(57)【要約】【課題】ガスタービン吸入システムを提供すること。【解決手段】ガスタービン吸入システムは、ガスタービン吸入システムに空気流が導入される主吸入部を含む。ガスタービン吸入システムはまた、サイレンサ組立体を含む。サイレンサ組立体は、第１のサイレンシングパネルを含み、第１のサイレンシングパネルは、空気流に対し実質的に垂直に配向され、該第１のサイレンシングパネルは、第１の複数の空気流アパーチャを有する。サイレンサ組立体はまた、第２のサイレンシングパネルを含み、第２のサイレンシングパネルは、空気流に対し実質的に垂直に配向され、該第２のサイレンシングパネルは、第２の複数の空気流アパーチャを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン吸入システムであって、
前記ガスタービン吸入システムに空気流が導入される主吸入部と、
サイレンサ組立体と
を備えており、前記サイレンサ組立体が、
前記空気流に対し実質的に垂直に配向され、第１の複数の空気流アパーチャを有する第１のサイレンシングパネルと、
前記空気流に対し実質的に垂直に配向され、第２の複数の空気流アパーチャを有する第２のサイレンシングパネルと
を含む、ガスタービン吸入システム。
【請求項２】
前記第１のサイレンシングパネル及び前記第２のサイレンシングパネルが各々、複数の小孔を有する相対的に剛性のある材料シートを含む、請求項１記載のガスタービン吸入システム。
【請求項３】
前記複数の小孔が、音響吸収材料でライニングされる、請求項２記載のガスタービン吸入システム。
【請求項４】
前記第１のサイレンシングパネル及び前記第２のサイレンシングパネルが直列で互いに相対的に平行に配置される、請求項１記載のガスタービン吸入システム。
【請求項５】
前記第１のサイレンシングパネル及び前記第２のサイレンシングパネルが、実質的に前記ガスタービン吸入システムの移行ダクト内に配置される、請求項１記載のガスタービン吸入システム。
【請求項６】
前記移行ダクトが、空気流の方向で減少する可変の外周を含む、請求項５記載のガスタービン吸入システム。
【請求項７】
前記第１のサイレンシングパネルが第１の外周を含み、前記第２のサイレンシングパネルが第２の外周を含み、前記第２の外周が前記第１の外周よりも小さい、請求項６記載のガスタービン吸入システム。
【請求項８】
ガスタービン吸入システムであって、
前記ガスタービン吸入システムに空気流が導入される主吸入部と、
前記空気流に対して実質的に垂直に配向され且つ間に第１の複数のギャップを含む平行サイレンシングパネルの第１の群と、
前記空気流に対して実質的に垂直に配向され且つ間に第２の複数のギャップを含む平行サイレンシングパネルの第２の群と
を備えており、前記第１の複数のギャップが第１の直列の空気流平面で整列され、前記第２の複数のギャップが第２の直列の空気流平面で整列されている、ガスタービン吸入システム。
【請求項９】
前記平行サイレンシングパネルの第１の群及び前記平行サイレンシングパネルの第２の群が、直列で且つ互いに相対的に平行に配置されている、請求項８記載のガスタービン吸入システム。
【請求項１０】
前記平行サイレンシングパネルの第１の群及び前記平行サイレンシングパネルの第２の群が、実質的に前記ガスタービン吸入システムの移行ダクト内に配置される、請求項９記載のガスタービン吸入システム。
【請求項１１】
前記移行ダクトが、空気流の方向で減少する可変の外周を含む、請求項１０記載のガスタービン吸入システム。
【請求項１２】
前記平行サイレンシングパネルの第１の群が第１の外周によって画成され、前記平行サイレンシングパネルの第２の群が第２の外周によって画成され、前記第２の外周が前記第１の外周よりも小さい、請求項１１記載のガスタービン吸入システム。
【請求項１３】
前記平行サイレンシングパネルの第１の群が円形の幾何形状を含む、請求項８記載のガスタービン吸入システム。
【請求項１４】
前記平行サイレンシングパネルの第１の群が矩形の幾何形状を含む、請求項８記載のガスタービン吸入システム。
【請求項１５】
ガスタービン吸入システムであって、
前記ガスタービン吸入システムに空気流が導入される主吸入部と、
第１の配列を有する第１の複数のサイレンシングパネルと、第２の配列を有する第２の複数のサイレンシングパネルとを含むサイレンサ組立体と
を備える、ガスタービン吸入システム。
【請求項１６】
前記第１の配列及び前記第２の配列により、空気流が単一の線形平面に沿って前記サイレンサ組立体を通過するのを阻止する、請求項１５記載のガスタービン吸入システム。
【請求項１７】
前記第２の複数のサイレンシングパネルの下流側に位置する複数の流れストレイテナーを更に備える、請求項１６記載のガスタービン吸入システム。
【請求項１８】
前記第１の複数のサイレンシングパネル及び前記第２の複数のサイレンシングパネルが、実質的に前記ガスタービン吸入システムの移行ダクト内に配置される、請求項１５記載のガスタービン吸入システム。
【請求項１９】
