(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延在する筒状をなす外部構造と、
前記外部構造の内面の少なくとも一部を覆う、複数の吸音材及び各々の前記吸音材の少なくとも一部を保持する複数の吸音材ケースと、を有する内部構造と、を備え、
前記内部構造に、前記吸音材ケースの熱伸びを吸収する熱伸び吸収部が設けられており、
前記熱伸び吸収部は、
上下方向に移動可能であり、前記吸音材ケースを保持するケース保持部と、
前記外部構造の内面に固定されて、前記ケース保持部及び前記吸音材ケースを支持するパネル受け材と、を有し、
前記外部構造の内面に設けられているボルト支持部材を備え、
前記ケース保持部は、
基端が前記ボルト支持部材上を少なくとも上下方向に移動可能であり、前記外部構造の内側に突出して、下方から前記吸音材ケースの下面を支持する複数の軸部と、
前記軸部の先端側に設けられて、前記吸音材ケースの外面に接する保持面を有し、水平方向に隣り合う前記軸部同士を接続する押え板と、を有する排気ガス消音器。
【請求項２】
前記ボルト支持部材は、上下方向に延在するレールであり、
前記軸部は前記レール上を摺動する請求項１に記載の排気ガス消音器。
【請求項３】
上下方向に延在する筒状をなす外部構造と、
前記外部構造の内面の少なくとも一部を覆う、複数の吸音材及び各々の前記吸音材の少なくとも一部を保持する複数の吸音材ケースと、を有する内部構造と、を備え、
前記内部構造に、前記吸音材ケースの熱伸びを吸収する熱伸び吸収部が設けられており、
前記吸音材ケースは、
板状をなし、主面が上方を向く第一板と、
板状をなし、前記第一板の先端側に設けられて上方に突出して上方向に隣り合う前記吸音材ケースの第一板まで延びる第二板と、を有し、
前記熱伸び吸収部は、
水平方向から見て上方向に隣り合う前記吸音材ケースの第二板と重なるように前記第二板の上方から延長された延長部である排気ガス消音器。
【請求項４】
前記第一板は、前記第一板の先端側に設けられて前記第二板を差し込み可能なスリットを有し、
前記第二板の上部は、上方向に隣り合う前記吸音材ケースの前記第一板の前記スリット
に差し込まれている請求項３に記載の排気ガス消音器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排気ガス消音器を備えたガスタービン設備。
【請求項６】
請求項５に記載のガスタービン設備を備えた原子力プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス消音器、ガスタービン設備、及び原子力プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、原子力プラントのような非常用電源（外部電源、バックアップ電源）を必要とするプラントにおいては、非常用電源としてガスタービン設備を設置することがある。ガスタービン設備は、ガスタービンと、ガスタービンの駆動力によって発電を行う発電機を備えている。非常用電源として機能するガスタービン設備のガスタービンには、急速機動性と耐震性が求められる。また、排気ガスの高温化に伴い、ガスタービン設備の排気ガスダクトにおいては、耐高温性に優れる材料が使用される一方、構造面においても熱応力を考慮した構造が必要とされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ガスタービン設備の排気ガスダクトには、排気ガスが流れることで発生する音を低減する排気ガス消音器が設けられている。排気ガス消音器は、吸音材と吸音材を保持する金属製の吸音材ケースとを有する吸音パネルを備えている。吸音材パネルは、排気ガス消音器の外部構造の内面にタイル状に配置されている。一方、外部構造は、耐震強度を確保するために高い強度を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５５４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ガスタービンの起動を急速に行う際は、ガスタービンの排気ガスを処理する排気ガス消音器において、高温の排気ガスによって吸音材ケースに熱伸びが発生する。
一方、外部構造は高い強度を有しているため、外部構造と、内部構造である吸音材ケースとの間に熱応力が発生するという課題がある。
【０００６】
この発明は、外部構造と内部構造とを備える排ガス消音器において、外部構造と内部構造との間に熱応力が生じるのを抑制することができる排気ガス消音器、ガスタービン設備、及び原子力プラント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】
【０００７】
