专利名称：衰减装置及燃气轮机燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在例如对压缩后的高温高压的空气供给燃料使其燃烧、并将产生的燃 烧废气向涡轮机供给而获得旋转动力的燃气轮机中，能够抑制燃烧器中产生的燃烧振动的 衰减装置、及具有该衰减装置的燃气轮机燃烧器。
背景技术：
例如，燃气轮机由压缩机、燃烧器及涡轮机构成，从空气取入口取入的空气被压缩 机压缩，而变成高温高压的压缩空气，在燃烧器中对该压缩空气供给燃料使其燃烧，高温高 压的燃烧废气驱动涡轮机，从而对连结到该涡轮机的发电机进行驱动。这种情况下，涡轮机 通过在机室内交替配设多个静叶片及动叶片而构成，利用燃烧废气驱动动叶片而对连结有 发电机的输出轴进行旋转驱动。然后，驱动涡轮机的燃烧废气在排气机室的扩散器的作用 下变换成静压而被向大气排出。在如上构成的燃气轮机的燃烧器中，燃烧器内筒支承在燃烧器外筒的内侧且燃烧 器尾筒连结到该燃烧器内筒的前端部，从而构成壳体，在燃烧器外筒与燃烧器内筒之间形 成有向该燃烧器内筒供给高压空气的空气通路。在燃烧器内筒内的中心部配设有辅助喷 嘴，并且在燃烧器内筒的内周面配设多个主燃料喷嘴，在辅助喷嘴的周围配设辅助点火器。另外，在燃烧器尾筒连结旁通管，通过该旁通管形成将高压空气向燃烧器尾筒供 给的旁通通路。并且，在该旁通管设有高压流量调节阀。由此，被压缩机压缩的高温高压的压缩空气的空气流流入燃气轮机燃烧器的空气 通路，被导入燃烧器内筒。在燃烧器内筒中，该压缩空气与从燃料喷嘴喷射出的燃料混合， 成为预混合气的回旋流而流入燃烧器尾筒内。此时，燃料混合气被辅助点火器点燃而燃烧， 产生燃烧废气。此时，燃烧废气的一部分在燃烧尾筒内与火焰一起向周围扩散而喷出，由此 被从各主燃料喷嘴喷射出的预混合气点燃而燃烧。另外，通过流量调节阀的开闭操作将来 自压缩机的压缩空气分为通过空气通路被导向燃烧器内筒的燃烧用空气、通过旁通管被导 向燃烧器尾筒的旁通空气。由此，能够调节燃烧器内筒内的空燃比，打开流量调节阀时空燃 比减少，关闭流量调节阀时空燃比增加。其中，在如上动作的燃气轮机燃烧器中，存在空气与燃料的混合气燃烧时产生燃 烧振动的情况，该燃烧振动造成燃气轮机运转时的噪声和振动。特别，在近年来的燃气轮机 中，考虑到运转时对环境的影响而实现了排出气体的低NOx(氮氧化物)化，为了实现低NOx 化，多使用燃料的稀薄燃烧。然而，稀薄燃烧容易导致燃烧变得不稳定，因而容易产生燃烧 振动。因此，在现有的燃气轮机燃烧器中，配备了使振动衰减的衰减装置。作为配备有上述衰减装置的燃气轮机燃烧器，已知有例如专利文献1所记载的机 构。该专利文献1所记载的燃气轮机燃烧器中，在旁通弯头设有消声器。该消声器具有在 以环入旁通弯头的方式安装的支架；在与旁通弯头之间空出间隔而固定的一对音箱；配置 在旁通弯头与一对音箱之间由支架固定的一对盒，在盒上设有多孔质金属。由此，在具有迷 宫状的共鸣管的音箱的作用下低频的振动产生共鸣，通过安装在两处以上的多孔质金属能够使大范围的频带的振动衰减。专利文献1 日本特开2006-022966号公报。在上述现有的燃气轮机燃烧器中，音箱通过分隔形成涡旋状的管路。因此，为了形 成该音箱，必须要对多个板材进行弯曲加工并利用焊接进行接合，这样就会产生制造变得 复杂且制造成本增加等问题
发明内容
本发明用于解决上述课题而提出，其目的在于提供一种能够有效地使振动衰减并 同时实现结构的简单化及低成本化的衰减装置及燃气轮机燃烧器。用于解决上述课题的本发明的衰减装置形成为如下1) 10)的结构。1) 一种衰减装置，其设置在配管的外周部，在所述配管的内部具有流体流动的流 通路，所述衰减装置通过将所述配管内的流体导入来对声振动进行衰减，其中，所述衰减装 置的特征在于，具有流体导入部，其通过覆盖所述配管的外周部的至少一部分而形成有能 够导入所述流通路的流体的流体导入空间；多个音箱，该多个音箱各自的基端部与所述流 体导入部连结，且各自的前端部沿着所述配管的外周部延伸设置，在各自的内部具有与所 述流体导入空间连通的共鸣空间；分隔板，其通过分隔所述共鸣空间而形成规定长度的共 鸣管路。2)所述衰减装置的另一特征在于，所述流体导入部经由分支管连结所述多个音 箱，所述流体导入空间经由所述分支管内缩径的连通路与所述多个共鸣空间连通。3)所述衰减装置的又一特征在于，所述流体导入部的流体导入空间与共鸣空间连