前記移行ダクトが、空気流の方向で減少する可変の外周を含む、請求項１８記載のガスタービン吸入システム。
【請求項２０】
前記第１の複数のサイレンシングパネルが第１の外周によって画成され、前記第２の複数のサイレンシングパネルが第２の外周によって画成され、前記第２の外周が前記第１の外周よりも小さい、請求項１９記載のガスタービン吸入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、ガスタービンシステムに関し、より詳細にはこのようなシステムの吸入サイレンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの場合、ガスタービン吸入システムは、サイレンサとして機能する８〜１２個の１フィート長バッフルを収容した個別ダクトを含む。バッフルは、入口空気流の方向と並列に長手方向に整列される。入口空気流は、バッフルによって画成されるギャップを通過し、これは、バッフルのギャップを通って上流側に進む音波を反響させる直接見通し線を提供する。従って、音波は、ガスタービン吸入システムの主吸入口に向けて中断されずに移動できるようになる。更に、ギャップ内のこのような不断経路により、増大した空気流速度がガスタービン吸入システム全体にわたって望ましくない大きな圧力低下を生じる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，８６８，９４０号明細書
【発明の概要】
【０００４】
本発明の別の態様によれば、ガスタービン吸入システムは、ガスタービン吸入システムに空気流が導入される主吸入部を含む。ガスタービン吸入システムはまた、サイレンサ組立体を含む。サイレンサ組立体は、第１のサイレンシングパネルを含み、第１のサイレンシングパネルは、空気流に対し実質的に垂直に配向され、該第１のサイレンシングパネルは、第１の複数の空気流アパーチャを有する。サイレンサ組立体はまた、第２のサイレンシングパネルを含み、第２のサイレンシングパネルは、空気流に対し実質的に垂直に配向され、該第２のサイレンシングパネルは、第２の複数の空気流アパーチャを有する。
【０００５】
本発明の更に別の態様によれば、ガスタービン吸入システムは、ガスタービン吸入システムに空気流が導入される主吸入部を含む。ガスタービン吸入システムはまた、空気流に対して実質的に垂直に配向される平行サイレンシングパネルの第１の群を含み、平行サイレンシングパネルの第１の群は、これらの間に第１の複数のギャップを含む。ガスタービン吸入システムは更に、空気流に対して実質的に垂直に配向される平行サイレンシングパネルの第２の群を含み、平行サイレンシングパネルの第２の群は、これらの間に第２の複数のギャップを含み、第１の複数のギャップが第１の直列の空気流平面で整列され、第２の複数のギャップが第２の直列の空気流平面で整列されている。
【０００６】
本発明の１つの態様によれば、ガスタービン吸入システムは、ガスタービン吸入システムに空気流が導入される主吸入部を含む。ガスタービン吸入システムはまた、第１の配列を有する第１の複数のサイレンシングパネルと、第２の配列を有する第２の複数のサイレンシングパネルとを含むサイレンサ組立体を含む。
【０００７】
これら及び他の利点並びに特徴は、図面を参照しながら以下の説明から明らかになるであろう。
【０００８】
本発明とみなされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲に具体的に指摘し且つ明確に特許請求している。本発明の上記及び他の特徴並びに利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガスタービン吸入システムの側面図。
【図２】ガスタービン吸入システムの移行ダクトの側面図。
【図３】移行ダクト内のサイレンサパネルシステムの第１の実施形態の側面斜視図。
【図４】サイレンサパネルシステムの第１の実施形態の後方斜視図。
【図５】サイレンサパネルシステムの第１の正面図。
【図６】図５のサイレンサパネルの第１の実施形態の一部の拡大正面図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ったサイレンサパネルの第１の実施形態の一部の断面図。
【図８】移行ダクト内のサイレンサパネルシステムの第２の実施形態の側面斜視図。
【図９】サイレンサパネルシステムの第２の実施形態の側面斜視図。
【図１０】サイレンサパネルシステムの第２の実施形態の側面図。
【図１１】サイレンサパネルシステムの第２の実施形態の側面図。
【図１２】サイレンサパネルシステムの第３の実施形態の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この詳細な説明は、例証として図面を参照しながら、本発明の利点及び特徴と共に例示的な実施形態を説明している。
【００１１】
