(57)【要約】【課題】  サイレンサダクト及び該サイレンサダクトを含むターボ機械吸気口を提供する。【解決手段】  サイレンサダクト（１０２）は、非垂直又は非直線のうちの少なくとも１つの部分を有する３次元（３Ｄ）チャンバ（１９０、２９０）を含む少なくとも１つの要素を含む。吸音部材（１９２、２９２）は、自立支持形であり、この部分の中に配置されてこの部分を実質的に満たすが、経時的にたるむこと又は垂下することはない。【選択図】      図１
2017058670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非垂直又は非直線のうちの少なくとも１つの部分を有する３次元（３Ｄ）チャンバ（１９０、２９０）を含む少なくとも１つの要素と、
前記部分の中に配置され、前記部分を実質的に満たしかつ自立支持形である吸音部材（１９２、２９２）と、
を備えるサイレンサダクト（１０２）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの要素は、
ダクト本体（１０４、２０４）と、前記ダクト本体（１０４、２０４）の中を延びる第１の有孔壁（１１０、２１０、１４０、２４０）とを含み、前記ダクト本体（１０４、２０４）の内部表面に対して実質的に平行な外側要素と、
前記外側要素を貫通して軸方向に延び、第２の有孔壁（１１０、２１０、１４０、２４０）を含むサイレンサ要素（１３０、１３６、２３０、３３０）と、
を含み、
前記部分は、前記外側要素及び前記サイレンサ要素（１３０、１３６、２３０、３３０）のうちの少なくとも一方の部分であり、
前記吸音部材（１９２、２９２）は、前記有孔壁（１１０、２１０、１４０、２４０）に隣接した部分に配置される、請求項１に記載のサイレンサダクト（１０２）。
【請求項３】
前記吸音部材（１９２、２９２）は、ワイヤメッシュ、発泡体、繊維、及びゲルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のサイレンサダクト（１０２）。
【請求項４】
前記発泡体は、スプレー発泡体を含む、請求項３に記載のサイレンサダクト（１０２）。
【請求項５】
前記吸音部材（１９２、２９２）は、ミネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つ、及び前記ネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つを支持するための構造支持部を含む、請求項１に記載のサイレンサダクト（１０２）。
【請求項６】
前記構造支持部は、前記ネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つに接着される、請求項５に記載のサイレンサダクト（１０２）。
【請求項７】
前記吸音部材（１９２、２９２）は、所定位置で固化するスプレー塗布材料を含む、請求項１に記載のサイレンサダクト（１０２）。
【請求項８】
前記外側要素及び前記サイレンサ要素（１３０、１３６、２３０、３３０）のうちの少なくとも一方の少なくとも一部は、プラスチック製である、請求項１に記載のサイレンサダクト（１０２）。
【請求項９】
前記部分は、細長いＳ形を有する、請求項１に記載のサイレンサダクト（１０２）。
【請求項１０】
前記部分は、前記３Ｄチャンバの実質的に全てを含む、請求項１に記載のサイレンサダクト（１０２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般には音響減衰に関し、詳細には、非垂直又は非直線の細長い形状の要素と、細長いＳ形の吸音材とを有するサイレンサダクトに関する。吸音材は、サイレンサ要素が使用される産業用機械の運転時に形状を維持するように十分な剛性をもつ材料で作ることができる。
【背景技術】
【０００２】
騒音低減システムは、ターボ機械等の幅広い産業用機械で使用されており、周囲への音の影響を低減するようになっている、ガスタービンシステムにおいて、例えば、騒音低減システムは、ターボ機械入口ダクト、ガスタービンエンクロージャ、及び障壁に用いることができる。従来、必須の音低減要件を実現するために、騒音領域にはサイレンサパネル及び／又は音響的に処理された壁が使用されている。音の影響を低減する１つの方法は、壁を吸音材で処理することである。他の方法は、吸気装置ダクト内の作動流体流路等の騒音低減が必要な場所にサイレンサパネルを設置して、騒音が放出されるのを阻止することである。
【０００３】