ο4)所述衰减装置的再一特征在于，所述流体导入空间经由形成在所述配管上的多 个贯通孔与所述流通路连通，并且以从所述流体导入空间分支的方式连通所述多个共鸣空 间。5)所述衰减装置的再一特征在于，在所述音箱内的对置的壁面交替固定多个所述 分隔板，由此将所述共鸣空间分隔而形成具有规定长度且呈锯齿形状的所述共鸣管路。6)所述衰减装置的再一特征在于，所述多个共鸣管路为不同的长度。7)所述衰减装置的再一特征在于，在所述音箱内固定所述分隔板而形成具有规定 长度的所述共鸣管路，并且经由连结管将所述音箱的前端部连结到所述流体导入部，由此 将所述共鸣管路的前端部与所述流体导入空间连通，且在所述共鸣管路的长度方向上的中 途部固定闭塞板，从而形成不同长度的两个共鸣管路。8)所述衰减装置的再一特征在于，通过分隔壁将所述共鸣管路形成为沿所述配管 的轴向分隔的多个独立的共鸣管路，并且所述衰减装置具有连通这些共鸣管路彼此的开口 部或闭塞该开口部的闭塞板。9)所述衰减装置的再一特征在于，在所述共鸣管路设有对流体施加阻力的阻力部 件。10)另外，本发明提供一种燃气轮机燃烧器，其具有使高压空气与燃料在内部燃 烧而产生燃烧废气的燃烧筒；与该燃烧筒连结而将燃烧废气导向涡轮机的尾筒；向所述燃 烧筒供给用于燃烧的高压空气的燃烧用高压空气供给通路；对所述燃烧筒的高温空气喷射燃料的燃料喷嘴；向所述尾筒供给高压空气量的旁通管，所述燃气轮机燃烧器的特征在于， 在所述旁通管设有1) 9)中任一项所述的衰减装置。根据本发明的衰减装置，设有流体导入部，其通过覆盖配管的外周部的至少一部 分而形成有能够导入流通路的流体的流体导入空间；多个音箱，该多个音箱各自的基端部 与流体导入部连结，且各自的前端部沿着配管的外周部延伸设置，在各自的内部具有与流 体导入空间连通的共鸣空间；分隔板，其通过分隔共鸣空间而形成规定长度的共鸣管路。由 此，当在配管的流通路内产生声振动，该声振动的声能通过流体导入空间而被导入共鸣管 路时，声振动在该共鸣管路中产生共鸣而被抑制，能够有效地使该声振动衰减，另一方面， 将音箱的共鸣空间利用分隔板分隔而容易形成规定长度的共鸣管路，从而能够实现结构的 简单化及低成本化。
图1是本发明的实施例1所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的剖视图 (图4的I-I剖视图)。图2是实施例1的衰减装置的简要图。图3是实施例1的燃气轮机的简要结构图。图4是实施例1的燃气轮机燃烧器的简要结构图。图5是实施例1的燃气轮机燃烧器的要部剖视图。图6是本发明的实施例2所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的剖视图。图7是本发明的实施例3所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的剖视图。图8是本发明的实施例4所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的简要图。图9是本发明的实施例5所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的剖视图。图10-1是表示本发明的实施例1的衰减装置的安装状态的侧视简要图。图10-2是表示本发明的实施例5的衰减装置的安装状态的侧视简要图。图11是本发明的实施例6所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的剖视图。图12是本发明的实施例6所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的另一衰减装置的剖 视图。图13-1是表示本发明的实施例6的衰减装置的衰减比与频率的试验部位的简要 图。图13-2是表示本发明的实施例6的衰减装置的衰减比与频率的试验结果的图。图14-1是本发明的实施例7所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的其他衰减装置的 剖视图。图14-2是本发明的实施例7所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的其他衰减装置的 X-X线剖视图。图14-3是本发明的实施例7所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的其他衰减装置的 X-X线剖视图。附图标号说明11压缩机12燃烧器
13涡轮机14排气室3I燃烧器外筒(燃烧筒)32燃烧器内筒(燃烧筒)33燃烧器尾筒34辅助喷嘴(燃烧喷嘴)35主燃料喷嘴(燃烧喷嘴)44空气通路61旁通管(配管)63、81、91、101、111、121A、121B、131 衰减装置71流体导入部72分支管73a、73b、73c、73d 音箱74a、74b 分隔板A流通路B流体导入空间C连通路Da、Db共鸣空间Ea、Eb、Ec 共鸣管路82闭塞板83连结管92,93阻力部件
