(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、
前記原動機を格納したパッケージと、
前記原動機の排気ガスを排出する排気ダクトと、
前記パッケージの換気を排出する換気排出ダクトと、
前記原動機の排気ガスを消音する消音器と、
前記パッケージ内の換気の排気を前記原動機の排気ガスに混入させる手段と、
前記換気排出ダクトを前記排気ダクトに接続する接続部とを備え、
前記消音器は該接続部の下流で前記排気ダクトに接続され、
前記排気ガスは前記排気ダクトを経て消音器に入り排気放出口から大気中に放出されることを特徴とする原動機ユニット。
【請求項２】
前記換気排出ダクトに送風機を設け、
前記パッケージ内の換気の排気を前記原動機の排気ガスに混入させることを特徴とする請求項１に記載の原動機ユニット。
【請求項３】
前記排気ダクトにエジェクター装置を設け、
前記パッケージ内の換気の排気を前記原動機の排気ガスに混入させることを特徴とする請求項１に記載の原動機ユニット。
【請求項４】
前記原動機はガスタービンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の原動機ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機ユニットに係り、特に原動機の高温排気ガスを大気中に放出するに際して、その排気の騒音を減衰させる消音設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービン、ディーゼル機関等の原動機の排気をそのまま大気中に放出すると、騒音公害となるので、原動機の排気は消音設備を経由して、騒音を減衰させてから大気中に放出するようにしている。図４乃至図６は、従来の消音設備を備えた原動機ユニットの概略構成を示す。これは原動機として高温の排気ガスを排出するガスタービンを使用した場合である。
【０００３】
ガスタービン１１の出力は減速機１２、軸継手１３を経て、回転軸１４から外部に取り出される。吸気フィルタ１５から吸い込まれた空気が、ガスタービン１１内で燃料と混合して燃焼し、軸出力が取り出されるのであるが、燃焼した後の排気ガスは、排気ダクト１６、消音器１７を経由して排気口１８から大気中に放出される。一方で、ガスタービン１１を格納したパッケージ２０は、換気が必要であり、換気口２４から吸い込まれ、パッケージ２０内を換気した空気は換気排出ダクト２１を通り、送風機２２により排気されるが、換気消音器２３を経由して騒音を減衰させてから大気中に放出される。
【０００４】
ガスタービンやディーゼル機関等の原動機の排気に際しては、ディーゼル機関等の排気は温度がそれ程高くないため、そのまま消音器を経由して大気中に放出しても問題ないが、ガスタービン等のように高温の排気ガスの場合には、消音器は通常の鋼材からなるものでは高熱に耐えられない。このため、高温排気ガス用消音器はステンレス等の耐熱性・耐腐食性のある高価な材料で製作する必要がある。従って、ガスタービン等においては、この製造コストが問題となる。一方で、原動機は安全と防音の観点からパッケージ内に格納して用いられる場合が多く、このパッケージの換気のためにも送風機と排気消音器を必要としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、原動機の高温の排気ガスを大気に放出する際の消音器を安価に製作することができると共に、且つその消音器を小型化することができる高温排気ガス用消音設備を備えた原動機ユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の原動機ユニットは、原動機と、前記原動機を格納したパッケージと、前記原動機の排気ガスを排出する排気ダクトと、前記パッケージの換気を排出する換気排出ダクトと、前記原動機の排気ガスを消音する消音器と、前記パッケージ内の換気の排気を前記原動機の排気ガスに混入させる手段と、前記換気排出ダクトを前記排気ダクトに接続する接続部とを備え、前記消音器は該接続部の下流で前記排気ダクトに接続され、前記排気ガスは前記排気ダクトを経て消音器に入り排気放出口から大気中に放出されることを特徴とする。
【０００７】
上述した本発明によれば、ガスタービンの排気に比べ例えばパッケージを換気した空気は温度が低いので、高温の排気ガスにパッケージを換気した空気を混入すれば、ガスタービンの排気ガスの温度を下げることができる。従って、高温排気ガス用の消音器の材質を、耐熱性、耐食性の優れたステンレス材等の高価な材料を使用せず、安価な普通の鋼材で製作することが可能となる。又、高温排気ガスの温度を下げることで、その音速が下がり騒音の波長が短くなるので、消音器を従来よりも小型化することができる。これにより、ガスタービン等の高温排気ガス用の消音器を安価に且つ小型に製作することができる。
【０００８】
又、前記原動機を格納したパッケージ内の換気の排気を、前記原動機の排気ガスに混入して、該排気ガスの温度を下げるのに利用することを特徴とする。これにより、パッケージ換気用の消音器が必要となくなり、パッケージ全体の構造を簡素化して、その製造コストを低減することができる。
【０００９】
又、前記原動機を格納したパッケージ内の換気の排気を、送風機を用いて前記原動機の排気ガスに混入して、該排気ガスの温度を下げるのに利用するようにしてもよい。これにより、パッケージの換気用の送風機をそのまま高温の排気ガスに低温の気体を混入することに用いることができる。
【００１０】
又、原動機の排気ガスよりも低温の気体を該排気ガスに混入する個所に、排気ガスダクトの流路面積を絞って排気ガスの流速を大きくするエジェクター装置を設け、前記低温の気体を前記排気ガスに混入して該排気ガスの温度を下げるのに利用するようにしてもよい。これにより、高温排気ガスに低温の気体を混入するに際して、送風機等の動力源が不要となり、製造コストを低減できると共に、運転の省エネルギーを図ることができる。
