方向に渡って設置されていてもよい。
取付具Ｂ１２ｂは、ボルトなどの締結部品１１により取付具Ａ１２ａと連結されている。この取付具Ｂ１２ｂは、吸音パネル９を設置するために、煙突７の内壁の円周に沿って全周に渡って設置されているが、吸音パネル９を保持できる程度に設置されていればよい。
これら取付具Ａ１２ａおよび取付具Ｂ１２ｂの締結部にはそれぞれ長孔が空いており、熱伸びした際に締結部品１１が長孔内をスライドし、締結部品１１が熱伸びによって拘束されることで取付具Ａ１２ａおよび取付具Ｂ１２ｂの破損を防いでいる。
【００２２】
図６は、吸音パネル９が煙突７の円心方向への転倒を防止する押え板１０の設置の一例を示す図である。
図６において、押え板１０は、吸音パネル９や吸音パネル取付具１２の熱伸びで煙突７の内壁との隙間が生じ、旧音波目る９が落下することを無くすために円周方向の隣同士の吸音パネル９の間に設置されており、吸音パネル９の転倒を抑制している。
図５において、この押え板１０は吸音パネル取付具１２の取付具Ｂ１２ｂとボルトなどの締結部品１１で接続されている。押え板１０および取付具Ｂ１２ｂとの締結部には長孔がそれぞれ空いており、これにより熱伸びした際に締結部品１１が長孔内をスライドすることで、締結部品１１が熱伸びによって拘束されることで生じる部品の破損を防いでいる。
【００２３】
上述したように、煙突７から排出されるガスタービン３の排気音を消音するための本実施形態の煙突サイレンサ１０１は、４００℃以上の高温下において消音効果を得るために、繊維材９２で包んだ多孔質材９１、この多孔質材９１を保持するための多孔式の金属板ケース９３を有する吸音パネル９と、煙突７の内壁に円周状に設置され、吸音パネル９を保持するための吸音パネル取付具１２とを備えたものである。
よって、吸音パネル９が煙突７の内壁側に設置されることで煙突７自体に消音効果を持たせることができ、ガスタービン３の排気原音が煙突７内において消音され、排気原音が煙突７の出口から流出することを従来に比べて低減することができる。
【００２４】
また、煙突７の内壁側に吸音パネル９を複数段積み上げたため、ガスタービン３の排気音の消音能力を高めることができ、ガスタービン３の排気原音が煙突７の出口から流出することをより低減することができる。
【００２５】
更に、ガスタービン３の排気ガスは５００℃を超える高温であるため、煙突７の内壁側と吸音パネル取付具１２とが異質材の場合は熱伸び量の差によって吸音パネル取付具１２に変形が生じるが、煙突７の内壁側と吸音パネル取付具１２とが煙突７の内壁材と同一の材料によって形成されたことによって熱伸び量に差が生じないため、変形を防ぐことができ、吸音パネル９の脱落を抑制することができ、ガスタービン３の排気原音が煙突７の出口から流出することを低減する効果を持続させることができる。
【００２６】
なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。
【符号の説明】
【００２７】
１…空気取入室、
２…吸気ダクト、
３…ガスタービン、
４…排気ディフューザダクト、
５…排気サイレンサダクト、
６…排気レジューサダクト、
７…煙突、
８…発電機、
９…吸音パネル、
１０…押え板、
１１…締結部品、
１２…吸音パネル取付具、
１２ａ…取付具Ａ、
１２ｂ…取付具Ｂ、
９１…多孔質材、
９２…繊維材、
９３…金属板ケース、
１００…シンプルサイクルガスタービン発電装置、
１０１…煙突サイレンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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