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的衰减装置及燃气轮机燃烧器的优选实施例进行详细说 明。此外，本发明并不局限于以下实施例。实施例1图1是本发明的实施例1所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的剖视图(图4的I-I剖视图)，图2是实施例1的衰减装置的简要图，图3是实施例1的燃气轮机 的简要结构图，图4是实施例1的燃气轮机燃烧器的简要结构图，图5是实施例1的燃气轮 机燃烧器的要部剖视图。如图3所示，实施例1的燃气轮机包括压缩机11、燃烧器(燃气轮机燃烧器)12、 涡轮机13及排气室14，在该涡轮机13连结有未图示的发电机。该压缩机11具有取入空 气的空气取入口 15，在压缩机机室16内交替配设有多个静叶片17和动叶片18，在其外侧 设置抽气歧管19。燃烧器12对被压缩机11压缩的压缩空气供给燃料，利用点火器点火而 进行燃烧。涡轮机13中在涡轮机机室20内交替配设有多个静叶片21和动叶片22。排气 室14具有与涡轮机13连续的排气扩散器23。另外，回转件(涡轮机轴)24以贯通压缩机 11、燃烧器12、涡轮机13、排气室14的中心部的方式设置，压缩机11侧的端部由轴承部25 支承为旋转自如，另一方面，排气室14侧的端部由轴承部26支承为旋转自如。并且，在该回转件24上固定多个盘型板来连结各动叶片18、22，并且，在排气室14侧的端部连结有未 图示的发电机的驱动轴。由此，从压缩机11的空气取入口 15取入的空气通过多个静叶片21与动叶片22 被压缩，而变成高温高压的压缩空气，在燃烧器12中，对该压缩空气供给规定的燃料而使 其燃烧。然后，作为在该燃烧器12中生成的工作流体的高温高压的燃烧废气通过构成涡轮 机13的多个静叶片21与动叶片22，由此驱动回转件24使其旋转，对连结 到该回转件24的 发电机进行驱动，另一方面，废气在排气室14的排气扩散器23的作用下变换成静压而被向 大气排出。如图4所示，在上述燃烧器12中，燃烧器内筒32空出规定间隔支承在燃烧器外筒 31的内部，且在该燃烧器内筒32的前端部连结燃烧器尾筒33，从而构成燃烧器壳体。这种 情况下，通过燃烧器外筒31与燃烧器内筒32构成本发明的燃烧筒。在燃烧器内筒32内，在 其中心部配设辅助喷嘴34，并且，在燃烧器内筒32的内周面沿着周向以包围辅助喷嘴34的 方式配设多个主燃料喷嘴(预混合喷嘴)35，在辅助喷嘴34的前端部安装有引导锥体36。 另外，在燃烧器外筒31的内周面沿着周向配设有多个顶帽喷嘴(top hat nozzles) 37.这 种情况下，由辅助喷嘴34与主燃料喷嘴(预混合喷嘴)35构成本发明的燃料喷嘴。如图5所示，详细进行说明，燃烧器外筒31构成为外筒盖部42与外筒主体41的 基端部密接、通过多个紧固螺栓43进行紧固的结构，燃烧器内筒32的基端部嵌接在该外筒 盖部42，在外筒盖部42与燃烧器内筒32之间形成有空气通路44 (燃烧用高压空气供给通 路)44。并且，在燃烧器内筒32内，在其中心部配设辅助喷嘴34，并且以包围该辅助喷嘴34 的方式配设多个主燃料喷嘴35，各主燃料喷嘴35的前端部与主点火器45连通。另外，顶帽部47嵌合于外筒盖部42，通过多个紧固螺栓48进行紧固，上述的顶帽 喷嘴37设置在该顶帽部47。S卩，在顶帽部47的基端部沿着周向形成燃料腔49，从该燃料 腔49朝向前端侧形成多个燃料通路50，在该燃料通路50的前端部连结有栓52。并且，未图示的辅助燃料管路连结到辅助喷嘴34的燃料口 53，主燃料管路连结到 燃料喷嘴35的燃料口 54，且顶帽燃料管路连结到顶帽喷嘴37的燃料口 55。另外，如图4所示，旁通管61连结到尾筒33，在该旁通管61上设有旁通阀(流量 调节阀)62。这种情况下，通过旁通管61构成本发明的配管，在旁通管61的内部形成有高 压空气(流体)流动的流通路A。并且，在该旁通管61安装有使声振动衰减的衰减装置63。如图1及图2所示，在该衰减装置63中，在旁通管61的外周部配置覆盖其周向的 至少一部分的流体导入部71，在旁通管61与该流体导入部71之间形成有流体导入空间B。 并且，在被流体导入部71覆盖的旁通管61上形成有多个贯通孔61a，流体导入空间B通过 上述多个贯通孔61a与旁通管61的流通路A连通。流体导入部71以覆盖旁通管61的外周部的一部分的方式形成为环形状，通过焊 接等固定于该旁通管61。并且，在该流体导入管71经由分支管72连结有多个(本实施例 中为两个)音箱73a、73b。在上述各音箱73a、73b中，各自的基端部经由分支管72连结到 流体导入部71，另一方面，各自的前端部在旁通管61及流体导入部71的外周部上沿着周向 延伸设置。并且，各音箱73a、73b通过闭塞前端部而在内部形成共鸣空间Da、Db，上述共鸣 空间Da、Db经由分支管72内缩径的连通路C与流体导入部71的流体导入空间B连通。各音箱73a、73b从分支管72分支而形成为弯曲成L字形状的中空箱型形状，通过在前端部侧的内部固定多个分隔板74a、74b，由此各共鸣空间Da、Db被分隔而形成规定长 度的共鸣管路Ea、Eb。