本発明の第一の態様によれば、排気ガス消音器は、上下方向に延在する筒状をなす外部構造と、  前記外部構造の内面の少なくとも一部を覆う、複数の吸音材及び各々の前記吸音材の少なくとも一部を保持する複数の吸音材ケースと、を有する内部構造と、を備え、前記内部構造に、前記吸音材ケースの熱伸びを吸収する熱伸び吸収部が設けられており、前記熱伸び吸収部は、上下方向に移動可能であり、前記吸音材ケースを保持するケース保持部と、前記外部構造の内面に固定されて、前記ケース保持部及び前記吸音材ケースを支持するパネル受け材と、を有し前記外部構造の内面に設けられているボルト支持部材を備え、前記ケース保持部は、基端が前記ボルト支持部材上を少なくとも上下方向に移動可能であり、前記外部構造の内側に突出して、下方から前記吸音材ケースの下面を支持する複数の軸部と、前記軸部の先端側に設けられて、前記吸音材ケースの外面に接する保持面を有し、水平方向に隣り合う前記軸部同士を接続する押え板と、を有する。
【０００８】
このような構成によれば、排気ガス消音器に高温の排気ガスが導入されて吸音材ケースが熱伸びをした場合においても、熱伸び吸収部によって熱伸びが吸収されることによって、外部構造と内部構造との間に熱応力が生じるのを抑制することができる。
また、吸音材ケースが熱伸びをした場合においても、吸音材ケースを支持する支持部材が摺動することによって熱伸びを吸収することができる。
【００１２】
上記排気ガス消音器において、前記ボルト支持部材は、上下方向に延在するレールであり、前記軸部は前記レール上を摺動してよい。
【００１３】
上記排気ガス消音器において、前記熱伸び吸収部は、前記外部構造の内面に固定され、前記吸音材ケースを支持するパネル受け材と、基端が前記外部構造の内面に固定され、隣り合う前記吸音材ケースの間から前記外部構造の内側に突出する複数の第二軸部と、前記第二軸部の先端側に設けられて、前記吸音材ケースの外面に接する保持面を有する押え板と、を有してよい。
【００１４】
上記排気ガス消音器において、前記熱伸び吸収部は、基端が前記外部構造の内面に固定された第三軸部を有し、前記吸音材ケースは板状をなし、前記第三軸部が挿通する貫通孔を有し、前記第三軸部の先端側に固定され、前記吸音材は、前記吸音材ケースと前記外部構造との間に充填され、前記貫通孔と前記第三軸部との間には、前記吸音材ケースの熱伸びを吸収する隙間が形成されてよい。
【００１５】
このような構成によれば、吸音材ケースを互いに重ねあわされる構造とすることによって、吸音材ケース間に間隙を作る必要がない。これにより、断熱性能を向上させることができる。
【００１６】
また、排気ガス消音器は、上下方向に延在する筒状をなす外部構造と、前記外部構造の内面の少なくとも一部を覆う、複数の吸音材及び各々の前記吸音材の少なくとも一部を保持する複数の吸音材ケースと、を有する内部構造と、を備え、前記内部構造に、前記吸音材ケースの熱伸びを吸収する熱伸び吸収部が設けられており、前記吸音材ケースは、板状をなし、主面が上方を向く第一板と、板状をなし、前記第一板の先端側に設けられて上方に突出して上方向に隣り合う前記吸音材ケースの第一板まで延びる第二板と、を有し、前記熱伸び吸収部は、水平方向から見て上方向に隣り合う前記吸音材ケースの第二板と重なるように前記第二板の上方から延長された延長部であってもよい。
【００１７】
このような構成によれば、内部構造をより簡素化することにより、例えば、現地溶接工程を短縮することができる。
【００１８】
上記排気ガス消音器において、前記第一板は、前記第一板の先端側に設けられて前記第二板を差し込み可能なスリットを有し、前記第二板の上部は、上方向に隣り合う前記吸音材ケースの前記第一板の前記スリットに差し込まれてよい。
【００１９】
このような構成によれば、第二板が第一板のスリットに差し込まれていることによって、吸音材ケースの振動を抑制することができる。
【００２０】
本発明の第二の態様によれば、ガスタービン設備は、上記いずれかの排気ガス消音器を備えてよい。
【００２１】
本発明の第三の態様によれば、原子力プラントは、上記のガスタービン設備を備えてよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、排気ガス消音器に高温の排気ガスが導入されて吸音材ケースが熱伸びをした場合においても、熱伸び吸収部によって熱伸びが吸収されることによって、外部構造と内部構造との間に熱応力が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一の実施形態の原子力プラントの概略構成図である。
【図２】本発明の第一の実施形態のガスタービン設備の概略構成図である。
【図３】本発明の第一の実施形態の排気ガス消音器の斜視図である。