ダクトに関して、一般的に各ダクトは、内部に多数のサイレンサパネルを有するフレームを含む。各パネルは、金属支持部材で位置決めされかつ側面にステンレス鋼の有孔シートを含むエンクロージャで取り囲まれた、ミネラル／ガラスウール等の吸音材を含む。このシートは、ステンレス鋼エンドキャップと一緒に保持される。一般に、ステンレス鋼有孔シートは、吸音材を保持する支持部材に溶着される。有孔ステンレス鋼シートは、支持部材と共に吸音材を完全な状態で保持して小孔を通して音波を吸音材に伝搬する。また、一般的に、ダクトは鋼又はステンレス鋼等の、金属で製作される。ダクトに鋼を使用すると多くの課題が見つかる。例えば、エンクロージャは非常重く、材料コスト及びパネルを形成するための溶着の必要性に起因して、製作するのが困難でコストがかかる。加えて、パネルは、周囲の金属ダクトに適切に溶着する必要があり、さらに特定サイズのダクトに対して特別に適合させる必要がある。また、サイレンサパネルで作られるフレームは、一般に相対的サイズ、特に長さが非常に大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５３９４７８６号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本開示の第１の態様はサイレンサダクトを提供し、サイレンサダクトは、非垂直又は非直線のうちの少なくとも１つの部分を有する３次元（３Ｄ）チャンバを含む少なくとも１つの要素と、該部分の中に配置され該部分を実質的に満たしかつ自立支持形である吸音部材とを備える。
【０００６】
本開示の第１の態様はターボ機械吸気口を提供し、ターボ機械吸気口は、作動流体流れを形成し、圧縮機に作動的に結合する吸気口フレームと、吸気口フレーム内に位置決めされたサイレンサダクトとを備え、サイレンサダクトは、非垂直又は非直線のうちの少なくとも１つの部分を有する３次元（３Ｄ）チャンバを含む少なくとも１つの要素と、該部分の中に配置され該部分を実質的に満たしかつ自立支持形である吸音部材とを含む。
【０００７】
本開示の例示的な態様は、本明細書で記載される問題及び／又は考察していない他の問題を解決するように意図されている。
【０００８】
本開示のこれらの及び他の特徴は、本開示の様々な実施形態を描いた添付図面を参照しながら、本開示の様々な態様の以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施形態によるサイレンサダクトを用いる例示的な産業用機械の概略図。
【図２】本開示の実施形態によるサイレンサダクトの斜視図。
【図３】図２のサイレンサダクトの別の実施形態の半径方向断面図。
【図４】図２のサイレンサダクトの別の実施形態の半径方向断面図。
【図５】図２のサイレンサダクトの実施形態の軸方向断面図。
【図６】本開示の実施形態によるサイレンサダクトの別の実施形態の軸方向断面図。
【図７】本開示の実施形態によるサイレンサダクトの別の実施形態の透視図。
【図８】本開示の別の実施形態によるサイレンサダクトの斜視図。
【図９】図８のサイレンサダクトの別の実施形態の半径方向断面図。
【図１０】図８のサイレンサダクトの別の実施形態の半径方向断面図。
【図１１】本開示の別の実施形態によるサイレンサダクトの有孔壁のための小孔の１つの実施形態の側面図。
【図１２】本開示の別の実施形態によるサイレンサダクトの有孔壁のための小孔の１つの実施形態の側面図。
【図１３】本開示の別の実施形態によるサイレンサダクトの有孔壁のための小孔の１つの実施形態の側面図。
【図１４】本開示による吸音材の１つの実施形態の図。
【図１５】本開示による吸音材の１つの実施形態の図。
【図１６】本開示による吸音材の１つの実施形態の図。
【図１７】本開示による吸音材の別の実施形態の図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の図面は必ずしも縮尺通りではない点に留意されたい。当該図面は、本発明の典型的な態様のみを描くことを意図しており、従って、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面では、同じ参照符号は、複数の図面にわたり同じ要素を示している。
【００１１】
前述のように、本開示は、サイレンサダクト及び該サイレンサダクトを含むターボ機械吸気口を提供する。サイレンサダクトは、非垂直又は非直線の細長い形状の要素と、細長いＳ形の吸音材とを有する。吸音材は、サイレンサ要素が使用される産業用機械の運転時に形状を維持するように十分な剛性をもつ材料で作ることができる。
【００１２】
各図を参照すると、図１は、特にガスタービンシステム１２を含むことができるターボ機械システム１０（例えば、単純サイクルガスタービン発電システム）の形態の例示的な産業用機械を示す。ガスタービンシステム１２は、天然ガス及び／又は水素リッチ合成ガス等の液体又は気体燃料を燃焼させて、ガスタービンシステム１２を駆動するための高温燃焼ガスを生成することができる。ガスタービンシステム１２は、吸気セクション１６、圧縮機１８、燃焼器構成要素２０、及びタービン構成要素２２を含む。タービン構成要素２２は、シャフト２４を介して圧縮機１８に作動的に結合する。作動時、空気（例えば周囲空気）は、ターボ機械吸気口又は吸気セクション１６を通ってガスタービンシステム１２に入り（矢印２６で示す）、圧縮機構成要素１８で加圧される。吸気口１６は、内部に作動流体流れを生成する吸気フレーム１７を含むことができる。図示のように、吸気フレーム１７は、圧縮機１８に作動的に結合し、圧縮機１８は、シャフト２４に結合した複数の圧縮機ブレードを有する少なくとも１つの段を含む。シャフト２４が回転すると、圧縮機ブレードが対応して回転して、空気を吸気口１６から圧縮機１８に引き込み、空気を圧縮して燃焼器構成要素２０に送る。