S卩，各音箱73a、73b的前端部侧构成为，通过在相互对置的壁面仅交 替固定多个分隔板74a、74b的端部，由此各共鸣空间Da、Db被分隔而形成具有规定长度的 锯齿形状的共鸣管路Ea、Eb。这种情况下，多个分隔板74a、74b的端部相对于各音箱73a、 73b的对置壁面倾斜而被固定，由此确保呈锯齿形状的共鸣管路Ea、Eb的长度。在本实施例中，通过将流体导入部71、分支管72与各音箱73a、73b形成为一体而 形成衰减装置的壳体，并在该壳体(音箱73a、73b)的内部固定分隔板74a、74b，从而制造衰 减装置63。这种情况下，利用板金形成流体导入部71、分支管72、各音箱73a、73b，通过焊 接将各部件接合为好。并且，通过焊接将衰减装置63相对于旁通管61固定。
由此，旁通管61的流通路A通过多个贯通孔61a与流体导入部71的流体导入空 间B连通，该流体导入空间B通过分支管72的连通路C与各音箱73a、73b的共鸣空间Da、 Db连通，各共鸣空间Da、Db与形成在前端部侧的共鸣管路Ea、Eb连通。如图4及图5所示，在这样构成的实施例1的燃气轮机燃烧器12中，被压缩机11 压缩后的高温高压的压缩空气的空气流流入燃烧器12的机室内时，该压缩空气通过空气 通路44与从顶帽喷嘴37喷射出的燃料混合，该燃料混合气流入燃烧器内筒32内。在燃烧 器内筒32内，该燃料混合气通过主点火器45与从主燃料喷嘴35喷射出的燃料混合，成为 预混合气的回旋流而流入燃烧器尾筒33内。另外，燃料混合气与从辅助喷嘴34喷射出的 燃料混合，被主点火器45未图示的引燃火点燃而燃烧，成为燃烧废气后向尾筒33内喷出。 此时，燃烧废气的一部分在尾筒33内与火焰一起向周围扩散而喷出，由此被从各主燃料喷 嘴35流入尾筒33内的预混合气点燃而燃烧。即，利用从辅助喷嘴34喷射出的辅助燃料所 产生的扩散火焰，能够稳定用于进行来自主燃料喷嘴35的稀薄预混合燃料的稳定燃烧的 火焰。另外，在连结到燃烧器尾筒33内的旁通管61中，调节旁通阀62的开度，由此机室 的压缩空气通过旁通管61的流通路A而被向尾筒33供给。即，通过该旁通阀62的开闭操 作将压缩空气分为通过空气通路44被导向燃烧器内筒32的燃烧用空气、通过旁通管61被 导向燃烧器尾筒33的旁通空气，由此能够调节燃烧器内筒32中的空燃比。此外，在如上动作的燃气轮机燃烧器12中，存在压缩空气与燃料的混合气在燃烧 器内筒32内燃烧时产生燃烧振动的情况。这种情况下，在本实施例中，在旁通管61上设有 衰减装置63，使燃烧器内筒32内产生的燃烧振动通过旁通管61而在衰减装置63的作用下 衰减。S卩，当燃烧器内筒32内高压空间与燃料燃烧而产生燃烧废气时，该燃烧振动与燃 烧废气一起被导向旁通管61，该燃烧振动所产生的声能被导入衰减装置63。这样，如图1 所示，从旁通管61的流通路A通过多个贯通孔61a被导向流体导入部71的流体导入空间 B的燃烧振动所产生的声能，从该流体导入空间B通过分支管72的连通路C而被导入各音 箱73a、73b的共鸣空间Da、Db，且从该共鸣空间Da、Db被导向共鸣管路Ea、Eb。这样，燃烧 振动(声能)在该共鸣管路Ea、Eb内产生共鸣而被衰减。这种情况下，共鸣管路Ea、Eb的 长度根据燃烧器内筒32内产生的燃烧振动的频率特性而预先设定。这样，实施例1的衰减装置63及燃气轮机燃烧器12构成为，在燃烧器外筒31的内 侧配置燃烧器内筒32，在该燃烧器内筒32的前端部连结燃烧器尾筒33且在内部配置辅助喷嘴34及主燃料喷嘴35，设有向燃烧器内筒32供给用于燃烧的高压空气的空气通路44， 并且设有向燃烧器尾筒33供给高压空气量的旁通管61，在该旁通管61设置衰减装置63， 该衰减装置63包括覆盖旁通管61的外周部而形成流体导入空间B的流体导入部71 ；基 端部连结到流体导入部71且前端部在旁通管61的外周部沿周向延伸设置而形成共鸣空间 Da、Db的多个音箱73a、73b ；通过分隔共鸣空间Da、Db而形成规定长度的共鸣管路Ea、Eb 的分隔板74a、74b。由此，当燃烧器内筒32内高压空气与燃料燃烧产生燃烧废气时，相伴产生的燃烧 振动被导入旁通管61，该燃烧振动所产生的声能从流通路A被导入流体导入空间B，从该流 体导入空间B通过连通路C被导入共鸣空间Da、Db，在通过分隔板74a、74b分隔该共鸣空 间Da、Db而形成的共鸣管路Ea、Eb中产生共鸣，能够使燃烧振动适当地衰减。这种情况下，通过将流体导入部71、分支管72与各音箱73a、73b形成为一体，在音 箱73a、73b的内部固定分隔板74a、74b，由此制造衰减装置63。因此，通过焊接接合流体导 入部71、分支管72、音箱73a、73b、分隔板74a、74b，由此能够容易制造衰减装置63，从而实 现结构的简单化及低成本化。另外，在实施例1的衰减装置63中，在流体导入部71经由分支管72连结多个音 箱73a、73b，流体导入空间B经由分支管72内缩径的连通路C与多个共鸣空间Da、Db连通。 由此，在旁通管61的流通路A内产生的声振动的声能经由一个连通路C被导入多个共鸣空 间Da、Db而衰减，利用多个共鸣空间Da、Db能够有效地使声振动衰减，并且，能够在有限的 空间内有效地确保共鸣管路Ea、Eb。