【図４】本発明の第一の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の斜視図である。
【図５】本発明の第一の実施形態の吸音パネルの分解斜視図である。
【図６】図４のＶＩ矢視図であって、本発明の第一の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の正面図である。
【図７】本発明の第一の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の水平方向から見た断面図である。
【図８】本発明の第一の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の水平方向から見た断面図であり、パネル受け材の取り付け構造の詳細を示す図である。
【図９】図７のＩＶ−ＩＶ断面図であって、本発明の第一の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の鉛直方向から見た断面図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の正面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面図であって、本発明の第二の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の鉛直方向から見た断面図である。
【図１２】本発明の第三の実施形態の排気ガス消音器の吸音ケースの斜視図である。
【図１３】本発明の第三の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の正面図である。
【図１４】本発明の第三の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の鉛直方向から見た断面図である。
【図１５】本発明の第四の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の正面図である。
【図１６】本発明の第四の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の水平方向から見た断面図である。
【図１７】本発明の第四の実施形態の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の鉛直方向から見た断面図である。
【図１８】本発明の第四の実施形態の変形例の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の水平方向から見た断面図である。
【図１９】本発明の第一の実施形態の変形例の排気ガス消音器の外部構造及び内部構造の鉛直方向から見た断面図である。
【図２０】本発明の第一の実施形態の変形例の排気ガス消音器のケース保持部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第一の実施形態〕
以下、本発明の第一の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の原子力プラントＰは、原子炉として、例えば、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用して高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器８３に送って熱交換により蒸気を発生させて蒸気タービン用発電機８５へ送って発電する加圧水型原子炉（原子炉）８１を有している。
【００２５】
本実施形態の原子力プラントＰは、図１に示すように、加圧水型原子炉８１と、加圧水型原子炉８１の原子炉圧力容器９０内の一次冷却水（軽水）の沸騰を抑えるために一次冷却水を加圧する加圧器８２と、一次冷却水の熱により二次冷却水を蒸気にする蒸気発生器８３と、を原子炉格納容器８９の内部に備えている。原子力プラントＰは、蒸気発生器８３で発生した蒸気で駆動する蒸気タービン８４と、蒸気タービン８４の駆動で発電する蒸気タービン用発電機８５と、蒸気タービン８４からの蒸気を水に戻す復水器８６と、を原子炉格納容器８９の外部に備えている。
【００２６】
また、原子力プラントＰは、外部からの電源を失った場合に使用される非常用電源を有している。非常用電源は、加圧水型原子炉８１や使用済燃料を貯蔵しているプールを冷やせるよう、海水を汲み上げ循環させて冷やすためのポンプなどを動かす。
本実施形態の非常用電源は、ガスタービン設備１０である。
【００２７】
図２に示すように、本実施形態のガスタービン設備１０は、ガスタービン１２と、ガスタービン１２の駆動で発電を行う発電機１３と、ガスタービン１２から排出される排気ガスＥＧの処理を行う排気ガス処理部１９と、を備えている。