【００１３】
燃焼器構成要素２０は、１又は２以上の燃焼器を含むことができる。実施形態において、複数の燃焼器は、シャフト２４の周りで略円形又は環状構成でもって、複数の円周方向位置で燃焼器構成要素２０内に配置される。圧縮空気が圧縮機構成要素１８から流出して燃焼器構成要素２０に流入する際に、圧縮空気は、燃焼器の中で燃焼するために燃料と混合する。例えば、燃焼器は、燃焼、エミッション制御、燃費、出力等に適した比率で燃料−空気混合気を燃焼器に噴射するように構成された１又は２以上の燃料ノズルを含むことができる。燃料−空気混合気が燃焼すると高圧排気ガスが発生し、このガスは、次に、タービン構成要素２２の中の１又は２以上のタービン段（各々が複数のタービンブレードを有する）を駆動するために使用することができる。
【００１４】
作動時、タービン構成要素２２に流入して通過する燃焼ガスは、各タービンブレードに接触してその間を流れ、タービンブレードを駆動するのでシャフト２４が回転する。タービン構成要素２２の中で、燃焼ガスのエネルギは仕事に変換され、その一部は、回転シャフト２４により圧縮機構成要素１８を駆動するために使用され、残部は、限定ではないが、電力を生成する発電機２８及び／又は他のタービンといった、負荷を駆動するための有効仕事として利用できる。ターボ機械１０は、本発明の実施形態によるサイレンサパネル及びシステムを使用することができる１つの用途の単なる例示であることに留意されたい。空気が吸気口１６を通過すると騒音が発生し、本発明の実施形態によるサイレンサダクト１０２を含むサイレンサシステム１００はこの騒音を低減するために使用される。  
【００１５】
図２−７及び図８−１０を参照すると、本開示によるサイレンサダクト１０２、２０２の実施形態が示されている。サイレンサダクト１０２、２０２は、ダクト本体１０４、２０４を含むことができる。図示の実施形態では、各ダクト本体１０４、２０４は多角形の断面を有するが、このような断面は全ての例で必須ではない。以下に説明するように、各ダクト本体１０４、２０４は、従来のサイレンサフレーム及び／又はパネルより一般的に長さが短い。図２−６の実施例で示すように、ダクト本体１０４は実質的に正方形断面を有し、図８−１０に示す実施例では、ダクト本体２０４は実質的に六角形断面を有する。本明細書で用いる場合、別段の提示がない場合、「実質的に」は、大部分が規定された特徴を有するが、場合によると、例えば他の部分への構造的な相互連結、隣接する構造への適合、製造の容易化のために僅かな相違点があることを表す。限定されないが、三角形、五角形、八角形など、他の多角形断面を使用することもできる。サイレンサダクト１０２、２０２の大部分は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリプロピレン共重合体（ＰＰＣ）、ポリプロピレンホモ重合体（ＰＰＨ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、或いは特定のフレーム及び／又はダクトを用いる産業用機械の環境特性及び運転特性に耐えることができる任意の他のプラスチック等のプラスチックで製作することができる。サイレンサダクト本体１０４、２０４は、射出成形、押出成形、又は、例えばファスナ、溶着等を利用した多部品の結合等の、現在公知の又は今後開発され何らかの方法によって形成することができる。
【００１６】
また、図２及び８に示すように、サイレンサダクト１０２、２０２は、ダクト本体１０４、２０４の内部に延びかつそれぞれダクト本体の内部表面１１２、２１２と実質的に平行な（例えば、僅か１−３度の差異）第１の有孔壁１１０、２１０を含むことができる。集合的に、ダクト本体１０４、２０４及び第１の有孔壁１１０、２１０は、サイレンサダクト１０２、２０２の外側要素を形成する。第１の吸音材１２０、２２０は、それぞれダクト本体１０４、２０４と第１の有孔壁１１０、２１０との間に配置することができる。さらに、本明細書で以下にさらに説明するように、サイレンサ要素１３０、２３０は、それぞれダクト本体１０４、２０４を貫通して軸方向に延びることができる。各サイレンサ要素１３０、２３０は、ダクト本体１０４、２０４の軸方向長さの全長又は一部にわたって延びることができる。各サイレンサ要素１３０、２３０は、隣接してそれぞれ第２の吸音材１５０、２５０を有する第２の有孔壁１４０、２４０をそれぞれ含むことができる。本明細書で詳細に説明するように、１つの実施形態において、サイレンサダクト１０２の成形が可能な場合、吸音材１２０、１５０、２２０、２５０は、限定されないが、発泡体、ミネラルウール、ロックウール、及びファイバグラスのうちの少なくとも１つ等の何らかの現在公知の又は今後開発される吸音材を含むことができる。発泡体は、網目状発泡体又はオープンセル発泡体とすることができる。第１の吸音材１２０、２２０は、第２の吸音材１５０、２５０と同一とすること又は異なることができる。