【００１１】
又、本発明の原動機ユニットは、高温の排気ガスを排出する原動機と、該原動機を格納するパッケージの換気を排出する換気排出ダクトとを備え、該換気排出ダクトを前記高温の排気ガスの排出ダクトに接続し、該接続部の下流に前記排気ガスを消音する消音器を備えたことを特徴とする。これにより、消音器の排気ガス温度を低減でき、ステンレス材等の高価な材料を使用する必要が無くなり、消音器を低コスト化すると共に、小型化でき、一方でパッケージの換気を有効利用することができる。総じて、本発明によれば、原動機ユニットを低コスト化すると共に、小型コンパクト化できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しながら説明する。尚、添付図面に付した各図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１３】
図１乃至図３は、本発明の実施の形態の高温排気ガス用消音設備を備えたガスタービンユニットを示す。この装置の基本的な構成は、従来技術の図４乃至図６に示した構成と同様である。即ち、パッケージ２０内にガスタービン１１が格納され、この軸出力は減速機１２、軸継手１３を介して回転軸１４から取り出される。ガスタービン１１の吸気は吸気ダクト１５から行われ、排気は排気ダクト１６を経て消音器２５に入り、ここで消音された後に排気放出口１８から大気に放出される。
【００１４】
このガスタービンユニットの従来技術と相違する点は、パッケージの換気排出ダクト２１をガスタービン１１の排気ダクト１６に接続している点と、小型にして且つ普通の鋼材を用いて製作された消音器２５を用いている点にある。パッケージの換気排出ダクト２１には、送風機２２が配置され、パッケージ２０内の換気による排出空気をガスタービンの排気ダクト１６に押し込むことで混入する。これにより、パッケージ２０内の換気空気はガスタービンの排気ガスと比較してはるかに低温であるので、ガスタービンの排気の温度を大幅に低減することができる。このため、上述したように消音器２５は、高価なステンレス材を用いる必要がなくなり、普通の鋼材を用いて製作することができる。
【００１５】
原動機の排気ガスの音速は式（１）のように絶対温度の平方根に比例する。又、排気ガスの騒音の波長は、（２）式のように排気ガスの音速に比例し、周波数に逆比例する。
0003868152.tif 000002
【００１６】
原動機の排気ガスの騒音の周波数は、排気ガスの温度によって変わらないので、排気ガスの音速が小さくなると波長も短くなる。消音器の長さは消音しようとする騒音の波長で決まるので、排気ガスの温度を下げることによって騒音の波長が短くなり、従って消音器を短くできる。これにより、消音器の小型化が可能となり、更にパッケージの小型化につながる。
【００１７】
一方で、パッケージ２０においては、パッケージの換気空気を送風機２２を用いてガスタービンの排気ダクトに押し込むことで、パッケージの換気を有効利用することができる。即ち、従来は単にパッケージ外に捨てていた換気を高温排気ガスの冷却に利用できる。そして上述したように従来技術において必要であったパッケージの換気のための消音設備が不要となるので、その分の製造コストの低減が可能となる。そして、このように排気の温度を低減することで、発生する騒音量をも低減することができる。
【００１８】
尚、換気空気を排気ガスダクト中に押し込むのに際して、送風機に代えてエジェクター装置を設けるようにしても良い。即ち、排気ガスよりも低温の気体を原動機の排気ガスに混入する際に、排気ガスダクトの流路面積を絞って排気ガスの流速を大きくするエジェクター効果によって、送風機を使用せずに低温の気体を原動機の排気ガスダクト内に導入することができる。これにより、無動力で高温の排気ガス中に低温の換気空気を混入させることができる。
【００１９】
尚、上述の実施の形態はガスタービンをパッケージ内に格納した原動機ユニットについてのものであるが、本発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形実施例が可能なことは勿論である。例えば、エジェクター装置を用いて、大気中から空気をガスタービンの排気ダクトの高温排気ガス中に混入するようにしても良い。これによりパッケージとは無関係に、ガスタービン等の高温排気ガスの消音設備の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガスタービン等の高温排気ガスの大気放出の際に用いられる消音器を、低コストで製造することができ、又小型化することができる。又、パッケージの換気を有効利用することにより、上述の効果に加え、更にパッケージの消音器を省略することができるようにすると共に、パッケージ全体の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の原動機ユニットの内部の正面図である。
【図２】  図１に示す原動機ユニットの正面外形図である。
【図３】  図１に示す原動機ユニットの側面外形図である。
【図４】従来の原動機ユニットの内部の正面図である。
【図５】図４に示す原動機ユニットの正面外形図である。
【図６】図４に示す原動機ユニットの側面外形図である。
【符号の説明】
１１      ガスタービン
１２      減速器
１３      軸継手
１４      軸
１５      燃焼吸気フィルタ
１６      排気ダクト
１７，２５      消音器
１８      排気放出口
２０      パッケージ
２１      換気排出ダクト
２２      換気送風機
【図１】
0003868152.tif 000003
【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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