図１及び２を参照すると、ガスタービン吸入システム１０は、大部分が第１の方向に移動する空気流１４を受けるように構成された主吸入部１２を含む。空気流１４は、主吸入部１２から下流側方向で狭くなった移行ダクト１６を通ってガスタービン吸入システム１０の他の種々の部分に移動する。サイレンサ組立体１８は、少なくとも部分的に移行ダクト１６内に配置され、空気流１４がガスタービン吸入システム及びガスタービン自体を通過するときに、これらによって発生する音波の反響に伴う音響を減衰させる機能を果たす。音波２０は、空気流１４とは実質的に反対方向に移動し、これにより移行ダクト１６内に配置されたサイレンサ組立体１８と相互作用する。音響ダンパーとして機能することに加えて、サイレンサ組立体１８が存在することにより、移行ダクト１６の下流側のより小さなダクト内に位置付けられたサイレンサを有する吸入システムにおいて生成される流量よりも大きな空気流１４の流量がもたらされる。
【００１２】
図３及び４を参照すると、サイレンサ組立体１８の第１の実施形態が図示される。サイレンサ組立体１８は、少なくとも１つ、通常は複数のサイレンサパネル２２を含み、これらサイレンサパネルは互いに対して相対的に平行に配列される。図示のサイレンサパネル２２は、移行ダクト１６の内面２３に相当する相対的に矩形又は方形の幾何形状を有する。また、他の種々の幾何形状を利用して移行ダクト１６の構造に適合させることができることは想定される。サイレンサパネル２２は、直列に配置され、各々が外周２４を有する。移行ダクト１６内に配置されたときに、下流側に位置するサイレンサパネル２２の外周２４は、上流側のそれぞれのサイレンサパネル２２の外周２４よりも小さい。これは、下流側方向での移行ダクト１６の縮小化に起因する。サイレンサパネル２２は、次第に小さくなる外径２４を有するように説明されているが、相対的に小さな外径２４を有するサイレンサパネル２２は、このような同様の外径２４をもたらすハウジングにおいて利用されてもよい。
【００１３】
ここで図５〜７を参照すると、サイレンサパネル２２が図示される。サイレンサパネル２２は通常、平坦なシートであり、ステンレス鋼又は他の何れかの剛性材料のような耐久性のある材料から形成することができ、例えば、複数の小孔を含むことができる。小孔は、ミネラルウールのような音響減衰材料でライニング加工される。複数の空気流アパーチャ２８がサイレンサパネル２２上に付けられ、パンチングプロセスによって形成することができる。空気流アパーチャ２８は、限定ではないが、円形、矩形、方形、菱形、又は長円を含む、種々の幾何形状構成を持つことができる。これらは、空気流アパーチャ２８が持つことができる多数の構成の例証に過ぎない。
【００１４】
作動時には、複数の空気流アパーチャ２８により、空気流１４が移行ダクト１６を通過することが可能となるが、サイレンサパネル２２及びひいてはそれぞれの空気流アパーチャ２８の交互する向きの結果として、直接的な「見通し線」が、存在する場合でも、移行ダクト１６全体にわたってより少なくなる。用語「見通し線」は、空気流１４の方向での空気流アパーチャ２８の配列を指している。見通し線の数が少なくなることにより、反響する音波２０の直接的及び不断の移動が実質的に低減され、これによりガスタービン吸入システム１０全体に対する音響減衰効果がもたらされる。有利な減衰効果に加えて、サイレンサ組立体はまた、ガスタービン吸入システム１０全体にわたって見られる圧力低下を軽減する機能を果たす。このことは、移行ダクト１６の下流側に小さなダクトが位置付けられたサイレンサを有するシステムと比べて空気流１４の流速の低減と相関する。
【００１５】
図８及び９を参照すると、ガスタービン吸入システム１０のサイレンサ組立体１００の第２の実施形態が図示されている。サイレンサ組立体は、各々が複数のパネル１０４を備えた複数のパネル群１０２を含む。複数のパネル群１０２は、少なくとも部分的には移行ダクト１６内に配置され、複数のパネル１０４は、空気流１４に対して相対的に水平又は縦（図に対して水平）方向で且つ相対的に垂直に配置される。各パネル群１２のパネル１０４は、互いに対して相対的に平行に配向され、相対的に垂直又は水平配置（図に対して垂直）で整列される。複数のギャップ１０６が各パネル群１２内に存在し、パネル１０４のそれぞれのペアによって画成される。
【００１６】
複数のパネル群１０２が直列に配置され、各々が外周１２４によって画成される。記載した第１の実施形態と同様に、移行ダクト１６内に配置されると、下流側に位置する複数のパネル群１０２の外周１２４は、上流側の複数のパネル群１０２の外周１２４よりも小さい。同様に、相対的に同様の外周１２４を有するパネル群１０２は、このような同様の外周１２４をもたらすハウジング内で利用してもよい点は理解されたい。
【００１７】