【００１７】
図８−１０に示すように、１つの実施形態では、第１の有孔壁２１０は、ダクト本体２０４と比べて僅かに径が小さい細長い六角形本体の形態とすることができる。ここで、空間２１２（図９）がダクト本体２０４と第１の有孔壁２１０との間に形成され、この中に第１の吸音材２２０が配置されている。様々な断面形状を有するダクト本体に対して、同様の配置を形作ることができる。図３に示すように、ダクト本体１０４の第１の有孔壁１１０に関して、１つの実施形態において、図８−１０に示すものと同じ様式で、つまりダクト本体１０４と比べて僅かに径が小さい細長い正方形本体として構成することができる。本明細書の他のどこかに記載するような他の配置も可能である。第１の有孔壁１１０、２１０の各々は、ダクト本体１０４、２０４と同じ材料、つまりプラスチック製とすることができる。何れの場合においても、第１の有孔壁１１０、２１０は、例えば射出成形又は押出部品等の一体部品として、又は、例えばファスナ及び／又は溶着によって結合される複数の部品として製作することができる。別の実施形態では、第１の有孔壁１１０、２１０は、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム等で製作することができる。
【００１８】
図２、５及び６に示すように、１つの実施形態では、サイレンサダクト１０２は、上流端１６０から下流端１６２へ湾曲する第１の軸方向湾曲部分１５８を含むことができ、その中を通過する全ての作動流体流れは、その内部表面の少なくとも一部に衝突する。つまり、そこを流れる作動流体、例えば空気は、端部１６０から端部１６２への明瞭な見通し線をもたないので、サイレンサダクト１０２を貫く直線経路を取ることができない。このようにして、全ての作動流体は、第１及び／又は第２の吸音材１２０、１５０に曝される。図示の実施形態では、第１の部分１５８は、細長いＳ字形状として示されているが、直線経路を妨げる正弦曲線等の他の形状（例えば、２つのサイレンサダクト１０２を結合しための）も可能であり、本開示の範囲内であると見なされる。
【００１９】
図６に示すように、随意的な実施形態では、サイレンサダクト１０２は、第１の軸方向湾曲部分１５８の下流端１６２及び第１の軸方向湾曲部分１５８の上流端１６０のうちの少なくとも一方から延びる第２の軸方向直線部分１６４を含むことができる。図示のように、各直線部分１６４は、サイレンサダクト１０２の残りの部分と同じ構造（つまり、ダクト本体、第１仕切壁、第１の吸音材、サイレンサ要素等）を含むことができる。もしくは、１又は複数の直線部分１６４は、簡略化することができる。例えば、直線部分１６４は、単に吸音材のないダクト本体１０４、もしくは単に第１の有孔壁１１０及び第１の吸音材１２０を備えるがサイレンサ要素１３０を省略した又はサイレンサ要素１３０の１又は２以上の部分を省略したダクト本体１０４を含むことができる。
【００２０】
図２−６を合わせて参照すると、サイレンサ要素１３０は、ダクト本体１０４を少なくとも２つのチャンバ又はチャンバダクト１３４に分割する複数の仕切り部分１３２を含む隔壁の形態とすることができる。この実施形態では、各仕切り部分１３２は、その間に配置された第２の吸音材１５０を有する一対の第２の有孔壁１４０を含む。サイレンサ要素１３０は、多くの方法でチャンバ１４０を形成することができ、各第２の有孔壁１４０は、多数の方法のうちの１つの方法で第１の有孔壁１１０（又はダクト本体１０４）に結合する。図３に示す１つの実施形態では、第１の有孔壁１１０は正方形断面壁の形態であり、サイレンサ要素１３０は「＋形状」であり、その間に第２の吸音材１５０を備える平行な第２の有孔壁１４０を有する。ここで、サイレンサ要素１３６は、例えば溶着又はファスナによって第１の有孔壁１１０の中に取り付けられた個別の要素とすることができる。代替的に、図４に示すように、サイレンサ要素１３０は、第２の有孔壁１４０及び第１の有孔壁１１０のセグメントを有する４つの正方形断面のチャンバダクト１３４として形成することができる。すなわち、この実施例では、第１の有孔壁１１０は、ダクト本体１０４に対して平行な有孔壁面の仕切り部分１３２のセグメントで形成される（円Ｃでの壁面の切れ目を参照）。
【００２１】
また、サイレンサ要素１３０は、多くの他の形状でもって及び／又は異なるセグメントでもって形成することができる。例えば、要素１３０は、４つのチャンバダクトを形成する付加的なセグメントを備えるＴ字形部分、又は２つのチャンバダクト１３４を形成する単一の壁面、又は４つの三角形チャンバ１３４を形成するＸ字形状を含むことができる。また、サイレンサ要素１３０は、チャンバ１３４が他の形状及び／又はサイズを有するように形成することができる。例えば、要素１３０は、半径方向に湾曲した壁面を用いて形成することができ、及び／又はチャンバ１３４は、異なるサイズで作ることができる。加えて、要素１３０は、軸方向に平坦な壁面を用いて形成する必要はない。例えば、図７に示すように、１つの実施形態では、サイレンサダクト１０２は、上流端３６０から下流端３６２へ直線的ダクト本体内で螺旋状になることができ、その中を通過する全ての作動流体流れは、その内部表面の少なくとも一部に衝突する。サイレンサ要素１３０、１３３（図７）、つまりその壁面は、例えば射出成形によってダクト本体１０４及び／又は第１の有孔壁１１０と一体形成すること、又は個別の要素としてダクト本体に取り付けることができる。