另外，在实施例1的衰减装置63中，流体导入空间B经由形成在旁通管61上的多 个贯通孔61a与流通路A连通，并且，以从流体导入空间B分支的方式连通多个共鸣空间 Da、Db。由此，在旁通管61的流通路A内产生的声振动的声能通过多个贯通孔61a被导入 流体导入空间B，经由连通路C被导入多个共鸣空间Da、Db而衰减，利用多个共鸣空间Da、 Db能够有效地使声振动衰减，并且，能够在有限的空间内有效地确保共鸣管路Ea、Eb。另外，在实施例1的衰减装置63中，通过在音箱73a、73b内对置的壁面交替固定 多个分隔板74a、74b，从而分隔共鸣空间而形成具有规定长度的锯齿形状的共鸣管路Ea、 Eb。由此，在大小有限的共鸣空间Da、Db内利用多个分隔板74a、74b形成规定长度的共鸣 管路Ea、Eb,从而能够有效地使声振动衰减。实施例2图6是本发明的实施例2所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的剖视图。 此外，对具有与上述实施例所说明的部件相同的功能的部件标注相同符号，而省略重复的 说明。如图6所示，在实施例2中，在旁通管61上安装使声振动衰减的衰减装置81，该衰 减装置81设定为与多个共鸣管路不同的长度。S卩，在该衰减装置81中，通过在旁通管61的外周部固定流体导入部71而形成流 体导入空间B，流体导入空间B通过多个贯通孔61a与旁通管61的流通路A连通。在流体 导入部71经由分支管72连结两个音箱73a、73b，各音箱73a、73b中，基端部经由分支管72 连结到流体导入部71，另一方面，前端部在旁通管61及流体导入部71的外周部沿周向延伸 设置。并且，各音箱73a、73b中，基端部经由分支管72的连通路C与流体导入空间B连通，前端部被闭塞而形成共鸣空间Da、Db，所述共鸣空间Da、Db中，通过在前端部固定多个分隔 板74a、74b而形成规定长度的共鸣管路Ea、Eb。并且，在本实施例中，在另一个音箱73b的共鸣空间Db中，通过焊接将闭塞板82固定在两个分隔板74b之间。因此，旁通管61的流通路A通过多个贯通孔61a与流体导入 部71的流体导入空间B连通，通过分支管72的连通路C与一个音箱73a的共鸣空间Da连 通，而连通共鸣管路Ea，另一方面，通过分支管72的连通路C与另一个音箱73b的共鸣空 间Db连通，而连通共鸣管路Eb。这种情况下，通过在另一个音箱73b的分隔板74b上固定 闭塞板82，使从流通路A到流体导入空间B、连通路C、共鸣空间Da、共鸣管路Ea的前端部 为止的长度、与从流通路A到流体导入空间B、连通路C、共鸣空间Db、共鸣管路Eb的闭塞端 (闭塞板82)为止的长度不同。在如上构成的衰减装置81中，燃烧废气与其燃烧振动一起被导入旁通管61，该燃 烧振动所产生的声能被导入衰减装置81。这样，从旁通管61的流通路A通过多个贯通孔 61a被导入流体导入部71的流体导入空间B的燃烧振动的声能，从该流体导入空间B通过 分支管72的连通路C被导入各音箱73a、73b的共鸣空间Da、Db，并从该共鸣空间Da、Db被 导入共鸣管路Ea、Eb。这样，燃烧振动(声能)在该共鸣管路Ea、Eb中产生共鸣而被衰减。 这种情况下，由于共鸣管路Ea、Eb的长度设定为不同的长度，因此使伴随燃烧产生的不同 频率的燃烧振动适当地衰减。此外，在本实施例的衰减装置81中，通过在音箱73b中两个分隔板74b之间固定 闭塞板82，而使另一个共鸣管路Eb的长度与一个共鸣管路Ea的长度不同。这种情况下， 由于音箱73b的共鸣空间Db被闭塞板82分割成两个共鸣管路Eb、Ec,因此通过利用连结 管83连结流体导入部71与音箱73b的前端部，将流体导入空间B与共鸣管路Ec连通，从 而能够形成三个长度不同的共鸣管路Ea、Eb、Ec，使伴随燃烧产生的三种频率的燃烧振动适 当地衰减。在上述实施例2的衰减装置81中，利用流体导入部71覆盖旁通管61的外周部而 形成流体导入空间B，将在内部具有共鸣空间Da、Db的多个音箱73a、73b的基端部与流体 导入部71连结，将前端部在旁通管61的外周部上沿着周向延伸设置，利用分隔板74a、74b 分隔共鸣空间Da、Db而形成共鸣管路Ea、Eb，在另一个音箱73b中两个分隔板74b之间固 定闭塞板82，而使另一个共鸣管路Eb的长度比一个共鸣管路Ea的长度短。