【００２８】
排気ガス処理部１９は、ガスタービン１２から排出される排気ガスＥＧが導入されるダクト２０と、排気ガスＥＧが流れることで発生する音を低減する排気ガス消音器１と、排気ガス消音器１より排出される排気ガスＥＧを大気に放出する煙突２２と、を備えている。ダクト２０は、伸縮継手２１を有している。
【００２９】
ガスタービン１２は、燃焼用空気ＣＡを圧縮する圧縮機１４と、圧縮機１４に燃焼用空気ＣＡを導く吸気ダクト１４ａと、圧縮機１４で圧縮された燃焼用空気ＣＡ中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器１５と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン１６と、を備えている。本実施形態のガスタービン設備１０は、二つのガスタービン１２を備えている。ガスタービン１２の数は、二つに限ることはない。
本実施形態のガスタービン設備１０は、例えば、原子力プラントのような非常用電源（外部電源、バックアップ電源）を必要とするプラントに非常用電源として設置することができる。
【００３０】
図３に示すように、排気ガス消音器１は、上下方向に延在する角筒状をなす外部構造２と、外部構造２の内面の少なくとも一部を覆う内部構造３（図４参照）と、を備えている。内部構造３は、吸音材７を有している。
外部構造２の側面には、ダクト２０（図２参照）が接続される導入孔２３が形成されている。排気ガスＥＧは、導入孔２３を介して排気ガス消音器１の内部空間に導入され、排気ガス消音器１の上部に接続された煙突２２（図２参照）に排出される。
【００３１】
外部構造２は、複数の外板４と、外板４を補強する補強部材５と、を有している。
各々の外板４は、板状をなす鋼板によって形成されている。
補強部材５は、外板４の外面に例えば、溶接によって接合されている。本実施形態の補強部材５は、角型鋼管である。補強部材５は、角型鋼管に限ることはなく、Ｔ形鋼などの採用も可能である。
外部構造２は、例えば、原子力安全委員会によって定められた耐震基準を満足する耐震性を有している。外板４の板厚、及び補強部材５の剛性は、耐震基準を満足するように設定されている。
【００３２】
図４に示すように、内部構造３は、外部構造２の内面を覆う複数の吸音パネル６を備えている。排気ガス消音器１は、外部構造２の内面に配置された吸音パネル６を用いて消音を行っている。吸音パネル６は、事前の解析などによって決定された範囲に配置されている。吸音パネル６は、吸音材ケース８と吸音材ケース８に保持された収容された吸音材７（図５参照）と、を有している。
また、内部構造３は、吸音パネル６が高温の排気ガスに曝された際の吸音パネル６の熱伸びを吸収する熱伸び吸収部９を備えている。熱伸び吸収部９は、吸音材ケース８の熱伸びが外部構造２に伝達するのを抑制する。
【００３３】
熱伸び吸収部９は、上下方向に延在する複数のレール２７と、レール２７に固定されている複数のパネル受け材２８と、レール２７に上下方向に移動可能に取り付けられており、吸音材ケース８を保持する複数のケース保持部２９と、を有している。
【００３４】
図５に示すように、吸音パネル６は、直方体形状の吸音材７と、吸音材７を収容する吸音材ケース８と、吸音材ケース８と略同形状の裏側ケース２６と、を有している。吸音材７の全面は、金属製のケースである吸音材ケース８及び裏側ケース２６で覆われている。
吸音材７は、ＪＩＳで規定されている吸音材料によって形成されている。吸音材料は、例えば、ロックウール、グラスウール、ウレタンフォームなどによって形成されている。吸音材７は、吸音機能を有するとともに、断熱機能を有している。即ち、吸音パネル６を外部構造２の内側に配置することによって、排気ガスの音が低減されるとともに、排気ガスの熱が外部構造に伝わるのを抑制することができる。
【００３５】
吸音材ケース８は、吸音材７の一面７ａを除く全面に沿う箱型をなしている。吸音材ケース８は、例えば、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼板によって形成されている。
裏側ケース２６は、吸音材７の一面７ａとは反対側の他面を除く全面に沿う箱型をなしている。裏側ケース２６は、例えば、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼板によって形成されている。
【００３６】
図６は、排気ガス消音器１の内部構造３を排気ガス消音器１の内部空間側から見た正面図である。図６に示すように、複数の吸音パネル６は、タイル状に並べられて外部構造２の内面を覆っている。複数の吸音パネル６は、水平方向ＨＤに隣り合う吸音パネル６の上面及び下面が略同一平面上に位置するように形成されている。パネル受け材２８によってケース保持部２９が支持され、ケース保持部２９によって吸音パネル６が支持されている。