【００２２】
図８−１０を参照すると、別の実施形態では、サイレンサ要素２３０は、中空内部２４２を有する第２の有孔壁２４０を含むことができる。この場合、第２の吸音材２５０は、中空内部２４２の中に配置される。図９に示す１つの実施形態では、少なくとも１つの支持リブ２７０（２つを示す）は、ダクト本体２０４又は第１の有孔壁２１０のうちの一方から延びて第２の有孔壁を支持する。支持リブ２７０は、軸方向に間隔を空けて配置された要素とすること、又はチャンバを２つのチャンバダクト２３４に分割する固体要素とすることができる（図９参照）。代替的に、図１０に示すように、サイレンサ要素２３０は、その軸方向端部で支持することができ、第１の有孔壁２１０と第２の有孔壁１４０との間に唯一のチャンバ２３４が延びる。図示の実施例では、第２の有孔壁２４０は略円形である、つまり円筒状壁面を形成するが、壁２４０は、六角形、正方形等の様々な別の形状とすることができる。
【００２３】
各第２の有孔壁１４０、２４０は、ダクト本体１０４、２０４と同じ材料、つまりプラスチック製とすることができる。何れの場合においても、第２の有孔壁１４０、２４０は、例えば射出成形又は押出部品等の一体部品として、又は、例えばファスナ及び／又は溶着によって結合される複数の部品として製作することができる。別の実施形態では、壁１４０、２４０は、プラスチック製又は金属製とすることができ、後者の場合、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム等で製作することができる。
【００２４】
前述の実施形態の何れの場合でも、随意的に、様々なサイレンサ要素１３０、２３０等は内側支持部１３６、２３６を含むことができ、追加的な支持及び／又は吸音チャンバの追加的な分離をもたらすようになっている。例えば、図３の実施形態にのみ示すように、内側支持部１３６は、各仕切り部分１３２のうちの少なくとも一方の、一対の有孔壁１５０の間に延び、サイレンサ要素１３０の追加的な支持及び／又は追加的な分離をもたらすようになっている。内側支持部１３６は、有孔壁１１０、１４０に関して列挙した材料の何れかで作ることができ、また、例えばダクト本体１０４への可能であれば第１の有孔壁１１０への結合による何らかの様式で固定することができる。代替的に、図９及び１０に示すように、内側支持部２３６は、中空内部２４２の中で軸方向に位置決めすることができる。図９に示す１つの実施形態では、支持リブ２７０（図示の両方）のうちの少なくとも一方は、サイレンサ要素２３０を支持するために内側支持部２３６に結合することができる。内側支持部２３６は、有孔壁１１０、１４０に関して列挙した材料の何れか、ビニル、又は鉛で作ることができる。
【００２５】
図１１を参照すると、第１の有孔壁１１０、２１０及び第２の有孔壁１４０、２４０の各々は、騒音を吸音材１２０、１５０、２２０、２５０によって吸収できるように内部に小孔１８０を有する、本明細書で列挙したような材料の平面シートを含むことができる。図１１に示すように、各小孔１８０は、壁面を貫通して延びる穴の形態とすることができる。代替的に、図１２及び１３に示すように、各小孔は異なる形状の開口部（図１２及び１３）を含むことができる。菱形、三角形、長方形等の別の形状も可能である。
【００２６】
吸音材１２０、１５０、２２０、２５０に関して、図１４−１７を参照すると、従来のフレームに設けられた垂直サイレンサパネルに比べて、サイレンサダクト１０２、２０２のより複雑な形状に起因して、前述の従来の吸音材は、一部の用途では不十分な可能性がある。特に、本開示の実施形態による各サイレンサダクト１０２、２０２は、非垂直又は非直線の部分をもつ３次元（３Ｄ）チャンバ１９０、２９０（図３及び９に示す）を有する少なくとも１つの要素を含む。本明細書で用いる場合、「３Ｄチャンバ１９０、２９０」は、吸音材１２０、１５０、２２０、２５０を設けて吸音を行うことができるサイレンサダクト１０２、２０２内の何らかの空間であり、３Ｄチャンバ１９０、２９０の部分は、３Ｄチャンバの一部とすること、又は３Ｄチャンバの実質的に全てを含むことができ、例えば、１つの実施形態において、３Ｄチャンバの９０％以上、他の実施形態において３Ｄチャンバの１００％とすることができる。吸音材１２０、１５０、２２０、２５０は、この部分を容量で９０％を超えて実質的に満たすことができる。理想的には、吸音材１２０、１５０、１５０、２５０は、産業用機械の運転時に、例えば、空隙、空洞、空所、又は材料分離がない状態で３Ｄチャンバ１９０、２９０の大部分を連続的に満たすことができる。