由此，伴随燃烧产生的燃烧振动被导入旁通管61，该燃烧振动所产生的声能从流 通路A被导入流体导入空间B，并从该流体导入空间B通过连通路C被导入共鸣空间Da、 Db，在该共鸣空间Da、Db被分隔板74a、74b分隔而成的共鸣管路Ea、Eb中产生共鸣，从而能 够使燃烧振动适当地衰减。此时，通过使共鸣管路Ea、Eb的长度不同，而能够在各共鸣管路 Ea, Eb的作用下使产生的不同频率的多个声振动适当地衰减。另外，通过利用连结管83连结流体导入部71与音箱73b的前端部，将流体导入空 间B与共鸣管路Ec连通，从而能够形成三个不同长度的共鸣管路Ea、Eb、Ec，能够使伴随燃 烧产生的三种频率的燃烧振动适当地衰减，能够在有限的空间内有效地形成不同长度的多 个共鸣管路Ea、Eb、Ec。实施例3图7是本发明的实施例3所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的剖视图。此外，对具有与上述实施例所说明的部件相同的功能的部件标注相同符号，而省略重复的 说明。如图7所示，在实施例3中，在旁通管61上安装使声振动衰减的衰减装置91，在该 衰减装置91中，在共鸣管路上设有对流体施加阻力的阻力部件。S卩，在该衰减装置91中，在旁通管61的外周部固定流体导入部71而形成流体导 入空间B，流体导入空间B通过多个贯通孔61a与旁通管61的流通路A连通。在该流体导 入部71经由分支管72连结两个音箱73a、73b，各音箱73a、73b中，基端部经由分支管72连 结到流体导入部71，另一方面，前端部在旁通管61及流体导入部71的外周部沿周向延伸设 置。并且，各音箱73a、73b中，基端部经由 分支管72的连通路C与流体导入空间B连通，前 端部被闭塞而形成共鸣空间Da、Db，所述共鸣空间Da、Db中，通过在前端部固定多个分隔板 74a、74b而形成规定长度的共鸣管路Ea、Eb。并且，在本实施例中，在另一个音箱73b的共鸣空间Db中，在共鸣管路Eb的上游 侧设有两个阻力部件92、93。这种情况下，阻力部件92、93由多孔质金属、多孔板等构成。 需要说明的是，在上述实施例中，将阻力部件92、93设置在一个共鸣空间Db中，其数量为两 个，但阻力部件的安装位置及数量并不局限于实施例，可以根据燃烧器的结构或燃烧方式 等适当设定。在这样构成的衰减装置91中，燃烧废气与其燃烧振动一起被导入旁通管61，该燃 烧振动所产生的声能被导入衰减装置91。这样，从旁通管61的流通路A通过多个贯通孔 61a被导入流体导入部71的流体导入空间B的燃烧振动的声能，从该流体导入空间B通过 分支管72的连通路C被导入各音箱73a、73b的共鸣空间Da、Db，并从该共鸣空间Da、Db被 导入共鸣管路Ea、Eb。此时，燃烧振动(声能)通过阻力部件92、93，由此降低振动的能量， 之后燃烧振动(声能)在共鸣管路Ea、Eb中产生共鸣而被衰减。这样，在实施例3的衰减装置91中，利用流体导入部71覆盖旁通管61的外周部 而形成流体导入空间B，将在内部具有共鸣空间Da、Db的多个音箱73a、73b的基端部与流 体导入部71连结，将前端部在旁通管61的外周部沿周向延伸设置，利用分隔板74a、74b分 隔共鸣空间Da、Db而形成共鸣管路Ea、Eb，在另一个音箱73b的共鸣空间Db中设有阻力部 件92、93。由此，伴随燃烧产生的燃烧振动被导入旁通管61，该燃烧振动所产生的声能从流 通路A被导入流体导入空间B，并从该流体导入空间B通过连通路C被导入共鸣空间Da、Db， 在该共鸣空间Da、Db被分隔板74a、74b分隔而成的共鸣管路Ea、Eb中产生共鸣，从而能够 使燃烧振动适当地衰减。此时，燃烧振动(声能)通过阻力部件92、93时振动的能量被降 低，能够使声振动有效地衰减。实施例4图8是表示本发明的本实施例4所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的简 要图。此外，对具有与上述实施例所说明的部件相同的功能的部件标注相同符号，而省略重 复的说明。如图8所示，在实施例4中，在旁通管61上安装使声振动衰减的衰减装置101，该 衰减装置101具有四个共鸣管路。S卩，在该衰减装置101中，在旁通管61的外周部固定流体导入部71而形成流体导入空间，在流体导入部71经由分支管72连结四个音箱73a、73b、73c、73d，各音箱73a、73b、 73c、73d的内部的各共鸣空间中，利用未图示的多个分隔板形成规定长度的共鸣管路。 在这样构成的衰减装置101中，燃烧废气与其燃烧振动一起被导入旁通管61，该 燃烧振动所产生的声能被导入衰减装置101。这样，从旁通管61的流通路被导入流体导入 部71的流体导入空间的燃烧振动的声能，从该流体导入空间通过分支管72的连通路被导 入各音箱73a、73b、73c、73d的共鸣空间，并从该共鸣空间被导入共鸣管路。这样，燃烧振动 (声能)在共鸣管路中产生共鸣而被衰减。