図７に示すように、複数の吸音パネル６及びケース保持部２９は、レール２７を介して外部構造２に固定されたパネル受け材２８によって支持されている。吸音パネル６は、ケース保持部２９の第一押え板３７によって外板４と直交する方向の移動が拘束されている。
【００３７】
図９に示すように、上下方向に延在するレール２７は、断面Ｃ字形状の鋼材によって形成されている。レール２７は角筒状をなしており、鉛直方向ＶＤに沿って形成された、長孔部３１を有している。
レール２７は、矩形板形状の基部３２と、基部３２の側辺に接続されて基部３２と直交する側部３３と、側部３３の側辺に接続されて基部３２と平行な表部３４と、を有している。長孔部３１は、表部３４に形成されている。
レール２７は、Ｌ字状の固定部材３５によって外部構造２の外板４の内面に固定されている。
【００３８】
吸音材７は、吸音材ケース８の内部に充填されている吸音材７ａと、吸音パネル６と外板４との間に充填されている吸音材７ｂとを有している。
【００３９】
図６に示すように、パネル受け材２８は、水平方向ＨＤに延在している。
図８に示すように、パネル受け材２８は、外板４に固定された第一Ｌ字固定部材４６
と、パネル受け材２８に固定された第二Ｌ字固定部材４７とをボルト４８及びナット４９で結合することによって固定されている。
【００４０】
図６及び図７に示すように、吸音パネル６の大きさ、パネル受け材２８の鉛直方向ＶＤの間隔Ｚ、及びレール２７の水平方向ＨＤの間隔Ｘは、外部構造２に対して吸音パネル６を適用すべき範囲などに応じて適宜設定される。図６及び図７に示す例の場合、鉛直方向ＶＤのパネル受け材２８の間隔Ｚは、上下方向に隣り合うパネル受け材２８の間に、二つの吸音パネル６が配置されるように設定されている。隣り合うレール２７同士の間隔Ｘは、吸音パネル６の水平方向ＨＤの幅などに応じて設定されている。
【００４１】
図９に示すように、ケース保持部２９は、ボルト３８と、ボルト３８のネジ部に螺合するナット４１と、スライドプレート４３と、ボルト３８の先端側に設けられて、吸音材ケース８の外面に接する保持面３７ａを有し、水平方向ＨＤに隣り合うボルト３８同士を接続する第一押え板３７と、を有している。ケース保持部２９は、ボルト３８の軸部３９によって吸音パネル６を下方から支持するとともに、第一押え板３７によって吸音パネル６を保持する。
【００４２】
ボルト３８は、例えば、六角ボルトのような、頭部４０と軸部３９を有する締結部材である。軸部３９の長さは、吸音パネル６の厚さよりも十分に長い。
スライドプレート４３は、レール２７とボルト３８の頭部４０との間に介在する部材である。スライドプレート４３は、レール２７の表部３４の内面に当接するスライド部４４を有している。スライド部４４には、ボルト３８の軸部３９が挿通される貫通孔４５が形成されている。スライド部４４は、ボルト３８の座金として機能するとともに、レール２７の表部３４の内面を摺動する摺動部として機能する。
【００４３】
第一押え板３７は、ナット４１と吸音パネル６との間に介在する部材である。第一押え板３７は板状をなし、第一押え板３７の内面が吸音パネル６の外面に当接することによって吸音パネル６を保持する。第一押え板３７には、ボルト３８の軸部３９が挿通される押え板貫通孔４２が形成されている。第一押え板３７は、少なくとも二つのレール２７に跨って配置され、水平方向ＨＤに離間して配置された少なくとも二つのボルト３８に取り付けられている。
第一押え板３７は、ボルト３８の下方に配置されている吸音パネル６と、ボルト３８の上方に配置されている吸音パネル６とを保持する。
【００４４】
各々の吸音パネル６は、吸音パネル６の下面に接触するボルト３８の軸部３９によって支持されるとともに、吸音パネル６の下面に接触するボルト３８に取り付けられている第一押え板３７及び吸音パネル６の上面に接触するボルト３８に取り付けられている第一押え板３７によって保持されている。
図６に示すように、水平方向ＨＤに隣り合う吸音パネル６同士の間には、間隙Ｃ１が設けられている。間隙Ｃ１の大きさは、排気ガスの熱による吸音パネル６の熱膨張の量に応じて適宜設定される。
【００４５】
図７に示すように、上下方向に隣り合うパネル受け材２８の間に配置される吸音パネル６のうち、最も上に配置される吸音パネル６とその上方に配置されるパネル受け材２８との間には、間隙Ｃ２が設けられている。間隙Ｃ２の大きさは、排気ガスの熱による吸音パネル６の熱膨張の量に応じて適宜設定される。
間隙Ｃ１、及び間隙Ｃ２の大きさは、可能な限り小さくすることが好ましい。
【００４６】