３Ｄチャンバ１９０、２９０の部分を有する要素は、様々な形態とすることができ、ダクト本体１０４、２０４及び第１の有孔壁１１０、２１０で形成された外側要素の何らかの部分、第２の有孔壁１４０、２４０を備えるサイレンサ要素１３０、２３０、もしくは非垂直又は非直線構成のサイレンサダクトの何らかの他の部分とすることができる。すなわち、この部分は、外側要素及びサイレンサ要素のうちの少なくとも１つの部分である。図３−６に関して、この部分は細長いＳ形を有することができる。この場合、ミネラルウール、ロックウール、又はガラス繊維等の従来の吸音材は、本来的に３次元チャンバの形態をとることができず、いずれの場合においても、単独で、特に産業用機械の長期の運転期間にわたって永続的かつ実質的に３次元チャンバを満たすだけの十分な剛性がない。すなわち、従来の材料は、単独では、３次元チャンバの必須要件を維持する又は継続的に適合する／満たすための十分な剛性をもたらすことができず、たるみ、空隙等が生じるので、吸音性能が不十分となる。また、このような状况は、例えば吸湿や高速作動流体流れ等による損傷といった付加的な問題を引き起こす。これらの状况は、外側要素及びサイレンサ要素の少なくとも一方がプラスチック製である場合、対処するのが困難な場合がある。
【００２７】
本開示の実施形態による別の実施形態において、吸音部材１９２、２９２（図３、９、１２−１５）は、３Ｄチャンバ１９０、２９０（図３及び９）の一部に配置される。吸音部材１９２、２９２は、この部分を実質的に満たす。１つの実施形態において、この部分は、容量で９０％を超えて満たすことができ、他の実施形態において、この部分は容量で１００％満たすことができる。さらに、従来の吸音材を単に用いるのとは違って、吸音部材１９２、２９２は自立支持形である。本明細書で用いる場合、「自立支持形」は、部材１９２、２９２が、３Ｄチャンバ１９０、２９０から無傷で取り外された場合に、その形状を実質的に維持できること、すなわち元の形状から僅かに変化するだけであることを意味する。このようにして、吸音部材１９２、２９２は、所要の必須の吸音特性を提供するが、経時的にたるむ又は垂下することはない。理想的には、全ての例で必須ではないが、吸音部材１９２、２９２は、等方性音響特性を有する、すなわちあらゆる場所で実質的に均一な様式で音響エネルギを吸収する材料を含む。吸音部材１９２、２９２は、有孔壁（例えば、１１０、２１０、１４０、２４０）の近くの部位に配置することができる。
【００２８】
吸音部材１９２、２９２は種々の形態とすることができる。１つの実施形態において、図１４−１６に示すように、部材１９２、２９２は、自立保持形、すなわち形状を維持する、ワイヤメッシュ、発泡体、繊維、及びゲルのうちの少なくとも１つを含むことができる。部材１９２、２９２は、実質的に満たすことになる３Ｄチャンバ１９０、２９０の中の部分に適合する任意の形状とすることができる。従って、図１４に示す細長いＳ形、図１５に示す六角形又は六角形の任意の部分、図１６に示す略円形又は四半円形等とすることができる。発泡体を用いる場合、発泡体は、製造時に３Ｄチャンバ部分に適合するように形作り、その後挿入することができ、代替的に、液体形態で塗布されて膨張及び固化するスプレー発泡体を含むことができる。すなわち、吸音材は、所定位置で固化するスプレー塗布材料を含む。スプレー発泡体又はスプレー塗布材料は、オープンセル又はクローズドセルとすることができ、例えば、ＰＵ、ＰＵＲ、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又は所定位置で固化する類似のスプレー塗布材料を含むことができる。スプレー発泡体は、サイレンサダクト１０２、２０２の組立時及び又は組立後に塗布することができる。
【００２９】
図１７に示す他の実施形態において、吸音部材１９２、２９２は、ミネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つといった従来の材料を含むことができ、ミネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つを支持するための構造支持部１９４を備えることができる。構造支持部１９４は、ウール及び／又はガラス繊維１９６を集合的に自立支持様式で支持することができる任意の形態とすることができ、例えば、金属及び／又はプラスチック製の剛体又は半剛体要素等である。理想的には、構造支持部１９４は、音透過性の、例えば金属製有孔プレート又はプラスチック製有孔プレートであり、又は最低限でも周囲の吸音材の吸音に対する干渉が制限されるように構成される。図１７において、構造支持部１９４は、図３−６の実施形態に関連して示されているが、開示された実施形態の何れにも適用できる。図１７において、構造支持部１９４は、ウール及び／又はガラス繊維１９６の各層の間に配置されているが、その片面にだけ配置することができる。構造支持部１９４並びにウール及び／又はガラス繊維は、例えば接着剤又は機械的ファスナを用いて、何らかの方法で結合することができる。別の実施形態において、ウール及び／又はガラス繊維等の何れかの吸音材は、ダクト本体１０４、２０４及び／又は有孔壁１１０、２１０、１４０、２４０に単純に接着することができる。代替的に、前述の材料及び実施形態の何れかを塗布する前に、内部表面に接着剤を塗布して材料の位置を保持するのを助けることができる。