这样，在实施例4的衰减装置101中，利用流体导入部71覆盖旁通管61的外周部 而形成流体导入空间，将在内部具有共鸣空间的多个音箱73a、73b、37c、73d的基端部与流 体导入部71连结，将前端部在旁通管61的外周部沿周向延伸设置，利用分隔板分隔共鸣空 间而形成共鸣管路。由此，伴随燃烧产生的燃烧振动被导入旁通管61，该燃烧振动所产生的声能从流 通路被导入流体导入空间，并从该流体导入空间通过连通路被导入四个共鸣空间，在该共 鸣空间的共鸣管路中产生共鸣，从而能够使燃烧振动适当地衰减。此时，通过使四个共鸣管 路的长度不同，而能够使四个频率的燃烧振动有效地衰减。需要说明的是，在上述各实施例中，设置两个或四个音箱，形成有相同数量的共鸣 空间及共鸣管路，但上述结构的数量并不局限于实施例，可以根据燃烧器的结构或燃烧方 式等适当设定。另外，在上述各实施例中，将衰减装置设置在旁通管上，但并不局限于此，可以设 置于燃烧器内筒或燃烧器尾筒。实施例5图9是表示本发明的实施例5所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的简要 图。此外，对具有与上述实施例所说明的部件相同的功能的部件标注相同符号，而省略重复 的说明。如图9所示，在实施例5中，在旁通管61上安装使声振动衰减的衰减装置111，在 该衰减装置111中，没有设置图1那样的构成连通路C的分支管72，而将流体导入空间B与 共鸣空间Da、Db直接连通。在本实施例中，用于构成共鸣管路Ea、Eb的分隔部件为四片分隔板74a_l 74a-4、74b-l 74b_4。另外，流体导入部71也不像图1所示的衰减装置63那样覆盖旁通管61的大约 3/4，而是覆盖1/4左右，从而实现紧凑化。由此，如图10-1所示，实施例1那样的衰减装置63的共鸣空间部分向旁通管61 的上方大幅突出，与此不同的是，如图10-2所示，在实施例5的衰减装置11中，共鸣空间部 分从旁通管61的突出量变成最小而能够实现紧凑化。这样，在本实施例中，能够实现紧凑化，并且无需打开机室就能够拆下衰减装置 111。另外，如图10-2所示，将衰减装置111的主体的一部分形成为锥状而能够扩大截 面积，实现低频的衰减。这样，根据本实施例，能够在不牺牲燃烧振动降低效果的前提下进行低频的衰减。
实施例6图12-1、12-2是本发明 的实施例6所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置的 简要图。此外，对具有与上述实施例所说明的部件相同的功能的部件标注相同符号，而省略 重复的说明。在实施例6中，在图9所示的衰减装置111中，通过局部去除多个分隔板74a_l 74a-4、74b-l 74b_4来实现低频的衰减。S卩，在图11的衰减装置121A中，从图9的衰减装置111中去除分隔板74a_4、 74b-4，而形成赫尔姆霍茨共鸣器，实现了低频的衰减。另一方面，在图12的衰减装置121B中，从图9的衰减装置111中去除分隔板 74a-3、74b-3，而将共鸣管路Ea、Eb中段的截面积扩大，实现了低频调谐。这是由于在图13-1所示的衰减装置111的各部位，存在图13-2所示的衰减比与 频率的关系。该试验中，将各部位的截面积的标准设为1，测量比该基准小(少)的情况与比该 基准大(多)的情况下的衰减比与频率的关系。由此可以确认，A5(对应于图11的衰减装置121A)与A4(对应于图12的衰减装 置121B)的情况下，衰减比大致保持不变，频率随截面积增大而变成低频。从而能够明确，通过扩大共鸣管路Ea、Eb的中段部分与里侧的局部空间，而能够 实现低频的衰减，从而能够使低频的振动有效地衰减。实施例7图14-1及14-2是本发明的实施例7所涉及的适用于燃气轮机燃烧器的衰减装置 的剖视图，图14-2是图14-1的X-X线剖视图。此外，对具有与上述实施例所说明的部件相 同的功能的部件标注相同符号，而省略重复的说明。在实施例7中，如图14-1、14-2所示，在旁通管61上安装使声振动衰减的衰减装 置131，该衰减装置131中，形成由分隔壁132分割出的沿旁通管61的轴向Y分割的多个独 立的共鸣管路室(在本实施例中为前侧共鸣管路Ea-f与后侧共鸣管路Ea-r)，并且，具有连 通上述前侧共鸣管路Ea-f与后侧共鸣管路Ea-r的开口部133或闭塞该开口部133的闭塞 板134。并且，根据频率将闭塞板134闭塞或打开，从而能够调节共鸣管路的长度。这里，图14-2、14-3中，符号74a_lf表示前侧分隔板，74b_lf 4f表示后侧分隔 板，92表示阻力部件。此外，在本实施例的说明中，对图14-1的衰减装置121的左侧的共鸣管路进行了 说明，但也同样适用于右侧的共鸣管路。S卩，在该衰减装置131中，如图14-2所示，形成沿Y方向的前后(在本实施例中将 外筒主体41作为后侧)分割的共鸣管路(前侧共鸣管路Ea-f与后侧共鸣管路Ea-r)，将 开口部133打开时，由封闭板135闭塞共鸣空间Da-r侧，由此，相对于实施例6的衰减装置 111，形成截面积变为1/2且长度变成两倍的前侧共鸣管路Ea-f与后侧共鸣管路Ea-r。另一方面，如图14-3所示，在由闭塞板134闭塞开口部133的情况下，前侧共鸣管 路Da-f与后侧共鸣管路Da-r成为各自独立的空间，从而形成与实施例6相同长度的共鸣 管路Ea-f、Ea-r，其中，开口部133连通沿Y方向的前后分割的共鸣管路室(前侧Ea-f与 后侧Ea-r)。