図９に示すように、第一押え板３７とレール２７との距離Ｄは、吸音パネル６の厚さと同じになるように設定されている。ナット４１は、第一押え板３７とレール２７との間に吸音パネル６を挟んだ場合においても、ケース保持部２９が鉛直方向ＶＤにスライドするような締結力でボルト３８に締結されている。
【００４７】
次に、本実施形態の熱伸び吸収部９の作用について説明する。
図４、図６、図７、及び図９に示すように、吸音パネル６及びケース保持部２９と組立てると、重力によりケース保持部２９が下方に摺動することにより吸音パネル６が下がり、鉛直方向ＶＤに吸音パネル６とケース保持部２９のボルト３８の軸部３９とが接触する。即ち、下段の吸音パネル６は、パネル受け材２８及びケース保持部２９によって支持され、上段の吸音パネル６は、下段の吸音パネル６及び下段の吸音パネル６のすぐ上のケース保持部２９によって支持される。
【００４８】
高温の排気ガスが排気ガス消音器１の内部空間に導入され、吸音パネル６の吸音材ケース８が熱伸びすると、パネル受け材２８のすぐ上に配置されている下段の吸音パネル６によって、下段の吸音パネル６のすぐ上に配置されているケース保持部２９が押し上げられる。即ち、下段の吸音パネル６の熱伸びによって、ケース保持部２９が移動する。
これにより、ケース保持部２９によって支持されている上段の吸音パネル６が上方に移動する。
この際、ケース保持部２９のスライドプレート４３がレール２７の表部３４を滑ることによって、吸音パネル６の熱伸びは吸収され、外部構造２に伝わることはない。
【００４９】
また、吸音パネル６の水平方向ＨＤの熱伸びは、水平方向ＨＤに隣り合う吸音パネル６同士の間隙Ｃ２によって吸収される。
【００５０】
上記実施形態によれば、排気ガス消音器１に高温の排気ガスが導入されて吸音材ケース８が熱伸びをした場合においても、熱伸び吸収部９によって熱伸びが吸収されることによって、外部構造２と内部構造３との間に熱応力が生じるのを抑制することができる。即ち、ケース保持部２９がレール２７上を摺動することによって、吸音材ケース８の熱伸びが外部構造２に伝わることがない。
【００５１】
また、内部構造３と外部構造２とを溶接することがなくなるため、製作性を向上することができる。
【００５２】
〔第二の実施形態〕
以下、本発明の第二の実施形態の排気ガス消音器について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１０及び図１１に示すように、本実施形態の排気ガス消音器の熱伸び吸収部９Ｂは、外部構造２に固定された第二軸部５１を有する第二ケース保持部５０を備えている。
【００５３】
第二ケース保持部５０は、基端が外部構造２の内面に固定された第二軸部５１と、第二軸部５１の先端側に設けられて、吸音材ケース８の外面に接する保持面５２ａを有する第二押え板５２と、第二押え板５２を保持するナット４１と、を備えている。
本実施形態の吸音パネル６は、上下方向に隣り合う吸音パネル６が上面と下面とで接触している。即ち、上方に配置される吸音パネル６が、下方に配置される吸音パネル６の上に載置される。最も下方に配置される吸音パネル６は、パネル受け材２８の上に載置される。水平方向ＨＤに隣り合う吸音パネル６の間には、吸音材ケース８の熱伸びを吸収するための間隙Ｃ３が形成されている。
【００５４】
第二軸部５１は、水平方向ＨＤに隣り合う吸音パネル６の間に配置されている。第二軸部５１の基端部は、外部構造２の外板４に、例えば、溶接により接合されている。第二軸部５１は、鉛直方向ＶＤに隣り合う吸音パネル６の接触面Ｔと同じ高さの位置に固定されている。なお、第二軸部５１の鉛直方向ＶＤの位置は、これに限ることはなく、後述する第二押え板５２の大きさを大きくすることで、変更することができる。
【００５５】
第二押え板５２の大きさは、想定される吸音材ケース８の熱伸び量に基づいている。具体的には、第二押え板５２は、吸音パネル６を押さえるのに十分な大きさである。また、第二押え板５２は、吸音パネル６間の水平方向ＨＤの間隙Ｃ３を塞ぐことができる大きさである。
第二押え板５２は、水平方向ＨＤに隣り合う少なくとも２本の第二軸部５１によって固定されている。パネル受け材２８の上方に重ねられた二つの吸音パネル６を吸音パネル対６Ａとすると、第二押え板５２は、第二軸部５１の水平方向ＨＤに隣り合う二組の吸音パネル対６Ａを保持することができる。
【００５６】
上記実施形態によれば、第一の実施形態の内部構造３と比較して、使用される金属の量を低減することができる。
また、レール２７を介して吸音材ケース８から外板４に伝わる熱をなくすことによって、断熱効果を向上させることができる。
また、第一の実施形態の内部構造３と比較して、レール２７の内部への排気ガスの流入がなくなるため、断熱効果を向上させることができる。