【００３０】
吸音部材の特定の実施形態を開示したが、他の実施形態を用いることができる。例えば、吸音部材は、部材が最終形態において垂下やたるみ等を許容しない自立支持様式で存在する限りにおいて、例えばスプレー発泡体、次にガラス繊維、ゲル、次にロックウールといった所定の順番で塗布される材料を含むこと、又は列挙した材料の任意の種々の組み合わせを含むことができる。
【００３１】
サイレンサダクト１０２、２０２は、サイレンサパネル構成を備えた従来のフレームに対して多くの利点をもたらす。例えば、多角形及び／又はＳ字形の形状により生じる一様でない流線形の流れ経路は、吸気流に対して大きな抵抗を付与しないが、音響波に対するリアクティブインピーダンス（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）の増大に起因して、例えば、ガスタービンにおいて圧縮機から外側への伝搬の間の騒音吸収に大きな影響を与える。結果として、本開示の実施形態によるサイレンサダクトは、従来のシステムと比べてより短い長さで設けることができる。さらに、プラスチック材料に起因して、サイレンサダクトは、軽量で取り扱いが容易で安価であり、例えば、ダクトの少なくとも一部に関して射出成形技術を用いて製造するのが容易である。また、ダクトは、従来の支持パネルの中、並びに支持パネルと支持部材との間の広範囲の溶着を必要としない。加えて、プラスチックは、若干強化された音響性能を提供することができる（例えば、約２ｄＢ又はそれ以上の総合減衰量のより高いデシベル（ｄＢ）減衰）。加えて、プラスチックは、有孔壁用の鋼パネルに比べて小孔領域の大きな開口割合を可能にする。
【００３２】
本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合に、「含む」及び／又は「備える」という用語は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を明示しているが、１つ又はそれ以上の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。
【００３３】
以下の請求項における全ての全ての手段又はステッププラス機能要素の対応する内部構造、材料、動作、及びその均等物は、明確に特許請求される他の特許請求された要素と組み合せて機能を実行するあらゆる構造、材料又は作用を含むことを意図している。本開示の説明は、例示及び説明の目的で提示されており、開示された形態の開示内容に対して排他的又は限定することを意図するものではない。本開示の範囲及び技術的思想から逸脱することなく、多くの修正及び変形が当業者には明らかであろう。本実施形態は、本開示の原理及び実施可能な用途を最も良く説明するようにまた企図される特定の用途に適するような様々な修正を含む様々な実施形態の開示を当業者が理解するのを可能にするように、選択しかつ説明された。
【００３４】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
非垂直又は非直線のうちの少なくとも１つの部分を有する３次元（３Ｄ）チャンバを含む少なくとも１つの要素と、
上記部分の中に配置され、上記部分を実質的に満たしかつ自立支持形である吸音部材と、
を備えるサイレンサダクト。
［実施態様２］
上記少なくとも１つの要素は、
ダクト本体と、上記ダクト本体の中を延びる第１の有孔壁とを含み、上記ダクト本体の内部表面に対して実質的に平行な外側要素と、
上記外側要素を貫通して軸方向に延び、第２の有孔壁を含むサイレンサ要素と、
を含み、
上記部分は、上記外側要素及び上記サイレンサ要素のうちの少なくとも一方の部分であり、
上記吸音部材は、上記有孔壁に隣接した部分に配置される、実施態様１に記載のサイレンサダクト。
［実施態様３］
上記吸音部材は、ワイヤメッシュ、発泡体、繊維、及びゲルのうちの少なくとも１つを含む、実施態様１に記載のサイレンサダクト。
［実施態様４］
上記発泡体は、スプレー発泡体を含む、実施態様３に記載のサイレンサダクト。
［実施態様５］
上記吸音部材は、ミネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つ、及び上記ネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つを支持するための構造支持部を含む、実施態様１に記載のサイレンサダクト。
［実施態様６］
上記構造支持部は、上記ネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つに接着される、実施態様５に記載のサイレンサダクト。
［実施態様７］
上記吸音部材は、所定位置で固化するスプレー塗布材料を含む、実施態様１に記載のサイレンサダクト。
［実施態様８］