ここで図１０を参照すると、複数のパネル群１０２の向きがより綿密に図示されている。通常、複数のパネル群１０２は、「見通し線」の数を低減し、これによりサイレンサ組立体１００を通って妨げのないように伝搬する音波２０の能力を低減するよう構成される。複数のパネル１０４は、下流側パネル１０４が上流側ギャップ１０６と実質的に整列するように構成される。図示のように、別のパネル群の直ぐ下流側に配置されたパネル群は、下流側パネルが上流側ギャップを効果的に締め出すように整列され、上流側パネルと僅かな重なりを含むことができる。従って、サイレンサ組立体１００は、第１の実施形態と同様の機能を達成する。具体的には、サイレンサ組立体１００は、ガスタービン吸入システム１０内の反響する音波２０に対する妨害を加えることによって音響を減衰させる。多数の幾何学的構成を利用してパネル１０４を形成してもよい点は理解されたい。例示的な実施例は、長円及び菱形形状を含むが、多くの形状がその目的の用途に適合できることが企図される。
【００１８】
ここで図１１を参照すると、上述の第２の実施形態の一般的概念を利用したサイレンサ組立体１００の追加の実施形態が図示されている。各実施形態において、サイレンサ組立体１００は、複数のパネル群１０２を含み、該パネル群１０２は各々、空気流１４に対して所望の角度に配向された複数のパネル１０４を備える。サイレンサ組立体１００の第２の実施形態と同様に、下流側パネルは、空気流１４に対して所望の角度で隣接する上流側パネルのギャップ１０６とインラインで位置付けられる。複数のパネル１０４に加えて、サイレンサ組立体１００は、任意選択的に、複数のパネル群１０２を通過する結果として空気流１４において生じる可能性がある旋回渦流を低減する役割を果たす流れストレイテナー１０８を含むことができる。流れストレイテナー１０８は、旋回空気流が望ましくない場合に空気流１４に対して矯正効果をもたらす。上述のように、このような整列は、音響減衰及び圧力低下の軽減のような上述の利点を提供する。複数のパネル１０４は、多くの形状又は幾何形状で形成することができる。このような幾何形状の実施例には、菱形パネル及び涙滴形パネルが含まれる。これらは、単に例証に過ぎず、他の多くの幾何形状も好適とすることができるので、限定とみなすべきではない。
【００１９】
図１２を参照すると、サイレンサ組立体２００の追加の実施形態が図示されている。サイレンサ組立体２００は、空気流１４の方向で長手方向に延びる複数のパネル１０４を含み、該複数のパネル１０４間にギャップ２０６が配置される。図示の種々の実施形態は各々、ギャップ２０６全体にわたって流入する空気流１４の方向に平行な空気流経路から構成されないギャップを提供する。具体的には、空気流１４の移動方向は、空気流がサイレンサ組立体２００を通過するときと同様にして変えることができる。この場合も上述の実施形態と同様に、これにより音波が反響して戻る直接見通し線の存在が低減される。複数のギャップ２０６は、互いに対して角度を付けるか、又は互いに対して平行にされるが、ギザギザ又は湾曲経路で形成することができる。ギャップ２０６により形成される図示の経路は、単に例証に過ぎず、他の多数のギャップ経路が利用されてもよい点は企図される。ギャップ２０６により形成される経路に関係なく、音波２０は、サイレンサ組立体２００を通って戻る直接的反響から妨げられて、空気流１４の速度が低下し、有利な圧力低下の軽減がもたらされる。
【００２０】
限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に説明してきたが、本発明はこのような開示された実施形態に限定されないことは理解されたい。むしろ、本発明は、上記で説明されていない多くの変形、改造、置換、又は均等な構成を組み込むように修正することができるが、これらは、本発明の技術的思想及び範囲に相応する。加えて、本発明の種々の実施形態について説明してきたが、本発明の態様は記載された実施形態の一部のみを含むことができる点を理解されたい。従って、本発明は、上述の説明によって限定されるとみなすべきではなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２１】
１０  ガスタービン吸入システム
１２  主吸入部分
１４  空気流
１６  移行ダクト
１８  サイレンサ組立体
２０  音波
２２  サイレンサパネル
２３  内面
２４  外周
２６  小孔
２８  空気流アパーチャ
１００  サイレンサ組立体
１０２  パネル群
１０４  パネル
１０６  ギャップ
１０８  流れストレイテナー
１２４  外周
２００  サイレンサ組立体
２０４  パネル
２０６  ギャップ
【図１】
2013139773.tif 000003
【図２】
2013139773.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013139773.tif 000008
【図７】
2013139773.tif 000009
【図８】
2013139773.tif 000010
【図９】
2013139773.tif 000011
【図１０】
2013139773.tif 000012
【図１１】
2013139773.tif 000013
【図１２】
2013139773.tif 000014
【外国語明細書】
2013139773000001.pdf