【００５７】
〔第三の実施形態〕
以下、本発明の第三の実施形態の排気ガス消音器について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１２に示すように、本実施形態の吸音材ケース８Ｃは、板状をなすケース本体部５４と、ケース本体部５４の一方の面に設けられた仕切板５５と、を有している。図１３及び図１４に示すように、本実施形態の内部構造３は、複数の吸音材ケース８Ｃのケース本体部５４を略同一平面状に配置し、複数の吸音材ケース８Ｃのケース本体部５４と外部構造２との間に吸音材７を充填する構造である。
【００５８】
ケース本体部５４は、矩形状をなし、四隅に第三貫通孔５６が形成されている。
仕切板５５は板状をなし、ケース本体部５４の主面と直交するようにケース本体部５４の主面に、例えば、溶接によって接合されている。本実施形態の仕切板５５は、十字をなすように形成されているが、これに限ることはない。仕切板５５は、充填された吸音材７を保持することができれば、どのような構成としてもよい。
また、仕切板５５は、ケース本体部５４ではなく、外板４に取り付けてもよい。
【００５９】
図１３及び図１４に示すように、本実施形態の熱伸び吸収部９Ｃは、基端が外部構造２の内面に固定された第三軸部５７を有している。第三軸部５７の先端側には、雄ネジが形成されている。第三軸部５７は、ケース本体部５４の第三貫通孔５６に挿通される。
第三貫通孔５６の直径は、ケース本体部５４が排気ガスの熱により熱伸びした場合においても、第三貫通孔５６の内周面が第三軸部５７に干渉しない程度の大きさに形成されている。
複数の吸音材ケース８Ｃは、互いに少なくとも一部が重なるように、取り付けられている。第三軸部５７は、複数（本実施形態においては、最大四つ）の吸音材ケース８Ｃを支持している。なお、図１４においては、簡略化のため、吸音材ケース８を二つ示すことに留めている。
【００６０】
また、ナット４１とケース本体部５４との間には、第三押え板５８が介在している。第三押え板５８は、第三軸部５７が挿通される貫通孔を有する円形状の板である。第三押え板５８の直径は、第三貫通孔５６の直径よりも十分に大きい。なお、第三押え板５８は、吸音材ケース８Ｃの位置に関わらず吸音材ケース８Ｃを保持することができれば、円形状に限ることはない。
【００６１】
上記実施形態によれば、吸音材ケース８Ｃのケース本体部５４が互いに重ねあわされる構造とすることによって、吸音パネル６間の間隙を作る必要がない。これにより、断熱性能を向上させることができる。
また、第一の実施形態の内部構造３、及び第二の実施形態の内部構造３Ｂと比較して、部品を単純化することができる。
また、ケース本体部５４に仕切板５５を設けることによって、充填される吸音材７を保持することができる。
【００６２】
〔第四の実施形態〕
以下、本発明の第四の実施形態の排気ガス消音器について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１５及び図１６に示すように、本実施形態の吸音材ケース８Ｄは、板状をなし、主面が上方を向く第一板５９と、板状をなし、第一板５９の先端側に設けられて上方に突出する第二板６０と、を有している。即ち、本実施形態の吸音材ケース８Ｄは、水平方向ＨＤから見てＬ字形状である。第二板６０は、上方向に隣り合う吸音材ケース８Ｄの第一板５９まで延びている。
第二板６０は、熱伸び吸収部として機能する延長部６０ａを有している。延長部６０ａは、水平方向ＨＤから見て上方向に隣り合う吸音材ケース８Ｄの第二板６０と重なるように第二板６０の上方から延長された部位である。
【００６３】
第一板５９は、基端部が、外部構造２の外板４の内面に、例えば、溶接によって接合されている。図１６に示すように、第一板５９には、複数の切欠き６１が形成されている。第一板５９に切欠き６１が形成されていることによって、第二板６０と外部構造２との間に吸音材７を充填する工程を簡略化することができる。
【００６４】
水平方向ＨＤに隣り合う、第一板５９同士の間には、上下方向に延在する間隙Ｃ４が形成されている。間隙Ｃ４は、隙間カバー部６２によって覆われている。
隙間カバー部６２は、上下方向ＶＤに延在し、板状をなす一対の隙間カバー部本体６３と、一対の隙間カバー部本体６３とを締結する締結部材（ボルト６５及びナット４１）と、を有している。
隙間カバー部本体６３には、ボルト６５の軸部が挿通される複数の貫通孔が形成されている。一対の隙間カバー部本体６３の幅は、隣り合う第一板５９同士の間の隙間Ｃ４よりも十分大きい。
【００６５】
隙間カバー部６２は、一対の隙間カバー部本体６３が、隣り合う第一板５９同士の間において、第一板５９を挟むように取り付けられている。ボルト６５及びナット４１は、第一板５９が隙間カバー部本体６３を滑ることができる程度の締結力で締結されている。