这样，根据本实施例，能够根据所期望的频率将共鸣管路的长度设定为不同长度， 因此，能够使伴随燃烧产生的不同频率的燃烧振动适当地衰减。由此，伴随燃烧产生的燃烧振动被导入旁通管61，该燃烧振动所产生的声能从流 通路A通过流通路C被导入共鸣空间Da-f、Da-r、Db_f、Db_r，在该共鸣空间Da_f、Da_r、 Db-f、Db-r产生共鸣，能够使燃烧振动适当地衰减。此时，通过打开开口部133，将Da-f、 Da-r.Db-f.Db-r的长度变成两倍，由此管长变长，能够适当地进行低频侧的谐调。 此外，在本实施例中，将前室和后室沿配管的轴向分割成两个，但本发明并不局限 于此，可以分割成两个以上而使共鸣空间的长度进一步变长。产业上的可利用性本发明所涉及的衰减装置及燃气轮机燃烧器能够使振动有效地衰减，另一方面， 实现了结构的简单化及低成本化，适用于任意种类的衰减装置及燃气轮机燃烧器。
权利要求
一种衰减装置，其设置在配管的外周部，在所述配管的内部具有流体流动的流通路，所述衰减装置通过将所述配管内的流体导入来对声振动进行衰减，所述衰减装置的特征在于，具有流体导入部，其通过覆盖所述配管的外周部的至少一部分而形成有能够导入所述流通路的流体的流体导入空间；多个音箱，该多个音箱各自的基端部与所述流体导入部连结，且各自的前端部沿着所述配管的外周部延伸设置，在各自的内部具有与所述流体导入空间连通的共鸣空间；分隔板，其通过分隔所述共鸣空间而形成规定长度的共鸣管路。
2.根据权利要求1所述的衰减装置，其特征在于，所述流体导入部经由分支管连结所述多个音箱，所述流体导入空间经由所述分支管内 缩径的连通路与所述多个共鸣空间连通。
3.根据权利要求1所述的衰减装置，其特征在于， 所述流体导入部的流体导入空间与共鸣空间连通。
4.根据权利要求1或2所述的衰减装置，其特征在于，所述流体导入空间经由形成于所述配管的多个贯通孔与所述流通路连通，并且以从所 述流体导入空间分支的方式连通所述多个共鸣空间。
5.根据权利要求1 3中任一项所述的衰减装置，其特征在于，在所述音箱内的对置的壁面交替固定多个所述分隔板，由此将所述共鸣空间分隔而形 成具有规定长度且呈锯齿形状的所述共鸣管路。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的衰减装置，其特征在于， 所述多个共鸣管路被设定为不同的长度。
7.根据权利要求6所述的衰减装置，其特征在于，在所述音箱内固定所述分隔板而形成具有规定长度的所述共鸣管路，并且经由连结管 将所述音箱的前端部与所述流体导入部连结，由此将所述共鸣管路的前端部与所述流体导 入空间连通，且在所述共鸣管路的长度方向上的中途部固定闭塞板，从而形成不同长度的 两个共鸣管路。
8.根据权利要求1 5中任一项所述的衰减装置，其特征在于，通过沿所述配管的轴向进行分隔的分隔壁将所述共鸣管路形成为多个独立的共鸣管 路，并且具有连通这些共鸣管路彼此的开口部或闭塞该开口部的闭塞板。
9.根据权利要求1 8中任一项所述的衰减装置，其特征在于， 在所述共鸣管路设有对流体施加阻力的阻力部件。
10.一种燃气轮机燃烧器，其具有使高压空气与燃料在内部燃烧而产生燃烧废气的燃烧筒；与该燃烧筒连结而将燃烧废气导向涡轮机的尾筒；向所述燃烧筒供给用于燃烧的高压空气的燃烧用高压空气供给通路；对所述燃烧筒的高温空气喷射燃料的燃料喷嘴；向所述尾筒供给高压空气量的旁通管，所述燃气轮机燃烧器的特征在于，在所述旁通管设有权利要求1 9中任一项所述的衰减装置。
全文摘要
本发明提供一种衰减装置，其设置在向燃烧器尾筒(33)供给高压空气量的旁通管(61)上，该衰减装置(63)具有流体导入部(71)，通过覆盖旁通管(61)的外周部而形成流体导入空间(B)；多个音箱(73a、73b)，各自的基端部与流体导入部(71)连结，且各自的前端部在旁通管(61)的外周部上沿着周向延伸设置，而形成共鸣空间(Da、Db)；分隔板(74a、74b)，通过分隔共鸣空间(Da、Db)而形成规定长度的共鸣管路(Ea、Eb)。
文档编号F23R3/26GK101868602SQ20088011724
公开日2010年10月20日 申请日期2008年11月19日 优先权日2007年11月21日
发明者伊藤崇规, 松山敬介, 池田和史, 谷村聪, 赤松真儿 申请人:三菱重工业株式会社