上記外側要素及び上記サイレンサ要素のうちの少なくとも一方の少なくとも一部は、プラスチック製である、実施態様１に記載のサイレンサダクト。
［実施態様９］
上記部分は、細長いＳ形を有する、実施態様１に記載のサイレンサダクト。
［実施態様１０］
上記部分は、上記３Ｄチャンバの実質的に全てを含む、実施態様１に記載のサイレンサダクト。
［実施態様１１］
作動流体流れを形成し、圧縮機に作動的に結合する吸気口フレームと、
上記吸気口フレーム内に位置決めされたサイレンサダクトと、
を備えるターボ機械吸気口であって、
上記サイレンサダクトは、
非垂直又は非直線のうちの少なくとも１つの部分を有する３次元（３Ｄ）チャンバを含む少なくとも１つの要素と、
上記部分の中に配置され、上記部分を実質的に満たしかつ自立支持形である吸音部材と、
を含む、ターボ機械吸気口。
［実施態様１２］
上記少なくとも１つの要素は、
ダクト本体と、上記ダクト本体の中を延びる第１の有孔壁とを含み、上記ダクト本体の内部表面に対して実質的に平行な外側要素と、
上記外側要素を貫通して軸方向に延び、第２の有孔壁を含むサイレンサ要素と、
を含み、
上記部分は、上記外側要素及び上記サイレンサ要素のうちの少なくとも一方の部分であり、
上記吸音部材は、有孔壁に隣接した部分に配置される、実施態様１１に記載のターボ機械吸気口。
［実施態様１３］
上記吸音部材は、ワイヤメッシュ、発泡体、繊維、及びゲルのうちの少なくとも１つを含む、実施態様１１に記載のターボ機械吸気口。
［実施態様１４］
上記発泡体は、スプレー発泡体を含む、実施態様１３に記載のターボ機械吸気口。
［実施態様１５］
上記吸音部材は、ミネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つ、及び上記ネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つを支持するための構造支持部を含む、実施態様１１に記載のターボ機械吸気口。
［実施態様１６］
上記構造支持部は、上記ネラルウール、ロックウール、及びガラス繊維のうちの少なくとも１つに接着される、実施態様１５に記載のターボ機械吸気口。
［実施態様１７］
上記吸音部材は、所定位置で固化するスプレー塗布材料を含む、実施態様１１に記載のターボ機械吸気口。
［実施態様１８］
上記外側要素及び上記サイレンサ要素のうちの少なくとも一方の少なくとも一部は、プラスチック製である、実施態様１１に記載のターボ機械吸気口。
［実施態様１９］
上記部分は、細長いＳ形を有する、実施態様１１に記載のターボ機械吸気口。
［実施態様２０］
上記部分は、上記３Ｄチャンバの実質的に全てを含む、実施態様１１に記載のターボ機械吸気口。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ターボ機械
１２  ガスタービンシステム
１６  吸気セクション
１７  吸気口フレーム
１８  圧縮機
２０  燃焼器構成要素
２２  タービン構成要素
２４  シャフト
２８  発電機
３０  水平方向サイレンサ
１００  サイレンサシステム
１０２  サイレンサダクト
１０４  ダクト本体
１１０  有孔壁
１２０  第１の吸音材
１３０  サイレンサ要素
１３２  仕切り部分
１３４  チャンバダクト
１３６  サイレンサ要素
１４０  有孔壁
１４８  軸方向湾曲部分
１５０  第２の吸音材
１５８  軸方向湾曲部分
１６０  上流端
１６２  下流端
１６４  軸方向直線部分
１８０  小孔
１９０  ３Ｄチャンバ
１９２  吸音材
１９６  ガラス繊維
１９４  構造支持部
２０４  ダクト本体
２０６  フレーム
２１０  有孔壁
２２０  第１の吸音材
２３０  サイレンサ要素
２３４  チャンバダクト
２４０  有孔壁
２４２  中空内部
２５０  第２の吸音材
２７０  支持リブ
２９０  ３Ｄチャンバ
２９２  吸音材
３３０  サイレンサ要素
３６０  上流端
３６２  下流端
【図１】
2017058670.tif 000003
【図２】
2017058670.tif 000004
【図３】
2017058670.tif 000005
【図４】
2017058670.tif 000006
【図５】
2017058670.tif 000007
【図６】
2017058670.tif 000008
【図７】
2017058670.tif 000009
【図８】
2017058670.tif 000010
【図９】
2017058670.tif 000011
【図１０】
2017058670.tif 000012
【図１１】
2017058670.tif 000013
【図１２】
2017058670.tif 000014
【図１３】
2017058670.tif 000015
【図１４】
2017058670.tif 000016
【図１５】
2017058670.tif 000017
【図１６】
2017058670.tif 000018
【図１７】
2017058670.tif 000019
【外国語明細書】
2017058670000001.pdf