【００６６】
上記実施形態によれば、内部構造３Ｄをより簡素化することにより、例えば、現地溶接工程を短縮することができる。
【００６７】
次に、第四の実施形態の吸音材ケースの変形例について説明する。
図１８に示すように、第四の実施形態の変形例の吸音材ケース８Ｄの第一板５９には、第一板５９の先端側に設けられて第二板６０の延長部６０ａを差し込み可能なスリット６４が形成されている。第二板６０の上部は、上方向に隣り合う吸音材ケース８の第一板５９のスリット６４に差し込まれている。
【００６８】
上記変形例によれば、第二板６０の延長部６０ａが第一板５９のスリット６４に差し込まれていることによって、吸音材ケース８Ｄの振動を抑制することができる。
【００６９】
〔第五実施形態〕
以下、本発明の第五の実施形態の排気ガス消音器について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１９に示すように、本実施形態の吸音材ケース８Ｅには、隣り合う吸音パネル６同士の間の間隙Ｃ５を塞ぐカバー部６７が設けられている。板部材は、隣り合う吸音パネル６の吸音材ケース８Ｅの両方から突出するように形成されている。両方のカバー部６７は互いに重ねられている。
なお、隣り合う吸音パネル６の吸音材ケース８Ｅの両方からカバー部６７を突出させることなく、カバー部６７を一方の吸音材ケース８Ｅからのみ突出させてもよい。
【００７０】
上記実施形態によれば、隣り合う吸音パネル６の間の間隙Ｃ５に排気ガスが流入することを抑制することができる。これにより、外部構造２が高温の排気ガスに曝されることを防止することができる。
また、カバー部６７を設けることにより、隣り合う吸音パネル６の間の間隙を大きくすることができる。これにより、対応する排気ガスの温度範囲をより広くすることができる。
また、カバー部６７を設けることにより、吸音材７の流出を防止することができる。
【００７１】
〔第六の実施形態〕
図２０に示すように、本実施形態の内部構造は、第一の実施形態のレール２７（図４参照）の代替として、ボルト３８を外部構造２（図４参照）の外板４に沿う方向に移動自在に保持する土台部６９（ボルト支持部材）を備えている。
土台部６９は、外板４と平行な土台本体面７０と、土台本体面７０を支持する土台脚部７１とを有している。土台本体面７０には、貫通孔７３が形成されている。貫通孔７３の直径は、吸音材ケース８が排気ガスの熱により熱伸びした場合においても、軸部３９が
貫通孔７３の内周面に干渉しない程度の大きさに形成されている。
ボルト３８の頭部４０と土台本体面７０との間には、貫通孔７３より十分大きく形成された座金７２が介在している。
【００７２】
上記実施形態によれば、レール２７を設ける必要がなくなるため、レール２７が配置されていた空間に吸音材７を充填させることによって、断熱性能を向上させることができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  排気ガス消音器
２  外部構造
３  内部構造
４  外板
５  補強部材
６  吸音パネル
７  吸音材
８，８Ｃ，８Ｄ  吸音材ケース
９  熱伸び吸収部
１０  ガスタービン設備
１１  エンクロージャ
１２  ガスタービン
１３  発電機
１４  圧縮機
１５  燃焼器
１６  タービン
１８  エンクロージャ換気ファン
１９  排気ガス処理部
２０  ダクト
２１  伸縮継手
２２  煙突
２３  導入孔
２６  裏側ケース
２７  レール（ボルト支持部材）
２８  パネル受け材
２９  ケース保持部
３１  長孔部
３２  基部
３３  側部
３４  表部
３５  固定部材
３７  第一押え板
３８  ボルト
３９  軸部
４０  第一頭部
４１  ナット
４２  押え板貫通孔
４３  スライドプレート
４４  スライド部
４５  貫通孔
５０  第二ケース保持部
５１  第二軸部
５２  第二押え板
５２ａ  保持面
５４  ケース本体部
５５  仕切板
５６  第三貫通孔
５７  第三軸部
５８  第三押え板
５９  第一板
６０  第二板
６０ａ  延長部
６１  切欠き
６２  隙間カバー部
６３  隙間カバー部本体
６４  スリット
６５  ボルト
６７  カバー部
６９  土台部（ボルト支持部材）
７０  土台本体面
７１  土台脚部
７２  座金
７３  貫通孔
ＨＤ  水平方向
Ｐ  原子力プラント
ＶＤ  鉛直方向
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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